KEM Konstruktion 03-04.2019

Das
Engineering
Magazin
03-04 2019
www.kem.de
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte
Titelstory Seite 94
Polymer-Lagertechnik
treibt SLA-3D-Drucker an
Industrielle
Intelligenz
Hannover Messe
Seite 20
Flexibler
Transport
Industrie 4.0
Seite 30
Roboter
für jedermann
KEM Perspektiven
Seite 68
Im Gespräch | „Effizienteres Engineering ist möglich“
Sebastian Seitz, Vorsitzender der Geschäftsführung von Eplan und Cideon – Seite 14
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 1

2 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
info@pueschel-group.com
www.pueschel-group.com

EDITORIAL
Gesucht werden Universalisten
Wenn sie in ein ihnen unbekanntes Fahrzeug steigen, machen sie sich zuerst mit der Bedienung
vertraut – so der weise Spruch meines Fahrlehrers, aber wir alle wissen: Fahren
ist heute nicht das Problem, das Infotainment schon eher. An diesem Beispiel lassen sich
zwei interessante Entwicklungen verdeutlichen: Industrie 4.0 will nicht weniger als die
Bedienung einer Fabrik so einfach machen wie das Fahren mit unterschiedlichen Fahrzeugtypen.
Und: Informationen sollen ebenso ‚leicht‘ verfüg- und abrufbar sein. Weil
das noch nicht immer gegeben ist, wird zu diesem Thema quer durch alle Disziplinen viel
geforscht und entwickelt; viele Beispiele aus der vorliegenden Ausgabe verdeutlichen das.
Schaut man sich an, wer künftig welche Aufgaben übernehmen muss, treten zunächst
Spezialisten in den Vordergrund. Ein passendes Beispiel ist das Thema OPC UA over TSN,
das derzeit die Automatisierer bewegt. Immerhin zeichnet sich ab, dass es unter dem
Dach der OPC Foundation gelingt, tatsächlich eine Art Industrie-4.0-Standard zu schaffen;
dank der FLC-Initiative (Field Level Communications) bis hinab in die Feldebene.
Zukünftig dürften dann allerdings immer mehr ‚Universalisten‘ gefragt sein, die in der
Lage sind, ein Produkt oder eine Maschine von ihren (meist mechanischen) Grundlagen
über die Elektrotechnik bis hin zum immer wichtiger werdenden Softwareanteil zu überschauen
und damit zu beherrschen. Solch ein ‚Systems Engineer‘ dürfte auch der
Schlüssel dazu sein, die Chancen der Digitalisierung in nutzbare ‚neue Geschäftsmodelle‘
zu überführen.
Welche Chancen das Systems Engineering eröffnet, zeigen wir im Rahmen des gleich -
namigen Trendteils von Seite 33 bis 45 in dieser Ausgabe. So viel vorweg: Es geht um
das Prozessdenken in der Digitalisierung (S. 33), die Einbindung der Softwareentwicklung
(S. 36) und die Frage, welche Rolle das Product Lifecycle Management (PLM) dabei spielt,
speziell in der Cloud. Dem Thema Systems Engineering widmet sich übrigens auch unser
neues Digitalmagazin KEM Konstruktion systems engineering, aus dem die genannten
Beispiele stammen. Details dazu finden sich unter: hier.pro/RsCN2
PERFORMANTES
INDUKTIVES
WEGMESSSYSTEM
eddyNCDT 3060
Die neue Leistungsklasse in
der induktiven Wegmessung
Höchste Anwendungsvielfalt mit über
400 Sensormodellen
Neue Maßstäbe in der Kombination aus
Auflösung, Linearität und Temperaturstabilität
Volle Industrietauglichkeit durch robusten
Systemaufbau
Höchster Bedienkomfort und intuitive
Konfiguration über Webinterface
Dipl.-Ing. Michael Corban
Chefredakteur KEM Konstruktion
michael.corban@konradin.de
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hier.pro/RsOki
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Hannover Messe
Halle 9 / Stand D05
Tel. +49 8542 1680
www.micro-epsilon.de/eddy

Inhalt 03-04 2019
Bild: Hannover Messe
56. Jahrgang
20
Die Hannover Messe boomt. Vom 1. bis 5. April werden
6500 Unternehmen aus 75 Ländern zur Weltleitmesse
der Industrie erwartet. Informieren Sie sich in dieser
Ausgabe über die Technologien der Zukunft.
TITELSTORY
3D-Druck
für Jedermann
Klein wie eine Kaffeemaschine und groß in den Funktionen:
Das ist der 3D-Drucker Pluto des Unternehmens
3Devised aus Kalifornien. Um den Anforderungen nach
Präzision und Schmiermittelfreiheit gerecht zu werden,
greift man auf die Polymer-Lagertechnik von Igus zurück.
Magazin
Branchennews
Raketentriebwerk aus dem 3D-Drucker ................................. 6
Schweden setzt auf deutsche Elektroindustrie ....................... 8
KEM Porträt
Sebastian Seitz, Geschäftsführer bei Eplan und Cideon
„Am Ende haben wir ein neues
‚Fertigungsverfahren‘ für Schaltschränke realisiert“ ............. 14
Messe
Hannover Messe
Leitthema Industrial Intelligence ........................................... 20
Digital Factory: intelligent vernetzt ....................................... 22
Trends
Industrie 4.0
Workloads flexibel in der Hybrid Cloud skalieren .................. 24
MES-Lösungen für lückenlosen Datenaustausch ................. 28
Trackmanagement erhöht Flexibilität des Teiletransports ..... 30
Systems Engineering
Prozesse müssen digital neu gedacht werden ..................... 33
Transparenz in der Softwareentwicklung .............................. 36
Die Zukunft von PLM liegt in den Wolken ............................. 40
Gewerkeübergreifend in sechs Disziplinen konstruieren ...... 44
Additive Manufacturing
Brennerköpfe für Gasturbinen aus dem 3D-Drucker ............ 46
Software zur Datenaufbereitung steigert Produktivität ........ 48
3D-Druck-Materialien für das Funktionsprototyping ............. 50
Qualitätssicherung beim selektiven Lasersintern ................. 52
Produkt-News aus dem Bereich Digitalisierung .................... 55
KEM Perspektiven
Low Cost Robotic
Robotik-Baukästen für den Einstieg in die Automation ......... 68
Maschinenelemente
Robotik
Intelligente Automation eines Bearbeitungszentrums ........... 74
Kommunikationsschnittstellen bei Greifsystemen ................ 76
Vakuum-Greifer und -Komponenten optimieren Cobots ....... 80
Greifer in der vollautomatisierten Roboterzelle .................... 82
Montage- & Handhabungstechnik
Flach-Scherenhubtisch für vielseitige Einsatzbereiche .......... 84
Geschäftsführer Lörcher etabliert Gimatic am Markt ............ 86
Produkt-News aus dem Bereich Maschinenelemente .......... 88
Antriebstechnik
Titelstory
Polymer-Lagertechnik in kompaktem SLA-3D-Drucker .......... 94
Wälz- & Gleitlager
Isolierte Insocoat-Lager vermeiden Stromschäden .............. 98
HepcoMotion setzt auf eigene Lineartechnik-Produkte ...... 100
Automatisierte Formatverstellungen aus Edelstahl ............. 102
Elektromotoren
Servosystem mit CANopen-Schnittstelle ............................ 104
Synchronmotoren für Ein- und Mehrachsen-Anwendung ... 106
Drei-Level-Technologie versus LC-Filter .............................. 108
Getriebe
Drehmomentgesteigert mit lebenslanger Präzision ............ 110
Industriegetriebe für den Einsatz in der Schüttgutlogistik ... 112
Kupplungen & Bremsen
Servotaugliche Metallbalgkupplungen ................................. 114
Kupplungslösungen für kleine und große Drehmomente ... 116
Metallbalgkupplungen gleichen Wellenversatz aus ............. 118
Produkt-News aus dem Bereich Antriebstechnik ................ 120
Fluidtechnik
Pneumatik
Nachrüstbarer IO-Link für kommunikative Komponenten ... 130
Fluidtechnik für smarte Produktionsprozesse ..................... 132
Drucklufttechnik
Karsten Decker zur Kompressoren-Steuerung Optimizer 4.0 .. 134
Sichere Datenübertragung durch alle Ebenen ..................... 136
Druckluft-Messsysteme für die effiziente Produktion ......... 138
Produkt-News aus dem Bereich Fluidtechnik ...................... 139
Automatisierung
Sensoren & Messtechnik
Mit Maintenance-Plattform zur vorausschauenden Wartung .. 142
Akustisches Sensorsystem zur Montage-Endkontrolle ....... 144
Kraftmessung bei elektrischen Linearantrieben .................. 146
4 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

HLP - Heizpatronen
RHK - Rohrheizkörper
94
Bild: Igus
RP - Rohrwendelpatronen
Steuerungssysteme
Flexibel dank individueller Kommunikationslösungen ........ 148
Sensorintelligenz „4.0 Now“ .............................................. 150
Elektrotechnische Bauelemente
Plattform CrossPowerSystem für Energieverteilung ........... 152
Umstellung auf neues Schaltschranksystem ...................... 154
Nachhaltiges Klimamanagement im Schaltschrank ............. 156
Produkt-News aus dem Bereich Automatisierung .............. 158
Werkstoffe/Verfahren
Werkstoffe
Flexible Bipolarplatten ermöglichen kompakte Batterien .... 164
Keramische Systemlösung für Feuerfest-Applikationen ...... 166
Spezialstahl für Messerwellen in Aktenvernichter .............. 168
Leichtbau
Direktgekühlter Elektromotor mit Gehäuse aus Kunststoff .. 170
Produkt-News aus dem Bereich Werkstoffe/Verfahren ....... 172
KEM Konstruktion Service
Das englische Fachwort
Robotics – Robotik .............................................................. 176
Online-Tipps
So klappt‘s mit der Mechatronik und Industrie 4.0 ............. 178
Tipps & Termine
Buchtipp: Automatisierung 4.0 ............................................ 181
Aktuell in der elektro AUTOMATION
Absicherung der Steuerspannung im Schaltschrank ........... 183
Rubriken
Editorial ................................................................................... 3
Wir berichten über ................................................................ 12
Inserentenverzeichnis ......................................................... 186
Vorschau .............................................................................. 186
Impressum .......................................................................... 186
HP/HPQ - Hohlpatronen
TE - Temperatursensoren
ALW - Leistungswiderstände
Technischer Support und
weitere Produkte auf Anfrage
QUALITÄT AUS
DEUTSCHLAND
> Hannover Messe
Halle 12, Stand-Nr. C20
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Türk+Hillinger GmbH
78532 Tuttlingen, Germany
Tel. +49 74 61 70 14 0
Fax +49 74 61 70 14 110
info@tuerk-hillinger.de
www.tuerk-hillinger.de
seit 1963
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MAGAZIN
BRANCHENNEWS
Bild: Orbex
Orbex druckt Triebwerk auf der Selective Laser Melting Maschine SLM 800
Raketentriebwerk
aus dem 3D-Drucker
Das Raumfahrtunternehmen Orbex hat das wohl weltweit größte 3D-gedruckte
Raketentriebwerk vorgestellt. Der Raketenantrieb konnte in einer speziellen
Nickellegierung in nur einem Stück auf der SLM 800 gefertigt werden.
Das im Jahr 2015 gegründete britische Unternehmen
Orbex entwickelt Trägerraketen, um
Kleinsatelliten in die Erdumlaufbahn zu bringen.
Bei der Eröffnung des neuen Hauptsitzes
in Forres, Schottland, hat das Unterneh-
Das Raumfahrtunternehmen
Orbex hat das
nach eigenen Angaben
weltweit größte 3Dgedruckte
Raketentriebwerk
vorgestellt
men nun seine Rakete Prime vorgestellt. Die
CO²-Emission des sogenannten Orbex Launchers
ist durch die Verwendung von 100 %
erneuerbaren Kraftstoffen um 90 % reduziert
worden. Zudem verfügt die Trägerrakete über
eine Zero-Shock Stufentrennung sowie Nutzlasttrennung,
wodurch Weltraumschrott verhindert
wird. Das Design des Bauteils wurde
für den SLM Prozess optimiert, wodurch Gewichtseinsparungen
von 30 % erzielt werden
konnten. Orbex konnte Entwickler von führenden
Raumfahrtorganisationen wie NASA,
ESA und Ariane für sich gewinnen. Die Luftund
Raumfahrtingenieure von Orbex arbeiteten
eng mit den Applikationsingenieuren von
SLM Solutions am Hauptsitz in Lübeck zusammen,
um eine optimale Anpassung des
Designs für die Selective Laser Melting Technologie
sicherzustellen. Dies erforderte aufgrund
der Komplexität und Größe des Bauteils
die Partnerschaft mit SLM Solutions. Die
SLM 800 verfügt über ein 280 x 500 mm großes
Pulverbett, in dem Bauteile mit einer Höhe
von 850 mm hergestellt werden können.
Der Prime Raketenantrieb konnte somit in einer
speziellen Nickellegierung in nur einem
Stück gefertigt werden. Der SLM Hub, die
vollautomatisierte Auspackstation für die
SLM 800, ermöglicht ein kontaktloses Pulverhandling
sowie eine automatisierte Förderung
im Bauraum, um das gefertigte Bauteil
in eine Entpackstation zu übergeben. Dort
wird durch Vibration und Rotation Pulver entfernt.
Zusammen mit dem Raketenantrieb
gebaute Referenzproben analysierte das
SLM Solutions Team anschließend im Qualitätslabor.
Porositätsniveau und Verteilung erfüllten
nachweislich die Qualitätskriterien. bt
www.slm-solutions.com
BASF führt Kompetenzen zu Digitalisierung und IT in einem neuen Bereich zusammen
Digitale Transformation beschleunigen
Um die Aktivitäten zu bündeln und die Experten
aus der Digitalisierung und der IT enger
zusammenzubringen, hat BASF zu Beginn
des Jahres den neuen Funktionsbereich
„Digitalization & Information Services“ gegründet.
Der Bereich wird von Christoph
Wegner geleitet, er übernimmt außerdem
die Rolle des Chief Digital Officers (CDO) der
BASF. „Wir haben in den vergangenen Jahren
gezeigt, wie man Digitalisierung in einem
Chemieunternehmen umsetzt“, erklärt Wegner.
„Jetzt geben wir dem Thema mit einer
neuen Organisation noch mehr Durchsetzungskraft.
Wir werden die digitalen Aktivitäten
in der BASF unterstützen und gemeinsam
mit den Kollegen aus den Unternehmensbereichen,
den Funktionen sowie der
Forschung und Entwicklung noch schneller
als bisher vorantreiben. Dabei verfolgen wir
ein klares Ziel: Wir wollen digitale Lösungen
einführen, die den Kunden einen klaren
Mehrwert bieten.“
Digitalisierung ist einer der Schwerpunkte
der neuen Unternehmensstrategie von BASF.
Doch mit dem Thema beschäftigt sich das
Unternehmen bereits seit Jahren, und das
sehr erfolgreich: Seit 2015 haben bereichsübergreifende
Teams in der BASF die Möglichkeiten
der intelligenten Nutzung von Daten
und digitaler Technologien ausgelotet, in
Pilotprojekten getestet und umgesetzt. Auch
in der Forschung und Entwicklung wurde verstärkt
die Arbeit durch digitale Lösungen unterstützt,
nicht zuletzt durch den Supercomputer
Quriosity.
bt
www.basf.com
Der Bereich „Digitalization & Information
Services“ soll die digitale Transformation der
BASF beschleunigen. Geleitet wird dieser von
Christoph Wegner
Bild: BASF
6 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Your Global Automation Partner
Industrie 4.0
Daten- und
Kommunikationslösungen
Durchgängige HF/UHF-RFID-Lösungen für Datenerfassung und -vorverarbeitung,
Identifikation, Rückverfolgung, Serialisierung
Hannover Messe
Wir sind für Sie da!
Halle 9, Stand H55
Intelligente Sensor- und Verbindungslösungen mit IO-Link-Kommunikation für
maximale Flexibilität
Robuste IP67-I/O-Systeme mit dezentraler Intelligenz und Multiprotokoll-Ethernet-
Kommunikation zur einfachen IT-Integration
www.turck.de/i40
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 7

MAGAZIN
BRANCHENNEWS
Nordische Länder wollen länderübergreifendes 5G-Netz schaffen
Schweden setzt auf deutsche Elektroindustrie
Schweden verfolgt ambitionierte Ziele bei
der digitalen Umgestaltung von Wirtschaft
und Gesellschaft. Die Schwerpunkte des
Partnerlands der Hannover Messe sind breit
gestreut und liegen unter anderem in den
Bereichen E-Health, E-Goverment sowie der
Digitalisierung des Schul- und Finanzsystems.
„Die Schweden stehen dem technischen
Fortschritt sehr positiv gegenüber“, erklärt
ZVEI-Volkswirt Jochen Schäfer. Der Einsatz
von Künstlicher Intelligenz und Robotern
erfolge selbstverständlicher als in vielen anderen
Ländern der Europäischen Union. „Das
Land erkennt die Chancen der Digitalisierung
und will sie nutzen.“ Gemeinsam mit den anderen
nordischen Ländern will es aufbauend
auf die Telekomkompetenz skandinavischer
Unternehmen ein länderübergreifendes
5G-Netz schaffen, um den Handel und die
Produktion weiter schnell digitalisieren zu
können. Beim digitalen Umbau setzt Schweden
auf die deutsche Elektroindustrie. Deren
Exporte in die größte Volkswirtschaft Nordeuropas
erreichten von Januar bis November
Bild: ZVEI
2018 einen Wert von 4,6 Mrd. Euro. Damit
liegt das Land auf Platz 11 im europäischen
Abnehmer-Ranking und auf Platz 13 weltweit.
Besonders stark nachgefragt wurden
Informationstechnik (870 Mio. Euro), Kommunikationstechnik
(703 Mio. Euro) und Automationsprodukte
(694 Mio. Euro). „Die
Produkte und Lösungen der deutschen Elektroindustrie
zahlen auf die Digitalisierungsstrategie
des Landes ein“, so Schäfer weiter.
„Der Einsatz von Künstlicher
Intelligenz und Robotern
erfolgt in Schweden
selbstverständlicher
als in vielen
anderen Ländern
der EU.“
ZVEI-Volkswirt Jochen Schäfer
Schweden wolle den Umbruch von einer
stark von der Auto- und Stahlbranche geprägten
Industrie hin zu einer datenbasierten Digitalwirtschaft
schnell angehen. „Die Voraussetzungen
für den Aufbruch in die digitale
Welt sind gut: Schweden besitzt eines der
leistungsfähigsten Innovationssysteme und
hervorragende Bedingungen für junge Unternehmen.“
bt
www.zvei.org
Phoenix Contact und Venios kooperieren
IoT-Plattformlösung für Management von Verteilnetzen
Data Science Group begleitet Unternehmen
Contact gründet KI-Group
Mit dem Wegfall konventioneller Erzeuger
stehen Verteilernetze künftig vor neuen Herausforderungen:
Es entsteht eine zunehmende
Volatilität durch die erneuerbaren
Energien und die Anforderungen der Verbraucher
an die Versorgungssicherheit steigen.
Dies sorgt dafür, dass die kostenoptimierte
Bewirtschaftung der Assets unter den heutigen
Voraussetzungen schwieriger wird.
Phoenix Contact und Venios werden aus diesen
Gründen für den Markt eine IoT-Plattformlösung
bereitstellen, die für Transparenz
und Steuerbarkeit in der Mittel- und Niederspannungsebene
sorgt und ein wirtschaftlich
optimiertes Management von Verteilnetzen
ermöglicht. Das Frankfurter Unternehmen
Venios GmbH entwickelt seit 2012 Software-
Lösungen für orts- und zeitaufgelöste Analyse
von elektrischen Energiesystemen. Die
Venios Energy Plattform ist dabei auf massive
parallele Verarbeitung verschiedener Datenquellen
und Modelle (Big Data) ausgelegt.
Verknüpft mit vorliegenden oder abgeleiteten
Informationen zur Topologie und Ausstattung
des lokalen Netzes können Lastflüsse modelliert,
berechnet sowie mittels integriertem
Geo-Informations-Systems (GIS) graphisch
aufbereitet und bereitgestellt werden. Eine
Vielzahl an Prognoseszenarien erlaubt darüber
hinaus einen Blick in die Zukunft. Die Lösungen
von Phoenix Contact liefern Live-Daten
aus Ortsnetzstationen, EEG-Anlagen
oder MS-Schwerpunktstationen. Sie bilden
so die Basis für eine automatisierte Netzführung
im Verteilnetz.
bt
www.phoenixcontact.com
Jonas Danzeisen, Geschäftsführer Venios, und
Ulrich Leidecker, Leiter Business Area Industry
Management und Automation, Phoenix Contact
Bild: Phoenix Contact
Mit der neuen Data Science Group unterstreicht
Contact Software sein Engagement
im Bereich Künstliche Intelligenz (KI). Das Expertenteam
begleitet Unternehmen von der
Evaluierung neuer Anwendungsmöglichkeiten
für KI im PLM- und IoT-Umfeld bis zur Einführung
konkreter Lösungen für neue Geschäftsmodelle
und digitale Dienste. Unternehmen
erkennen zunehmend die Potenziale
hinter modernsten statistischen Verfahren,
Data Mining und Machine Learning. Bei der
konkreten Anwendung zögern sie allerdings.
Oft fehlt es ihnen an der nötigen Expertise
und Erfahrung, KI-Technologie zielsicher und
in praxisgerechten Schritten in ihr Geschäft
einzubinden. Passend zu diesen Bedürfnissen
wurde eine eigene Data Science Group
gegründet. Von der Entwicklung valider Anwendungsmöglichkeiten
in Form datenzentrierter
Geschäftsmodelle über die Schaffung
digitaler Infrastrukturen bis zur Integration in
den laufenden Betrieb begleitet die Data
Science Group Unternehmen auf dem Weg,
neue Wertschöpfungspotenziale zu heben.
bt
www.contact-software.com
8 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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Hannover Messe
Halle 9, Stand F18
01.04. – 05.04.2019
TOTAL VERJETZT – VORHANG AUF!
Industrie 4.0 passiert JETZT. Genau das zeigt SICK auf der Hannover Messe 2019 vom 1. bis 5. April 2019
mit einem Livestream aus der SICK 4.0 NOW Factory in Freiburg. Sehen Sie selbst, wie weit wir schon auf dem
Weg in eine vollständig vernetzte und automatisierte Wertschöpfungskette sind. Die intelligente Vernetzung
von Entwicklung, Produktion, Logistik, Kunden und Partnern ist keine Zukunftsmusik, sondern Taktgeber für
www.sick.com/hm
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 9

MAGAZIN
BRANCHENNEWS
PERSONEN
Petra Gerweck, Lenze
Petra Gerweck hat zum
1. Februar 2019 die neu
geschaffene Position des
Vice President Human
Resources beim Automatisierungsunternehmen
Lenze
übernommen. In dieser Rolle
zeichnet sie in direkter Berichtslinie zum
Vorstandsvor sitzenden Christian Wendler für das
strategische und internationale Personalmanagement
verantwortlich.
Herbert Salzgeber, Turck
Herbert Salzgeber hat zum
Jahresbeginn die Leitung
von Turck Österreich übernommen.
Der Diplom-
Betriebswirt ist ein aus -
gewiesener Automatisierungsspezialist
mit langjähriger
Vertriebserfahrung. Er übernimmt die
Position von Stephan Auerböck, der das
Unternehmen verließ.
Bosch übernimmt EM-Motive vollständig
Konsequenter Schritt auf Weg zur Marktführerschaft
Bosch übernimmt EM-Motive, einen der erfolgreichsten
Elektromotoren-Hersteller
Europas nun vollständig. Die EM-Motive
GmbH wurde 2011 als paritätisches Gemeinschaftsunternehmen
von Bosch und Daimler
gegründet und produzierte bis heute rund
450.000 Elektromotoren. „Für Bosch ist der
vollständige Erwerb der nächste konsequente
Schritt auf dem Weg zur Marktführerschaft
bei der Elektromobilität. Diese Übernahme
bietet Bosch nun die Chance, noch breiter
am Markt aufzutreten“, sagt Dr. Stefan Hartung,
Geschäftsführer der Robert Bosch
GmbH und Vorsitzender des Unternehmensbereiches
Mobility Solutions. Bosch hatte
sich bereits bei der Gründung des Gemeinschaftsunternehmens
eine Option auf den Erwerb
der Anteile gesichert. Die vollständige
Übernahme war damit bereits im Joint Venture
Vertrag als Möglichkeit angelegt. Für die
derzeit insgesamt etwa 340 Mitarbeiter in
Stuttgart und Hildesheim hat die Änderung
Die Übernahme bietet Bosch nun die Chance,
noch breiter am Markt aufzutreten
der Gesellschafterverhältnisse ihres Unternehmens
keine unmittelbaren Auswirkungen.
Über den Kaufpreis und die weiteren
Modalitäten des Erwerbs vereinbarten beide
Seiten Stillschweigen. Das Joint Venture EM-
Motive war gegründet worden, um den Einstieg
in die Elektromotoren-Fertigung für beide
Partner wirtschaftlich zu gestalten. bt
www.bosch.com
In 2030 wird knapp ein Drittel der Unternehmensumsätze in Deutschland durch KI beeinflusst
Zwei Billionen Euro durch künstliche Intelligenz
Bild: Bosch
Uwe Claus, Camozzi
Uwe Claus wurde zum
Geschäftsführer von
Camozzi Automation ernannt
und wird Nachfolger
von Tilman Bechem, der seit
1981 die Camozzi Gruppe repräsentiert.
Bechem wird
Camozzi Automation nach eigenen Angaben
weiterhin als Mitglied der Geschäftsleitung zur
Verfügung stehen.
Edgar Peter Düning,
Harting
Die deutsche Vertriebstochter
der Harting Technologiegruppe
erhält eine neue Geschäftsführung.
Der bisherige
Geschäftsführer Stefan
Olding ist in gegenseitigem
Einvernehmen aus seiner Funktion ausgeschieden.
Bis auf Weiteres wird Edgar Peter Düning,
Sprecher der Geschäftsführung von Harting
Electric und Harting Electronics, die Leitung der
Gesellschaft kommissarisch übernehmen.
Welche Relevanz hat künstliche Intelligenz
(KI) für den Wirtschaftsstandort
Deutschland? Im Jahr 2030 werden einer
Analyse der KI-Beratung Appanion
Labs zufolge 28 % (2,04 Billionen Euro)
der deutschen Wirtschaftsleistung unmittelbar
durch künstliche Intelligenz beeinflusst
sein. In 2019 liegt dieser Wert
erst bei 3 % (218 Mrd. Euro). Bemerkenswert
ist, dass der der höchste Anteil KI-gestützter
Wertschöpfung nicht aus Einsatzfeldern
wie Alexa, Netflix oder Spotify stammt,
sondern aus dem produzierenden Gewerbe.
Die Automobilindustrie belegt dabei mit 22
% an der gesamten KI-Wertschöpfung den
ersten Platz im direkten Branchenvergleich.
Künstliche Intelligenz wird die Wirtschaft und
Gesellschaft grundlegend verändern, ähnlich
wie es das Internet über die vergangenen
zwei Jahrzehnten getan hat. Die Technologie
ist dank moderner neuronaler Netze mittlerweile
robust, skalierbar und wirtschaftlich
einsetzbar. Voraussetzung, um im internationalen
Datenwettstreit mitzuhalten, ist jedoch
ein Umdenken bei den Bewertungsmethoden,
mit denen Investitionen in die Technologie
legitimiert werden. Der Einfluss von
künstlicher Intelligenz setzt sich aus verschie-
Der Fokus auf Industrie- und Produktionsdaten
ist für Deutschland die Chance, ein relevantes
Standortprofil im Bereich KI zu schaffen
denen Teilbereichen zusammen. Der offensichtlichste
Effekt stammt aus der Entwicklung
neuartiger, datenbasierter Geschäftsmodelle
und der Erschließung zusätzlicher Umsatzpotenziale.
Hinzu kommt die Optimierung
bestehender Wertschöpfung in Bereichen
von komplexen wissens- und ressourcenintensiven
Produktionsprozessen. Kosteneinsparung
durch Prozessautomatisierung
und die datenbasierte Unterstützung von
Entscheidungen sind sogar ein noch größerer
Wertschöpfungshebel. Entsprechend verändert
und optimiert KI bei entsprechender
Transformation der bestehenden Prozesse
bedeutende Teile bereits existierender Wertschöpfung.
bt
www.appanion.com
Bild: Appanion
10 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

BRANCHENNEWS
MAGAZIN
Neue Vertriebsgesellschaft mit Servo Dynamics gegründet
Maxon verstärkt Präsenz in Südostasien
Der Antriebsspezialist Maxon Motor hat gemeinsam
mit seinem Langzeitpartner Servo
Dynamics in Singapur eine neue Vertriebsgesellschaft
für den Raum Südostasien gegründet.
Länder wie zum Beispiel Malaysia weisen
hohe Wachstumsraten auf und stoßen
immer mehr in den Hightech-Bereich vor. Der
Schweizer Spezialist für DC-Motoren und
mechatronische Systeme baut deshalb das
Engagement in der Region aus und ist neu
mit einer eigenen Vertriebsgesellschaft präsent.
Gemeinsam haben die Parteien die Vertriebsgesellschaft
Maxon Südostasien gegründet,
womit man nun direkt die Kunden in
Singapur, Malaysia, Indonesien, Thailand, Vietnam,
Hongkong oder den Philippinen serviceseitig
bedienen kann.
bt
www.maxonmotor.de
Bild: Maxon
Mit der Gründung der neuen Vertriebsgesellschaft
verstärkt Maxon seine Präsenz ins Asien
SAP-Allianz
Cideon tritt
United VARs bei
Vor kurzem wurde die Zugehörigkeit
als Solution Partner zu den
United VARs besiegelt: Durch die
Unterstützung dieser Allianz im
Kreise weiterer anerkannter SAP-
Lösungsanbieter greift Cideon
auf ein globales Partnernetzwerk
zurück. Große namhafte Unternehmen
wie zum Beispiel Huawei
zählen neben vielen weiteren
Anbietern zu den Solution
Partnern. Die Allianz der United
VARs konzentriert sich auf die
Zusammenarbeit zwischen den
Mitgliedern bei internationalen
SAP-Rollouts und ERP-Optimierungsprojekten.
Mit der Partnerschaft
stärkt Cideon seit Ende
2018 das Lösungsportfolio der
United VARs durch entsprechendes
SAP PLM Know-how. Durch
die Abbildung des kompletten
Produktlebenszyklus von Engineering
über Fertigung bis zum
Vertrieb profitieren nicht nur die
Mitglieder der United VARs als
Portfolio-Ergänzung, sondern insbesondere
auch die United
VARs-Kunden. „Durch unsere
Zusammenarbeit mit United
VARs möchten wir sowohl das
SAP-Lösungsportfolio als auch
unser eigenes Produkt- und
Dienstleistungsportfolio noch effizienter
den Interessenten und
Kunden von United VARs bereitstellen“,
erklärt Reno Staschinski,
Geschäftsführer Cideon. bt
www.cideon.de
DIE KUPPLUNG.
FÜR DIE WELT DER
PRÄZISION
Sicherheitskupplungen
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 11

MAGAZIN
BRANCHENNEWS
Rockwell Automation übernimmt Emulate3D
Portfolio für 3D-CAD-Modelle erweitert
Rockwell Automation hat den Entwickler von
Maschinen-Software Emulate3D übernommen,
dessen Produkte industrielle Automatisierungsanlagen
digital simulieren und nachbilden.
Mit exakten Simulationsmodellen zur
Verbesserung der Systemplanung und Entscheidungsfindung
können Kunden mit der
Software von Emulate3D Maschinen- und
Systemdesigns virtuell entwickeln. Durch gezielte
Emulationsversuche wird das Steuerungssystem
vor der Installation getestet,
bevor Herstellungs- und Automatisierungskosten
anfallen und ein endgültiges Design
Rockwell Automation ergänzt sein Portfolio für digitales Design um die
Emulate3D-Technologie
feststeht. „Durch die
digitale Entwicklung
von Maschinenprototypen
und deren virtuelle
Inbetriebnahme verkürzen sich Produkteinführungszeiten,
während die Produktivität
steigt. Die Übernahme bezeichnet zudem
einen weiteren Meilenstein von Rockwell
Automation zur Realisierung des Connected
Enterprise,“ sagt Fran Wlodarczyk,
Senior Vice President Architecture & Software
von Rockwell Automation. „Diese Zusammenarbeit
möchten wir nach der Übernahme
weiter intensivieren. Im heutigen Fertigungsumfeld
bieten die Produkte von Rockwell
Automation in Kombination mit unserer
Software eine wirkliche Chance, um den veränderten
Kundenansprüchen gerecht zu werden,“
sagt Ian McGregor, Global Sales und
Marketing Director bei Emulate3D. bt
www.rockwellautomation.com/de
Bild: Rockwell Automation
Wir berichten über
3Devised ................................... 94
ABB ......................................... 122
ABM Greiffenberger ................ 126
Adlos ........................................ 104
Afag ......................................... 128
Alexander Bürkle ....................... 14
Appanion Labs ........................... 10
Apullma ..................................... 93
Arena Solutions ......................... 40
Argo-Hytos .............................. 132
Artthea ..................................... 148
Atlas Copco Tools ..................... 172
Atlas Copco Kompressoren
und Drucklufttechnik ................ 134
Autodesk ............................. 14, 40
Autoform Engineering ............... 58
Aventics ................................... 132
AWS .......................................... 24
B&R ......................................... 148
Bahr Modultechnik .................. 120
Balluff ............................... 132, 159
BASF ........................................... 6
Basler ...................................... 158
BCT Technology ......................... 36
Beckhoff ................. 30, 68, 76, 160
Beko Technologies ................... 138
Belden ..................................... 162
Bond-Laminates ....................... 174
Bormann & Neupert ................ 175
Bosch ................................... 10, 76
Bosch Rexroth ................. 120, 132
Bucher Hydraulics .................... 132
Camozzi ..................................... 10
Carima ..................................... 175
Cideon ....................................... 11
CIMdata ..................................... 40
Claas .......................................... 33
Contact Software ........................ 8
Contrinex ................................. 161
CoreTechnologie ...................... 173
Dassault Systèmes .............. 33, 40
Dell EMC Deutschland .............. 24
Deutsche Edelstahlwerke ........ 174
Deutsche Messe ....................... 20
Deutsche Messe AG ............... 132
Digital Factory ........................... 22
Dr. Tretter ................................. 120
Drag&Bot ................................... 68
EAP Lachnit ............................... 84
EGS Automatisierungstechnik
....................................... 74
EM-motive ................................. 10
Emulate3D ................................. 12
Enemac Maschinentechnik ...... 118
Engel Elektroantriebe .............. 106
Enzfelder .................................. 124
Eplan .......................................... 14
ESI ............................................. 58
Eurotech .................................... 90
Fanuc ......................................... 76
FCT .......................................... 180
Festo ......................................... 88
Findling Wälzlager .................... 124
Fipa ............................................ 92
Fluitronics ................................ 132
Fraunhofer IPA ........................... 68
Fraunhofer IZFP ....................... 144
Fraunhofer Umsicht ................. 164
Free Field Technologies ............. 58
Friedhelm Loh Group ................. 14
FVA ............................................ 55
Ganter ....................................... 91
Gartner ...................................... 40
Gimatic ...................................... 86
Google ....................................... 24
Habasit ...................................... 89
Harmonic Drive ........................ 110
Harting ....................... 10, 160, 180
HCL Fasteners ......................... 175
Heidenhain .............................. 160
Heller ......................................... 82
Henkel ..................................... 175
Hepco Motion .......................... 100
Heraeus Electronic
Chemicals ................................ 174
HMS ........................................ 148
Homag ....................................... 33
HP ............................................ 175
Huawei ....................................... 11
Hummel ................................... 162
IDC ............................................ 40
IFM ............................................ 68
IFW der Universität Stuttgart ... 180
Igus .............................. 68, 94, 180
Intercontec .............................. 180
ISF der TU Dortmund ............... 180
Item ........................................... 92
Jakob Antriebstechnik .............. 116
John Deere .............................. 144
Kaeser Kompressoren ............. 136
Kager ....................................... 166
Kamat ...................................... 139
Kärcher ...................................... 33
Karlsruher Institut für
Technologie KIT ........................ 170
Kaspersky Lab ........................... 56
KBK Antriebstechnik ................ 114
Kegelmann Technik .................... 52
KLN Ultraschall ........................ 156
Knoll Maschinenbau ................ 141
Koco Motion ............................ 104
Krug & Priester ........................ 168
Kuka ............................. 76, 82, 100
Lanxess .................................... 174
Lenord + Bauer ........................ 102
Lenze ......................................... 10
Leybold .................................... 141
LQ-Group ................................. 161
Lütze ........................................ 156
Materialise ........................... 48, 56
Materials Solutions .................... 46
Maxon ........................................ 11
Maxon Motor ........................... 122
Mayr Antriebstechnik .............. 121
Menzel Motoren ...................... 123
Microsoft ................................... 24
Mitsubishi Electric ............. 76, 125
Montini ...................................... 86
Moog ....................................... 132
Moxa ......................................... 56
Nabtesco ................................. 124
Nachi ................................ 125, 139
NKE Austria ............................. 126
Nord Drivesystems .................. 112
Nordson EFD ........................... 141
NSK ......................................... 127
ODU ........................................ 158
Omron ..................................... 100
Optris ....................................... 159
Orbex ........................................... 6
Ovalo ....................................... 124
Pfeiffer Vacuum ........................ 140
Phoenix Contact ........ 8, 14, 44, 57
Phoenix Contact Electronics .... 152
Pilz ..................................... 68, 158
Pivotal ........................................ 24
Polarion Software ...................... 36
Pöppelmann ..................... 173, 182
Procad ....................................... 44
Proxia Software AG ................... 28
PTC ............................................ 40
Queen Elizabeth Hospital .......... 50
R+L Hydraulics ........................ 139
R+W Antriebselemente ........... 122
Rafi .......................................... 161
Rampf Machine Systems .......... 93
RCT Reichelt Chemietechnik ... 172
Rittal ................................... 14, 154
RK Rose+Krieger ..................... 102
Rockwell Automation ........... 12, 76
Rollon ...................................... 121
RS Components ........................ 56
Schaper Steuerungstechnik ..... 154
Schmalz ..................................... 80
Schunk ................................. 68, 76
Servo Dynamics ......................... 11
SEW ........................................ 148
Sieb & Meyer ........................... 108
Siemens .................. 36, 44, 46, 76
SKF .................................... 98, 140
SMC .................................. 90, 130
Southco ..................................... 88
Stäubli ....................................... 89
Stauff ....................................... 172
Steeltec ................................... 168
Steinmeyer .............................. 127
Steute ........................................ 92
Stratasys ................................... 50
Swiss Steel .............................. 168
Teckentrup ............................... 173
TG Ritter Spezialmaschinen ....... 86
Thomson ................................. 128
Transair ...................................... 57
Transfluid ................................... 88
Trapo .......................................... 91
Tsubaki .............................. 90, 126
Tünkers .................................... 180
Turck .................................. 10, 162
TÜV .......................................... 148
Universal Robots ....................... 68
Universitätsspital Basel ............. 50
VDC Fellbach ............................. 55
VDMA ...................................... 132
Vega ......................................... 142
Venios .......................................... 8
VMware ..................................... 24
Volvo ........................................ 139
Wago ......................................... 44
Walther Präzision ..................... 140
Warner Electric ........................ 128
Weidmüller ........... 44, 57, 123, 179
Wieland Electric ......................... 74
Wika ........................................ 146
WSCAD ............................... 44, 57
Yamaichi ................................... 180
Yaskawa Europe ......................... 74
Zimmer Group ........................... 82
12 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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Multiachs-Servosystem AX8000:
Minimale Zykluszeit, maximale Leistung.
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Das AX8000-System komplettiert die hochskalierbare Beckhoff Antriebstechnik. Das modular
kombinierbare Multiachs-Servosystem AX8000 bringt Hochleistungs-Antriebstechnik mit
optimierter Raumausnutzung in den Schaltschrank. Der AX8000 ermöglicht gleichmäßigere
Bewegungsabläufe durch erhöhte Abtastraten und somit eine optimierte Produktqualität.
Die Strommessung erfolgt innerhalb 1 μs in einem FPGA.
Halle 9,
Stand F06
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 13

MAGAZIN
PORTRÄT
Im Gespräch: Sebastian Seitz, Vorsitzender der Geschäftsführung von Eplan und Cideon
„Am Ende haben wir für Schaltschränke
ein neues ‚Fertigungsverfahren‘ realisiert“
Effizientere Engineering-Abläufe sowie die einfachere Zusammenarbeit zwischen Disziplinien und Partnern
adressiert Eplan bereits mit den Tools Cogineer und Syngineer. Welche Rolle Cloud-Technologie künftig mit
Eplan ePulse spielt, erläutert Sebastian Seitz, Vorsitzender der Geschäftsführung von Eplan und Cideon im
Gespräch mit der KEM Konstruktion. Eplan ePulse soll als Bindeglied in der Zulieferkette dienen und damit
helfen, ähnlich dem Angebot im Bereich Schaltschrankbau das Engineering zu beschleunigen.
Interview: Michael Corban und Nico Schröder, Redaktion KEM Konstruktion
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe
KEM Konstruktion: Herr Seitz, Eplan treibt zusammen
mit Rittal und Phoenix Contact die Realisierung einer
digitalen und realen Durchgängigkeit im Schaltschrankbau
voran – was motiviert Sie?
Sebastian Seitz (Eplan): Unsere Kunden sprechen inzwischen
davon, dass sich der Aufwand im Schaltschrank-Engineering
aufgrund der digitalen Durchgängigkeit
um rund 30 bis 40 Prozent senken lässt – und in glei-
„Prozesse zu auto -
matisieren bringt den
Schaltschrankbauern
einen realen Mehrwert
– allein im
Engineering kann
der Aufwand um rund
30 bis 40 Prozent
sinken.“
Sebastian Seitz,
Vorsitzender der
Geschäftsführung von
Eplan und Cideon
cher Größenordnung auch in der Fertigung. Das ist die
überzeugende Antwort auf die Frage, wie sich angesichts
des generell hohen Zeitdrucks in der Industrie der Prozess
von der Angebotserstellung bis hin zur Lieferung
des fertigen Schaltschranks effizient beschleunigen lässt
– ohne auf Qualität zu verzichten. Unser Anteil an dieser
Durchgängigkeit, angefangen von der Schaltplanerstellung
in Eplan Electric P8 zusammen mit dem Schaltschrankaufbau
in Eplan Pro Panel legt mit dem digitalen
Modell die Basis für diese durchgängige Prozesskette,
die sich zusammen mit den Lösungen unserer Partner als
Wettbewerbsvorteil nutzen lässt. Prozesse zu industrialisieren,
zu automatisieren, bringt also den Schaltschrankbauern
einen realen Mehrwert.
KEM Konstruktion: Digitale Durchgängigkeit steht ja
schon länger auf der Industrie-4.0-Agenda – warum
liegt hier immer noch ein so hohes Potenzial?
Seitz: Weil sich der Gesamtprozess im Schaltschrankbau
doch komplexer darstellt, als der erste Entwurf vermuten
lässt. Eine Rolle spielt dabei, dass beim Einsatz von Maschinen
und Automatisierungswerkzeugen für die Schaltschrankfertigung
die Anforderungen an die bereitzustellenden
und verfügbaren Daten – und damit die zugrundeliegenden
Modelle – deutlich steigen. Wir realisieren am
Ende ein neues ‚Fertigungsverfahren‘ für Schaltschränke.
Vergleicht man das mit anderen neuen Fertigungsverfahren
wie etwa dem 3D-Druck, zeigt sich sehr schnell, dass
auch dort die Ansprüche an das 3D-Modell steigen, um
3D-Druck-optimiert fertigen zu können. Anders formuliert:
Es ist eben ein Unterschied, ob ich von Hand einen
Ausbruch in die Seitenwand eines Schaltschranks einbringe,
oder ob das maschinell erfolgen soll. Neben die mechanische
Bearbeitung treten zudem die Themen Bestückung
und Verdrahtung – das erklärt auf der einen Seite
das hohe Potenzial, verdeutlicht auf der anderen Seite
aber auch die hohe Komplexität. Genau das macht allerdings
auch unsere Stärke innerhalb der Friedhelm Loh
Group aus; wir können die gesamte Prozesskette vom
3D-Modell bis hin zu Lösungen für die Automatisierung
der Schaltschrankfertigung anbieten.
KEM Konstruktion: Können Sie ein konkretes Beispiel
für den Einsatz dieser Lösungen nennen?
Seitz: Exzellent nutzt der Technologiedienstleister Alexander
Bürkle diese Durchgängigkeit. Historisch war das
Unternehmen zunächst Großhändler für Elektrokomponenten,
bot dann aber Maschinen-, Anlagen- und Schaltanlagenbauern
in wachsendem Umfang auch weitere
14 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Sebastian Seitz, Vorsitzender
der Geschäftsführung von
Eplan und Cideon
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 15

MAGAZIN
PORTRÄT
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe
Zu den Unternehmen
Dienstleistungen an. Das reicht von kundenindividuellen
Ausbrüchen in Seitenwänden über die Installation von Klimatisierungsequipment
inzwischen bis zur Bestückung
und vollständigen Verdrahtung. Zu jedem dieser Schritte
nutzt das Unternehmen auf der Daten- und Prozessseite
unsere Werkzeuge – und kann damit heute hochautomatisiert
Schaltanlagen fertigen. In Losgröße 1! (Anm. d.
Red.: Die Anwendung bei Alexander Bürkle wird in einer
der folgenden Ausgaben der KEM Konstruktion noch detailliert
beschrieben.)
KEM Konstruktion: Speziell für die Automatisierung
von Engineering-Aufgaben in der Elektrokonstruktion
hat Eplan ja auch den Cogineer im Angebot – wie
sieht die Roadmap für dieses Tool aus?
INFO
Eplan und Cideon sind Teil der Friedhelm Loh Group, zu
der auch der Schaltschrankspezialist Rittal gehört. Eplan
bietet Softwarelösungen für den Maschinen-, Anlagenund
Schaltschrankbau und deckt damit die Bereiche Elektrotechnik,
Automatisierung und Mechatronik ab. Ergänzt
wird das Angebot auf der Mechanikseite durch Cideon
als Autodesk-Partner. In der Summe lassen sich mit den
Softwarelösungen auf diese Weise die verschiedenen
Bereiche der Produktentwicklung abdecken bis hin zur
Verwaltung und Pflege von Produktdaten sowie der
Integration in Warenwirtschaftssysteme.
www.eplan.de
www.cideon.de
„Mit Eplan ePulse
wollen wir auf Basis
eines kompletten
Netzwerkes cloud -
basiert sowohl Daten
und Projekte, aber
auch Disziplinen
sowie Ingenieure
weltweit zusammenbringen.“
Sebastian Seitz, Vorsitzender
der Geschäftsführung von
Eplan und Cideon
Seitz: Hinter Eplan Cogineer steht ja die Grundidee, Regelwissen
zu hinterlegen und Standardabläufe in Makros
abzubilden, um auf diese Weise etwa Schaltpläne schneller
automatisiert zu erstellen – wieder mit dem Ziel, den
Konstrukteur zu entlasten
und damit dem Unternehmen
die Chance
zu geben, der Auftragsflut
Herr zu werden. Unser
Ziel ist hier, die Anwendung
weiter zu vereinfachen
– unter anderem
über eine noch höhere
Durchgängigkeit in
unserem Lösungsangebot,
so dass wir Objekte
über alle Disziplinen
beziehungsweise Spezialgebiete
hinweg verwenden
können; sprich
von der Verkabelung
über das Layout und
rein in den Schaltschrankbau.
Oder um
es konkreter zu machen: Ziel muss sein, den Aufwand,
den Kunden heute in die Erstellung ihrer Daten investieren,
zu senken – denkbar ist, dass wir von Beginn an
mehr Templates und Vorlagen mitliefern. Das geht dann
auch über die Generierung eines Schaltplans hinaus und
kann bis zu 3D-Modellen oder auch Teilen der Dokumentation
reichen. Die neue Ausbaustufe Eplan Cogineer Advanced
bietet übrigens neu auch das Einlesen von Konfigurationsvariablen
und Wertesätzen sowie die Einfach-
Wiederverwendung von Teilfunktionen, was die Erstellung
von Modellen deutlich vereinfacht. Daneben wollen
wir weiter Datenqualität und -quantität verbessern, insbesondere
im Zusammenspiel mit unserem Eplan Data
Portal. Dieses bietet webbasiert Zugriff auf hochwertige
Produktkataloge zahlreicher Komponentenhersteller und
alle in der Eplan Plattform verankerten Lösungen greifen
gleichermaßen auf diesen Webservice zu. Die einfache
Übernahme der angebotenen Komponenten per Dragand-Drop
in die Dokumentation reduziert den Projektierungsaufwand
und erhöht die Qualität der Maschinenund
Anlagendokumentation. Oder um es mit anderen
Worten zu sagen: Rund um ein Eplan-Projekt wird alles
für den Kunden noch einfacher. Das betrifft vor allem die
Einbindung von Cloud-Technologie.
KEM Konstruktion: Wollen Sie kurz erläutern, welche
Rolle die Cloud spielt?
Seitz: Zur Hannover Messe 2019 stellen wir unsere neue
Cloud-Strategie Eplan ePulse vor. Ziel des neuen Lösungsangebotes
ist, auf Basis eines kompletten Netzwerkes
cloudbasierter Systeme sowohl Daten und Projekte,
aber auch Disziplinen sowie Ingenieure weltweit zusammenzubringen.
Eplan ePulse dient damit künftig als Bindeglied
in der Zulieferkette – vom Endkunden über den
Maschinen- beziehungsweise Anlagenlieferanten bis hin
zu den Komponentenherstellern. Die hinterlegten Projektdaten
können sowohl als Systembeschreibung für die
eigene Fertigung als auch zur Kundendokumentation aller
automationsrelevanten Aspekte des Digitalen Zwillings
genutzt werden. Dafür haben wir übrigens eigens eine
neue Cloud-Einheit geschaffen, die im Stil heutiger Denkfabriken
frische Impulse setzt – Ziel ist, hier zu experimentieren
und im Kontext mit Kunden und Partnern zu
diskutieren. Nicht jede Idee wird im Anschluss das Licht
der Welt erblicken, aber Querdenken ist ausdrücklich erwünscht.
KEM Konstruktion: Wir muss ich mir die Nutzung von
Eplan ePulse vorstellen?
Seitz: Wir nutzen ja bereits seit Längerem Cloud-Technologie,
der Zugriff kann sehr einfach per Internetbrowser
erfolgen – so wie unsere Nutzer bereits heute über das
Eplan Data Portal Gerätedaten downloaden können. In
ähnlicher Weise lassen sich mit Eplan eView E-CAD-Projekte
sichten, prüfen und per Redlining-Workflow kommentieren.
Unter dem Dach von Eplan ePulse wird dieser
Kurs der agilen Cloud-Entwicklung konsequent fortge-
16 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Einfach mehr Leistung
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 17

MAGAZIN
PORTRÄT
tion zwischen den beteiligten Disziplinen und Partnern
einfacher wird, die vorhandenen Autorensysteme aber
weiter genutzt werden können. Darauf aufbauend bietet
Eplan Syngineer ein hohes Potenzial, die zahlreichen Herausforderungen
in der disziplinübergreifenden Zusammenarbeit
– und das gilt insbesondere für Industrie-
4.0-Konzepte – leichter zu lösen.
Bild: Eplan
Sind Projektdaten jederzeit über die Cloud verfügbar, lassen sich viele Fragen der
disziplinübergreifenden Zusammenarbeit – im Beispiel hier zwischen Fluid- und Elektrotechnik
– noch effizienter lösen. Eplan eView ermöglicht unter anderem einen
durchgängigen Redlining-Workflow
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe
Im Gespräch mit der
KEM Konstruktion erläuterte
Sebastian Seitz, Vorsitzender
der Geschäftsführung von Eplan
und Cideon, warum er großes
Potenzial für die Beschleunigung
von Engineering-Abläufen sieht –
für den Anwender nutzbar in
Form einer schnelleren Auftrags -
bearbeitung und letztlich mehr
Freiraum für die Konstruktion
setzt. Entscheidend ist zudem, dass wir planen, Eplan
ePulse über Schnittstellen zu Systemen anderer Anbieter
für diverse Dateiformate zu öffnen.
KEM Konstruktion: Sie sprachen gerade Eplan eView
schon an – hiermit soll ja unter anderem die papierbasierte
Dokumentation ersetzt werden…
Seitz: …weil hier insbesondere die Betreiber von Anlagen
einen Mehrwert für sich erkennen, wenn sie auf
möglichst einfachem Wege auf die jeweiligen Dokumente
zugreifen möchten – das schließt Papier genauso wie
CDs oder USB-Sticks aus. Das erfordert natürlich Vertrauen
in Public-Cloud-Strukturen, weswegen wir das Thema
Security sehr ernst nehmen. Bei neutraler Betrachtung
zeigt sich aber, dass der Austausch über eine Cloud -
lösung am Ende sicherer ist als die üblichen Wege via Papier,
E-Mail oder USB-Stick.
KEM Konstruktion: Angerissen hatten Sie auch das
Thema der Zusammenarbeit mehrerer Disziplinen –
was macht das Kollaborationswerkzeug Syngineer?
Seitz: Eplan Syngineer kann heute schon einen erheblichen
Mehrwert liefern, erfordert aber als Kollabora -
tionswerkzeug natürlich die Anpassung von Prozessen –
wobei die Stärke dieses Tools ist, dass die Kommunika -
KEM Konstruktion: Wie schnell kann ich denn mit
Eplan Syngineer arbeiten?
Seitz: Das geht eher binnen Stunden als binnen Tagen
und Wochen – der Anwender kann sehr schnell produktiv
mit dem Tool arbeiten. Das genau war ja auch die Zielsetzung
bei der Entwicklung: Wir wollten damit bewusst
einen neuen Ansatz in die Diskussion einbringen, der auf
lange Umsetzungsprojekte verzichtet. Erforderlich ist
aber dennoch, die vorhandenen Prozesse und Abläufe
unter die Lupe zu nehmen – und wo notwendig auch
anzupassen.
KEM Konstruktion: Wir hatten bei dem Beispiel
Schaltschrank gesehen, dass die Integration fertigungstechnischer
Aspekte eine große Rolle spielt.
Autodesk geht diesen Weg im Bereich M-CAD ja ebenfalls,
vor allem mit Blick auf das Additive Manufacturing.
Ist es dementsprechend für Cideon als Händler
von Autodesk-Lösungen ebenfalls ein Ziel, die Durchgängigkeit
bis in die Fertigung zu adressieren?
Seitz: Eindeutig ja – Ziel ist, die Modellierung daraufhin
zu optimieren, dass sich das entsprechende Produkt gut
und effizient und mit den richtigen Parametern fertigen
lässt. Hier gibt es nach wie vor ein hohes Potenzial, das
es zu nutzen gilt. Wir tauschen uns regelmäßig mit Autodesk
aus, was in deren mittel- und längerfristige Road -
maps einfließt.
KEM Konstruktion: Lassen Sie mich abschließend
noch fragen: Sie haben im August 2018 den Vorsitz
der Geschäftsführung von Eplan und Cideon übernommen
– wie gefällt Ihnen Ihr neuer Job?
Seitz: Es macht großen Spaß – wir sehen spannende
Themen vor uns mit vielen interessanten Aufgaben und
natürlich Herausforderungen. Diese mit tollen Kollegen
anzugehen und dabei unsere Chancen zu nutzen, das
macht wirklich Spaß. Ich denke, wir haben dafür die richtige
Mannschaft an Bord.
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18 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 19

MESSE
HANNOVER MESSE
Hannover Messe 2019: Von der Komponente bis zur Systemlösung, von KI bis Leichtbau
Industrielle Intelligenz erleben
Die Industrie verändert sich – schnell und radikal. Themen wie Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles
Lernen gewinnen innerhalb der vernetzten Industrie weiter an Bedeutung. Unter dem Leitthema
„Industrial Intelligence“ stellt die Hannover Messe 2019 diese Entwicklung ins Zentrum. Auch der
Leichtbau steht wieder im Fokus der Messe.
Die Hannover Messe boomt. Vom 1. bis 5. April werden 6500
Unternehmen aus 75 Ländern zur Weltleitmesse der Industrie
erwartet. Dieses Jahr steht sie unter dem Leitthema Industrial Intelligence.
„Künstliche Intelligenz hat das Potenzial, die Industrie zu revolutionieren“,
sagt Dr. Jochen Köckler, Vorsitzender des Vorstands
der Deutschen Messe. Industrieunternehmen machen sich zunehmend
innovative digitale Technologien zunutze.
Eine Hauptrolle spielen hier Machine Learning und Künstliche Intelligenz,
indem sie Daten unterschiedlicher Quellen verknüpfen, Fehler
voraussehen und Probleme beheben. „Auf Basis von Daten ermöglicht
KI eine fortlaufende Verbesserung der Prozesse“, so Köckler.
„Daraus ergeben sich enorme Vorteile für Produktivität und Qualität.
Das ist eine große Chance auch für den Standort Deutschland.“
Denn KI schafft Raum für neue Ideen: Das können bestehende Produkte
sein, die um digitale Services erweitert werden, oder auch
komplett neue Geschäftsmodelle. Gezeigt werden Roboter, die Aufgaben
in der Fabrik eigenständig lösen und ihr Wissen an andere
Maschinen weitergeben. Oder KI-Systeme, die bei Reparaturmaßnahmen
detaillierte Instruktionen geben und den Techniker bei der
Ausführung begleiten.
Mit Industrial Intelligence ist aber noch mehr gemeint als smarte
Technologie: nämlich die digitale Vernetzung von Menschen und
Maschinen im Zeitalter der künstlichen Intelligenz. Deshalb widmet
sich die Hannover Messe unter anderem mit dem neue Kongress
„Future of Work in Industry“ diesem Thema. Dazu kommen am 3.
April rund 300 Experten zusammen, um über die Auswirkungen der
Digitalisierung auf Qualifikation und Organisation der Arbeit zu diskutieren.
Die Vernetzung von Menschen, Maschinen und Daten entsteht über
gemeinsame Plattformen, auf denen sie ihr Wissen austauschen
und vermehren. Das diesjährige Partnerland Schweden ist ein guter
Vorreiter für diese Digitale Transformation. In Schweden sind
heute weltweit führende Unternehmen der Automationstechnik,
der Grundstoffindustrien, der IT- und Kommunikationsbranche sowie
innovative Start-ups ansässig, die sich mit innovativen Lösungen
als Vorreiter der Digitalisierung verstehen. Auch als Partnerland
gehen die Skandinavier neue Wege und haben für jeden Tag eine
neue Einladung formuliert: Montag heiß es „Innovate With Us!“,
Dienstag „Go Digital With Us!“, Mittwoch „Be Sustainable With
Us!“, Donnerstag „Openness – Come Collaborate With Us!“ und
Freitag „Sweden in the World – Come Create With Us!“. Dabei fungiert
der Sweden Co-Lab Pavillon (Halle 27, Stand H30) als zentrale
Anlaufstelle und Treffpunkt für das interessierte Fachpublikum.
Der Messe-Dienstag, dem 2. April, steht ganz im Zeichen von
Leichtbau. Mehr als 100 Unternehmen und Verbände präsentieren
intelligente Leichtbaulösungen. Die zentrale Anlaufstelle für das
Thema findet sich im Bereich Industrial Supply mit der Integrated
Lightweight Plaza in Halle 5.
Bild: Deutsche Messe
20 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

HANNOVER MESSE
MESSE
Bild: Emm! Solutions
Weltpremiere im smarten Leichtbau: Der neue ILO1 von Emm! Solutions.
Der Elektroflitzer, der ohne Leichtbau nicht zu realisieren gewesen wäre,
ist ein gutes Beispiel dafür, dass Leichtbau eine zentrale Enabling-Technologie
ist. Zu sehen am Gemeinschaftsstand der Leichtbau BW in Halle 5
Im Forum Industrial Supply (Halle 4, Stand E44) steht der Vormittag
am Messedienstag ganz im Zeichen des Leichtbaus. Unter der
Überschrift „Leichtbau als Enabler der Mobilität von morgen“ diskutiert
die VDMA-Arbeitsgruppe Hybride Leichtbau Technologien etwa
einer Leichtbaustrategie für die Mobilität, Spreiz- und Legetechnologien
von Verstärkungsfasern für
Composite-Strukturen, innovative
AM- und Spritzgussverfahren,
thermoplastischer Leichtbau in
Serie, Leichtbaukonzepte für hybride
Bauteile, ein Werkstoffvergleich
von Aluminium und Magnesium
oder neue Transportsysteme
aus dem Konzeptleichtbau.
Der Nachmittag widmet sich
dann den Mobilitätstechnologien.
Dort geht es etwa um
rechtliche Fragen in Sachen Mobilität
der Zukunft oder das Thema
autonome Flugrobotertechnik.
Ein Höhepunkt ist zudem am
Dienstagnachmittag der erste
Leichtbaugipfel, veranstaltet vom
Bundeswirtschaftsministerium.
Mit dem 1. Lightweighting
Summit (2. April, 13-17 Uhr, Konferenzbereich
der Halle 19/20) will
die Bundesregierung deutlich machen,
dass Leichtbau ganz oben
auf die industriepolitische Agenda
gehört. Erstmals wird auf großer
Bühne der Dialog zwischen Politik,
Wirtschaft und Forschung zu
Themen wie Material- und Ressourceneffizienz,
innovativem Engineering
und digitalisierten Entwicklungsketten
stattfinden.
Beim CAE-Forum (Halle 6, Stand
L46) geht es die ganze Woche
um Trends der Fabrik der Zukunft.
In Präsentationen und Podiumsdiskussionen
werden Vertreter
aus Industrie und Hochschule einen
Einblick in praktische Industriethemen
wie den Digitalen
Zwilling, Bauteil und Prozessoptimierung,
Laserschmelzen, Schallabstrahlung,
Qualitätssicherung
in der Simulation, virtuelle Produktentwicklung,
Simulation als
effektives Werkzeug für Integrierte
Produktpolitik (IPP) geben. mc
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 21

MESSE
HANNOVER MESSE
Digital Factory: Zur Bedeutung der Internationalen Leitmesse für integrierte Prozesse und IT-Lösungen
Digitalisierung der Industrie im
Mittelpunkt der Hannover Messe
Was sich in den letzten Jahren schon abzeichnete, setzt sich 2019 fort: Die Bedeutung der digitalen Transformation
der Industrie wächst so schnell und stark, dass sich die Digital Factory auf der Hannover Messe in eine weitere Halle
ausdehnt. Und ein Ende der Entwicklung ist nicht in Sicht. Grund genug, sich für einen Besuch ausreichend Zeit zu
nehmen, um das große Angebot zu sichten und das Wichtigste für das eigene Unternehmen herauszufiltern.
Ulrich Sendler, Journalist in München
Big Data ist nur im richtigen Kontext effizient. Vernetzte Maschinen
produzieren einen kontinuierlichen Datenstrom. Die Messwerte
allein bieten einem Unternehmen aber noch keinen Mehrwert:
Es bedarf einer Schnittstelle, die Daten aus verschiedenen
Quellen zueinander in Beziehung setzt
Auf der Digital Factory fand der Besucher über etliche Jahre alle
Softwaresysteme, die er für seine integrierten Prozesse
braucht, von der Entwicklung über die Produktion bis zur Auftragsabwicklung.
Das stimmt nicht mehr, weil jetzt mit Industrie 4.0 und
dem Internet der Dinge anderes wichtiger wird? Und ob das nach
wie vor stimmt! Das alles ist sogar noch wichtiger geworden.
Je mehr sich die Industrie zum Hersteller und Anbieter von vernetzten
Systemen mit integrierten Dienstleistungen wandelt, desto wichtiger
werden die Daten, die über diese bekannten Industriesoftwareprogramme
erzeugt und bereitgestellt werden. Schließlich braucht
man für die Entwicklung und Herstellung vernetzter Produkte die Methodik
des Systems Engineering, und zwar wenn möglich modellbasiert.
Und auch dafür kommt man an der Industriesoftware nicht vorbei.
Von einem Schrumpfen der alten Schwerpunkte CAx, PDM/PLM,
ERP und MES ist jedenfalls in Hannover nichts zu spüren.
Die neuen Highlights aber bauen ihren Auftritt aus und bekommen
Zustrom vom Wettbewerb aus aller Welt, gerade auch aus den USA
und China. KI, Maschinenlernen, Big Data Analytics und vor allem
Plattformen aller Art haben sich zu neuen Schwergewichten gemausert.
Und es gibt darunter nicht das eine Superschwergewicht, das
besonders herauszuheben wäre. Denn alles hängt mit allem zusammen.
Eine Cloud-Plattform für Industrie-Apps beispielsweise benötigt
natürlich einen Anbieter von Cloud-Infrastruktur, aber sicher
auch einen Anbieter von KI-Bausteinen, mit denen sich die großen
Datenströme analysieren lassen, die etwa aus einer Produktionsanlage
kommen. Die Industrie-Plattform muss
wiederum die Infrastruktur bieten, auf der Industriekunden
ihre Apps für diverse Dienste – von der vorausschauenden
Wartung bis zur Steuerungsüberwachung in Echtzeit
und von fern – sicher laufen und ihrerseits den Kunden
anbieten können. Das Interessante an den neuen
Ökosystemen ist: Keiner kommt ohne den anderen aus.
„Integrated Industry – Industrial Intelligence“, das diesjährige
Motto der Hannover Messe, lässt sich nur mit Leben
füllen, wenn keiner Berührungsängste mit Unternehmen
hat, die ihm noch vor wenigen Jahren ausschließlich als
härteste Wettbewerber galten.
Und all das tummelt sich in Hannover und ist so schnell gewachsen,
dass sich die Besucher Zeit nehmen müssen, um das große Angebot
zu sichten und das für sie Wichtige herauszufiltern. Je weiter die
Digitalisierung voranschreitet, desto abstrakter werden die technologischen
Werkzeuge. KI ist schwerer zu zeigen als CAD/CAM. Das
3D-Modell sieht man schon von weitem auf einem Großbildschirm
am Messestand. Das andere sieht man gar nicht. Tatsache ist, dass
alles an IT-Technologie, was in der digitalisierten Industrie genutzt
wird, auch mitten in der weltgrößten Industriemesse zu finden ist.
Bild: Hannover Messe
Neue Veranstaltung: Industrial Pioneers Summit
Neben den schon etablierten Podien und Konferenzen, vom Forum
Industrie 4.0 über die 11. MES-Tagung und das 5. Additive Manufacturing
Forum bis zum Industrial Security Forum, kommt 2019 eine
Veranstaltung hinzu, die in der Tat noch gefehlt hat: der Industrial
Pioneers Summit. Er wendet sich unmittelbar an die Entscheidungsträger
in der Industrie, denn hier sprechen führende Vertreter von alten
und neuen Pionieren. Auch das war vor 14 Jahren, als die Digital
Factory zum ersten Mal ausgerichtet wurde, noch gar nicht denkbar:
dass aus diesem kleinen Industriesoftware-Juwel mal eine Veranstaltung
würde, auf der internationale Diskussionen über den besten
Weg zur Digitalisierung der Industrie stattfinden. Aber genau
diese Debatte wird jetzt dringend benötigt.
Wird mit der digitalen Transformation der Industrie dann irgendwann
die ganze Hannover Messe eine einzige Digitale Fabrik? Wohl kaum.
22 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Programm Digital
Factory
PLUS
Industrial Pioneers Summit – Was kommt nach Industrie 4.0?
Convention Center, Saal 2
2. April, 12:15 - 18 Uhr
Digitale Perspektiven – Nord Konferenz zur Digitalisierung in
Produktion und Lieferkette
Pavillion 37, Nord/LB Forum, Messegelände
4. April, 9:30 - 14 Uhr
INDUSTRIE
11. Internationale MES-Tagung: MES in times of data integration
Convention Center, Saal 3A
4. April, 10:15 - 17 Uhr
IIoT Infrastructure Conference
Convention Center, Saal Bonn
4. April, 13 - 17 Uhr
5G für die Industrie Arena
Halle 16
Bitkom Innovation Forum
Halle 6, Stand B30
CAE-Forum, Trends der Fabrik der Zukunft
Halle 6, Stand L46
Industrial Security Forum
Halle 6, Stand F03
Bild: Hannover Messe
Aber in den nächsten Jahren dürfte sich an der Grundstruktur der Industriemesse
etwas ändern. Sie ist enorm gewachsen und hat sich
prächtig entwickelt. Um diese positive Entwicklung fortzusetzen,
wird die Deutsche Messe in den nächsten Jahren die richtigen Weichen
stellen müssen. Dann steht einem weiteren Erfolg nichts im
Weg.
www.hannovermesse.de
Direkt zu Zusatzinformationen und den Ausstellern der
Digital Factory
http://hier.pro/Ms95F
Digital Factory –auf der Hannover Messe zu finden:
Halle 5: Smart Materials, Smart Products
Halle 5, 6: Engineering Software (CAx, PLM), Cloud Solutions,
Platforms and Services, Virtual Reality, Additive
Manufacturing, Industrial Security
Halle 7: Business Software (MES, ERP, CRM, DMS),
SCM Solutions, IT-Solutions and Consulting, Embedded
Systems
Halle 8: Industrie 4.0 meets the Industrial Internet, Initiatives/Political
Platforms, Smart Factory/Intelligent
Manufacturing
NSCH UND MASCHINE
SICHERHEIT FÜR MEN
In ständigem Dialog –
Kommunikation auf
Industrie 4.0-Niveau
CES-C07: Reihenschaltbarer Sensor
ESM-CB: Auswertegerät, Sicherheits relais
und IO-Link Device in einem
Prozessrelevante Daten in Echtzeit
via IO-Link
Informationen zur präventiven Wartung
HMI Hannover
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 23

TRENDS
INDUSTRIE 4.0
Bild: Dell EMC
In der Welt der agilen Entwicklung nutzen Unternehmen Microservices und Container und bringen immer
mehr Applikationen in eine Hybrid- oder gar eine hochskalierbare Multi-Cloud-Umgebung
Dell EMC Vx-Rack SDDC ist eine
leistungsstarke Infrastrukturgrund -
lage für die Realisierung einer
skalierbaren Multi-Cloud-Vision
Bild: Dell EMC
Workloads flexibel in der Hybrid Cloud skalieren
Flexibler mit Software Layer
Als Reaktion auf komplexe Strukturen und aufwendige Verwaltung planen viele Unternehmen, ihre IT in die
Cloud zu verlagern. Bei der Evaluierung stehen sie jedoch bald vor der Frage, welche Workloads sie im eigenen
Rechenzentrum belassen, welche sie in die Cloud verlagern und wie sie die dynamische Skalierung zwischen
beiden optimal nutzen.
Christian Winterfeldt ist Director Sales Modern Datacenter (MDC), Dell EMC Deutschland, Schwalbach/Taunus
Um flexibel auf neue Anforderungen reagieren zu können, evaluieren
Unternehmen aller Größen den Einsatz von Cloud-Technologien
und -Architekturen. Auf dem Weg dahin gilt es aber zunächst
einmal, die passenden Fundamente zu legen. Dazu müssen
Unternehmen die IT-Infrastruktur ihrer Rechenzentren modernisieren
und standardisieren: Server-, Storage- und am besten auch die
Netzwerkressourcen sollten virtualisiert werden, damit die IT sie
den Fachabteilungen als Services im eigenen Rechenzentrum oder
aus der Public Cloud bereitstellen kann. Durch die Virtualisierung gehen
Unternehmen den ersten Schritt hin zu einem Betriebsmodell
wie es auch die Cloud-Provider nutzen.
Betriebsmodell 1: virtualisieren mit VMware
Die erste Variante dieses Betriebsmodells besteht darin, Virtualisierungssoftware
von VMware einzusetzen, wie sie in den meisten Unternehmen
bereits genutzt wird. Die Server-Umgebung ist mit
VMware vSphere, die Storage-Umgebung mit vSAN und das Netzwerk
mit NSX virtualisiert; zusammengefasst sind diese Virtualisierungstechnologien
in VMware Cloud Foundation. Zur automatisierten
Verwaltung der Ressourcen des Software-defined Data Center
(SDDC) kommt SDDC Manager zum Einsatz. Damit lassen sich diese
essentiellen Komponenten standardisiert ausrollen und vor allem
über die Zeit von einem zum nächsten ‚known good state‘ updaten.
Diese Standardisierung erlaubt es Unternehmen, virtuelle Maschinen,
bestehend aus Server, Storage und Netzwerk, sowohl im eigenen
Rechenzentrum als auch in der Cloud bereitzustellen. Ein solches
Standard Operating-Model lässt sich mit einer Hybrid-Cloud-
Plattform weiter optimieren: Administratoren verwalten damit Netzwerk,
Storage und Server, ergänzen oder deaktivieren Ressourcen,
verwenden Charge-Back-Funktionen und nutzen Möglichkeiten, um
virtuelle Maschinen oder Workload Domains inklusive Compute-,
Storage- und Netzwerkressourcen in die Cloud zu verlagern oder
auch wieder ins Rechenzentrum zurückzuholen. Dieses Betriebsmodell
nutzen vor allem Unternehmen, die bereits VMware verwenden.
Betriebsmodell 2: Microsoft Azure einsetzen
Auch bei Microsoft Azure gibt es die Möglichkeit, IT-Ressourcen sowohl
im eigenen Rechenzentrum als auch in der Public Cloud zu betreiben.
Im Unterschied zu VMware stammt Azure aus der Cloud
und hielt erst später in Form von Azure Stack Einzug in die Rechenzentren
von Unternehmen. Eine Reihe von Unternehmen nutzen für
bestimmte Anwendungsszenarien Azure und parallel dazu für andere
VMware – sofern sie bereits über die entsprechenden Enterprise-
Lizenzen verfügen. Der Vorteil für Unternehmen: Sie sind nicht an ei-
24 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Mal was extrem Leichtes für alle Konstrukteure:
Leichtbaulager aus
dem 3D-Drucker
wiegen 90%
weniger
als herkömmliche
Lager.
Leichtbau-Linearsysteme
aus Aluminium ermöglichen
hochdynamische
Bewegungen mit bis zu
10m/s.
Gewicht und Antriebsenergie einzusparen ist ein
branchenübergreifender Trend. Moderne Konstrukteure
verzichten auf überflüssiges Material und konzentrieren
sich auf die reine Funktion. Franke Drahtwälzlager und
Leichtbau-Linearsysteme sind hierbei erste Wahl.
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Hannover Messe, Halle 16, Stand F18.
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 25

TRENDS
INDUSTRIE 4.0
Bild: Dell EMC
Zukunftssichere Technologien wie beispielsweise hyperkonvergente
Infrastrukturen spielen eine zentrale Rolle bei der Virtualisierung, Modernisierung
und Transformation von Rechenzentren
Der Trend ist klar: Während heute 60% der Workloads on-premise in
virtualisierten Umgebungen laufen, werden künftig 60% in IaaS-Umgebungen
laufen
Bild: Dell EMC
nen einzelnen Hersteller gebunden und können sehr flexibel Daten
und Applikationen dort vorhalten, wo es für sie am günstigsten ist,
neue Software zu entwickeln und Anwendungen zu betreiben.
Betriebsmodell 3: agile Softwareentwicklung nutzen
Das dritte Betriebsmodell findet sich dort, wo Entwickler in den Unternehmen
nicht mehr auf klassische Drei-Schichten-Architektur aufsetzen
müssen. Hier erstellen Entwickler beispielsweise Apps, indem
sie mit Schnittstellen für Anwendungsprogrammierung (Application
Programming Interface, API) einer Public Cloud wie AWS
oder der Google Cloud Platform arbeiten. Oft entstehen dabei in kurzer
Zeit 20 bis 30 Geschäftsideen beziehungsweise Apps, von denen
aber nur zwei bis drei bis zur Umsetzung weiterentwickelt werden.
Diese werden im Laufe der Zeit sehr groß, das heißt viele Benutzer
greifen im Web darauf zu und sie produzieren große Datenmengen.
Dazu kommt, dass sich die frei verfügbaren Cloud-APIs
sehr schnell weiterentwickeln, was im Umkehrschluss bedeutet,
dass Entwickler ihre Apps ständig an diese APIs anpassen und optimieren
müssen. Mit der Zeit zeigt sich daher oft, dass der Betrieb
der unternehmensintern genutzten Apps in der Cloud sehr kostspielig
wird; sie beanspruchen viel Prozessorzeit und Speicherplatz und
werden zu teuer für den Cloud-Betrieb. So entsteht rasch der
Wunsch, die mit herstellerspezifischen Cloud-APIs erstellten Apps
ins eigene Rechenzentrum umzuziehen. Das geht nur, wenn diese
Apps komplett neu geschrieben werden, da die Cloud-APIs im Unternehmensrechenzentrum
nicht zur Verfügung stehen.
Betriebsmodell 4: Container und PaaS-Umgebungen
Eine Alternative dazu sind Platform-as-a-Service (PaaS)-Umgebungen
wie Pivotal Cloud Foundry. Damit ist es möglich, Anwendungen
mit Cloud-APIs zu entwickeln, als Container zu verpacken und diese
dann abhängig von Bedarf, Latenz- und Sicherheitsanforderungen
sowie Workloads im eigenen Rechenzentrum oder in einer Public
Cloud zu betreiben. Gründe dafür können sein, dass ein Unternehmen
bestimmte Microservices sowie Kunden- und Materialstammdaten
im eigenen Rechenzentrum behalten will. Die Voraussetzung
dafür ist, dass die Container-Umgebung flexibel in die Public Cloud
und wieder zurück verlagert werden kann. Mit einer PaaS-Umgebung
kann die Entwicklung einer neuen Anwendung in der Cloud
sehr schnell umgesetzt werden. Das zeigt exemplarisch das folgende
Beispiel: Im Auftrag des CIO soll kurzfristig eine IoT-Applikation
entstehen und die Anwendung soll innerhalb von zwei bis drei Tagen
fertig sein. Er beauftragt damit ein Team von 25 Entwicklern, die mit
Cloud Foundry arbeiten. Während der Entwicklung in der Cloud
stellt das Team fest, dass die Anwendung sehr groß wird. Deshalb
wird sie ins eigene Rechenzentrum geholt. Der vorhandene Code
kann auf der gleichen Plattform on-premise laufen. Um diese Plattform
bereitzustellen, gibt es zwei Möglichkeiten: Das Unternehmen
setzt die IT-Infrastruktur in Form von Servern, Storage und Netzwerk
nach dem Baukastenprinzip zusammen oder nutzt eine Appliance
wie Dell EMC VxRail mit VMware Cloud Foundation, die alle benötigen
Komponenten einschließlich der Cloud-Plattform enthält. Als
Hybrid-Cloud-Plattform kann VMware Cloud Foundation, Microsoft
Azure Stack oder Pivotal Cloud Foundry zum Einsatz kommen. Der
Vorteil einer Appliance-Lösung: Sie ist mit diesen Hybrid-Cloud-Plattformen
getestet und dafür zertifiziert.
Bei VMware können Unternehmen VMware vCenter Server oder
gleich die gesamte vCloud Suite zur Verwaltung der virtuellen Infrastruktur
nutzen. Im laufenden Betrieb können sie dann ganze Workload
Domains oder auch nur einzelne virtuelle Maschinen in eine
AWS-Cloud mit den gleichen VMware-Tools verschieben – oder bei
Bedarf wieder zurückholen. Bei Microsoft Azure ist das etwas anders.
Hier ist das Hin- und Herschieben zwischen Cloud- und On-
Premise-Umgebung nicht möglich; die IT muss dazu lokal eine neue
Instanz von Microsoft Azure Stack starten. Das Pivotal Operation
Model nutzt einen Software Layer, genauer einen PaaS Layer, der
hardwareunabhängig entweder in der Cloud oder on-premise laufen
kann. Damit lässt sich der Code unverändert, beliebig einsetzen –
selbst in einem Multi-Cloud-Modell auf mehreren Public Clouds. Damit
ist auch eine hohe Skalierbarkeit sichergestellt. Eine hohe Flexibilität
erzielen Unternehmen, wenn sie in der Cloud starten und
nicht auf proprietäre APIs von Cloud-Anbietern setzen, sondern mit
einem Software Layer arbeiten, der es ermöglicht den gleichen
Code in mehreren Public Clouds und im eigenen Rechenzentrum zu
betreiben. In der neuen Welt der agilen Entwicklung und der 12-Faktor-Apps
nutzen Unternehmen Microservices und Container, um immer
mehr Applikationen in eine Hybrid- oder gar eine hochskalierbare
Multi-Cloud-Umgebung zu bringen.
jg
www.dellemc.com/de-de
Details zum Hybrid-Cloud-Computing von Dell EMC:
hier.pro/moDpo
Hannover Messe: Halle 6, Stand A54
26 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 27

TRENDS
INDUSTRIE 4.0
Reibungslose Kommunikation zwischen ERP und Shopfloor – Der Proxia Connector sorgt für sicheren und lückenlosen Datenaustausch
zwischen ERP und Produktionsebene im Unternehmen
Bild: Proxia
Manufacturing-Execution-Systeme sind Basis für Industrie 4.0
Sicher und lückenlos Daten austauschen
„Das bisschen Betriebs- und Maschinendatenerfassung. Das machen wir auch noch mit.“ So oder so ähnlich müssen
ERP-Anbieter reagiert haben, als sie von Kunden nach MES-Funktionalitäten gefragt wurden. Aber MES-Lösungen sind
heute weit mehr als Erfassungssysteme. Ganz im Kontext von Industrie 4.0 treiben ein modernes MES-System weit
mehr Aufgaben um. So ist es mit der bloßen Datenerfassung und -auswertung in der Produktion nicht getan:
Die Digitalisierung und Vernetzung des Shop floors ist in der Praxis heute oft an der Tagesordnung.
Marcus Niebecker, Produktmanager MES-Solutions bei der Proxia Software AG, Ebersberg
Um zu veranschaulichen, dass ERP und MES sich eher ergänzen
als konkurrieren, soll folgendes Szenario dienen: Was nutzt es
dem Werker an der Maschine, wenn sein Fertigungsprozess aus
dem „Soll“ läuft, weil sich durch abweichende Eigenschaften im
Rohmaterial das Bearbeitungsverhalten des Werkzeuges verändert
und letztendlich Ausschuss produziert wird. Daraufhin verschlechtert
sich der OEE der Anlage um einen Prozentpunkt. Der Produktionsleiter,
der auf Grundlage dieses KPI die Qualität seines Produktionsprozesses
verschlechtert sieht, würde im ersten Schritt die
Schuld beim Mitarbeiter suchen. Doch dieser hat für seinen Teilprozess
alles richtig gemacht, den Fehler hat nicht er, sondern die Wareneingangskontrolle
zu vertreten. Dieser Umstand wird auch in einer
nachfolgenden Auswertung auf Grundlage der MDE-Daten und
der Rückmeldeinformationen zu Ausschuss und den verbundenen
Chargeninformationen deutlich. Doch dann ist es bereits zu spät.
Datenweitergabe über ERP-Sytem dauert zu lange
Natürlich ist es wichtig, Fehler im Nachgang durch Auswertungen
und Analysen zu erkennen, um diese oder besser deren Ursachen,
abstellen zu können. Mindestens ebenso wichtig ist jedoch die Aufgabe,
Prozessabweichungen vom „Soll“ so zeitnah wie möglich, allen
beteiligten und einflussnehmenden Personen aufzuzeigen, damit
Gegenmaßnahmen umgehend eingeleitet werden können. An
dieser Stelle trennt sich die „Spreu“ vom „Weizen“: Von vielen ERP-
Systemen, welche auch Datenerfassungsmöglichkeiten für die Produktion
anbieten, werden lediglich Informationen erwartet, aber nur
wenige zeitnah an den Werker zurückgegeben. Gerade, wenn Prozessparameter
wie Temperaturen, Drücke oder die Vorschubgeschwindigkeit
einen Grenzwert über- oder unterschreitet, gilt es, so
schnell wie möglich gegenzusteuern. Der Weg über ein ERP-System
wäre zu lang. Weitere für den Werker zusätzliche wichtige Informationen,
wie Lagerinformationen zu Halbzeugen für den nächsten
anstehenden Arbeitsgang, Informationen zur nächsten planmäßig
anstehenden Anlagenwartung, aber auch Aufspann-, Zeichnungsund
NC-Programminformationen, sollen ihm zur richtigen Zeit am
richtigen Ort angezeigt werden. Zum Vergleich: Die Information,
28 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Proxia
Das Proxia „IT-Produktionsgedächtnis“
für die Smart Factory
dass sich auf der Route ein Stau befindet, nutzt dem Autofahrer
auch nur dann, wenn er noch die Möglichkeit zum Umfahren hat.
Nicht jedoch, wenn er bereits im Stau steht.
Keine Industrie 4.0 ohne professionelle
MES- Datenerfassung
Dem Anspruch der horizontalen und vertikalen Vernetzung des Werkers
in der Fertigung sowie der Anreicherung mit allen für ihn wichtigen
Informationen zur richtigen Zeit genügt aktuell wohl kaum ein
ERP-System. Für eine moderne MES-Lösung, wie sie zum Beispiel
die Proxia Software AG bietet, ist genau das der Funktionsanspruch
und damit die Grundlage für eine resiliente Produktion. Neben diesem
Standard-Funktionsumfang einer MES-Lösung sind weitere Eigenschaften
wichtig, um maximalen Nutzen erreichen zu können.
Eine MES-Lösung vom Spezialisten zeichnet sich dadurch aus, dass
alle Teilprozesse in der Produktion nutzbringend unterstützt und alle
beteiligten Personen mit Informationen versorgt werden. Dazu ist
es modular aufgebaut und kann, je nach Anforderung, um entsprechende
Software-Bausteine erweitert werden. So werden MES-Projekte
häufig „smart“ begonnen, um dann Schritt für Schritt zu einer
Gesamtlösung ausgebaut zu werden. Anwender profitieren dabei
nicht nur von der jahrelangen Erfahrung des MES-Spezialisten, sondern
von allen gegenwärtigen und zukünftigen Verbesserungen und
Erweiterungen der MES-Lösung.
MES – aus der Praxis, für die Praxis
Neben der Erfahrung und der technischen Kompetenz zeichnet einen
MES-Spezialisten seine beratende Kompetenz v.a. im Shopfloor-Umfeld
aus. Durch Best-Practice-Use-Cases und Anwenderberichte
können Kunden nicht nur von den Erfahrungen anderer Anwender
partizipieren, sondern werden auch bestmöglich bei ihrem
persönlichen MES-Projekt beraten. Mit einer MES-Lösung vom
MES-Spezialisten, wie der Proxia Software AG, erwirbt ein Kunde
kein einfaches Add-on, sondern legt das praxisorientierte Fundament
für den Weg in Richtung digitaler Fertigung.
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Hannover Messe: Halle 7, Stand A26
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 29
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TRENDS
INDUSTRIE 4.0
XTS Track Management für maximale Flexibilität des Teiletransports in Maschinen und Anlagen
Softwarefunktionalität ermöglicht neue
Lösungsansätze für den Maschinenbau
Das eXtended Transport System (XTS) von Beckhoff ersetzt nicht nur herkömmliche Förderbänder, es ermöglicht
vielmehr ein neuartiges Design der gesamten Maschine. Mit den flexiblen Bewegungsprofilen lassen sich einfache
bis hochkomplexe Abläufe realisieren. Hierbei bieten immer neue XTS-Funktionalitäten dem Anwender ungeahnte
Freiheiten, die durch die Zusammenarbeit zwischen Kunden und Beckhoff in innovative Maschinenkonzepte
umgesetzt werden. So wurde auf der SPS IPC Drives 2018 das softwarebasierte XTS Track Management vorgestellt,
das die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten des linearen Transportsystems weiter erhöht.
Thomas Beckhoff, Produktmanagement XTS, und Manuel Bettenworth, Software-Entwicklung XTS,
Beckhoff Automation, Verl
Mit dem XTS Track Management
können die Mover – unterstützt
durch eine applikationsspezifische
Mechanik – einfach und softwarebasiert
zwischen mehreren XTS-
Systemen wechseln
Bild: Beckhoff
wie beispielsweise einer Spindelachse
oder einem Linearmotor, wird
durch die Softwarefunktionalität
Track Management eine Bewegung
von Motormodulen und der darauf
befindlichen Mover zwischen mehreren
Transportsystemen möglich.
Die Motormodule und Mover verfügen
dabei zu jedem Zeitpunkt über
ihre volle Funktionsfähigkeit, sodass
auch die bewegten Streckenabschnitte
als volle Nutzstrecke erhalten
bleiben. Das Track Management
wird in die bestehende Twincat 3
XTS Extension TF5850 integriert.
Bei dem intelligenten Transportsystem XTS bewegen sich magnetisch
angetriebene Mover entlang einer Fahrstrecke bestehend
aus Motormodulen und Führungsschienen. Ein Beckhoff Industrie-PC
mit der Software Twincat ermöglicht die unabhängige Ansteuerung
der Mover mit individuellen Bewegungsprofilen. Durch
verschiedene Geometrien der Motormodule lässt sich sowohl eine
offene als auch eine in sich geschlossene Fahrstrecke erstellen. Bislang
war ein Mover an eine solche Fahrstrecke gebunden. Mithilfe
der neuen XTS-Softwarefunktionalität Track Management lassen
sich nun aber auch Streckenabschnitte zwischen unterschiedlichen
Transportsystemen austauschen und so mehrere Fahrstrecken in einem
System vereinen. Gemeinsam mit einer geeigneten Mechanik,
Mover-Bewegung über Tracks und Track Parts
Der softwareseitige Aufbau kann am einfachsten mit der Navigation
im Straßenverkehr verglichen werden: Jeder Fahrer eines Fahrzeugs
kann individuell und zu jedem Zeitpunkt seine eigene Route
festlegen. Die Route definiert hierbei, welche Straßen ein Fahrzeug
nacheinander befahren muss, um von Punkt A zu Punkt B oder auch
von Punkt A in einem Rundkurs wieder nach A zu kommen. Analog
hierzu verhält sich die softwareseitige Konfiguration eines XTS
Tracks, in dem einzelne Track Parts in einer spezifischen Reihenfolge
miteinander verknüpft sind. Bei der Konfiguration eines Systems
werden zunächst alle Motormodule in zusammenhängende Streckenabschnitte,
die Track Parts, unterteilt. Diese können nur ein,
aber auch beliebig viele aufeinanderfolgende Motormodule umfassen.
Die Track Parts wiederum bilden Bausteine, aus denen eine
Vielzahl an zusammenhängenden Fahrwegen, die Tracks, definiert
30 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Hochleistungs-
Kunststoffe
für die Sensorik.
Bild: Beckhoff
Um einen oder mehrere Mover von einer XTS-Strecke (hier: unten) zu einer
anderen (hier: oben) wechseln zu lassen, verfährt das XTS Track Management
über eine der jeweiligen Applikation angepassten Mechanik ein
Motormodul – mit den dabei vollständig steuerbar bleibenden Movern –
zwischen beiden Strecken
werden kann. Ein Track kann dabei aus einem oder mehreren Track
Parts bestehen; ein Track Part kann in einem Track mehrmals auftauchen
und zudem in verschiedenen Tracks enthalten sein.
Im Anwendungsprogramm der SPS wird zunächst entschieden, auf
welchem Track ein Mover verfahren werden soll. Zur Ansteuerung
der Mover können weiterhin die zahlreichen Fahrbefehle aus der
Motion-Control-Toolbox eingesetzt werden. Die Positions-Sollwertvorgabe
eines Fahrbefehls bezieht sich hierbei jedoch nicht mehr
auf das gesamte System, sondern auf den jeweiligen Track. Während
des Programmablaufs lässt sich der Fahrbefehl für jeden
Mover beliebig und on-the-fly auf einen anderen Track umschalten.
Die einzige Bedingung hierfür ist, dass der Track Part, auf dem sich
der Mover zum Zeitpunkt der Umschaltung befindet, auch im neuen
Track enthalten sein muss. Auch dies lässt sich anhand der Naviga -
tion im Straßenverkehr verdeutlichen: Die Route eines Fahrzeugs
kann jederzeit geändert werden, aber natürlich ist die aktuell befahrene
Straße auch Teil der neuen Route. Das Befahren von mehreren
Tracks durch ein und denselben Mover bietet neue Freiheiten in der
Gestaltung von Transportaufgaben, die das XTS übernimmt. Die mit
dem Track Management weiter gesteigerte Flexibilität führt sowohl
zu Vorteilen für den Maschinenbauer im Anlagendesign als auch für
den Endanwender im späteren Maschinenbetrieb.
Hohe Flexibilität ohne Stillstandzeiten
Seit einigen Jahren nimmt in Bereichen wie der Lebensmittel- oder
Kosmetikindustrie der Variantenreichtum im Produktsortiment vieler
Hersteller stark zu. Dies führt zwangsläufig zu kleineren Losgrößen
und deutlich kürzeren Produktionslaufzeiten. Ein flexibler Formatwechsel
wird somit zu einer immer bedeutenderen Maschinenanforderung.
Das Transportsystem aus Verl bietet bislang schon die Möglichkeit
eines softwarebasierten und damit schnellen Formatwechsels
über produktspezifische Parametersätze. Form und Verpackungsgröße
lassen sich ohne manuellen Eingriff umsetzen. Hinzu
kommt nun die Möglichkeit eines softwarebasierten Werkzeugwechsels:
Mover mit verschiedenen Werkzeugen können über das
Track Management ohne Stillstandzeiten flexibel ein- und ausgeschleust
werden. Die Anzahl der verschiedenen Werkzeuge kann
hierbei frei gewählt werden, sodass auch ein Werkzeugmagazin
möglich ist. Neben einem vollständigen Werkzeugformatwechsel
Für anspruchsvolle Sensorik-Anwendungen bieten
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Baugruppen aus maßgeschneiderten
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 31

TRENDS
INDUSTRIE 4.0
Bild: Beckhoff
Bild: Beckhoff
Das Track Management ermöglicht durch das Ein- und Ausschleusen einzelner
Mover eine maximale Flexibilität des primären XTS-Systems (oben)
und damit sowohl Wartungsarbeiten als auch Werkzeugwechsel ohne die
sonst üblichen Stillstandzeiten
Das XTS Track Management bietet die Grundlage, um auch bei
minimiertem Maschinen-Footprint ausreichend große Teilespeicher
(Bildmitte) zu realisieren
lässt sich eine individuelle Kombination von Werkzeugen realisieren.
Mithilfe des zuvor beschriebenen Aufbaus sind auch Wartungsintervalle
gut in den Produktionsprozess integrierbar. Ein Mover könnte
etwa nach dem Erreichen einer zuvor definierten Anzahl an Produkten
oder einer bestimmten Laufleistung ausgeschleust und automatisch
durch einen in Stand gesetzten Mover ersetzt werden. Der
ausgeschleuste Mover lässt sich anschließend losgelöst vom eigentlichen
Produktionsprozess warten. Der Maschinenprozess muss somit
für Wartungsintervalle nicht mehr unterbrochen werden.
Geringer Footprint und dennoch Teilespeicher
Nach vielen produktspezifischen Arbeitsschritten muss in vielen Anwendungen
eine Wartezeit eingehalten werden, in der das Produkt
aushärtet, trocknet oder abkühlt. Damit hierdurch keine Stillstandzeiten
an den nächsten Arbeitsstationen entstehen, wird häufig ein
Produktpuffer vor der nächsten Arbeitsstation vorgesehen. Der dafür
benötigte zusätzliche Maschinenbauraum hängt zum einem von
der Größe des Produkts und zum anderen vom Verhältnis zwischen
der Wartezeit und der jeweiligen Bearbeitungszeit ab. Durch die Anordnung
mehrerer übereinander angeordneten Track Parts kann nun
ein Produktspeicher als effizientes und kompaktes Lager aufgebaut
und so der Maschinenfootprint minimiert werden. Weiterhin entfällt
gegenüber den konventionellen Puffersystemen das zusätzliche Teilehandling,
da die Produkte zusammen mit dem Mover gespeichert
werden und somit immer eindeutig definiert bzw. steuerbar bleiben.
Optimierte Auslastung von Arbeitsstationen
Vorteile bietet das Track Management auch wenn Produkte bestimmte
Arbeitsstationen mehrmals durchlaufen müssen. Ein Beispiel
hierfür ist ein Beschichtungsvorgang, bei dem durch mehrere
aufzutragende Schichten eine bestimmte Höhe erreicht werden
soll. Nach jeder Schicht muss dabei zusätzlich ein Pressvorgang erfolgen.
Zur Erhöhung der Ausstoßgeschwindigkeit einer entsprechenden
Maschine lassen sich die benötigten Arbeitsstationen
mehrfach hintereinander anordnen. Diese Variante ist jedoch sehr
kostenintensiv und die einzelnen Arbeitsstationen werden meist
nicht vollständig ausgelastet. Das Track Management erschließt hier
Effizienzpotenziale, indem die jeweiligen Arbeitsstationen vom Produktfluss
eines primären XTS entkoppelt werden. Dazu werden die
Arbeitsstationen einfach um ein sekundäres, in sich geschlossenes
System herum platziert. Die Produkte können so die Stationen
mehrmals hintereinander ohne Fahrtrichtungsänderung durchlaufen.
Nachdem die benötigte Anzahl an Bearbeitungsschritten erreicht
ist, werden die Produkte wieder in den Produktfluss des primären
Systems eingeschleust.
Individuelle Qualitätskontrolle auch bei hohem
Produktionsausstoß
Eine der bedeutendsten Herausforderungen im Maschinenbau ist
die Verschmelzung einer individuellen Qualitätskontrolle mit dem
Produktionsprozess. Durch das flexible Ein- und Ausschleusen von
Produkten über das Track Management kann eine solche Kontrolle
vorgenommen werden, ohne den laufenden Produktionsfluss zu unterbrechen.
Besonders bei zeitintensiven, stichprobenartigen Untersuchungen
lässt sich so weiterhin eine hohe Produktionsleistung sicherstellen.
Ist hingegen eine Qualitätskontrolle direkt in den primären
Produktionsprozess integriert und sollen im Anschluss mehrere
Produkte parallel entnommen werden, darf durch vorab ausgeschleuste
fehlerhafte Teile keine Lücke im Produktfluss entstehen.
Damit beim Auftreten eines Schlechtteils nicht alle davor befindlichen
Produkte die Prozesskette nochmals durchlaufen müssen,
kann durch das Track Management der gesamte Mover inklusive
des fehlerhaften Produkts dem Produktfluss entnommen werden.
Nach der Überarbeitung etwa an einem Handarbeitsplatz ließe sich
das Teil per Mover einfach wieder dem Produktfluss zuführen oder
im Entsorgungsfall der leere Mover in den Ablauf eingliedern. jg
www.beckhoff.de
Details zum XTS Track Management von Beckhoff:
hier.pro/QzHCW
Hannover Messe: Halle 9, Stand F06
32 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

SYSTEMS ENGINEERING
TRENDS
Bild: WrightStudio/Fotolia.com
Werden im Rahmen der Digitalisierung Produkte zu vernetzten Systemen mit integrierten Diensten, kann eine Engineering-Plattform
der richtige Ansatz sein, die Spezialisten aller Couleur zusammenführt
Serie ‚Digitalisierung nutzen‘ – der Ansatz von Dassault Systèmes
Prozesse müssen
digital neu gedacht werden
Wenn Produkte zu vernetzten Systemen mit integrierten Diensten werden, genügt es nicht, bestehende Prozesse
zu beschleunigen oder zu optimieren – sie sind digital neu zu denken. Dassault Systèmes sieht deswegen das eigene
Produkt-Portfolio nur als Basis des Angebots an die Kunden und rückt dieses sehr viel näher an die Kundenbedürfnisse
heran. Das Ziel: Digitalisierung soll sich für den Kunden rentieren.
Ulrich Sendler, unabhängiger Technologieanalyst und Autor, München
Drehte sich vor sechs Jahren noch alles um den Wechsel von
Version 5 auf Version 6 des 3D-CAD-Flaggschiffproduktes
Catia, ist heute die 2012 ins Leben gerufene 3DExperience Plattform
das Zentrum des Angebots von Dassault Systèmes. Oder
noch mehr: Im Zentrum steht das, was die Kunden in ihren Prozessen
mit Hilfe dieser Plattform besser machen können. ‚Value Engagement‘
heißt das Motto. Der Wert, den die Plattform für den Kunden
hat, soll durch ihren Einsatz wachsen, die Wertschöpfung beim
Kunden schneller und besser werden. Dass diese Wertsteigerung
gelingt, lässt sich mit Beispielen erfolgreicher Projekte belegen.
„Die Zeiten der Benchmarks und Vergleiche von Features und
Functions sind vorbei“, sagt Klaus Löckel, Managing Director Euro-
Central bei Dassault Systèmes. „Der Kunde zeigt uns heute eine
sehr konkrete Aufgabe und unsere Mitarbeiter erläutern, wie sie
diese Aufgabe auf Basis unserer Plattform lösen. Und eine Reihe
namhafter Unternehmen von Kärcher über Homag bis Claas erzielen
mit diesen Lösungen aufsehenerregende Ergebnisse.“
Value Engagement ist eine Methode, mit der in klar definierten
Schritten gemeinsam mit dem Kunden die Ausgangssituation, der
zu adressierende Abschnitt der Prozesskette, das angestrebte Ergebnis
in Geschäftszahlen und schließlich die Umsetzung selbst angegangen
werden. Der Hersteller sieht sich in der Rolle des Editors.
Mit diesem Wandel – vom Produktverkauf zum Nutzen des Produkteinsatzes
beim Kunden – steht der Hersteller nicht allein. Aber die
konsequente Fokussierung auf das Engineering als Kern der industriellen
Wertschöpfungskette, und zwar auf seine moderne Form
der intensiven Zusammenarbeit in multidisziplinären Teams verzweigter
Ökosysteme – damit unterscheidet sich Dassault Systèmes
doch deutlich von anderen Ansätzen.
Warum will der Kunde die Digitalisierung?
Wenn Dr. Barbara Holtz, Senior Business Consultant bei Dassault
Systèmes, mit Kunden über ein Projekt spricht, mit dem die Digitalisierung
in Angriff genommen werden soll, sind oft sehr grundsätzliche
Fragen zu klären. Was genau ist das Ziel des Projekts? Warum
und wie soll die Digitalisierung dabei eine Hauptrolle spielen? Als
größtes Hindernis bei der Optimierung der Prozesse erweist sich,
dass die ständig wachsende Zahl von Experten nicht gut genug,
also nicht schnell und nicht genau genug miteinander kommuniziert.
Es dauert zu lange, bis eine Information von einem zum anderen gelangt
– und nicht selbstverständlich ist sie richtig und aktuell. Denn
die Informationen in den heutigen Prozessen sind nicht als Daten in
Echtzeit zugreifbar, sondern stecken in irgendeinem Verzeichnis, im
schlimmsten Fall auf Papier in einem Ordner. So aber sind die Pro-
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 33

TRENDS
SYSTEMS ENGINEERING
AUS DER
Die Zeiten der Benchmarks und
Vergleiche von Features und
Functions sind vorbei, sagt Klaus
Löckel, Managing Director Euro-
Central bei Dassault Systèmes
Von Digitalisierung profitieren
Dieser Artikel stammt aus der monatlich
erscheinenden KEM Konstruktion
systems engineering, die von der
Redaktion der KEM Konstruktion als
Digitalmagazin erstellt wird. Das Systems
Engineering (SE) liefert nicht nur Methoden und
Tools zur disziplinübergreifenden Zusammenarbeit
von Mechanik- und E-Technikspezialisten
mit der Softwareprogrammierung, es liefert auch den Schlüssel zur
Nutzung der Chancen der Digitalisierung. Wer konsequent vernetzte
‚smarte‘ Produkte realisieren will, muss über den kompletten Lebens -
zyklus hinweg denken und Abteilungsgrenzen überwinden.
Interessiert? Das komplette Magazin findet sich hier:
Bild: Konradin Mediengruppe
hier.pro/RsCN2
Hinweise zu besonders interessanten Artikeln und
neuen Ausgaben geben wir auch über LinkedIn:
hier.pro/Ax1zk
TIPP
zesse nicht datengestützt, nicht digital. Gleichgültig, mit wie vielen
IT-Systemen die Daten generiert wurden.
Diesen Unterschied zwischen dokumentgesteuerten und digitalen,
also über Daten steuerbaren Prozessen gilt es zu verstehen. Eine
Beschleunigung und Verbesserung ist nicht durch den Einsatz eines
Systems zu erreichen. Auch der Vergleich der Kosten und des Funktionsumfangs
von IT-Tools hilft nicht. Die bestehenden Prozesse
sind nicht zu beschleunigen oder zu optimieren. Die Herausforderung
ist, sie digital neu zu denken, um sie im zweiten
Schritt mit den entsprechenden Methoden und Tools
neu zu gestalten.
Mit einem 3D-Modell kann eine Kollisionsprüfung gemacht,
ein NC-Programm erzeugt und ein schönes Bild
für das Marketing erstellt werden. Aber das sind nicht
die Probleme, um die es geht, wenn Produkte zu vernetzten
Systemen mit integrierten Diensten werden.
Es sind die alten Fragen, die eigentlich in den Unternehmen
längst gelöst sein sollten.
Maximale Unterstützung für
modellbasiertes Systems Engineering
In einem Entwicklungsprojekt für ein vernetztes System
brauchen alle Beteiligten Daten in jeder Dimension.
Verhaltensmodelle für den Test, logische Ablaufpläne
aus der Elektronik oder aus der Softwareentwicklung,
Modelle für die Simulation und Berechnung.
Nicht erst, wenn der betreffende Bereich seine Arbeit
erledigt hat. Von der ersten Idee, von den Requirements,
die beschreiben, was das System können und
wie es funktionieren soll.
In diesem Bereich fehlen übrigens die Fachkräfte am
dringendsten: Systemarchitekten, die die Gesamtarchitektur des
Systems beschreiben, seine Entwicklung vorantreiben und die Erfüllung
der Anforderungen zu jedem Zeitpunkt prüfen können. Die Industrie
arbeitet dabei – auch im Mittelstand – verstärkt mit der Methode
des modellbasierten Systems Engineering (MBSE), die die
Requirements (R) über die Definitionen der Funktionalität (F) und der
dafür benötigten Logik (L) bis in die Realisierung der physikalischen
(P) Komponenten verfolgt. RFLP heißt das Kürzel.
„Es gibt kaum ein Unternehmen, in dem diese Fragen nicht sehr
schnell im Mittelpunkt stehen“, sagt Dr. Barbara Holtz. „Und damit
sind wir genau bei dem, was wir mit der 3DExperience Plattform
adressieren und auf was übrigens fast alle Akquisitionen der letzten
Jahre zielten: Daten aus allen an einer Systementwicklung beteiligten
Parteien sollen jederzeit genau dort zur Verfügung stehen, wo
sie benötigt werden. Das funktioniert am besten, wenn sie dazu
nicht erst gesucht und konvertiert werden müssen, sondern wenn
sie auf derselben Plattform in Echtzeit zu haben sind.“
Bild: Dassault Systèmes
Datensee statt vordefiniertes Datenformat
Das Datenmodell, mit dem ein Unternehmen arbeitet, sollte also so
beschaffen sein, dass es systemische Entwicklungsarbeit unterstützt.
Diesem Anspruch wird das Datenmodell der Engineering-
Plattform von Dassault Systèmes immer besser gerecht – und es ist
schon jetzt kaum noch mit jenem der Plattform vor sechs Jahren vergleichbar.
Es geht um eine Ausweitung des Modells in fast jede
Richtung.
• Multidisziplinär: Die Prozesse in der Elektronik sollen mit dem
Datenmodell ebenso gut funktionieren wie in der Mechanik, der
Informatik oder der Berechnung. Jeder Bereich hatte bislang
seine eigene Sprache, seine eigenen Systeme und natürlich
entsprechend proprietäre Datenformate. Aber wie soll das Funktionieren
einer Motorsteuerung für einen Fensterheber in einem
Fahrzeug in Zusammenhang mit der Mechanik des Fensters
simuliert und sicher geprüft werden, wenn alle Daten getrennt
und in unterschiedlichen Formaten vorliegen? Über zeitaufwen -
dige Konvertierung in ein Funktionsmodell?
34 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

SYSTEMS ENGINEERING
TRENDS
• Über die Wertschöpfungskette: Die Durch -
gängigkeit des Datenmodells sollte von der
ersten Idee nicht nur bis zur Fertigung, sondern
bis zum Betrieb reichen. Denn die neuen
Dienste im B2B-Geschäft der Industrie, das
sogenannte Internet of Things (IoT), betreffen
zum Beispiel Predictive Maintenance, sollen
also dem Hersteller erlauben, seinen Kunden
vorausschauende Wartung anzubieten. Dazu
müssen die Produktdaten an der Maschine verfügbar
sein. Und umgekehrt stehen Daten aus
dem Betrieb beim Hersteller – zugleich Anbieter
der Dienste – zur Ver arbeitung an, die im
herkömmlichen Engineering unvernetzter
Produkte gar nicht vorkamen.
• Fertigungs- und Prozessindustrie: Ein einziges
Datenmodell, das die eben beschriebenen
Herausforderungen erfüllt; aber nicht nur für die
Fertigungsindustrie und den Maschinenbau,
sondern auch für die Hersteller und Betreiber
von Anlagen, beispielsweise in der Chemie
oder Pharmazeutik. Im einen Fall geht es um
die Entwicklung und Herstellung von Dingen
und Diensten, im anderen um die Rezeptur und
Verarbeitung von Mole külen, um mit den Ergebnissen
Dienste anbieten zu können.
Das alles ist nicht wie früher mit einem einzigen ‚Format‘ zu realisieren.
Die 3DExperience Plattform steuert auf das Modell eines sogenannten
‚Datensees‘ zu, in dem sich die gesamten Daten des Unternehmens
und seiner Produkte und Dienste finden lassen. Nicht völlig
unstrukturiert, sondern über ihre Metadaten sofort und zielsicher
zugreifbar.
Dieser umfassende und wirklich generische Ansatz versetzt Kunden
in die Lage, zuvor fast unlösbare Aufgaben zu meistern. Dr. Barbara
Holtz verweist auf einen Flugzeugbauer, der an einem Bauteil im
Tragflächenbereich Gewicht einsparen muss, ohne Abstriche an
Sicherheit und funktionaler Qualität. Für die Lösung sind Daten aus
dem Bereich der Werkstofftechnik und möglicherweise sogar der
Kunststoffherstellung entscheidend, bis hin zu Fragen der Molekular-Biologie
und Chemie. Dafür reicht das gesamte Datenumfeld aus
dem traditionellen Engineering der Fertigungsindustrie nicht aus.
Ein typischer Fall für industrieübergreifende Anforderungen an das
Datenmodell.
Eine leicht konfigurierbare Plattform
Ursprünglich war das Motiv für die 3DExperience Plattform, möglichst
alle Daten in einer einzigen Datenbank vorzuhalten. Die bisherige
Arbeit mit Dateien und Verzeichnissen sollte abgelöst werden
durch das Arbeiten in einer Datenbank mit allen Daten aller Anwendungen
in Echtzeit.
Vor allem zwei Gründe setzen diesem Ansatz Grenzen. Erstens ist
es für kein Unternehmen und seine Projektpartner möglich, alle Systeme
abzuschalten oder zu ersetzen, die für unzählige Spezialaufgaben
entstanden, entwickelt oder angepasst wurden. Es wird immer
Tools geben, deren Daten in einem proprietären Format gespeichert
sind. Und zweitens wird es auch für Dassault Systèmes nie möglich
sein, für jede denkbare Aufgabe das beste Tool im eigenen Angebot
zu haben.
Bild: Ulrich Sendler
Kunden wie Homag berichten auf Veranstaltungen wie dem 3DExperience Forum, wie sie
die Möglichkeiten der Digitalisierung bereits heute nutzen
Deshalb arbeiten heute Kunden mit der Plattform, die gleichzeitig
auch nicht in die 3DExperience integrierte Systeme nutzen. Die
Plattform kann natürlich auch mit Daten aus Files und Verzeichnissen
umgehen. Aber – und das wurde auf dem letzten 3DExperience
Forum sowohl von Claas als auch von Homag betont – mit Power’by
auf Basis der PLM Collaboration Services hat Dassault Systèmes
ein Angebot für das Arbeiten mit Daten aus Drittsystemen in einem
Tempo, das dem innerhalb der Plattform sehr nahekommt. „Mit der
Digitalisierung steigt die Herausforderung an die Kreativität der
Ingenieure nochmals dramatisch“, betont Dr. Barbara Holtz. „Dem
muss unsere Plattform gerecht werden – sie soll immer einfacher
von den Kunden selbst konfigurierbar sein.“
Und worauf zielt Dassault Systèmes mit seiner Plattform? Wird der
Marketplace, auf dem sich die Entwickler und Fertiger im Additive
Manufacturing treffen, eine weitere Industrie-Cloud mit Apps für die
Industrie von der Industrie? „Nein“, sagt Klaus Löckel, „was wir
anstreben, ist eine Plattform, auf der sich Engineering-Spezialisten
aller Couleur treffen, um die vernetzten Produkte und Dienste der
Zukunft zu entwickeln. Dafür muss die 3DExperience Plattform ihnen
alles an die Hand geben.“ Also keine weitere Industrie-Cloud,
sondern möglicherweise die Engineering-Cloud. Ein spannender
Ansatz mit einer Menge Potenzial, der sich jedenfalls von denen des
Wettbewerbs unterscheidet.
co
www.3ds.com/de/
Weitere Details zur 3DExperience Plattform:
hier.pro/i67bb
Die KEM Konstruktion systems engineering
veröffentlicht diese Serie in Kooperation
mit dem Autoren Ulrich Sendler, der auch
Betreiber des PLMportals ist.
www.plmportal.org
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 35

TRENDS
SYSTEMS ENGINEERING
AUS DER
Die Siemens ALM-Software Polarion bietet Transparenz in der Softwareentwicklung
Wenn das ALM mit dem PLM...
System- und Produkt-Engineers müssen aktiv nach Werkzeugen suchen, die über ihr herkömmliches PLM-System
hinausgehen und eine Zusammenarbeit zwischen mehreren Disziplinen ermöglichen – vor allem mit ihren Kollegen
im Software-Engineering. Diese Werkzeuge sollten ein End-to-End-Management von Software- und Hardwarekomponenten
sicherstellen. Wie das Application-Lifecycle-Management-System Polarion. BCT Technology vertreibt
dies nicht nur, sondern setzt es auch selbst ein.
Dipl.-Ing. Ralf Steck, freier Fachjournalist, Friedrichshafen
Die Bedeutung der Software an modernen
Produkten und Anlagen wird immer noch gerne
unterschätzt. Ihre Innovationsgeschwindigkeit ist
wesentlich höher als im mechanischen oder
elektronischen Bereich – oft gibt es jeden Tag
einen neuen Prototypen
Application Lifecycle Management (ALM) ist keine neue Erfindung,
sondern mindestens so alt wie die PLM-Systeme aus der
mechanischen Konstruktion. Doch mit der zunehmenden Integration
der Bereiche Mechanik, Elektronik und Software gewinnen ALM-Systeme
und vor allem deren Kopplung mit PLM an Bedeutung. Und
nimmt man das Schlagwort des ‚Digitalen Zwillings‘ ernst, kommt
man an ALM und an der Kopplung zwischen ALM und PLM nicht vorbei.
Software beeinflusst die Funktionalität des Produkts, interagiert
mit und steuert Elektronik und Mechanik. Ein umfassendes Bild des
Produkts kann nur entstehen, wenn auch die Software, deren Anforderungen
und Funktionen im Gesamtmodell berücksichtigt werden.
Diese Bedeutung zeigte sich unter anderem zum Ende des Jahres
2015, als Siemens Polarion Software sowie deren ALM-System Pola -
rion ALM übernahm und von Anfang an die Integration der Software in
sein PLM-System Teamcenter in den Vordergrund stellte. Der langjährige
Siemens-PLM-Software-Partner BCT Technology AG war, als die
Übernahme durch Siemens bekannt wurde, mitten in der Evaluation
von Polarion für die eigene Softwareentwicklung. Seit Ende 2016 arbeitet
BCT bei der Entwicklung seiner eigenen Softwarelösungen mit
Polarion. So kann das Systemhaus aus einem reichen Erfahrungsschatz
heraus seine Kunden bei der Einführung einer ALM- beziehungsweise
integrierten ALM/PLM-Lösung unterstützen. Business
Development Manager Martin Anliker erläutert, was die Beweggründe
der Kunden sind, sich mit ALM zu beschäftigen: „Die meisten kommen
über das Thema regulatorische Vorschriften – ob SPICE in der Automobilbranche
oder FDA-Regularien im Pharmabereich. Die Vorschrif-
Bild: BCT Technology
ten, die in der Softwareentwicklung zu beachten
sind, werden immer umfangreicher und
komplexer. Im Maschinen- und Anlagenbau beschäftigt
das Thema Funktionale Sicherheit die
Firmen. Diese Anforderungen bekommt man
ohne ALM irgendwann nicht mehr in den Griff.“
Ein zweiter Treiber für die ALM-Einführung ist
die steigende Bedeutung unternehmensübergreifender
Projektteams. Wenn man im Verbund
mehrerer Unternehmen oder in gemeinsamen
Projekten mit Kunden und Lieferanten
Software entwickelt, ist eine geregelte und automatisierte
Überwachung der Requirements unabdingbar. Die Interessenten
lassen sich nach Angaben Anlikers in zwei Gruppen einordnen:
Viele Unternehmen lernen Polarion beziehungsweise ALM in den
erwähnten unternehmensübergreifenden Projektgruppen kennen,
wenn einer der Partner ALM einsetzt. Anliker sagt: „Diese Kunden
wissen meist genau, was sie wollen und was ALM leisten kann. Die
andere Gruppe beschäftigt sich eher abstrakt mit ALM, sieht den Bedarf
nach Management und Strukturierung der Softwareentwicklung,
benötigt aber noch Informationen. Hier arbeiten wir mit Prozessberatung
und Workshops, um den Bedarf zu konkretisieren und ein Verständnis
für die Funktionen, die ALM abdecken kann, zu vermitteln.“
Bild: Siemens
„Im Maschinen- und
Anlagenbau beschäftigt
das Thema Funktionale
Sicherheit die Firmen.
Diese Anforderungen
bekommt man ohne
ALM irgendwann nicht
mehr in den Griff.“
Martin Anliker,
Business Development Manager,
BCT Technology GmbH, Schweiz
36 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

SYSTEMS ENGINEERING
TRENDS
Ein Treiber für die ALM-Einführung ist die steigende Bedeutung
unternehmensübergreifender Projektteams
Erst Scrum, dann ALM
Polarion selbst ist ein Baukasten, aus dem mit Hilfe von Templates ein
nutzbares Managementsystem entsteht. Diese Templates entwickelt
das Willstätter Systemhaus in der Einführungsphase gemeinsam mit
dem Kunden, der Hersteller bietet jedoch auch ein Extension Portal an,
in dem vorgefertigte Vorlagen zum Download liegen. „Das Schöne an
dieser ALM-Software ist die einfache Konfiguration“, erläutert Anliker,
„dafür stellt sie eine webbasierte Oberfläche zur Verfügung, die den
Anwender sehr schön durch die Konfiguration führt. Unsere Kunden
sind sehr schnell in der Lage, ihre Software selbst anzupassen. Das
zeigt sich auch in der Einführung – wo ein PLM-Projekt schnell mal 100
Projekttage umfassen kann, erfordert die Einführung eines Polarion-
Systems 6 bis 14 Projekttage.“ BCT vertreibt die ALM-Software nicht
nur, sondern ist selbst auch Anwender – in Willstätt arbeiten die Softwareentwickler,
die Zusatzanwendungen und Anpassungen für Teamcenter,
NX und andere Softwareprodukte schreiben, mit dem ALM-
System.
Im Jahr 2014 führte das Systemhaus in der gesamten Softwareentwicklung
das Vorgehensmodell Scrum ein, das eine Umsetzung des
Agile-Ansatzes ermöglicht. Scrum besteht aus wenigen Regeln, die
fünf Aktivitäten, drei Artefakte und drei Rollen definieren. Softwareprojekte
werden in einfache Teilaspekte heruntergebrochen, die mittels sogenannter
User Stories beschrieben werden. Der Product Owner definiert
die Anforderungen an das jeweilige Teilprojekt im Product Backlog
und definiert gemeinsam mit dem Entwicklerteam eine Definition of
Done, also die Definition des Fertigzustands – welche Anforderungen
muss die Software(teil)lösung erfüllen, um als fertigprogrammiert angesehen
zu werden.
Daraufhin erarbeitet das Entwicklerteam in einem Sprint, der bei dem
Team in Willstätt circa vier Wochen dauert, die Softwarelösung. Integraler
Bestandteil der Entwicklung sind Tests, die sicherstellen, dass
die Definition of Done und die Anforderungen erfüllt sind. Im Sprint Review
Meeting wird der Sprint abgeschlossen und die Ergebnisse dokumentiert,
was wiederum die Grundlage für den nächsten Sprint ist.
„Wir hatten schon länger nach einem ALM-System gesucht,“ erinnert
sich Gabriele Schulz, Senior Softwareentwicklerin bei BCT, „entschieden
uns aber zur Einführung von Scrum erst einmal mit den bestehenden
Werkzeugen, Excel-Tabellen und manuellen Listen weiterzuarbeiten.
Wir wollten so vermeiden, dass wir unseren Prozess – bewusst
oder unbewusst – an ein Werkzeug anpassen, anstatt uns auf die bestmögliche
Erfüllung unserer Anforderungen zu konzentrieren. Diese
Phase dauerte sechs Monate, dann begannen wir in einer Bachelor -
arbeit, die Grundlagen für eine Softwareevaluation zu legen.“
Bevor es zu einer Entscheidung für ein ALM-System kam, wurde die
Übernahme von Polarion durch Siemens angekündigt. „Als Bestandteil
des Siemens-PLM-Portfolios hat sich die Evaluierung angeboten“, erinnert
sich Schulz, „aber die letztendliche Entscheidung sollte für das für
uns beste System fallen. Wir hätten auch die Möglichkeit gehabt, eine
andere Lösung einzuführen, wenn diese unsere Arbeit besser unterstützt
hätte.“ Im Oktober 2016 kam ein Consultant von Polarion für
zwei Tage zu BCT, um gemeinsam mit den Willstätter Softwarespezialisten
ein Umsetzungskonzept und ein Pilotprojekt zu entwickeln. Interessanterweise
machte es der einfache Aufbau möglich, die Imple-
Bild: BCT Technology
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 37

TRENDS
SYSTEMS ENGINEERING
AUS DER
mentierung weitgehend selbst durchzuführen. Zwischen Ende 2016
und März 2017 folgte dann eine Proof-of-Concept-Phase, in der drei
Teams einen Sprint komplett in der ALM-Software durchspielten. Das
Ergebnis war ein positives Feedback, auch die Gegenprobe mit dem
Anforderungsprofil aus der Bachelorarbeit ergab eine sehr gute Übereinstimmung.
So fiel die Entscheidung für die Einführung von Polarion.
Auch bei der Implementierung kam Scrum zum Einsatz. Die ALM-Software
wurde im Juni 2017 in mehreren kurzen Go-Live-Sprints an die
BCT-Anforderungen angepasst und schließlich im Juli in den Echtbetrieb
übernommen.
Von Digitalisierung profitieren
Dieser Artikel stammt aus der monatlich
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Redaktion der KEM Konstruktion als
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(SE) liefert nicht nur Methoden und
Tools zur disziplinübergreifenden Zusammenarbeit
von Mechanik- und E-Technikspezialisten
mit der Softwareprogrammierung, es liefert auch den Schlüssel zur
Nutzung der Chancen der Digitalisierung. Wer konsequent vernetzte
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Bild: BCT Technology
„Es ist wichtig, dass
Entwickler und Product
Owner auf demselben
Informationsstand sind,
um den Prozess reibungslos
zu gestalten.“
Gabriele Schulz,
Senior Softwareentwicklerin,
BCT Technology AG, Willstätt
Gesamte Entwicklungsplanung im ALM-System
Die ALM-Software assistiert den Anwender heute beim gesamten
Entwicklungsprozess. Die Softwarespezialisten aus Willstätt definierten
einen eigenen Datentyp ‚Requirement‘, mit dem sie die Anforderungen
aus dem Consulting oder vom Kunden an eine Entwicklung
aufnehmen können. Die Prozesse lassen sich in der ALM-Software frei
definieren, ein Anpassen der in der ersten Scrum-Nutzungsphase gefundenen
Nutzungsweisen war nicht notwendig.
Heute plant das Produktmanagement sämtliche Entwicklungsaufgaben
in Polarion. Das hat den Vorteil, dass Aufgaben, die von verschiedenen
Stellen kommen, gemeinsam bearbeitet werden können. So
entsteht das Product Backlog, in dem die Aufgaben priorisiert und in
eine Reihenfolge gebracht werden, und daraus wiederum die Sprints.
Da sich im ALM-System Informationen aller Art sehr bequem an ein
Item anhängen lassen, sind jederzeit alle Informationen, die zu einer
Entwicklungsaufgabe gehören, einsehbar.
Ein großer Vorteil sind die Dashboards, die Planungssitzungen und
Daily Scrum Meetings vereinfachen, indem sie Informationen, Statusmeldungen
und anderes visuell aufbereiten und darstellen. „Es ist
wichtig“, sagt Schulz, „dass Entwickler und Product Owner auf demselben
Informationsstand sind, um den Prozess reibungslos zu gestalten.“
Während des Sprints entstehen Neuentwicklungen oder Anpassungen
der Software, die der Product Owner abnimmt; dabei hilft ihm
eine konfigurierte Abfrage, die ihm alle Items zeigt, die den Status ‚in
review‘ haben. Gibt der Product Owner den Code frei, kann dieser in
den Releasecode integriert werden (Merging).
„Sehr hilfreich ist es, dass die Anwender der ALM-Software ihre Extensions
veröffentlichen und man diese einfach verwenden kann“, so
Schulz weiter. „Auf der entsprechenden Website haben auch wir einige
wichtige Extensions gefunden, die wir einsetzen.“ Ein gutes Beispiel
ist ein Mechanismus, der überprüft, ob alle notwendigen Anforderungen
an ein Item erfüllt sind – Code-Review, Übersetzungen, automatisierte
Tests und anderes. „Solange nicht alle Häkchen gesetzt
sind, kann man das Item nicht fertigstellen.“
Am Ende eines Sprints findet ein Sprint Review Meeting mit den Consultants
statt, in dem diese informiert werden, welche Änderungen
entwickelt wurden und im nächsten Patch zur Verfügung stehen. „Vor
Einführung von Scrum konnten Consultants zur Veröffentlichung eines
Patches das Changelog einsehen, aber vorab gab es Informationen nur
auf Anfrage“, erinnert sich Schulz. „Heute werden wichtige neue Features
und Bugfixes im Reviewmeeting besprochen und wo sinnvoll auch
direkt in unserer Review-Umgebung gezeigt. Die Consultants können
Feedback geben, wie sie den Einsatz beim Kunden bewerten und die
Entwickler können Hintergrundinformationen geben, die für den Support
oder die Installation beim Kunden nützlich sein können.“ Auch das
im Review Meeting gesammelte Feedback wird wiederum in Polarion
festgehalten. Dort bietet es die Basis für weitere Verbesserungen.
Effiziente Reaktion auf Programmierfehler
Ein Highlight in Polarion ist nach Auskunft von Gabriele Schulz das Bugsystem.
Bugmeldungen finden auf zwei Wegen ins ALM-System:
• Automatische Meldungen entstehen, wenn ein Test fehlschlägt.
• Zusätzlich kann der Support Bugmeldungen, die vom Kunden
kommen, einpflegen.
In beiden Fällen hängen die Informationen, die der Softwareentwickler
zum Lösen des Problems benötigt, direkt am Datensatz: Logfiles
ebenso wie die Schritte, um den Fehler zu reproduzieren oder die benutzten
Softwareversionen. So kann gezielt und effizient auf Programmierfehler
reagiert werden. Die Bugs werden vom Product Owner in
die Planung einbezogen. Auch das ist einfacher als bisher, denn vor der
Einführung der ALM-Software wurden Bugs und die User Stories, mit
denen neue Funktionsanfragen beschrieben werden, in zwei unterschiedlichen
Systemen geführt. Heute sind alle Anfragen an einer Stelle
sichtbar und können besser gemeinsam geplant werden. Ist der
Bug gefixt, wird dies – wenn es sich um einen Bug handelt, der in einer
veröffentlichten Version auftritt – automatisch im Changelog einge-
38 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

SYSTEMS ENGINEERING
TRENDS
tragen. Denn das Changelog ist nichts anderes als einer der vielen Reports,
die die ALM-Software aus den gespeicherten Daten erstellen
kann.
Hohe Akzeptanz durch die Anwender
Die guten Erfahrungen, die die Anwender mit dem ALM-System von
Siemens gemacht haben, führen dazu, dass mit der Zeit weitere Prozessteile
in Polarion integriert werden, beispielsweise die automatisierten
Tests, die bisher in einem anderen System ablaufen. Es ist angedacht
die Ergebnisse von der ALM-Software auswerten zu lassen.
„Zudem lassen wir jetzt in einer Bachelorarbeit prüfen, wie wir die
Codequalität messen und dokumentieren können.“
Das Projektmanagement ist von
den Vorteilen, die die ALM-Software
bietet, so überzeugt, dass
man das System dort in Projekten
einsetzen will, um beispielsweise
die Tests nach einer Teamcenter-
Installationen zu managen. Auch
die Consultants geben positives
Feedback und sehen einige Möglichkeiten,
das System noch breiter
zu nutzen. Begeistert waren
viele Anwender davon, wie einfach
die ALM-Software zu bedienen
ist. Bei den Supportmitarbeitern
reichte beispielsweise eine
Stunde Schulung, damit diese in
der ALM-Software arbeiten können.
Auch für die Administratoren
ist sie einfach zu verwalten, wie
Schulz bestätigt.
„Wir arbeiten gerne mit Polarion“,
fasst Gabriele Schulz zusammen.
„Wir haben alle Informationen und
Prozesse in einem System vereinigt,
Redundanzen und Medienbrüche
kommen nicht mehr vor.
Die Workflows, die die Prozesse
abbilden, verhindern, dass man etwas
falsch macht – das System
lässt mich nicht weitermachen,
wenn ich nicht alle notwendigen
Informationen angefügt habe.“ Da
das System alle Workflows trackt
und alle Informationen an den
Items hängen, könne man jederzeit
nachvollziehen, was wann warum
gemacht wurde. Und die vorgefertigten
und anpassbaren Reports
seien extrem hilfreich, um
den Status aller Projekte im Blick
zu behalten. „Die Product Owner
konnten es nach dem Proof of
Concept gar nicht abwarten, dass
Polarion eingeführt wird, weil es
ihnen die Arbeit so sehr erleichtert“,
so Schulz weiter. „Auch wir
anderen, vom Softwareentwickler
bis zum Supportmitarbeiter, arbeiten sehr gerne mit dem System. Die
Akzeptanz durch die Anwender war von Beginn an gut. Und die Transparenz,
die die ALM-Software von Siemens in die Daten und Abläufe
bringt, ist unbezahlbar. Unsere Entscheidung hierfür war definitiv richtig;
wir sind noch lange nicht am Ende der Möglichkeiten, die uns das
System bietet.“
eve
www.bct-technology.com
Details zu Polarion ALM:
hier.pro/NMjPI
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 39

TRENDS
SYSTEMS ENGINEERING
AUS DER
Serie Cloud-PLM – Teil 1: Grundlagen
Die Zukunft von PLM liegt in den Wolken
Immer mehr Unternehmen setzen auf die Cloud, um ihre IT-Kosten zu reduzieren und schneller und flexibler
auf die Herausforderungen der Digitalisierung reagieren zu können. Auch im PLM-Umfeld, in dem die Nutzung
von Cloud-Diensten aufgrund von Sicherheitsbedenken lange Zeit skeptisch betrachtet wurde, wächst die
Akzeptanz. Welche Vorteile sich Unternehmen von Cloud-PLM versprechen und welche Hindernisse sie auf dem
Weg in die Wolken überwinden müssen, beschreibt der erste Teil der Cloud-PLM-Serie in der KEM Konstruktion.
Michael Wendenburg, Fachjournalist für CAx/PLM-Themen, Sevilla
Alle etablierten PLM-Anbieter verfügen inzwischen
über eine Cloud-Strategie – Umfang, Art der
Bereitstellung und Preis- bzw. Abrechnungsmodelle
sind allerdings sehr unterschiedlich
Product Lifecycle Management (PLM) ist die Basis für eine
durchgängige Digitalisierung der Geschäftsprozesse in Produktentwicklung,
Fertigung und Service, ohne die weder Industrie-4.0-Initiativen
noch neue serviceorientierte Geschäftsmodelle
Erfolg haben werden. Die digitale Transformation führt deshalb zu
einer wachsenden Nachfrage nach PLM-Lösungen. Ihre Anschaffung,
Implementierung und Pflege ist jedoch mit einem erheblichen
Zeit- und Kostenaufwand verbunden, wie die Erfahrungen der Vergangenheit
zeigen. Deshalb denken gerade kleinere und mittelständische
Unternehmen darüber nach, ob nicht die Nutzung Cloud-basierter
PLM-Dienste eine kostengünstigere Alternative zur Installation
einer On-Premise-Anwendung (also lokal vor Ort) ist.
Wachsendes Interesse an Cloud-PLM
Das Interesse an Cloud-basierten PLM-Anwendungen hat in den
letzten Jahren deutlich zugenommen. Die Marktforscher von CIMdata
führten vor einigen Monaten einer Befragung bei größeren und
mittelständischen Unternehmen in den USA, Europa und Asien zum
Thema Cloud durch, der zufolge sich 73 Prozent der befragten Führungskräfte
für Cloud-basiertes PLM interessieren. Und über
60 Prozent der Befragten woll(t)en in den nächsten acht bis 12 Monaten
die ersten Schritte in Richtung Cloud-PLM tun – müssten es
also zum jetzigen Zeitpunkt eigentlich schon getan haben.
CIMdata sieht eine mögliche Trendwende bei Cloud-PLM und geht
davon aus, dass sich der Cloud-Einsatz bei PLM in naher Zukunft beschleunigen
wird. Derzeit nutzen nämlich erst 16 Prozent der Unternehmen
Cloud-basierte PLM-Dienste, obwohl 80 Prozent von ihnen
andere Unternehmensanwendungen wie ERP oder CRM (Custo-
mer Relationship Management) schon aus
der Cloud beziehen. Der Rückstand erklärt
sich zum Teil dadurch, dass die meisten Unternehmen
vor der Herausforderung stehen,
lokal installierte On-Premise-Anwendungen
in die Cloud zu verlagern. Das ist bei PLM
aufgrund der Vernetzung mit Autorensystemen,
ERP-Systemen etc. schwieriger als bei
anderen Unternehmensanwendungen.
Aussagekräftiger als die Prognosen vieler
Marktbeobachter, die PLM aus der Cloud eine
goldene Zukunft verheißen, ist die Einschätzung
des Marktpotentials seitens der PLM-Anbieter. Ihr Gesinnungswandel
könnte kaum radikaler sein. Während vor fünf Jahren
lediglich Autodesk und der in Deutschland relativ unbekannte Cloud-
Pionier Arena Solutions auf PLM aus der Cloud setzten, haben inzwischen
alle etablierten PLM-Anbieter eine mehr oder weniger klar
umrissene Cloud-Strategie und entsprechende Angebote, auf die
ich in den nächsten Beiträgen der Serie eingehen werde. Soviel aber
schon vorweg: Umfang der Cloud-Angebote, Art der Bereitstellung
und Preis- bzw. Abrechnungsmodelle sind sehr unterschiedlich, was
den direkten Vergleich erschwert.
Bild: MH/Fotolia.com
Rückstand der deutschen Unternehmen
Manche Anbieter wurden offensichtlich von der wachsenden Nachfrage
nach Cloud-basierten PLM-Anwendungen etwas überrascht.
Diese Nachfrage macht sich auch in Deutschland bemerkbar, wenngleich
die Zahl der vorzeigbaren Referenzen noch gering ist. In einem
von Dassault Systèmes gesponserten Whitepaper zum Thema
Cloud-PLM und digitale Transformation konstatierten die Marktforscher
von IDC vor einem Jahr einen Rückstand deutscher Industriefirmen
bei der Cloud-PLM-Nutzung von 18 bis 24 Monaten gegenüber
US-Unternehmen. Laut IDC sind es vor allem die Vorreiter bei
Industrie 4.0 und digitaler Transformation, die auf PLM aus der
Cloud setzen.
Das wachsende Interesse an Cloud-PLM hat verschiedene Gründe.
Zunächst einmal erfordert die digitale Transformation in vielen Unternehmen
den Umbau der bestehenden, durch monolithische Systeme
geprägten PLM-Landschaften und die Schaffung modularer
PLM-Architekturen, die den gesamten Produktlebenszyklus bis in
40 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

SYSTEMS ENGINEERING
TRENDS
die Betriebsphase hinein unterstützen. CIMdata, Gartner und Co.
haben für diesen Paradigmenwechsel den Begriff Product Innova -
tion Plattform geprägt. Das klassische Produktdatenmanagement
ist zwar Kernbestandteil, aber eben noch nur ein Teil dieser Plattform,
deren Aufbau sich nach Ansicht der Marktforscher durch die
Nutzung der Cloud wesentlich beschleunigen ließe.
Auf Dauer kann sich der PLM-Markt dem allgemeinen Markttrend
nicht entziehen, und der geht ganz klar in Richtung Cloud Computing.
Der weltweite Markt für Public-Cloud-Dienste wird den Zahlen
von Gartner zufolge in diesem Jahr um 21 Prozent auf 186 Milliarden
US-Dollar wachsen, der Markt für Software as a Service (SaaS)
um 22 Prozent auf 73,6 Milliarden US-Dollar. Die Marktforscher
prognostizieren, dass im Jahr 2021 bereits 45 Prozent aller Software-Investitionen
auf SaaS entfallen werden. Auch in Deutschland
boomt das Cloud-Computing: Den Zahlen des jüngsten Bitcom
Cloud Monitors zufolge nutzten im Jahr 2016 bereits 65 Prozent der
Unternehmen Cloud-Dienste oder planten zumindest, es zu tun.
Kleinere und mittlere Unternehmen haben in den letzten Jahren aufgeschlossen,
während der Anteil der Cloud-Nutzer unter den größeren
Unternehmen auf hohem Niveau stagniert.
Die Cloud verspricht viele Vorteile
Die Nutzung der Cloud verspricht vor allem kleineren und mittelständischen
Unternehmen mit begrenzten IT-Budgets und -Ressourcen
erhebliche Vorteile, angefangen von der Vereinfachung ihrer IT-
Administration. Sie reduziert im Vergleich zu Software-Lösungen,
die on premise installiert werden, die anfänglichen Kapitalaufwendungen
und macht die Gesamtkosten (Total Cost of Ownership
oder TCO) besser kalkulierbar. Zudem beschleunigt sie Rollout und
Produktivsetzung der Anwendungen, was für einen schnelleren Return
on Investment (RoI) sorgt. Und was besonders wichtig ist: Sie
ermöglicht eine bedarfsgerechte Skalierung der erforderlichen Hardund
Software-Ressourcen in beide Richtungen, das heißt sowohl
bei wachsendem als auch abnehmendem Bedarf; die Installation
kann gewissermaßen ein- und ausatmen. Cloud-basierte Anwendungen
vereinfachen außerdem den Update-Prozess, der bei On-
Premise-Anwendungen aufgrund der kundenspezifischen Anpassungen
erfahrungsgemäß mit einem erheblichen Zeit- und Kostenaufwand
verbunden ist und dadurch eine agile Reaktion auf neue
funktionale Anforderungen der Anwender erschwert. Im Extremfall
können SaaS-Anwendungen automatisch aktualisiert werden, was
allerdings nicht immer im Sinne der Kunden ist. In stark reglementierten
Industrien wie der Medizintechnik müssen nämlich auch die
Software-Implementierungen validiert werden, ein komplizierter
Prozess, der viel Geld kostet, weshalb die Unternehmen ihre Konfiguration
nicht ständig ändern wollen.
Von Digitalisierung profitieren
Dieser Artikel stammt aus der monatlich
erscheinenden KEM Konstruktion
systems engineering, die von der
Redaktion der KEM Konstruktion als
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 41

TRENDS
SYSTEMS ENGINEERING
Die bessere Update-Fähigkeit ist ohnehin ein zweischneidiges
Schwert, denn sie schränkt die Anpassungsmöglichkeiten je nach
Architektur der Cloud-Anwendung mehr oder weniger stark ein. Das
ist im Übrigen einer der wichtigsten Vorbehalte gegen Cloud-PLM,
auf die ich weiter unten eingehen werde, und erschwert zugleich
die Cloud-Migration von bestehenden PLM-Installationen, die in aller
Regel stark kundenspezifisch angepasst sind; es sei denn das
betreffende Unternehmen würde seine bestehende On-Premise-Instanz
mit allen Anpassungen eins zu eins in die Cloud verlagern und
durch den Hersteller managen lassen. Damit erschließt es sich aber
nur einen Teil des Cloud-Potentials – wie im Übrigen auch andere
Vorteile der Cloud stark davon abhängig sind, welche Art von Cloud-
Services das betreffende Unternehmen nutzen möchte.
Quantitative Untersuchungen über den Mehrwert von Cloud-PLM
sucht man bislang vergebens und muss sich deshalb auf die Angaben
der Hersteller verlassen. PTC stellt z.B. eine Reduzierung der
TCO von mindestens 30 Prozent über einen Zeitraum von fünf Jahren
in Aussicht. Wichtiger als die Kosteneinsparungen dürfte für viele
Unternehmen mit Blick auf die digitale Transformation aber die
größere Agilität sein, dadurch dass sie die PLM-Software schneller
bereitstellen, die Installation einfacher skalieren und auch neue
Funktionen schneller ausrollen können.
Schichtenmodell der Cloud-Dienste
Grundsätzlich unterscheidet man bei den Cloud-Service-Modellen
mindestens drei aufeinander aufbauende Schichten:
• Infrastructure as a Service (IaaS) stellt im Wesentlichen die
Hardware (Server, Speichermedien etc.) und die Funktionen für
die Virtualisierung bereit, die zum Betrieb von Cloud-Diensten erforderlich
sind. Dabei handelt es sich entweder um eine Public
Cloud-Infrastruktur bei einem der großen Provider wie Amazon,
Microsoft, Telekom etc. oder um eine private Cloud im firmen -
eigenen Netzwerk, wobei letztere ebenfalls an einen externen
Provider outgesourct werden kann. Daneben sind gerade mit
Blick auf die Nutzung von unterschiedlichen Anwendungen und
Cloud-Diensten hybride Cloud-Cloud- und Cloud-On-Premise-
Szenarien denkbar.
• Platform as a Service (PaaS) ergänzt die IaaS-Schicht um
grundlegende Software-Anwendungen wie z.B. die Betriebs -
systeme, stellt aber vor allem den Entwicklern von Cloud-Anwendungen
eine entsprechende Entwicklungsumgebung bereit.
Eine weitere Mittelschicht, die für den Aufbau hybrider Cloud-
Szenarien zunehmend an Bedeutung gewinnt, sind cloudbasierte
Plattformen für die Bereitstellung von Integrationen zwischen
verschiedenen Cloud-Diensten bzw. Cloud- und On-Premise-Anwendungen
(iPaaS). Wie wichtig die SaaS-Anbieter das Thema
Cloud-Integration nehmen, zeigt die milliardenschwere Über -
nahme von MuleSoft durch Salesforce.
• Für die Endanwender ist vor allem die oberste Schicht des Technologie-Stacks
relevant, die ihnen die Software als Service
(SaaS) bereitstellt. Das kann eine eigene Instanz sein, die gegebenenfalls
auch auf einer physisch getrennten Infrastruktur installiert
wird, oder aber eine so genannte Multi-Tenant-Anwendung,
bei der mehrere Mandanten dieselbe Instanz oder Teile davon
nutzen und nur virtuell voneinander getrennt sind. Im PLM-Umfeld
ist Multi Tenancy noch eher die Ausnahme, was zum einen
mit den Sicherheitsbedenken der Kunden zusammenhängt, aber
auch und vor allem mit der ‚Erblast‘ der meisten PLM-Anwendungen,
die nicht nativ für die Cloud entwickelt wurden. Das könnte
Bild: Nmedia/Fotolia.com
Grundsätzlich unterscheidet man bei Cloud-Service-Modellen aufeinander
aufbauende Schichten, doch für die Endanwender ist vor allem die oberste
Schicht des Technologie-Stacks relevant, die ihnen die Software als
Service (SaaS) bereitstellt
sich aber langfristig ändern, weil mehrmandantenfähige Cloud-
PLM-Anwendungen das größere Nutzenpotential versprechen.
Mit Blick auf PLM muss man außerdem noch danach unterscheiden,
ob nur die Daten verwaltenden Applikationen oder auch die Autorensysteme
(CAD, CAE, E-CAD, CAM etc.) in die Cloud verlagert
werden sollen. Mit Ausnahme von Anwendungen für Simulation
und Analyse und einigen Nischenprodukten sind die meisten Autorensysteme
noch nicht wirklich Cloud-fähig, sondern können allenfalls
in einer virtualisierten Umgebung betrieben werden, was je
nach Art der Technologie lokal installierte Komponenten erfordert.
Außerdem sind bei grafikintensiven Anwendungen erhebliche Server-Ressourcen
und eine sehr gute Netzwerk-Performance zwingend
erforderlich. Das alles muss bei der Analyse der Vor- und Nachteile
von Cloud-PLM berücksichtigt werden.
Datensicherheit bleibt heißes Eisen
PLM aus der Cloud löst nicht alle Probleme, mit denen sich die
PLM-Verantwortlichen in den Unternehmen herumschlagen, und
schafft eine Reihe von neuen Herausforderungen. Interessanterweise
ist die Datensicherheit nicht mehr die wichtigste davon, auch
wenn sie in der Liste der Vorbehalte, die CIMdata in der Cloud-PLM-
Studie zusammengetragen hat, immer noch an zweiter Stelle rangiert.
Viele Unternehmen haben erkannt, dass ihre Produktdaten
und ihr geistiges Eigentum im eigenen Rechenzentrum oft viel
schlechter gegen den Zugriff von Cyberkriminellen geschützt sind,
als bei einem vertrauenswürdigen Cloud-Provider, bei dem sich oft
Hunderte von IT-Experten um die Datensicherheit kümmern.
Dennoch bleibt das Thema Datensicherheit ein heißes Eisen, denn
es geht nicht nur darum, wie gut die Produktdaten in der Cloud geschützt
sind, sondern auch um die Frage, welche Rückschlüsse der
Cloud-Betreiber bei der Nutzung von SaaS-Anwendungen möglicherweise
über die Unternehmens-Prozesse ziehen könnte. Mit
Blick auf die Verschärfung der Datenschutz-Bestimmungen muss
außerdem sichergestellt sein, dass bei der Übertragung und Verarbeitung
von personenbezogenen Daten in der Cloud die rechtlichen
Anforderungen erfüllt werden. Hinzu kommt, dass sensible Produktdaten
in stark reglementierten Branchen nicht an beliebigen Cloud-
Standorten aufbewahrt werden dürfen.
Viele Unternehmen machen sich außerdem Gedanken über die Performance
Cloud-basierter Anwendungen und ihre Verfügbarkeit
bzw. Ausfallsicherheit. Und sie fragen sich, was mit ihren Daten passiert,
wenn der Provider irgendwann seinen Dienst einstellen sollte
oder sie selbst den Provider wechseln möchten. Einerseits sind die
42 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

AUS DER
Daten in der Cloud für die Anwender unabhängig von ihrem Standort
und von beliebigen Endgeräten viel einfacher zugänglich. Andererseits
ist aber auch das Risiko des Daten-Lock-ins größer und
muss durch vertragliche Vereinbarungen mit dem Provider ausgeschlossen
werden.
Was den Unternehmen nach den Ergebnissen der CIMdata-Studie
jedoch am meisten Kopfzerbrechen bereitet, ist die Integration von
Cloud-PLM und anderen Enterprise-Anwendungen. Sie bedeutet
notwendigerweise ein Mehr an Komplexität und erfordert ein neues
Set an Werkzeugen, Techniken und Prozessen, die nach Einschätzung
der Marktforscher noch nicht im selben Maße verfügbar sind
wie für die Integration von On-Premise-Anwendungen, die erfahrungsgemäß
schon schwierig genug ist. Man kann guten Gewissens
hinzufügen, dass auch das entsprechende Know-how erst
noch aufgebaut werden muss, da das Thema für die meisten Systemintegratoren
Neuland ist.
Viele Wege führen in die PLM-Cloud
In engem Zusammenhang mit der Frage der Integration von Cloud-
PLM und anderen Unternehmensanwendungen ist ein weiterer Vorbehalt
zu sehen, den die Unternehmen im Zusammenhang mit
Cloud-PLM haben: Das Management von hybriden On-Premise-/
Cloud-Systemen. Dieser Punkt ist deshalb besonders interessant,
weil er viel darüber verrät, wie sich die Unternehmen ihren Weg in
die Cloud vorstellen. Die wenigsten werden ihre bestehenden On-
Premise-Anwendungen auf einen Schlag in die Wolke verschieben,
sondern sie eher Schritt für Schritt um Cloud-Dienste ergänzen bzw.
die bestehenden Funktionen durch Cloud-Dienste ablösen.
In die Cloud führen viele Wege, wie die PLM-Experten von CIMdata
in einem eBook zur Cloud-PLM-Studie betonen. Komplett umzusteigen
mag für einige Unternehmen sinnvoll sein, insbesondere wenn
sie ein Altsystem zwingend ablösen müssen, ist aber mit einem höheren
Risiko verbunden und erfordert eine entsprechend gute Vorbereitung.
Stattdessen können sie die Ablösung eines bestehenden
Systems aber auch hinauszögern, indem sie es kapseln und um ergänzende
PLM-Funktionen aus der Cloud erweitern. Oder sie schlagen
einen inkrementellen Weg ein und migrieren bestimmte PLM-
Funktionen und/oder bestimmte Organisationseinheiten schrittweise
in die Cloud. In jedem Fall entstehen bei einer schrittweisen Migration
zusätzliche Aufwände für das Management einer hybriden
On-Premise-/Cloud-Umgebung, die kontinuierlich an die Verschiebungen
der Lastverteilung angepasst werden muss.
Auch wenn man Prognosen immer misstrauen sollte, deutet derzeit
alles darauf hin, dass die Zukunft von PLM in den Wolken liegt. Es
geht nicht mehr um die Frage ob, sondern um das Wann und Wie.
Dem müssen die Unternehmen bei der Definition ihrer Future-PLM-
Strategie Rechnung tragen. Die meisten von ihnen werden auf dem
Weg in die PLM-Cloud die Unterstützung von kompetenten Begleitern
benötigen. Hier eröffnen sich den Vertriebspartnern der PLM-
Hersteller, deren klassisches Geschäft mit dem Vertrieb und der Implementierung
von PLM-Lösungen durch die Cloud in Frage gestellt
wird, neue Geschäftschancen. Sie müssen sie aber auch ergreifen.
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Der Autor Michael Wendenburg betreibt auch einen
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 43

TRENDS
SYSTEMS ENGINEERING
AUS DER
WSCAD-Geschäftsführer Axel Zein über die anwenderorientierte Ausrichtung der Suite X
„Wir schauen uns an, was die Engineering-
Abteilungen unserer Kunden beschäftigt“
WSCAD hat für das neue Release Suite X seiner E-CAD-Lösung nicht einfach neue Funktionen eingebaut,
sondern vorher bei den Anwendern nachgeschaut, was dort eigentlich genau gebraucht wird.
Dabei wurde auch darauf geachtet, dass es heute mit der reinen Elektrik nicht mehr getan ist, weshalb
gewerkeübergreifend auf einer Plattform in sechs Disziplinen konstruiert werden kann.
Interview: Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der KEM Konstruktion
Die Vorteile von WSCAD enden nicht an der Türe des
Ingenieurs: Via AR-App auf dem Smartphone identifizieren
Techniker später im fertigen Schaltschrank die einzelnen
Bauteile zu Wartungs- und Instandhaltungszwecken
KEM Konstruktion: Wie reagieren sie auf diese Herausforderungen?
KEM Konstruktion: Herr Dr. Zein, was machen Sie anders als
Ihre Mitbewerber im E-CAD-Bereich?
Dr. Axel Zein (WSCAD): Normalerweise gehen Sie als Softwareanbieter
wie folgt vor: Sie haben eine neue Funktionalität und die bauen
sie in ihre Software ein. Wir dagegen schauen uns an, welche
Probleme die Engineering-Abteilungen unserer Kunden beschäftigt.
Da konnten wir vier Punkte ausmachen: Wir haben eine alternde
Gesellschaft, also auch eine entsprechende Struktur in diesen Abteilungen.
Unsere Umfragen haben gezeigt, dass der Altersdurchschnitt
des Elektrokonstrukteurs bei 49 Jahren liegt. Dort sitzen also
weniger dynamische Mittzwanziger, sondern mehr erfahrene Fünfzigjährige.
Zweitens haben wir einen Fachkräftemangel – und da jedes
Unternehmen ja immer noch mehr machen will, muss das künftig
mit weniger Personal möglich sein. Drittens: Die Produkte werden
immer komplexer. Erinnern sie sich noch an Wählscheibentelefone?
Heute haben wir Smartphones, die neben der Telefonfunktion
auch E-Mail, Videokamera, Notizblock, Internetzugang und vieles
mehr bieten. Diese steigende Komplexität muss vom Softwareanwender
zusätzlich gemanagt werden. Daraus resultiert der vierte
Punkt: Wussten Sie, dass 90 % der Ingenieure Gelegenheitsnutzer
sind? Sie arbeiten maximal zwei Stunden am Tag mit einer Software
wie der unseren, da sie daneben die Komplexität der Produkte managen
müssen: Interne Abstimmung zwischen Elektrik und Mechanik,
mit Zulieferern, der Baustelle und der Fertigung.
Zein: Wir haben unser Nutzerinterface komplett erneuert.
Das entspricht nicht nur dem Zeitgeist, sondern
ermöglicht Kunden viel schneller und einfacher
mit dem System zu arbeiten. Denken sie an den Gelegenheitsnutzer,
das knappe Personal für mehr Projekte.
Außerdem bieten wir eine der größten cloudbasierten
elektrotechnischen Datenbanken, aus der User
per Drag&Drop Normbauteile von diversen Herstellern
in ihr Projekt integrieren können. Pro Artikel spart das
etwa 30 Minuten Zeit. Außerdem können wir Werkzeuge und Methoden
anbieten, um die Konstruktion zu automatisieren. Das kann
partiell erfolgen oder vollautomatisch, anschließend erfolgt dann lediglich
die Konfiguration. Außerdem haben wir eine einheitliche Datenbasis:
Eine Änderung in der Elektrotechnik zieht die sich durch,
etwa in den Schaltschrankbau. Konsistente Änderungen bedeuten
viele vermiedene Fehler – ein Vorteil übrigens auch für den Gelegenheitsnutzer:
Der weiß nicht so viel von speziellen Dingen anderer
Disziplinen und möchte nur eine Kleinigkeit ändern. Das kann er nun
sehr einfach, das System erledigt alles weitere für ihn.
Bild: WSCAD
KEM Konstruktion: Aus diesem Grund haben Sie auch die
Schnittstellen erweitert?
Zein: Ja, inzwischen können wir uns mit allen gängigen PLM-Systemen
austauschen; neu ist nun auch die Anbindung an Profile von
Procad. Eine weitere Schnittstelle geht zum Siemens-TIA-Portal zur
Steuerungsprogrammierung, außerdem arbeiten wir bald auch mit
Simaris Therm – zur Wärmeberechnung im Schaltschrank – zusammen.
Den Wago-Klemmendesigner und M-Print Pro von Weidmüller
für Beschriftungstexte oder Clip Project Planning von Phoenix zum
Editieren von Klemmleisten haben wir ebenfalls angebunden.
KEM Konstruktion: Spielen Themen wie Augmented Reality bei
Ihnen schon eine Rolle?
44 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: WSCAD
„Durch die einheitliche
Datenbasis zieht sich eine
Änderung in der Elektrotechnik
durch, etwa in den Schaltschrankbau.
Konsistente
Änderungen bedeuten viele
vermiedene Fehler.“
Dr. Axel Zein,
Geschäftsführer, WSCAD GmbH
ROCIA.focus
DIE SPOTLEUCHTE FÜR
PUNKTGENAUES LICHT.
Zein: Ja, unsere entsprechende App haben wir gerade erweitert:
Zum einen kann man damit Verdrahtungslisten managen, etwa um
in der Fertigung per Tablet zu tracken, was im Schaltschrank schon
verkabelt wurde. Zum anderen helfen wir dem Instandhalter und
dem Wartungsingenieur dabei, Maschinen oder auch Gebäude zu
warten. Durch die App können sie in einem Schaltschrank sofort
identifizieren, welche Bauteile dort drin stecken und können auf
Knopfdruck nicht nur deren technischen Daten abrufen, sondern
gleich den kompletten Plan, in dem die Position des Teils direkt angezeigt
wird. Wieder das Stichwort Gelegenheitsanwender: Normal
müsste der Instandhalter erst im Hauptgebäudekeller den Papierordner
mit der – aktuellen – Dokumentation raussuchen. Die App
liefert die richtigen Daten zur richtigen Zeit am richtigen Ort.
KEM Konstruktion: An welche Kundenkreise richten Sie sich?
Zein: Wir sprechen drei Gruppen an: Maschinen- und Anlagenbauer,
Gebäudeautomatisierer und Installationstechniker.
KEM Konstruktion: Das hört sich ja nach einer ziemlich umfassenden
Lösung an...
Zein: ...die es ist – und auch wieder nicht. Denn im Prinzip liegen
dem Ganzen nur drei Produkte zu Grunde: Mit der Engineering-Lösung
in Form der Suite X decken wir Verfahrenstechnik, E-Technik,
Fluid, Schaltschrankbau und -installation sowie Gebäudeautomation
ab – samt Schnittstelle in die Fertigung zu Fräsautomaten oder zu
Lieferanten für fertig konfektionierte Kabel. Und neben der schon erwähnten
AR-App zur Instandhaltung stellen wir über 1,3 Millionen
Bauteildatensätze und Symbole von mehr als 240 Herstellern cloudbasiert
in wscaduniverse.com bereit.
KEM Konstruktion: Die Onlinedatenbank soll ja demnächst ein
Update bekommen. Können Sie hier schon etwas verraten?
Zein: Ja, zur Hannover Messe 2019 werden wir die neue Version
vorstellen. Wir haben die Performance verbessert und die Bedienoberfläche
komplett überarbeitet, wodurch wir eine intuitive GUI
bieten wollen. Außerdem werden wir künftig auf der Plattform auch
das Format eCl@ss unterstützen, mit dem weltweit ISO-konform
Produktstammdaten ausgetauscht werden können.
www.wscad.com
Im Video werden die wichtigsten neuen Features kurz
vorgestellt: hier.pro/vVz7v
Hannover Messe: Halle 6, Stand J46
Effizient: Wartungsfreie LED-Technologie mit starken
High-Power-LEDs für punktgenaues Licht
Präzise: Eng und breit abstrahlende Varianten, stufenlose
und flickerfreie Dimmung
Flexibel: Exakt einstellbare Gestänge-, Flexschlauchund
Gelenkkopf-Varianten
Robust: Extrem widerstandsfähige Vollmetallausführung
mit schlagfester Blende und hoher Schutzart
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 45

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Additive Fertigung von Hochleistungskomponenten im industriellen Maßstab
Unbegrenzte Möglichkeiten
Die Additive Fertigung, häufig auch als 3D-Druck bezeichnet, findet seit einigen Jahren Eingang in die
Serienproduktion. Das liegt nicht nur an Produkten, deren Design mit konventionellen Verfahren nicht
mehr realisierbar sind. Die neue Technologie ist in manchen Bereichen auch wirtschaftlicher. Wie groß
die Fortschritte sind, zeigt sich besonders bei extrem belasteten Komponenten, beispielsweise im
Heißgasbereich von Turbinen.
Dipl.-Phys Martin Witzsch, freier Journalist, Erlangen
Additive Manufacturing findet Eingang in die
Serienfertigung von Hochleistungskomponenten
Beim 3D-Druck entsteht ein Werkstück Schicht für Schicht auf
Basis einer CAD-Vorlage. Bei Kunststoffen erfolgt dies einfach
über eine bewegliche Düse, für Metalle wurden Verfahren wie SLM
(Selective Laser Melting) entwickelt. Die Werkstücke werden in einer
Schutzgasatmosphäre per Laser aus einer dünnen Pulverschicht
umgeschmolzen. Nach dem Erstarren wird eine weitere Pulverschicht
aufgetragen und der Vorgang wiederholt, bis das fertige Teil
entstanden ist. Rund um den eigentlichen Drucker, hat sich in den
letzten Jahren eine vielfältige Infrastruktur entwickelt: Design- und
Engineering-Software, Simulationstools für den Druckprozess und
Programme zur Steuerung und Überwachung des Druckers. Diese
Kombination aus 3D-Drucker und Software wird unter dem Begriff
AM (Additive Manufacturing/Additive Fertigung) zusammengefasst,
auch wenn AM und 3D-Druck gern synonym verwendet werden.
Noch vor wenigen Jahren kam diese Technologie fast ausschließlich
beim Rapid Prototyping zum Einsatz. Dank durchgängiger Digitalisierung
des Produktionsprozesses, entwickelt sich diese Fertigungsmethode
zu einer Schlüsseltechnologie für die Serienproduktion.
Dies lässt sich gut an der neuen Generation von Hochleistungsdruckern
für die Verarbeitung hochwertiger Legierungen erkennen.
Sie sind mit mehreren Lasern ausgerüstet und können so in einem
Arbeitsgang mehrere Bauteilen fertigen.
Der Weg in die Serienproduktion
Auch Unternehmen wie Siemens treiben diese
Technik voran. Im Jahr 2016 erwarb der
Konzern das britische Unternehmen Materials
Solutions, das auf die additive Fertigung
von Teilen aus Hochleistungswerkstoffen, unter
anderem für Gas- und Flugzeugturbinen,
spezialisiert ist. Am Firmensitz in Worcester,
Großbritannien, eröffnete im Dezember 2018
eine neue Fertigungsstätte. Siemens fertigt
hier sowohl für externe Auftraggeber als auch
in-house für den Geschäftsbereich Gasturbinen.
Speziell an den Komponenten für den
Heißgasbereich lässt sich der Stand der Technik
gut ablesen. AM bietet nicht nur bei der
Herstellung von Bauteilen viele Vorteile. Seit
2016 werden Brennerkomponenten für Gasturbinen
des Typs SGT-1000F in additiver Fertigung im kommerziellem
Maßstab hergestellt. Auch bei der Reparatur einzelner Komponenten
ergeben sich völlig neue Möglichkeiten. So wurden schon
2013 Brennerspitzen für Gasturbinen des Typs SGT-700, beziehungsweise
SGT-800 in kommerziellem Maßstab mittels AM repariert.
Die thermischen und mechanischen Belastungen speziell der Brennerspitzen
erfordern eine regelmäßige Wartung, bei der ein großer
Teil der Spitze ersetzt wurde. Die 3D-Druck-Spezialisten gingen sogar
noch einen Schritt weiter. Mit einem modifizierten Drucker, der
den gesamten Brenner aufnehmen kann, wird die Wartung noch
weiter vereinfacht. Von der Brennerspitze wird zunächst nur der tatsächlich
beschädigte Bereich abgeschnitten und anschließend wieder
aufgedruckt. Dies reduziert die Reparaturzeit um rund 60%.
Ein weitere Anwendung findet sich bei der Versorgung mit Ersatzteilen.
Komponenten verschiedener Turbinen wurden konventionell in
einem Feingussverfahren hergestellt. Allerdings ist der jährliche Ersatzteilbedarf
an diesen Komponenten eher gering und variiert
stark. Zudem würden auch kleine Verbesserungen neue Gussformen
erfordern. Es erwies sich als wirtschaftlicher, die Fertigung auf
AM umzustellen. So können die Teile jederzeit kurzfristig produziert
werden. Dies bietet höchste Versorgungssicherheit ohne kostspieligen
Lagerhaltung. Ein weiteres Beispiel sind Turbinenschaufeln. Im
Jahr 2017 wurden erstmals mit AM gefertigte Schaufeln erfolgreich
unter Volllast eingesetzt. Die Schaufeln waren bei Temperaturen von
Bild: Martin Witzsch
46 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Hochleistungsdrucker mit mehreren Lasern können in einem Arbeitsgang
eine ganze Reihe von Bauteilen fertigen
Bild: Martin Witzsch
Trotz der geradezu filigranen Konstruktion genügen die gedruckten
Turbinenschaufeln höchsten Anforderungen
Bild: Martin Witzsch
Brennerköpfe für Gasturbinen aus dem 3D-Drucker
1250° C einer Beschleunigung von 10.000 g ausgesetzt. AM hat
sich auch hier bewährt, nicht zuletzt dank der konstruktiven Freiheiten,
die dieses Verfahren gewährt.
Design ohne Grenzen
Bei den oben beschriebenen Anwendungen bietet AM vor allem
technische und wirtschaftliche Vorteile. Man könnte die Teile aber
weiterhin konventionell fertigen. Anders bei einem neuen Brennertyp
der SGT-700, der seit 2017 mittels SLM gefertigt wird. Siemens
Der 3D-Druck Boom
PLUS
Der weltweite Markt für additive Fertigung boomt – und damit
auch der für entsprechende Druckmaterialien, Maschinen, Software
und Dienstleistungen. Analysten gehen davon aus, dass
sich das Marktvolumen von 9,7 Milliarden Euro im Jahr 2017 auf
26 Milliarden im Jahr 2021 vergrößern wird. Das überrascht angesichts
der Vorzüge freilich kaum. 3D-Druck lässt die geometrischen
Beschränkungen, die herkömmliche Werkzeugmaschinen
einem Bauteil auferlegen, hinter sich. Das Druck verfahren
erlaubt, nahezu beliebig komplexe Strukturen zu entwerfen. Das
bedeutet, dass die Form eines Bauteils seiner Funktion entsprechend
gestaltet werden kann. Nebenbei verringert sich das
Gewicht, ohne dass die Stabilität beeinträchtigt wird. Und weil
sich die Komponenten aufgrund des optimierten Designs
weniger abnutzen, verlängert sich die Lebensdauer.
hier.pro/YdrG6
Bild: Martin Witzsch
spricht hier von einem „point of no return“, denn dieses Bauteil kann
weder gegossen, noch geschmiedet, noch mit einer spanenden
Methode gefertigt werden. Schon bei Fertigungsschritten, die konventionell
durchführbar wären, zeigt sich AM überlegen: Jeder Brenner
wird in einem Stück gefertigt; bei dem konventionell produzierten
Vorgängermodell waren 13 Einzelteile und 18 Schweißvorgänge
erforderlich. Dazu kamen Konstruktionsverbesserungen, die erst
AM ermöglicht hat. So ist die Pilotgaszufuhr als Teil des Brennerkopfes
ausgeführt, was die äußere Brennstoffleitung überflüssig
macht. Dies ermöglicht eine niedrigere Betriebstemperatur und
trägt so zu einer längeren Lebensdauer der Komponenten bei. Welche
Freiheiten AM bietet, wird erst nach und nach klar. Ein Kühlkanal,
der nicht mehr gebohrt oder gefräst werden muss, kann nicht
nur beliebig durch ein Bauteil mäandern. Er kann sogar im Querschnitt
variieren, so dass das Kühlmedium an besonders belasteten
Zonen seine Fließgeschwindigkeit verringert und mehr Wärmeenergie
aufnimmt. Der Konstrukteur kann die optimale Formgebung in
einem CAD-System gestalten und testen. Den Rest übernimmt der
Laser. Dies gilt auch für andere Optimierungsprozesse, etwa zur
Gewichtsreduktion ohne Stabilitätsverlust. Gleichzeitig beschleunigt
AM den Entwicklungsprozess, weil Berechnungen, Simulationen
und Prototypenfertigung nicht mehr zeitlich nacheinander folgen
müssen. Durch die kostengünstige und flexible Herstellung eines
Prototypen stehen Testergebnisse viel schneller zur Verfügung und
fließen unmittelbar in die noch laufende Entwicklung ein.
Die Möglichkeiten, die AM bietet, sind noch lange nicht ausgereizt.
Stärkere Laser, neue Metallpulver und leistungsfähigere Software
treiben die Entwicklung voran. Dass die kompakten Drucker weltweit
eingesetzt werden können, kommt der Verbreitung der Technik
zusätzlich entgegen. Ein verbessertes Design, das in Berlin oder
Orlando entwickelt wurde, steht sofort an jedem Ort weltweit zur
Verfügung, an dem ein 3D-Drucker steht – ein ideales Werkzeug für
Global Player.
jg
www.siemens.com
Details zur Additiven Fertigung bei Siemens:
hier.pro/YdrG6
Hannover Messe: Halle 9, Stand D35
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 47

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Software zur Datenaufbereitung steigert Produktivität im 3D-Druck
Benutzerfreundlich und effizient
Die 3D-Druck-Branche boomt und unterschiedliche Technologien wetteifern um neue Anwendungsbereiche.
Unabhängig vom Verfahren hilft die Software zur Daten- und Druckvorbereitung Materialise Magics Unternehmen
Effizienz und Produktivität im 3D-Druck zu steigern. Eine neue Version der Lösung ermöglicht es nun große Daten -
sätze schneller zu verarbeiten, Zeit bei der Datenaufbereitung zu sparen und den Pulververbrauch zu senken.
Mit der neuen Version wurden mehrere Module
verbessert, so auch Magics Simulation
Bild: Materialise
kleiner und können von herkömmlichen Data-Matrix-Scannern
gelesen werden. Maschinenlesbare
Tags reduzieren menschliche
Fehler und tragen zur Automatisierung des
Nachbearbeitungsprozesses bei, was eine
serielle Individualisierung unterstützt. Im
Rahmen der neuen Version wurden auch
mehrere zusätzliche Module verbessert.
Das Modul „Simulation“ bringt Highend-Simulationsmöglichkeiten
für den 3D-Druck in
die Produktion, ohne dass die Benutzer zu
einer separaten spezialisierten Anwendung
wechseln müssen, Highend-Rechenleistung
oder Expertenwissen benötigen. Indem potenzielle
Baufehler angezeigt werden, bevor
sie auftreten, reduziert die Simulations-Lösung
die Anzahl fehlerhafter Metalldrucke
und spart erheblich Zeit und Kosten.
Materialise hat eine neue Version 23 seiner Software zur Daten-
und Druckvorbereitung, Magics, auf den Markt gebracht.
Die Lösung bietet Anwendern bessere Steuerungsmöglichkeiten
und bessere integrierte Funktionen und steigert die Effizienz
und Produktivität in der additiven Fertigung. Unter anderem hat das
Unternehmen die automatische Generierung von Stützstrukturen
(Supports) weiter optimiert und Simulationsmöglichkeiten für den
3D-Metalldruck integriert. Die Verbesserungen im Update ermöglichen
es, große Datensätze schneller zu verarbeiten, Zeit bei der Datenaufbereitung
zu sparen und den Pulververbrauch zu senken. Anwender
können auf einfache Weise selbsttragende Wabenstrukturen
erstellen, die Struktur in der Vorschau betrachten und analysieren
und die Ausrichtung auf der Bauplattform vollständig kontrollieren.
Die Teilequalität wird durch Verrundungen verbessert, die sich
gezielt an einer einzigen Kante erzeugen lassen.
Erweiterte Beschriftungsfunktion
Mit Data Matrix Label bietet die Version 23 außerdem eine erweiterte
Beschriftungsfunktion. Sie wandelt die alphanumerischen Daten
von gedruckten 3D-Standardetiketten in einen Datamatrix-Code um,
der sich auf einzelne Teile übertragen lässt. Diese Smart Tags sind
Bessere automatische Stützstruktur-Generierung
Verbessert wird mit dem Software-Update auch die automatische
Erstellung von Stützstrukturen für den Metall-3D-Druck. Durch die
Integration einer neuen E-Stage-for-Metal-Version können Benutzer
im SG-Modus basierend auf dem definierten Profil Supports generieren,
Punkte einfacher bearbeiten, verschieben oder löschen und
sofortiges Feedback zu Support-Leistungen erhalten. Eine automatische
Generierung von Stützen verkürzt die Zeit zur Datenaufbereitung
um bis zu 90 Prozent und die Support-Entfernung um bis zu 50
Prozent. Zudem benötigen Nutzer nicht mehr langjährige Erfahrung,
um optimale Ergebnisse zu erzielen. Anwender anderer 3D-Drucktechnologien
profitieren bei der neuen Version von einem verbesserten
Schneiden von Überlappungsverbindungen, durch die sich Teile
nach dem Drucken einfach zusammenfügen lassen.
Systeme für unterschiedliche Anforderungen
Materialise bietet eine Reihe von Softwarelösungen für Unternehmen
mit unterschiedlichen 3D-Druckanforderungen an: eine Essentials-Version
für Einsteiger, eine Experten-Version für erweiterte Daten-
und Druckvorbereitung und ein Enterprise-Angebot, das industriellen
Druckerbetreibern hilft, ihren gesamten 3D-Druckprozess zu
verwalten. Die neue Version der Software zur Daten- und Druckvorbereitung
ist eine umfangreiche und einfach zu nutzende Software-
48 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Materialise
Bild: Materialise
Mit Magics 23 wird auch die automatische Erstellung von Stützstrukturen für den
3D-Metalldruck verbessert, da die neue E-Stage for Metal-Version eingebunden
wurde
Eine automatische Generierung von Stützen verkürzt
die Zeit zur Datenaufbereitung um bis zu 90% und die
Support- Entfernung um bis zu 50%
Suite für Experten und Unternehmensanwender. Magics Essentials
bietet Einsteigern eine komplette Lösung zur Datenaufbereitung
und ist online verfügbar. „Mit der Einführung der Version 23 bieten
wir integrierte Automatisierungsfunktionen für den 3D-Metalldruck,
einschließlich Simulation und automatischer Supporterzeugung“,
sagt Stefaan Motte, Vice President und General Manager der Materialise-Softwareabteilung.
„Dies ermöglicht es den Anwendern, die
Kosten zu senken, indem sie ihre Maschinenabläufe optimieren und
die Anzahl der Baufehler reduzieren, und zwar innerhalb ihrer vertrauten
Magics-Umgebung.“
jg
www.materialise.com
Details zur Magics-3D-Druck-Suite von Materialise:
hier.pro/OV5gi
Durch die Integration einer E-Stage-for-Metal-Version können Benutzer im
SG-Modus basierend auf dem definierten Profil Supports generieren,
Punkte einfacher bearbeiten und Feedback zu Support-Leistungen erhalten
Bild: Materialise
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 49

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Branchenherausforderungen mit additiven Fertigungsmaterialien bewältigen
Besser drucken dank
hochwertiger Materialien
Die Einführung der additiven Fertigung, auch als 3D-Druck bezeichnet, nimmt heute immer schneller zu. Insbesondere
die Fertigungsindustrie und das Gesundheitswesen sind hier führend. Die Wettbewerbssituation in der additiven
Fertigung ist schwierig und die Nachfrage der Kunden steigt weiter. Materialentwicklungen erweisen sich vor
diesem Hintergrund zunehmend als Schlüssel zur Bewältigung spezifischer Branchenherausforderungen und zur
Unterstützung des Wachstums der additiven Fertigung.
Zehavit Reisin, Vice President der Abteilung Rapid Prototyping, Stratasys GmbH, Rheinmünster
Mit der additiven Fertigung von Stratasys können
Luft- und Raumfahrthersteller flugtaugliche
Leichtbau-Bauteile nach Bedarf herstellen und so
Produktionszeit und -kosten sparen
schaften. Hier muss sichergestellt werden,
dass die Materialien den Umgebungsbedingungen
standhalten, in denen das Endprodukt
eingesetzt wird. Aber natürlich steht jede
Anwendung vor spezifischen Herausforderungen,
die bei der Entwicklung von Materialien
berücksichtigt werden müssen.
Neben innovativer Hardware, fortschrittlicher Software und starken
strategischen Partnerschaften ist der Bereich der Materialentwicklung
entscheidend für die additive Fertigung. In der Vergangenheit
konzentrierten sich die Hersteller auf Rapid Prototyping, das
anfängliche Kerngeschäft dieser Technologie. In den letzten Jahren
wuchs mit den steigenden Anforderungen an Realismus, Passform,
Funktionalität und Farbe auch das Anwendungspotenzial. Anwender
setzen heute die Technologie für die Herstellung komplexer und stabiler
Produktionswerkzeuge sowie Fertigungshilfsmittel für den Produktionsbereich
und sogar robuster Endprodukte ein. In vielerlei
Hinsicht sind additive Fertigungsmaterialien die Voraussetzung, um
Designern, Ingenieuren und Herstellern spezifische Lösungen für ihre
Herausforderungen zu bieten. Jeder Prototyp durchläuft einen
ganz konkreten Lebenszyklus: Konzeptüberprüfung, Designvalidierung
und Funktionsprüfung. In der Konzeptüberprüfung werden
schnelle Iterationen zu geringen Kosten benötigt. Den Qualitätsansprüchen
genügt hier die Note „Ausreichend“. Für die Designvalidierung
hingegen werden Bauteile mit hoher Formstabilität benötigt. In
vielen Fällen wird in diesem Stadium das endgültige Aussehen des
Bauteils geprüft, daher sind auch Farbe, Transparenzen und Deckkraft
wichtig. Bei Funktionsprüfungen ist die Bauteil-Performance
entscheidend und erfordert Werkstoffe mit verbesserten mechanischen,
thermischen und in einigen Fällen auch chemischen Eigen-
Gesundheitswesen
Im Gesundheitswesen erwarten Experten
hohe Ausgaben für den 3D-Druck. Heutzutage
verwenden viele Krankenhäuser
3D-Druck, um die Patientenversorgung und
chirurgische Behandlung zu verbessern.
Krankenhäuser wie das Queen Elizabeth Hospital im englischen Birmingham
und das Universitätsspital Basel in der Schweiz haben bei
der Herstellung 3D-gedruckter medizinischer Modelle mit der Poly-
Jet-Technologie Zeit- und Kosteneinsparungen erzielt. Das Queen
Elizabeth konnte 20.000 britische Pfund je Eingriff einsparen und
diese in andere Bereiche des Krankenhauses reinvestieren. Zudem
reduziert das Universitätsspital Basel die durchschnittliche Operationsdauer
um mehr als ein Drittel: In beiden Krankenhäusern spielt
der 3D-Druck eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der
Patientenversorgung. Heute werden patientenspezifische Modelle
im 3D-Druck angefertigt und ermöglichen dem Chirurgen, die jeweilige
Anatomie zu visualisieren und den Eingriff am patientenspezifischen
Modell zu üben. Mithilfe von Vollfarb-Mulitmaterial-3D-Druckern
können Modelle eingefärbt werden, um entscheidende Strukturen
zu kennzeichnen. Durch die Kombination verschiedener Materialien
kann die Funktionalität erweitert werden. So können Ärzte
komplexe und lebenswichtige Operationen effektiv üben, planen
und vorbereiten.
Bild: Stratasys
Luft- und Raumfahrt
Hohe Temperaturen und strenge Zulassungsvorschriften gibt es
nicht nur im Gesundheitswesen. Auch in der Luft- und Raumfahrt
sowie in der Eisenbahnindustrie spielen sie eine große Rolle. Diese
50 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Der Stratasys 3D-Drucker im Queen Elizabeth Hospital Birmingham ermöglicht
die Herstellung von Modellen welche die Anatomie des Patienten
exakt wiederspiegeln
Bild: Stratasys
Branchen unterliegen naturgemäß strengen Vorschriften. Die Bauteile
müssen häufig härtesten Bedingungen standhalten und bei
gleichzeitig niedrigeren Kosten, die Effizienz und Leistung steigern.
Die wichtigste Frage ist immer, ob das Material den strengen FST-
Anforderungen (Flamme, Rauch und Toxizität) sowie den Anforderungen
an Wärmefreisetzung und chemische Empfindlichkeit gerecht
werden. Infolgedessen sind spezifische Materialeigenschaften
gefordert, die für die Sicherheit der Passagiere erforderlich sind. Die
Aufmerksamkeit der Medien konzentrierte sich in den letzten Jahren
auf Hersteller aus der Luftfahrt, die mithilfe der additiven Fertigung
schwere Metallteile durch widerstandsfähige, deutlich leichtere
Alternativen aus 3D-gedruckten Thermoplasten ersetzen. In enger
Zusammenarbeit mit seinen Kunden konnte Stratasys eine Konfigurations-
und Prozessmethodik entwickeln, die eine hohe Reproduzierbarkeit
ermöglicht. Eines der Ergebnisse dieser Zusammenarbeit
ist die hohe Reproduzierbarkeit des Materials Ultem 9085, das
ein hohes Festigkeits-/Gewichtsverhältnis aufweist und zudem FSTkonform
ist. Hardware-Lösungen in Kombination mit diesem Material,
die für spezielle Branchenprobleme entwickelt wurden, wie die
Aircraft Interiors Solution des Herstellers, können Unternehmen der
Luft- und Raumfahrtindustrie jetzt viel schneller mehrere Bauteile
für den Einsatz in Flugzeugen zertifizieren lassen.
Wie geht es weiter?
Die Anforderungen dieser Branchen werden nicht nur von der Materialentwicklung
bestimmt. Anwender schätzen auch die Innovationen
in Hard- und Software sowie die Expertise, Schulungen und
branchenspezifischen Lösungen. Jede Entwicklung ist ein Sprung
nach vorn für die additive Fertigung. Je genauer ein Material die mechanischen,
thermischen und chemischen Eigenschaften des Endprodukts
nachbildet, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass es
den Anforderungen des Endprodukts entspricht. Der Designvorgang
wird effizienter. In der Produktion sind Materialeigenschaften entscheidend
für Funktionalität, Konsistenz, Oberflächenglätte und
Rückverfolgbarkeit. Für diesen Bereich hat die Materialentwicklung
höchste Priorität und ist eine ständige Herausforderung. Stratasys
erfasst fortwährend die Anforderungen der Kunden und fördert Innovationen
in seinen Labors. Angesichts der Tatsache, dass mehrere
Branchen Millionen für 3D-Druck ausgeben, wird der Bedarf an individuellen
und fortschrittlichen Materialien weiter zunehmen. jg
www.stratasys.com/de
Details zu Materialien für den 3D-Druck von Stratasys:
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 51

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Qualitätssicherung beim SLS-Verfahren im Unternehmen Kegelmann Technik
Lückenlose Qualitätskontrolle
Der Nachweis reproduzierbarer Qualität bei additiver Fertigung ist zwar möglich, erfolgt jedoch anders
und wesentlich komplexer als bei Massenfertigung mit statistischer Qualitätsprüfung. Aufgrund
der Vielzahl der Verfahren bleiben Qualitätsnachweise originäre Aufgabe produzierender Unternehmen,
wie der Kegelmann Technik am Beispiel des SLS-Verfahrens beweist.
Kai Kegelmann, Leitung Additive Fertigung, Kegelmann Technik GmbH, Rodgau
In der additiven Fertigung beeinflusst eine Vielzahl
von Parametern Gesamtkosten und Produktqualität.
An erster Stelle steht der 3D-CAD-Datensatz
in Verbindung mit dem vom Kunden geforderten
Qualitätslevel in Bezug auf Geometrie, Oberfläche
und mechanischen Eigenschaften
Massenfertigung meist der Fall ist. Additive
Fertigung ist vielmehr Teil eines größeren
Produktionssystems, bei der Prozesse, Maschinen
und Material stärker miteinander verzahnt
sind als bei konventioneller Produktion.
Bild: Kegelmann Technik
Beim professionellen 3D-Druck oder besser bei der additiven
Fertigung entsteht das Bauteil direkt aus dem Datensatz. Ein
Werkzeug und die damit verbundenen Investitionen sind also nicht
mehr erforderlich, die maximal effiziente Produktionsmenge kann
auf 1 reduziert werden. Dazu kommt die Flexibilität der additiven
Fertigung, auf einer einzigen Maschine ohne Werkzeug-, Rüst- oder
Umbaukosten eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte herzustellen.
Geometrische Komplexität im Bauteil gibt es sogar noch gratis dazu.
Der Megatrend stetig steigender Erwartungen der immer anspruchsvolleren
Endkunden führt in allen Branchen zu einem Wettbewerbsumfeld
mit zunehmend großen Herausforderungen und hoher
Dynamik. Da können additive Fertigungsverfahren riesige Chancen,
teilweise sogar mit disruptivem Potenzial, eröffnen. Trotz dieser
großen Vorteile muss die additive Fertigung jeweils gegenüber anderen
Fertigungsverfahren im Hinblick auf Gesamtkosten, Losgröße
und Qualität sorgfältig abgewogen werden. Auch bei einer Losgröße
von 1 stellt sich die Frage nach dem Qualitätsnachweis. Der
Nachweis reproduzierbarer Qualität bei additiver Fertigung ist zwar
möglich, erfolgt jedoch ganz anders und wesentlich komplexer als
bei Massenfertigung mit statistischer Qualitätsprüfung. Bei einer
Losgröße von 1 macht eine Stichprobe mit einer zerstörenden Qualitätsprüfung
nicht wirklich Sinn. Additive Fertigung produziert ein
Bauteil auch nicht in einem einzigen Prozessschritt, wie es bei der
Unternehmenseigene
Qualitätsstandards
Bei der derzeitigen hohen Dynamik der additiven
Fertigung mit einer Vielzahl an Technologien
und Verfahren, an Herstellern von Maschinen
genauso wie an Herstellern von Materialien,
haben Standardisierungsgremien
große Mühe mitzukommen. Bis entsprechende
Qualitätsstandards auch im Hinblick
auf spezielle Industriebereiche zu Ende diskutiert
sind, bleiben Qualitätsnachweise originäre
Aufgabe produzierender Unternehmen wie Kegelmann Technik.
Ergänzend zu Zertifizierungen der Produkt- und Prozessqualität
nach ISO 9001 und IATF16949 (Automobil) sowie DIN EN 9100
(Luft- und Raumfahrt) und aufbauend auf bestehenden Normen hat
das Unternehmen eigene Standards bezüglich Anforderungsspezifikation,
Kommunikationsleitlinien und Terminologien, Best Practice
Dokumentation, Testmethoden und Protokolle, Dokumentation
technischer Daten sowie Methoden zur beschleunigten Einführung
neuer Technologien und Wissensvermittlung festgelegt.
Der wesentliche Unterschied auf dem Weg zur von der Serie gewohnten
Qualität eines Bauteils ist das strikte Qualitätsmanagement
von Prozessketten. Prozesskontinuität, Vorhersagbarkeit und
Rückverfolgbarkeit sowie eine lückenlose Qualitätskontrolle entscheiden
über die spätere Produktqualität und deren Reproduzierbarkeit.
Am Beispiel des SLS-Verfahrens, des Selektiven Lasersinterns,
wird im Folgenden dargestellt, wie sich additive Qualität
nachweisen und zertifizieren lässt.
Eine Vielzahl von Parametern beeinflusst Gesamtkosten und Produktqualität.
An erster Stelle steht der 3D-CAD-Datensatz in Verbindung
mit dem vom Kunden geforderten Qualitätslevel in Bezug auf
Geometrie, Oberfläche und mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit
oder Bruchdehnung, u.ä. Nach Prüfung und eventueller
Reparatur des Datensatzes erfolgen im Rahmen der Fertigungskon-
52 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Kegelmann Technik
Kegelmann Technik
überwacht ständig die
Prozessparameter des
Druckjobs. Diese
Jobprotokolle werden
archiviert
struktion möglicherweise individuelle Anpassungen zur Eliminierung
von Kostentreibern oder Gestaltung von Mehrwerten, auf
Wunsch auch ein additiv optimiertes Redesign mit Funktionsintegration,
Leichtbau oder Bionik. Der Schlüssel zum wirtschaftlichen Erfolg
ist, über den eigenen Tellerrand hinauszublicken, das Projekt
umfassender, ganzheitlicher zu betrachten und alle vor- und nachgelagerten
Prozesse in die Optimierung einzubeziehen. Bauteilkomplexität
steigert bei additiver Fertigung die Herstellungskosten
nicht. Wenn es also gelingt, vor- oder nachgelagerte Prozesse zu eliminieren
und in das additive gefertigte Bauteil zu integrieren, ergibt
sich der Angelpunkt für einen riesigen wirtschaftlichen Hebel.
KPQ-Index optimiert Pulverqualität
Entscheidend für die Qualität ist natürlich das Material, im Falle von
SLS ist dies bei Kegelmann Technik zum Beispiel Pulver aus PA 11,
PA 12, PA12 GF (glaskugelverstärkt), PA12 HST (mineralfaserverstärkt)
sowie PP. Die Qualität des Materials wird beim Wareneingang
durch das Chargenzertifikat des Pulverherstellers sowie durch
eine technische Qualifizierung des Neupulvers dokumentiert. In der
Praxis werden Qualität und Wirtschaftlichkeit beeinflusst durch das
Pulvermanagement, das Mischungsverhältnis von Alt- und Neupulver.
Beim Lasersintern wird ein Kunststoffpulver durch den Laser an
definierten Stellen aufgeschmolzen. Dabei bleibt überschüssiges
Pulver zurück, dieses wird dann ressourcenschonend durch Ultraschallsieben
zu einem möglichst homogenen Pulver recycelt.
Additive Fertigung, ja oder nein? -
Beachtenswerte Punkte
PLUS
• Welche Effekte hätte ein leichteres Bauteil? Geringere Schwungmassen, geringerer
Energieverbrauch, geringerer CO²-Ausstoß?
• Welchen Nutzen für Ihren Kunden hätte eine mögliche Individualisierung des Bauteils?
• Können Baugruppen zu einem einzigen Teil zusammengefasst werden? Können Funktionen
integriert werden?
• Wäre das Bauteil in Bezug auf die Größe überhaupt additiv herstellbar?
• Welche Genauigkeit ist gefordert? (Durchbiegung, Oberflächenbeschaffenheit, u.ä.)
• Welches Material, welche Materialeigenschaften sind gefordert? (Kunststoff, Metall,
Zugfestigkeit, Bruchdehnung, etc.)
• Was sind die vor- und nachgelagerten Prozesse in der Produktion und im Einsatz?
(Werkzeugwechsel, Montagen, Hygiene, Reinigung, etc.)
• Welche Losgrößen sind geplant? Welche Vorteile bringen kleinere Losgrößen?
• Wäre bei additiver Fertigung nun ein noch nie dagewesenes innovatives Produktdesign möglich?
Komplexität gibt’s bei additiver Fertigung gratis.
• Könnte eine Produktion auf Basis additiver Fertigung ein neues innovatives Geschäftsmodell
in Ihrer Branche begründen?
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Mit Systemen und
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Vernetzung, Digitalisierung, Flexibilisierung
und eine zunehmende Kooperation
von Mensch und Maschine
kennzeichnen die Industrieproduktion
von morgen. Industrie 4.0 birgt große
Herausforderungen für den Arbeitsschutz
und die Maschinen- und Anlagensicherheit.
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 53

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Die abschließende Qualitätskontrolle umfasst neben einer 100% Sichtprüfung
auf Kundenwunsch auch eine präzise geometrische Bauteilvermessung
mit dem ursprünglichen 3D-CAD-Datensatz
Bild: Kegelmann Technik
Mit dem Scan-Arm wird die gesamte Bauteilgeometrie in einer hochauflösenden
Punktewolke erfasst und mit den CAD-Daten abgeglichen
Bild: Kegelmann Technik
Dieses recycelte Pulver kann in seiner Qualität allerdings nicht der
eines ganz neuen und frischen Pulvers entsprechen. Der Kunststoff
war beim ersten Produktionsprozess bereits irreversiblem Stress,
vor allen Dingen durch erhöhte Temperatur, ausgesetzt. In der industriellen
Praxis wird dem weiteren Produktionsprozess recyceltes
Pulver in einem bestimmten Mischungsverhältnis mit neuem Pulver
zugeführt, meist pragmatisch in einem festen Verhältnis. Die
Materialqualitäten des Alt- und Neupulvers schwanken jedoch, ein
fest definiertes Mischungsverhältnis führt daher auch zu einer
schwankenden Qualität des Gemischtpulvers. Echte Reproduzierbarkeit
ist mit Faustformeln unter solchen Umständen kaum zu erreichen.
Der KPQ-Index, der Kegelmann Pulverqualitätsindex, stellt
einen eigenen definierten Prozess für die Pulverqualifikation u.a.
mithilfe der Analyse der Fließfähigkeit dar. Dieser Index ergibt sich
durch „Zurückrechnen“ ausgehend von dem, was der Kunde eigentlich
will: stabile reproduzierbare Qualität bei definierten Bauteileigenschaften
wie zum Beispiel Dichte und Bruchdehnung. Kegelmann
Technik verabschiedet sich also von geschätzten Pulverauffrischraten
und macht mit dem KPQ Index die kumulierte thermische
Schädigung des Pulvers durch genau kalkulierte variable Auffrischung
beherrschbar.
Dichtewürfel, Skalierungsleitern und Zugstäbe
Neben der Bauteilgeometrie und dem Pulver des Ausgangswerkstoffes
beeinflussen auch Umweltfaktoren wie zum Beispiel Temperatur
und Luftfeuchtigkeit sowie Stromschwankungen und die optimale
Kalibrierung der SLS-Stationen die spätere Bauteilqualität.
Sensoren ermöglichen einen transparenten Bauprozess, um Anomalien
frühzeitig zu erkennen. Vorbeugend können somit eine Wartung
(predictive maintenance) durchgeführt und Abweichungen von
den zu erwartenden Bauteileigenschaften minimiert werden.
Prozessvorbereitende Maßnahmen wie zum Beispiel die Bauteil -
orientierung und -positionierung im Bauraum, der eigentliche Bauprozess
mit Parametern wie Laserstrategie, Thermomanagement,
Material und Materialqualität sowie die nachgelagerten Prozesse
wie Abkühlung und Nachbearbeitung beeinflussen die Bauteilqualität
in Bezug auf Maßhaltigkeit, Toleranzen und wichtige Materialeigenschaften
wie zum Beispiel Homogenität, Dichte und Festigkeit.
Prüfkörper wie Dichtewürfel, Skalierungsleitern und Zugstäbe dienen
der stetigen Überwachung der Prozessparameter in jedem Bau-
job und werden zusammen mit den Jobprotokollen archiviert. Anhand
des Dichtewürfels wird der Energieeintrag, anhand der Skalierungsleitern
wird die Maßhaltigkeit im Bauraum des jeweiligen Jobs
geprüft und dokumentiert. Zugversuch und Kerbschlagbiegeversuch
werden mit im Bauraum des gleichen Jobs definiert positionierten
Zugstäben zur Prüfung mechanischer Eigenschaften wie Bruchdehnung,
Zugfestigkeit und E-Modul durchgeführt.
Nach dem Abkühlen und dem teilautomatisierten Auspacken des
Bauteils erfolgen Oberflächenbehandlung, Färben, Lackieren sowie
mechanische Bearbeitungen. Die abschließende Qualitätskontrolle
umfasst neben einer 100% Sichtprüfung auf Kundenwunsch auch
eine präzise geometrische Bauteilvermessung mit dem ursprünglichen
3D-CAD-Datensatz und der vom Kunden erwarteten Maßgenauigkeit,
Passfähigkeit und mechanischen Funktionalität. Mit dem
Scan-Arm wird die gesamte Bauteilgeometrie in einer hochauflösenden
Punktewolke erfasst und mit den CAD-Daten abgeglichen.
In einer kompletten Form- und Maßanalyse mit präzisen 3D-Koordinaten
werden Abweichungen zu den CAD-Daten farblich in x-, y- und
z-Vektorrichtung markiert und können nachbearbeitet werden. Für
Serien- und Ersatzteile werden Erstmusterprüfberichte angefertigt
und Rückstell- sowie Grenzmuster mit dem Kunden abgestimmt.
Das Optimum additiver Fertigung
All diese Qualitätsanstrengungen dienen dazu, das Optimum additiver
Fertigung in der Schnittmenge aus Design und Materialspezifikationen,
der Supply Chain und vor allem der wirtschaftlichen Gesamtkostenbetrachtung
zu finden. Kegelmann Technik erzeugt
durch diese additive Serienqualität zusätzliche Wertschöpfung für
Kunden. Diese zusätzliche Wertschöpfung zeigt sich in der Optimierung
der Supply Chain aufgrund der effizientesten Losgröße (von 1 –
10.000), der Produkt- und Nutzenoptimierung durch additives Design,
der Entwicklung neuer Produkte, die anders als additiv gedacht
nicht möglich wären, bis hin zum Erkennen des disruptiven
Potenzials und Ermöglichen neuer Geschäftsmodelle.
eve
www.ktechnik.de
Details zum SLS-Verfahren bei Kegelmann Technik:
hier.pro/2HzuY
54 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
TRENDS
Simulationsplattform vereinfacht Dokumentation der Berechnungsergebnisse
Getriebesimulation mit FVA Workbench 5.0
Mit der Workbench 5.0 stellt FVA seinen Kunden
ein leistungsfähiges System zur Anzeige
von Ergebnisdaten und interaktiven Grafiken
zur Seite. Das System vereinfacht die Dokumentation
der Berechnungsergebnisse. Per
Drag & Drop können Anwender individualisierte
und interaktive Reports zusammenstellen.
Einmal generierte Vorlagen sind auf
verschiedenste Getriebemodelle anwendbar
und vereinfachen die Kommunikation der Ergebnisse
mit Kunden und Kollegen. Seit dem
Release 5.0 können dank neuer Funktionen
zur Gleitlagerberechnung neben Radial- nun
auch Axialgleitlager nach dem aktuellen
Stand der Forschung simuliert werden. Anwender
profitieren von der professionellen
Berechnung von Fest- und Kippsegmenten
unter Berücksichtigung von Druck, Temperatur
und Turbulenzeinfluss. Damit können diese
Einflüsse auch bei höchsten Drehzahlen
vollständig abgebildet werden. Bei der Berechnung
lassen sich analytische Modelle
von Maschinenelementen gekoppelt mit
FEM-Strukturen hochperformant lösen. Neben
dem Getriebegehäuse sind nun auch Planetenträger
als FEM-Netz einlesbar, können
im Modell positioniert und an das Getriebemodellangebunden
werden. Um dem Anwender
einen effizienten Workflow zu ermöglichen,
ist nun anstelle eines FEM-Netzes
auch direkt ein CAD-Modell in diversen
nativen Formaten importierbar. Die FEM-Ver-
Bild: FVA
netzung der CAD-Bauteile erfolgt mit dem integrierten
FEM-Vernetzer. Der Vernetzungsassistent
unterstützt dabei durch Automatisierung,
einfache Handhabung und interaktive
Nutzerführung. Ein Schieberegler erleichtert
die Bauteilvereinfachung. Für den Planetenträger
wurde zusätzlich die Möglichkeit einer
internen parametrisierten Geometrieerzeugung
geschaffen. Die so erzeugte Geometrie
kann FEM-vernetzt und dann für den
Planetenträger verwendet werden. eve
www.fva-service.de
Best-Practice-Beispiele zu Augmented oder Virtual Reality
Simulations-Steckbriefe von VDC Fellbach
Das VDC Fellbach hat Simulations-Steckbriefe
erstellt, die einer schnellen fachlichen Orientierung
hinsichtlich eingesetzter Simulationsverfahren
in verschiedenen industriellen Anwendungsbereichen
dienen. Die Steckbriefe
sind als Best-Practice-Beispiele der Alt-Projekte
von Industrie-Anwendern konzipiert und
sollen als leicht transferierbare Vorbilder für
Anwenderunternehmen der kostentechnischen
Einschätzung und der Nutzeneinschätzung
dienen. Zur Einführung geben die Steckbriefe
Auskunft über die Zielsetzung, Ausgangssituation
und Problemstellung, die mit
der entsprechenden Simulation verbunden
sind. Hiervon hängt ab, welche Simulationsmethode
angewendet werden sollte, welche
Hardware benötigt wird und wie das Ergebnis
der Simulation aussieht. Dabei stehen dem
Anwender oft unterschiedliche Optionen zur
Verfügung (z.B. Augmented oder Virtual Reality).
Auf der Rückseite sind zwingend notwendige
und sinnvolle Voraussetzungen für die
Durchführung der Simulation zu finden. Mögliche
Einflussfaktoren und Vereinfachungen, die
den Aufwand der Simulation beeinflussen (etwa
vorhandene Menschmodelle aus der Anthropometrie)
sind ebenso aufgelistet, wie
Vorteile und Grenzen der Simulation. Eine
Übersicht zu Trainings- und Bearbeitungsaufwand
ermöglicht eine realistische Einschätzung
für die Implementierung der Simulation
im eigenen Unternehmen.
eve
www.vdc-fellbach.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 55

TRENDS
NEWS
Blockchain für Kryptowährung Ether und IoT-Anwendungen in Python programmieren
RS Components weitet Middleware-Toolkit Designspark Zerynth aus
Mitglieder der Designspark-Entwickler-Community
können jetzt über die Designspark-
Zerynth-Studio-Suite in Python Mikrocontroller
für Blockchain- und IoT-Anwendungen programmieren.
Ihr Studio-Toolkit ermöglicht
Bild: RS Components
das schnelle Entwickeln von IoT-Anwendungen
mit hohen Sicherheitsstandards. Entwickler
programmieren in Python oder einer
C/Python-Hybridsprache auf den meist verwendeten
32-Bit-Mikrocontrollern und können
diese mit Cloud-Infrastrukturen verbinden.
Die leistungsstarke Programmiersprache
Python wird für den Single-Board-Computer
Raspberry Pi verwendet. Die Erweiterung
des Toolkits wurde durch Einführung der
Open-Source-Bibliothek Ethereum möglich,
die die Blockchain für die Kryptowährung
Ether generiert. Sie gestattet Mikrocontrollern,
Ethereum-Transaktionen basierend auf
wenigen Zeilen zu generieren und zu signieren.
So lassen sich IoT-Geräte in dezentralisierten
Anwendungen (DApps) über Smart
Contracts nahtlos integrieren. Die Fähigkeit,
Transaktionen von einem Mikrocontroller zu
generieren, zu signieren und zu senden, ermöglicht
jedem Gerät, das die Kryptografiealgorithmen
ausführen kann, die Vorteile von
Smart Contracts direkt zu nutzen. Diese liefern
glaubwürdige und verfolgbare Transaktionen,
machen somit zentrale Gateways
überflüssig. Das Middleware-Toolkit für
Windows, Mac und Linux steht bei RS Components
für alle neuen und bestehenden Mitglieder
zum Download zur Verfügung. eve
www.rs-online.com
Software von Zuken für die Bordnetz-Entwicklung und -optimierung
Optimierung von Kabelbaumdesigns in 3D
Die Softwarelösung E³.WiringSystemLab von
Zuken ermöglicht die Optimierung komplexer
Kabelbaumdesigns auf Basis von Schaltplänen
aus heterogenen Quellen. Das Produkt
kann Verbindungsinformationen aus einer
Vielzahl von Quellen importieren und mit
3D-Topologiedaten konsolidieren. Die resultierende
3D-Topologie kann in einer konsistenten
3D-Umgebung analysiert und optimiert
werden. Die Software wurde so konzipiert,
dass sie die Bedürfnisse von Gelegenheitsanwendern
ohne spezielle Schulung erfüllt.
Verbindungsdaten können sowohl aus
E³.cable als auch über Industriestandardformate
wie KBL, VEC, PLMXML oder generische
Excel-Dateien importiert werden. Topologieinformationen
werden in Form von geometrischen
Bündeln importiert, die in den
MCAD-Systemen wie Catia, NX oder Creo erstellt
wurden. Basierend auf diesen Eingaben
bietet die Softwarelösung die Möglichkeit,
den gesamten Optimierungsprozess des Kabelbaums
in einer konsistenten 3D-Umgebung
durchzuführen. An
dem importierten Kabelbaum
können umfangreiche
Modifikationen vorgenommen
werden, wie
zum Beispiel Änderungen
am Packaging, Aufteilen in
Module und Einfügen zusätzlicher
Verbindungen.
Mit seiner generischen
Kosten- und Gewichtsoptimierung
und zahlreichen
Zusatzfunktionen und automatisierten
Funktionalitäten lässt sich
durch den Einsatz der Software eine Reduzierung
der Hochlauf- und Optimierungszyklen
für Bordnetze aller Art erzielen.
eve
www.zuken.com/e3wslab
Bild: Zuken
Kaspersky-Empfehlungen zur Sicherung industrieller Steuerungssysteme
Sieben auf einen Streich
Bild: Kaspersky Lab
Die Experten von Kaspersky Lab haben in der
IoT-Plattform ThingsPro Suite sieben neu
Schwachstellen für Cyberangriffe entdeckt
und geholfen, diese gemeinsam mit Moxa zu
beheben. Sie empfiehlen Herstellern von ICS-
Produkten, im Hinblick auf folgende Punkte regelmäßige
Überprüfungen durchzuführen:
• Zugriff von IIoT-Gateway-Geräten auf Komponenten
der Betriebstechnologie des Unternehmens
(OT), das IT- sowie Unternehmensnetzwerk
und das Internet soweit
möglich einschränken;
• Monitoring des Remote-Zugangs zum unternehmensweiten
OT-Netzwerk sowie zu einzelnen
Komponenten industrieller Kontrollsysteme;
• Lösungen zur Analyse des Netzwerk-Traffics
und zur Entdeckung und Prävention von
Netzwerkattacken an den Grenzen des Unternehmens-
und des OT-Netzwerks einsetzen;
• Einsatz spezieller Lösungen für das Monitoring
und die Durchführung tiefgehender
Analysen des Netzwerk-Traffics innerhalb
des OT-Netzwerks sowie für die Entdeckung
von Attacken auf Industrie-Equipment;
• Sicherheit von innerhalb des IT- und OT-Netzwerks
eingesetzten Hosts gewährleisten,
mittels Schutzlösungen gegen Malware und
Cyberangriffe;
• Training von Mitarbeitern und Partnern. eve
www.kaspersky.de
56 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
TRENDS
E-CAD-Lösung enthält jetzt Schnittstellen zu M-Print PRO und Clip Project planning
Die WSCAD Suite X wird benutzerfreundlicher
Bild: WSCAD
Mit ihren sechs Disziplinen Elektrotechnik,
Schaltschrankbau, Verfahrens- und Fluidtechnik,
Gebäude- und Raumautomation sowie
Elektroinstallation stellt die WSCAD Suite X
eine gute Lösung für das Electrical Engineering
dar. Mechanismen für die automatische
Erzeugung von Plänen einschließlich normenkonformer
Dokumentation sind Bestandteil
der Lösung. Neu in der Suite X ist die hinsichtlich
Benutzerfreundlichkeit und Ergonomie
überarbeitete und moderne Benutzer-
oberfläche. Unterstützt werden hochauflösende
Bildschirme (High DPI) sowie die Multi-Display-Technologie.
Die intuitive Bedienung
hilft sowohl Anwendern, die nur gelegentlich
mit der E-CAD-Lösung arbeiten, als
auch Profis. Die zum Standard erhobene
Software-Lizenzierung ermöglicht Unternehmen
und Selbstständigen eine bedarfsorientierte
Nutzung der skalierbaren Electrical-Engineering-Lösung
ohne Umstellungskosten
und Datenbrüche. Die Lösung verfügt über
viele Schnittstellen
zu
PLM-/ERP-Systemen,
anderen Automationsausrüstern sowie
zur Fertigung. Zu den neuen Schnittstellen
für einen bidirektionalen Datenaustausch
gehören beispielsweise M-Print PRO von
Weidmüller für Beschriftungstexte oder Clip
Project planning von Phoenix Contact zum
Editieren von Klemmleisten.
eve
www.wscad.com
Gebäudekonstruktion
Transair vereinfacht mit BIM die Rohrauslegung
Mit seinen BIM-Objektfamilien bietet Transair
Konstruktionsbüros jetzt eine einfache, flexible
und praktische Lösung für die Auslegung
von Aluminium- und Edelstahlrohrleitungen
für industrielle Fluide. Im Rahmen der Initiative
ist das Unternehmen eine Partnerschaft
mit dem neu gegründeten Unternehmen
BIM & Co für die Modellierung, Integration
und den Vertrieb seines Produktangebots in
Europa, Asien und im Mittleren Osten (BSP
ISO) sowie in Amerika (NPT ANSI) eingegangen.
BIM ermöglicht eine enge Zusammenarbeit
aller Beteiligten eines Projektes über eine
E-Plattform, die die Erzeugung und Verwaltung
von digitalen Darstellungen physikalischer
und funktionaler Eigenschaften von
Gebäuden beinhaltet. Darüber
hinaus ermöglicht es Fachkräften
eine bessere Kontrolle jeder Phase
des Lebenszyklus eines Gebäudes
vom Entwurf bis zum
Abriss. Die Ankündigung und
Einführung erfolgen nach einer
erfolgreichen Testphase, mit der
sichergestellt wurde, dass die Erwartungen,
Spezifikationen und
Bild: Transair
Merkmale den Marktanforderungen so umfassend
wie möglich entsprechen. Um die
Kompatibilität mit BIM sicherzustellen, sind
alle Transair-Produkte im Revit-Format in der
Detailstufe (Level of Detail, LOD) 200 und
400 erhältlich. Revit vereinfacht den Auslegungsprozess
für Rohrleitungen und trägt dazu
bei, Baukosten zu senken sowie die Koordination
zwischen den verschiedenen Gewerken
des Gesamtprojekts zu verbessern. eve
www.parkertransair.com
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 57

TRENDS
NEWS
Effektivere akustische, vibroakustische und strömungsakustische Simulationen
Mit Actran von FFT geräuschtechnische Probleme lösen
Free Field Technologies, ein Unternehmen von
MSC Software, hat die Version 19 seiner
Akustiksimulationssoftware Actran herausgegeben.
Sie bringt, laut Anbieter, in mehreren
Bereichen einen bedeutenden Durchbruch für
effektivere akustische, vibroakustische und
Bild: Free Field Technologies
strömungsakustische Simulationen. Highlights
der neuen Version:
Hochfrequenz-Vibroakustik: Das Actran
SEA-Modul basiert auf dem Prinzip der virtuellen
statistischen Energieanalyse (SEA). Es ermöglicht
„SEA aus FEA“ für gekoppelte vibroakustische
Aufgaben. Das bedeutet, die Simulation
großer Systeme bei mittleren und hohen
Frequenzen verwendet bestehende Finite-Elemente-Modelle
aus MSC Nastran als Eingabe.
Lüftergeräusche: Strömungsakustische Simulationen
von Lüftern profitieren vom Blattdesign-Generator.
Dieser erzeugt Blattgeometrien,
die verbunden mit einer Lösung für die
Potentialströmung, die Druckverteilung um
Rotorblätter ermitteln. Zudem lassen sich die
Ergebnisse unkomplizierter stationärer CFD-
Berechnungen verwenden.
Vollfahrzeugakustik: Die Wirkung der Verkleidung
auf das akustische Verhalten des Fahrzeugs
kann besser berechnet werden. Der Ansatz
der reduzierten Impedanz ist nun auch in
der direkten Frequenzganganalyse verfügbar.
Zweitens beschleunigt die automatische Vernetzung
von Verkleidungen den Arbeitsablauf
und schließlich vereinfacht der Export von
Trim-Modellen aus Actran VI nach MSC Nastran
PEM das Aufsetzen von Fahrzeugmodellen
mit Verkleidung in MSC Nastran. mc
www.mscsoftware.com
Autoform Engineering stellt Autoform R8 vor
Bessere digitale Prozesskette in der Blechumformung
Autoform R8 in der Blechumformung ermöglicht
es Anwendern, die digitale Prozesskette
zu optimieren. Ein Vorteil ist die verbesserte
Definition des Streifenlayouts. Zunächst kann
der Anwender das Layout für ein Einzel- oder
Doppelteil definieren und dann schnell verschiedene
Verschachtelungsoptionen auswerten
und vergleichen. Die Softwareversion
erlaubt die einfache Vorhersage von möglichen
Platinenformen und Verschachtelungen,
die Minimierung des Materialeinsatzes sowie
die frühzeitige Vorhersage von Bauteilkosten.
Darüber hinaus können Benutzer mit der
neuen Funktion zur Konstruktion der Streifenanbindung
nicht nur vordefinierte Formen
verwenden, sondern auch gewünschte Formen
mit nur wenigen Befehlen modellieren.
Auch bietet R8 mehr Möglichkeiten für die
Rückfederungskompensation. Sie erlaubt Anwendern,
reale Messungen und nicht virtuelle
Messungen zur Kompensation zu verwenden.
Da die Kompensation auf beliebigen
Geometrien basiert, sind keine Bauteil-Simulationsergebnisse
erforderlich. Dadurch können
Werkzeuge anhand von externen Daten
aus verschiedenen Quellen wie Messung,
Bild: Autoform Engineering
Falzsimulation oder Simulation des Zusammenbaus
kompensiert werden. Schließlich
ermöglicht Autoform R8 den Anwendern, einen
machbaren Umformprozess für Blechteile
aus Patchwork-Blanks zu entwickeln. eve
www.autoform.ch
Systemsimulation mit Fertigungstoleranzen, Alterung, Verschleiß und Komponentenausfällen
ESI-Plattform bringt Praxis ins Modell
Bild: ESI Group
Simulation der Fahrdynamik bei abruptem
Spurwechsel mit Simulation X 4.0
Virtual-Prototyping-Spezialist ESI Group hat
mit Simulation X 4.0 die neue Version seiner
Softwareplattform für dynamische Systemsimulation
veröffentlicht. Sie simuliert Maschi-
nen und Anlagen nicht nur basierend auf
Nenndaten sondern auch mit Fertigungstoleranzen,
Alterung, Verschleiß und Komponentenausfällen.
Das neue Modul „System Reliability
Analysis“ stellt eine nutzerfreundliche
Lösung bereit, sowohl diskrete als auch zeitkontinuierliche
Fehler systematisch und teilautomatisiert
in Simulation-X-Modelle zu integrieren.
So lassen sich die Auswirkungen
von Fehlern in verschiedenen Szenarien und
über beliebige Zeiträume effizient und zuverlässig
untersuchen. Die neugestaltete Bedienoberfläche
ermöglicht effiziente Arbeitsabläufe
und einen schnellen Einstieg in die
Welt der Systemsimulation. Neue Modell-Bibliotheken
unter anderem zur Modellierung
von Bowdenzügen und räumlicher Fahrdynamik
erleichtern es Firmen, die Anzahl physischer
Prototypen durch zeit- und kostensparende
Simulationen zu reduzieren. Zudem
wurde die 1D-Simulation von Fahrzeugsystemen
mit räumlichen Fahrdynamikmodellen
kombiniert. Simulation X enthält nun eine Bibliothek
mit auf Mehrkörpersystemen basierenden
Fahrzeugmodellen, Fahrmanövern
und Fahrerverhalten. Damit lässt sich die
räumliche Fahrdynamik (translatorische/rotatorische
Bewegung und Beschleunigung) virtuell
abbilden und deren Wechselwirkung mit
1D-Modellen von Fahrzeugsystemen effizient
bewerten.
mc
www.esi-group.com
58 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

No 04_03/2019
Mechatronicnews®
AUTOMATISIERUNG | ANTRIEBSTECHNIK | TECHNOLOGIETRENDS
EISKALT ANGESCHLOSSEN
Sichere Kühlwasserversorgung für elektrotechnische Anwendungen
Mehr dazu auf Seite 5
IMPRESSUM
HERAUSGEBER
Köhler + Partner GmbH
Brauerstraße 42
21244 Buchholz i.d.N.,
Tel.: +49 4181 92892-0
Fax: +49 4181 92892-55
info@koehler-partner.de
GESCHÄFTSFÜHRUNG
Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes
BILDNACHWEIS
Archiv, Köhler + Partner GmbH, S.8
© Kompaniets Taras/shutterstock.com (Diamant),
© cglandmark/shutterstock.com (Tacho),
© Mary_L/shutterstock.com (Faust) ,
© Eugenio Opitz/iStock.com und ©buto/
iStock.com(Montage brennender Eiswürfel)
www.koehler-partner.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 59

ZUKUNFTSSICHERE FREQUENZ-
UMRICHTER VON NORD
Mit dem NORDAC PRO SK 500P bringt NORD DRIVESYSTEMS einen modernen Schaltschrankumrichter
auf den Markt, der sich durch ein Höchstmaß an Funktionalität,
Konnektivität und Modularität auszeichnet.
ANSTEHENDE MESSEN
Die neuen Schaltschrankumrichter der NORDAC PRO-Familie
eignen sich für den Betrieb mit Synchron- und Asynchronmotoren.
Die modular aufgebaute Reihe ist durch steckbare Bedienungs-,
Sicherheits- und Optionsmodule funktional erweiterbar.
pakten Bauform im Booksize-Format. Das schlanke Design spart
Platz im Schaltschrank und erlaubt eine Side-by-Side-Montage.
Außerdem verfügen sie über einen Leistungsbereich von 0,25
bis 5,5 kW.
Flexible Kommunikationsmöglichkeiten
Der NORDAC PRO ist mit zahlreichen
Schnittstellen ausgestattet:
- Multi-Ethernet-Chip für alle wichtigen
industriellen Ethernet-Standards
- USB-Anschluss für Parametrierung und Programmierung
- SD-Karten-Slot zur Parameterdatenspeicherung
und -übertragung
- fünf bis sechs digitale und zwei analoge Eingänge
- zwei digitale und ein analoger Ausgang
01. – 05.04.
Hannover
Halle 15
Stand H31
- zwei Multi-Funktions-Relais und eine
HTL- / TTL-Inkrementalgeber-Schnittstelle
- ein Universalgeberinterface
08. – 14.04.
München
Halle A3
Stand 537
Alle wichtigen Optionen an Bord
Wie alle NORD-Frequenzumrichter verfügen auch die Geräte der
Baureihe NORDAC PRO SK 500P über eine leistungsstarke PLC für
antriebsnahe Funktionen. Weitere wichtige Eigenschaften sind:
- hohe Regelgüte
- hohes Überlastverhalten
- integrierter Bremschopper für 4-Quadrantenbetrieb
- Stromvektorregelung (open-loop und closed-loop)
- Motorbremsenmanagement
- Hubwerksfunktionalität
- STO und SS1 integriert
GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG DRIVESYSTEMS
Getriebebau-Nord-Straße 1 | 22941 Bargteheide | Tel.: +49 4532 289-0
info@nord.com | www.nord.com
60 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
MN 2

LEISTUNGSELEKTRONIK EFFEKTIV
SCHÜTZEN, KÜHLEN UND ABSCHIRMEN
Bauteile optimal und sorgt zugleich für eine funktionserhaltende
Kühlung sowie eine sehr gute elektromagnetische
Abschirmung. Als führendes Handelshaus für Kühllösungen
besitzt CTX jahrelange Applikationserfahrung in allen
Einsatzbereichen moderner Leistungselektronik. Das um-
technik zählen ebenso technische Aluminiumteile sowie ein
Frontplattenservice zum Angebot von CTX.
Bei der Auswahl der geeigneten Gehäuselösung gilt es im
Vorfeld folgende Aspekte zu berücksichtigen:
Gehäusegröße
richtet sich nach Platzbedarf der Elektronik und dem zur Verfügung
stehenden Bauraum
Material
abhängig von Umgebungsbedingungen, EMV- und Branchenanforderungen
Menge
die Anzahl der benötigten Gehäuse bestimmt in der Regel das
Produktionsverfahren
Mechanische Bearbeitung
die Anwendung gibt erforderliche Bohrungen, Ausfräsungen,
Halterungen etc. vor
Optik
xieren, Pulverbeschichten, Sandstrahlen etc. verleihen dem
Gehäuse eine eigene Note
Kühlung
die Höhe der Verlustleistung bestimmt Gehäusematerial und
-gestaltung
Während des gesamten Prozesses von Entscheidung über
Konzeption und Produktion bis hin zur Auslieferung der appli-
den beratend zur Seite.
CTX THERMAL SOLUTIONS GMBH
info@ctx.eu | www.ctx.eu
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 61
MN 3

BLOCAN ® -
SCHWERLASTPROFILE
– DIE ALTERNATIVE
ZU STAHLTRÄGERN
BLOCAN ® -Baureihe von RK Rose+Krieger.
01.04.–05.04.
Hannover
Halle 16
Stand E18
Mit ihrer 18 mm breiten Nut und speziellen
RK Druckverbindern sind sie eine
leichte, aber dennoch äußerst stabile
Alternative zu Stahlträgern.
Bevorzugt eingesetzt zur Realisierung
großer Strukturen – beispielsweise von
Portalsystemen oder Maschinengestellen
in Leichtbauweise – bringen sie all
ihre Vorzüge zur Geltung und erfüllen
damit die Anforderungen der Konst-
Systemen. So ist beispielsweise das
BLOCAN ®
geringerer Abmessungen und einem um
Doppel-T-Träger mehr als ebenbürtig.
Das BLOCAN ®
varianten aus dem BLOCAN ®
und sämtlichen Lineartechnikprodukten
von RK Rose+Krieger kombinierbar – für
nahezu unendlich viele Anwendungsmöglichkeiten.
Konstruktionsvorteil Druckverbinder:
Der Kunde erhält fertig zugeschnittene und
entgratete BLOCAN ®
Montage erfolgt mittels patentierten RK
belastbare, jederzeit wieder lösbare Verbindung
ganz ohne mechanische Bearbeitung.
Damit lassen sich Konstruktionen aus
an anderer Stelle oder in neuer Form wiederaufbauen.
Planungs- und Montageaufwand
reduzieren sich dabei auf ein Minimum.
- geringes Eigengewicht
- Aufnahme hoher dynamischer
Belastungen
- große Strukturen
- segmentweise zerlegbare und leicht
transportierbar Konstruktion
- kombinierbar mit dem gesamten
RK-Produktspektrum
RK ROSE+KRIEGER GMBH
info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com
62 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
MN 4

SICHERE KÜHLLEISTUNG
IN DER ELEKTROTECHNIK
01.04.–05.04.
Hannover
Halle 23
Stand B19/4
Wo hohe Wärmeleistungen abgeführt werden müssen,
Bei Kühlwasserinstallationen für die Bereiche E-Mobilität
oder die Transformatorenkühlung kommt es auf höchste
Dichtigkeit an. Leckagen, die Kurzschlüsse auslösen können,
müssen sicher vermieden werden. Dafür hat Eisele die Steckverschraubungen
der LIQUIDLINE Serie 5500 aus seewasserbeständigem
Aluminium im Programm. Sie erfüllen besondere
Anforderungen an die Schlauchhaltefähigkeit. Dank der
patentierten Verschraubungstechnik sitzen die Schläuche
Schlauches sicher und dicht im Anschluss. Auch bei starken
Druckschwankungen im Kühlsystem oder zusätzlicher Zugbelastung
auf dem Schlauch macht sich die hohe Sicherheit
gegen das ungewollte Schlauchlösen bezahlt.
Um verschiedene Anwendungsfälle abdecken zu können,
fertigt Eisele die Push-in Fittings und Steckverschraubungen
für Kühlwasser auch aus entzinkungsbeständigem Messing
sowie Edelstahl.
Für maximale Kühlleistungen in Anwendungen der Leistungselektronik
hat Eisele seine bewährten Einschraubanschlüsse
aus Ganzmetall außerdem mit schwenkbaren Rohrbögen im
90°- oder 45°-Winkel als Mittelstück kombiniert.
Die Vorteile im Überblick:
- Hohe Dichtigkeit auch bei
Druckschwankungen
- Vakuum geeignet
- Aus Messing, Aluminium
und Edelstahl lieferbar
- Langlebig g und beständig
seewasserbeständiges
ALUMINUM
EDELSTAHL
entzinkungsbeständiges
MESSING
EISELE PNEUMATICS GMBH & CO. KG
info@eisele.eu | www.eisele.eu
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 63
MN 5

KOMPAKT, LEICHT
UND LEISTUNGSSTARK
01.04.–05.04.
Hannover
Halle 17
Stand E04
Die RV-N-Serie von Nabtesco
Die RV-N-Präzisionsgetriebe erreichen hohe Drehmomentleistungen
bei gleichzeitig minimalem Platzbedarf. Ihre kompakte
Bauform haben die leistungsstarken Einbausätze dem
Hauptlager mit integriertem Innenring zu verdanken. Die Verstärkung
der Exzenterwellenlagerung bewirkt eine sehr hohe
Leistungsdichte und Schockbelastbarkeit (bis zum 5-Fachen
des Nenndrehmoments).
- Extreme Präzision (Hystereseverlust
< 1 arcmin)
- Hohe Schockbelastbarkeit
(bis zum 5-Fachen
des Nenndrehmoments)
- Hohe Leistungsdichte
- Reduziertes Gewicht
- Minimaler Platzbedarf
- Geringer Verschleiß
- Außergewöhnlich
langlebig
Viel Leistung auf wenig Raum
Wie bei allen Zykloidgetrieben erfolgt die Kraftübertragung
über Rollen und Bolzen. Dadurch bieten die RV-N-Getriebe
höchste Genauigkeit, Dynamik und Zuverlässigkeit. Außerdem
arbeiten sie über die gesamte Lebensdauer extrem verschleißarm.
Das garantiert hohe Standzeiten.
Unglaublich vielseitig
Die nahezu spielfreien Vollwellengetriebe wurden speziell an
aber ebenso in der Medizintechnik, in Werkzeugmaschinen
sowie in Positionierapplikationen Verwendung. Auf Wunsch
individuelle Sonderlösungen.
Das größte Präzisionsgetriebe der Welt
Eine echte Alternative zu Hydraulikanwendungen:
Mit einem Nenndrehmoment von
28.000 Nm positioniert das RV-2800N
selbst schwerste Lasten hochpräzise.
NABTESCO PRECISION EUROPE GMBH
info@nabtesco.de | www.nabtesco.de
64 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
MN 6

IMMER ALLES
IM BLICK
Sicherheitsscheiben von HEMA gewähren volle Sicht auf den Bearbeitungsprozess
In Werkzeugmaschinen können sich Werkstückteile während
des Bearbeitungsprozesses lösen und im Maschineninnenraum
umhergeschleudert werden. Dies kann zu einer Gefahr
für das Bedienpersonal werden, wenn Schutzscheiben ledig-
hat zwar eine sehr gute Rückhaltefähigkeit, wird aber beim
kann dann einen Großteil seiner Schutzfunktion verlieren.
scheiben deshalb aus einer Kombination von Polycarbonat
(PC) und Sicherheitsglas auf gleichbleibend hohem Niveau.
Zum Maschineninnenraum hin hält das Glas Kühlschmier-
PC-Scheibe Werkstück- oder Werkzeugteile ab.
Für besonders abrasive Anwendungen kann die Sicherheitsscheibe
optional mit einer PERLUCOR ®
werden, die PERLUCOR ®
Abrieb und Verkratzen.
Die Eigenschaften der HEMA-Sicherheitsscheiben:
- Doppelter Schutz durch einen Verbund aus
Polycarbonat und Sicherheitsglas
- Spezielle Ausführung für hochabrasive
Anwendungen
Auf Wunsch mit
integrierter LED-
Beleuchtung
Umlaufende Kapselung
und Versiegelung
optional
HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH
info@hema-group.com | www.hema-group.com
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 65
MN 7

STANDARDMÄSSIG
HÖCHSTLEISTUNG
Die ABEG ® eXtreme Serien von Findling Wälzlager
Mit ABEG ® eXtreme bietet Findling Wälzlager eine ganze
Produktfamilie für Anwendungen mit speziellen Ansprüchen.
Dabei wird bewährte Lagertechnik auf die
jeweiligen Anforderungen zugeschnitten – ein Konzept,
das ein gutes Preis-Leistungsverhältnis bei kurzfristiger
Verfügbarkeit ermöglicht. Alle Produkte des eXtreme-
Sortiments überzeugen zudem nachweislich mit einer
überdurchschnittlichen Lebensdauer.
Verfügbar sind die vier Serien Xforce, Xspeed, Xclean und
Xtemp. Die Xclean-Lager bieten robuste Technik für Washdown-Anwendungen
und sind auch in Spezialausführungen
für Reinraumapplikationen erhältlich, während mit der Xtemp-
Serie spezielle Lager für große Kälte und Hitze verfügbar sind.
Xforce-Lager für extreme Belastungen
Xforce-Rillenkugellager wurden als Teil der eXtreme-Serie für
den Einsatz in Schwerlastanwendungen konzipiert. Um bei
hoher Tragfähigkeit eine möglichst lange Lebensdauer bieten
zu können, wurden die hierfür relevanten Ausstattungskomponenten
Befettung und Dichtungen angepasst. Das
spezielle Xforce-Sortiment von Findling umfasst aber auch
besonders langlebige Gehäuselager für den Schwerlastbereich.
Bei der Ausführung „Extra Solid“ ist das Gehäuse durch
die Belastbarkeit erhöht sich um ein Vielfaches. Abgesehen
von der robusten Konstruktion wird eine Verbesserung der
Lebensdauer vor allem durch den Einsatz von Sonderfetten
mit Hochlastadditiven (EP-Zusätzen) erzielt.
Xspeed-Lager für hohe Drehzahlen
Xspeed-Lager empfehlen sich unter anderem für den Einsatz
in Pumpen, Verdichtern, Ventilatoren, Drehgebern oder
Klimaanlagen. Da in diesem Segment die Laufeigenschaften
eine besondere Rolle spielen, erfüllen Xspeed-Lager höchste
Laufbahnen. Für eine besonders lange Lebensdauer wurden
Befettung und Dichtungen gezielt bezüglich den Anforderungen
von Hochgeschwindigkeitsapplikationen optimiert: Zum
Einsatz kommt ein spezielles hochreines, viskoses Fett mit hervorragendem
Anlaufverhalten. Die Dichtungsvariante 2RSDD
reduziert die Eigenerwärmung des Lagers um ganze 10 °C.
innovationen
miteinander
Entwicklung
e
treme
erfahrung
FINDLING WÄLZLAGER GMBH
66 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
MN 8

KLEINES FORMAT,
GROSSE WIRKUNG
01.04.–05.04.
Hannover
Halle 22
Stand D59
Dünnringlager von Rodriguez
struktionen ist der Bauraum oftmals
knapp und bei den verbauten Komponenten
zählt jedes Gramm. Dann
sind Dünnringlager die richtige Wahl:
Die besonders schlanken und leichten
Komponenten können in vielen
Anwendungen Probleme lösen.
Als leistungsstarker Systemlieferant hochwertiger Antriebskomponenten
bietet die Rodriguez GmbH ein großes Sortiment
von Dünnringlagern des Herstellers Kaydon. Die REALI-
SLIM ® Lager sind insoweit einzigartig, dass jede Serie auf
einem einzigen, kleinen Querschnitt basiert, der mit steigendem
Bohrungsdurchmesser konstant bleibt. Damit
erlauben sie die kompakte, gewichtsparende Gestaltung
von Lagern und gleichzeitig die Durchführung von Kabeln
oder Wellen durch die Bohrung. Bei einer großen Zahl von
Applikationen kann ein Vierpunkt-Dünnringlager sogar zwei
Lager ersetzen. Das erlaubt eine kompaktere Bauweise
und vereinfacht die Montage.
Das Angebot von Rodriguez umfasst 250 unterschiedliche
Dünnringlager der REALI-SLIM ® Serie in zölligen und metrischen
Abmessungen. Wer noch schlankere Lager benötigt,
ist mit den ULTRA-SLIM ® Lagern gut bedient, die ebenfalls
bei Rodriguez erhältlich sind. Sie überzeugen bei Durchmessern
von 35 bis 200 Millimetern mit einem besonders kleinen
Querschnitt von nur 2,5 bis 3 Millimetern.
Typische Einsatzgebiete der Dünnringlager sind die Halbleiterindustrie
und die Medizintechnik. Edelstahllager
werden eingesetzt, wenn hohe Präzision und Korrosionsbeständigkeit
gefordert sind. Hybrid-Lager eignen sich
bestens für Anwendungen mit Mangelschmierung, sowie
oszillierenden Bewegungen, auch bei kleinstem Schwenkwinkel.
RODRIGUEZ GMBH
info@rodriguez.de | www.rodriguez.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 67
MN 9

TRENDS
PERSPEKTIVEN
Bild: fotolia/Andrey Popov
Sowohl die Roboter-Konstruktion als auch die spezifische Auslegung von Robotik-Anwendungen sollen durch neue Roboterkomponenten,
Module im Baukastensystem und möglichst offene Softwarelösungen deutlich vereinfacht werden.
Module und spezielle Robotik-Baukästen erleichtern den Einstieg in die Automation
Roboter für jedermann
Der Einstieg in die Automation mit Robotern ist derweil relativ leicht – technologisch und ökonomisch.
Mit Greifarmen oder modularen Baukästen aus Aktuatoren, Steuerung und Software ergeben sich
selbst für anspruchsvolle Industrie-Anwendungen neue Möglichkeiten jenseits etablierter Hightech-
Industrieroboter. Die Herausforderung: Die Komponenten und Systeme müssen übersichtliche
Investitionskosten bei entsprechender Leistung, Sicherheit und einfacher Inbetriebnahme bieten.
Nico Schröder, Korrespondent KEM Konstruktion, Augsburg
Manuelle Prozesse zu automatisieren, stellt Anforderungen an
Roboter, die mindestens so mannigfaltig wie Anwendungen
und Unternehmen selbst sind. Auf der Hannover Messe 2019 werden
Hard- und Softwarehersteller mit unterschiedlichen Ansätzen zu
sehen sein, die doch sehr ähnliche Ansprüche und Ziele verfolgen:
Die Investitionskosten sollen sinken und weit unter denen für klassische
Industrieroboter liegen beziehungsweise sollen sich die Roboterkomponenten
und -systeme schnell amortisieren. Die Hersteller
setzen auf Modularität, arbeiten an einer gewissen Offenheit sowie
Kompatibilität und gehen mit Komponenten, Systemen und Softwareprodukten
an den Markt, um Anwendern unter anderem eine
möglichst einfache Inbetriebnahme und Bedienbarkeit zu bieten.
So wird es gerade in Hinblick auf die Investitionskosten für kleine
und mittelständische Unternehmen interessanter, auf Roboter zu
setzen. Nur die Automation via Robotik bleibt alles andere als trivial
und mit einigen komplexen Fragen verbunden: Welche Anbieter und
Dienstleister gibt es, um in die Robotik einzusteigen? Was passt zusammen?
Oder: Wie geeignet sind die Lösungen letztlich?
68 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

„Wir laden Komponenten-
und Roboterher -
steller, Integratoren und
Endkunden ein, mit uns
die Möglichkeiten eines
Robotik-Marktplatzes
intensiv zu diskutieren.“
„In Schulungen vermitteln
wir unseren Tochtergesellschaften
das
erforderliche Expertenwissen,
um unsere
Kunden umfassend
zu den Service-Robotik-
Modulen beraten zu
können.“
Bild: Igus
Stefan Niermann,
Leiter des Geschäftsbereiches
Low Cost Automation bei Igus
Bild: Pilz
Susanne Kunschert, geschäfts -
führende Gesellschafterin bei Pilz
Einen offensiven Weg der Low-Cost-Automation geht Igus mit
seinen Mehrachsgelenkrobotern und Portalrobotern, um preisgünstig,
schnell und individuell automatisieren zu können. Zur Hannover
Messe präsentiert Igus den Ansatz eines 4- bis 5-Achs-Gelenkarmroboters
aus Kunststoff: Seine kompakten und leichten Gelenkarme
sind schmier- und wartungsfrei sowie langlebig ausgelegt. Das Spiel
des Arms wurde durch ein Kunststoff-Design weiter reduziert, was
eine höhere Präzision ermöglichen soll. Aufgrund integrierter Kabelkanäle
werden die Leitungen als eingehauste Generation innen
geführt, um Bauraum zu sparen und die Gelenkarme für eine
Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) vorzubereiten. Der neue
DC-Gelenkarm soll sich individuell konfigurieren und – je nach Art
der Anwendung – zusätzlich mit Greifern, Kameras oder Sensorik
verschiedener Hersteller ausstatten lassen.
Digitaler Marktplatz zu Robotik geplant
Kunden, die an Robotik-Automatisierungslösungen interessiert sind,
will Igus künftig über einen digitalen Marktplatz dabei unterstützen,
passende Low-Cost-Automation-Lösungen schnell zu finden und zu
integrieren – egal, ob mit Einzelkomponenten oder Komplettlösungen.
Dazu sagt Stefan Niermann, Leiter des neu geschaffenen
Geschäftsbereiches Low Cost Automation bei Igus: „Das Modell
des Online-Marktplatzes zeigt auf der Hannover Messe erstmalig,
wie eine Zusammenarbeit von Unternehmen, die in diesem Bereich
aktiv sind, direkte Vorteile für den Kunden bringen kann, um schnell
und einfach in eine kostengünstige Automatisierung einzusteigen.
Im ersten Schritt zeigen wir diesen Showcase in Halle 17 als Webseite
auf dem Igus-Stand.“
Der Kunde müsse entscheiden können, welche unterschiedlichen
Komponenten – wie Gelenkarme, Kameras, Steuerungen – er für
seinen kostengünstigen Roboter möchte. Er soll vielmehr seine
individuelle Auswahl treffen und sich sicher sein, dass die angebotenen
Komponenten auch miteinander arbeiten können. Ein „Robot-
Designer“ soll bei der Konstruktion und Simulation der Anwendung
helfen. Laut Niermann beschäftige Igus aktuell auch die „zusätzliche
Option der Integratoren-Auswahl“.
Vom Marktplatz sollen letztlich Kunden profitieren, die manuelle
Aufgaben ohne eigenes Robotik-Knowhow einfach automatisieren
möchten, genauso wie Profis, die ihre eigene spezifische Lösung
zusammenstellen. Für Anbieter soll das Marktplatz-Modell darüber
hinaus einen leichten Zugang zu einem sich rapide entwickelnden
Marktsegment bieten. Auf dem Messestand sollen Partner wie
Beckhoff, IFM oder Schunk mit ihren Komponenten in bewegten
Anwendungen bereits zu sehen sein. Und auch im Modell des
Online-Marktplatzes sollen sich viele dieser Anbieter wiederfinden.
Auf besonders sichere Automation und entsprechende Module für
die Servicerobotik hat sich Pilz ausgerichtet. Der Automatisierer
erweiterte sein Portfolio zur Automatica 2018 um Module – Manipulator-,
Steuerungs-, Bedien-, und Software-Modul – für die Service-
Robotik im industriellen Umfeld. Zur aktuellen Entwicklung des
Produkt- und Geschäftsbereiches sagt Susanne Kunschert,
geschäftsführende Gesellschafterin bei Pilz: „Auf die Service-Robotik-Module
und unsere Automatica-Messeapplikation haben wir
eine sehr positive Rückmeldung bekommen. Aktuell testen Pilotkunden
unsere Module. Die Anwender finden sich sowohl im industriellen
Umfeld als auch in Forschungseinrichtungen und Universitäten.
Durch die globale Wirkung der Messe ist das Interesse über
den deutschen Markt hinaus gegangen. Wir haben auch Kundenanfragen
aus den USA, Asien und europäischen Ländern.“
Wesentliches Merkmal der Modul sei Offenheit: Mithilfe des Open-
Source-Frameworks ROS (Robot Operating System) sollen Anwender
auch ohne Expertenkenntnisse in der Programmierung eine
Robotik-Applikation flexibel erstellen können. Entsprechend bietet
Pilz für ROS-Pakete Tutorials sowie einen Produktsupport für seine
Software an. Momentan entwickle man zudem die Anwenderfreundlichkeit
weiter. Im Rahmen des Forschungsprojektes namens
Easy Cohmo wird gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA und Verbundpartnern
eine gestengesteuerte Programmierung erarbeitet. Darüber
hinaus plant Pilz die Integration weiterer Produkte in ROS.
So sollen Anwender künftig in der Lage sein, direkt von ROS aus mit
dem Automatisierungssystem, der konfigurierbaren Kleinsteuerung,
der dynamischen Schaltmatte oder dem Sicherheits-Laserscanner
des Automatisierers zu kommunizieren.
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 69

TRENDS
PERSPEKTIVEN
„Der Markt fordert
schon heute Greifsysteme,
die sich zügig
und intuitiv in Betrieb
nehmen lassen und
sich selbsttätig an variierende
Greifsituationen
anpassen.“
„Mit Drag&Bot wird
die Roboterprogrammierung
so einfach wie
die Bedienung eines
Smartphones.“
Bild: Schunk
Prof. Markus Glück,
Geschäftsführer F&E und
Chief Innovation Officer (CINO)
bei Schunk
Bild: Fraunhofer IPA
Martin Naumann,
Gründer und Geschäftsführer
von Drag&Bot
Module und System-Baukästen am Markt
Schunk spielt in der Anbindung von Greifern eine wichtige Rolle und
bietet bereits einen End-of-Arm-Baukasten, der die Anbindung an
Roboter von Universal Robots (UR) vereinfacht. Ein Programm standardisierter
Komponenten für die 6-achsigen Leichtbauroboter von
UR umfasst sowohl das Greifen und Wechseln als auch das Messen
von Kräften und Momenten. Speziell abgestimmte Schnittstellen
und Adapter sorgen dafür, dass sämtliche Module des Baukastens
mit den UR-Roboterarmen kombiniert und schnell gewechselt werden
können. Die Schnittstellen der Greifer, Schnellwechselmodule
und Sensoren sind innerhalb des Baukastens aufeinander abgestimmt.
Sämtliche Module können per Plug-and-Work mit den
Roboterarmen verbunden werden. Darüber hinaus vereinfachen
spezielle Plugins die Inbetriebnahme, sodass gerade auch Einsteiger
von einem schnellen und unkomplizierten Start in die Automatisierung
profitieren können.
Speziell zur kommenden Hannover Messe wird Schunk erläutern,
welche Möglichkeiten und Chancen intelligente Greifsysteme in
Industrie 4.0 bieten und wie Digitalisierung sowie künstliche Intelligenz
Handhabungsprozesse bereichern können. „In den kommenden
Jahren wird die industrielle Handhabung neu erfunden“, ist
Prof. Markus Glück, Geschäftsführer Forschung & Entwicklung
sowie Chief Innovation Officer (CINO) bei Schunk, überzeugt.
Wo früher aufwändig jeder einzelne Schritt programmiert wurde,
sollen Handlinglösungen von morgen sehr viel selbständiger agieren:
„Der Markt fordert schon heute Greifsysteme, die sich zügig
Bild: Igus
Auf der Hannover Messe 2019 wird Igus ein Marktplatz-Modell vorstellen, das unterschiedlichen Kunden
online dabei helfen soll, passende Robotiklösungen zu finden, zu konfigurieren oder gar zu konstruieren.
70 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 71

TRENDS
PERSPEKTIVEN
Roboter-Betriebssystem: Mit der
Software Drag&Bot soll die Programmierung
von Industrierobotern ohne
Entwicklerkenntnisse möglich sein.
Bild: Fraunhofer IPA/Vanessa Stachel
und intuitiv in Betrieb nehmen lassen und sich selbsttätig an variierende
Greifsituationen anpassen. Zusätzlich werden die Kollaboration
von Mensch und Roboter sowie die Kommunikation zwischen
den am Produktionsprozess beteiligten Komponenten rasant an
Bedeutung gewinnen. Intelligenz, Vernetzung und Kollaboration
werden zu Treibern der Produktionsautomatisierung“, sagt Glück.
Technologiestudien werden auf der Hannover Messe auch einen
konkreten Ausblick dazu erlauben, wie Handhabungslösungen mithilfe
des maschinellen Lernens künftig in der Lage sein werden, auf
Grundlage vorhandener Datenbestände und Algorithmen Gesetzmäßigkeiten
zu erkennen und entsprechende Reaktionen abzuleiten.
So nutzt Schunk beim Smart Gripping die Daten mehrerer Sensoren,
um durch Daten-Korrelation neue Informationen zu erhalten
und intelligent Entscheidungen zu treffen. Mittel- und langfristig, so
die Einschätzung des Greifsystemspezialisten, geht der Trend zum
autonomen Greifen: Im Zusammenspiel mit 2D- und 3D-Kameras
werden Greifer in der Lage sein, Kollisionen zu vermeiden, sie werden
wissen, wie Werkstücke zu greifen sind, und gemeinsam mit
dem übergeordneten Handhabungssystem die optimale Greifstrategie
entwickeln. Letztlich sollen Greifsysteme in die Lage versetzt
werden, Teile eigenständig zu handhaben und die zugrundeliegenden
Algorithmen selbständig weiter zu verfeinern.
Einfache Roboterprogrammierung im Fokus
Eines der größten Hindernisse für die Anschaffung von Industrierobotern
im produzierenden Mittelstand sind – neben den hohen
Investitionskosten – meist fehlende Fachkräfte für die Inbetriebnahme
und Programmierung von Robotern. Aktuell greifen
Unternehmen für die Programmierung von Industrierobotern häufig
auf externe Dienstleister zurück. Darum konnten Industrieroboter
bisher vor allem für monotone Aufgaben mit sehr hohen Stückzahlen
kosteneffizient eingesetzt werden –beispielsweise in der Automobilbranche.
Sie bestellt aktuell noch 40 Prozent aller Industrieroboter
weltweit und setzt sie vorwiegend für die Automatisierung in
der Linienfertigung ein. Kleine und mittlere Unternehmen müssen
den Industrieroboter allerdings flexibler einsetzen können, damit
sich die Anschaffung lohnt.
Das Unternehmen Drag&Bot hat deshalb am Fraunhofer IPA ein
Betriebssystem für Industrieroboter entwickelt, mit dem sich via
Drag-and-Drop aus verschiedenen Bausteinen Roboterprogramme
zusammensetzen lassen. Mittels intuitiver Software sollen Industrieroboter
so ohne IT-Know-how instruiert werden können.
Die Funktionsabläufe werden zunächst in der Cloud-Lösung nach
dem Drag-and-Drop-Prinzip zusammengefügt. Bei der Parametrisierung
der einzelnen Funktionsblöcke unterstützen verschiedene
Bedien- und Eingabehilfen, sogenannte Wizards. Der Nutzer führt
zum Beispiel den Roboterarm per Handführung, Teach Pendant oder
über die Navigation im System an die gewünschte Position. Bewegungsmuster
werden erkannt und der Wizard diese Information
automatisch. Die häufigsten Tätigkeiten von Robotern mit Drag&Bot
sind das Handling von Teilen, die Palettierung von Werkstücken und
das Be- oder Entladen von Maschinen. Auch komplexere Anwendungen
wie Schrauben, Klipsen von Kabeln oder das Fügen von
Zahnrädern sind mit den bereits verfügbaren Zusatzmodulen möglich.
Für Roboterapplikationen, die eine intelligente Bildverarbeitung
benötigen, stehen Schnittstellen zu gängigen Smartcams und etablierten
Software-Produkten zur Verfügung. „Mit Drag&Bot wird die
Roboterprogrammierung so einfach wie die Bedienung eines
Smartphones«, verspricht Martin Naumann, Gründer und
Geschäftsführer von Drag&Bot.
www.igus.de, Hannover Messe: Halle 16, Stand A18
www.pilz.com, Hannover Messe: Halle 9, Stand D17
www.schunk.com, Hannover Messe: Halle 17, Stand B40
www.universal-robots.com, Hannover Messe: Halle 17, Stand D24
www.ipa.fraunhofer.de, Hannover Messe: Halle 12, Stand C57
www.dragandbot.com, Hannover Messe: Halle 17, Stand F01
Details zur Low-Cost-Robotik bei Igus
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72 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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t
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 73

MASCHINENELEMENTE
ROBOTIK
Intelligente Automation eines Bearbeitungszentrums
Prozesssichere Lösung
Die Automation von Werkzeugmaschinen mit Robotern ist heute Standard, kann jedoch bei einem
vielfältigen Teilespektrum schnell zur Herausforderung werden. Dass ein erfahrener Systemintegrator
auch für schwierige Fälle optimale Lösungen bieten kann, beweist die intelligente Automation eines
Bearbeitungszentrums bei einem führenden Unternehmen der Elektroindustrie.
Ralf Högel, Fachjournalist in Stadtbergen bei Augsburg, im Auftrag der Yaskawa Europe GmbH
Wieland Electric GmbH ist ein Familienunternehmen, das sich
als mittelständischer Global Player mit klarer Befürwortung
des Standorts Deutschland versteht, wo noch immer der Großteil
der Produkte gefertigt wird. So entstehen auch die robusten Gehäuse
für die Industriesteckerserie Revos am Stammsitz in Bamberg.
Ein Bearbeitungszentrum Müga S500 übernimmt dabei die spangebende
Bearbeitung der Gehäuseober- und unterteile, bei der insbesondere
Bohrungen einzubringen und Gewinde zu schneiden sind.
Die Be- und Entladung der Werkzeugmaschine fand in der Vergangenheit
in Handarbeit statt. Eben dieser Aspekt war Frank Hennemann,
Fertigungsplaner bei den Franken, seit geraumer Zeit ein
Wieland Electric setzt bei der automatisierten
Zuführung auf einen Handlingroboter Motoman
MH12 von Yaskawa
Dorn im Auge: „An der Maschine waren Mitarbeiter mit einfachen,
monotonen Arbeitsinhalten beschäftigt, die wir für höherwertige
Aufgaben dringend benötigten. Zudem war die manuelle Beschickung
auch aus Produktivitätsgründen nicht optimal. Um hier Abhilfe
zu schaffen, nahmen wir mit EGS Automatisierungstechnik in Donaueschingen
Kontakt auf, da wir wussten, dass man dort über eine
ausgewiesene Expertise bei der Automation von Werkzeugmaschinen
verfügt.“ Tatsächlich hat das Automatisierungsunternehmen bereits
hunderte von Automationslösungen für Werkzeugmaschinen
realisiert und kann auf einen entsprechend großen Erfahrungsschatz
zurückgreifen. Dennoch stellte sich die Aufgabenstellung bei
Wieland als echte Herausforderung dar, wie EGS-Vertriebsleiter Heiko
Röhrig schnell bemerkte: „Zwei Faktoren waren es, die uns die
Konzeption erschwerten: Erstens die hohe Anzahl an Gehäusevarianten
und zweitens das Arbeiten von Schüttgut in Schüttgut. Das
heißt, die Gehäuse kommen ungeordnet in Metallbehältern an und
sollen die Anlage auch wieder als Schüttgut verlassen.“
Bild: Ralf Högel
74 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

ROBOTIK
MASCHINENELEMENTE
Bild: Ralf Högel
Der Motoman MH12
übernimmt sämtliche
Handhabungsaufgaben
innerhalb der mit
einem Schutzzaun
gesicherten Zelle
Hochflexibles Zuführsystem bringt die Lösung
Obgleich eine geordnete Bereitstellung der Teile in Werkstückträgern
oder Paletten somit nicht in Betracht kam, fand sich im Standardprogramm
der Baden-Württemberger ein passendes Zuführsystem,
das mit einigen wenigen Modifikationen die richtige Lösung darstellen
konnte: das Beladesystem Sumo Flexiplex. Bei diesem flexiblen
System erfolgt der Transport der Werkstücke über mehrbahnige
Staubänder. Großer Vorteil für diese Lösung: Alle Varianten der Steckergehäuse
verfügen über ein identisches Merkmal, die Breite liegt
immer zwischen 42,5 und 43,5 mm. Somit muss die Spurbreite des
Beladesystems bei einer Umrüstung nicht verstellt werden, weshalb
die Zuführung bei Wieland auf diese Verstelloption komplett verzichtet.
Mit der unterschiedlichen Teilelänge, die je nach Variante zwischen
60 und 140 mm variiert sowie der Höhe der Gehäuse, die im
Bereich von 24 bis 90 mm liegt, kommt die Zuführlösung ebenso zurecht
wie mit den vielen Sonderformen der Gehäuse.
Im Gegensatz zur Zuführung gestaltete sich die Wahl des richtigen
Roboters einfach. Röhrig: „Obgleich wir auf Kundenwunsch Roboter
aller Hersteller einsetzen können, haben wir uns aus gutem Grund
auf Yaskawa spezialisiert. Die Sechsachser sind aufgrund ihrer robusten
Ausführung perfekt geeignet für den rauen Einsatz an und in
Werkzeugmaschinen. Außerdem überzeugen sie durch hohe Präzision,
hervorragende Dynamik und ein gutes Preis-Leistungsverhältnis.“
Im konkreten Fall wählte man den Motoman MH12 für sämtliche
Handhabungsaufgaben innerhalb der mit einem Schutzzaun gesicherten
Zelle. Die lagerichtige Bestückung der insgesamt acht
Spuren des Beladesystems mit unbearbeiteten Teilen bleibt ebenso
Aufgabe des Anlagenbedieners wie die Bevorratung leerer Metallbehälter
für die Aufnahme bearbeiteter Teile.
Der Arbeitsablauf grob skizziert
Nach Start des Automatikbetriebes gelangen die Werkstücke auf
dem Zuführband in den Arbeitsbereich des Roboters. Der Roboter,
der das gesamte Teilespektrum aufgrund der identischen Breite mit
einem Greifer handhaben kann, greift dazu ein Teil ab und legt es in
die Spannvorrichtung der Maschine ein. Sind nacheinander alle Nester
der Spannvorrichtung bestückt, löst der Roboter die Spannung
der Rohteile aus und gibt das Freigabesignal zur Bearbeitung an die
Maschine. Die Maschine dreht daraufhin die beladene Seite ihres
Schwenktisches in den Bearbeitungsbereich und gibt die Fertigteile
in den Be- und Entladebereich des Roboters. Der Sechsachser holt
daraufhin die Fertigteile ab und legt sie in den bereitstehenden Metallbehälter.
Danach startet ein neuer Zyklus. Jürgen Eisinger ist mit
dieser Lösung zufrieden: „Was uns besonders am Herzen liegt, ist
die Prozesssicherheit von Zuführung und Robotik. Störungen oder
gar längere Ausfälle kennen wir an dieser automatisierten Bearbeitungsmaschine
nicht. Zudem setzt die Anlage Maßstäbe hinsichtlich
der Taktzeiten, die bei vier Teilen pro Minute liegt.“ Und auch die erreichbare
Autonomie, die je nach Teilevariante einige Stunden betragen
kann, begeistert die Wieland-Mannschaft.
Mitarbeiter im Mittelpunkt
Aber Autonomie und Produktivität allein sind für Eisinger, Gruppenleiter
Fertigungsplanung, nicht die einzigen Aspekte, die für die Automatisierungslösung
sprechen. Für den Fertigungsstrategen stehen
vielmehr die Mitarbeiter im Mittelpunkt: „Der permanente Kontakt
mit den Steckergehäusen bei der manuellen Handhabung birgt
gewisse Risiken. Die Teile sind mit Kühlschmierstoffen behaftet, die
auf der Haut zu Reizungen führen können. Deshalb sehen wir es
gerne, wenn unsere Mitarbeiter die angenehmen Tätigkeiten verrichten,
während die Roboter die monotonen und schmutzigen Arbeiten
übernehmen.“ Dem Sechsachser des Roboterherstellers
kann die Beaufschlagung mit Kühlschmierstoffen oder Spänen im
Gegensatz zu seinen menschlichen Kollegen nichts anhaben.
Für die Auswahl des Motoman MH12 gab es einen weiteren triftigen
Grund, wie Röhrig betont: „Wir haben die Maschine auch aufgrund
ihrer Reichweite ausgewählt. Denn nur dadurch konnten wir
den Roboter in ausreichendem Abstand von der Bearbeitungsmaschine
positionieren, so dass diese bei Bedarf manuell zu bedienen
ist. Diese Option wollte sich der Werkzeugmaschinenbauer für die
händische Bearbeitung etwaiger Kleinstserien offenhalten.“ jg
www.yaskawa.de
Details zum Handlingroboter Motoman MH12 von
Yaskawa:
hier.pro/gfxED
Hannover Messe: Halle 17 / Stand B50
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 75

MASCHINENELEMENTE
ROBOTIK
Der Schunk EGP (hier an einer ELP 24V-Linearachse
des gleichen Herstellers) kann über digitale I/O
angesteuert werden – ein großer Vorteil beim Einstieg
in die Welt des mechatronischen Greifens
Bild: Schunk
Kommunikationsschnittstellen bei Greifsystemen von Schunk
Pauschallösungen gibt es nicht
Die Auswahl von Kommunikationsschnittstellen gewinnt im Zuge der Mechatronisierung von Greifsystemen an
Bedeutung. Spezialisten raten, Anwendungen und deren jeweiligen Anforderungen stets individuell zu betrachten,
um die Potenziale der Kommunikation zwischen Komponenten, Steuerungen und übergeordneten Systemen zu
nutzen und zugleich das Budget zu schonen. Pauschale Empfehlungen sind nicht möglich.
Prof. Dr.-Ing. Markus Glück, Geschäftsführer Forschung & Entwicklung, CINO, Schunk GmbH & Co. KG, Lauffen/Neckar
Im Rahmen seiner Mechatronikstrategie unterscheidet Schunk
drei Segmente der Kommunikation: Digitale I/O, IO-Link sowie industrielle
Ethernet- und Bus-Schnittstellen. Vor allem Greifsystemkomponenten
mit IO-Link- und industriellen Ethernet-Schnittstellen
(Profinet, Ethercat und Ethernet/IP) gewinnen neben den seit Jahren
etablierten Busschnittstellen Profibus und CAN an Relevanz.
Das deckt sich mit der Gesamtentwicklung: Über 21 Millionen Profinet-Knoten
sind weltweit bereits installiert, über 8 Millionen sind es
bei IO-Link. Tendenz steigend. Vor allem Steuerungs- und Elektronikhersteller
wie Beckhoff, Bosch, Rockwell Automation und Siemens
sowie Robotikhersteller wie Fanuc, Kuka oder Mitsubishi gelten als
Treiber der modernen Standards. Komponentenlieferanten wie
Schunk, deren Anspruch es ist, mit einem sowohl breiten als auch
tiefen Katalogprogramm den kompletten Markt umfassend abzudecken,
müssen die gesamte Klaviatur der Kommunikation und Ansteuerung
beherrschen, schließlich sollen deren Komponenten an
möglichst jeder SPS und jeder Robotersteuerung tadellos arbeiten.
Gestuftes Mechatronikprogramm
Entsprechend frühzeitig hatte der Spezialist für Greifsysteme und
Spanntechnik neben seinen robusten und langlebigen Pneumatikkomponenten
ein ebenso ausgereiftes Mechatronikprogramm aufgebaut,
das kontinuierlich erweitert wird. Es basiert zunächst auf
drei Säulen:
76 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

ROBOTIK
MASCHINENELEMENTE
• Auf robust aufgebauten Komponenten, wie dem 24V-Kleinteilegreifer
EGP, die über digitale I/O angesteuert werden und in der
Lage sind, vorhandene pneumatische Komponenten 1:1 zu substituieren.
• Auf Komponenten, wie dem Großhubgreifer EGA, die über Motoradapter
mit marktüblichen Servomotoren verbunden und so
einfach an vorhandene Steuerungsumgebungen adaptiert werden
können.
• Auf Komponenten, wie dem in der höchsten Kategorie C zertifizierten
Profinet-Universalgreifer EGL, bei denen Motor, Steuerungstechnik
und Intelligenz vollständig integriert sind und die
über industrielle Ethernetschnittstellen angesteuert werden.
Darüber hinaus wurde das Programm sukzessive beispielsweise
um Komponenten mit IO-Link-
Schnittstelle ausgebaut. Gründe
waren die fallenden Preise pro
IO-Link-Knoten, die Offenheit
und Einfachheit von IO-Link, Vereinfachungen
bei der Installation
sowie die immer häufiger gefragten
Parametrier- und Diagnose-
Möglichkeiten. So sind die mechatronischen
24V-Universalgreifer
PGN-plus-E und die mechatronischen
24V-Kleinteilegreifer
EGP seither auch mit IO-Link-
Schnittstelle erhältlich. Umso
wichtiger erscheint es für Anlagenbauer,
Integratoren und Anwender,
die Vorteile, aber auch
technischen Grenzen der einzelnen
Schnittstellen zu kennen, um
diese abwägen zu können.
Digitale I/O für einfache
Anwendungen
Greifer mit digitalen I/O gelten
als Einstiegssegment in die Welt
der mechatronischen Handhabung.
Gerade beim ersten Umstieg
von pneumatischen Greifsystemen
auf mechatronische erweist
sich die Ansteuerung über
digitale I/O als vorteilhaft, da das
Prinzip der Ansteuerung beibehalten
wird und keinerlei Programmierkenntnisse
erforderlich
sind. Wohl auch aus diesem
Grund konnte der fürs Kleinteilehandling
konzipierte EGP Erfolge
am Markt verzeichnen. Der leis-
tungsdichteste elektrische Kleinteilegreifer mit integrierter Elektronik
am Markt verfügt über ein hohes Tempo bei gleichzeitig hoher
Greifkraft. Bürstenlose und damit wartungsfreie Servomotoren sowie
eine leistungsfähige Kreuzrollenführung gewährleisten einen
hohen Wirkungsgrad. Seine Greifkraft lässt sich je nach Baugröße in
zwei beziehungsweise vier Stufen einstellen. In der Speedversion
beträgt die Schließzeit 0,03 s. An Grenzen stößt die Ansteuerung
über digitale I/O, wenn neben dem reinen Öffnen und Schließen der
Greifer sowie der stufenweisen Einstellung der Greifkraft weitere
Funktionen erforderlich sind, Zyklus für Zyklus unterschiedliche Hübe
oder Greifkräfte eingestellt oder Prozessdaten abgefragt werden
sollen. All das ist über digitale I/O nicht möglich.
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 77

MASCHINENELEMENTE
ROBOTIK
Mit zunehmender Funktionalität steigt auch
der Investitions- und Integrationsaufwand.
Schunk rät daher zu einer individuellen
Bedarfs analyse für jede Anwendung. Als
Grundsatz gilt: Die jeweilige Technologie
sollte der erforderlichen Funktionalität folgen
Bild: Schunk
IO-Link überträgt Parametrier- und Diagnosedaten
Bei den Greifern mit IO-Link-Schnittstelle aus Lauffen hingegen können
über die digitale Punkt-zu-Punkt-Verbindung auch Parametrierund
Diagnosedaten übertragen werden. Zusätzlich lässt sich der Verdrahtungsaufwand
sowie die Zahl der Schnittstellen- und Steckverbindervarianten
in der Anlage verringern. Die beiden IO-Link-Boliden
PGN-plus-E und EGP basieren auf den bewährten Greifern aus dem
Portfolio, erfüllen den IO-Link Class B Standard und halten sowohl
softwareseitig als auch hardwareseitig die IO-Link Spezifikationen
ein. Beide IO-Link-Greifer lassen sich einfach und intuitiv in die Produktionsumgebung
integrieren und mit geringem Aufwand in Betrieb
nehmen. Ein einziges Kabel zur Steuerung und Spannungsversorgung
genügt, damit der Greifer betrieben und Daten von der
übergeordneten Steuerung empfangen oder an sie senden kann.
Über die IO Device Description (IODD) meldet sich der Greifer an
der übergeordneten Steuerung an. Wo bisher nur binäre Schaltzustände
(Ein/Aus) oder analoge Signale übertragen wurden, können
dank IO-Link Parameter wie die Position und Greifgeschwindigkeit
im laufenden Anlagenbetrieb zentral festgelegt und verändert werden.
Auch die Greifkraft lässt sich über Einstellungen in der Software
individuell an das jeweilige Werkstück anpassen, so dass
Handhabungsszenarien mit deformationsempfindlichen Teilen realisiert
werden können. Damit steigt die Flexibilität innerhalb der Anwendung.
Im Extrem können die Parameter von Zyklus zu Zyklus
angepasst werden. Treten Störungen und Fehler auf, hat der Anwender
die Möglichkeit, punktgenau einzugreifen. Dies führt zu einer
hohen Zeitersparnis bei der Inbetriebnahme oder bei einem Austausch
des Greifers. Ein integriertes Diagnosetool überwacht permanent
den Zustand der Greifer und übermittelt Fehler automatisch
an die übergeordnete Steuerung. Zusätzlich
können Anlagenbetreiber beliebige Wartungsintervalle
der Anlage auf dem Tool hinterlegen.
Einstellparameter, die früher nach
einem Variantenwechsel der Maschine zeitaufwändig
durch Teachen, Anfahren und Korrigieren
erneut ermittelt werden mussten,
sind bei den IO-Link-Greifern auf der Steuerung
hinterlegt und damit sofort verfügbar.
Vorteilhaft ist sicherlich die Universalität des
IO-Link-Standards: IO-Link-Master sind mit
anderen Kommunikationsprotokollen, wie etwa
Modbus/TCP, kompatibel. Nachteilig hingegen
kann sich auswirken, dass bei der
Kommunikation über IO-Link eben stets ein
IO-Link-Master erforderlich ist, der das Investitionsvolumen erhöht,
programmiert werden muss und den Datendurchsatz einschränkt.
IO-Link ist also kein wirklich echtzeitfähiges Kommunikationssystem.
Spätestens wenn Zusatzfeatures wie Kameras, Sensoren oder
zusätzliche Daten gefragt sind, stößt auch die Kommunikation über
IO-Link an Grenzen.
Industrielles Ethernet ermöglicht Echtzeitregelung
Greifer mit industrieller Ethernet-Schnittstelle (Profinet, EtherCAT,
Ethernet/IP) ermöglichen einen deutlich größeren Funktionsumfang
als Greifer, die über digitale I/O oder IO-Link angesteuert werden.
So lässt sich allein die Referenzierart wahlweise auf Block, auf Geschwindigkeit,
Stromfahrt oder Werkstück einstellen. Allein diese
Einstellung der Referenzierart würde die Möglichkeiten von Greifern
mit IO-Link-Schnittstelle sprengen. Hinzu kommen weitere Funktionalitäten,
wie Messen, Positionieren, eine Anbindung an einen
Webserver zur Inbetriebnahme oder an ein Gateway zur Datenauswertung
über ERP-Systeme oder Cloud-Lösungen. Bestes Beispiel:
der EGL mit Profinet Schnittstelle. Seine hochperformante Profinet-
Schnittstelle schafft die Voraussetzungen für eine Echtzeit-Prozessregelung
und eine maximale Performance. Mit einer variablen Greifkraft
zwischen 50 N und 600 N deckt der kompakte Greifer ein breites
Teilespektrum ab. Im Kraftschluss kann er unterschiedlichste Teile
bis 3 kg im Wechsel handhaben – Leiterplatten in der Elektronikindustrie
ebenso wie Bauteile in der Konsumgütermontage oder im
Maschinenbau. Dabei lassen sich die Fingerposition, die Schließgeschwindigkeit
und die Greifkraft innerhalb des Maximalhubs von
42,5 mm pro Finger frei programmieren. Um die Taktzeit zu verkürzen,
können die Finger zudem mit einer Geschwindigkeit von bis zu
150 mm/s beliebig vorpositioniert werden. Weitere Releases, dann
mit den hochperformanten Schnittstellen EtherCAT und Ethernet/IP,
sind beim Greiferhersteller bereits in Planung. Zudem wird das Unternehmen
auf der Hannover Messe einen flexibel einsetzbaren
Mechatronikgreifer mit großem Hub für variantenreiche industrielle
78 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

ROBOTIK
MASCHINENELEMENTE
Der PGN-plus-E mit IO-Link-Schnittstelle ermöglicht flexible Prozesse
und lässt sich einfach in Betrieb nehmen
Bild: Schunk
Dank Profinet-Schnittstelle können mit dem EGL anspruchsvolle Greifprozesse
realisiert werden. Ein integrierter Inbetriebnahmeassistent
unterstützt Anwender bei der Programmierung
Bild: Schunk
Anwendungen vorstellen, der ebenfalls über Profinet angesteuert
wird und seine Finger außerordentlich schnell positioniert.
Technologie folgt Funktionalität
Grundsätzlich gilt: Jede Art der Ansteuerung – sei es pneumatisch
oder elektrisch – sowie jede Kommunikationsschnittstelle hat spezifische
Vor- und Nachteile. Pauschale Empfehlungen sind nicht möglich.
Die Greifsystemspezialisten raten daher, Anwendungen und
deren jeweiligen Anforderungen stets individuell zu betrachten. Wer
lediglich ein Werkstück greifen möchte und keine weiteren Anforderungen
an den Greifprozess stellt, kann getrost auf pneumatisch angesteuerte
oder elektrisch angesteuerte Greifer mit digitalen I/O zurückgreifen.
Damit reduzieren sich der Inbetriebnahmeaufwand, die
Komplexität der Ansteuerung und nicht zuletzt auch das Investitionsvolumen.
Für Anwendungen, bei denen beispielsweise Zwischenpositionen
erforderlich sind, kommen wiederum Greifer mit
IO-Link infrage. Alternativ können aber beispielsweise auch pneumatische
Greifer mit mechanischen Begrenzungen, Federn oder extern
geführte Greifer eingesetzt werden. Greifer mit industriellen
Ethernet-Schnittstellen wiederum haben vor allem dann ihre Berechtigung,
wenn eine Echtzeitregelung realisiert werden soll, eine
spezielle Referenzierung erforderlich ist oder Prozessdaten erfasst
werden. Um das jeweils beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu erzielen,
so der Rat von Schunk, sollte stets die eingesetzte Technologie
der Funktionalität folgen.
eve
www.schunk.com
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 79

MASCHINENELEMENTE
ROBOTIK
Vakuum-Greifer und -Komponenten von Schmalz optimieren Cobots
Herausforderung Kollaboration
Wenn Mensch und Roboter Seite an Seite arbeiten, muss die Chemie - oder in diesem Falle die Physik stimmen.
Gefragt sind Systeme, die den Werker unterstützen, ohne ihn einzuengen oder gar zu gefährden. Hersteller als
auch die Systemlieferanten müssen ein stimmiges Konzept bieten, das die Eigenschaften und Stärken beider Seiten
berücksichtigt und eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration gewährleistet.
Andreas Dölker, Leiter Unternehmenskommunikation, J. Schmalz GmbH, Glatten
Schmalz hat mit dem Vakuum-Erzeuger
ECBPi einen smarten Assistenten für kollaboratives
Arbeiten entwickelt
Neben autonom arbeitenden Maschinen halten Roboter Einzug
in die Fertigung. Sie übernehmen monotone oder physisch
belastende Aufgaben, während sich die Mitarbeiter auf Tätigkeiten
konzentrieren können, die kognitive und feinmotorische Fähigkeiten
erfordern. Immer differenziertere Kundenwünsche führen zu einer
höheren Variantenvielfalt bei geringer Stückzahl je Ausführung. Der
Mensch wird mehr und mehr Teil des Produktionsprozesses. Gefordert
sind also Systeme, die den Arbeiter direkt unterstützen. Der
Roboter hat sich daher innerhalb der vergangenen zehn Jahre von
einer koexistierenden Maschine über ein kooperatives System zu einer
kollaborativen Unterstützung gewandelt.
Stärken beider Seiten kombinieren
Damit ein sogenannter Cobot überzeugen kann, gilt es, bei dessen
Entwicklung den Menschen in den Mittelpunkt zu stellen. Denn
fühlt sich der Mitarbeiter in Gegenwart des mechanischen Kollegen
unsicher, weil dieser sich beispielsweise zu schnell oder zu dicht an
ihn heran bewegt, leidet das Wohlbefinden – und damit auch die
Leistungsfähigkeit. Zudem muss sich der Mitarbeiter frei bewegen
Bild: J. Schmalz
können. Ziel ist es, die menschlichen Eigenschaften
wie intuitives Wissen, Urteilsvermögen
oder situatives Handeln mit den Stärken
des Roboters – kurze Zykluszeiten und eine
hohe Genauigkeit – zu kombinieren. Kollaborative
Roboter sind in der Regel Leichtgewichte
im Vergleich zu den klassischen industriellen
Manipulatoren für Schwerlasten bis
zu 1,3 t. Aufgrund ihres geringen Eigengewichts
können sie je nach Typ Traglasten zwischen
3 und 10 kg bewegen. Um die Traglast
maximal auszunutzen, müssen System- und
Komponentenentwickler nicht nur die Funktionalität
der Greifer, sondern auch deren Eigengewicht
im Auge behalten.
Systemvakuum im Blick
Bei der Konstruktion der Flächengreifer FXCB
und FXMCB nutzt Schmalz auch additive Fertigungsverfahren,
um eine stabile und zugleich
leichte Geometrie zu generieren. Um ein möglichst breites
Greifspektrum abzudecken, ist die Greiffläche aus Schaum konstruiert.
Somit können Kartonagen, Boxen und Bauteile mit Strukturen,
Aussparungen sowie dreidimensionale Außenformen von bis zu 8
kg sicher gehalten werden. Den Sicherheitsaspekt berücksichtigten
die Ingenieure auch bei der Formgebung: Dank der relativ großen
Kontaktoberfläche und der verringerten Stoßkräfte erfüllt der Greifer
die Sicherheitsvorgabe ISO TS 15066 – eine Norm, die für die Zusammenarbeit
zwischen Mensch und Roboter relevant ist.
Das Thema Sicherheit spiegelt sich nicht nur in der Frage wider, was
bei einem direkten Kontakt zwischen Werker und Greifer oder Roboterarm
passiert. Ebenfalls sicherheitsrelevant ist bei der Verwendung
eines Sauggreifers das Vakuum. „Ein instabiles Vakuum oder
gar ein plötzlicher Ausfall würde die unmittelbar danebenstehenden
Personen akut gefährden“, erklärt Thomas Eisele, Leiter Geschäftsentwicklungsprozess
Vakuum-Automation bei Schmalz. Daher verfügt
die Cobot-Pump ECBPi – der druckluftunabhängige Vakuum-Erzeuger
für den Einsatz an kollaborativen Robotern – über einen integrierten
Sensor zur Überwachung des Systemvakuums. „Der aktuelle
Wert wird dabei nicht nur auf dem Display angezeigt oder über
die IO-Link-Schnittstelle abgerufen, sondern es lassen sich auch
80 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: J. Schmalz
Der Cobot-Greifer
verfügt über einen integrierten
pneumatischen
Vakuumerzeuger und
eine NFC-Schnittstelle
zur Datenübertragung
Die Cobot-Pump macht
Prozessdaten via
IO-Link-Anbindung
transparent und reduziert
Ausfallzeiten durch
Condition Monitoring
Bild: J. Schmalz
Grenzwerte definieren. Die Regelung des Vakuum-Erzeugers stellt
somit einen definierten Vakuumwert sicher und regelt bei Bedarf
selbständig nach“, erläutert Eisele. Der ECBPi erzeugt das erforderliche
Vakuum rein elektrisch und kommt daher ohne zusätzliche Verschlauchung
aus, die die Bewegungen des Roboterarms einschränken
könnte. Zudem macht der druckluftunabhängige Vakuum-Erzeuger
Prozessdaten im Feldbussystem transparent.
Intuitive Bedienkonzepte erleichtern die Installation
Die integrierte Kommunikationstechnik erleichtert zudem die Installation
und Konfiguration der angeflanschten Systeme. Das ist insofern
wichtig, weil Bedienung, Programmierung und Überwachung in
der Regel nicht mehr von Roboterexperten übernommen werden.
Obwohl die Anwendungen und Systeme vielfältiger und komplexer
werden, müssen sowohl Roboterhersteller auch Komponentenlieferanten
möglichst intuitive Bedienkonzepte entwickeln. Schmalz hat
für den druckluftunabhängigen Vakuum-Erzeuger sowie den Flächengreifer
eine smarte Lösung parat: Beide Komponenten sind mit
der NFC-Technologie (Near Field Communication) ausgestattet.
Über diese Schnittstelle können Daten, die Bedienungsanleitung
und auch Fehlermeldungen am Smartphone in der Schmalz Control-
Room App ausgelesen und die Geräte parametriert werden. Um
den Vakuumerzeuger am Roboter anzubringen, bietet das Unternehmen
unterschiedliche Flanschplatten an. „Die einfache Bedienbarkeit
von Greifer und Co sind Voraussetzung für das Gelingen der
kollaborativen Zusammenarbeit“, so Eisele abschließend.
kf
www.schmalz.com
Weitere Informationen zu den Vakuum-Greifsystemen
von Schmalz: hier.pro/ZmUE61
Hannover Messe: Halle 17, Stand E26
Kabelverschraubung VariaPro
Entwickelt
für Extreme
// Hoch- / Niedrig-Temperatur beständig
// Brandschutz erprobt
// Säure beständig
// EMV-Schutz integriert
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 81
www.hummel.com

MASCHINENELEMENTE
ROBOTIK
In einer vollautomatisierten Zelle zur Roboterproduktion sind auch die Greifer mit der Cloud vernetzt
Ein Roboter baut Roboter
Ein Roboter für hohe Traglasten aus der KR-Fortec-Familie trägt bei Kuka zum Bau seiner Artgenossen bei. Er nimmt
gusseiserne Roboterbauteile mithilfe pneumatischer Greifer auf. Dabei bedient er sich aus einem großen Pool an
vorrätigen Greifern, dem sogenannten Greiferbahnhof, und wählt den jeweils für den entsprechenden Arbeitsschritt
passenden aus. Zum Einsatz kommen verschiedene Greifer der Zimmer Group.
Gregor Neumann, Medien & Kommunikation, Zimmer GmbH, Ettlingen
Es liegt der Geruch von Metallspänen und Kühlschmierstoffen
in der Luft: In der Zerspanung in Halle 10 des Augsburger Automatisierungsspezialisten
Kuka werden Rohteile zerspant, entgratet
und so für die Weiterverarbeitung in der Roboterproduktion vor -
bereitet.
In der Kuka-Produktion hat die Zukunft bereits Einzug gehalten: Mit
der vollautomatisierten, vernetzten Roboterzelle verbindet das Unternehmen
die analoge mit der digitalen Welt und erweckt das Internet
der Dinge zum Leben. Die smarte Produktionszelle ist vernetzt
mit einer IIoT-Plattform, integriert sind zwei Heller-Bearbeitungszentren
und ein Roboter für hohe Traglasten aus der KR-Fortec-Familie,
der in der Mitte auf der Lineareinheit KL 1500-3 montiert ist.
Der Sechsachser trägt zum Bau seiner Artgenossen bei. Er nimmt
gusseiserne Roboterbauteile mithilfe pneumatischer Greifer auf. Dabei
bedient er sich aus einem großen Pool an vorrätigen Greifern,
dem sogenannten Greiferbahnhof und wählt den jeweils für den
entsprechenden Arbeitsschritt passenden Greifer aus. Anschließend
führt der Roboter die Gussbauteile einem der beiden Heller-
Bearbeitungszentren zum Zerspanen zu. Dort werden die Bauteile
dann gebohrt und gefräst. In der Außenposition werden sie vom Roboter
noch entgratet und anschließend entnommen, bevor sie zur
Qualitätsprüfung weitergeleitet werden. Um beide Bearbeitungszentren
aus insgesamt vier Zuführstationen versorgen zu können,
ist der Roboter auf der etwa 10 m langen Lineareinheit KL 1500-3
verbaut.
Kurze Taktzeiten
Der Roboter fährt seit Januar 2015 kurze Taktzeiten und bearbeitet
seitdem täglich Grundkörper, Arme und Karusselle für den Bau
neuer Industrieroboter. Um diese unterschiedlichen Aufgaben meistern
zu können, greift der KR Fortec auf eine Spindel mit Werkzeugen
und verschiedene Greifer der Rheinauer Zimmer Group zu. Die
Motive von Kuka, für ihre Handlingaufgaben diese Greifer einzusetzen,
sind vielfältig: „Mit der Zimmer GmbH arbeiten wir schon seit
mehreren Jahren in verschiedenen Projekten erfolgreich zusammen“,
erzählt Harald Müller, Projektleiter im Bereich der Steuerungstechnik
bei Kuka. „Bei der Planung zur Automatisierung zweier
CNC-Bearbeitungszentren in unserer Zerspanung fiel die Entscheidung
auf die Greifertechnologie von Zimmer, da uns in erster Linie
der technische Lösungsansatz bei der Roboterbeladung für das
automatische Werkzeughandling und die selbstzentrierenden
Spannvorrichtungen überzeugt haben. Das Hineindenken in die
komplette Anlage und das Einbringen von Kompetenzen waren weitere
wesentliche Aspekte, die zu der Entscheidung geführt haben“,
fügt Müller an.
Greifer verbunden mit der digitalen Welt
Die Mehrheit der Greifer in der Zelle sind mechanische Kompo -
nenten (pneumatisch angetrieben). Diese werden über eines der
5/2-Wegeventile in der Zentralhand angesteuert. Zusätzlich sind
induktive Sensoren verbaut worden, die den aktuellen Zustand des
Greifers erfassen (offen, geschlossen). Des Weiteren wurde eine
optische Bauteilkontrolle integriert, um feststellen zu können, ob
der Roboter das Werkstück richtig aufgenommen hat.
Kuka geht nun einen Schritt weiter und verbindet die Greifer mit der
digitalen Welt, indem alle beteiligten Komponenten miteinander und
Bild: Zimmer
Eingebunden in die Cloud: Roboterzelle für zwei
Heller-Bearbeitungszentren in einer Augsburger
Werkshalle von Kuka
82 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Schutz für
Mensch und
Maschine
Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:
Ein Zimmer-Greifer beim Greifen eines Roboterbauteils in der
Kuka-Fertigungszelle
Bild: Zimmer
• Faltenbälge
• Gleitbahnschützer
• Kastenbälge
• Jalousien
• Gummiformteile
• Rollbandabdeckungen
• Spiralfedern
• Schürzen
• Kompensatoren
• Manschetten
Eine dynamische Infografik stellt sämtliche Daten des Zimmer-Werkzeugwechslers
in einem übersichtlichen Dashboard dar
Bild: Zimmer
www.faltenbalg.net
info@faltenbalg.net
Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82
Fax +49 (0) 202 / 8 28 85
mit der Cloud vernetzt wurden. Das bedeutet, dass nicht nur Kuka-
Produkte in die Smartproduction-Umgebung eingebunden sind,
sondern alle aktiven Komponenten der Zelle ebenfalls. Die Daten
werden in der Kuka-Connectivity-Box zusammengeführt und an die
Cloud weitergereicht. In der Cloud erfolgen Dienste wie Authenti -
fizierung, Datenverarbeitung, vorausschauende Wartung und Ereignisauswertung.
Eine dynamische Infografik veranschaulicht als Beispiel, wie sämt -
liche Daten des Zimmer-Werkzeugwechslers in einem übersichtlichen
Dashboard dargestellt werden. Auf diese Weise haben Werker,
Instandhaltung und Management zu jeder Zeit und an jedem Ort die
volle Übersicht und Kontrolle über diesen Teil des Produktionsprozesses.
Die Status-Kachel (a) bietet dabei allgemeine Informationen
über die Anlage und gibt einen Überblick über den Anlagenzustand.
Die Betriebsdauer-Kachel (b) liefert eine Übersicht über den Servicestatus
und präzise Wartungsinformationen für alle Greifer. Das Instrument
zur vorbeugenden Wartung (c) zählt die exakten Zyklen für
jedes Werkzeug. Das Wartungsinstrument (d) zeigt die Laufzeitservices
an, die im technischen Handbuch angegeben sind. Die beiden
letzten Kacheln zeigen, ob das Werkzeug gegriffen wurde (e) und ob
der Greifer noch aktiv ist (f).
bec
www.zimmer-group.de
www.kuka.com
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 83

MASCHINENELEMENTE
MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK
Robuster Flach-Scherenhubtisch für vielseitige Einsatzbereiche
Mobiler und stationärer Lastenheber
Hebevorrichtungen müssen im betrieblichen Alltag zuverlässig arbeiten und auch schwere Lasten sicher
bewegen. Der Flach-Scherenhubtisch Typ 350 von EAP Lachnit ist robust gebaut und vielseitig einsetzbar.
Die Ausführung in Edelstahl eignet sich auch für den Einsatz in hygienesensiblen Umgebungen, z. B. in der
Lebensmittel-, Chemie-, Pharma- und Medizinindustrie. Er ist außerdem für den Einsatz in Ex-Zonen und auch
als Reinraumvariante lieferbar. Der Scherenhubtisch hebt bis zu 1500 kg und ist auch als fahrbare Version
erhältlich und somit als mobile, einfach höhenverstellbare Arbeitsbühne einsetzbar.
Stefan Graf, freier Journalist, Darmstadt, i. A. der EAP Lachnit GmbH, Elchingen
Maßgeschneidert für den Einsatz in hygienesensiblen
Umgebungen: der Flach-Scherenhubtisch Typ 350
mittel- und Chemieindustrie, Pharma- und Medizintechnik sowie für
Ex-Zonen und Reinräume an. Hierfür sind die Hubtische komplett in
Edelstahl (V2A) ausgeführt und mit einem wasserdichten Hydraulikaggregat
ausgerüstet. Sie eignen sich daher auch für alle Branchen,
die hohe Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit, Oberflächenhygiene
und Reinigungsfreundlichkeit von Geräten und Anlagen
stellen. Die Konstruktion entspricht nicht nur der Prüfung von Hebebühnen
nach BGG 945, sondern auch den neuesten EG-Richtlinien
und Hygienebestimmungen.
Sie sind unverzichtbar für das betriebliche Handling – Hubtische.
Als Ergänzung zu Montagestationen fördern sie Lasten auf die
richtige Höhe oder dienen in einer mobilen Version als Transporthilfe
für Teile, Kisten oder Paletten. Die Einsatzbereiche sind zahllos. Für
den flexiblen Einsatz im rauen Industriealltag hat EAP Lachnit seinen
Flach-Scherenhubtisch Typ 350 konzipiert. Dank seiner robusten
Konstruktion hebt er auch schwere Lasten bis 1500 kg.
Der süddeutsche Hersteller ist auf Förder- und Hebetechnik in sensiblen
Industriebereichen spezialisiert und bietet seine Hubtische
auch für den Einsatz in hygienesensiblen Bereichen in der Lebens-
Bild: EAP Lachnit
Robuste Konstruktion
Der Flach-Scherenhubtisch Typ 350 in Edelstahlausführung zeichnet
sich durch eine extrem flache Bauweise aus, mit einem Hydraulik -
aggregat in einem wasserdichten Edelstahl-Schaltkasten. Im abgesenkten
Zustand verfügt der Hubtisch über eine Bauhöhe von lediglich
85 mm. Da seine Konstruktion außerdem auf einen störenden
Bodenrahmen verzichtet, bietet er größtmögliche Fußraumfreiheit
und vereinfacht das Be- und Entladen von Euro- oder anderen
genormten Paletten erheblich. Hierfür ist die Plattform U- oder E-
förmig ausgelegt. Dadurch können handelsübliche Hubwagen problemlos
bodeneben in die Plattform des Hubtisches einfahren. Dies
verbessert die Ergonomie und das Sicherheitsniveau und erhöht
auch die Effizienz der hebe- und handhabungstechnischen Pro -
zesse. Optional wird der Scherenhubtisch mit einem Faltenbalg
geliefert, der als Klemmschutz für die Schere dient und Mensch und
Maschine schützt.
Zu den weiteren Merkmalen des Scherenhubtischs gehören die einstellbare
Senkgeschwindigkeit, eine besonders hohe Seitenstabi -
lität durch Laufrollenführungen sowie eine Sicherheitskontaktleiste
unter der Plattform und Rohrbruchsicherheitsventile an allen beiden
Edelstahlzylindern. Die maximale Hubhöhe liegt bei 750 mm und
die lastunabhängigen Hebe- und Senkzeiten betragen 25 bzw. 20 s.
Auf der richtigen Höhe arbeiten
Die verfügbaren Varianten des Scherenhubtisches ermöglichen auch
den Einsatz als mobile Arbeitsbühne. Hierfür wird dieser mit Rollen
sowie einem stabilen Geländer und einem umlaufendem Faltenbalg
ausgestattet. Der Hubtisch kann manuell bewegt oder mit einem
84 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Der Scherenhubtisch ist auch
als fahrbare Version erhältlich
und somit als mobile, einfach
höhenverstellbare Arbeitsbühne
einsetzbar
Bild: EAP Lachnit
Bild: EAP Lachnit
Optional wird der Scheren -
hubtisch mit einem Faltenbalg
geliefert, der als Klemmschutz
für die Schere dient und
Mensch und Maschine schützt
federnshop.com
elektrischen Antrieb ergänzt werden. Er wird dann zusätzlich mit
einer Sicherheitsleiste ausgerüstet, die bei einem Kontakt mit
Menschen oder Gegenständen den Betrieb unterbricht. Diese Einrichtung
hat der Hubtisch serienmäßig.
Für alle Einsatzbereiche verfügbar ist außerdem ein Zubehöran -
gebot mit verschiedenen Rollen, Bodenplatten, Grundrahmen, Auffahrkeilen
sowie Aufsätzen zum Drehen und Kippen. Zusätzliche
Schutzverkleidungen und die Ausführung als V4A-Variante sind
ebenfalls realisierbar.
bec
www.lachnit-foerdertechnik.de
Detaillierte Informationen zum Produktportfolio
des Unternehmens:
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 85

MASCHINENELEMENTE
MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK
Johannes Lörcher, Geschäftsführer, Gimatic Vertrieb GmbH, Hechingen
Impulsgeber voller Tatendrang
Mit Kundennähe und Überzeugungskraft hat Johannes Lörcher den italienischen Greiferspezialisten Gimatic
am deutschen Markt etabliert. Dabei hat er sogar noch Zeit für eine Zweitfirma.
Armin Barnitzke, Redakteur Konradin Mediengruppe
Bild: Gimatic
Ein waschechter Schwabe, der von der schwäbischen Alb aus
die Handling- und Greiferprodukte eines italienischen Her -
stellers (inzwischen mit US-amerikanischer Muttergesellschaft) mit
Erfolg in den deutschen Markt trägt: Der Mann heißt Johannes Lörcher
und ist Geschäftsführer der Gimatic Vertrieb GmbH in Hechingen.
„Durch reinen Zufall kam ich im März 2005 mit dem Gimatic-
Chef Giuseppe Bellandi in Kontakt“, erinnert sich Lörcher. Der gebürtige
Rottenburger war damals nach einigen Jahren als Vertriebsleiter
und Geschäftsführer Vertrieb bei Neff Antriebstechnik auf der Suche
nach einer neuen beruflichen Herausforderung.
Nach Rücksprache mit seiner Frau ließ sich Lörcher auf das Abenteuer
Gimatic Deutschland ein. Schon Mitte August 2005 ging die
Gimatic Vertrieb GmbH an den Start – und zwar in der Einliegerwohnung
des Eigenheims des Ehepaares Lörcher. Der Start am deutschen
Markt, der von Größen wie Festo, Schunk und Zimmer geprägt
ist, war laut Lörcher schwieriger als gedacht: „Ich habe schneller
mit einem Markterfolg gerechnet. Das habe ich unterschätzt“,
gibt er rückblickend zu. Bellandi habe ihn aber immer unterstützt:
„Dem war klar, dass es am wettbewerbsintensivsten Markt
Deutschland länger dauert.“ Immerhin: Schritt um Schritt kamen
erste Aufträge und die Einliegerwohnung wurde allmählich zu klein:
Also ist Gimatic Deutschland nach rund zwei Jahren von Jungingen
in ein angemietetes Büro nach Bodelshausen umgezogen.
ranten zu beschäftigen.“ Und hier habe Gimatic mit seinen
innovativen Produkten, seiner Kundennähe und seiner
schnellen Umsetzung von Kundenwünschen eben
punkten können.
Zudem habe man das Produktportfolio in Nischenmärkten
gezielt ausgebaut – und in neuen Märkten, wo alle
Player von der gleichen Linie aus starten: „Mechatro-
nische Greiferlösungen sind dafür ein prima Beispiel“,
so Lörcher. „Hier haben wir das breiteste Portfolio am
Markt. Keiner hat diese Vielfalt an mechatronischen Radialgreifern
und Winkelgreifern in verschiedenen Baugrößen.“
Entsprechend steigen die Umsätze im Mechatronikbereich
stark. Ähnliches gilt für die Kunststoffbranche.
„Im Spritzguss konnten wir punkten, weil unsere norditalienische
Heimatregion stark im Kunststoffspritzguss ist
Ein breites Portfolio kann Gimatic im
Mechatronikumfeld vorweisen und weil wir hier vor allem auf kleinere Wettbewerber trafen.“
Heute sei man Marktführer beim automatisierten
Handling im Kunststoff-Spritzguss.
Aus dem Kunststoffschwerpunkt hat sich dann zudem
ein gewisser Schwerpunkt im Bereich Medical und Pharma entwickelt.
Hier profitiert Lörcher auch von seiner Zweitfirma: Die TG Ritter
Spezialmaschinen projektiert und verkauft Maschinen und An -
lagen in der Medtec- und Pharmabranche und hat daher gute Kontakte.
Seine Kunden versorgt das Unternehmen mit High-end-Maschinen
aus Japan, Italien und Frankreich für Aufgaben wie sterile
Verpackung (Fuji Packaging), Vision-Inspektionen (Brevetti) oder
Druckprüfung (ASC Instrument). Die Branchenerfahrung bei Pharma-
und Medical-Kunden hilft Lörcher auch bei Gimatic-Geschäften,
wo man ebenfalls große Pharmanamen zu den Anwendern zählt.
Neben Kundenähe und Innovationskraft benennt er noch ein weiteres
Argument für den zunehmenden Erfolg bei Gimatic: „Wir können
in Italien schnell und rationell fertigen. Denn bei unserer Fer -
tigungstochter Montini steckt viel Kompetenz in der Produktion.“
„Mit dem Verkauf
an Barnes können
wir jetzt so richtig
durchstarten.“
Durchbruch in der Wirtschaftskrise
Den Durchbruch brachte dann ausgerechnet die Wirtschaftskrise
2008. Lörcher: „Die Krise war für uns ein Glücksfall. Mitten in der
Krise hatten wir 25 % Zuwachs.“ Warum? „Nun ja, die Leute hatten
eben Zeit, sich auch mal mit Alternativen zu ihren etablierten Liefe-
Bild: Gimatic
Johannes Lörcher,
Geschäftsführer,
Gimatic Vertrieb GmbH
86 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Impulsgeber für Italien
So kann Lörcher bei seiner Vertriebsarbeit also auf innovative Produkte
mit Top-Qualität zurückgreifen. Er sieht sich in der Gimatic-Familie
aber nicht nur als reiner Vertriebsmann: „Ich war immer auch
Impulsgeber.“ Als mit Abstand größte („und auch am besten strukturierte“)
Landesgesellschaft genieße man in der Gimatic einen guten
Status.
Professionellere Strukturen verpasst haben der 1985 von drei Freunden
gegründeten Gimatic auch die Investoren, die 2013 ins Unternehmen
eingestiegen sind. Lörcher: „Der Gang über Privat Equity
war für Gimatic eine glückliche Fügung.“ Im Zuge einer Nachfolgeregelung
hatten die drei Gründer ihre Anteile 2013 an die schweizeritalienische
Privat-Equity-Beteiligungsgesellschaft Xenon verkauft.
2016 hat Xenon dann die Mehrheit
seiner Anteile an den chinesisch
geprägten Private-Equity-
Fonds Agic Capital verkauft. „Die
Agic-Manager haben das Ganze
auf ein noch professionelleres
Level gehoben“, berichtet Lörcher.
Zudem konnte man dank
Agics starker Unterstützung die
Präsenz auf dem chinesischen
Markt stark ausbauen.
Gas geben mit Barnes
Im Herbst 2018 hat nun die Barnes
Group aus den USA 100 %
der Gimatic-Anteile übernommen,
um sich damit den Automations-
und Robotikmarkt zu erschließen.
Gimatic wird künftig
im Barnes-Geschäftsbereich Industrial
tätig sein, der Markenname
Gimatic und die Firma als solches
bleiben jedoch erhalten.
Lörcher, der wie Bellandi den Verkauf
an Barnes stark befürwortet
hat, sieht Gimatic im Schoß der
milliardenschweren Gruppe gut
aufgehoben, zumal der US-Konzern
gerade im Bereich Spritzguss
bereits einige starke Marken
vereint: „Wir können unsere
Innovationskultur mit den globalen
Ressourcen von Barnes und
deren langjähriger Präsenz in den
gleichen Märkten sicher gut vereinen.
Es wird in jedem Fall Synergien
geben“, freut sich Lörcher,
der auch nach dem Verkauf
an Barnes an Bord bleiben wird.
„Jetzt können wir ein weiteres
Mal richtig durchstarten.“
Er will weiter Personal aufstocken
und vor allem den technischen
Außendienst stärken. Entsprechend
stehen die Zeichen in
Hechingen auf Expansion. Die
Hannover
01.04.–05.04.2019
Halle 17, Stand G23
Zeit ist schon wieder reif für einen weiteren Neubau. Denn der
erst 2016 bezogene Neubau ist ohnehin bereits zu klein, seit von
Hechingen aus auch der Vertrieb für Österreich und die Schweiz gesteuert
wird. Der Neubau soll 2019 in Betrieb gehen und neben neuen
Büroflächen auch 250 m² neue Lager- und Montagefläche bieten.
Mehr Montagefläche ist auch deshalb nötig, weil neben dem reinen
Verkauf von Handling- und Greifkomponenten insbesondere der
Systembereich wächst. In Kürze soll der Systembau 30 bis 35 %
zum Umsatz beisteuern. Zudem will Lörcher den Branchenvertrieb
weiter ausbauen. Und natürlich gebe es insbesondere im Mecha -
tronikumfeld noch viele Potenziale, beispielsweise im Healthcare-
Bereich.
bec
www.gimatic.com/de
„Die Null muss steh’n, Jungs!“
Um bis zu 90 % lassen sich Rüstzeiten senken – mit Nullpunkt-Spannsystemen
von AMF. Damit erhöhen sich die Maschinenlaufzeiten sehr
deutlich! Los geht’s.
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 87

MASCHINENELEMENTE
NEWS
Adaptiver Formgreifer DHEF von Festo
Werkstücke greifen wie eine Chamäleonzunge
Das Wirkprinzip des adaptiven Formgreifers
DHEF von Festo folgt der Funktion der Zunge
eines Chamäleons. Seine Silikonkappe stülpt
sich über fast jedes beliebig geformte Greifobjekt.
Dadurch entsteht ein fester Formschluss.
Das elastische Silikon passt sich
präzise an viele unterschiedliche Geometrien
an. Der außergewöhnliche Greifer kann daher
Objekte mit völlig unterschiedlichen Formen
greifen, sammeln und wieder abgeben, ohne
dass ein manueller Umbau notwendig ist. Er
kommt sogar mit Bauteilen zurecht, die freie
Formen und runde Geometrien aufweisen.
Da er keine scharfen Kanten hat, eignet er
sich auch ideal für den Einsatz bei empfind -
lichen Objekten wie Luftdüsen oder
Applikationsleisten. In Kombination
mit einem pneumatischen Antrieb
greift er energiearm und sicher.
Ausgestattet mit einer elastischen
Silikonmembran, die sich flexibel
und nachgiebig zeigt und mit Druckluft
beaufschlagt wird, sowie mit einer
genormten Roboterschnittstelle
mit integrierten Luftanschlüssen,
wird der Greifer zur praktischen
Automatisierungskomponente. Die
Sensornut für Standardsensoren zur Posi -
tionsabfrage sowie der Bajonettverschluss
zum einfachen Austausch der Kappe tragen
ihren Teil dazu bei.
www.festo.com/dhef
Hannover Messe: Halle 15, Stand D11
Bild: Festo
eve
Transfluid-Biegemaschinen: mehr Flexibilität durch sichere Werkzeugsysteme und Rüstvorgänge
Rüstzeiten bei der Rohrbearbeitung reduzieren
Bild: Transfluid
Für eine noch sicherere und effektivere Fer -
tigung von Rohren hat Transfluid seine gesamte
Produktpalette weiterentwickelt und
verbessert. Im Portfolio-Bereich der T-bend-
Biegemaschinen sind
so bei elektrisch angetriebenen
Anlagen keine
manuellen Einstellungen
mehr erforderlich.
Biegewerkzeuge
können außerdem mit
effektiven Verriegelungen
zur Biegmaschine
ausgestattet werden,
um Rüstzeiten zu reduzieren.
Darüber hinaus
können sämt -
liche Werkzeugteile
über ein entsprechendes
System codiert werden. Über diese
Codierung wird sichergestellt, dass die Werkzeuge
zum Produkt passen und an der rich -
tigen Stelle positioniert sind. Zusätzlich ermöglicht
sie, dass die Biegemaschine die
erforderlichen Geometrie-Parameter erfasst.
Die Überprüfung der richtigen Bestückung
kann per Handscan oder automatisch erfolgen.
Spezielle Faltenglätter können ihre exakte
Position nun sicher und ohne manuellen
Eingriff wiederfinden. Dafür werden sie über
servoelektrische Antriebe positioniert. Diese
sicheren Werkzeugsysteme und Rüstvorgänge
sind für die Biegemaschinen und auch für
die meisten Umformmaschinen des Maschinenbauers
geeignet. Das Ziel von verkürzten,
sicheren Rüstprozessen ist damit erreicht.
Die Rüstzeiten bis zum ersten einwandfreien
Bauteil liegen bei den Transfluid-Biege -
maschinen für gängige Rohrdurchmesser bis
90 mm im einstelligen Minutenbereich. bec
www.transfluid.net
Hannover Messe: Halle 21, Stand H38
Miniatur-Riegelverschluss von Southco
Für Anwendungen mit begrenztem Raum
Mit der Einführung des E5-Riegelverschlusses
in Miniaturausführung hat Southco sein
Sortiment an Riegelverschlüssen erweitert.
Dieser Miniatur-Riegelverschluss ragt im Vergleich
zu Southcos Standardserie an E5-Riegelverschlüssen
um 30 % weniger hervor
und eignet sich wegen des geringeren Platzbedarfs
für Anwendungen mit begrenztem
Raum. Der E5-Riegelverschluss in Miniaturausführung
ist Nema-4- und IP65-konform
und bietet eine hohe Beständigkeit gegen
Eindringen von Staub und Wasser. Er ist
erhältlich in verschiedenen Ausführungen
für Werkzeugbetätigung
sowie mit Optionen für die manuelle
Betätigung, um den Sicherheitsanforderungen
verschiedener
Anwendungen zu entsprechen.
Der Mini-E5 ist in mehreren Haltebereichsgrößen
lieferbar und eignet
sich ideal für Anwendungen mit leichten
Türen oder mit begrenztem Platz im Ge -
häuse, der nur ein minimales Vorstehen
erlaubt. Aufgrund des kompakten Gehäuses
und verschiedener Optionen für Haltebereich
und Betätigung eignet sich der
E5 für ein breites Spektrum an
Industrieanwendungen. bec
www.southco.com
Bild: Southco
88 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
MASCHINENELEMENTE
Zahnriemen von Habasit für Antriebs- und Fördertechnik
Langlebig, zuverlässig und einfach in der Handhabung
Ob als Antriebsriemen oder Fördermedium –
Zahnriemen von Habasit verrichten tagtäglich
in zahllosen Maschinen und Anlagen zuverlässig
ihren Dienst. Die Habasync-Hochleistungszahnriemen
überzeugen durch eine
große Vielfalt in Form, Länge, Struktur und
Oberfläche sowie niedrige Betriebskosten
dank langlebiger Materialien und einfacher
Wartungsprozesse. Für Maschinen- und An -
lagenbauer gibt es eine große Auswahl an
Zahnriemen: Die Bandbreiten reichen von 10
bis zu 600 mm und sind somit wohl die breitesten,
derzeit am Markt verfügbaren Zahnriemen
mit den Teilungen T10 bzw. H. Bei anderen
Teilungen bietet sich auch die Möglichkeit
einer Längsnahtverbindung an, womit
Breiten bis und über 600 mm realisiert werden
können. Die Zahnriemen bestehen aus
thermoplastischem Polyurethan mit einem
Zugkörper aus Aramid. Das thermoplastische
Polyurethan mit einer Härte von 88 bis 92
Shore A ist gleichzeitig ein Werkstoff, der
über hervorragende
Eigenschaften in verschiedenen
Bereichen
verfügt: Er ist
einerseits beständig
gegen Öl, Fett oder
chemische Mittel,
andererseits hydrolysebeständig.
Um im
Arbeitseinsatz den
Abrieb zu minimieren
und so die Haltbarkeit
und Lebensdauer
bei extremen
Anwendungen signifikant
zu verlängern,
sind die Hochleistungszahnriemen
zusätzlich auch mit einer
Polyamidbeschichtung erhältlich. Für besonders
schwere Lasten sind die endlos gefertigten
Habasync-Flex-Zahnriemen die erste
Wahl. Spiralförmig gewickelte Zugträger sorgen
für die erhöhte Zugfestigkeit im Vergleich
zu Zahnriemen mit einer Endverbindung. bec
www.habasit.com/de
Hannover Messe: Halle 25, Stand E23
Bild: Habasit
Stäubli entwickelt mobiles Robotersystem
Helferlein für Industrie-4.0-Umgebungen
Bild: Stäubli
Mit dem mobilen
Robotersystem
Helmo
erreicht
Stäubli
dank der
Mobilität
des Systems
eine
hohe Flexibilität.
Helmo kann
völlig autonom fahren und innerhalb
seiner Produktionsumgebung
selbsttätig navigieren. Für
den mobilen Betrieb verfügt es
über großzügig ausgelegte Energiespeicher,
die für Autonomie
sorgen. Das Herzstück des Systems
ist ein leistungsfähiger
Standardroboter mit möglichst
geringen Modifikationen, in diesem
Fall ein Roboter aus der
TX2-Baureihe. Um eine pass -
genaue, leistungsfähige, sichere
und zeitsparende Ladung der
Energiespeicher sicherzustellen,
hat das Unternehmen zusammen
mit seinem Unternehmensbereich
Stäubli Electrical Connectors
das automatische
Schnellladesystem QCC (Quick
Charging Connection) entwickelt,
wie es beispielsweise in
Containerhäfen eingesetzt wird.
Zusätzlich sorgen frei konfigu -
rierbare Steckverbindungen mit
dem modularen CombiTac-System
dafür, dass mobile Produk -
tionseinheiten an ihren Arbeitsstationen
mit nur einer Steckverbindung
alle notwendigen
Strom-, Signal- und Datenübertragungen
aufbauen. Anwender
des mobilen Robotersystems
können künftig mobil in Industrie-4.0-Umgebungen
produzieren.
Einfacher wird beispielsweise
das Be- und Entladen sowie
die Verkettung von Werkzeug -
maschinen.
eve
www.staubli.com
Hannover Messe: Halle 17, Stand C13
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Sonderlösungen und
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MASCHINENELEMENTE
NEWS
Vakuum-Hebegeräte von Eurotech
Flächige Lasten bis 500 kg einfach wenden
Bild: Eurotech
Die Produktfamilie eT-Hover von Eurotech
vereint Vakuum-Hebegeräte, die gleichzeitig
drehen und schwenken können, mit einfacheren
Geräten, die lediglich mit einer dieser
Bewegungsarten auskommen. Auch Geräte
zum reinen horizontalen oder
vertikalen Transport von Lasten
sind in der Familie enthalten.
Die Serie eT-Hover-loop
erweitert diesen hilfreichen
Funktionspool um die Funk -
tion des Wendens um 180°.
Bedienen lässt sich das eT-
Hover-loop über einen ergonomisch
geformten Bediengriff.
Alle wichtigen Funktionen
sind direkt im Griff integriert.
Die Vakuumerzeugung erfolgt über eine
Vakuumpumpe mit angebautem Rückschlagventil,
einem Vakuumspeicher und zwei Ma -
gnetventilen zum Steuern von Saugen und
Belüften. Ein schnelles Lösen der Lasten ist
durch die Abblaseinrichtung möglich. Die
180°-Wende wird bei den kleineren Geräten
mit maximaler Tragkraft bis 250 kg durch
einen Linearantrieb ermöglicht. Größere
Geräte der Reihe führen das Wenden mithilfe
eines Getriebemotors aus. Das Grundgerät
des eT-Hover-loop ist modular aufgebaut,
sodass es für die Anforderungen des An -
wenders speziell angepasst werden kann.
Bei den Modellen dieser Serie sind sowohl
die Quertraversen, als auch die Saugplatten
verschiebbar und ermöglichen somit eine
perfekte Anpassung an die Bedürfnisse des
Anwenders. Das eT-Hover-loop-500 eignet
sich für flächige Lasten bis 500 kg. bec
www.etvac.de
Tsubaki-Kettenverschleißlehren für Rollenketten
Große Brüder
Bei regelmäßiger Prüfung der Kettentriebe in
Anlagen lassen sich durch einen rechtzei -
tigen Austausch der darin verbauten Rollenketten
unerwartete Ausfälle vermeiden. Tsubaki
hat für die Wartung solcher Kettentriebe
sein Programm an Kettenverschleißlehren
um große Größen erweitert. Weitere Kettenverschleißlehren
wurden für die BS-Größen
RS20B bis RS48B und die Ansi-Größen
RS100 bis RS240 aufgelegt. Sie ergänzen
das BS- und Ansi-Set mit den Größen RF06B
bis RS16B und RS35 bis RS80. Die Ketten -
Bild: Tsubaki Deutschland
verschleißlehren sind korrosionsbeständig.
Ihre robuste Konstruktion gewährleistet jederzeit
eine genaue Messung über eine lange
Lebensdauer. Alle Kettenverschleißlehren
sind auch einzeln erhältlich. Die Verschleißlehre
funktioniert nach dem Ampelprinzip:
Die Kette ist so gut wie neu, wenn der
Verschleiß

NEWS
MASCHINENELEMENTE
Griffschalen von Ganter standardmäßig mit zwei verschiedenen Befestigungsoptionen
Griffig schlank, oberflächenbündig verbaut
Elegant verdeckt oder sichtbar verschraubt
und in verschiedenen Oberflächen sowie Farben
bestellbar: Die Griffschalen GN 7330 und
GN 7332 erweitern das umfassende Normteilsortiment
von Ganter. Im Gegensatz zu
gewöhnlichen Griffen, haben Griffschalen
den Vorteil, dass sie oberflächenbündig verbaut
werden und damit bevorzugt dort zum
Einsatz kommen, wo Platz gespart werden
muss, wie z. B. beim Fahrzeugbau oder bei
der Herstellung von Flightcases für die Veranstaltungstechnik.
Der Normteilspezialist stellt
mit seinen Griffschalen GN 7330 und GN
7332 zwei Produkte vor, die Anwendern standardmäßig
zwei verschiedene Befestigungs-
optionen bieten: Die Griffschalen können entweder
von der Vorderseite mit Senkschrauben
oder von der Rückseite verdeckt mit
Gewindestiften montiert werden. Darüber hinaus
bietet der Hersteller die beiden Griffschalen
jeweils mit oder ohne Dichtung an.
Bei den abgedichteten Frontmontageversionen
verhindern Senk-Dicht-Schrauben (neben
der Gehäusedichtung) das Eindringen von
jeglichen Flüssigkeiten oder Staub in den
Gehäuseinnenraum. Die Griffschale GN 7330
wird im Zink-Druckgussverfahren hergestellt
und mittels Pulverlackierung standardmäßig
in schwarz oder silber geliefert. Je nach
Wunsch ist auch eine Beschichtung in jeder
Bild: Ganter
anderen Farbe möglich.
Die Edelstahl-Griffschalen
GN 7332 bestehen aus hochwertigem, tiefgezogenem
und rostfreiem Edelstahlblech
mit feinmatt gestrahlter Oberfläche. bec
www.ganter-griff.de
Hannover Messe: Halle 3, Stand N28
Lagenpalettierer von Trapo: anpassbares, modulares System für Anwendungen in der Industrie
Mit Highspeed sortenrein Lagen bilden
Bild: Trapo
Der Lagenpalettierer HLP 6000 von Trapo
ermöglicht hohe Leistung auf engem Raum.
Mit einer Stellfläche von 4 m 2 (Greifer und
Säule) lässt sich das System in nahezu jedes
Produktionsumfeld integrieren. Bei einem
Lagengewicht von bis zu 200 kg bietet der
HLP zudem eine Palettierleistung von bis zu
zehn Lagen pro Minute. Anwender profitieren
von reibungslosen Prozessen und können
durch verbesserte Abläufe ihren Output
steigern. Darüber hinaus ist das System individualisierbar,
da es sich auf jedes Produkt
einstellen lässt. Selbst bei großer Produktvielfalt
und unterschiedlichen Formaten lassen
sich perfekte, saubere Lagen und Stapel
bilden. Neben der Basisversion ist der HLP
6000 in zwei weiteren Bauweisen erhältlich:
Als Variante mit y-Achse bedient das System
mehrere Palettierplätze und kann sowohl mit
hohem als auch mit niedrigem Einlauf agieren.
Zudem ist er als Variante mit Drehmodul
oder Verfahrachse sowie mit einer Kombina -
tion aus beidem erhältlich. Bei dieser Bauweise
agiert der HLP 6000 auf einer vorge -
gebenen Länge, wobei die drehbare Variante
in einem Radius von 180° arbeitet. bec
www.trapo.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 91

MASCHINENELEMENTE
NEWS
Mobile Geräte optimal ausrichten mit Tablethalter und Tabletarm von Item
Alle Informationen immer im Blick
Mit dem Tabletarm 8 und dem Tablethalter 8
von Item richten Mitarbeiter ihren Arbeitsplatz
optimal nach den individuellen Anforderungen
ein. Durch die horizontale oder vertikale
Adaption an die Systemnut 8 ist dabei
eine Informationsbereitstellung an unterschiedlichen
Stellen möglich – egal ob stationär
oder mobil, beispielsweise an Materialwagen.
Zur Positionierung der mobilen Ge -
räte wählt der Nutzer zwischen dem Tablethalter
8 mit drei Gelenken und Tabletarm 8
mit fünf Gelenken. Dabei ergeben sich durch
den Doppelschwenkarm und die weiteren
Friktionsgelenke zusätzliche Freiheitsgrade.
Die gewünschte Position ist somit noch besser
erreichbar. Bei beiden Varianten lässt sich
das Tablet individuell neigen und um 360°
drehen. So hat der Nutzer stets den perfekten
Blick auf den Monitor und kann innerhalb
kurzer Zeit zwischen Quer- und Hochformat
wechseln. Durch die Klemmvorrichtung
sind Tablets unterschiedlicher Größe einfach
montierbar. Dabei erleichtert das synchrone
Öffnen der Klemmung die Befestigung und
Entnahme der mobilen Geräte. Eine Federmechanik
sorgt für die zuverlässige Arretierung
und verhindert so ein Verrutschen. Zum
Schutz vor einem Zugriff durch Unbefugte verfügen
die Komponenten darüber hinaus über
eine mechanische Entnahmesicherung. bec
www.item24.de
Bild: Item
Pneumatische Schwenkeinheit von Fipa
Für Blechplatinen und andere großflächige Bauteile
Bild: Fipa
Mit der pneumatischen Schwenkeinheit bietet
Fipa eine weitere kräfteschonende Lösung
für höhere Ergonomie und Sicherheit
am Arbeitsplatz an. Die Erweiterung des
Fipalift-Schlauchhebersortiments schwenkt
Blechplatinen und andere großflächige Bauteile
mit einem Gewicht von bis zu 180 kg
um 90°. Die pneumatische Schwenkeinheit
adaptiert den Schlauchheber Fipalift Expert.
Der Hersteller verfolgt somit das Baukastenprinzip
konsequent weiter. Die Montage der
Schwenkeinheit erfolgt zwischen Schlauchheber
und Lasttraverse. Als Komponente
einer Handhabungslösung mit Fipalift Expert
und Lasttraverse sorgt das Modul für ein
rückenschonendes Aufnehmen und Schwenken
schwerer Plattenware um bis zu 90°. Das
Modul wird über ein handbetätigtes Ventil
bedient und fährt beliebig alle Winkel von 0
bis 90° an. In blech-, holz- und glasverarbeitenden
Unternehmen ist das Schwenken von
Plattenware ein häufiger Prozessschritt. Diese
Betriebe lagern Plattenmaterial aus Platzgründen
oftmals vertikal, die Verarbeitung
erfolgt später jedoch horizontal. Auch die
Anlieferung der Plattenware erfolgt meistens
horizontal auf Paletten. Das manuelle
Schwenken in der Fertigung ist unfallträchtig
und bindet mindestens zwei Arbeitskräfte.
Die Schwenkeinheit verringert die Unfall -
gefahr, schont den Rücken der Arbeitskräfte
und bindet nur einen Bediener.
bec
www.fipa.com
Sicherheits-Funkfußschalter von Steute für Umformanlagen
Zentrale Mensch-Maschine-Schnittstelle
Bei Abkantpressen und anderen Umform -
anlagen ist der Fußschalter die zentrale
Mensch-Maschine-Schnittstelle. Er wird sehr
häufig betätigt (im Dreischichtbetrieb sind bis
zu 2 Mio. Schaltspiele pro Jahr realistisch)
und übernimmt eine wichtige Sicherheitsfunktion,
denn der Bediener kann mit ihm
den Pressenhub nicht nur auslösen, sondern
auch stoppen. Für diese Aufgabe hat Steute
die dreistufigen Sicherheits-Fußschalter der
GF/GFS-Baureihe entwickelt. Sie zeichnen
sich u. a. durch hohe Standfestigkeit und eine
niedrige Pedalhöhe aus, die eine ergono -
mische und ermüdungsfreie Betätigung erlaubt.
Das ist gerade beim Betrieb als Zustimmschalter
wünschenswert, da das Pedal
über längere Zeit in der Mittelposition gehalten
werden muss. Die neueste Generation
der Sicherheits-Funkfußschalter des Herstellers
verzichtet auf eine Leitungsverbindung
zur Presse und kommuniziert stattdessen
über ein sicherheitsgerichtetes Funkprotokoll
mit der zugeordneten Steuerung. Die drei -
stufigen Fußschalter mit der Bezeichnung RF
GFS 2D(VD) SW2.4-safe können in Anwendungen
gemäß Performance Level e (EN ISO
13849-1) und SIL 3 (IEC 61508) eingesetzt
werden. Sie sind optional mit einer Tragestange
und einem Not-Aus-Taster verfügbar,
der das Stopp-Signal ebenfalls per Funk
überträgt.
bec
www.steute.com
Bild: Steute
92 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Edelstahl-Förderbandwagen für V-Schienen von Apullma
Schnell und präzise verfahrbar bei minimaler Installation
Bild: Apullma
Apullma erweitert sein Angebot zur Entladung
von Schüttgütern aus Waggons. Ab sofort
verfügbar ist der – inklusive Fahrgestell –
komplett aus Edelstahl gefertigte Förderbandwagen,
der über eine V-Schiene auf Spur
gehalten wird. Er ist schnell überall am Schienenstrang
positioniert, ohne ihn lenken zu
müssen, da die V-Schiene parallel zum Gleis-
bett verlegt ist und der Förderbandwagen
somit stets den gleichen Abstand zum Schienenstrang
hält. Der selbstfahrende Wagen
ist in Stahl- oder Edelstahlausführung verfügbar.
In Edelstahlauslegung eignet er sich her -
vorragend für agressive Stoffe. Sein Hauptförderband
ist über Hydraulik flexibel einstellbar
und damit auf spezifische Ausgabesituationen
anpassbar. Das Aufgabeband
ist ausfahrbar sowie im
Neigungswinkel verstellbar und
horizontal schwenkbar, sodass
es flexibel unter den Ausgabeöffnungen
der Waggons positioniert
werden kann. Gesteuert
wird der Förderbandwagen für
V-Schienen über eine einfach
zu handhabende Funkfernbedienung.
Diese kann optional sogar
die Position des Aufgabebands
speichern
bec
www.apullma.de
4-m-Mineralgussgestell von Rampf Machine Systems
Mit einer Ebenheit und einer Geradheit von 0,02 mm
Beim Abformen eines Mineralgussgestells
mit einer Abformlänge
von 4 m erreicht
Rampf Machine Systems jetzt
eine Ebenheit von 0,02 mm
und eine Geradheit von
0,02 mm. Im Mittelpunkt der
verbesserten Abformtechnologie
stehen der Herstellungsprozess
der Lehre sowie
die Reduzierung des Eigen -
gewichts bei gleichbleibender
oder höherer Steifigkeit. Darüber
hinaus kommen neue
Werkstoffe zum Einsatz, deren
Eignung mithilfe umfangreicher
FEM-Berechnungen
geprüft wurde. Die Grundgenauigkeit der
Abformlehre liegt bei 0,005 mm über die
komplette Länge und wird aufgrund des optimierten
Herstellungsprozesses prozesssicher
realisiert. Mit dieser Weiterentwicklung
können die Vorteile der Abformtechnologie
fortan auch für größere Flächen genutzt werden.
Bisher konnten Abformungen im Hundertstel-Millimeter-Bereich
lediglich bis zu
einer Abformlänge von 2,5 m prozesssicher
Bild: Rampf Machine Systems
realisiert werden. Das Abformen in temperierten
Werkhallen ermöglicht die Herstellung
präziser Flächen auf Maschinengestellen
ohne spanende Bearbeitung. Dabei wird
die Kontur hochgenauer Lehren mithilfe spezieller
Belagsysteme (gefüllte Harze) auf den
Mineralgussrohling übertragen.
bec
www.rampf-gruppe.de
PROFILSCHIENENFÜHRUNGEN
Wir bewegen.
Hannover 01. – 05. April 2019
HANNOVER MESSE
Halle 15 Stand A20
www.hiwin.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 93

ANTRIEBSTECHNIK
TITELSTORY
Kompakter SLA-3D-Drucker: präzise Ergebnisse dank Polymer-Lagertechnik
3D-Druck für Jedermann
Klein wie eine Kaffeemaschine und dabei groß in den Funktionen: Das ist
der 3D-Drucker Pluto des Unternehmens 3Devised aus Kalifornien. Mit
einer Größe von nur 155 mm × 155 mm × 290 mm ist er der wohl kleinste
Top-Down-Stereolithografie-3D-Drucker der Welt. Seine Druckqualität reicht
an die von industriellen 3D-Druckern heran. Um den Anforderungen nach
Präzision, Chemikalienbeständigkeit und Schmiermittelfreiheit gerecht zu
werden, greifen die Ingenieure bei der Auswahl ihrer Maschinenelemente
auf die wartungsfreie Polymer-Lagertechnik von Igus zurück.
Stefan Niermann, Leiter Geschäftsbereich Drylin Linear- und Antriebstechnik,
Igus GmbH, Köln
94 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

TITELSTORY
ANTRIEBSTECHNIK
In seinem eleganten, zeitlosen Design passt der 3D-Drucker Pluto
in jeden Haushalt. Entwickelt für Juweliere, Bastler und kleine Firmen
können sich jetzt Tüftler und Designer ihre Teile mit Pluto selbst
drucken: von Schmuck bis hin zu Spielzeugen oder Bauteilen für die
eigene Erfindung. Die Idee zur Entwicklung dieses SLA-Druckers
begann vor fünf Jahren. Viktor Bankó, Ingenieur und Gründer von
3Devised war auf der Suche nach einem additiven Fertigungsver -
fahren, um anwenderspezifische Gehäuseteile für die Elektronik zu
drucken. Ein Druck der komplexen Formen mittels FDM-Verfahren
erbrachte jedoch nur enttäuschende Resultate für den Ingenieur.
Denn die Druckergebnisse waren zu ungenau.
So kam Viktor Bankó gemeinsam mit seinem Bruder Barnabas und
unterstützt von seinem Vater Balazs auf die Idee, eine bessere und
zugleich kostengünstigere Lösung zu entwickeln, um kleine Serien
von anwenderspezifischen, komplexen Kunststoffteilen präzise drucken
zu können. Mit der Stereolithografie (kurz: SLA) wurde schnell
das technisch optimale Verfahren auserkoren. Dabei wird ein Werkstück
durch ein schichtweises Belichten von flüssigem Photopolymerharz
aufgebaut. Daraus ergeben sich sehr filigrane Strukturen
mit gleichzeitig glatten Oberflächen.
Präzise Ergebnisse mit SLA-Top-Down-Verfahren
Beim SLA-Druck wird zwischen der Bottom-Up- und der Top-Down-
Technologie unterschieden. Beim Bottom-Up-Prinzip gibt es nach
jeder gehärteten Schicht eine signifikante Schälkraft, wodurch Drucker
langsamer und weniger zuverlässig sind. Diese Kräfte wirken
nicht nur auf die gedruckten Objekte, sondern auch auf die Wannenbeschichtung,
was deren Lebensdauer begrenzt. Die jungen Gründer
entschieden sich daher, das Top-Down-Prinzip einzusetzen.
Dabei wandert die Druckplattform nach jeder gedruckten Schicht
weiter nach unten in den Kunstharzbehälter. Der Nachteil dieses
Ansatzes besteht darin, dass der gesamte Tank gefüllt sein muss.
Daher wurde der Tank mit Glyzerin befüllt und nur das Harz daraufgegeben.
Aufgrund der unterschiedlichen Dichte setzt sich das Harz
auf der Oberfläche ab. Als zusätzlicher Bonus für die Optik ist Gly -
zerin wasserklar. Nach dem Bau des ersten funktionstüchtigen
3D-SLA-Druckers entschieden sich die Brüder Bankó mit Unterstützung
von Freunden, ein marktfähiges, kleines und erschwingliches
Desktop-Gerät in einem zeitlosen Design zu entwickeln, das die
gesammelten Erfahrungen nutzt und in jeden Haushalt passt. So
entstand 2015 der erste Prototyp, der nach dem Zwergplaneten
Pluto benannt wurde. Heute ist Pluto mit einer Größe von
155 mm × 155 mm × 290 mm als weltweit wohl kleinster Top-Down
SLA-Drucker bereit für den Massenmarkt.
Bild: Igus/Konradin Mediengruppe
Eine Steilgewindespindel aus Edelstahl sowie
eine Mutter aus Hochleistungskunststoffen von
Igus sorgen für eine präzise und schmiermittelfreie
Verstellung im kompakten SLA 3D-Drucker
von 3Devised
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 95

ANTRIEBSTECHNIK
TITELSTORY
Für den sehr kompakten Bauraum wurde die Miniaturführung
Drylin N aus Aluminium eingesetzt
Bild: 3Devised
Bild: 3Devised
Der 3D-Drucker mit dem Namen
Pluto ist laut Herstellerangaben
der kleinste SLA-Drucker der Welt
In Kombination mit einer Steilgewindespindel und einer
gefrästen Spindelmutter aus dem Allroundwerkstoff
Iglidur P210 wird die Bauplattform präzise und schmierfrei
abgesenkt
Bild: 3Devised
Besondere Anforderungen an Maschinenelemente
Vor allem an die Maschinenkomponenten von Pluto stellten die
Entwickler besondere Anforderungen. Denn alle Elemente im Innenraum
des Druckers müssen beständig gegen das eingefüllte
Harz und Glyzerin und frei von Korrosion sein. Gleichzeitig sorgt
die Mechanik für ein präzises Druckergebnis. Diese Anforderungen
betreffen vor allem das zentrale Element des 3D-Druckers, die
z-Achse, die für das Absenken der Bauplattform im Drucker verantwortlich
ist. Die Entwickler von 3Devised setzten sich das Ziel, die
z-Achse so steif und kompakt wie möglich zu machen. Durch den direkten
Einbau der Achse in den Tank wurde der Abstand zwischen
der Bauplattform und der Leitspindel verkürzt, um Präzision zu gewährleisten.
Diese Designentscheidung war jedoch mit Problemen
verbunden, denn eine Schmierung der Bauteile kam nicht infrage,
da sie das Harz verunreinigen könnte.
Hochleistungskunststoffe als Problemlöser
Da Metall geschmiert und gewartet werden muss, war die Auswahl
von Kunststoffkomponenten für die Entwickler eine naheliegende
Lösung. Häufig verwendete Kunststoffe sind jedoch nicht mit
Stereolithographieharzen kompatibel, was zu Quellung, Verzerrung
und schließlich vollständigem mechanischen Versagen führt. „Hier
kam uns Igus mit seinen Hochleistungskunststoffen zu Hilfe. Mit
einer hochpräzisen Spindel, Muttern, Lagern und Linearführungen
konnten wir eine z-Achse mit hoher Zuverlässigkeit konstruieren“, erklärt
Viktor Bankó. Für den kompakten Bauraum wurde die Miniaturführung
Drylin N aus Aluminium mit einer Länge von 160 mm mit
dazu passenden Schlitten ausgewählt. In Kombination mit einer
Steilgewindespindel aus chemikalienbeständigem und korrosionsfreiem
Edelstahl und einer gefrästen Spindelmutter aus dem
Allroundwerkstoff Iglidur P210 wird die Bauplattform präzise und
schmierfrei abgesenkt.
96 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

TITELSTORY
ANTRIEBSTECHNIK
Bild: 3Devised
Zur Lagerung des z-Achsensystems dient ein Gleitlager aus Iglidur P.
Der Werkstoff zeichnet sich durch eine niedrige Wasseraufnahme,
hohe Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit aus. „Die Igus-Komponenten
arbeiten wartungsfrei und präzise und lassen sich einfach
montieren. Insbesondere jetzt, wo wir reif für den Massenmarkt
sind, können wir auf Igus als einen zuverlässigen Lieferanten zählen“,
lobt Bankó. Zur Finanzierung dieses Schrittes hat 3Devised
erfolgreich bei einer Crowdfunding-Plattform teilgenommen. Der
3D-Drucker Pluto, das Glyzerin und verschiedene Kunststoffharze
sowie Zubehör sollen bald im eigenen Webshop erhältlich sein. bec
www.igus.de
www.3devised.com
In wenigen Minuten zur passenden Spindel
Mit dem Stereolithografie-Verfahren
können sehr filigrane Strukturen mit
gleichzeitig glatten Oberflächen
gedruckt werden
Detaillierte Informationen zu den schmierfreien
Gewindesystemen:
hier.pro/yuxJb
Hannover Messe: Halle 17, Stand H04
INFO
Ist der Anwender auf der Suche nach einer Spindel, so
bedeutet dies meist einen hohen Aufwand. Denn technische
Zeichnungsfähigkeiten sowie der Zugriff auf ein CAD-
Programm sind gefordert. Damit jeder Kunde auch ohne tiefgehendes
technisches Knowhow und CAD-Software schnell
an seine passende Gewindespindel und die dazugehörige
Zeichnung gelangt, hat Igus jetzt einen Spindelkonfigurator
entwickelt. Mit diesem kann sich nun jedermann seine
individuell gefertigte und langlebige Spindel gestalten,
die optimal in seine Anwendung passt.
Die Konfiguration erfolgt ganz schnell, innerhalb von drei
Schritten: Im ersten Schritt kann der Anwender den Gewindetyp
bestimmen. Neben dem klassischen Trapezgewinde
und dem metrischen Gewinde hat der Nutzer die Möglichkeit
auch das Dryspin-Steilgewinde zu wählen. Dieses ist ein von
Igus patentiertes Gewinde, das für einen höheren Wirkungsgrad
durch einen optimierten Flankenwinkel sorgt. Nach der
Wahl des Gewindetyps kann der Anwender die Gewinde -
richtung, das Material sowie die Spindellänge bestimmen.
Im zweiten Schritt erfolgt die Konfiguration der Zapfen. Hier
bietet der Konfigurator dem Nutzer die Möglichkeit den
Die passende
Spindel schnell
konfiguriert und
bestellt mit dem
Online-Spindelkonfigurator
Grundkörper von außen nach innen zu bearbeiten und
zwölf Standardelemente wie Fase, Spannfläche oder Sicherungsring
dem Zapfen hinzuzufügen. Im Konfigurations -
prozess kann sich der Konstrukteur jederzeit die aktuelle
Bemaßungszeichnung direkt herunterladen. Im dritten Schritt
erhält der Anwender eine Komplettübersicht seiner Konfiguration.
Er kann sich die Step-Datei für die weitere Konstruk -
tion seiner Anwendung herunterladen, die Konfiguration für
Folgeaufträge als Link speichern oder mit Kollegen teilen.
Mit einem einfachen Klick lässt sich die fertig konfigurierte
Spindel online bestellen.
www.igus.de/spindelkonfigurator
Bild: Igus
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 97

ANTRIEBSTECHNIK
WÄLZ- & GLEITLAGER
Optimierte Insocoat-Lösungen: isolierte Lager zur Vermeidung von elektrischen Stromschäden
Deutlich leistungsstärkere Variante
Isolierte Lager verhindern frühzeitige Lagerausfälle, die letztlich durch elektrische Streuströme verursacht werden.
Zu diesem Zweck müssen die Isolationseigenschaften der Lager stabil bleiben, insbesondere bei Lagerung, Handhabung
und Betrieb in feuchter Umgebung. Deshalb hat SKF seine bewährten Insocoat-Lösungen weiter optimiert.
Karl Preis, Experte für Beschichtungstechnik, SKF Österreich AG, Steyr, Österreich
Bild: SKF
Lagerschäden können auftreten, wenn elektrische Ströme den
Wälzkontakt als leitende Verbindung nutzen – beispielsweise
in elektrischen Fahrmotoren von Schienenfahrzeugen. Das Tribosystem
eines Lagers bestimmt das elektrische Verhalten des Wälzkontaktes
und die daraus folgenden Konsequenzen. Im Stillstand weist
das Lager einen niedrigen ohmschen Widerstand auf, es befindet
sich in einem gut leitenden Zustand. Aufgrund des relativ guten
elektrischen Kontakts (Metall/Metall) sind nur sehr hohe Strom -
stärken wie Schweißströme in der Lage, die Laufbahnoberfläche
zu zerstören.
Der ohmsche Zustand liegt vor, wenn das Lager unter Mischreibung
einen erhöhten ohmschen Widerstand zeigt. In diesem Fall sind
schon schwache elektrische Ströme von wenigen Ampere potenziell
gefährlich. Im kapazitiven Zustand befindet sich das Lager unter
Vollschmierung und verhält sich wie ein elektrischer Kondensator
mit einer bestimmten Durchschlagspannung. Wenn die im Schmierfilm
der Kontaktzone anliegende elektrische Feldstärke hoch genug
ist (über dem Schwellenwert), treten elektrische Entladungen auf,
die als EDM-Ströme (Electric Discharge Machining) bezeichnet
werden.
98 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
Die Insocoat-Lager mit
integrierter elektrischer
Isolierung eignen sich u. a. für
Fahrmotoren in Schienen -
fahrzeugen
Allen Schadensfällen ist eines gemeinsam:
Die Kontaktfläche der Laufbahn wird
lokal aufgeschmolzen und die Materialeigenschaften
des Stahls in diesem Bereich
werden verändert. Außerdem können sich
die Schmierstoffeigenschaften verändern.
Dies hat negative Auswirkungen auf die
Lagerleistung in Form von Laufbahn- und
Schmierstoffschäden und führt zu erhöhtem
Verschleiß und zunehmenden Lagervibrationen.
Eine Möglichkeit, den potenziell
zerstörerischen Auswirkungen schädlicher
elektrischer Ströme entgegenzu -
wirken, ist die Verwendung einer im Lager
integrierten elektrischen Isolierung.
Lager mit integrierter
thermischer Spritzschicht
Bei den Insocoat-Lagern von SKF sind die
Außenflächen des Außen- oder Innenrings
mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung
versehen, wodurch eine elektrische
Isolation in das Lager integriert ist. Die
Beschichtung besteht aus einem oxid -
keramischen Material und wird durch ein thermisches Spritzver -
fahren auf das Lager aufgebracht. Am häufigsten handelt es sich
dabei um reines Aluminiumoxid (Al 2
O 3
). Manchmal werden auch
Oxidgemische verwendet, da unterschiedliche elektrische und mechanische
Eigenschaften der daraus resultierenden Beschichtungen
erwünscht sind.
Beim thermischen Spritzen werden die Oxidpartikel in einem heißen
Plasmastrom transportiert und geschmolzen. Dieser heiße
Strom transportiert den Großteil der geschmolzenen Partikel zum
vorbehandelten Substrat, wo sie abkühlen und die gewünschte Beschichtung
bilden. Nach dem Spritzvorgang weist die Beschichtung
eine gewisse Anzahl offener und miteinander verbundener Poren
auf. Dies ist eine allgemeine Eigenschaft von thermischen Spritzbeschichtungen.
Anzahl und Aussehen der Poren sind stark abhängig
von den Parametern des Beschichtungsprozesses.
Der Versiegelung der Poren kommt beim thermischen Spritzverfahren
eine zentrale Bedeutung zu. Dadurch werden die Korrosionsgefahr
verringert, die mechanischen Eigenschaften verbessert und die
Isoliereigenschaften konstant gehalten, was in feuchten Umgebungen
sehr wichtig ist. Bei elektrisch isolierenden thermischen Spritzbeschichtungen
ist ein Versiegeln mit organischen Sieglern am

WÄLZ- & GLEITLAGER
ANTRIEBSTECHNIK
Außenringlaufbahn eines Rillenkugellagers mit einer mattierten Laufbahn
(Mikrokrater) als Folge von schädlichem Stromdurchgang
Bild: SKF
Bild: SKF
zweckmäßigsten. Mögliche Versiegelungsstoffe haben unterschiedliche
Eigenschaften in Bezug auf Viskosität, Aushärtungstemperatur,
Verdampfungseigenschaften, Schrumpfung usw. Der gesamte Prozess
des thermischen Spritzens und Versiegelns muss sorgfältig
analysiert werden, um die gewünschten Beschichtungseigenschaften
zu erzielen.
Alte Insocoat-Generation: Manko ausgemerzt
Bei einer Reihe von Anwendungen der bisherigen Insocoat-Lagergeneration
wurden in sehr heißen, feuchten Umgebungen niedrige
Isolationswiderstandswerte festgestellt. Der Widerstand elektrischer
Isolatoren ist immer eine Kombination aus Oberflächen- und
Volumenwiderstand. Neben den Materialeigenschaften sind beide
Faktoren von der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur abhängig.
Während der Oberflächenwiderstand auf eine Klimaänderung sofort
reagiert, verändert sich der Volumenwiderstand über einen längeren
Zeitraum. Wenn die Isoliereigenschaften außerhalb des gewünschten
Bereichs liegen, muss das gesamte isolierende Beschichtungssystem
verbessert werden.
Experimente mit den Lagern der bisherigen Generation bestätigten
die im Feld festgestellten niedrigen Werte durch Analyse des elektrischen
Widerstands in direktem Kontakt mit Wasser. Es stellte sich
heraus, dass die Beschichtung über einen langen Zeitraum Wasser
absorbierte und dieser Effekt nach dem Trocknen vollständig rever -
sibel war. Aufgrund der langen Zeitdauer der Widerstandsabnahme
wurden Oberflächenströme, offene Porosität oder Risse als Ursache
ausgeschlossen. Daher konnte nur das Beschichtungsmaterial,
das Oxid und/oder der Versiegelungsstoff selbst die Ursache sein.
Bei umfangreichen Forschungs- und Prüfaktivitäten wurden verschiedene
Beschichtungs- und Versiegelungsstrategien evaluiert. So
wurden beispielsweise verschiedene Spritzpulver, Versiegelungsstoffe
und thermische Spritzstrategien getestet. Eine erste Auswertung
erfolgte in direktem Kontakt mit Wasser. Obgleich dieser Test
unrealistische Bedingungen darstellt (in realen Anwendungen wird
das Lager oder der Motor nicht in Wasser getaucht), gibt er eine
schnelle und genaue Rückmeldung über einen möglichen Erfolg
oder Misserfolg.
Neue Insocoat-Lager: deutlich leistungsstärker
Die neue Insocoat-Lagervariante ist wesentlich unempfindlicher gegen
Feuchtigkeit als die bisherige Lagergeneration. Selbst bei einer
relativen Luftfeuchtigkeit von mehr als 90 % bei einer Temperatur
von +30 °C bleibt der ohmsche Widerstand des getesteten Lagers
6316/C3VL0241 bei über 2000 MΩ, während er bei der bisherigen
Lagervariante auf knapp über 50 MΩ sinkt.
Die neue Lagergeneration wurde dahingehend optimiert, dass auch
in sehr feuchten Umgebungen ein hoher und stabiler elektrischer
Isolationswiderstand vorhanden ist. Bei der Validierung wurden
Alt und neu: Links (grau) ein Lager der bisherigen Insocoat-Generation,
rechts (dunkelgrau) die optimierte Version
Die neuen Insocoat-Lager wirken schädigenden Streuströmen dank ihrer
optimierten Beschichtung besonders effektiv entgegen
Bedingungen gewählt, die regelrecht extreme Klimabedingungen
simulierten. Neben den hier aufgeführten Angaben wurden weitere
Parameter überprüft und validiert, wie beispielsweise das Niedrigund
Hochtemperaturverhalten (-40 bis +150 °C), die mechanische
Leistungsfähigkeit (Schichthaftung, Ein-/Ausbaubeanspruchung,
Schlagfestigkeit), das Hochspannungsverhalten bis 6 kV DC und die
Medienverträglichkeit.
bec
www.skf.de
Detaillierte Informationen zu den elektrisch isolierten
und gegen Stromdurchgang geschützten Lagern:
hier.pro/0lrcj
Hannover Messe: Halle 27, Stand H30
Bild: SKF
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 99

ANTRIEBSTECHNIK
WÄLZ- & GLEITLAGER
Lineartechnik-Experte setzt bei der Automatisierung seiner Produktion auf Roboter und eigene Produkte
Effizienter produzieren
Fast jeder Betrieb sieht sich mit ähnlichen Problemen konfrontiert: Wie kann man der hohen Nachfrage am
schnellsten Rechnung tragen? Wo es geht, versucht man dies durch weitere Automatisierung zu erreichen. So auch
der Lineartechnik-Experte HepcoMotion. Er analysierte seinen Produktionsablauf, um herauszufinden, an welcher
Stelle durch den Einsatz eines Roboters die größte Effizienzsteigerung erreicht werden könnte.
Tanya Frost, Public Relations, HepcoMotion, Tiverton, Großbritannien
Der Kuka-Roboter transportiert
Trägerplatten vom Karussell in die
CNC-Fräsmaschine und verkürzt
damit einen langwierigen, vorher
manuell durchgeführten Prozess
Hepco bietet über 42 große Produktlinien rund um Linearführungen
an, mit Tausenden von Einzelkomponenten in verschiedenen
Größen. Jedes lineare und umlaufende Produkt erfordert eine
Wagenplatte. „Aufgrund der Wichtigkeit von Wagenplatten für wesentliche
Teile unserer Produktpalette entschieden wir uns, in diesem
Bereich eine Automatisierung vorzunehmen. Insbesondere bot
sich die Automatisierung des Be- und Entladens unserer CNC-Fräsmaschine
an. Zum einen werden durch die Automatisierung personelle
Kapazitäten frei, die wir dann anderweitig einsetzen können,
zum anderen kann durch die Automatisierung in diesem Bereich insgesamt
eine schnellere Produktionszeit für viele Produkte erreicht
werden“, erklärt Barry Engstrom, Manufacturing Director bei Hepco.
Robotereinsatz zur Produktivitätssteigerung
Die RoboDrill-T21i-CNC-Fräsmaschine produziert im Stammwerk
von HepcoMotion in Devon, Großbritannien, Wagenplatten für
Hepcos Produktportfolio. Bis dato war es Aufgabe des Maschinen-
führers, die gesägten Rohlinge in
ein Karussell zu laden und diese
nach den durchgeführten Bohrund
Fräsarbeiten wieder an dieselbe
Stelle im Karussell zurückzubringen.
Diese zeitraubende
Aufgabe sollte durch einen Ro -
boterarm ersetzt werden. „Die
Herausforderung an den Roboter
war es vor allem, unterschied -
liche Größen und Materialien
verarbeiten zu können“, so der
Produktionsmanager.
Aufgrund seiner Flexibilität entschied
sich Hepco für den Kuka
KR 10 R1100 sixx (KR Agilus).
Dank des soliden Designs ermöglicht der KR Agilus sixx maximale
Wiederholgenauigkeit und kontinuierliche Präzision. Mit seiner
extremen Geschwindigkeit reduziert er zudem die Zykluszeiten und
erhöht die Fertigungsqualität, ohne jemals aus dem Takt zu geraten.
Gesteuert wird die Roboterbewegung über eine Omron-SPS-Steuerung:
Das System wird je nach Bedarf bewegt, sodass der Roboter
die unbearbeiteten Platten aufnehmen kann.
Für das Karussell selbst benutzt Hepco eine Ringführung aus seiner
PRT2-Serie. Das Ringsystem mit integriertem Ritzelantrieb ermöglicht
eine komplette 360°- oder Segment-Bewegung und kann Belastungen
von bis zu 9300 N aufnehmen. Insgesamt können 84 Platten
in das Karussell geladen werden: sechs Stapel zu je 14 Platten.
Die Zykluszeit hängt von der Größe der Wagenplatten ab und kann
zwischen 9 und 14 min pro Platte liegen, einschließlich der Roboterumrüstzeit.
Abhängig vom Produkt beläuft sich damit die komplette
Zykluszeit auf 13 bis 21 h. Insbesondere die Möglichkeit, dank des
Roboters auch nachts weiterzuarbeiten, steigert den Output.
Bild: HepcoMotion
100 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

WÄLZ- & GLEITLAGER
ANTRIEBSTECHNIK
Bild: HepcoMotion
Bild: HepcoMotion
Das automatische Schließen der Türen wird durch einen Hepco-
Double-Action-Actuator (Dapdu) ermöglicht
Hepcos PRT2-Ring ermöglicht die kreisende Bewegung des Karussells
Maximale Sicherheit
„Natürlich ist die Sicherheit unserer Mitarbeiter sehr wichtig. Darum
befinden sich Karussell und Roboter neben der CNC-Maschine
hinter einem Sicherheitskäfig aus unseren MCS-Aluminiumprofilen
und die Schutztüren sind mit Sicherheitstorschaltern so verriegelt,
dass die Stromversorgung aller beweglichen Teile vor dem Öffnen
der eigentlichen Schutztüren unterbrochen wird,“ erklärt Engstrom.
Die Sicherheitsschiebetüren, die die Roboterzelle mit der CNC-
Maschine verbinden, sind mit der Zweiwege-Lineareinheit Dapdu2
von Hepco ausgestattet, die sich ideal für den Betrieb von automa -
tischen Türen in zahlreichen Fertigungsanwendungen eignet. Die
aus MCS-Aluminiumprofilen gefertigten Türen und die beiden Laufwagen
ermöglichen symmetrisches und gleichzeitiges Öffnen bei
Geschwindigkeiten von bis zu 6 m/s. Das Dapdu2-System erlaubt
die Verwendung von zwei schmaleren Türen, wodurch der Platzbedarf
auf ein Minimum reduziert wird und die CNC-Maschine damit
schneller zugänglich macht.
„Ein gutes Jahr läuft die automatisierte Produktion jetzt in diesem
Bereich. Wir sind mit den erreichten Produktionssteigerungen vollständig
zufrieden. Oft arbeiten wir mit Kunden, die unsere Linearoder
Ringführungen im Zuge einer Automatisierung kaufen. Jetzt
waren wir selbst dran. Für uns hat sich die Investition tatsächlich
gelohnt. Einmal weil wir eine Produktionssteigerung erreichen
konnten und auch, weil wir unserem Mitarbeiter eine zeitraubende
Arbeit abnehmen konnten und diese Zeit jetzt sinnvoller genutzt
werden kann,“ so das Fazit von Engstrom.
bec
www.hepcomotion.com/de
Detaillierte Informationen zu den Präzisions-Ringund
-Ovalschienensystemen:
hier.pro/kiZbc
„Fortschritt kommt
durch den intelligenten
Gebrauch von Erfahrung
zusammen.“ Elbert G. Hubbard
Unser Unternehmen vereint Tradition und Moderne. So fi nden wir perfekte Lösungen
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 101

ANTRIEBSTECHNIK
WÄLZ- & GLEITLAGER
Automatisierte Formatverstellungen aus Edelstahl für die Lebensmittel- und Verpackungsindustrie
Korrosionsbeständige Alleskönner
In einer Zeit steigender Produktvielfalt und sinkender Losgrößen sind in vielen Bereichen zuverlässige, automa -
tisierte Zustellachsen eine entscheidende Voraussetzung für einen flexiblen und dennoch wirtschaftlichen Produktionsprozess.
Sie senken die Rüstzeiten und sorgen für exakte Wiederholbarkeit sowie Vielseitigkeit. Zudem
helfen sie, Fehler beim Einstellen der Maschine zu vermeiden. RK Rose+Krieger und Lenord + Bauer kooperieren
bei automatisierten Formatverstellungen aus Edelstahl für die Lebensmittel- und Verpackungsindustrie.
Bernd Klöpper, Leiter Marketing, RK Rose+Krieger GmbH, Minden
Die Lebensmittelindustrie stellt hohe Anforderungen an die
Korrosionsbeständigkeit und Reinigungsfähigkeit automati -
sierter Formatverstellungen
Formatverstellung in der Lebensmittelindustrie zu konzipieren.
Und so werden bei dem jüngsten Projekt der
fachübergreifenden Zusammenarbeit der beiden Unternehmen
Powerdrive-Stellantriebe in der Edelstahlausführung
von Lenord + Bauer mit den E-II-Einrohr-Lineareinheiten
aus Edelstahl von RK Rose+Krieger zu korrosionsbeständigen
und wash-down-fähigen automatisierten
Zustellachsen kombiniert.
Auch bei der industriellen Verarbeitung von Lebensmitteln steigt
der Grad der Automatisierung und damit der Bedarf an automatischen
Formatverstellungen. Werden beispielsweise bei der
Backwaren- oder Süßigkeitenherstellung Teige, Schokolademasse
oder ähnliches mit Walzen gleichmäßig auf einem Förderband verteilt,
wird die Höhe der Walze und damit die Dicke der jeweiligen
Masse über eine Zustellachse automatisch eingestellt. Auch beim
Handling verpackter flüssiger oder viskoser Lebensmittel bedarf es
automatischer Formatverstellungen, um die Verpackungsmaschinen
flexibel auf die unterschiedlichen Gebindeeigenschaften einzustellen.
Allerdings müssen bei solchen Anwendungen die Zustellachsen
gemäß den Hygienevorschriften der Lebensmittelherstellung korrosionsbeständig
und wash-down-fähig sein. Nur dann halten sie
den aggressiven Reinigungsmitteln stand, die eingesetzt werden,
wenn beispielsweise einzelne Verpackungen beschädigt werden
und damit eine Reinigung der Anlage erforderlich wird.
Die RK Rose+Krieger GmbH aus Minden und die Lenord, Bauer &
Co. GmbH aus Oberhausen arbeiten bereits seit einigen Jahren erfolgreich
auf dem Gebiet der automatisierten Formatverstellungen
zusammen und bieten in Kooperation aufeinander abgestimmte
Lösungen an. RK Rose+Krieger liefert die Linearachsen und Lenord
+ Bauer die elektromotorischen Stellantriebe. Da war es naheliegend,
auch korrosionsbeständige Lösungen für die automatisierte
Einrohrachse aus Edelstahl
„Die Entwicklung einer Formatverstellung aus Edelstahl
war für uns ein logischer Schritt. Wir haben bereits in der
Vergangenheit E-II-Einrohrachsen aus Edelstahl als Sonderlösung
geliefert und nun die beiden gängigen Baugrößen
30 und 40 als Weiterentwicklung in unser Standardprogramm
aufgenommen. Zudem konnten wir zahlreiche
Synergien nutzen“, erklärt Jörg Töhte, Key Account Manager
bei RK Rose+Krieger. So bieten die Mindener Spezialisten für
Linear-, Profil- und Verbindungstechnik bereits seit einigen Jahren erfolgreich
Rohrverbindungselemente aus Edelstahl an. Diese Robust
Clamps kommen nun bei den Edelstahlausführungen der Ein -
rohrachsen als Anbindungselemente und Führungsschlitten zum
Einsatz. Dabei erleichtert die Variantenvielfalt der Befestigungs -
elemente die Anbindung an die bauseitige Konstruktion.
Bild: endostock-Fotolia.com
Korrosionsbeständige Rohrsystem-Lineareinheit
Die Edelstahlversion der Einrohr-Lineareiheit E-II eignet sich für
leichte bis schwere Verstellaufgaben. Sie ist 100 % korrosionsbeständig
und besitzt gegenüber den Standardeinheiten einen erweiterten
Temperaturbereich von -30 bis +80 °C – auf Wunsch ist hier
durch den Austausch des Gleitbuchsenmaterials des Führungsschlittens
sogar noch eine Steigerung möglich. Da die Edelstahl -
achsen zudem mit lebensmittelunbedenklichen, FDA-konformen
Schmierstoffen arbeiten und wash-down-fähig sind, empfehlen sie
sich beispielsweise für die Breiten-, Höhen- und Längenverstellung
in Verpackungsmaschinen der Lebensmittelindustrie.
Das Endelement der Rohrsystem-Lineareinheiten ist als Edelstahlkugellager
für die Spindellagerung ausgeführt und serienmäßig
mit Ablaufbohrungen versehen. Edelstahlabdeckungen für die
Lagersitze und die Führungsnut dienen der optischen Verkleidung,
102 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Transportsysteme
100 % korrosionsbeständig und
wash-down-fähig – die E-II-Einrohr-
Lineareinheiten aus Edelstahl in
den Baugrößen 30 und 40
Bild: RK Rose+Krieger
Bild: RK Rose+Krieger
Befestigungselemente aus der Robust-Clamps-
Serie ermöglichen die einfache Anbindung der
E-II-Edelstahl-Lineareinheit an die Maschine
Bild: RK Rose+Krieger
Die E-II-Edelstahl-Formatverstellungen von
RK Rose+Krieger werden optimal durch die
Stellantriebe von Lenord + Bauer ergänzt
sind jedoch gleichzeitig ein effektiver Staubschutz und können auch
als Hubbegrenzung genutzt werden. Die Einrohreinheiten aus Edelstahl
sind mit Rechts- oder Links- sowie Rechts- und Linksgewinde
lieferbar. Dabei eignet sich die Variante mit Rechts- und Linksgewinde,
bei der sich die Schlitten aufeinander zubewegen, vor allem für
Formatverstellungen. Optional kann ein zweiter, lose mitlaufender
Führungsschlitten vorgesehen werden.
Kompakte, stufenlose Stellantriebe
RK Rose+Krieger kombiniert seine Edelstahlachsen mit den Positionierantrieben
vom Typ Powerdrive GEL 6110 von Lenord + Bauer.
Der kompakte elektromotorische Stellantrieb eignet sich für den
Einsatz in Verpackungsmaschinen sowie Nahrungs- und Abfüllan -
lagen und ist hier die deutlich kostengünstigere Alternative gegenüber
den üblicherweise verwendeten feuchtigkeitsgekapselten
High-end-Motoren. In seinem korrosionsbeständigen Gehäuse aus
Edelstahl (Schutzart IP67) vereint er einen bürstenlosen DC-Motor
und einen 32-Bit-Mikroprozessor mit einer kompakten Endstufe und
einem leistungsfähigen Getriebe sowie einem magnetisch abso -
luten Multiturngeber. Für die Anbindung der Stellantriebe an die
jeweilige Anlage bietet Lenord + Bauer dezentrale Steuereinheiten
wie die Powerdrive-Box. Sie kann bis zu fünf Antriebe regeln und
mit Spannung versorgen. Eine steckbare Schnittstelle erleichtert
das Einbinden der Box in gängige Industrienetze und sichert den
Datenaustausch mit der Anlagensteuerung.
Auch eine nachträgliche Ausrüstung einer Produktionsanlage mit
automatisierten Formatverstellungen ist ohne großen mechanischen
Aufwand möglich.
bec
www.rk-rose-krieger.com
www.lenord.de
smallFLEX
smalFLEX: Ein durchgängiges
Konzept der ganzheitlichen
Modularität zur Realisierung
echter Plug & Produce
Funktionalität.
smalFLEX kann im laufenden
Betrieb umgerüstet werden.
Der konsequent modulare
Aufbau, vom Transport der
Werkstückträger über die
Zuführung der Bauteile mittels
Pick & Place-Systeme bis
hin zu einzelnen Montageund
Dispensvorgängen,
ist Grundstein dieses völlig
neuartigen Automatisierungssystems.
Detaillierte Informationen zur automatischen
Formatverstellung und Positionierung:
hier.pro/OFoq8
Hannover Messe: Halle 16, Stand E18
www.ief-werner.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 103

ANTRIEBSTECHNIK
ELEKTROMOTOREN
Closed-Loop-Steuerung auf linearen Schrittmotorantrieben mit CANopen-Schnittstelle
Antriebsplattform für
kundenspezifische Anwendungen
Warum teuer mit zu viel Performance, wenn es kostengünstig und auf die Anwendung zugeschnitten geht.
Aus diesem Grund haben Adlos und Koco Motion „Kann-Motion“ entwickelt. Das aus einem Schrittmotor, Encoder
und Steuerung bestehende Servosystem kommuniziert über eine RS232-Schnittstelle bei der Ausführung von
Positionieraufgaben. Nun wurde die Antriebsplattform um einige Features erweitert, beispielsweise um eine
CANopen-Schnittstelle.
Angela Struck, Fachjournalistin in Langenpreising
Rückansicht vom Drehtellermotor
und dem Freigabemotor
Das aus einem Schrittmotor, Encoder und Steuerung bestehende
Servosystem „Kann-Motion“ ist eine Plattform für kundenspezifische
Anwendungen auf Basis integrierter Schrittmotorsteuerungen.
Das eine Konzept bietet somit viele Möglichkeiten für unterschiedlichste
Anforderungen. Auf diese Plattform wird das platzsparende
und kostenoptimierte Antriebssystem individuell angepasst.
Und das lohnt sich häufig schon für verhältnismäßig kleine Stückzahlen
ab 100 Stück.
Neue Features
Der Motor kann mit Hilfe des „Stepper-Config-Tools“ programmiert
werden. Das Tool ist gratis und kann heruntergeladen werden
(www.kannmotion.com/updates.php). Mit diesem einfach zu bedienenden
Werkzeug lassen sich innerhalb kürzester Zeit selbst komplexe
Abläufe und Regelalgorithmen effizient abbilden. Damit eröff-
net das System neue Anwendungsfelder, die
bislang oft anderen Technologien vorbehalten
blieben: So wurde die Steuerung beispielsweise
mit einem Linearaktuator kombiniert
und konnte so einen Pneumatik-Zylinder ersetzen.
Die Hublängen sind stufenlos flexibel.
Innerhalb einer Bewegung lassen sich
unterschiedliche Geschwindigkeiten realisieren.
Für industrielle Anwendungen können
die Stecker durch robuste Schraubanschlüsse
ersetzt werden. Auf Wunsch lässt sich zudem
die Schutzklasse auf IP65 erhöhen. Zur Vernetzung innerhalb komplexer
Geräte verfügt das Servosystem neben der standardmäßigen
RS232-Schnittstelle jetzt über eine CANopen-Schnittstelle. Für
dieses Jahr ist zusätzlich noch eine IO-Link-Schnittstelle geplant.
Bild: Koco Motion
Anwendung Münzsortierer
Zur letzten SPS haben die beiden Partner das Servosystem in der
Anwendung eines Münzsortierers vorgestellt und damit eine komplexe
Anwendung ohne SPS demonstriert. In diesem Münzsortierer
werden Münzen vereinzelt, ihr Durchmesser gemessen, entsprechend
in Position gebracht und schließlich dem richtigen Fach zugeführt.
Der Münzsortierer wurde mit drei Kann-Motion-Antrieben aufgebaut,
die über eine Ablaufsteuerung DIO (digitaler Input und
Output) gesteuert werden. Jeder Servomotor hat dabei eine spezielle
Aufgabe zu erfüllen. Der Freigabemotor dient als Schranke
und lässt die Münze in das dafür vorgesehen Fach fallen. Der Vibrationsmotor
befördert die Münzen in der Rutsche, indem der Schrittmotor
absichtlich außer Tritt fällt und damit vibriert. Fällt eine Münze
in die Rutsche durchbricht diese eine Lichtschranke und gibt dem Vibrationsmotor
das Stoppsignal. Das Servosystem gibt dann ein
Startsignal an den Drehtellermotor weiter. Nach Erhalt dieses Signals
liest der Drehtellermotor den analogen Input ein. In der Pro-
104 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

ELEKTROMOTOREN
ANTRIEBSTECHNIK
Bild: Koco Motion
Die Münze befindet sich an der Messstelle und wird von der Schranke
über den Freigabemotor zurückgehalten
Bild: Koco Motion
Der Münzsortierer veranschaulicht, dass sich mit dem Kann Motion auch
ohne SPS eine komplexe Anwendung umsetzen lässt
Bedieneroberfläche vom Stepper-Config-Tool: Hierüber lässt sich der
Kann Motion einstellen, programmieren und steuern
grammierung des Systems ist eine Tabelle hinterlegt, welche den
Durchmesser der Münze einem Fach im Drehteller zuordnet. Der
Drehteller dreht sich in Position und gibt dem Freigabemotor das
Startsignal. Diese Anwendung lässt sich sehr vielseitig adaptieren
so zum Beispiel in einem Rundtaktmontageautomaten oder an einem
Paternoster. Der Münzsortierer soll aufzeigen, wie einfach und
vor allem wie flexibel das Servosystem einsetzbar ist.
Bild: Koco Motion
Das Kann-Motion-Konzept
Der kompakte Kann-Motion basiert auf typischerweise 80% Standardbauteilen
und ist als geschlossener Regelkreis konzipiert. Er arbeitet
auch im Dauerlauf zuverlässig wie ein Servomotor und lässt
sich über Befehle oder Ablaufprogramme programmieren. Einsatz
findet das Servosystem für Positionieraufgaben und Anwendungen,
die einen geregelten Dauerlauf oder programmierten Bewegungsablauf
benötigen. Die Lösung wird in den Flanschgrößen Nema 17,
23, 24 und 34 mit Drehmomenten bis 10 Nm angeboten. Die Versorgungsspannung
beträgt 24 V, 2 A bzw. 48 V, 10 A.
jg
www.kocomotion.de
Details zum Servosystem Kann-Motion von Koco Motion
und Adlos:
hier.pro/fDB5D
Hannover Messe: Halle 14, Stand L35
www.knapp-waelzlagertechnik.de
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 105

ANTRIEBSTECHNIK
ELEKTROMOTOREN
Synchronmotoren für Ein- und Mehrachsen-Anwendungen
Mit integrierter Regelelektronik
Vor allem für Automatisierer und Anlagenbauer aus Lebensmittel-, Förder- und Mischtechnik ist die Baureihe HFI von
Engel Elektroantriebe interessant. Die Synchronantriebe mit integrierter Regelelektronik und STO-Sicherheitsfunktion
punkten unter anderem mit ihrer Kompatibilität zu vielen Feldbus-Standards und praxisnahen Features. Geeignet sind
sie insbesondere für viele Ein- und Mehrachsen-Anwendungen.
Michael Stöcker, Fachjournalist in Darmstadt
Die Baureihe HFI von Engel Elektroantriebe
umfasst vier integrierte
Synchronmotoren mit Leistungen bis
600 Watt und Nenndrehmomenten
von bis zu 1,9 Nm mit Flanschmaßen
von 47, 55, 65 und 75 mm
Je nach Bedarf und Wunsch des
Kunden ergänzt das Unternehmen
seine integrierten
Synchronmotoren der Baureihe
HFI mit passenden Haltebremsen
und Planetengetrieben
Bild: Engel Elektroantriebe
Die Baureihe HFI von Engel Elektroantriebe umfasst integrierte
Synchronantriebe mit Leistungen bis 600 Watt und Nenndrehmomenten
von bis zu 1,9 Nm. Sie setzt sich zusammen aus vier
Modellen in den Größen 22, 26, 32 und 37 – mit Flanschmaßen von
47, 55, 65 und 75 mm. Alle vier Antriebe werden zudem in zwei Systemlängen
zwischen 30 und 90 mm angeboten. Über diese Basisparameter
hinaus punkten die Synchronantriebe des Antriebsspezialisten
mit ihrer umfangreichen Ausstattung, die Anwendern in
ganz unterschiedlichen Branchen und Einsatzgebieten viele Möglichkeiten
eröffnen. So etwa in der Lebensmittel-, Förder- und
Mischtechnik sowie den Bereichen Transportwesen und Fördertechnik.
Zu den Vorteilen der Antriebe gehören vor allem die Kompatibilität
zu den wichtigsten industriellen Feldbus-Standards sowie die in
die Antriebe integrierte Sicherheitsfunktion Safe Torque Off (STO).
Offen für viele Busse
Die Antriebe des Herstellers überzeugen in der Praxis als Servotechnik-Lösung
sowohl für die Konstruktion dezentraler Standalone-Anwendungen
als auch für die Realisierung komplexer Mehrachsen-Systeme.
Dass sich die Synchronantriebe dabei in
CANopen-, Ethercat-, Profinet- oder Ethernet/IP-Umgebungen einbinden
lassen, bietet dem Anwender große steuerungstechnische
Flexibilität. Für die Gestaltung von Kinematiken von hoher Dynamik
– beispielsweise für schnell taktende Handhabungs- und Fördersysteme
– erweist sich zudem die serienmäßig integrierte STO-Funktion
als Vorteil. „Das elektronische Security-Feature nach PL [e] Kat 3
und SIL-3 überzeugt mit sehr kurzen Reaktionszeiten. Dass dabei
auch auf den Einsatz konventioneller, elektromechanischer Schaltgeräte
verzichtet werden kann, reduziert die Kosten und schafft Freiraum
im Schaltschrank“, erläutert Thomas Preußer, Geschäftsführer
von Engel Elektroantriebe. Optisch zeigen sich die Synchronantriebe
des Herstellers aus Walluf in einem smarten Motorlike-Design.
Bild: Engel Elektroantriebe
106 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

ELEKTROMOTOREN
ANTRIEBSTECHNIK
Bremsen und Getriebe
Ausgelegt für den Betrieb an 24V und 48V werden die Synchronantriebe
der Baureihe – je nach Bedarf und Wunsch des Kunden – mit
passenden Haltebremsen und Planetengetrieben ergänzt. Da das
Portfolio des Spezialisten für bürstenlose Drehstrom-Synchronmotoren
optional immer auch die Realisierung von Sonderwünschen
mit einschließt, erhalten die Kunden in der Regel einbaufertige Komplettlösungen.
Übrigens: Die Antriebe setzen in puncto Leistung
und Drehmoment auf der HBI-Serie (Nenndrehmomente bis 1,55
Nm) des Unternehmens auf. Das bedeutet auch, dass sich das aktuelle
Gesamtprogramm des Herstellers damit um eine weitere Premium-Baureihe
mit universell und dezentral einsetzbaren Antrieben
mit integrierter Regelelektronik erweitert.
jg
www.engelantriebe.de
Bild: Engel Elektroantriebe
Thomas Preußer, Geschäftsführer von Engel Elektroantriebe: „Mit unserer
Baureihe HFI konnten wir auf der letzten SPS die Aufmerksamkeit von
Herstellern aus den unterschiedlichsten Branchen wecken konnten.“
Details zur HFI-Baureihe von Engel Elektroantriebe:
hier.pro/OPX7O
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und Fette nur zur Schmierung
eingesetzt werden ist gegenüber
der hydraulischen Bewegung ein
besonders umweltfreundlicher
Aspekt.
Über 3t können an den Säulen
mittels Schnellspanner fest aufgenommen
werden und von einem
Montageplatz zum nächsten,
horizontal mühelos über pneu-
matische Luftkissen, nur von
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Die Steigerung der Produktion
oder das Überwinden von logistischen
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Kran anlagen ist nur ein positiver
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verschiedene Achsen erweitern
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oder im Getriebebau von Schwerlastfahrzeugen
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Mit Rollen ausgestattet können
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 107

ANTRIEBSTECHNIK
ELEKTROMOTOREN
Frequenzumrichter: Drei-Level-Technologie versus LC-Filter
Verbesserte Motorströme
Beim Betrieb von Elektromotoren werden zwischen Umrichter und Motor häufig LC-Filter eingesetzt. Diese ermöglichen
es, entweder nur die Schaltflanken des vom Umrichter ausgegeben Pulsmusters zu entschärfen oder sogar annäherungsweise
sinusförmige Motorspannungen und Ströme zu erreichen. LC-Filter sind immer dann nötig, wenn die getaktete
Umrichter-Betriebsart zu einer unzulässig hohen Belastung der Motorisolation führt oder qualitativ schlechte
Motorströme auftreten. Ein Frequenzumrichter mit Drei-Level-Technologie kann jedoch in beiden Fällen den Einsatz von
LC-Filtern überflüssig machen.
Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb Antriebselektronik, Sieb & Meyer AG, Lüneburg
Bild: Sieb & Meyer
Für die Isolation von Statorwicklungen gibt es einschlägige Leitfäden
und Normen. So beschreibt die IEC 600034-25 sehr genau
die Grenzwerte von auftretenden Spannungsspitzen und Spannungs-Anstiegsgeschwindigkeiten,
die an den Motorklemmen maximal
auftreten sollten. Das grundsätzliche Problem beim Umrichter-
Betrieb mit der gängigen Puls-Weiten-Modulation (PWM) liegt darin,
dass die vom Umrichter an den Klemmen ausgegebene Spannung
in Rechteckform nicht in gleicher Form an den Motorklemmen
ankommt. Abhängig vom physikalischen Aufbau der Gesamtanlage
bzw. Maschine und den verwendeten Motorleitungen können am
Motor Spannungsspitzen von über 2000 V auftreten. Insbesondere
die Motorleitungslänge hat einen großen Einfluss auf die Spannungsspitzen
– und zwar bereits ab circa fünf Metern Länge.
Spannungsspitzen vermeiden
Hohe auftretende Spannungsspitzen belasten die Statorwicklungen
enorm und können zu Isolationsdurchbrüchen führen, die die Statorwicklungen
dauerhaft schädigen. Dies führt wiederum zu Kurz-
108 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
Der Frequenzumrichter
SD2M von Sieb & Meyer
basiert auf der innovativen
Drei-Level-
Technologie
schlüssen zwischen den Wicklungen. Eine bleibende Schädigung
kann innerhalb von Sekunden, aber auch erst nach Monaten auftreten.
LC-Filter können diesen Effekt sicher verhindern. Wer sie einsetzt,
muss jedoch mit zusätzlichen Kosten, zusätzlichem Platzbedarf
und Gewicht sowie Einbußen im Wirkungsgrad rechnen. Auch
gilt es, LC-Filter vorab für die jeweilige Applikation auszulegen – das
kostet Zeit und Flexibilität. Zur Bewertung von Spannungsspitzen
werden sowohl die maximal auftretende Spannungs-Amplitude
(U peak
), aber auch die dabei auftretende Spannungsanstiegs-Geschwindigkeit
(tr) herangezogen. Heutige Standardumrichter im
Leistungsbereich ab ca. 2 kW werden in der Regel über das dreiphasige
400-V-Netz versorgt und arbeiten mit einer Zwei-Level-PWM.
Moderne und schnelle Halbleiterschalter erzeugen Spannungsspitzen
am Motor, die nicht selten deutlich größer werden als 1000 V.
Somit wird das Kriterium der Spannungsanstiegs-Geschwindigkeit
(tr) immer wichtiger, wobei sich die Richtwerte häufig nicht einhalten
lassen. In der Folge werden LC-Filter notwendig – sie sind aber
nicht die einzige Option: Eine echte Alternative stellt die Umrichter-
Technologie mit Drei-Level-PWM dar. Die maximalen Spannungssprünge
betragen nur die Hälfte der Zwei-Level-Technologie. Das
führt in der Regel dazu, dass die am Motor zu messenden maximalen
Spannungsimpulse unter 1000 V liegen und damit auch die maximal
erlaubte Spannungsanstiegs-Geschwindigkeit eingehalten werden
kann – sogar mit modernsten Halbleitern. Die Folge: LC-Filter
können entfallen.
Qualität der Motorströme verbessern
Für Drehstrommotoren ist es essentiell wichtig, dass die Qualität
der eingeprägten Motorströme qualitativ sehr gut ist. Alles, was von
der idealen Sinusform abweicht, erzeugt Verluste im Motor. Circa 90
% dieser Verluste entstehen im Rotor und führen damit zu unerwünschten
Erwärmungen. Der von der Sinusform abweichende
Motorstromanteil wird durch den Umrichter mit seiner PWM-
Arbeitsweise erzeugt und stellt sich als sogenannter Ripple-Strom
dar. Dieser überlagert den sinusförmigen Motorstrom. Der sich einstellende
Ripple-Strom ist abhängig von der Schaltfrequenz, der
Umrichter-DC-Spannung und – ganz entscheidend – von der Motor -
induktivität. Kleine Induktivitäten erzeugen große Ripple-Ströme,
was insbesondere bei schnelllaufenden Synchronmotoren sehr ungünstig
ist, da diese physikalisch bedingt sehr kleine Induktivitäten
haben müssen. Die entstehende Rotorerwärmung kann extreme
Auswirkungen auf die Rotorstabilität, die Permanentmagnete und
die Lagerung haben. Die Probleme treten vor allem bei hohen Nenn-

ELEKTROMOTOREN
ANTRIEBSTECHNIK
drehzahlen des Motors auf. Um dies zu vermeiden, werden bei
Standard-Umrichtern mit Zwei-Level-PWM und niedriger Schaltfrequenz
häufig LC-Filter eingesetzt. Eine weitere Lösungsmöglichkeit
besteht jedoch darin, die Schaltfrequenz für die PWM zu erhöhen.
Wird sie verdoppelt, reduziert sich der Ripple-Strom in der Regel um
die Hälfte. Technisch wie wirtschaftlich hat dies allerdings seine
Grenzen. Zum einen sind schnell schaltende Leistungstransistoren
im höheren Spannungsbereich teurer. Aber auch die Schaltverluste
in der Endstufe nehmen stark zu, was sich ungünstig auf den Wirkungsgrad
und damit auch den Kühlungsaufwand auswirkt. Außerdem
reagieren nicht alle Motoren positiv auf eine Schaltfrequenz -
erhöhung. Baubedingt kommt es vor, dass eine Erhöhung der
Schaltfrequenz nur sehr wenig Verbesserungen in den Motorverlusten
bringt. Dies ist hauptsächlich der Fall, wenn es sich um Synchronmotoren
handelt, in denen keine Segmentierung der Permanentmagnete
vorliegt.
Drei-Level-Technologie in Kombination mit
Schaltfrequenzerhöhung
Alternativ besteht auch hier die Möglichkeit, die Drei-Level-Technologie
einzusetzen. Dabei werden die Leistungshalbleiter der Endstufen
technologiebedingt nur mit der Hälfte der Spannung beaufschlagt,
wie sie bei der Zwei-Level-Technologie vorkommen. Somit
ist es möglich, mit Leistungshalbleitern zu arbeiten, die für wesent-
lich geringere Spannungen ausgelegt sind und damit (technologiebedingt)
auch noch schneller schalten. Das Resultat: In der Endstufe
entstehen weniger Schaltverluste und die Schaltfrequenz lässt sich
deutlich erhöhen. Gleichzeitig wird der Motor im Vergleich zur Zwei-
Level-Technologie nur mit 50 % der Spannungssprünge belastet. Allein
durch den Einsatz der Drei-Level-Technologie lassen sich die im
Rotor entstehenden Verluste um ca. 75 % reduzieren. Nutzt man
nun beides, Drei-Level-Technologie und Schaltfrequenzerhöhung,
lassen sich die im Rotor entstehenden Verluste um bis zu 90 % senken.
LC-Filter können dann häufig komplett entfallen. Das Fazit: Umrichter
mit Drei-Level-PWM sind in vielen Applikationen geeignet,
um LC-Filter einzusparen. Lange Motorleitungen sind kein Hindernis
und auch die Qualität des Motorstromes wird deutlich verbessert.
Im Rotor entstehen weniger Verluste (Wärme), was insbesondere
für schnelldrehende Motoren von Vorteil ist. Der Platzbedarf
sowie Gewicht des Gesamtpaketes verringern sich und die Flexibilität
in der Anwendung steigt.
jg
www.sieb-meyer.de
Details zu den Frequenzumrichtern der Baureihe SD2M
von Sieb & Meyer:
hier.pro/EuLml
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 109

ANTRIEBSTECHNIK
GETRIEBE
Bild: Harmonic Drive
Einbausätze der Baureihe CSG-2A sind in zehn Baugrößen erhältlich
Drehmomentgesteigert mit lebenslanger Präzision
Hohe Positioniergenauigkeit
In vielen Anwendungen wie Industrierobotern, Schleifmaschinen, Bearbeitungszentren oder Handlingsystemen
müssen die eingesetzten Bauteile leicht und kompakt sein. Daher hat sich Harmonic Drive bei seinen CSG-
2A-Getriebe-Einbausätzen auf das Wesentliche beschränkt. Die Baureihe deckt einen breiten Drehmomentbereich
ab und verfügt über eine hohe Lebensdauer. Aufgrund der Positioniergenauigkeit werden stabile
Maschineneigenschaften mit kurzen Taktzeiten ermöglicht.
Sebastian Finhold, Produktmanager Mechanik bei der Harmonic Drive AG, Limburg
Handlingssysteme für Produktionsanlagen stellen extreme Anforderungen
an ihre Antriebssysteme. Um kurze Zykluszeiten
und somit eine hohe Effizienz beim Bauteilhandling zu gewährleisten,
müssen die Antriebssysteme hochdynamisch beschleunigen
und verzögern sowie Verfahrwege mit hohen Drehzahlen schnell
überbrücken können. Darüber hinaus sollen die im Kollisionsfall auftretenden
Schocklasten möglichst keine Schäden an den Antriebssystemen
verursachen. Die Positionierung der Antriebssysteme
muss mit höchster Präzision erfolgen, um hohe und reproduzierbare
Bauteilqualität zu gewährleisten. Um im engen Maschinenraum die
Bauteile zu bewegen, ist zudem ein kompakter Aufbau der
Handlingssysteme erforderlich.
Geeignet für hochdynamische Anwendungen
Der Einbausatz der Baureihe CSG-2A eignet sich für solche hochdynamischen
Anwendungen. Als Wellgetriebe mit lebenslanger Präzision
zeichnet er sich durch Spielfreiheit sowie höchste Übertragungs-
und Positioniergenauigkeit aus, die aufgrund der prinzipbedingten
Vorspannung des Getriebes über die komplette Lebensdauer
aufrechterhalten werden. Im Vergleich zu Standardwellgetrieben
weist diese Baureihe bei unveränderten Abmessungen um 30% höhere
Drehmomente auf (Spitzen-, Nenn-, Durchschnitts- und Kollisionsdrehmoment).
Somit sind in der Anwendung höhere Beschleunigungen
und Verzögerungen möglich und die Zykluszeiten können reduziert
werden. Alternativ kann bei gleicher Belastung auch eine
kleinere Getriebebaugröße ausgewählt werden. So ist eine kompaktere
Konstruktion des Antriebssystems möglich. Durch das um 30%
gesteigerte Kollisionsdrehmoment weist die Baureihe eine im Vergleich
zu Standardwellgetrieben gesteigerte Robustheit gegenüber
Schocklasten auf. Die höhere Belastbarkeit des Getriebes geht allerdings
nicht zulasten der Lebensdauer. Im Gegenteil – die Lebensdauer
konnte gegenüber dem Standardgetriebe um 40% gesteigert
werden. Der Nutzer profitiert in der Anwendung somit von einer höheren
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Produktionsanlagen.
Erhältlich in zehn Baugrößen
Die Einbausätze der Baureihe sind erhältlich in zehn Baugrößen mit
den Untersetzungen 50, 80, 100, 120 und 160 bei einem wiederholbaren
Spitzendrehmoment zwischen 23 und 3419 Nm und einer
Drehmomentdichte von 260 bis 545 Nm/kg. Die feine Staffelung der
Baugrößen ermöglicht es, die am besten geeignete Getriebegröße
für die Anwendung zu wählen und somit immer passend zu dimensionieren.
Der Einbausatz bietet konstruktive Freiheit bei der Integration
in die Anwendung. Durch Nutzung der vorhandenen Gehäusestruktur
kann beispielsweise ein separates Getriebegehäuse vermieden
werden. Weiterhin ist es möglich, das ohnehin vorhandene
Lagersystem der Anwendung als Abtriebslager des Einbausatzes zu
verwenden. Somit kann die Konstruktion auf Leichtbau optimiert
werden. Durch die hohe Drehmomentdichte der Einbausätze der
Baureihe ist zudem geringster Platzbedarf im Antriebssystem sichergestellt.
Der präzise und spielfreie Getriebe-Einbausatz ist das
zentrale Element der nach dem Wellgetriebeprinzip arbeitenden Getriebe
und Servoantriebe. Einbausätze des Herstellers bestehen aus
nur drei Präzisionsbauteilen: Wave Generator, Flexspline und
Circular Spline. Während der Wave Generator das Antriebselement
des Getriebes darstellt und sein ellipsenförmiger Grundkörper ein
speziell entwickeltes Kugellager trägt, definiert sich der Flexspline
als hochfestes, torsionssteifes, aber dennoch flexibles Bauteil mit
110 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Harmonic drive
Die Einbausätze decken einen breiten Drehmomentbereich ab und
verfügen über eine hohe Lebensdauer
Aufgrund der Positioniergenauigkeit der Einbausätze sind stabile Maschineneigenschaften
mit kurzen Taktzeiten möglich
Bild: Harmonic Drive
Bild: Harmonic Drive
Außenverzahnung zur zuverlässigen Übertragung hoher Lasten. Der
Circular Spline ist als starrer Ring mit Innenverzahnung ausgeführt.
Durch das Einfügen des Wave Generators nimmt der Flexspline dessen
elliptische Form an. Der drehende Wave Generator bewirkt am
Flexspline eine umlaufende Verformung. Das montierte Getriebe hat
im Bereich der großen Ellipsenachse zwei symmetrisch gegenüberliegende
Zahneingriffsbereiche. Die Drehung des Wave Generators
bewirkt einen permanenten umlaufenden Zahneingriff von Flexspline
und Circular Spline. Da der Ersterer zwei Zähne weniger als Letzterer
aufweist, bewirkt eine Drehung des Wave Generators eine Relativbewegung
des Flexsplines zum Circular Spline.
Die wesentlichen Eigenschaften des
Wellgetriebes beruhen maßgeblich
auf dem Zusammenspiel seiner einfachen
Konstruktion und dem einmaligen
Prinzip der elastischen Deformation
von Stahlzahnrädern
Hohe Drehmomentdichte bei kleinen Abmessungen
Die wesentlichen Eigenschaften des Wellgetriebes beruhen maßgeblich
auf dem Zusammenspiel seiner einfachen Konstruktion und
dem einmaligen Prinzip der elastischen Deformation von Stahlzahnrädern.
Hohe Drehmomentdichte bei kleinen Abmessungen und geringem
Gewicht ermöglichen im Vergleich zu herkömmlichen Getriebetypen
den Einsatz in kompakteren und leichteren Anwendungen.
Aufgrund des einfachen Aufbaus aus lediglich drei Basiskomponenten
und der koaxialen Ausrichtung von An- und Abtrieb ist ein einfacher
Anbau von Motoren sowie eine leichte Integration in die Konstruktion
möglich. Hohe Untersetzungen in einer Stufe, hohe Wirkungsgrade,
Spielfreiheit sowie sehr gute Positionier- und Wiederholgenauigkeit
sprechen für die Wellgetriebe des Herstellers. jg
www.harmonicdrive.de
Details zu den CSG-2A-Einbausätzen von Harmonic
Drive:
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K|E|M Konstruktion 01. 03-04 – 05.04.2019
111
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ANTRIEBSTECHNIK
GETRIEBE
Industriegetriebe kombinieren geringe Übersetzungen mit hohen Leistungen
Gut gekühlt für hohe Leistung
Die bereits bekannten Maxxdrive-Industriegetriebe von Nord Drivesystems bieten hohe Abtriebsdrehmomente
von 15 bis 250 kNm und eignen sich damit für den Einsatz in Heavy-Duty-Anwendungen wie Rührwerken, Bandantrieben,
Mischern, Mühlen, Trommeln oder Brechern. Mit der neuen Baureihe XT wurde das Baukastensystem
erweitert. Mit hohen thermischen Grenzleistungen ist diese jetzt für Anwendungen wie Bandförderanlagen in der
Schüttgutlogistik optimiert.
Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems Gruppe, Bargteheide
Die neuste Industriegetriebe-Generation
Maxxdrive XT ist insbesondere
auf Anwendungen abgestimmt, in
denen geringe Übersetzungen in
Kombination mit hohen Leistungen
gefragt sind
Nord Drivesystems bietet zuverlässige, sichere und kundenindividuelle
Antriebssysteme für die Beförderung von Schüttgütern.
Alle Bestandteile der Antriebslösungen sind genau aufeinander
abgestimmt und gewährleisten einen reibungslosen Betrieb
auch unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen. Dazu gehören große
Temperaturschwankungen, abrasive Umgebungsmedien sowie
raue Betriebsbedingungen. Die Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit
der Lösungen des Herstellers unter diesen Herausforderungen
hat sich in der Schüttgutindustrie bereits weltweit bewährt. Sie
überzeugen durch lange Lebensdauer, hohe Zuverlässigkeit und hohe
Präzision. Die optimale Abdichtung ermöglicht lange Einsatzzeiten
ohne Leckagen.
Bewährte Technik weitergedacht
Die Maxxdrive-Industriegetriebe gehören seit zehn Jahren zum Programm
des Antriebsspezialisten und wurden in dieser Zeit ständig
zielgerichtet weiterentwickelt. Der Leistungs- und Drehzahlbereich
der neu vorgestellten 2-stufigen Kegelstirnradgetriebe Maxxdrive
XT wurde speziell für Anwendungen optimiert, in denen geringe
Übersetzungen in Kombination mit hohen Leistungen gefragt sind.
Das ist beispielsweise bei Bandförderanlagen in der Schüttgutlogistik
und der Mineralienindustrie der Fall. Dort sind außerdem besonders
robuste Lösungen wichtig, die widerstandsfähig gegen Ver-
schmutzung und verlässlich im
rauen Betrieb sind. Das erfordert
besondere Abdichtungskonzepte
mit möglichst geringem Wartungsaufwand.
Außerdem sollten
die Antriebsysteme nur mit Lüfterkühlung
auskommen. Die anwendungsoptimierten
XT-Industriegetriebe
sind optimal darauf
vorbereitet und können individuell
auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten
werden. Dank der
modularen Baukastenstruktur können viele Optionen und Ausrüstungen
der bestehenden Industriegetriebe-Serie genutzt werden.
Aus dem bewährten Baukasten der Baureihe werden viele Bauteile
übernommen, sodass die Lieferzeiten denen der Standard-Getrieben
entsprechen.
Die Abtriebsdrehmomente der XT-Baureihe liegen zwischen 15 und
75 kNm bei einem Übersetzungsbereich von 6,3 bis 22,4. Zur Verfügung
stehen die neuen Industriegetriebe in sieben Baugrößen für
Leistungen von 50 bis 1500 kW und Drehmomente von 15.000 bis
75.000 Nm. Die Serie ist im Unterschied zu den bisherigen Bauformen
standardmäßig mit einem stark verrippten Block-Gehäuse und
einem integrierten Axiallüfter ausgerüstet. Durch die vergrößerte
Oberfläche und die Luftführungshauben wird die Luftkühlströmung
optimiert und eine sehr hohe thermische Grenzleistung erreicht. So
kann in vielen Fällen auf zusätzliche Kühloptionen verzichtet werden.
Möglich wurde das durch Strömungssimulationen mittels
Computational Fluid Dynamics (CFD), um das Design und die Abstimmung
zum Lüfter zu optimieren. Zudem wurde das thermische
Konzept im Prüffeld validiert und die Lösung anhand der gewonnen
Erkenntnisse weiter verbessert.
Bild: Nord Drivesystems
Wirtschaftliches Baukastensystem
Die kompletten Antriebslösungen des Herstellers werden nach dem
Baukastenprinzip kundenindividuell projektiert. Durch das abgestimmte
Baukastensystem können auch für preissensible Branchen
112 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Nord Drivesystems
Maxxdrive-XT-Industriegetriebe sind für Bandförderanlagen in der
Schüttgut- und Mineralienindustrie geeignet
Lösungen angeboten werden. Grundlage ist ein vielfältiges Angebot
aus Frequenzumrichtern, Motoren, Getrieben sowie Kupplungs- und
Bremssystemen mit jeweils zahlreichen Optionen. Ausstattungsmerkmale
wie auf den Prozess und das Getriebe abgestimmte
Hydraulik-Kupplungen oder Taconite-Dichtungen, die Wellendichtringe
effektiv gegen abrasive Stäube und korrosive Einflüsse schützen,
sorgen für reibungslosen Betrieb. Große Wälzlager und Achsabstände
erhöhen die Belastbarkeit und Lebensdauer der Komponenten.
Hochpräzise Kegelräder bewirken einen geräuscharmen Betrieb.
Vernetzte Wartungskonzepte
Speziell für schwere Industriegetriebe erprobt der Spezialist aus
Bargteheide zudem innovative Predictive-Maintenance-Konzepte.
Die über den Frequenzumrichter vernetzten Antriebe des Herstellers
können ihre Zustandsdaten über die Steuerung oder direkt in eine
sichere Cloud kommunizieren. Ziel ist es, durch eine optionale
Schwingungsüberwachung Änderungen des Zustandes frühzeitig
zu erkennen, um eine vorausschauende Wartung planen zu können.
Die Erfassung der Leistungsdaten sorgt zudem für eine optimierte
Anlagendimensionierung sowie eine kontinuierliche Zustandsüberwachung
(Condition Monitoring) der Antriebe.
jg
www.nord.com
Bild: Nord Drivesystems
Die Nord-Antriebslösungen werden nach dem Baukastenprinzip kundenindividuell
projektiert. Durch das abgestimmte Baukastensystem können
auch für preissensible Branchen Lösungen angeboten werden
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Details zu den Maxxdrive-Industriegetrieben von Nord
Drivesystems:
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© Stäubli 2019 | Photocredits: Stäubli
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 113

ANTRIEBSTECHNIK
KUPPLUNGEN & BREMSEN
Im Gespräch: Sven Karpstein, Geschäftsführer KBK Antriebstechnik GmbH
„Unsere Kupplung ermöglicht eine
signifikante Zeiteinsparung“
KBK Antriebstechnik hat die erste in der Länge verstellbare Metallbalgkupplung entwickelt, die servotauglich
ist. Im Interview mit KEM Konstruktion erklärt Geschäftsführer Sven Karpstein, welchen Mehrwert
diese Innovation für Anwender hat.
Interview: Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur KEM Konstruktion
KEM Konstruktion: Auf der Motek 2018 hat KBK Antriebstechnik
unter anderem seine neue verstellbare Kupplung für Servoantriebe
vorgestellt. Welche technischen Vorteile hat diese
Kupplung und welchen Mehrwert bietet sie Konstrukteuren?
Karpstein: Die Kupplung bietet den großen Vorteil, dass sie in der
Länge stufenlos einstellbar ist und für die Verstellung beziehungsweise
das Einstellen kein Werkzeug benötigt wird. Das heißt, das
die Längenänderung ohne das Eingreifen eines Monteurs an der
Maschine und somit automatisiert erfolgen kann, was eine enorme
Zeitersparnis mit sich bringt.
KEM Konstruktion: Kupplungen dieses Typs wiesen bisher ein
erhöhtes Spiel auf. Für die Anbindung an einen Servoantrieb
muss das Drehmoment aber präzise und spielfrei übertragen
werden. Wie haben Sie dieses Problem bei der neuen Kupplung
gelöst?
Karpstein: Grundlage bietet hier eine Kombination aus Buchsen
und Führungen die extrem präzise aufeinander abgestimmt sind. Da
in jeder Kupplung mehrere dieser Führungen zum Einsatz kommen
werden diese so angeordnet, dass das Spiel in der Kupplung eliminiert
wird.
KEM Konstruktion: Für welche Applikationen ist die längenverstellbare
Metallbalgkupplung geeignet und gibt es schon
konkrete Praxisbeispiele?
Karpstein: Das längenverstellbare Kupplungssystem kann zum
„Ein- und Auskuppeln“ verschiedener anzutreibender Teile (Werkzeuge,
Prüflinge, Walzenkörper) verwendet werden. Weiterhin kann
man durch dieses System Montagebohrungen in Montageglocken
zum Beispiel von Getrieben weglassen und die Klemmschraube
schnell und einfach lösen oder anziehen, nachdem man die Kupplung
aus der Glocke gezogen hat. Ein Praxisbeispiel ist ein Druckmaschinenhersteller,
der durch unsere Kupplung eine signifikante Zeiteinsparung
bei dem Wechsel der Druckwalzen erzielen und gleichzeitig
präziseres Druckergebnis erzielen konnte.
KEM Konstruktion: Bisher haben sie die Kupplung noch nicht
als Standard-Reihe ins Programm aufgenommen. Warum?
Karpstein: Die verschiedenen Anforderungen was maximale Längenverstellung,
Drehmomente, Baugröße und Ausgleichelement
angeht, waren bislang sehr kundenspezifisch. Es wird aktuell also
im Einzelfall die für den Kunden ideale Konfiguration ausgelegt.
Dank unseres Baukastensystems können wir das auf diese Art sehr
schnell und kostengünstig umsetzen.
KEM Konstruktion: Lässt sich das Funktionsprinzip des Produkts
auch auf andere Kupplungstypen übertragen wie beispielsweise
Überlast- oder Sicherheitskupplungen?
Karpstein: Das Funktionsprinzip lässt sich problemlos in jede
„Kupplungsgattung“ übertragen. Ob nun in Kombination mit Metallbalgkupplung,
Gelenkkupplung, starrer Kupplung oder in Verbindung
mit einem Überlastschutz – es ist alles realisierbar.
Bild: KBK Antriebstechnik
114 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
Sven Karpstein, Geschäftsführer KBK Antriebstechnik GmbH: „Technische
Grundlage der neuen Kupplung ist eine Kombination aus Buchsen
und Führungen die extrem präzise aufeinander abgestimmt sind.“

nen sich dadurch für viele Einsatzgebiete, wo beispielsweise sehr
hohe Drehmomente ausgeglichen werden müssen oder wo mehrere
Wellen nacheinander miteinander verbunden werden müssen.
Hier ist eine Kombination aus starren und flexiblen Kupplungen die
optimale Wahl.
Anders als herkömmliche Kupplungen dieses Typs ist die längenverstellbare
Metallbalgkupplung von KBK mit Servo-Antrieben kompatibel
KEM Konstruktion: Eine aktuelle Neuvorstellung sind die starren
Wellenkupplungen der Baureihe KBST. Für welche Einsatzgebiete
eignen sich diese Kupplungen und warum ist das so?
Karpstein: Das Besondere an den starren Kupplungen von KBK ist
die Möglichkeit, unterschiedliche Bohrungskombinationen zu realisieren.
Wir können hier sehr flexibel und kostengünstig auf Kundenanforderungen
eingehen und somit eine viel größere Flexibilität in
der Konstruktion des Kunden zulassen. Die starren Kupplungen eig-
Bild: KBK Antriebstechnik
KEM Konstruktion: Die Entwicklung und Konstruktion von
Produkten verändert sich durch die Digitalisierung. Insbesondere
Simulationsprogramme und der 3D-Druck kommen dabei zunehmend
zum Einsatz. Wie beurteilen Sie den Einsatz solcher
Lösungen und nutzen Sie diese gegebenenfalls selbst?
Karpstein: Durch die Digitalisierung werden Produktentwicklungszyklen
enorm verkürzt und auch kundenspezifische Lösungen wesentlich
vereinfacht. Simulationsprogramme sind hier bei KBK
schon lange im Einsatz und ebenso bedienen wir uns des 3D
Drucks, um schneller und kostengünstiger die Entwicklung neuer
Produkte vorantreiben zu können.
www.kbk-antriebstechnik.de
Details zu den Metallbalgkupplungen von KBK
Antriebstechnik:
hier.pro/8AHhO
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 115

ANTRIEBSTECHNIK
KUPPLUNGEN & BREMSEN
Die KSS-Kupplung sorgt für eine sichere Übertragung aller Kräfte und Drehmomente selbst bei kleinen Wellendurchmessern
Bild: Jakob Antriebstechnik
Kupplungslösungen von Jakob Antriebstechnik
Für kleine und große Drehmomente
Einrichtungen, die teure Anlagen im Störfall vor Folgeschäden schützen, gewinnen an Bedeutung.
Sicherheitskupplungen gelten daher als Lebensversicherung der Maschine. Sie dienen als Überlastschutz,
gleichen Wellenversätze aus und vermeiden so Lagerverschleiß. Jakob Antriebstechnik bietet
für jeden Drehmomentbereich die passende Verbindung.
In Spezial-Hochgeschwindigkeits-Prüfständen wird im Dauertest
geprüft, wie sich unterschiedliche Schmierstoffe auf die Gleiteigenschaften
von Lagern auswirken. Bei der Konstruktion eines solchen
Prüfstandes müssen verschiedene Anforderungen berücksichtigt
werden. Besonderes Augenmerk gilt dabei dem Antrieb. Neben
einer querkraftfreien Lagerung ist die Kupplung ein nicht zu unterschätzendes
Bauteil. Sie muss wesentliche Eigenschaften wie absolute
Torsionssteife und gute Dämpfungseigenschaften mitbringen
und alle Versatzfehler zwischen den Wellenenden präzise und nahezu
kraftlos ausgleichen können.
Für diese Einsatzfälle eigenen sich torsionssteife flexible Kupplungen
generell gut. Die dünnen Metallbälge besitzen neben den ausgleichenden
auch schwingungsdämpfende Eigenschaften. Die KSS-
Kupplungen von Jakob mit 2-welligem Balg und geradem Zwischenstück
sind flexibel und lassen sich problemlos montieren durch Verwendung
von Konusbuchsen als Wellen-Naben-Verbindung. Sie versprechen
eine sichere Übertragung aller Kräfte und Drehmomente,
selbst bei kleinen Wellendurchmessern und ohne zusätzliche Passfeder.
Der rotationssymetrische Aufbau gewährleistet ein dynamisches
Betriebsverhalten, auch bei sehr hohen Drehzahlen. Zudem
zeichnen sich diese Kupplungstypen durch eine hohe Torsionssteife
und niedrige Rückstellkräfte bei Wellenversatz sowie ein niedriges
Trägheitsmoment aus. Drehmomente von 25 bis 2.500 Nm sind
möglich. Die KSS-Kupplungen werden häufig auch in Servo- und
Stellantrieben verbaut.
Lösung für hohe Drehzahlen
Von klein zu groß: Eine sichere und exakte Übertragung der Drehmomente
ist auch bei Präzisionsantrieben von Querschneidern essentiell.
Dies wird durch den Einsatz von Stahlbalgkupplungen mit
kraftschlüssiger Welle-Nabe-Verbindung gewährleistet.
Die Metallbalgkupplungen der Baureihe KXL wurden für mittlere
und große Antriebe bis maximal 65.000 Nm konzipiert. Ein besonderes
Konstruktionsmerkmal ist die dreiteilige Ausführung mit einem
flexiblen Balgpaket als Zwischenstück. Dieses ausbaubare Zwischenstück,
bestehend aus einem optimierten, verdrehsteifen Edelstahlbalg
mit jeweils zwei Balgwellen pro Seite und einem längenvariablen
Zwischenrohr, ist reibschlüssig (Schrauben ISO 4017/10.9)
mit den beiden Naben verbunden. Hieraus resultiert eine erhebliche
Montageerleichterung, da zum Beispiel im Wartungs- oder Servicefall
eine aufwendige Demontage der schweren Antriebs- bzw. Abtriebsaggregate
entfallen kann. Dem Konstrukteur stehen für den
konkreten Einsatzfall mehrere Nabenvarianten zur Verfügung. Das
116 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

KUPPLUNGEN & BREMSEN
ANTRIEBSTECHNIK
Die KSS-Kupplung eignet sich für Drehmomente von 25 bis 2500 Nm
Bild: Jakob Antriebstechnik
Die KGE Metallbalgkupplung wurde für alle Getriebe mit
Antriebsflansch entwickelt
Bild: Jakob Antriebstechnik
Nabentyp A/B: Kraftschlüssige, spielfreie Konus-Spannringverbindung
– außen / innenliegend. Balgpaket radial nichtfrei ausbaubar
Bild: Jakob Antriebstechnik
Die Metallbalgkupplungen der Baureihe KXL wurden für mittlere und
große Antriebe bis maximal 65.000 Nm konzipiert
günstige Massenträgheitsmoment und der rotationssymetrische
Aufbau gewährleisten ein gutes dynamisches Betriebsverhalten.
Die KXL-Kupplungen sind vor allem für präzise Antriebe, wie beispielsweise
für Druckmaschinen, Querschneider, Hauptspindelantriebe,
Transferachsen oder Getriebeanbindungen geeignet. Ein Medientransport
oder ein Parallelantriebsstrang durch den Kupplungsinnenraum
ist grundsätzlich möglich. Die Anbindung an die Wellen
kann wahlweise als Konusspannringnabe oder als Flanschnabe erfolgen.
Folgende Varianten sind verfügbar:
Nabentyp A: Kraftschlüssige, spielfreie Konus-Spannringverbindung
– außenliegend – Balgpaket radial frei ausbaubar. Bei der Gesamtlänge
„L4“ ist die axiale Längung des Balgpakets von 4 mm
bei der Montage bereits berücksichtigt.
Nabentyp B: Kraftschlüssige, spielfreie Konus-Spannringverbindung
– innenliegend – Balgpaket radial nicht frei ausbaubar.
Nabentyp F/G: Anbauflansch nach ISO 9409 oder Kundenangabe –
Zentrierung außen bzw. innen. Abmessungen der Flanschnabe F
und G von L13, L19 sowie D6, D9, D10, D11, D12 gemäß Kundenangabe.
Lösung für Getriebe mit Antriebsflansch
Mit der neuen kompakten KGE Metallbalgkupplung hat Jakob eine
maßgeschneiderte Lösung für alle Getriebe mit Antriebsflansch entwickelt.
Diese Systemeinheit fällt durch seine sehr kurze Bauweise
auf, bei maximaler Ausnutzung der Steifigkeit des Getriebes. Hiermit
werden dem Anwender eine sehr kompakte Maschinenbauweise
und eine extrem kurze Positionierzeiten ermöglicht.
Mittels eines modernen Mikro-Plasma-Schweißverfahrens werden
sichere und dauerhafte Verbindungen zwischen Metallbälgen und
Edelstahl- bzw. Stahlnaben mit reproduzierbarer Qualität erstellt.
Die Schweißverbindung erfüllt hohe Anforderungen hinsichtlich absoluter
Spielfreiheit, hoher Rundlaufgenauigkeit und maximaler Torsionssteife.
Eigenschaften der KGE Metallbalgkupplung in Kürze:
• für standardisierten Flanschanschluss DIN – EN – ISO 9409 – 1
• zweiteiliger Anschlussflansch
• kompakte Abmessungen
• robuste Ganzmetallausführung
• abtriebsseitig mit montagefreundlicher Easy- Klemmnabe
Im Gegensatz zu Klebeverbindungen ist es laut Anbieter auch bei
kritischen Betriebsbedingungen (-50 bis +300 °C, Chemikalien) absolut
und unbegrenzt dauerfest.
kf
www.jakobantriebstechnik.de
Weitere Informationen zu den Metallbalgkupplungen
von Jakob Antriebstechnik:
http://hier.pro/WJhBx
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 117

ANTRIEBSTECHNIK
KUPPLUNGEN & BREMSEN
Metallbalgkupplungen als unverzichtbare Komponente für die Antriebstechnik
Universelle Wellenverbindung
Metallbalgkupplungen ermöglichen die drehstarre Verbindung von Antriebs- und Abtriebswelle. Gegenüber
Gelenkwellen zeichnen sie sich durch Spiel- und Verschleißfreiheit aus. Zudem sind sie durch ihren mehrwelligen
Metallbalg prädestiniert, Wellenversatz und Winkelfehler mit geringen Rückstellkräften auszugleichen und so die
Standzeit einer Anlage positiv zu beeinflussen.
Thomas Domzalski, Leiter Technik Konstruktion, Enemac Maschinentechnik, Kleinwallstadt
So vielfältig wie die Anwendungsfelder der
Metallbalgkupplungen ist auch das Produktportfolio
von Enemac. Neben Standard-Kupplungen
hat der Hersteller auch spezialisierte Varianten
im Programm
Metallbalgkupplungen ist auch das Produktportfolio
des Antriebsspezialisten aus Kleinwallstadt.
Wellenversatz, der nicht durch ein Ausgleichselement ausgeglichen
wird, wirkt sich auf alle, im gesamten Antriebsstrang
verwendeten, Einzelkomponenten aus und führt in erster Linie zu
einem „unrunden“ Lauf der Anlage und somit zwangsläufig zu erhöhtem
Lagerverschleiß. Dies zieht meist Qualitätsverluste und
weitergehende Mängel nach sich. Für den erfahrenen Konstrukteur
ist daher der Einbau einer Metallbalgkupplung als Verbindungsglied
zwischen Antriebs- und Abtriebswelle eine Notwendigkeit. Zwar ist
eine Metallbalgkupplung kein Wellengelenk, doch durch ihren mehrwelligen
Metallbalg ist sie prädestiniert, Wellenversatz und Winkelfehler
mit geringen Rückstellkräften auszugleichen und so die
Standzeit einer Anlage nachhaltig positiv zu beeinflussen. Durch ihre
hohe Drehsteifigkeit bei sehr niedrigen Trägheitsmomenten und ihre
Fähigkeit, Drehmomente auch bei hohen Drehzahlen spielfrei
und winkelgenau zu übertragen, bietet sich die Metallbalgkupplung
als fast universelle und wirtschaftliche Wellenverbindung in vielfältiger
Weise an. Die Metallbalgkupplungen von Enemac Maschinentechnik
benötigen durch ihr spezielles Bördel-Einpressverfahren
zwischen Nabe und Balg kein Klebeverbindungsverfahren. Dadurch
werden diese Schwachstellen, die bevorzugt hinsichtlich der Dauerfestigkeit,
bei höheren Temperaturen oder rauen und aggressiven
Einsatzbedingungen in Erscheinung treten können, nahezu komplett
ausgeschlossen. So vielfältig wie die Anwendungsfelder der
Hohe Verdrehsteifigkeit
Die Standardbaureihen EWA und EWB mit
radialer Klemmnabe beispielsweise bestehen
aus hochfesten Aluminiumnaben verbunden
mit einem mehrlagigen Metallbalg aus Edelstahlblechen,
welcher der Kupplung eine hohe
Verdrehsteifigkeit mit gleichzeitigen minimalen
Rückstellkräften verleiht. Aufgrund der
hohen Positionier- und Rundlaufgenauigkeit,
auch bei hohen Drehzahlen beziehungsweise
schwierigen Bedingungen, eignen sich diese
Typen für hochdynamische Servoachsen in
Werkzeugmaschinen, Drehgebern oder auch
Tachometern. Der Ausgleich von axialem, radialem und lateralem
Wellenversatz ist für diese Kupplungen ebenso eine Leichtigkeit.
Die 4-wellige Metallbalgkupplung EWB eignet sich aufgrund ihrer
kurzen Baulänge besonders für Anwendungen mit minimalen Wellenabständen
und begrenzten Einbauverhältnissen. Neben dem
Standardportfolio führt der Kupplungsbauer auf bestimmte Anwendungsfelder
spezialisierte Metallbalgkupplungen im Programm. Type
EWM ist eine axial steckbare Sonderbaureihe für die einfache Montage
oder Blindmontage. Die unkomplizierte Handhabung sorgt für
eine schnelle und problemlose Montage beziehungsweise für ein
reibungsloses Auswechseln im Schadensfall – dadurch können Ausfallzeiten
der Anlage so kurz wie möglich gehalten werden. Diese
Wellenkupplung ist speziell für die, immer kleiner konzeptionierten
Antriebsstränge und präzisen Automatisierungsanlagen geeignet.
Bild: Enemac
High-Speed-Kupplung für hohe Drehzahlen
Für die Drehmomentübertragung von einer handelsüblichen Antriebswelle
(Motorwelle) auf eine Hohlwelle ist Type EWG mit
Spreizkonusnabe geeignet. Der Spreizkonus wird zunächst per
Hand in die Hohlwelle eingesteckt und anschließend von der gegenüberliegenden
Seite mittels Zylinderschraube angezogen. Dadurch
spreizt sich der Konus und klemmt im Inneren der Hohlwelle. Die
Anwendungsgebiete dieser Metallbalgkupplungen liegen haupt-
118 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

KUPPLUNGEN & BREMSEN
ANTRIEBSTECHNIK
Bild: Enemac
Die Distanzkupplungen EWLC sind geeignet für Drehmomente von 10-1200
Nm und verfügen über eine variable Baulänge bis 3 m
Bild: Enemac
Speziell für Drehzahlen bis zu 30.000 U/min bietet Enemac die
High-Speed-Variante EWS an
sächlich in der Automatisierungstechnik und im Steuerungs- und Regelungsbau.
Die Baureihe EWH mit ihrem 6-welligen Metallbalg
wiederum bietet hohe Torsionssteife und große Flexibilität. Die sichere
Übertragung des Drehmoments und eine einfache Montage
auf den Wellenenden mittels Konusbuchsen sorgen für guten Halt
und gute Rundlaufeigenschaften. Diese Konusbuchsen-Klemmvariante
sorgt zudem für sehr hohe Klemmkräfte und wirkt selbstzentrierend.
Speziell für Drehzahlen bis zu 30.000 U/min bietet Enemac
die High-Speed-Variante EWS an. Der rotationssymmetrische Aufbau
der Kupplung sorgt, auch bei hohen Drehzahlen, für ein dynamisches
Betriebsverhalten. Schwingungen und Vibrationen, die durch
die Wellenverbindung entstehen können, sind bei dieser Baureihe
nahezu ausgeschlossen. Die Befestigung auf den Wellen erfolgt
durch Konusbuchsen mit sechs, am Umfang verteilten, Klemmschrauben
wodurch sehr gute Rundlaufeigenschaften und eine hohe
Wuchtgüte gewährleistet werden. Einsatz findet diese Variante
hauptsächlich im Prüfstandbau etwa bei Motorenprüfständen. Auch
eine geschweißte Metallbalgkupplung in sehr kompakter Bauweise,
mit 2-welligem oder 4-welligem Balg, ist verfügbar. Diese sehr kurz
gehaltene Kupplung besitzt eine noch höhere Steifigkeit als Baureihen
mit mehr Wellen im Edelstahlbalg. Die Baureihe EWF besteht
aus Stahlnaben, welche mittels Micro-Plasma-Schweißverfahren
mit dem Metallbalg aus Edelstahl verbunden sind. Ihr hauptsächlicher
Einsatz ist im allgemeinen Maschinenbau und in der Antriebstechnik
sowie bei Vorschubachsen in Werkzeugmaschinen.
Neu im Programm des Kupplungsspezialisten aus Kleinwallstadt ist
die Halbschalen-Variante EWR aus Edelstahl. Diese besitzt durch
die Verwendung von A4- oder A2-Edelstählen die gleichen Eigenschaften
und Vorzüge wie die Type EWC und ist zudem besonders
geeignet für den Einsatz in schwer zugänglichen Anlagen, bei denen
die Platzverhältnisse sehr gering und die An- und Abtriebsaggregate
starr beziehungsweise in axialer Richtung nicht verschiebbar sind.
Bei der Type EWR können die beiden unteren Nabenhälften zunächst
demontiert und die Kupplung dann radial auf die Wellenenden
aufgesetzt werden. Anschließend werden die losen Nabenhälften
auf der gegenüberliegenden Seite der Welle angesetzt und mittels
Edelstahl-Klemmschrauben verbunden. Die Demontage ist
ebenfalls mit geringem Aufwand möglich und erfordert keine weiteren
Hilfsmittel wie Abzieher oder sonstiges Werkzeug.
jg
www.enemac.de
Details zu den Metallbalgkupplungen von Enemac:
hier.pro/VCeVg
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 119

ANTRIEBSTECHNIK
NEWS
Geschlossene Positioniereinheiten von Bahr Modultechnik
Mit integriertem Linearmotor
Bild: Bahr Modultechnik
Bahr Modultechnik hat sein Produktportfolio
um geschlossene Linearmotorachsen der
Baureihe DSM 160 P und 200 P erweitert.
Die mit zwei innenliegenden Schienenführungen
ausgestatteten Systeme ermöglichen
Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 8 m/s und
sind für die Aufnahme höherer Momente
spezifiziert. Als Antriebseinheit dient ein
komplett in den Achskörper integrierter line -
arer Drehstrom-Synchronmotor. Der Läufer
verfügt als Primärteil über eine Drehstromwicklung,
die Laufbahn besteht aus im Boden
des Achskörpers verbauten Permanentmagneten.
Eine vollflächige Abdeckung des
Führungsprofils minimiert den Partikelaustritt,
sodass sich diese auf Reinraumtauglichkeit
geprüften Einheiten auch für hygienisch
sensible Applikationen gemäß ISO 4 eignen.
Darüber hinaus führt der Hersteller mit den
Modellreihen DLM und DSM Linearmotorachsen
mit Rollen- bzw. Schienenführung in
drei verschiedenen Baugrößen mit 120,
160 und 200 mm Breite im Programm. Die
Baureihe DLM mit zwei aus je 10 bzw. 12
Laufrollen bestehenden Führungen ist für
Verfahrgeschwindigkeiten von 4 bis 6 m/s
mit einer Genauigkeit von ±0,05 mm bei
Verfahrwegen bis 4000 mm ausgelegt und
erreicht eine Wiederholgenauigkeit von
±0,05 mm. Auf einem Führungsprofil können
mehrere Führungsschlitten unabhängig voneinander
mit hoher Präzision und Geschwindigkeit
verfahren werden.
bec
www.bahr-modultechnik.de
Hannover Messe: Halle 16, Stand D17
Profilschienenführungen von Dr. Tretter
Erhöhte Tragzahl, verlängerte Lebensdauer
Bild: Dr. Tretter
Die neue Generation der C-Profilschienenführung
(Bild) von Dr. Tretter, ist nun auch in den
Baugrößen 15 bis 65 ab Lager lieferbar.
Durch eine optimierte Schienengeometrie
und verlängerte Laufwagen konnte die Tragzahl
um bis zu 60 % erhöht werden – das
bedeutet eine 4,5-fache Verlängerung der Lebensdauer.
Die Einheiten sind kompakt, steif
und äußerst tragfähig. Und weil die Laufrillen
unter 4 × 45° angeordnet sind, lassen sie
sich in jeder Richtung auf Druck, Zug und Seitenkraft
gleich belasten. Damit spielt die Ein-
baulage der Führungen keine Rolle. Außerdem
sind sie durch diese X-Anordnung
der Laufbahnen besser
in der Lage, Montageund
Fluchtungsfehler
auszugleichen. Dr. Tretter
hat auch Profilschienenführungen
im Programm, bei denen der
Grundkörper der Schiene und des Führungswagens
aus einer Aluminium-Knetlegierung
besteht. Sie sind eloxiert und sorgen damit
für eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit.
Durch Stahleinlagen
in Niro-Ausführung
sind die Aluminiumsysteme
hoch belastbar und zugleich etwa 60 %
leichter als entsprechende Lösungen aus
Stahl. Der Hersteller bietet für diese Profilschienenführungen
auch ein magnetisches
Wegmesssystem an, das berührungslos und
damit verschleißfrei arbeitet.
bec
www.tretter.de
Hannover Messe: Halle 16, Stand D01
Bosch Rexroth: Online-Konfigurator für Profilschienen beschleunigt und vereinfacht Engineering
Gleich auf die richtige Schiene setzen
Bild: Bosch Rexroth
Mit einem Online-Konfigurator für Profilschienen
erweitert Rexroth die digitale Tool-Kette
für Lineartechnikkomponenten und -syste-
me. Die Software führt Anwender praxis -
gerecht durch die Konfiguration von Kugel-,
Rollen-, Miniatur- und Laufrollenschienen des
Standardprogramms. Anwender können die
Kugel- und Rollenschienen zusätzlich mit
dem integriertem Messsystem IMS konfigurieren.
Mit wenigen Mausklicks legen Nutzer
im Konfigurator Bauform, Werkstoff, Befestigung
und Genauigkeitsklasse der Profilschienen
fest. Die Datenbanken im Hintergrund
beinhalten alle Varianten des Katalogprogramms.
Gleich zu Beginn entscheidet der
Anwender, ob er eine Schienenführung mit
oder ohne integriertes Wegmesssystem IMS
konfiguriert. Die Integration spart Bauraum
und Montagekosten. Bei jedem Auswahlschritt
stellt der Konfigurator über einen Info-
Button kontextbezogene Zusatzinformationen
bereit. Für den Konfigurator nutzten die
Entwickler den Ansatz der User Experience,
der die Anwendererfahrung in den Mittelpunkt
stellt. Einteilige Schienen liefert der
Hersteller bis zu einer Maximallänge von
6000 mm aus. Bei mehrteiligen Schienen
schlägt der Konfigurator zeitsparend die Längen
der Teilstücke vor. Diese Teilstücklängen
können anschließend grafisch per Maus komfortabel
geändert werden. Nach vollständiger
Konfiguration der Profilschiene stehen die
CAD-Daten zum Download bereit. bec
www.boschrexroth.com
Hannover Messe: Halle 17, Stand A40
120 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
ANTRIEBSTECHNIK
Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik
Robotik im Fokus
Mayr Antriebstechnik präsentiert auf der
Hannover Messe neue Ausführungen des intelligenten
Moduls Roba-brake-checker (Bild),
das Sicherheitsbremsen sensorlos überwachen
und versorgen kann. Mit diesen Ausführungen
eröffnen sich nun weitere Möglichkeiten
für das Bremsenmonitoring – gerade
auch für Anwendungen in den Bereichen
Robotik und Automation. Mit der Roba-servo -
stop-Baureihe hat Mayr Antriebstechnik
kleine, leistungsstarke Sicherheitsbremsen
im Programm. Sie sind mit ihrer schlanken
Bauform und dem geringen Gewicht auf die
Bild: Mayr Antriebstechnik
Anforderungen der Robotik
zugeschnitten. Daneben
bietet das Unternehmen
mit der Roba- linearstop in
elektromagne tischer Ausführung
eine fluidfreie Linearbremse,
die dafür konzipiert ist, sch
werkraftbelastete Vertikal achsen abzusichern.
Sie kommt bei Anwendungen zum
Einsatz, bei denen keine Kompressoren bzw.
Aggregate für Druckluft oder Ölhydraulik zur
Verfügung stehen bzw. unerwünscht sind,
wie z. B. in der Medizintechnik, der Lebensmittel-
oder Pharmaindustrie, wo
hohe Hygienestandards gefordert
werden. Auch für diese Bereiche eröffnen
sich nun mit dem intelligenten Modul
Roba-brake-checker weitere Möglichkeiten
für das Bremsenmonitoring. Denn mit einer
neuen Ausführung des Moduls können jetzt
dank noch feinerer Auswertung auch kleine
Bremsengrößen ab einem Bremsmoment
von 0,7 Nm versorgt und überwacht werden.
bec
www.mayr.com
Hannover Messe: Halle 25, Stand D30
Modulare, robuste Linearachsen von Rollon
Für hohe Geschwindigkeiten
Bild: Rollon
Die modularen Linearachsen der Speedy Rail
A bestehen aus einem selbsttragenden und
selbstausrichtenden Aluminiumprofil, einem
Laufwagen auf Rollenbasis sowie einem pas-
senden Antrieb. Die hoch belastbaren
Systeme müssen
weder gewartet noch geschmiert
werden und gewährleisten
auch in schmutziger
Umgebung einen zuverlässigen
und ruhigen Betrieb. Damit
sind sie prädestiniert für zahlreiche
Automatisierungsaufgaben
im Maschinen- und Anlagenbau,
bei denen es auf hohe
Dynamik sowie Widerstandsfähigkeit
ankommt. Sie eignen
sich ideal zum Aufbau von 2-
oder 3-achsigen karte sischen
Systemen und kommen u. a. in Schweißoder
Blechschneideanlagen sowie Press- und
Stanzmaschinen zum Einsatz. Dank der Aluminiumlegierung
mit gehärteter, eloxierter
Oberfläche sind die Systeme robust und garantieren
hohe Zuverlässigkeit. Bis zu
80.000 km können die Linearachsen problemlos
bewältigen. Das geringe Gewicht
der Profile garantiert eine hohe technische
Leistungsfähigkeit. So können Gantry-Konstruktionen
mit Tragzahlen von bis zu 3000 kg
aufgebaut werden. Der Einsatz von Aluminium
sorgt zudem für eine hohe Wirtschaftlichkeit.
Die Läufer sind mit staubgeschützten
kunststoffüberzogenen Stahlrollen (V-förmig
oder zylindrisch) ausgestattet. Das verlängert
die Lebensdauer der Anlage. Die Speedy-
Rail-Systeme erreichen Geschwindigkeiten
von bis zu 15 m/s bei Beschleunigungen von
bis zu 10 m/s 2 . Bis zu 7500 mm Länge können
in einem Stück hergestellt werden. bec
www.rollon.de
Hannover Messe: Halle 17, Stand C32
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lasthaltend in der Medizintechnik - wir bieten
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Konstruktion 03-04 2019 121

ANTRIEBSTECHNIK
NEWS
ABB integriert Lageregelung in Frequenzumrichter
Kosten senken
ABB integriert die Lageregelung in die
ACS880-Frequenzumrichter, damit sich die
Anforderungen an Motion-Systeme auch ohne
externe Regler erfüllen lassen. Die in den
Frequenzumrichter integrierte Lageregelung
minimiert den Planungs- und Montageaufwand
einer Maschine, Zusatzeinrichtungen
können entfallen und Kosten werden gesenkt.
Traditionell werden unterschiedliche
Geräte für die Lageregelung und für die
Drehzahl-/Drehmomentregelung verwendet.
Die Lageregelung wird oft mit Motion Controllern
realisiert, für die spezifische Tools,
Benutzerschnittstellen und Programmiersprachen
verwendet werden. Auch Servoregler
kommen bei solchen Anwendungen zum Einsatz,
jedoch ist der Leistungsbereich von Servoreglern
nach oben hin sehr begrenzt. Der
Frequenzumrichter des Herstellers mit integrierter
Lageregelung ist eine Alternativlösung
mit einem großen Leistungsbereich bis
zu 5600 kW. Er verfügt über mehrere vorprogrammierte
Funktionen wie Referenzfahrt-
Modi, absolute und relative Positionierung,
Positionierungsprofile, Positionssynchronisierung
und eine schnelle Referenzpositionserfassung.
Das Gerät ermöglicht auch eine geberlose
Positionierung und rückspeisefähige
Lösungen. Die Motion-Funktionen stehen
über eine einfache Parameterschnittstelle zur
Verfügung. Die Modifikation und Erweiterung
der Funktionen erfolgt über die gängige
IEC61131-Programmierung mithilfe von PLC -
open-Motion-Bausteinen. Der Umrichter unterstützt
nahezu jeden Motor- und Gebertyp
sowie alle gängigen Kommunikationsprotokolle.
jg
www.abb.com
Hannover Messe: Halle 11, Stand A35
Bild: ABB
Präzisions- und Industriekupplungen von R+W Antriebselemente
Exponate in der digitalen Kommunikation
Bild: R+W Antriebselemente
In Hannover präsentiert R+W Antriebselemente
auf 120 m 2 die Welt der Kupplungen
für Präzision und Industrie. Der Hersteller,
nach eigenen Angaben Marktführer im Bereich
Metallbalgkupplungen, zeigt Exponate
in der digitalen Kommunikation. Besucher
tauchen ein in die digitale Welt der Präzi -
sions- und Industriekupplungen. Ergänzend
zum bestehenden Produktportfolio wird die
neue Servolamellenkupplung SCL gelauncht.
Das Produkt ist prädestiniert für Maschinenbauapplikationen
in denen erhöhte Flexibilität
gefragt ist. Die Kupplungen gleichen höhere
Versätze aus und übertragen dabei zuverlässig
das geforderte Drehmoment im Bereich
von 25 bis 100 Nm. Kai Kupplung lädt zum
Verweilen in der R+W-Lounge ein. Dort können
Besucher ihre Akkus sprichwörtlich auf -
laden und etwas zur Ruhe kommen. In entspannter
Atmosphäre lassen sich die zahlreichen
Informationen des Messebesuchs leichter
aufnehmen und im Dialog vertiefen. bec
www.rw-kupplungen.de
Hannover Messe: Halle 25, Stand C30
Motion Controller von Maxon Motor mit Ethercat
Condition Monitoring als Mehrwert
Maxon Motor bietet mit Epos 4 eine leistungsstarke,
zuverlässige und flexible Mo -
tion-Controller-Plattform an. Die Positioniersteuerungen
des Antriebspezialisten sind
skalierbar und unterstützen durchgängig die
gleichen Funktionalitäten und Anschlussmöglichkeiten.
Durch die Modularität
mit den verschiedenen Bauformen
(Module, Compact oder
gehauste Variante) ist
eine optimale Einbindung
in unterschiedliche Anwendungen
jederzeit gewährleistet.
Die Controller bieten
ein hohes Maß an Dynamik,
Regelgüte und Leistungsdichte auf
kleinem Einbauraum. Und sie sind dank
122 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
der automatischen Reglereinstellung geeignet
für die einfache Ansteuerung von bürstenlosen
BLDC- und bürstenbehafteten DC-
Motoren. Der Hersteller erweitert nun seine
Produktreihe mit zwei neuen
Ethercat-Compact-
Reglern (24/1.5
und 50/5).
Neu wird
Dual Loop
Control
möglich,
wobei
gleichzeitig
Motorund
Last-Feedback
geregelt werden
Bild: Maxon Motor
um die beste Performance im System zu
erreichen. Die dazugehörige Software Epos-
Studio sorgt mit dem automatischen „Regulation
Tuning“ für kurze Inbetriebnahme-Zeiten.
Der Controller kann aber noch mehr. Die
Steuerung liefert z. B. Hunderte von Daten
des Antriebssystems für Online Condition
Monitioring und stellt diese dem übergeordneten
System über CANopen oder Ethercat
in Echtzeit zur Verfügung. Damit werden
komplexe Predictive-Maintenance-Systeme
unterstützt, womit Ausfälle vorhergesehen
und teure Reparaturen vermieden werden
können.
jg
www.maxonmotor.de
Hannover Messe: Halle 15, Stand D09

Schleifringläufermotoren von Menzel Motoren für Systemintegratoren
Ein besonderer Fall
Menzel Elektromotoren beliefert nicht nur
Endanwender, sondern ist auch ein Zulieferer
und Partner von Unternehmen, die selbst Antriebstechnik
herstellen, vertreiben oder instand
halten. Dank der Verfügbarkeit auch ungewöhnlicher
Motorausführungen ab Lager
und mit seiner ausgeprägten Kompetenz zur
flexiblen Anpassung nach Maß ist Menzel immer
wieder Anlaufpunkt für andere Hersteller
und Integratoren. Ein kanadischer Systemintegrator
hat Menzel kürzlich
den Auftrag erteilt für ein Zementwerk
einen Reservemotor nach speziellen
Anforderungen zu fertigen.
Demnach sollte ein Schleifringläufermotor
drei bestehende Brechermotoren
im Bedarfsfall ersetzen können.
Um sicherzustellen, dass die Mon -
tage in der eng verwinkelten Anlage
reibungslos erfolgt, nahm der Projektleiter
von Menzel selbst Aufmaß
in Kanada. Menzel fertigte eine verlängerte
Welle und brachte an einem
vorrätigen 4,5-MW-Motor Adapterplatten mit
passendem Bohrbild für alle drei Aufstellorte
an. Für die Zustandsüberwachung mit Vibra -
tionssensoren wurden außerdem Plug-and-
Play-Halterungen installiert und der Klemmkasten
wurde mit langen Zuleitungen für die
externe Montage vorbereitet, um den Anschluss
zu vereinfachen.
jg
www.menzel-motors.com/de
Hannover Messe: Halle 15, Stand F35
Bild: Menzel Motoren
International exhibition and conference
on the next generation of
manufacturing technologies
Frankfurt am Main, 19. – 22.11.2019
formnext.de
Schrittmotor-Steuerungsmodul von Weidmüller für effiziente Automatisierung
Hohe Flexibilität
Bild: Weidmüller
Weidmüller ergänzt seine i U-Remote-Familie
jetzt um das multifunktionale Schrittmotormodul
UR20-1SM-50W-6DI2DO-P, mit dem
sich Schrittmotoranwendungen einfach, flexibel
und effizient automatisieren lassen. Das
modulare Konzept erlaubt einen Einsatz mit
den gängigen Feldbus- und Steuerungssystemen.
Das Steuerungsmodul bringt alles mit,
was man für die effiziente und flexible Automatisierung
mit Schrittmotoren benötigt.
Ausgeführt als Standardmodul mit nur 23
mm Baubreite wird das Modul zur Komplettlösung
auf kleinem Raum. Dank seines integrierten
Leistungsverstärkers kann es einen
2-phasigen Schrittmotor mit einer Antriebsleistung
von bis zu 50 W im Arbeitspunkt bei
2 A @ 24 V DC direkt ansteuern. Zusätzlich
kann das Modul bis zu sechs binäre Steuersignale
erfassen und bis zu zwei Aktoren mit
je maximal 0,5 A ansteuern. Die Eingänge DI
4 und DI 5 können Drehgebersignale direkt
verarbeiten (AB-Modus). Auch sonst lassen
die Schnittstellen keine Wünsche offen. An
den Steckverbindern 1 bis 3 können je zwei
Sensoren in 2-Leiter- oder 3-Leiter-Technik
angeschlossen werden. Die Modulelektronik
wertet die Eingangssignale direkt aus und
versorgt gleichzeitig die Sensoren aus dem
Eingangsstrompfad und die Aktoren aus dem
Ausgangsstrompfad. Ein webbasiertes und
damit plattformunabhängiges Konfigurationstool
macht die Konfiguration und die Parametrierung
des Steuermoduls besonders leicht.
Voreingestellte Basisfunktionen vereinfachen
die Inbetriebnahme und die direkte Signal -
verarbeitung im Modul. Einstellbare Schrittfolgen
reduzieren den Programmieraufwand
in der Steuerung. Dies bietet dem Anwender
alle Freiheiten bei der Konfiguration des
Antriebssystems.
jg
www.weidmueller.de
Hannover Messe: Halle 11, Stand B58
Neue Ideen.
Neue Möglichkeiten.
Neue Märkte.
Es gibt Menschen, die brauchen Sie.
Damit Ideen nicht Ideen bleiben, sondern zu
Produkten werden. Mit Ihrem Know-how.
Präsentieren Sie sich auf der Formnext – der
internationalen Messe und Konferenz für Additiv
Manufacturing und die nächste Generation
intelligenter Produktionslösungen.
Where ideas take shape.
Offizieller Messehashtag
#formnext
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 123

ANTRIEBSTECHNIK
NEWS
Mobile, elektromechanische Hubsäulen von Enzfelder
Große Lasten mühelos bewegen
Spielerisch aussehen lassen die mobilen,
elektromechanischen Hubsäulen von Enzfelder
die Handhabung großer Lasten. Mehr als
3 t können an den Säulen mittels Schnellspanner
fest aufgenommen werden und von
einem Montageplatz zum nächsten, horizontal
mühelos über pneumatische Luftkissen,
nur von Manneskraft bewegt werden. Die
Steigerung der Produktion oder das Über -
winden logistischer Herausforderungen ohne
Krananlagen ist hier nur ein positiver Aspekt
von vielen. 360°-Drehungen der Lasten um
verschiedene Achsen erweitern die Möglichkeiten
von Fertigung und Montage. Durch
mechanische Spindelsysteme wird eine Per-
sonengefährdung ausgeschlossen. Mit dem
großen Vorteil der Regelbarkeit und Positionierung
durch Führungen und Getriebemo -
toren, finden die Hubsäulen in der Automobilindustrie,
Flugzeugindustrie oder im Getriebebau
von Schwerlastfahrzeugen ihren Einsatz.
Mit Rollen ausgestattet, können mehrere
Säulen synchron als mobile Hebeeinrichtung
für Pkw, Lkw, Stapler, Busse, Züge oder
sogar Flugzeuge eingesetzt werden. Dass
bei den elektromechanischen Heb- und Senkbewegungen
Öle und Fette nur zur Schmierung
eingesetzt werden, ist gegenüber der
hydraulischen Bewegung ein umweltfreund -
licher Aspekt. Explosionsgeschützt oder in
Edelstahlausführung lassen sich die Hubsäulen
in nahezu jeder erdenklichen Anwendung
einsetzen.
bec
www.enzfelder.at
Hannover Messe: Halle 25, Stand D24
Nabtesco und Ovalo zeigen hochpräzise und zuverlässige Getriebe- und Antriebslösungen
Für die Robotik und die Automobilindustrie
Sowohl in Robotern als auch in Fahrzeugen
steht oft nur wenig Platz zur Verfügung, während
gleichzeitig hohe Drehmomentleistungen
gefordert sind. Genau für derartige An-
Bild: Nabtesco
wendungen hat Nabtesco die RV-N-Serie entwickelt.
Die kompakten, leichten und leistungsstarken
Zykloidgetriebe bieten einen
hohen Wirkungsgrad von bis zu 85 % und garantieren
hohe Genauigkeit, Dynamik und Zuverlässigkeit.
Außerdem arbeiten sie über die
gesamte Lebensdauer verschleißarm. Ihre
kompakte Bauform haben die Einbausätze
dem Hauptlager mit integriertem Innenring
zu verdanken. Die Verstärkung der Exzenterwellenlagerung
bewirkt eine hohe Leistungsdichte
und Schockbelastbarkeit (bis zum 5-fachen
des Nenndrehmoments). Übrigens: Mit
einem Nenndrehmoment von 28.000 Nm ist
das RV-2800N das wohl größte Präzisions -
getriebe der Welt. Das Kraftpaket positioniert
selbst schwere Lasten punktgenau, auch das
Bewegen ganzer Fahrzeuge meistern die
XXL-Getriebe mühelos. Ob besonders klein
und leicht, unglaublich kraftvoll, extrem
schnell oder äußerst flexibel – Nabtesco und
sein Schwesterunternehmen Ovalo, Spezialist
für mechatronische Antriebssysteme für
Automotive-Anwendungen, liefern präzise
und zuverlässige Getriebe- und Antriebslösungen
für alle Achsen und Applikationen
in der Robotik und Automobilindustrie. Die
beiden Unternehmen präsentieren sich auf
einem gemeinsamen Messestand. bec
www.nabtesco.de
www.ovalo.de
Hannover Messe: Halle 17, Stand E04
Bild: Enzfelder
Findling Wälzlager: Mit Digitalmikroskop Oberflächen von Wälzlagern visualisieren
Zur Schadensanalyse und Qualitätssicherung
Findling Wälzlager hat in ein Digitalmikroskop
investiert, das optische 2D- und 3D-Messungen
mit einer Auflösung von ±1 μm ermöglicht.
Das Mikroskop kann Oberflächen von
Wälzlagern in 3D visualisieren und um das
2000-fache vergrößern. Damit lassen sich die
Prozesse in der Qualitätssicherung, der Schadensanalyse
und im Reklamationsmanagement
optimieren und beschleunigen. Das
neue Digitalmikroskop erlaubt eine schnelle
und detaillierte Untersuchung von Wälzlagern
und erweitert die Messmöglichkeiten. Das
Messergebnis wird in der 2D- oder 3D-Auf-
nahme direkt sichtbar dargestellt – somit
lassen sich komplizierte Sachverhalte intern
wie extern schnell und einfach erläutern. Das
Mikroskop erlaubt u. a. die tiefenscharfe Betrachtung
von feinen Oberflächenmerkmalen
sowie die vollständige Erfassung und Vermessung
des Objektprofils, die Bestimmung
der Oberflächenrauigkeit und des Schliffbildes.
Die automatisierte Bestimmung der Gefügestruktur
zur Materialanalyse rundet das
Einsatzgebiet ab. Die hochauflösenden Bilder
lassen sich direkt im System vergleichen,
analysieren und für eine weiterführende
Untersuchung und Berichterstellung auch
abspeichern.
bec
www.findling.com
Bild: Findling Wälzlager
124 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
ANTRIEBSTECHNIK
Hochwertige Nachi-Wälzlager für Automation und Werkzeugmaschinen
Langlebige Komponenten für jede Umgebung
Die Wälzlager von Nachi erfüllen hohe Forderungen
hinsichtlich effizienter und langlebiger
Lagerung von Wellen und Achsen unter unterschiedlichen
Einsatzbedingungen in einer
Vielzahl industrieller Branchen. Das beweist
das Stammhaus in Japan, das für den japanischen
Hochgeschwindigkeitszug Shinkansen
bereits seit 1964 kontinuierlich bis heute als
Lieferant für hochwertige Wälzlagersätze anerkannt
ist. Zum Programm des Herstellers
gehören ein- und zweireihige Rillenkugellager
in Standard- und Präzisionsausführungen,
Zylinderrollenlager, Schrägrollenlager sowie
ein- und zweireihige Schrägkugellager. Es
gibt jeweils mehrere Varianten, z. B. mit und
ohne ein- oder beidseitige Dichtscheiben aus
wahlweise Metall, Kunststoff oder Gummi.
Zylinderrollenlager stehen in Standard- und in
vollrolligen Ausführungen, ein- und zweireihig
sowie mit und ohne Sprengring- und
Schmiernuten im inneren und äußeren Lagerring
zur Verfügung. Speziell zum Lagern und
Führen von Spindeln in Werkzeugmaschinen
gibt es Schrägkugellager mit verringerter
Lagerluft und als vorgespannte Lagerpaa -
rungen. Aufgrund ihrer langen Lebensdauer,
ihres ruhigen und geräuscharmen Laufs,
ihrer zuverlässigen Dauerschmierung und
vollständigen Abdichtung sorgen beidseitig
abgedichtete Rillenkugellager beim Einsatz in
Bild: Nachi
Automobil-Klimaanlagen und -kompressoren
für wartungsfreien Betrieb über die gesamte
Lebensdauer der Fahrzeuge.
bec
www.nachi.de
Hannover Messe: Halle 24, Stand B35/11
Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi-Electric-Frequenzumrichter mit neuen Funktionalitäten
Flüssiggekühlt und kompakt
Mitsubishi Electric verstärkt im Frequenz -
umrichter-Segment nun auch sein Angebot
im Bereich Large Capacity Inverter (LCI) ab
75 kW, insbesondere mit der 800er-Serie für
Niederspannung. Während das Flaggschiff
FR-A800 mit vier Lastkennlinien generell für
den Schwerlastbetrieb ausgelegt ist, richtet
sich FR-F800 speziell an Anwendungen für
Lüfter/Pumpe. Im Hinblick auf die industrielle
Vernetzung (Industrie 4.0) rüstet der Hersteller
alle neuen Geräte mit einer Ethernet-on-
Board-Karte aus. Neu innerhalb der 800er-Serie
ist die Typenreihe für Industrie-Netzspannung
dreiphasig 690 V (neben 400 und 200
V). Bei höherer Spannung können die Geräte
mit geringeren Strömen arbeiten, wodurch
sich die Kabelquerschnitte verkleinern. Alle
großen Frequenzumrichter des Unternehmens
(75 bis 630 kW) sind zudem in Kompaktbauweise
ausgeführt. Die Umrichterbaureihe
der Serie FR-A800-LC mit Flüssigkühlung
(Liquid Cooled) ist derzeit in Baugrößen
von 110 bis 355 kW erhältlich. Bei den Plus-
Modellen der Serie handelt es sich um Hochleistungsgeräte,
die durch eine Firmware mit
vorkonfigurierten Funktionen für spezielle
Anwendungsbereiche ausgerüstet werden.
Derzeit sind Varianten für Krananwendungen
und Wickelanwendungen erhältlich. jg
https://de3a.mitsubishielectric.com
Hannover Messe: Halle 17, Stand D26
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 125

ANTRIEBSTECHNIK
NEWS
Tsubaki bietet Antriebskomponenten für Werkzeugmaschinen
Kupplungen sowie Welle-Nabe-Verbindungen
Bild: Tsubaki
Tsubaki bietet für die metallverarbeitende
Industrie Kupplungen sowie Welle-Nabe-Verbindungen
für die Werkzeugmaschine. Die
Welle-Nabe-Sicherungskomponenten Power-
Lock sind für einfache und hochsichere Verbindungen
konzipiert, die Echt-Flex-Kupplung
wurde hinsichtlich Finite-Elemente-Analyse
optimiert und die Jaw-flex-Kupplung ergänzt
das Sortiment mit sehr guten schwingungsdämpfenden
Eigenschaften. Es gibt die
Power-Lock-Welle-Nabe-Verbindung in vielen
Größen und Modellen mit zahlreichen Neuentwicklungen,
darunter u. a. vernickelte und
Edelstahlkomponenten, Schnellmontageeinheiten,
selbstzentrierende und schmiermittelfreie
Designs, Slim-Line-Versionen sowie
Druckflansch-Optionen. Oft als die ultimative
Scheibenkupplung dargestellt, optimierte
Tsubaki die Echt-Flex-Kupplung, mittels Finite-Elemente-Analyse.
Diese Kupplung benötigt
keine Schmierung, erzeugt kein Spiel und
ist torsionssteif für den Präzisionsbetrieb. Sie
kann Wellenfehlausrichtungen absorbieren
und bietet Drehmomente von 0,7 bis
176.000 Nm. Eine Vielzahl von Modellen
steht zur Verfügung, einschließlich langer
Distanz- oder schwimmender Wellen. Die
Jaw-flex-Kupplung eignet sich mit ihren
schwingungsdämpfenden Eigenschaften
sehr gut für Maschinen zur Metallbearbeitung,
bei denen das Schneiden und Umformen
zu starken Vibrationen führen kann. bec
www.tsubaki.de
Hannover Messe: Halle 24, Stand B35
Brünierte Lager von NKE Austria
Gesteigerte Performance in kritischen Anwendungen
Wälzlagerhersteller NKE Austria stellt auf der
Hannover Messe brünierte Lager vor. Eine
Brünierung verbessert das Einlauf- und
Verschleißverhalten der Lager und schützt
vor Umgebungseinflüssen. Insbesondere bei
kritischen Anwendungsfällen wie z. B. bei
Getrieben von Windenergieanlagen ist die
Brünierung der Lager eine kostengünstige
Maßnahme zur Verlängerung der Gebrauchsdauer.
Bei der Brünierung handelt es sich um
eine Schutzschicht auf Eisen- oder Stahlteilen.
Dabei wird die Oberfläche der behandelten
Bauteile mithilfe eines mehrstufigen,
chemischen Prozesses in eine 1 bis 2 μm
dünne Mischoxidschicht umgewandelt, die
die typische Schwarzfärbung bewirkt.
Brünierte Wälzlagerkomponenten verfügen
über besondere technische Eigenschaften,
speziell wenn diese eine Relativbewegung
gegeneinander aufweisen. Ein mehrfacher
Schutzeffekt kommt bereits bei einzelnen
brünierten Elementen, meist Wälzkörper,
zum Tragen. Das beste Ergebnis wird jedoch
erzielt, wenn sämtliche Funktionsflächen
eines Wälzlagers, d. h. Innen- und Außenring
wie auch die Wälzkörper, brüniert sind. Die
Technologie hat sich in der Praxis vor allem
bei Zylinderrollenlagern (vollrollig oder mit
Käfig) bewährt,
z. B. für Großbzw.
Hauptgetriebe
von Windenergieanlagen.
Abhängig
von der
Anwendung werden
jedoch auch
andere Wälzlagertypen
brüniert.
bec
www.nke.at
Hannover Messe:
Halle 22, Stand D19
Bild: NKE Austria
Leistungsstarkes Flachgetriebe von ABM Greiffenberger punktet in der Fördertechnik
Zuverlässiger und energieeffizienter Betrieb
Das Flachgetriebe FGA 172/173 von ABM
Greiffenberger erfüllt die Anforderungen, die
an Förderanlagen in der Intralogistik gestellt
sind. Der Antrieb ist kompakt, arbeitet effizient
und überzeugt durch lange Einsatz -
zeiten. Das Flachgetriebe überträgt dauerhaft
Drehmomente bis 170 Nm. Es eignet sich
besonders zum Einsatz in der Fördertechnik,
wie z. B. als Antrieb von Kettenförderern, Förderbändern,
Drehtischen und Senkrechtförderern.
Das FGA 172/173 besitzt eine hochwertige
Schrägverzahnung. Dies ermöglicht
einen zuverlässigen und energieeffizienten
Betrieb sowie eine geringe Geräuschentwicklung.
Auch diese Variante der Flachge-
126 K|E|M Konstruktion 03-04 2019
triebereihe ist mit einer Vielzahl von Befestigungsmöglichkeiten
ausgestattet. Dadurch
sind Anwender im Anbau flexibel. Das Getriebe
kann seitlich angebaut, mit verschiedenen
Flanschen oder als Aufsteckgetriebe mit
Bild: ABM Greiffenberger
Drehmomentstütze eingesetzt werden. An
Förderanlagen lässt sich der Antrieb platzsparend
unterhalb des Förderbandes anbauen.
Das FGA 172/173 lässt sich sowohl mit
Drehstrom-Asynchron-Motoren wie auch
Sinochron-Motoren von ABM Greiffenberger
problemlos kombinieren. Die Variante
172/173 überzeugt durch einen sehr guten
Wirkungsgrad, ist überlastbar und leistungsstark.
Das Flachgetriebe ist in zwei- und dreistufiger
Ausführung verfügbar. Beide Ausführungen
haben die ABM-Konstrukteure in
jeweils einem Gehäuse untergebracht. Der
Antrieb ist dadurch sehr kurz bauend. bec
www.abm-antriebe.de

NEWS
ANTRIEBSTECHNIK
Prüfstand für High-end-Miniatur-Kugelgewindetriebe von Steinmeyer
Nicht direkt messbare Kenngrößen bestimmen
Die Qualität von Miniatur-Kugelgewindetrieben
wird u. a. durch ihre Laufeigenschaften,
Positioniergenauigkeit und Lebensdauer beschrieben.
Um diese nicht direkt messbaren
Kenngrößen dennoch zu bestimmen, entwickelte
die Firma August Steinmeyer einen
Prüfstand. Er kommt vor allem bei High-end-
Miniatur-Kugelgewindetrieben für die optische
Industrie sowie bei der (Weiter-)Entwicklung
neuer Miniatur-Kugelgewindetrieb-
Modelle zum Einsatz. Die meisten Qualitätsmerkmale
eines (Miniatur-)Kugelgewindetriebs
lassen sich auf messbare Größen zurückführen.
Dazu zählen Rund- und Planlaufgenauigkeit,
Oberflächenqualität und Qualität
der Umlenkungsausführung. Zur Bestim-
Bild: August Steinmeyer
mung der wichtigen, jedoch nicht direkt
messbaren Kriterien wie Laufeigenschaften,
Zuverlässigkeit und Lebensdauer prüft Steinmeyer
die fertig montierte Baugruppe aus
Spindel und Mutter. Dazu wird die Mutter
über eine Aufnahme in einem Schlitten verdrehsicher
arretiert und die Spindel über eine
Spannzange angetrieben. Anschließend wird
die Position des Schlittens präzise erfasst
und durch den Bezug auf Position und Winkellage
die Steigung bestimmt. Die Messung
erfolgt im Vor- und Rückhub und beide Kurven
werden überlagert dargestellt. Dabei lassen
Hysterese und Umkehrspiel dann auf die Vorspannung,
Laufeigenschaften und damit
auch auf das Erreichen einer guten Lebensdauer
schließen. Ein hochwertiger Miniatur-
Kugelgewindetrieb weist bei einer Umdrehung
einen maximalen Fehler von lediglich
etwa 0,5 μm auf.
bec
www.steinmeyer.com
Schrägkugellager von NSK mit hohen Tragzahlen und erhöhter Lebensdauer
Größere Wälzkörper und ein gepresster Stahlkäfig
NSK stellt eine neue Baureihe von Schräg -
kugellagern in High-Capacity-Ausführung mit
hohen Tragzahlen vor. Zu den Kennzeichen
dieser Lager gehören größere Wälzkörper
und ein gepresster Stahlkäfig. Von der Vorgängerbaureihe
unterscheiden sie sich durch
eine um den Faktor 1,2 bis 1,6 gesteigerte
Lebensdauer. Die Lager ersetzen die bishe -
rige Serie 7312BW-7316BW und tragen die
Bezeichnung BEAW, wobei das EA für High
Capacity steht. Mit dieser Lagerbaureihe
erfüllt NSK die wachsenden Anforderungen
von OEMs, die Schrägkugellager einsetzen.
Typische Anwendungsgebiete dieser leistungsgesteigerten
Lager sind Pumpen und
Kompressoren sowie die Lagerungen der
Kugelgewindetriebe von elektrischen Kunststoff-Spritzgießmaschinen.
Zu den Konstruktionsmerkmalen
der neuen Serie gehören
Bild: NSK Deutschland
die größeren Borddurchmesser an beiden
Seiten der Außenringe. Die Schulterdurchmesser
der Innenringe sind geringer als bei
der Vorgängerbaureihe. Das führt zu einem
größeren Freiraum zwischen Innenring und
Käfig – mit der Folge, dass der Ölfluss durch
das Lager verbessert wird. Die Durchfluss -
geschwindigkeit des Schmierstoffs erhöht
sich dadurch um 40 %. Das verbessert die
Schmierung des Lagers und trägt zur gesteigerten
Lebensdauer bei. Die BEAW-Bau -
reihe ist in gepaarter Ausführung mit fünf
Bohrungsdurchmessern von 60 bis 80 mm
verfügbar.
bec
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 127

ANTRIEBSTECHNIK
NEWS
Automatische Zugregelung mit Bremse und Sensor von Warner Electric
Herstellung von Aluminiumband optimiert
Bild: Warner Electric
Zu den anspruchsvollsten Aufgaben bei der
Herstellung von Bandmaterial gehört die kontinuierliche
Zugregelung in Abhängigkeit von
der Bandbreite und vom Rollendurchmesser.
Mithilfe einer automatisierten Lösung, die
sich ständig den Bedingungen anpasst, konnte
ein Aluminiumbandhersteller seine Zug -
regelung optimieren und so die Produktivität
und Produktqualität steigern. Der Hersteller
wollte seine Zugregelung modernisieren und
von einem manuellen Verfahren auf ein automatisches
Zugregelungssystem umstellen.
Das ursprüngliche System war eine mit zwei
Doppelmagneten ausgestattete, modulare
elektromagnetische Scheibenbremse MTB
10-0-2 von Warner Electric. Das neue System
musste auf das breite Leistungsspektrum
der Produktionsmaschine abgestimmt sein
und sich an die unterschiedlichen Bedingungen
anpassen können. Die Maschine kann
Bandmaterial von etwa 2,5 bis 7,5 cm Breite
herstellen, bei einem Zugbereich bis 10:1. Die
ermittelte Lösung kombiniert die bereits
installierte Warner-Electric-Bremse mit einem
neuen Sensor, der mit einer Steuerung
kommuniziert. Der analoge Ultraschallsensor
UT30 sendet ein Signal und meldet in Echtzeit
den Durchmesser der sich abwickelnden
Rolle. Die Steuerung (TCS 200-1) empfängt
das Signal und regelt die Bremsspannung
automatisch. Die Untersuchung der Leistungseigenschaften
der neuen Anwendung
ergab außerdem, dass für die Zugregelung
nicht in jedem Fall zwei Bremsmagnete notwendig
waren: bei dünneren Bahnen reichte
einer. Entsprechend wurde das System
durch die Installation eines Schalters weiter
optimiert, der je nach Bahnstärke den zweiten
Bremsmagneten zu- oder abschaltet. bec
www.warnerelectric-eu.com
Thomson-Schwerlast-Kugelgewindetriebe in kompakter Bauform
Maximale Tragzahlen und längere Lebensdauer
Bild: Thomson Industries
Thomson Industries hat einen Kugelgewindetrieb
auf den Markt gebracht, der eine um
mehr als doppelt so große Tragzahl im Vergleich
zu einem Standard-Kugelgewindetrieb
aufweist. Die neu entwickelten Modelle bieten
bei identischen Leistungspunkten ent -
weder eine mehr als doppelte Tragzahl oder
die 10-fache Laufleistung im Vergleich zu herkömmlichen
Kugelgewindetrieben. Schwerlast-Kugelgewindetriebe
sind die ideale Lösung
für anspruchsvolle Achssteuerungs -
anwendungen, beispielsweise in Spritzgussanlagen,
Druckpressen und großen Bearbeitungsmaschinen.
Die im Vergleich zu einem
Standard-Kugelgewindetrieb mehr als doppelte
Tragzahl wird durch die Vergrößerung
der Kugeldurchmesser und Optimierung der
Kugelbahnen erreicht. Und da Rollengewindetriebe
erstens eine um fast 50 % größere
Mutter benötigen und zweitens mit 150 %
der Kosten eines Hochlast-Kugelgewindetriebs
zu Buche schlagen würden, hätten
Konstrukteure von Antriebssystemen jetzt
eine Möglichkeit zur gleichzeitigen Kostenreduzierung
und Leistungssteigerung, so der
Hersteller. Die Schwerlast-Kugelgewinde -
triebe sind mit einer Spindellänge von maximal
15 m sowie wahlweise mit Einzel- oder
Doppelmuttern erhältlich.
bec
www.thomsonlinear.com
SA-Spindelausleger der Force-Line-Serie von Afag sind stärker
Die kleinere Spindelsteigung macht‘s
Schon seit vielen Jahren sind die SA-Spindelausleger
ein bewährtes Bauteil in der Produktpalette
von Afag. Bei Fügeoperationen
oder Einpressvorgängen mit größeren Kraft -
anforderungen stoßen sie jedoch an ihre
Grenzen. Speziell für solche Fälle erweitert
der Handlingspezialist sein Angebot jetzt um
die SA-Spindelausleger der Force-Line(FL)-
Serie, die bei gleicher Modulgeometrie deutlich
stärker sind als die Standardkomponenten.
Das wird durch eine kleinere Spindelsteigung
(zwischen 4 und 10 mm) erreicht, die
den FL-Auslegern mehr Kraft verleiht. Spitzenkräfte
bis zu 600 N und das Handling von
Nutzlasten mit einem Gewicht bis zu 16 kg
sind möglich. Das verhilft dem Anwender zu
mehr Optionen und Flexibilität in der Achsauslegung,
passend für die jeweilige Anwendung.
Die FL-Ausleger gibt es für Spindeldurchmesser
von 8, 10 und 12 mm, mit variablen
Hub längen von 50 bis 300 mm. Die
Komponenten der FL-Serie erlauben dem Anwender
kraftvolle und präzise Zustellbewegungen
mit einer Wiederholgenauigkeit von
±0,01 mm. Sie sind zudem mit den Kraftmesseinheiten
KE-200 und KE-1000 kombinierbar.
Diese können ohne Zwischenplatte
an die Spindelachsen angebaut werden und
erlauben
eine zuverlässige
Kraftregelung
sowie eine
hohe Genauigkeit,
auch bei wechselnden Lasten während
des Zyklus.
bec
www.afag.com
Bild: Afag
128 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Industrie
Das Kompetenznetzwerk der Industrie
Veranstalter:
additive
manufacturing circle
auf der EMO, 16. – 21. September 2019
Ausstellereinladung
Präsentieren Sie der Elite der Zerspanung
Ihre 3D-Druck-Kompetenzen
Der „additive manufacturing circle“ auf der EMO 2019 ist ein
Besuchermagnet ersten Ranges. Additive Fertigungsverfahren
finden immer mehr Einzug in die industrielle Produktion und bieten
spannende Alternativen. Der Informationsbedarf hierfür ist riesig.
Wir laden Sie herzlich ein, sich auf der Weltleitmesse der
Metallbearbeitung mit Ihren additiven Lösungen zu präsentieren!
Nationale und internationale Technologieführer präsentieren:
» Dienstleistungen in der additiven Fertigung
» Qualitätsmanagement und Messtechnik
» Digitalisierungs- und Softwarelösungen
» Materialien und Werkstoffe
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Ihr Leistungspaket umfasst:
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✔ 25-Minuten Vortrag
✔ Crossmediale Leistungen vor, während und nach der Messe
✔ Integration in die Einladungswerbung DE/EN
✔ Kostenfreies EMO-Gastkartenkontingent
… und vieles mehr
Bild: Mapal
Auf der Messe:
Haben wir Ihr Interesse geweckt? Bitte wenden Sie sich gerne an uns!
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Ernst-Mey-Str. 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen
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Fax +49 711 75 94 1332
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Ihr Ansprechpartner beim VDW:
Joachim C. Onnen
Corneliusstraße 4, 60325 Frankfurt am Main
Phone +49 69 756081-57
Fax +49 69 756081-74
j.onnen@vdw.de K|E|M Konstruktion 03-04 2019 129

FLUIDTECHNIK
PNEUMATIK
Der nachrüstbare IO-Link von SMC Deutschland macht Komponenten kommunikativ
Damit der Zylinder gesprächig wird
Vernetzte Sensoren und Aktoren, die nicht nur empfangen, sondern ihrerseits Prozessdaten und Statusinformationen
an die Steuerungsebene zurücksenden, sind der Schlüssel zur Smart Factory. Eine wichtige Aufgabe übernehmen
dabei bidirektional kommunikationsfähige IO-Link Produkte. Sie gelten als „Enabler“ der Industrie 4.0, mit denen man
schon heute autark kommunizierende Maschinensysteme realisieren kann.
Olaf Hagelstein, Product Manager, SMC Deutschland, Egelsbach
Sind Maschinensysteme durchgängig mit bidirektional
kommunikationsfähigen Modulen aufgebaut,
lassen sich smarte Systeme schnell
realisieren
Immer mehr Produkte werden mit dieser kostengünstigen Anschlusstechnik
ausgestattet. Beispiel Pneumatikzylinder: Früher
als schlichte Arbeitstiere eingesetzt, die Werkstücke, Maschinenteile
und Roboterarme präzise und zuverlässig bewegen, aber keine
Rückmeldungen über den aktuellen Status geben konnten, haben
sie sich heute – mit Positionserkennung und IO-Link Technologie an
Bord – zum wichtigen Kommunikationspartner der SPS gemausert.
Sie können nicht nur mehrere Schaltpunkte verwalten und damit
auch komplexe Arbeitsschritte präzise ausführen, sie liefern jetzt
auch wichtige Information über den Zustand in der Aktorebene. Beide
Fähigkeiten werden dringend gebraucht: Zum einen ist ein flexibles
Aufgabenmanagement schnell umsetzbar, weil die Rüstzeiten
entfallen. Zum anderen informieren IO-Link-fähige Pneumatikzylinder
auch über Prozessdaten wie einen zu niedrigen Flüssigkeitsstand,
fehlendes Material oder drohende Fehlfunktionen. Auch können
sie durchlaufene Zyklen mitzählen, so dass erforderliche Reparatur-
oder Wartungsmaßnahmen frühzeitig plan- und umsetzbar
sind.
Ältere Pneumatikzylinder einfach
nachrüsten
Wer moderne Pneumatikzylinder anschafft,
sollte daher auf die Ausstattung mit IO-Link
achten, rät Oliver Prang, Product Application
Manager bei SMC Deutschland. Aber auch
wer ältere Pneumatikzylinder besitzt, muss
diese nicht austauschen. Mit einem Positionssensor
der Serie D-MP von SMC kann er
die hauseigenen Zylinder zu IO-Link-fähigen
Aktoren aufrüsten. Die D-MP-Sensoren werden
einfach in der C-Nut montiert und erfassen
dort die Kolbenposition berührungslos.
Diese Daten werden mittels IO-Link an die
Feldbusebene weitergeleitet.
Als zweites Beispiel für die zunehmende
Transparenz, die moderne Anlagen inzwischen
bieten, dienen elektropneumatische
Regler. Mit IO-Link Technologie ausgestattet erkennen sie Veränderungen
im Prozess und leiten diese Information an die Feldebene
weiter. Intelligente Druckregler, wie Modelle der ITV-Serie von SMC,
können dann das Regelverhalten und den Ausgangsdruck bei laufendem
Betrieb nachjustieren. Die Regelung erfolgt stufenlos und
proportional zum elektrischen Signal mit sehr hoher Reproduzierbarkeit
und Wiederholgenauigkeit. So ausgestattet ist es möglich,
schnell wechselnde Aufgaben und Prozesse dynamisch zu parametrieren.
Unternehmen profitieren von einer großen Flexibilität bis hin
zur Losgröße 1. Voraussetzung ist, dass auch auf der Feldebene die
IO-Link Technologie durchgängig eingesetzt wird. Anbieter wie SMC
bieten daher bei fast allen Feldbussystemen (EX-Serie) dieses Ausstattungsmerkmal
inzwischen an.
Bild: SMC Deutschland
Smarte Pick & Place-Anwendung in vier Wochen
Sind Maschinensysteme durchgängig mit bidirektional kommunikationsfähigen
Modulen aufgebaut, kann man von voll digitalisierten
Prozessen sprechen. Wie schnell sich solche Systeme heute realisieren
lassen, und welches Potenzial sich dahinter verbirgt, zeigt
das Beispiel einer Pick & Place-Anwendung aus der Praxis. In Kooperation
mit drei Partnern hat SMC Deutschland die Lösung in nur
vier Wochen auf die Beine gestellt. Der Egelsbacher Automatisierungsspezialist
entwickelte gemeinsam mit NXTGN, Hirschmann
130 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: SMC Deutschland
Besuchen Sie uns auf der
HANNOVER MESSE:
Halle 17, Stand E26
Gemeinsam mit drei Partnern hat SMC Deutschland in nur vier Wochen
eine Pick & Place-Anwendung realisiert, die sich selbst optimiert
und Beck IPC einen voll funktionsfähigen Roboter, der über TSN in
Echtzeit alle Prozessdaten an eine Cloud-Anwendung überträgt.
Sämtliche Aufgaben, vom Anlegen neuer Aufträge mit verschiedenen
Endprodukten bis hin zur Planung von Serviceeinsätzen, lassen
sich von überall auf der Welt aus steuern – auch mit einem
Smartphone. Das System optimiert sich fortlaufend selbst und stellt
einen digitalen Zwilling bereit.
Innerhalb der Maschine übernimmt ein Industrie-PC die Steuerung
der vier elektrischen Achsen (X-Y-Z plus Greifer) und fährt sie in individuelle
Soll-Positionen. Alle aktuellen Prozessdaten zur Position,
Geschwindigkeit und Kraftaufnahme werden über Ethercat zurückgemeldet
und via Industrie-PC in Echtzeit an einen Web-Server übertragen.
Eine Software analysiert diese Daten und versorgt Anwender
unter anderem mit den kompletten Leistungsdaten der Anlage,
liefert Hinweise auf vorbeugende Wartungsmaßnahmen oder erinnert
an fällige Wartungsintervalle. Werden zum Beispiel Teile der
Analysedaten, wie die entnommenen Rohstoffe oder Paletten, an
die entsprechenden Lieferanten weitergeleitet, lässt sich der rechtzeitige
Nachschub in automatisierter Form regeln. Auch im internen
Ablauf können die Leistungsdaten die Effizienz steigern, indem sie
zum Beispiel für das bedarfsorientierte Management der Lagerplätze
genutzt werden. Viele Sensoren, Aktoren oder Stellantriebe liefern
heute bereits wertvolle Maschinendaten im großen Stil. Die
Übertragung und dauerhafte Speicherung dieser Informationen ist
jedoch oft nicht in vollem Umfang erforderlich. „Daher wird künftig
wahrscheinlich immer mehr Intelligenz in die Peripherie wandern,
um die erzeugten Datenmengen bereits dort zu verarbeiten und
den Datenstrom zu reduzieren“, erklärt Product Application Manager
Prang. Günstige und energieeffizient arbeitende Mehrkern-Prozessoren
werden diesem Trend Vorschub leisten, da sie sich gut in dezentrale
Geräte integrieren lassen. In die Cloud oder das zentrale
Rechenzentrum gelangen dann nur noch zusammengefasste oder
selektierte Informationen. Das senkt die Datenrate und entlastet
das Netzwerk. In Verbindung mit dem schnellen und hochkapazitiven
Mobilfunkstandard 5G werden gleichzeitig die Echtzeitanforderungen
an IoT-Daten noch einfacher zu erfüllen sein.
kf
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Weitere Informationen zu den IO-Link-Technologien von
SMC Deutschland:
hier.pro/wjZp1
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 131

FLUIDTECHNIK
PNEUMATIK
VDMA veröffentlicht Zahlen der Fluidtechnik-Branche und organisiert Sonderschau auf der Hannover Messe
Enabler für smarte Produktionsprozesse
Mit einem Umsatzvolumen von insgesamt mehr als 26 Milliarden Euro bilden die deutsche Antriebstechnik
mit 18,2 Millarden Euro und Fluidtechnik mit 8,2 Milliarden Euro zusammen das größte Branchensegment
innerhalb des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus. Mit der Sonderschau „Smart
Power Transmission and Fluid Power Solutions“ der Hannover Messe 2019 tragen der VDMA und die
Deutsche Messe AG der Bedeutung beider Branchen Rechnung.
Die Premiere der Sonderschau „Smart Power Transmission and
Fluid Power Solutions“ auf der Hannover Messe 2018 hat bereits
viele Besucher erstaunt und verblüfft. Im April 2019 startet nun
die zweite Ausgabe der Sonderschau, die das Motto der diesjährigen
Hannover Messe „Integrated Industry – Industrial Intelligence“
aufgreift. Unter dem Leitmotiv zeigen sieben Hersteller, wie die beiden
Branchen das Thema praxisnah angehen.
Ebenso wie die Antriebstechnik konnte die Fluidtechnik im Jahr
2018 wachsende Umsatzzahlen verzeichnen. Laut VDMA wuchs der
Umsatz der Fluidtechnik-Branche um insgesamt 7 % gegenüber
dem Vorjahr. Trotz weiterhin bestehender Unwägbarkeiten, wie den
Folgen des Brexit und der internationaler Handelskonflikte blickt die
Branche verhalten optimistisch auf das Jahr 2019 und erwartet ein
Wachstum von rund 3 %.
Pneumatische und hydraulische Komponenten und Systeme der
Fluidtechnik zählen zu den Kernbausteinen im stationären wie mobilen
Maschinenbau. „Für Industrie-4.0-Anwendungen und Prozesse
sind intelligente Komponenten und Systeme der Fluidtechnik wichtige
Enabler für smarte und effiziente Produktionsprozesse, vernetzte
Services und neue Geschäftsmodelle wie beispielsweise Predictive
Maintenance“, sagt Christian H. Kienzle, Vorsitzender des Vorstands
des VDMA Fachverbandes Fluidtechnik und CEO der Argo-Hytos
GmbH. „Für unsere Branche ist die digitale Dimension und die damit
verbundenen kürzeren Innovationszyklen ein wichtiger Grund
für die jährliche Beteiligung an der Hannover Messe.“
OPC UA ist auch hier als ein wesentlicher Baustein für neue Industrie-4.0-Geschäftsmodelle
zu sehen. Um die Kompatibilität mit unterschiedlichen
Systemen und OPC UA zu erreichen, werden für die
Fluidtechnik bei eCl@ss und ISO Produkte mit ihren Merkmalen
klassifiziert und mit einheitlicher Semantik genormt. Die Merkmale
dienen als Basis für OPC UA-Specifications. Durch die standardisierte
Beschreibung der Komponenten und Systeme in der Fluidtechnik
wird eine Kompatibilität auf allen Ebenen der industriellen Automation
ermöglicht.
Auch im Jahr 2019 organisiert der VDMA mit entsprechender Unterstützung
der Deutsche Messe AG wieder die Sonderschau „Smart
Power Transmission and Fluid Power Solutions“, deren Intention es
ist, anhand von Exponaten namhafter Hersteller dem Besucher zu
zeigen, dass durch eine konsequente Weiterentwicklung vorhandener
Systeme intelligente Lösungen im Sinne von Digitalisierung, Vernetzung
und Kommunikation realisiert werden. Die gezeigten Exponate
folgen der Philosophie „designed and developed for the largest
customer benefit“. An der Sonderschau beteiligen sich die Unternehmen
Argo-Hytos, Aventics, Balluff, Bosch Rexroth, Bucher Hydraulics,
Fluitronics und Moog mit entsprechenden Exponaten bzw.
mit Demonstratoren.
eve
www.fluid.vdma.org
Die Beschreibung der Exponate der Sonderschau:
hier.pro/3vneq
Hannover Messe: Halle 23, Stand A19
Bild: Deutsche Messe AG
Durch die konsequente Weiterentwicklung vorhandener Systeme
können intelligente Lösungen im Sinne von Digitalisierung, Vernetzung
und Kommunikation realisiert werden
132 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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01.- 05. April 2019
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Seit 1948 fertigt LEE höchst präzise, miniaturisierte Hydraulikkomponenten, die
maßgeblich zur Verringerung von Größe und Gewicht der Endprodukte beitragen
und zugleich Qualität und Leistungsfähigkeit steigern.
Nach ersten erfolgreichen Jahren in der Luftfahrtindustrie
erweiterten wir stetig die Einsatzfelder für unsere Produkte.
Heute zählen u. a. Automobilindustrie, Mobil- und Industriehydraulik,
Offshore-Industrie, Energiewirtschaft,
Raumfahrt, Motorsport, aber auch medizinische
und chemische Analysegeräte dazu.
LEE Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH
Am Limespark 2 · D-65843 Sulzbach
+49(0)6196 /773 69 - 0
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 133

FLUIDTECHNIK
DRUCKLUFTTECHNIK
Karsten Decker, Europäischer Energieberater (IHK) von Atlas Copco, zum Thema Steuerung von Kompressoren
Energieeffizienz
jederzeit an jedem Ort visualisieren
Durch ein Druckluftmanagement, das sich am Verbrauch orientiert, wird die eingesetzte Energie wirtschaftlich genutzt.
Die übergeordneten Steuerungen der Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH stellen sicher,
dass alle Kompressoren die optimale Leistung erbringen. Allen voran der Optimizer 4.0. Dieser bietet bessere Visualisierung,
mehr Schnittstellen und kann drehzahlgeregelte Kompressoren anderer Hersteller aktiv regeln. Das macht
Effizienz transparent – ganz im Sinne von ISO 50001.
Interview: Thomas Preuß, freier Fachjournalist, Königswinter
Die Steuerung Optimizer 4.0 berechnet kontinuierlich die
spezifische Leistungsaufnahme jedes Kompressors anhand der
hinterlegten Leistungsdaten in Verbindung mit dem aktuellen
Betriebszustand und dem örtlichen Kompressorauslassdruck
Preuß: Es geht also vor allem um besseren Datenfluss
und bessere Visualisierung?
Bild: Atlas Copco
Thomas Preuß: Atlas Copco bringt jetzt unter dem Namen Optimizer
4.0 eine neue Steuerung auf den Markt. Was war der Anlass
hierfür?
Karsten Decker: Früher standen für unsere Kunden vor allem Betriebssicherheit,
Effizienz und die gleichmäßige Auslastung der
Kompressoren im Vordergrund. Das alles gilt zwar auch heute noch;
darüber hinaus aber müssen sie nachweisen, dass ihr Unternehmen
den Standard für ein Energiemanagement nach ISO 50001 erfüllt.
Und dafür wollen sich die Anwender jederzeit selbst ein Bild von der
Auslastung der Anlage und ihrer Energieeffizienz machen können.
Und sie brauchen zum Teil mehr Schnittstellen für die Konnektivität.
Der Optimizer 4.0 bietet jetzt neben den klassischen Schnittstellen
wie Profibus DP und Modbus RTU zusätzlich Modbus TCP/IP, Ethernet
IP und Profinet. Diese sind etabliert und heute Standard.
Decker: Jederzeit Zugriff auf die Daten zu haben und sie
von jedem internetfähigen Gerät der Welt über einen
Webbrowser anschauen zu können, ist der wichtigste
Punkt. Allein mit dem Druckluftmanagement per Optimizer
kann man zum Beispiel 5 bis 7 % Energie einsparen –
etwa durch eine Senkung des Druckbands. Eine solche
Effizienzsteigerung soll visualisiert werden können –
nicht nur an der Steuerung selbst. Der Anwender möchte
Datentabellen oder grafische Darstellungen in das eigene
System importieren können. Und zwar ohne, dass die
Daten vorher die Firma verlassen, um auf externen Servern
entsprechend aufbereitet zu werden. Genau an diesem
Punkt sind viele Kunden empfindlich. Unsere neue
Steuerung speichert die Daten direkt vor Ort, der Kunde kann ohne
externe Umwege direkt zugreifen.
Preuß: Welche Daten möchten die Anwender denn konkret abrufen
und wofür benötigen sie diese?
Decker: Unsere Kunden wollen die Auslastung der Kompressoren
analysieren: Arbeiten alle im optimalen Bereich, auch wenn der Luftbedarf
schwankt? Den meisten Kunden ist das vor allem kurz vor einem
Energieaudit wichtig. In das Energiemanagementsystem werden
Verbrauchswerte übernommen, wie etwa der Volumenstrom in
Kubikmetern pro Stunde oder die spezifische Leistung. Diese sogenannte
Druckluftkennzahl, die mir sagt, wie viele Kilowattstunden
mich ein Normkubikmeter Druckluft kostet, kann ich jetzt auch direkt
am Optimizer ablesen. Anhand dieses Wertes kann etwa der Betriebsleiter
auf einen Blick erkennen, ob alles in Ordnung ist. Die Daten
können als Exceldatei oder als Bilder im JPG- oder BMP-Format
eins zu eins ins Energiemanagementsystem importiert werden.
Mit Hilfe der neuen Steuerung kann der Anwender aber auch analy-
134 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

DRUCKLUFTTECHNIK
FLUIDTECHNIK
Bild Atlas Copco
„Industrie 4.0 bedeutet
beim Optimizer: Wir
können Daten sammeln,
diese aufbereiten und
entsprechende Maß -
nahmen ableiten, um die
Prozesse zu optimieren.“
Karsten Decker, Europäischer
Energieberater (IHK),
Atlas Copco Kompressoren und
Drucklufttechnik
sieren, wie sich zum Beispiel Änderungen in der Produktion auf den
Energieverbrauch auswirken. ISO 50001 bedeutet ja auch, dass Unternehmen
bei der Energieeffizienz immer besser werden – das ist
ein kontinuierlicher Prozess.
Preuß: Ihre neue Steuerung trägt das derzeit oft zitierte „4.0“
im Namen. Was bedeutet das in diesem Zusammenhang?
Decker: Industrie 4.0 bedeutet beim Optimizer: Wir können Daten
sammeln, diese aufbereiten und entsprechende Maßnahmen ableiten,
um die Prozesse zu optimieren. In Verbindung mit unserer Fernüberwachungs-Software
Smartlink werden als Maßnahmen etwa
Nachrichten über Störungen im System an den Kunden oder direkt
an uns geschickt. Wenn zum Beispiel ein definierter Drucktaupunkt
nicht eingehalten wird, müssen wir nicht warten, bis eine Störung
passiert ist, sondern können uns proaktiv kümmern und Probleme
verhindern. In unserem Werk in Antwerpen gibt es einen sogenannten
Diagnostic Room, in dem sich Techniker und Ingenieure alle über
Smartlink gesendeten Daten von Maschinen anschauen können, für
die der Kunde mit uns einen Servicevertrag vereinbart hat. Wenn
Unregelmäßigkeiten auftauchen, wie etwa ein häufiger Temperaturanstieg,
informieren diese das jeweilige Kundenzentrum, damit jemand
vor Ort beim Kunden nachschaut, was das Problem verursacht.
Der große Vorteil für den Kunden ist, dass durch das frühe
Eingreifen Betriebsausfälle sowie langwierigere Reparaturen verhindert
werden.
Preuß: Für welche Druckluftstationen ist der Optimizer 4.0 sinnvoll?
Decker: Er eignet sich für Stationen ab zwei bis drei Kompressoren
und mindestens 100 kW Leistung. Darunter empfehlen wir ihn
nicht, weil die Energieeinsparung nicht so groß ist, dass sich die Investition
schnell amortisiert. Für kleinere Stationen passt dann zum
Beispiel eher eine ES 6, die aber nur die Reihenfolge der Kompressoren
vorgeben kann. Die neue Steuerung regelt dagegen volumenstromabhängig.
Das heißt, sie ermittelt in Abhängigkeit vom Volumenstrom,
welcher Kompressor zum jeweiligen Zeitpunkt am effizientesten
arbeitet. Dafür geben wir der Steuerung die Kennlinien
aller Maschinen vor, auch diejenigen von Fremdkompressoren.
Decker: In der Tat. Durch den zusätzlichen Einsatz eines Competitor-
Moduls. Das ist das Besondere an unserer neuen Steuerung, dass
wir jetzt sowohl Last-Leerlauf- als auch drehzahlgeregelte Kompressoren
anderer Anbieter in Verbindung aktiv regeln können. Wir binden
sie so ein, dass auch diese im optimierten Bereich fahren. Denn
wir wollen ja, dass der Kunde möglichst effizient fährt, und dafür
müssen wir – auch fremde – drehzahlgeregelte Maschinen perfekt
auslasten können.
Preuß: Welchen Anwendern raten Sie, zur neuen Steuerung zu
wechseln?
Decker: Kunden, deren Kompressorstation durch eine ES 16 oder
360 geregelt wird, sind im Prinzip gut aufgestellt, da diese auch volumenstromabhängig
regeln. Der Algorithmus ist identisch. Eine Verbesserung
gibt es aber bei der Hardware. Hier setzen wir jetzt Standardkomponenten
ein: einen Industrie-PC mit Touch-Screen, der mit
unserer Software ausgestattet ist. Damit ist die Ersatzteilbeschaffung
im Fall des Falles wesentlich simpler. Man sollte sich die Frage
stellen, wie wichtig Visualisierung und Transparenz im Unternehmen
sind. Mit einem Update unserer Steuerung ES 16 sind der Datentransfer
und die lokale Visualisierung ohne externe Umwege ebenfalls
möglich. Die Nachrüstung kostet etwa die Hälfte der neuen
Steuerung, man ist aber natürlich in puncto Schnittstellen und Hardware
nicht auf demselben Level.
Preuß: Kann man verallgemeinernd sagen: Je komplexer die
Prozesse, desto eher eignet sich die neue Steuerung, weil Anwender
dann auch den vollen Zugriff und die Transparenz der
Daten wünschen?
Decker: Das ist sicher so. In der Pharmaindustrie zum Beispiel wird
ja jeder noch so kleine Prozesswert aufgenommen. Hier ist man
eher geneigt, hinsichtlich Visualisierung, schnellem Datenaustausch
und Transparenz aufzurüsten als vielleicht in einer Gießerei. Übrigens
können wir mit der neuen Steuerung drei verschiedene Druckluftnetze
im Unternehmen gleichzeitig regeln. Das ist derzeit vermutlich
ein weiteres Alleinstellungsmerkmal der neuen Steuerung.
Wer also zum Beispiel ein Niederdrucknetz und ein normales 6–
oder 7-bar-Netz hat, ist mit der neuen Steuerung gut bedient. Dafür
wird jedes Netz mit mindestens zwei Drucksensoren ausgestattet.
Preuß: Ist der Optimizer teurer als die Vorgängermodelle?
Decker: Nein. Die neue Steuerung kostet ebenso viel wie die ES 16,
die sie jetzt ablösen soll. Übrigens kann auch diese Investition vom
BAFA mit bis zu 25 % Kostenzuschuss gefördert werden – unter
dem Stichwort „effiziente Querschnittstechnologie“. Voraussetzung
für die Förderung ist eine Station mit mindestens zwei
Kompressoren.
www.atlascopco.de
Details zum Optimizer 4.0:
hier.pro/ptBVC
Preuß: Verstehen wir das richtig? Der Optimizer regelt auch
Fremdkompressoren? Jeglicher Art?
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 135

FLUIDTECHNIK
DRUCKLUFTTECHNIK
Sichere Übertragung von Daten durch alle Ebenen
Kommunikation braucht Standards
Um Maschinen, Anlagen und Komponenten durchgängig miteinander zu vernetzen und Daten nahtlos zu trans -
portieren, bedarf es einheitlicher Protokolle und offener Standards. Der Druckluft-Spezialist Kaeser Kompressoren
setzt bereits auf IP-basierte Kommunikationsinfrastrukturen. Mit OPC-UA und Ethernet TSN entstehen vielver -
sprechende Ansätze für die zukünftige Standardisierungen.
Dipl. Ing. (FH) Andreas Birkenfeld und Dipl. Betriebswirtin Daniela Koehler, Kaeser Kompressoren, Coburg
Industrielle Netzwerke sorgen für eine sichere
Übertragung von Daten zwischen Komponenten
und einer übergeordnete Verbundsteuerung
Gängige Feldbuslösungen sind eher ungeeignet, um große Datenmengen
durchgängig zu transportieren. Neue Wege müssen
gebahnt werden. Einige vielversprechende Ansätze gibt es bereits.
So zeichnen sich OPC-UA und Ethernet TSN als mögliche künftige
Industriestandards ab und werden von Unternehmen und Verbänden
aktiv vorangetrieben. Basis dieser Ansätze ist die IP-basierte
Kommunikation. Für die Internetprotokollfamilie ist dabei die Gliederung
nach dem sogenannten TCP/IP-Referenzmodell maßgebend,
welches vier aufeinander aufbauende Schichten beschreibt. Die Basis
dieser Protokolle ist Schicht 3, welcher eine Mindeststandardisierung
der zu übertragenden Daten definieren. Die „physische“
Netzwerkschnittstelle in Schicht 1 ist üblicherweise als Ethernet gemäß
den IEEE-Standards 802.3 ausgeführt. Teilnehmer eines Kommunikationsverbundes,
der dieses Modell verwendet, müssen also
mindestens IP-basierte Daten verarbeiten können und über ein
standardisiertes Netzwerkinterface verfügen. Doch viele Fragen
sind noch offen und werden derzeit diskutiert, wie die zur Datenstandardisierung,
zur Echtzeitfähigkeit und zur IT-Security. Auch
wenn sich hierarchiebasierte Strukturen mit Einführung einer durchgängigen
Kommunikation auflösen („Jeder spricht mit jedem“), sollten
mit Blick auf die IT-Sicherheit und das Netzwerkmanagement
sinnvolle Abgrenzungen definiert werden. Netzwerkzellen bieten
sich an und sind in der industriellen Anwendung üblich.
Zukunftssicheres Ethernet
Nutzen Teilnehmer eines Kommunikationsverbundes
eine gemeinsame Infrastruktur,
ist ein Netzwerk auf Ethernet-Basis das Mittel
der Wahl. Ein solches Ökosystem für IPbasierte
Daten ist protokolloffen und skalierbar.
Im Bereich von industriellen Druckluftanlagen
hat sich dieser Ansatz bewährt, um
Komponenten wie Kompressoren, Trockner,
Druckhaltesysteme oder Sensoren zu vernetzen.
Zusammen mit einer maschinenübergreifenden
Steuerung spart das System Energie
und garantiert eine hohe Verfügbarkeit
der Druckluft. Überdies stellt es Daten für die
fortlaufende Diagnose und die vorausschauende
Wartung zur Verfügung. Die Integration
lokaler Netzwerkzellen in übergeordnete Infrastrukturen,
wie Scada, MES, EMS oder
auch eine Cloud geschieht mittels definierter
Schnittstellen. Die Entkopplung der Netze ist
aus Sicht der IT-Security essentiell und kann mit Hilfe bekannter
Maßnahmen wie Router oder Firewalls erreicht werden. Im Falle
der Verbundsteuerung von Kaeser stehen neben einer GBit-Ethernetschnittstelle
weitere Standardschnittstellen wie Profinet, Ethernet/IP,
ModbusTCP usw. optional zur Verfügung. Die Anbindung an
nachgelagerte IoT-Infrastrukturen ist ebenso möglich, wie auch OPC
UA als standardisierte Schnittstelle.
Bild: Kaeser Kompressoren
Bussysteme dominieren die untere Ebene
Die Prozessebene stellt hinsichtlich der Datenintegration noch eine
Herausforderung dar. Der überwiegende Anteil an Daten ist in industriellen
Prozessen mit konkreten physikalischen Vorgängen verknüpft
und wird mit Hilfe von Sensoren und prozessnahen Steuerungen
erzeugt. Die Schnittstelle zu diesen Instanzen ist daher von
entscheidender Bedeutung. Die Voraussetzung für einen nahtlosen
und durchgängigen Transport der Daten muss somit bereits an ihrer
Quelle erfüllt sein. Dies ist bei Sensoren, Antrieben und IO-Komponenten
heute überwiegend nicht gegeben. Unterschiedliche Bussysteme
dominieren die Vernetzung auf unterer Ebene und sind im
Brownfield immer noch Stand der Technik. Die spezifische Differenzierung
der eingesetzten Technologien besteht im einfachsten Fall in
der physischen Verbindungstechnik (Stecker und Kabel). Die unterschiedlichen
Ausprägungen der Datenstrukturen, der Protokolle und
136 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Mit Sigma Network
werden Komponenten
einer Druckluftstation
vernetzt. Gewonnene
Daten können abgefragt
und genutzt werden
Bild: Kaeser Kompressoren
der Semantik stellen die größte Herausforderung dar. Die Prozessdaten
müssen vor der Nutzung zunächst aufbereitet werden. Datenkonnektoren,
-hubs und -konverter erzeugen zwar IP-basierte Daten
in einem Format, welches zu den nachgelagerten Verarbeitungsinstanzen
kompatibel ist. Dies ist aber nur eine “Brückenlösung“.
Es ist also wünschenswert, alle Komponenten in eine offene, durchgängig
IP-basierte Kommunikationsarchitektur einzubinden. Dazu
sind technische Voraussetzungen zu erfüllen. Neben der Anschlusstechnik
des Ethernet ist auch ein Kommunikationsstack in der Komponente
vorzuhalten, was entsprechende Anforderung an Rechenleistung
und Speicher mit sich bringt. Wie muss also eine ideale Topologie
künftiger Datennetzwerke im Bereich der unteren industriellen
Schicht aussehen? Die Daten müssen bereits bei ihrer Entstehung
in einem IT-kompatiblen Format zur Verfügung stehen und
nahtlos transportiert werden können. Der kleinste gemeinsame
Nenner ist die IP-Konformität und die Standardisierung der Daten.
Die jeweils erforderlichen Echtzeiteigenschaften können durch Mechanismen
wie TSN erfüllt werden. Dazu sind Anpassungen in
Schicht 2 erforderlich, entsprechende Standardisierungen sind in Arbeit.
Die Ausdehnung dieser Forderung selbst auf Sensoren, Aktoren
und sonstige IO-Komponenten stellt heute noch eine Herausforderung
dar. Für die Hersteller bedeutet dies einen Technologiesprung,
der bewältigt werden muss. Das aktuelle Standardisierungsvorhaben
IEEE 802.3cg hat das Potential für die Vernetzung
bis in die unterste Ebene. Nur zwei Adern dienen sowohl zur Kommunikation
als auch zur Spannungsversorgung. Dieser Standard ist
in vielen Anwendungen für die Vernetzung von Sensoren, IO´s und
sonstigen Subsystemen in der Feldebene interessant und wird eine
integrale Datendurchgängigkeit ermöglichen. Als Advanced Physical
Layer (APL) wird dieser Standard für den Einsatz in der Prozessindustrie
und die generelle industrielle Anwendung vorangetrieben.
Diese Initiative hat das Potential, die Kommunikationsinfrastruktur
der Feldebene zu revolutionieren. Entscheidend wird sein, dass es
sich um einen herstellerneutralen, offenen Standard handelt. Die
bestehende Inkompatibilität durch proprietäre Technologien wie bei
den historischen Feldbussen sollte grundsätzlich vermieden werden.
Dann sind die Voraussetzungen gut, um Daten künftig wirklich
nahtlos vom Sensor bis in die Cloud zu transportieren.
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FLUIDTECHNIK
DRUCKLUFTTECHNIK
Effiziente Produktion durch Druckluftüberwachung mit Messsystemen von Beko Technologies
Exaktes Messen ist detailliertes Wissen
Produktionsunternehmen – gleich welcher Branche – stehen heute unter wachsendem Effizienzdruck. Um im
Wettbewerb zu bestehen, sind sie auf zuverlässige und stabile, aber auch auf energieeffiziente Prozesse
angewiesen. Maschinenstillstand, Produktionsausschuss, hohe Energie- und Betriebskosten sind unbedingt zu
vermeiden. Durch intelligente Messtechnik ist es heute möglich, Anlagen und Prozesse standortunabhängig
und in Echtzeit zu überwachen – das gilt auch für die Druckluftanlage.
Rainer Stützel, Head of Department Corporate Identity & Relations, Beko Technologies GmbH, Neuss
Die richtige Auslegung einer Druckluftanlage hängt von den Anforderungen
an die Qualität der Druckluft ab, die sich je nach
Anwendung und Branche unterscheiden. Eine umfassende Aufbereitung
der Druckluft ist bei nahezu allen Anwendungen notwendig.
Denn die Druckluft kann – bedingt durch ölgeschmierte Kompressoren
oder veraltete oder materialgemischte Rohrleitungssysteme,
aber auch bereits durch die Ansaugluft – verschiedene Verunreinigungen
wie Öl-Aerosole, Schmutz, Mikroorganismen oder Feuchtigkeit
enthalten. Diese können sich negativ auf den Produktionsprozess
oder das Produkt auswirken. So muss beispielsweise die
Druckluft, die pulverförmige Rohstoffe transportiert, absolut trocken
sein, damit der Rohstoff nicht verklumpt. Auf eine trockene, ölfreie
und sterile Prozessluft sind auch Unternehmen der Elektronikbranche
etwa bei der Chip-Herstellung angewiesen. Zur Druckluftaufbereitung
gehören die Trocknung, Filtration, die Katalyse zur Entfernung
von Restölgehalt und die Kondensattechnik mit Geräten zur
Kondensataufbereitung und Kondensatabscheidung.
Um sicherzustellen, dass die Druckluft den vorgegebenen Anforderungen
und Normen entspricht, sollte das Druckluftsystem mit einem
24/7-Online-Messsystem ausgestattet werden. Dieses misst
die entscheidenden Druckluftparameter wie Restöldampfgehalt, Volumenstrom,
Druck, relative Feuchte, und Taupunkt in Echtzeit und
liefert damit eine belastbare Datenbasis. Beim Überschreiten von individuell
konfigurierbaren Grenzwerten informiert es unverzüglich.
So können Produktionsleiter noch vor einer Verunreinigung mit möglichen
Folgen für den durchgängigen Betrieb der Maschinen und für
Bild: Beko Technologies
Mit dem Datenlogger
Metpoint BDL überwacht
Umbria Filler
die Aktivität der Kompressoren
und den
relativen Bedarf an
Druckluft
die Produktqualität entsprechende Maßnahmen einleiten. Das verhindert
Produktionsausschuss in Fertigungs- und Verarbeitungsbetrieben,
durch den weltweit jährlich ein Schaden in mehrfacher Millionenhöhe
entsteht, oft von vornherein.
Lückenloses Monitoring bringt volle Transparenz
Doch nicht nur für die Druckluftqualität, sondern auch für die Energieeffizienz
der Anlage, ist exaktes Messen wichtig. Oft wissen Anlagenbetreiber
nicht, wie viel Druckverlust zwischen Kompressor
und Anwendung entsteht. Das italienische Chemieunternehmen
Umbria Filler produziert seit über 40 Jahren Füllstoffe aus natürlichem
oder beschichtetem Calciumcarbonat für Fliesen, Gummi,
Kunststoffe wie auch für den Bau- und Automobilsektor. Als sich das
Unternehmen entschied, eine Energiezertifizierung zu beantragen,
fiel auf, dass die Druckluftanlage einen überproportional hohen Energieverbrauch
aufwies. Die vier eingesetzten Kompressoren, davon
einer mit Invertertechnologie und drei ältere Geräte, machten zusammen
zwölf Prozent des Energieverbrauchs aus. Mit dem Ziel,
den Energieverbrauch zu reduzieren, wandte sich das Unternehmen
an Beko Technologies. Die Analyse des Druckluftspezialisten ergab,
dass 80 bis 85 % des Druckluftbedarfs durch den neuesten Kompressor
allein gedeckt werden konnten und die restlichen 15 bis
20 % durch Miteinbeziehen eines zweiten Kompressors erreicht
werden konnten. Zur Steuerung der Interventionslogik der Kompressoren
installierte Beko Technologies Sensoren, die den Druck
und Durchfluss erfassen und gleichzeitig die Aktivität der Kompressoren
sowie den relativen Bedarf an Druckluft messen. Die gesammelten
Daten werden an den Datenlogger Metpoint BDL gesendet,
der die Werte an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
übermittelt. Diese steuert das Ein- und Ausschalten der Kompressoren,
um den Druckluftbedarf genau zu decken und den Energieverbrauch
dabei so niedrig wie möglich zu halten. Umbria Filler hat damit
die Vorgaben für die Energiezertifizierung erreicht und ist immer
in Echtzeit über den Zustand der Druckluftanlage informiert.
So bietet ein lückenloses Monitoring volle Transparenz und Kontrolle
über die Druckluftanlage. Zustandsbasiert können Produktionsleiter
über Wartung oder Austausch von Komponenten wie beispielsweise
Filterelementen entscheiden – für eine stabile und energieeffizient
ausgelegte Prozesskette.
eve
www.beko-technologies.com
Details zur Metpoint-Serie
hier.pro/ClmnX
Hannover Messe: Halle 26, Stand C31
138 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
FLUIDTECHNIK
Einstellbare Hochdruck-Axialkolbenpumpen PZH von Nachi
Energieeffiziente Hochdruckhydraulik
Speziell bei stationären Sondermaschinen
und kleinen Biegepressen gilt Hydraulik allgemein
als besonders energieintensiv. Um die
Antriebe deutlich wirtschaftlicher und effizienter
auszuführen, nutzen Maschinenhersteller
vorteilhaft die einstellbaren Hochdruck-Axialkolbenpumpen
PZH von Nachi.
Sie erzeugen bis zu 350 bar nominalen Arbeits-
und maximal 400 bar Spitzendruck bei
bis zu 72 cm³/U (entspricht 108 l/min) Fördervolumen.
Elf Kolben sorgen für einen gleichmäßigen,
pulsationsarmen Förderstrom und
leisen Betrieb der Pumpe, sogar bei Druckabschneidung.
Mit ihrem stabilen, gegossenen Gehäuse,
besonders großzügig dimensionierten, vom
Hersteller selbst entwickelten und hergestellten
Kegelrollenlagern sowie der sphärischen,
gehärteten Schrägscheibe erreichen
die Pumpen auch unter rauen Umgebungsund
Lastbedingungen eine lange Lebensdauer.
Zum Antrieb mit passenden Elektromotoren
und zum Übertragen der erforderlichen
Drehmomente sind die Varianten mit Flansch
nach ISO und SAE mit Passfedern an den
Pumpenwellen verfügbar.
Damit Maschinenhersteller jeweils individuell
optimierte Hydrauliksysteme verwirklichen
können, gibt es von Nachi als Option exakt
auf die Pumpen abgestimmte Druck-, Leis-
tungs- und Förderstromregler. In Kombination
mit unterschiedlichen Magnetventilen des
japanischen Herstellers lassen sich schnell
und einfach sicherheitsrelevante Steuerungen
für die Hydraulikantriebe in Werkzeugund
Sondermaschinen aufbauen. bec
Link zum Datenblatt: hier.pro/KeK8i
www.nachi.de
Hannover Messe: Halle 24, Stand B35 (11)
Bild: Nachi
Mobiles Höchstdruckaggregat von Kamat
Kompakt und stark
Das Unternehmen Kamat hat eine neue Version
des Kamjet im Programm. Das mobile
Höchstdruckaggregat stellt auch in unwegsamem
Gelände, zum Beispiel auf Baustellen
oder in Bereichen ohne Stromversorgung,
Pumpendrücke bis 3500 bar oder Volumenströme
bis 138 l/min bereit. Laut Hersteller
Bild: Kamat
ist das Aggregat eine leistungsstarke und
kompakte Hochdruckpumpe auf Rädern.
Kernkomponente des Aggregats ist eine
Höchstdruckplungerpumpe vom Typ K 10016
A-3G mit stufenlos regulierbarem Arbeitsdruck.
Sie erzeugt im Standard einen maximalen
Druck von 2800 bar bei einem Volumenstrom
von 27 l/min. Alternativ sind auch
geringere Drücke mit höherem Volumenstrom
möglich, zum Beispiel 138 l/min bei
510 bar. Ausgerüstet mit einem Wechselsatz
für den höchsten Druckbereich ergeben sich
3500 bar bei 15 l/min. Die Pumpe ist auf einem
Doppelachs-Fahrgestell mit Zugdeichsel
montiert. Angetrieben wird sie von einem
Volvo-Penta-Dieselmotor mit 5,1 l Hubraum
und 160 kW Leistung, dessen Leistungscharakteristik
auf den Betrieb von Höchstdruckpumpen
abgestimmt ist. Beim Start der
Pumpe kommt eine elektrische Vorfüllpumpe
mit Wassertank zum Einsatz. Alle Komponenten
sind in einem stabilen Rahmen untergebracht,
der den Krantransport über vier Ösen
erlaubt. Die Steuerung erfolgt über eine vollautomatische
Steuereinheit, die das Auswählen
u. a. von Druckbereichen und Drehzahlen
erlaubt. Für das Ein- und Ausschalten der
Pumpe kann der Bediener auch die mitgelieferte
Fernbedienung nutzen.
bec
www.kamat.de
Messkupplungen und Diagnosesysteme von R + L Hydraulics
Clevere Helfer im hydraulischen System
Das Unternehmen R+L Hydraulics hat sein
Produktportfolio um Messkupplungen erweitert.
Die neuen Messkupplungen eignen sich
zur Druckprüfung, Schmierung, Entlüftung
und Öl-Entnahme in einer Vielzahl von Anwendungen
der Mobil- und Stationärhydraulik
in Bereichen. Sie bieten Anwendern eine
einfache und sichere Möglichkeit zur Überwachung
des Systemdruckes, Entlüftung des
hydraulischen Systems, Analyse des Verschmutzungsgrades
und Entnahme repräsentativer
Fluidproben – sowohl temporär als
auch dauerhaft. Durch das integrierte Rückschlagventil
können diese Arbeiten unter
Druck von bis zu 630 bar erfolgen, ohne dass
die Anlage abgeschaltet werden muss. Die
Messkupplungen sind in unterschiedlichen
Materialien, zum Beispiel Edelstahl lieferbar.
Sie eigenen sich für alle Hydraulik- und Mineralöle;
für weitere Medien können sie auf Anfrage
ausgerüstet werden. Die Dichtungen
stehen in verschiedenen Ausführungen und
Materialien zur Verfügung, um unterschiedlichsten
Anforderungen gerecht zu werden
und Ölleckagen vorzubeugen. Abgestimmt
auf die jeweilige Anwendung sind die Messkupplungen
mit unterschiedlichen Gewinden
und in verschiedenen Ausführungen lieferbar,
zum Beispiel mit Steigrohr, Überwurfmutter,
Rohrverschraubung, als Schott-Messkupplung
zur Rohrverbindung oder als Rückschlagkupplung.
eve
www.rl-hydraulics.com
Hannover Messe: Halle 25, Stand E11
Bild: R + L Hydraulics
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 139

FLUIDTECHNIK
NEWS
Elektrische Kompaktpumpe von SKF für Einleitungsschmiersysteme
Jetzt mit nachfüllbaren Kunststoffbehältern verfügbar
Die aktualisierte Version der Schmierpumpe
Electric Compact Pump (ECP) von SKF für
Einleitungsschmiersysteme ist nun auch mit
Kunststoffbehältern zum einfachen Nachfüllen
erhältlich. Natürlich eignet sie sich nach
wie vor auch für vorgefüllte Kartuschen. Die
ECP wurde entwickelt, um Lager und Profilschienenführungen
mit Öl oder Fließfett in
Systemen mit bis zu 20 Schmierstellen und
einer Hauptleitungslänge von 15 m zu
schmieren. Die Pumpe beinhaltet ein integriertes
Druckbegrenzungsventil, das den
Einsatz in automatischen SKF-Einleitungsschmiersystemen
ermöglicht. Die ECP steht
mit vorgefüllten Schmierstoffkartuschen oder
mit Kunststoffbehältern für Öl bzw. Fließfett
(in drei Größen) zur Verfügung. Ölbehälter
werden mit Standard-Befüllfiltern geliefert.
Die Pumpenausführungen mit den Behältervolumina
1,0 und 1,7 l können mit einer Füllstandsüberwachung
ausgestattet werden.
Wer auf die maximale Reinheit des Schmierstoffs
Wert legt, kann auch auf die ECP-Versionen
mit 380-ml-Kartuschen zurückgreifen.
Diese leicht austauschbaren Kartuschen sind
mit einem optionalen, integrierten Sensor zur
Füllstandüberwachung erhältlich. Die Standardkartusche
ist mit Schmierfett vom Typ 00
vorgefüllt. Die ECP setzt Maßstäbe in Design
und Flexibilität und ist eine kostengünstige
und einfach zu bedienende Schmierungslösung,
die perfekt mit SKF-Schmierstoffverteilern
in kleinen bis mittleren Maschinen zusammenarbeitet.
bec
www.skf.de
Bild: SKF
Clean-Break-Kupplungen von Walther Präzision für den Hochdruck- und -temperaturbereich
Prozesssicher und produktivitätssteigernd
Bild: Walther Präzision
Die aus hochwertigem Edelstahl hergestellten
Clean-Break-Kupplungen der Schnellkupplungsserie
DD von Walther Präzision
wurden gemäß Druckgeräterichtlinie speziell
für aggressive Flüssigkeiten oder Gase der
Mediengruppe I im Hochdruck- und Hochtemperaturbereich
entwickelt. Sie erfüllen
die erhöhten Anforderungen der HPHT-Chemie.
Der zulässige Betriebsdruck liegt, abhängig
von der jeweiligen Betriebstemperatur
(T max
= +250 °C) und der eingesetzten
Nennweite, bei bis zu 350 bar. Somit können
für thermisch und drucktechnisch hochbelastete
Leitungen, die zuvor ineffizient mit
Flanschverschraubungen verbunden wurden,
nun auch Schnellkupplungen prozesssicher
und genutzt werden. Nicht nur beim schnellen
Trennen und Verbinden oder bei der Wartung
von Leitungssystemen bietet die Serie
einen Zeitgewinn: Die speziell geglätteten
Oberflächen ermöglichen u.a. eine leichte
und schnelle Reinigung. Weiterhin stellen
hochwertige und austauschbare Dichtungen
beim Kuppeln auch unter Differenzdruck eine
lange Lebensdauer bei minimalem Wartungsaufwand
sicher. Die Atex-zugelassenen
Schnellkupplungen bieten hohe Sicherheit
für den Bediener und für die Umwelt, denn
sie sind absolut spritzfrei und die beim Entkuppeln
entstehenden geringen, physikalisch
unabdingbaren Restleckagen sind auf das
mögliche Minimum reduziert.
bec
www.walther-praezision.de
Hannover Messe: Halle 20, Stand C19
Pfeiffer Vacuum stellt zweistufige Drehschieberpumpe Pascal 2021 HW vor
Flexibel und anpassungsfähig, hohe Dampfkapazität
Mit Pascal 2021 HW präsentiert Pfeiffer Vacuum
die zweistufige Drehschieberpumpe
mit der nach eigenen Angaben höchsten
Dampfkapazität ihrer Klasse. Sie eignet sich
für alle Anwendungen, bei denen mit Wasserdampf
zu rechnen ist. Aufgrund des Designs
und des Gasballastsystems können große
Mengen von Dampf gefördert werden, ohne
dass es zu Kondensation innerhalb der Pumpe
kommt. So werden Flüssigkeitsansammlungen
vermieden, die sich negativ auf die
Lebensdauer der Pumpe und des Öls auswirken.
Dank der verwendeten Materialien wi-
dersteht die Pascal 2021 HW auch aggressiven
Chemikalien wie Wasserstoffperoxid.
Durch ein angepasstes Temperaturmanagement
ist die Pumpe bereits nach wenigen
Minuten bereit, Dampf zu fördern. Sie verfügt
über eine Sicherheitseinrichtung, die das
Eindringen von Wasser in funktionsrelevante
Bereiche erschwert, wenn unbeabsichtigt die
Dampfkapazität überschritten wird. Durch Zubehör
wie Ölnebelabscheider und einlassseitige
Fallen lässt sich die Pumpe gut an Prozesse
anpassen. Dank ihrer Kompaktheit ist
die sie auch für den Einbau in Geräte gut geeignet.
Ein Ölablassventil vereinfacht die Wartung
in beengten Räumen. Der Einphasen-
Universalmotor ermöglicht den Einsatz nahezu
überall in der Welt.
bec
www.pfeiffer-vacuum.com
Hannover Messe: Halle 26, Stand D16
Bild: Pfeiffer Vacuum
140 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
FLUIDTECHNIK
Speziell für die Kühlschmierstoff-Förderung: Kreiselpumpe BS 40 von Knoll Maschinenbau
Selbstansaugend und robust
Die selbstansaugende Kreiselpumpe BS 40.
von Knoll Maschinenbau ist speziell für die
Kühlschmierstoff-Förderung konzipiert und
wird vor allem in flachen Späneförderern eingesetzt.
Normale Kreiselpumpen brauchen
einen gewissen Füllstand, damit sie das Medium
luftfrei – und damit störungsfrei – fördern
können. In flachen Späneförderern
herrscht jedoch meist ein niedriges Füllstandsniveau,
sodass dort spezielle selbstansaugende
Kreiselpumpen verwendet werden,
die sich selbstständig entlüften. Ist die
zu fördernde Flüssigkeit ein Kühlschmierstoff
(KSS), kommt für die Pumpe noch eine weitere
Schwierigkeit hinzu. Selbst wenn ein Filter
mit einer Feinheit von weniger 1/10 mm
vorgeschaltet ist, bleibt eine geringe Spanfracht
in der Emulsion oder im Öl zurück, die
schon in kurzer Zeit für Schäden an der Pumpe
sorgen kann. Die selbstansaugende Kreiselpumpe
BS 40 eignet sich jedoch ideal für
diesen Einsatzfall. Sie zeichnet sich durch eine
kurze Entlüftungszeit und besonders robuste
Werkstoffe aus. Der Fördervolumenstrom
liegt zwischen 140 und 320 l/min, der
Druck bei bis zu 2 bar. Großes Augenmerk
Bild: Knoll Maschinenbau
legten die Entwickler der BS 40 auf die besonders
vom Verschleiß bedrohte Gleitringdichtung.
Zum einen ist das Material deutlich
widerstandsfähiger als bei herkömmlichen
Dichtungen für Normwasserpumpen. Zum
anderen ist sie so verbaut, dass ein Instandhaltungsmitarbeiter
sie einfach und in kurzer
Zeit austauschen kann.
bec
Ölfreie, trockenverdichtende Schraubenpumpe von Leybold
Einfach, effizient und trocken
Die Varodry von Leybold ist eine 100 % ölfreie,
trockenverdichtende Schraubenpumpe.
Sie ist zunächst in den Baugrößen VD65
Bild: Leybold
(65 m 3 /h) und VD100 (100 m 3 /h) verfügbar,
die Baugrößen VD160 und VD200 sind bereits
in Vorbereitung. Schraubenpumpen sind
im Bereich der industriellen Vakuumpumpen
derzeit Stand der Technik. Aufgrund des integrierten
Schalldämpfers besitzt die Pumpe
ein leises und angenehmes Laufgeräusch.
Die variable Anordnung des Einlassflansches
ermöglicht ihre flexible Platzierung innerhalb
der Anlage. Daneben erlaubt das spezielle
Design des Schalldämpfers (ohne schwammartige
Dämpfermaterialien) und die Anbringung
des Austrittsflansches an der niedrigsten
Stelle der Pumpe, dass eventuell eingetragene
Flüssigkeiten oder kondensierte
Dämpfe komplett aus der Pumpe ausgetragen
werden können. Dies verhindert die
sonst möglichen Rostbildungen. Ein weiterer
Prozessvorteil ist die Belastbarkeit der Pumpe.
Sie kann im Dauerbetrieb bei jedem beliebigen
Ansaugdruck betrieben werden und
ist resistent auch gegenüber wiederholten
Schockbelüftungen. Ohne Überlastungen
können beliebig viele Zyklen gefahren werden.
Ein wesentliches Differenzierungsmerkmal
der Varodry ist ihre komplette Ölfreiheit.
Sie verfügt über fettgeschmierte Kugellager
und verzichtet auf ein Synchronisationsgetriebe.
Antrieb und Synchronisation erfolgen
über einen High-Tech-Zahnriemen. bec
www.leybold.com
Hannover Messe: Halle 26, Stand E10
Dosiergeräte von Nordson EFD für besonders robuste Einsätze in der Industrieumgebung
Zuverlässige Flüssigkeitsabgabe
Nordson EFD stellt die Dosiergeräte der Serie
Performus X vor, die eine zuverlässige
Flüssigkeitsabgabe für allgemeine Tischmontageanwendungen
in den Bereichen Elektronik,
Biowissenschaften, Verbaucherprodukte
und Automobilindustrie gewährleisten. Die
luftdruckbetriebenen (bzw. pneumatischen)
Dosiergeräte reduzieren die Herstellungskosten
und verbessern die Erträge durch kontrolliertes
Aufbringen von Montageflüssigkeiten.
Dadurch verringern sich zudem auch vom Bediener
verursachte Schwankungen. Der Performus
X100 ist mit einem 0 bis 100 psi (0 bis
7 bar) Druckregler ausgestattet und kann damit
niedrig- bis hochviskose Flüssigkeiten,
wie etwa Klebstoff, Öl, Schmierstoff, Silicium,
Dichtungsmittel, Cyanacrylate, UV-härtende
Klebstoffe, und auch Pasten dosieren,
wie z. B. SolderPlus-Lotpaste. Der Performus
X15 hat einen 0 bis 15 psi (0 bis 1 bar) Druckregler
für bessere Kontrolle bei der Dosierung
von niederviskosen oder dünnen Flüssigkeiten
wie Lösemitteln. Zu den Designverbesserungen
gehört ein besser schützendes
Metallgehäuse, das die Produkte für den Einsatz
in der industriellen Montage robuster
macht. Das Gehäuse fungiert zudem als faradayscher
Käfig für verbesserten EMV/RFI-
Schutz und bietet dem Gerät eine Chassisverbindung
für die Erdung, um Leckstrom abzuleiten
und das System besser gegen elektrostatische
Entladung (ESD) zu schützen.
bec
www.nordsonefd.com
Bild: Nordson EFD
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 141

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
Mit skalierbarer Maintenance-Plattform vCare in die digitale Zukunft der Prozessindustrie
Auf die Größe kommt es an
Digital vernetzte Sensoren erfassen immer mehr Maschinendaten. Mit der Wartungsplattform vCare von
Vega Grießhaber lassen sich diese für Diagnose und Wartung genau auslesen. Dabei kann der Anwender
entscheiden, welche er davon auf seinem Bildschirm sieht: Gerätezustand, Alarme, eine Kalenderübersicht
oder die Historie. Das eröffnet Potenzial für echte Wettbewerbs- und Kostenvorteile. Der Service zu vCare
soll ab Mitte 2019 verfügbar sein.
Holger Sack, Leiter Produktmanagement, Vega Grieshaber KG
Effektives Maintenance Monitoring
– visualisiert durch das Vega
Inventory System
Stillstände und Störungen rangieren in der Prozessindustrie bei
Maschinen und Anlagen auf Platz 1 der wirtschaftlichen Herausforderungen
– dicht gefolgt von Standzeiten durch Reinigen
oder Rüsten. Dabei werden in zunehmend komplexen Anlagen auch
die Fehler schwerer zu durchschauen, die Suche nach ihnen mühsamer.
Digital vernetzte Sensoren besitzen für diese Aufgabe das Potenzial
echter Wettbewerbs- und Kostenvorteile. Immer vorausgesetzt,
ihre Daten werden für Diagnose und Wartung genau ausgelesen:
Idealerweise personalisiert und inhaltlich passend. Werden der
Gerätezustand, Alarme, eine Kalenderübersicht oder die Historie benötigt?
Auf der digitalen Wartungsplattform vCare entscheidet der
Anwender, was er auf seinem Bildschirm sieht. Das gibt Freiraum
für Weiterentwicklung mit dem wachsenden Angebot.
Die Chancen, die der Prozessindustrie durch die digitale Verbindung
ihrer operativen Produktionswelt und der kommunikativen IT-Welt in
der Cloud entstehen, zeigen sich schon an wenigen Fakten. Maschinen
werden instandgehalten, bevor ein teurer Störfall eintritt. Reinigungs-
oder Rüstzeiten optimieren sich stetig und flexible Produktion
ist zu beinahe den gleichen Konditionen zu haben, wie die von Massenware.
Der schmale Grat, den es dabei zu meistern gilt, liegt zwischen
Innovations-Bereitschaft und Kosten-Risiko. Viele Industrie-
4.0-Initiativen generieren womöglich hohe Investitionen, die am Ende
die Entwicklung bremsen. Denn nicht jedes Unternehmen hat Bedarf
an allen Disziplinen oder muss alle Fähigkeiten beherrschen. Vielmehr
kommt es darauf an, das wirklich Benötigte zu identifizieren und sich
auf die Module zu fokussieren, die echten Nutzen bringen.
Feldgeräte sind schon an sich intelligente
Systeme und stecken
voller wichtiger Informationen –
sowohl über die Prozesse, in denen
sie eingesetzt sind, als auch
über ihren eigenen Status. Wie
diese Daten genutzt werden und
in Steuerungssysteme eingebunden
werden können, liegt im Entscheidungsbereich
der Anwender.
Im besten Fall ermitteln die
Geräte prozessrelevante Daten
und visualisieren sie übersichtlich.
Durch vorausschauende Wartung und Instandhaltung können
Ausfall- und Stillstandzeiten wirkungsvoll minimiert werden.
Zunächst müssen diese Daten jedoch zugänglich gemacht werden.
Gerade in weitläufigen Anlagenarealen, bei verteilten oder mobilen
Produktionsstätten und Anwendungen kann sich die Kommunikation
über Bluetooth als wichtige Brückentechnologie hin zur Industrie-
4.0-Anlage erweisen. Vega bietet die drahtlose Übertragung daher
schon heute für alle Sensoren mit Plicscom-Displays und damit beinahe
sein gesamtes Sensorik-Portfolio als Option an. Weil die technische
Voraussetzung mit Blick auf zukünftige Entwicklungen modular
aufgebaut ist, heißt dies, dass sich Bluetooth für den Großteil aller
im Markt befindlichen Vega-Sensoren nachträglich leicht integrieren
lässt.
Ist eine Reichweite von 25 bis maximal 50 m gewünscht, so ist der
Zugang zum Feldgerät kaum einfacher und vor allem kostengünstiger
zu denken. Bei Bluetooth fallen keine Lizenzgebühren an. Die
Kommunikationsoption ist global, auf dem ISM-Band bei 2,4 GHz
verfügbar. Weil ihre Wurzeln im Consumer-Bereich liegen, sind zudem
die benötigten Endgeräte zur Anlagenbedienung bereits an unzähligen
Orten vorhanden. Leicht lassen sich auch weitere Feldgeräte
integrieren und automatisch verbinden. Bluetooth ermöglicht neben
der Messwertübermittlung das Übertragen von Alarmen bei kritischen
Werten und auch die Fernkonfiguration von Anlagen. Alles
bequem via PC oder Smartphone. Das Resultat: Entscheidende Kostenersparnisse
für Service-Einsätze und bessere Kontrolle über das
gesamte Feldequipment. Vorteile also, die sich sofort auszahlen.
Bild: Vega
142 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Vega Grießhaber
Mit dem Monitoring der Prozess- und Gerätedaten durch die Maintenance-Plattform
vCare bietet Vega ein mitwachsendes Konzept, um
die für Industrie 4.0 benötigten Informationsströme zum Fließen zu
bringen. Dabei steht die einfache Durchführbarkeit im Vordergrund.
Diese drückt sich bereits durch die Verwendung von Einfachem und
Bewährtem aus. Techniken und Komponenten, die wir aus unserem
täglichen Leben kennen, drahtlose und drahtgebundenen Übertragungsmöglichkeiten
sowie Smartphones oder Tablets gehören dazu.
Als eine zentrale Maintenance- und Monitoring-Plattform, eingebettet
in das Anwenderportal myVega, zeigt vCare alle wichtigen Sensorinformationen
übersichtlich auf dem PC-Bildschirm an. Die Daten
sind in der geschützten Cloud verankert. So liefert die Plattform Prozessinformationen,
aber gefiltert nach Relevanz oder Präferenz und
differenziert nach dem jeweiligen Sensor. Sie liefert Alarmhinweise
und Lösungsvorschläge, aber zum richtigen Zeitpunkt, um Anlagen
wirtschaftlich und vorausschauend fahren zu können. Und sie liefert
allgemeine Geräteinformationen, aber ohne lästiges Nachschlagen.
Das Besondere: Spezifische Informationen bleiben – passend zum
jeweiligen Gerät – spezifisch. Allgemeines gibt es als Add-ons leicht
verständlich aufbereitet. Zusätzliche Informationen können auf der
vCare-Plattform flexibel nach Bedarf „zugebucht“ werden.
Sicherheit besitzt bei der Datenübertragung sowie in der Cloud einen
hohen Stellenwert, geht es doch immer um sensible Nutzerdaten.
Daher hat Vega umfangreiche Schutzmaßnahmen eingebaut.
Vor Beginn der Datenübertragung findet eine Verschlüsselung der
Gerätekommunikation und Authentisierung der Geräte im Netzwerk
statt. Mit dem digitalen Angebot „PINs & Codes“ lassen sich Geräte-Zugangsdaten
zusätzlich zentral im Portal speichern und schützen.
Fällt einmal ein Bediengerät aus, ermöglicht PINs & Codes das
Weiterarbeiten ohne Neueingabe. Im Hintergrund werden die Zugangsdaten
aller Sensoren durch einmalige Anmeldung im myVega-
Portal selbstständig synchronisiert. Auch für die Erweiterung ist gesorgt:
Zusätzliche Bediengeräte werden automatisch synchronisiert
und können sofort auf alle Sensoren zugreifen. So lässt sich die digitale
Vernetzung schrittweise aufbauen. Erste Praxiserfahrungen
werden zeigen, was exakt Sicherheit bietet oder aber einen echten
Wettbewerbsvorteil. Auf der Basis lässt sich dann mit minimierten
Risiko komfortabel und in der richtigen Größe weitermachen.
www.vega.com
Richtig eingebunden,
leisten Feldgeräte einen
entscheidenden
Beitrag, um Ausfallund
Stillstandzeiten zu
vermeiden. Um die Daten
auch auf weitläufigen
Arealen zugänglich
zu machen, setzt Vega
Grießhaber auf Bluetooth.
Diese Kommunikationsart
erweist sich
als wichtige Brückentechnologie
hin zur Industrie-4.0-Anlage
PERFEKT
FOKUS-
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uEye LE Industriekamera
mit aktivem Fokus
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 143

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
Akustisches Sensorsystem zur Montageendkontrolle oder Betriebsüberwachung mittels kognitiver Signalanalyse
Per Geräusch ohne aufwendiges
Kalibrieren zuverlässig Fehler aufspüren
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken
haben ein Sensorsystem entwickelt, welches anhand einer akustischen Geräuschbewertung, ähnlich
dem menschlichen Gehör, Fehler oder Unregelmäßigkeiten in Anlagen und Maschinen schnell und
zuverlässig erkennen kann. Der amerikanische Landtechnik-Hersteller John Deere prüft mit dem
hörenden Sensorsystem AcoustiX bereits erfolgreich seine Mähdrescher-Schneidwerke.
Das Sensorsystem prüft das
rotierende Schneidwerk eines
Mähdreschers auf fehlerhafte
Schwingungen oder Geräusche
mit Hilfe von Körperschallsensoren
(Detailansicht
des Sensors siehe Bild unten)
und Mikrofonen
Sind Großmaschinen und Anlagen bereits im Betrieb, können
Defekte oder fehlerhaft montierte Komponenten zum Ausfall
von Maschinen und somit zu Produktionsstillständen sowie wirtschaftlichem
Verlust führen. Daher ist eine Qualitätssicherung bereits
vor der Inbetriebnahme beziehungsweise nach der Endmontage
von Anlagen und Maschinen von erheblicher Bedeutung. Forscher
des Fraunhofer IZFP haben sich intensiv mit den Fragen beschäftigt,
welche Möglichkeiten gibt es, um die korrekte Montage
und Funktion von Anlagen oder Maschinen verlässlich und ohne großen
Aufwand zu erkennen. Auf diesen Überlegungen aufbauend,
haben sie eine objektive Prüflösung entwickelt, die zur Montageendkontrolle
sowie zur dauerhaften Qualitätsüberwachung von sich
bewegenden oder rotierenden Maschinen und Anlagen eingesetzt
werden kann.
Maschinen und Anlagen erzeugen im Betrieb charakteristische
Schwingungen und damit Geräusche. Diese geben Auskunft über
die Qualität, da Montagefehler oder sonstige Defekte oftmals eine
Veränderung der „normalen“ Betriebsgeräusche verursachen. Häufig
ist Montagepersonal mit einem guten „Gehör“ und langer Erfahrung
mit dieser Prüfaufgabe betraut. Das menschliche Gehör unterliegt
allerdings einer gewissen Subjektivität: Es ermüdet nach einer
bestimmten Zeit oder wird durch Umgebungslärm negativ beeinflusst.
Auf dem Markt verfügbare akustische Prüfsysteme können
zwar objektiv auffällig schwingende oder klingende Erzeugnisse erkennen,
benötigen aber oft eine aufwändige, explizite Kalibrierung an
repräsentativen Bauteilen. Darüber hinaus wird das Geräusch- oder
Bild: Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser
Schwingungsverhalten in der Regel auf wenige akustische Kenngrößen
wie Frequenz oder Amplituden reduziert. Bereits geringe konstruktive
Anpassungen erfordern eine erneute Kalibrierung, da die
Prüfung sonst eventuell nicht mehr zuverlässig ist.
Intelligentes und schnelles Analyseverfahren
für vielseitige industrielle Einsatzbereiche
Zur Lösung des Problems hat ein Forscherteam am Fraunhofer IZFP
AcoustiX entwickelt, ein akustisches Sensorsystem mit kognitiver
Signalauswertung. Der kognitive Ansatz ähnelt der subjektiven Geräuschbewertung
durch einen Menschen, liefert jedoch objektive
und reproduzierbare Ergebnisse. AcoustiX nutzt die Daten individuell
angepasster akustischer Sensoren, die direkt an der Maschine
angebracht werden oder berührungslos über Mikrofone Schwingungen
oder Geräusche von Maschinen oder Anlagen erfassen. Fehler
oder Unregelmäßigkeiten werden automatisiert analysiert und
schließlich protokolliert. Dazu werden die Signale digitalisiert, anschließend
in zeitlich kurze Segmente eingeteilt, gefiltert und transformiert.
Abschließend werden aufeinanderfolgende Signalabschnitte
mit geeigneten mathematischen Methoden verglichen. Unerwartete
Schwingungen oder Geräusche ergeben charakteristische Unterschiede
zwischen den Segmenten, was vom System entsprechend
angezeigt wird. Die entwickelten Algorithmen benötigen kein
144 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

MESSTECHNIK & SENSOREN
AUTOMATISIERUNG
Vorwissen. Lediglich zur grundlegenden Softwareparametrisierung
sind einige Vergleichssignale erforderlich. Die Algorithmen spüren
somit Auffälligkeiten ohne aufwändiges Anlernen auf. Auf Grundlage
der Signalauswertung können innerhalb von nur wenigen Minuten
gezielte Aussagen über die korrekte Montage und Funktion der
Anlage oder Maschine getroffen werden.
Das hörende Sensorsystem der Fraunhofer-Forscher ist nicht nur für
die Kontrolle von Schneidwerken ausgelegt, sondern für unterschiedliche,
industrielle Anwendungen. In allen Bereichen, in denen
die Montageendkontrolle oder die dauerhafte Betriebsüberwachung
wichtig sind, kann das System genutzt werden. Damit reichen die
Einsatzgebiete vom Überwachen großer, autonom betriebener Maschinen
und Anlagen bis hin zur Qualitätsbewertung einzelner Baugruppen,
die unter anderem auf Prüfständen betrieben werden.
PLUS
Fraunhofer IZFPs
Angebot an Dienstleistungen
Über diese industrietauglichen, akkreditierten Dienstleistungen
und Kompetenzen verfügen die Forscher:
• Kompetenzbescheinigung des akkreditierten Prüflabors entsprechend
DIN EN ISO / IEC 17025, (neue) zerstörungsfreie Prüfverfahren
für die industrielle Prüfpraxis zu qualifizieren und validieren.
• Schneller Transfer bis zur Marktreife und Möglichkeit für den qualifizierten,
normenkonformen Einsatz in industriellen Anwendungen
sowohl für komplette Neu-Entwicklungen (Eigenentwicklungen)
oder für maßgeschneiderte Anpassungen innovativer ZfP-
Technologien auch in bisher nicht genormten Aufgabenfeldern.
• Zertifizierung des zugehörigen Qualitätsmanagementsystems nach
DIN EN ISO 9001.
http://hier.pro/L51Ve
Darstellung eines akustischen Signals mit
Auffälligkeiten im rot markierten Bereich
„Der Entwicklungsfokus liegt insbesondere auf unseren Algorithmen.
Diese können ohne großen Aufwand auch in bereits bestehende
Prüfsysteme integriert und kundenspezifisch angepasst werden“,
erklärt Matthias Heinrich, Wissenschaftler am Fraunhofer IZFP.
Für Kooperationspartner des Instituts ist dabei folgendes von Nutzen:
Die Akkreditierung des Fraunhofer IZFP umfasst in der flexiblen
Akkreditierung die Validierung von neuentwickelten zerstörungsfreien
Prüfverfahren und -methoden und die Validierung von zerstörungsfreien
Prüfverfahren und -methoden außerhalb des Anwendungsbereiches
von Normen. Der Einsatz beim Kunden kann sofort
nach der Validierung erfolgen, ohne vorher die Zustimmung des
Akkreditierers zu erhalten. Die Vorteil sind die Anwendung von Verfahren
und Methoden auf Augenhöhe zu Normanwendungen und
erhebliche Zeitersparnis gegenüber der Normung. Diese Vorgehensweise
liefert den Know-How-Vorsprung.
AcoustiX ist bereits erfolgreich bei John Deere zur permanenten
Qualitätsüberwachung von Mähdrescher-Schneidwerken im Industrieeinsatz
und wird zurzeit begleitend für die Serienfertigung validiert.
Mittelfristiges Ziel der Forscher ist die exakte Fehlerlokalisierung
sowie die detaillierte Bestimmung der Fehlerart durch intelligente
Algorithmen und Analysemethoden.
mc
www.izfp.fraunhofer.de
Details zum Dienstleistungsangebot des Fraunhofer
IZFP im Bereich Qualitätssicherung
http://hier.pro/uIIk8
Bild: Fraunhofer IZFP
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 145

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
Zug-/Druck-Kraftaufnehmer: Bei elektrischen Linearantrieben kommt es allein auf die Kraftmessung an
Leistungskontrolle ohne Druck
Derzeit vollzieht sich ein Wandel von pneumatischen und hydraulischen Antrieben oft hin zu elektrischen
Antrieben, etwa bei Linearantrieben. Dort kann kein Druck mehr gemessen werden. Doch Wika hat eine andere
Lösung: Kraftmessung, die auf Zug-/Druck-Kraftaufnehmern basiert. Geräte mit Dünnfilmsensor eignen sich
hier für ein breites Spektrum industrieller Anwendungen. Mit digitalem Ausgangssignal gilt dies zudem für
hochautomatisierte und vernetzte Prozesse: Stichwort IIoT.
Markus Heidl, Produktmanager Kraft, Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG
Linearantriebe halten unzählige Arbeitsprozesse in Bewegung,
vom Teilestanzen bis zum Ausbaggern einer Baugrube. Neben
den klassischen und bewährten Antriebsarten Pneumatik und Hydraulik
hat sich im Laufe der Jahre eine dritte etabliert, der elektrische
Linearaktuator. Die Kombination aus Motor und mechanischem
Schubaggregat findet zunehmend größere Verbreitung, vor
allem in Industrieverfahren als Alternative zu pneumatischen Antrieben.
Anzeichen eines Wandels gibt es ebenfalls bei den typischen
Applikationen für Hydrauliksysteme in der Baumaschinen-
Branche.
Die Vorteile solcher E-Lösungen liegen auf der Hand: Die Antriebe
sind kompakt und können im Baukastensystem an jede Anwendung
individuell angepasst werden. Sie setzen die Energie direkt in Bewegung
um und benötigen keine Flüssigkeit bzw. Druckluft als Zwischenmedium.
Demzufolge entfällt das dafür notwendige Equipment
wie Pumpen oder Kompressoren samt Leitungen und Schläuchen,
was den Wartungsaufwand reduziert und eine Leckage als potenzielle
Fehlerquelle ausschließt.
Zugleich arbeiten Elektroantriebe sparsam: Sie setzen Energie lediglich
für die eigentliche Bewegung ein, während Pneumatik- und Hydrauliksysteme
permanent Druck aufrechterhalten müssen. Genau
aus diesem Grund hat ein deutscher Autokonzern zum Beispiel
die Punkt-
schweißung in der Karosseriefertigung
von Pneuma-
tik auf elektrischen Antrieb umge-
Druckkraftaufnehmer, wie diese Produktgruppe
der Wika-Tochter Tecsis, werden zur zuverlässigen
Erfassung von Druckkräften eingesetzt.
In Miniaturbauform kommen sie bei
Anwendungen mit geringem Bauraum und/
oder zur Erfassung sehr kleiner Kräfte zum
Einsatz
rüstet: Die Erzeugung eines konstanten Grunddrucks von 10 bis
12 bar war im Vergleich zu kostenintensiv.
Ohne Druck als zentrale Antriebskomponente konzentriert man sich
bei elektrischen Linearaktuatoren auf die Kraftmessung, um den Bewegungsablauf
zu überwachen und zu regeln. Kraftmessung ist unabhängig
vom Wirkmedium, einfach und präzise und lässt sich bei
jedem beliebigen linearen Antrieb einsetzen. Entsprechend der Applikationsbreite
müssen dabei unterschiedliche Kräfte erfasst werden,
zum Beispiel Fügekräfte bei Roboterarmen, Scherkräfte beim
Stanzen, Anpresskräfte bei der Kennzeichnung von Lieferungen im
Versand, Presskräfte beim Crimpen oder Druckkräfte beim Punktschweißen.
Für diese Aufgaben kommen in erster Linie elektromechanische
Zug-/Druck-Kraftaufnehmer in Frage. Dabei handelt es
sich um Deformationskörper, die sich unter Einwirkung einer Kraft
verformen. Eingebrachte Dehnungsmessstreifen wandeln diese
mechanische, reversible Verformung in ein proportionales elektrisches
Ausgangssignal um.
Fehlererkennung als Unterschiedsmerkmal
Zwar könnten Anwender die Endgeräte eines Antriebs, zum Beispiel
eine Schweißzange oder ein Stanzwerkzeug, über Sensoren für die
Messgröße Zeit oder Weg an die gewünschte Position bringen.
Doch nur die Kraftmesstechnik ermöglicht zudem eine umgehende
automatische Fehlererkennung. Ein plötzlicher Kraftanstieg über die
definierte Obergrenze hinaus kann zum Beispiel auf einen Spahn
oder eine Verkantung zurückzuführen sein. Eine Fehlermeldung dieser
Art ist vor allem in automatisierten Prozessen mit Sekundentakten
unerlässlich. Ohne ein solches Signal kann eine unkontrollierte
Kraft in kürzester Zeit ganze Produktchargen zunichtemachen.
Aufgrund ihrer Performance eignen sich besonders Zug-/Druck-
Kraftaufnehmer mit Dünnfilmtechnik für Antriebe in Industriemaschinen.
Deren Sensor wird nacheinander aus mehreren
dünnen Schichten aufgebaut („gesputtert“). Eine davon enthält
vier Dehnungsmessstreifen, die zu einer Wheatstone-
Brücke verschaltet werden. Für Ausführungen
mit Redundanz können auch ohne Weiteres
acht Messstreifen aufgebracht
werden. Der fertige Sensor wird anschließend
automatisch in den Kraftflusskanal
des Aufnehmer-Grundkörpers
geschweißt. Gemeinsam
mit einem
Verstärker für das
Ausgangssignal wird
Bild: Tecsis die Messzelle zu ei-
146 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

MESSTECHNIK & SENSOREN
AUTOMATISIERUNG
Die Überwachungsfunktion in elektrischen Linearantrieben übernehmen
in erster Linie elektromechanische Zug-/Druck-Kraftaufnehmer. Per Kraftmesstechnik
können die Antriebe nicht nur genau positioniert werden,
sondern zudem automatisch Fehler erkennen. Zum Einsatz kommen meist
Dünnfilmsensoren. Typischerweise werden vier Dehnmesstreifen zu einer
Wheatstone-Brücke verschaltet
ner kompakten und temperaturkompensierten Messeinheit kombiniert.
Kraftaufnehmer dieser Kategorie können flexibel eingesetzt
werden. Die Geräte aus der Typenreihe F23 von Wika sind etwa für
eine Nennkraft (F nom ) bis 100 kN ausgelegt. Sie arbeiten mit den
gängigen Analogsignalen 4 - 20 mA und 0 - 10 V sowie mit dem
Kommunikationsprotokoll CANopen. Vor allem die Ausführung mit
dem digitalen Ausgang eignet sich für die Integration in automatisierte
Prozesse.
Beliebig positionierbar
Dünnfilm-Kraftaufnehmer können aufgrund des Einschraubgewindes
ohne großen Aufwand in nahezu jeden Linearantrieb eingebaut werden.
Die Position spielt keine Rolle, da die Last innerhalb der Kraftkette
eines Antriebs überall gleich ist. Bei einem großen Teil der Antriebe
wird das Messgerät an der Krafteinleitung, also am Ende des
Schubaggregats, platziert, weil dies dort am einfachsten möglich ist.
Dies ist zum Beispiel bei Einpress- oder Stanzmaschinen der Fall. Bei
einer X-Typ-Schweißzange hingegen kontrolliert der Sensor die Kraft
im Motorbereich am Ausgangspunkt der Scherenbewegung. Bei aller
Freiheit der Positionierung müssen Anwender beim Einbau des
Kraftaufnehmers die Querkraft als potenziellen Störfaktor ins Kalkül
ziehen. Diese darf einen Wert von 5 % der Nennkraft nicht überschreiten,
da sonst Messfehler auftreten können. In solchen Fällen
muss für das Messgerät eine Stelle mit geringerem Ausschlag gewählt
oder sein Einsatzort zusätzlich abgestützt werden.
Bild: Wika
Alternative bei niedrigen Nennkräften
Gemessen an Handhabung und Leistung stellen Kraftaufnehmer
mit Dünnfilmsensoren die umfassendste Lösung für elektrische Linearantriebe
in industriellen Anwendungen dar. Gleichwohl sollte
man Kraftaufnehmer auf der Basis aufgeklebter Messstreifen nicht
aus dem Auge verlieren. Sie können bei niedrigen Nennkräften als
Alternative in Betracht kommen. Dünnfilm-Kraftaufnehmer haben
eine relativ hohe Steifigkeit, sodass erst Kräfte ab 1 kN mit der üblichen
Fehlertoleranz gemessen werden können. Aufgeklebte Dehnungsmessstreifen
hingegen können bereits Kräfte ab 1 N detektieren.
Sie eignen sich darüber hinaus für die Realisierung von Miniatursensoren.
Zudem kommt dieser Typ Kraftaufnehmer für eine höhere
Genauigkeit in Frage. Bei ihm lassen sich Werte von 0,01% F nom bis
1,0 % F nom erzielen. Dünnfilm-Sensoren rangieren in der Regel zwischen
0,1 % und 1,0 % F nom .
Kraftaufnehmer mit Messstreifen sind allerdings in der Herstellung
deutlich aufwändiger, bedingt durch die notwendigen manuellen Tätigkeiten
wie dem Aufbringen und der Verkabelung jedes einzelnen
Messstreifens (siehe Bild links), der Temperaturkompensation und
der Integration des Verstärkers für das Ausgangssignal. Miniatursensoren
in besonders engen Einbausituationen können auch mit
einem Kabelverstärker ausgestattet werden, doch erhöht sich durch
dessen Distanz zum Sensor die Störanfälligkeit des Signals.
Unabhängig von der Art, handelt es sich bei einem Zug-/Druck-Kraftaufnehmer
überwiegend um eine individuelle Messlösung. Sie wird
auf der Basis der für die Aufgabe notwendigen Nennkraft zugeschnitten.
Dabei lässt sich der Grundkörper, der die Sensorzelle aufnimmt,
für unterschiedliche Nennlasten verwenden. Gemäß der
Richtlinie VDI/VDE/DKD 2638 müssen alle Kraftaufnehmer so ausgelegt
sein, dass sie kurzfristig einer Überlast vom Anderthalbfachen
ihrer Nennkraft widerstehen. Im Rahmen der definierten Einsatzbedingungen
erweisen sich Kraftaufnehmer als robuste und
langlebige Messinstrumente: Sie verkraften bis zu zehn Millionen
Lastwechsel ohne Messfehler.
www.wika.de
Details zu den Kraftaufnehmern des Anbieters:
http://hier.pro/IoeE8
Hannover Messe 2019: Wika,
Halle 11, Stand C56
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 147

AUTOMATISIERUNG
STEUERUNGSSYSTEME
Flexibilität dank individueller Kommunikationslösungen
Kommunikation maßgeschneidert integrieren
Die Welt der Automatisierungstechnik wird immer „smarter.“ Das heißt auch, alle Komponenten kommunizieren
mit- und untereinander. Den für den jeweiligen Fall am besten geeigneten industriellen Kommunikationsstandard
zu kennen, ist jedoch für Komponentenhersteller eine schwierige Aufgabe. Daher wird meist entschieden,
auf Spezialisten zurückzugreifen. Ideal, wenn der nicht nur bei der Entwicklung unterstützt, sondern die gesamte
Kette inklusive Produktion und Life-Cycle-Management anbietet.
Stefan Ruhmkorf , Solution Architect, Sales Continental Europe bei HMS
Die Argumente, warum man Kommunikationslösungen zukauft,
sind vielfältig. Meist fehlen in Unternehmen die Kapazitäten,
sich mit der Thematik auseinanderzusetzen. Oder es ist schlicht die
Entscheidung, sich auf die eigene Kernkompetenz zu konzentrieren
und darüberhinausgehende Technologien von Profis zuzukaufen.
Auch die Tatsache, dass sich die Kommunikationsstandards permanent
ändern und es aufwendig ist, neben dem üblichen Tagesgeschäft
hier auf aktuellem Stand zu bleiben, spricht für zugekaufte Lösungen.
In vielen Fällen gibt es gut geeignete Angebote „von der
Stange“, also Standardprodukte, die die eigenen Kommunikationsanforderungen
abdecken. Was aber, wenn diese nicht ausreichen,
beziehungsweise die Anforderungen im konkreten Anwendungsfall
individuelle Lösungen erfordern?
Bild: HMS
Individuelle Kommunikationslösungen
Die Experten für industrielle Kommunikationslösungen von HMS bieten
eine breite Standardpalette mit verschiedenen Lösungen für die
unterschiedlichsten Feldbusse und Industrial-Ethernet-Protokolle.
Was viele jedoch nicht wissen: Die Kommunikationsexperten entwickeln
nach Kundenanforderungen auch individuelle OEM-Lösungen.
Diese sind zum Beispiel dann notwendig, wenn es feste Kundenvorgaben
wie eigene Protokolle oder bestimmte Einbau situationen gibt.
Dann unterstützen die Kommunikationsexperten bei der Lösungsfindung,
übernehmen je nach Bedarf Hardware- und Software-Entwicklung
und fertigen abschließend die passende Lösung in Serie. Markus
Demaria, R&D Director / HMS Technology Center Ravensburg
GmbH erklärt: „Hier liegt eine unserer wesentlichen Stärken. Wir
kennen nicht nur alle Feldbusstandards wie Profibus, Profinet, Devicenet,
Ethernet/IP, Ethercat, Powerlink, Modbus, CC-Link IE, CANopen
bis BACnet und weitere, sondern wir verfügen bei den Anwendungen
über jede Menge Praxiserfahrung. Gleichzeitig haben wir mit
Anybus, Ixxat und Ewon im eigenen Haus eine breite Produktpalette
für die unterschiedlichsten Standards. Wenn ein Anwender eine individuelle
Kommunikationslösung benötigt, können wir also aus dem
Vollen schöpfen.“ Das Unternehmen unterstützt Kunden von der Entwicklung
eines Lösungskonzepts bis zur Fertigung, Qualitätssicherung,
Lagerhaltung und Lieferung auch über Jahre hinweg, also bis
die Produktion des Produkts eingestellt wird. Demaria ergänzt: „Wir
passen bei Bedarf auch nach Jahren noch individuelle Lösungen an,
wenn zum Beispiel ein eingesetzter Chip abgekündigt wird, das
Kommunikationsmodul aber weiterhin verwendet werden soll.“
Kurze Entwicklungszyklen
Damit sich individuelle Lösungen einsetzen lassen, müssen ihre
Entwicklungszyklen kurz sein und auch Qualität und Zuverlässigkeit
stimmen. Gerade im Bereich Kommunikation sind Anwender heute
in Bezug auf Sicherheit und Risikominimierung kritischer geworden.
Die Entwicklung einer passenden Kommunikationslösung sollte also
weder die gesamte Produktentwicklung einbremsen noch die
Qualität negativ beeinflussen. Hier ist es von Vorteil, dass die Kommunikationsexperten
für ihre individuellen OEM-Lösungen auf ein
breites Spektrum in der Praxis erprobter Plattformen aufsetzen können.
Das verkürzt einerseits die Entwicklungszeiten und erhöht andererseits
die Qualität und Zuverlässigkeit. Dank hauseigener Feldbuslabore
können die fertigen Lösungen außerdem inhouse diversen
Praxistests unterzogen werden. Zudem unterstützen die Kom-
HMS bietet individuelle auf den jeweiligen Anwendungsfall
abgestimmte Kommunikationslösungen
148 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

STEUERUNGSSYSTEME
AUTOMATISIERUNG
Bild: HMS
Standard Palette der HMS-Kommunikationslösungen
Bild: HMS
Für Rockwell entwickelte HMS ein Gateway für die Safety-Relais-Linie, um
einen proprietären optischen Bus auf Ethernet/IP umzusetzen
HMS unterstützt von der Entwicklung eines Lösungskonzepts bis zur Fertigung,
Qualitätssicherung, Lagerhaltung und Lieferung und das über Jahre
hinweg, also bis die Produktion des Produkts eingestellt wird
munikationsexperten bei Feldbus-Conformance Prüfungen, Zertifizierungen
usw. Die fertige Lösung erhält der Anwender auf Wunsch
als OEM-Produkt mit eigenem Logo und im eigenen Gehäuse.
Edge-Lösungen und funktionale Sicherheit
In der Regel rechnen sich individuelle Lösungen, die eine Hardware-
Entwicklung beinhalten, ab einer Stückzahl von 500 pro Jahr. Wenn
die angepassten Entwicklungen aber auf vorhandene Plattformen
aufsetzen, können auch kleinere Stückzahlen wirtschaftlich sein. Demaria
erläutert: „Im Zuge von IIoT werden immer mehr individuelle
Edge-Lösungen gefragt. Hier geht es dann im Wesentlichen um
Software-Entwicklungen, die im Gegensatz zu Hardwareänderungen
mit deutlich weniger Aufwand zu realisieren sind und daher
auch für kleinere Stückzahlen wirtschaftlich umgesetzt werden können.“
Am anderen Ende des Komplexitätsspektrums finden sich Anwendungen,
die funktionale Sicherheit fordern. Auch hier unterstützt
ein erfahrenes Entwicklungsteam mit TÜV-zertifizierten
Functional Safety Engineers bei der Entwicklung, von der Spezifikation
der Sicherheitsanforderungen über die Erstellung von Sicherheitskonzepten,
die normkonforme Entwicklung, Risiko- und Ausfallanalysen
bis hin zur Zertifizierung und Entwicklung der passenden
Kommunikations-Soft- und -Hardware. Und das Team übernimmt
auch in diesen Fällen über Jahre hinaus die Produktion.
Bild: HMS
Das passende Gerät für jeden Einsatzfall
Kommunikation wird in vielen Bereichen benötigt. Entsprechend
breit gefächert sind die Anwendungen, die die Spezialisten im Kundenauftrag
realisiert haben. So wurde zum Beispiel ein individuelles
Gateway für einen Schwingungssensor entwickelt. Der Sensor
kommuniziert normalerweise über TCP/IP mit einer PC-Anwendung.
Das Gateway adaptiert nun dieses vorhandene Interface und
setzt die wichtigen Daten auf Profibus um. In einem Projekt von
Artthea, bei dem im Theater Kulissen verfahren werden, erhielt eine
Sicherheitssteuerung das passende Kommunikationsgateway für
Ethercat mit Safety-Funktionen, um den hohen Sicherheitsansprüchen
gerecht zu werden. Aber nicht nur Standard-Kommunikationsbusse
werden unterstützt. Für SEW hat HMS zum Beispiel ein
Gateway entwickelt, mit dem sich bis zu acht Antriebe über den
SEW-eigenen S-Bus an Powerlink anschließen lassen. Damit können
die Antriebe von nun an auch problemlos mit B&R-Steuerungen
genutzt werden. Einige Zeit nach der Entwicklung des Gateways hat
SEW eine Erweiterung beauftragt, um eine höhere Verfügbarkeit zu
gewährleisten. Die Kommunikationsexperten haben daraufhin das
Gateway entsprechend weiterentwickelt. Beim Antriebsspezialisten
ist man begeistert: „Wir sind und waren mit der Zusammenarbeit
sehr zufrieden. Wir schätzen bei HMS die professionelle Projektdurchführung
und den hohen Grad an Kundenorientierung.“
Viele Anwendungen fordern zusätzlich zur üblichen Buskommunikation
vor Ort eine Fernwartung. Auch in diesem Bereich wurden verschiedene
Anwendungen realisiert. Hier sind die Kommunikationsexperten
mit ihren Ewon-Produkten ebenfalls schnell in der Lage,
die passenden Lösungen zu entwickeln. Ein zukünftig interessanter
Use Case sind zudem mobile Anwendungen, wie Service-Roboter.
Hier ist CAN beziehungsweise CAN-FD der Kommunikationsbus
der Wahl. Die Bandbreite an Anwendungen, bei denen die Kommunikationsexperten
Kunden hilfreich unterstützen können, ist also
groß. Demaria resümiert: „Wir entwickeln die Produkte nicht einfach
nur, sondern produzieren sie auch und betreuen sie bis zur Einstellung
ihrer Produktionen. Damit können unsere Kunden sicher sein,
dass wir ihnen auch in Jahren noch als Partner zur Seite stehen und
zum Beispiel bei notwendigen Anpassungen unterstützen.“ jg
www.hms-networks.de
Details zu den maßgeschneiderten Kommunikations -
lösungen von HMS Networks
hier.pro/RBx57
Hannover Messe: Halle 8, Stand D31
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 149

AUTOMATISIERUNG
STEUERUNGSSYSTEME
Mittels Sensorintelligenz und Datentransparenz die Wertschöpfungsketten optimieren
Bild: Sick
Sick bringt Lösungen für Künstliche Intelligenz und Sensor-Integration
Mit „4.0 Now“ ins Hier und Jetzt
Ist Industrie 4.0 nur ein Modell oder schon gelebte Praxis? Diese Frage greift der Sensorspezialist Sick unter
dem Motto „4.0 Now“ auf der Hannover Messe auf. Das Unternehmen zeigt, wie durch Sensorintelligenz und
Datentransparenz die Optimierung ganzer Wertschöpfungsketten möglich wird.
Das soll an einem Beispiel deutlich werden: Über eine Cloud-Lösung
erhält der Besucher während der Messe einen Einblick in
die smarte Fertigung des Sick-Standortes in Freiburg. Im Vordergrund
stehen Datentransparenz und wie künstliche Intelligenz
schon heute im industriellen Umfeld genutzt werden kann.
Der Bedarf an einer dynamischen Produktion und damit der Wechsel
zwischen Losgröße 1 und Massenproduktion steigt und der
Endkunde verlangt eine schnelle, pünktliche und ordnungsgemäße
Lieferung. Diese Anforderungen treiben die intelligente Vernetzung
einzelner Produktionsprozesse sowie die Integration von Warenbewegungen
voran. Dafür ist es notwendig, Daten nicht nur zu generieren,
sondern sie für die Optimierung der Wertschöpfungskette
nutzbar zu machen. Dies stellt eine entscheidende Herausforderung
für die Umsetzung von Industrie 4.0 dar. „Deshalb wollen wir unseren
Besuchern zeigen, wie Produktion und Logistik sinnvoll vernetzt
– und dank Datentransparenz Wertschöpfungspotenziale gehoben
werden können. In Echtzeit“, erklärte Dr. Robert Bauer, Vorsitzender
des Vorstands der Sick AG im Vorfeld der Hannover Messe.
Unternehmen jeder Größe können aus neuen Technologien großen
Nutzen ziehen. Zum Beispiel, wenn es darum geht, die Produktion
zu beschleunigen, den Materialfluss effizienter zu gestalten, Kapazitäten
bestmöglich auszunutzen, flexibel auf Kundenprioritäten zu
reagieren oder Geräte vorausschauend zu warten. „Die industrielle
Zukunft entsteht jetzt. On-demand ist durch intelligenten Datenaustausch
schon heute möglich. Unter unserem Motto 4.0 Now präsentieren
wir Lösungen und Technologien, mit denen wir Industrie 4.0
und die damit verbundenen Vorteile hinsichtlich einer neuen, flexiblen
Wertschöpfung im Hier und Heute platzieren und zum direkten
Einstieg animieren“, ergänzte Dr. Robert Bauer.
Smart Factory im Live Stream
Dafür öffnet Sick erstmals die Tore seiner smarten Fertigung in Freiburg.
Per Live Stream können die Besucher verfolgen, wie die Automated
Guided Carts (AGC) ihre Kreise ziehen, Produktionsroboter
beliefern und fertige Produkte abtransportieren. Auf einem Dashboard
können in Hannover die Kennzahlen des 600 km weit entfern-
ten Standortes abgerufen werden. „Was so einfach aussieht, ist das
Ergebnis konzentrierter Entwicklung und Vernetzungsarbeit. All unsere
Fahrzeuge, Bauteile oder Produktionszellen sind miteinander
verbunden und liefern die Daten in eine Cloud. Die Produktion ist je
nach Auftragslage und Anforderungen skalierbar. Automatisierte
und manuelle Arbeiten finden nebeneinander statt und bringen die
Vorteile beider Varianten für die effiziente Produktion zusammen“, erklärte
dazu Bernhard Müller, Senior Vice President Industry 4.0.
Lokalisierung produktiver Assets
Lokalisierungstechnologie ist einer der Schlüssel zu einer vernetzten
Produktion und Logistik im Sinne von Industrie 4.0. Mit ihr lassen
sich eine Vielzahl an Optimierungspotenziale heben, indem eine
agile Planung von Fertigungs- und logistischen Prozessen ermöglicht
wird. Die Daten der Lokalisierung erzeugen hohe Transparenz
und ein Verständnis aller produktiven Assets, Ladungsträger und Ladehilfsmittel.
Damit lassen sich Fahrwege optimieren und dynamisch
anpassen, Rüstzeiten flexibel vorbereiten und umplanen, der
Materialfluss verbrauchsgesteuert steuern und somit Lieferqualität
und Liefertreue optimieren. Und das voll automatisiert. „Mit diesem
Angebot liefern wir nicht nur eine Antwort auf die Frage, wie I 4.0
möglich wird, wir schaffen damit effiziente Logistik und Produktion,
die den Anforderungen des dynamischen Marktes und der Kunden
gewachsen ist“, erklärte Müller.
Dr. Robert Bauer:
„Aufgabe ist es, Daten
für die Optimierung
der Wertschöpfungskette
nutzbar zu
machen; das ist eine
entscheidende
Herausforderung für
die Umsetzung von
Industrie 4.0“
Bild: Sick
150 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

STEUERUNGSSYSTEME
AUTOMATISIERUNG
Künstliche Intelligenz in realen Anwendungen
Durch die zunehmende Dynamik der Märkte beschleunigt sich auch
die Produktentwicklung. In Monats- statt Jahreszyklen werden neue
Entwicklungen zur Marktreife geführt. Bestehende Konzepte liefern
darauf kaum eine Antwort. Flexibilität ist gefragt. Auch für Produktionsstätten,
die sich an individuelle Aufgabenstellungen anpassen
lassen. Die Sensortechnologie im industriellen Umfeld spielt hier eine
besondere Rolle. Zwar gibt es für eine Vielzahl standardisierter
Anwendungen die passende Sensorik. Mit dem wachsenden Bedarf
nach individuellen Lösungen, erleben auch hier maßgeschneiderte
Lösungen eine steigende Nachfrage.
„Bis vor einigen Jahren haben Hersteller versucht, Sensoren für jede
Anforderung zu entwickeln. Heute löst man die immer individueller
werdenden Aufgabenstellungen durch neue Sensor-Software-
Konzepte. Sick hat in diesem Feld bereits mit dem Eco-System Sick
AppSpace eine Plattform geschaffen, auf der anpassungsfähige Lösungen
für Automatisierungsanwendungen ermöglicht werden können“,
erklärte Bernhard Müller. Jetzt geht der Sensorhersteller einen
Schritt weiter in Richtung Industrie 4.0 und präsentiert seine erste
Sensorlösung, die auf Basis von Deep-Learning-Algorithmen arbeitet.
Sick selbst nutzt die Technologie im industriellen Umfeld, um die
Funktionalität seiner Sensoren zu spezialisieren. Dabei lernt der
Sensor, Informationen zu verarbeiten und erhält dadurch neue Funktionen.
Außerdem werden durch angepasste Sensorik neue Prozesse
möglich. Hier liefert, verarbeitet und analysiert der Sensor Daten
dank selbstlernender Algorithmen.
Das umfassende Indoor-Lokalisierungsportfolio erleichtert den
Weg zu Industrie 4.0
Sensor-Integration als Zukunftsthema
Mit Sick AppSpace und den programmierbaren Sensoren hat Sick
den Anwendern ein Tool für Edge-Computing-Lösungen an die Hand
gegeben. Die Sensor Integration Machines SIM1004 und SIM1012
verbinden intelligente Sensoren zu leistungsfähigen Multi-Sensor-
Systemen. Sie erweitern und skalieren das Portfolio der SIM-Produktfamilie
hinsichtlich der Rechenleistung und der Anzahl der Sensoranschlüsse.
Im Basismodell SIM1004 können mit vier Anschlüssen
beispielsweise Daten aus zwei Kameras oder einem Laserscanner
miteinander verrechnet werden. Entsprechend höher skaliert ist
SIM1012 mit zwölf Anschlüssen für die nächste Komplexitätsstufe.
Jeweils ausgestattet mit Ethernet-Schnittstellen mit Kommunikationsprotokollen
OPC-UA und MQTT stellen beide Varianten die weiter
verarbeiteten Daten im Edge-Computing zur Verfügung und ermöglichen
die intelligente Datenvernetzung für digitale Fabriken.
Das Sensor-Engineering erlaubt den Anschluss nahezu jeder Art von
Sensor. Sensordaten können zu einer Punktwolke fusioniert, ausgewertet,
archiviert und übertragen werden. Damit ergeben sich völlig
neue Applikationen und ein riesiges Kreativitätspotenzial, das dem
Maschinenbau sowie Integratoren weitere Lösungsmöglichkeiten
eröffnet. Die maßgeschneiderte Multi-Sensor-Integration kann als
Sensor-App im Sick-AppPool verfügbar gemacht werden und reduziert
so zusätzlichen Entwicklungsaufwand durch die weltweite
Wiederverwendbarkeit der Sensor-Apps auf allen programmierbaren
Geräten von Sick.
jke/ge
www.sick.de
Details zu den AppSpace-Tools
http://hier.pro/WD79T
Hannover Messe: Halle 9, Stand F18
Bild: Sick
01. – 05.04.19
Halle 9 · D76
Absolut-Positionierung mit maximaler Sicherheit
Hoch effizient: direkter Anschluss an die Sicherheitssteuerung
– ohne zusätzlichen Funktionsbaustein
Extrem zuverlässig durch einzigartige Kombination
von 2-D-Kamera und DataMatrix-Codeband
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 151

AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
Das Energieverteilungs-Board CrossPowerSystem von Phoenix Contact
Ein Klick und fertig
Egal, in welchem Teil der Welt ein Schaltschrank im Einsatz ist: Er umfasst zahlreiche Komponenten, die für den
Schutz und die zuverlässige Arbeitsweise der jeweiligen Maschine oder Anlage sorgen. Jedes der verbauten Geräte
benötigt zwingend eine Energieverteilung. Mit CrossPowerSystem hat Phoenix Contact daher eine neue Plattform
geschaffen, über die sich Energie einfach und sicher verteilen lässt.
Johannes Happe, Produktmanager Contactron, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
Der Aufbau von Schaltschränken ist seit vielen Jahren gleichgeblieben:
Meist gibt es eine 400-V-Ebene, die sich aus Schutzkomponenten
wie dem Hauptschalter, Sicherungen, Überspannungsschutz,
Stromversorgungen, Motorstartern und Frequenzumrichtern
zusammensetzt. Neben der Lastseite beinhaltet der Schaltschrank
eine 24-VDC-Steuerseite, die abhängig von seinem Anwendungsbereich
aus einer Vielzahl von Geräten besteht. Sämtliche
Komponenten müssen mit Strom versorgt werden, damit sie funktionieren.
Dazu ist jedes Gerät noch immer aufwändig einzeln zu
verdrahten. Das kostet nicht nur Zeit und Geld, sondern macht eine
einfache und schnelle Inbetriebnahme nahezu unmöglich. Mit dem
neuen dreiphasigen Energieverteilungs-Board CrossPowerSystem
stellt Phoenix Contact jetzt eine Lösung für die 400-V-Lastseite zur
Verfügung. Das Out-of-the-box-System erlaubt das werkzeuglose
Aufrasten der Komponenten mit lediglich einem Klick sowie ihre sichere
elektrische Verbindung mit den drei Phasen – und das alles in
einem Arbeitsschritt.
Leichte Installation und einfache Inbetriebnahme
Das Board ist in zwei verschiedenen Größen erhältlich: in einer Breite
von 225 mm und 405 mm. Rundum berührungsgeschützt verteilt
es Ströme bis maximal 125 A, weshalb sich die Lösung für die Nutzung
im Maschinen- und Anlagenbau eignet. Der integrierte Verpolschutz
verhindert zudem ein fehlerhaftes Aufstecken der Geräte
und ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme. Neben der werkzeuglosen
Installation auf DIN-Tragschienen lässt sich das Board ferner
auf Montageplatten schrauben. Aufgrund der kompletten Vorkonfektionierung
ist es sofort einsatzfähig, setzt also den Plug-and-Play-
Gedanken um. Mit diesen Vorteilen soll durch die Lösung ein neuer
Standard in Schaltschränken realisiert werden, der die Energie zuverlässig
an die angebundenen Komponenten verteilt.
Der Anwender kann bereits die Hybrid-Motorstarter der Produktfamilie
Contactron auf das Energierverteilungs-Board CrossPower-
System aufrasten. Die Geräte vereinen bis zu fünf Funktionen in einem
Gehäuse: Motorstart, Wendefunktion, Motorschutz gegen
Überlast, Kurzschlussschutz und Not-Halt. Damit bündeln die Motorstarter
die Funktionen einer klassischen Wendeschützschaltung inklusive
der funktionalen Sicherheit auf kleinem Raum. Mit den eingebauten
Sicherungen erfüllen sie die Zuordnungsart 2 gemäß IEC/
EN 60947–4–2, sodass ergänzend zum Personen- auch ein Geräteschutz
gegeben ist.
Motorstarter mit IO-Link-Schnittstelle
Abgesehen von den genannten Hybrid-Motorstartern lassen sich
andere Varianten der Contactron-Produktfamilie ebenfalls über einen
Geräteadapter auf das Energieverteilungs-Board aufrasten. Ein
solches Vorgehen erweist sich dann als sinnvoll, wenn die Maschine
einen reduzierten Funktionsumfang erfordert – beispielsweise einen
Direktstart statt einer integrierten Wendefunktion. Als weitere
interessante Option für eine Direktmontage auf dem Board entpuppen
sich die neuen, über die IO-Link-Schnittstelle vernetzbaren Contactron-Module.
Sie erlauben eine durchgängige Kommunikation
zwischen der Feld- und Steuerungsebene, weshalb Prozessdaten
nahtlos weitergeleitet werden können. So lassen sich zusätzlich
motorrelevante Daten für die Anlagenüberwachung generieren. Alle
Contactron-Varianten sind in einer Baubreite von nur 22,5 mm verfügbar.
Neben dem geringen Platzbedarf besitzen die Hybrid-Motorstarter
eine bis zu zehnfach höhere Lebensdauer im Vergleich zu
herkömmlichen Schützen. Dieser Nutzen resultiert aus der Hybrid-
Bild: Phoenix Contact
Mit dem Energieverteilungs-Board CrossPowerSystem können
Anwender nicht nur Motorstarter zuverlässig aufbauen, sondern
auch modulare und funktionale Lösungen realisieren. Bei Bedarf
kann ein einfacher Umbau oder eine Erweiterung erfolgen
152 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Ganz groß,
wenn’s eng wird:
der neue RFD-4000
Bild: Phoenix Contact
Technologie, also der Kombination von verschleißfreier Halbleiterund
robuster Relaistechnik. Die Halbleiter übernehmen den durch
hohe Abnutzung gekennzeichneten Ein- und Ausschaltvorgang,
während die Relais lediglich den Strom verlustarm führen. Das ermöglicht
ein schonendes Schalten und entlastet die Relaiskontakte.
Verschiedene Funktionen in einem Gerät
Die Hybrid-Motorstarter der Contactron-Baureihe kommen überall
dort zum Einsatz, wo es um das Reversieren und Schützen dreiphasiger
Asynchronmotoren von 50 W bis etwa 3,5 kW geht. Der maximal
einstellbare Motorschutz mit Bimetallfunktion liegt bei 9 A. Benötigen
die Motoren bis zu 45 A, stellt das Unternehmen verschiedene
Schützadapter für die direkte Montage auf dem Board zur Verfügung.
Ergänzend hierzu lässt sich jetzt auch die Stromversorgung
der Produktfamilie Trio Cross Power auf das Energieverteilungs-Board
aufrasten. Hier ist ebenfalls nur ein Arbeitsschritt für die werkzeuglose
Montage und automatische Kontaktierung erforderlich.
Die Stromversorgung, die mit einem Nennstrom von 5 A angeboten
wird, startet mit dem dynamischen Boost selbst schwierige Lasten
zuverlässig. Vorgeschaltete Sicherungen können entfallen, da sie auf
der Lastseite in die Stromversorgung eingebaut sind. Darüber hinaus
ist ausgangsseitig auf der 24-VDC-Steuerseite kein zusätzlicher
elektronischer Geräteschutzschalter notwendig, da die Stromversorgung
über eine UI-Kennlinie abgesichert ist. Auf diese Weise
spart der Anwender weiteren Verdrahtungsaufwand ein. Mit der
Stromversorgung dieser Baureihe lassen sich sämtliche auf dem
Board befindlichen Hybrid-Motorstarter mit Steuerspannung versorgen.
Außerdem besteht die Möglichkeit, andere im Schaltschrank
installierte Komponenten ebenfalls über eine zusätzliche, direkt
montierte Stromversorgung mit 24 V DC zu beliefern oder in die
Feldumgebung außerhalb des Schaltschranks zu gehen.
Einsparung unnötiger Kosten
Mit dem Energieverteilungs-Board CrossPowerSystem kann der Anwender
also nicht nur Motorstarter aufbauen. Modulare und funktionale
Konzepte sind ebenfalls realisierbar. Sollten sich neue Anforderungen
ergeben, lässt sich die Lösung zügig umbauen oder erweitern.
Neben der einfachen Inbetriebnahme ist so eine hohe Anlagenverfügbarkeit
sichergestellt. Nicht zu vergessen, dass letztendlich
unnötige Kosten eingespart werden.
eve
www.phoenixcontact.de
Das Out-of-the-box-
System erlaubt das
werkzeuglose Aufrasten
der Komponenten
mit lediglich einem
Klick sowie ihre
sichere elektrische
Verbindung mit den
drei Phasen
Präzise Winkelmessung auf
engstem Raum:
Der neue RFD-4000 ist die
Sensorlösung, wo Platz knapp
und Budgets klein sind.
Unsere mehr als 65-jährige
Erfahrung sorgt für starke
Leistung bis ins Detail:
• 7 mm flacher Sensor
• hochwertige Ausführung
• magnetisch, absolut
• misst berührungslos
• ein- und mehrkanalig
• robust, IP69k
• Messbereich bis 360°
• einfache Montage
• Kennlinien nach Wunsch
Datenblatt-Download
Details zum Hybrid-Motorstarter Contracton:
t1p.de/rsvv
Hannover Messe: Halle 8, Stand D27
www.novotechnik.de
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 153

AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
Umstellung auf neues Schaltschranksystem
Der VX25 im Praxistest
Dass sowohl große Anpassungen als auch kleine Veränderungen im Detail bei neuen Komponenten und Systemen
den Arbeitsablauf in Fertigungen positiv beeinflussen können, zeigt der Einsatz des Großschranksystems VX25 von
Rittal bei der Schaper-Gruppe. Von der Zähllochung über die geringere Anzahl von Ausbauteilen bis hin zum Konzept
der Ein-Mann-Montage werden dabei die Merkmale der neuen Technik analysiert und in die Abläufe integriert.
Dr. Jörg Lantzsch, Fachjournalist, Wiesbaden, und Hans-Robert Koch, Leiter Produktkommunikation bei Rittal in Herborn
Ein kleines, eher unauffälliges Detail der neuen Schaltschranktechnik
von Rittal hat sich bei Schaper Steuerungstechnik
GmbH als sehr nützlich herausgestellt: „5-1 – hier muss die Kabelabfangschiene
eingebaut werden“, erklärt Eugen Franzen, Teamleiter
für den mechanischen Aufbau, einem Mitarbeiter. „Mit der Zähl -
lochung an den neuen Rahmenprofilen können wir Montageposi -
tionen für Ausbauteile jetzt exakt definieren.“ Dadurch lassen sich
nun Tragschienen oder Kabelabfangschienen in jedem Schaltschrank
einer Anlage garantiert auf der gleichen Höhe montieren. Ohne die
Zähllochung musste an solchen Details oft noch nachgearbeitet werden
und dem Teamleiter sind gerade derzeit alle Lösungen willkommen,
die einen deutlichen Zeitgewinn mit sich bringen. „Insgesamt
haben wir zur Zeit alleine in der Fertigung sieben offene Stellen und
könnten Fachkräfte sofort einstellen“, erklärt Nils Mentrup, Technischer
Leiter bei der Schaper Steuerungstechnik GmbH. In der
modernen Halle in Herford fertigen derzeit 70 Schaper-Mitarbeiter
Steuerungs- und Schaltanlagen in verschiedenen Größen. Mentrup
begrüßt dementsprechend automatisierte Lösungen, mit denen ein
höherer Durchsatz mit weniger Fachkräften möglich ist. Aber auch
neue Komponenten und Systeme, die bei der Montage Zeit sparen,
können die Effizienz in der Fertigung steigern.
Vereinfachte Lagerhaltung
In der Fertigung stehen die ersten Steuerungsanlagen, die auf Basis
des Schaltschranks VX25 von Rittal realisiert wurden. Dabei haben
Mentrup und Franzen mit ihren jeweiligen Teams gerade den „Jungfernflug“
absolviert und das neue System auf Herz und Nieren
geprüft. „Der Vorgänger TS 8 war ein einwandfreier Schaltschrank “,
erinnert sich Mentrup. „Daher waren wir sehr positiv überrascht,
dass sich Rittal beim VX25 offensichtlich viele Gedanken über die
zahlreichen möglichen Verbesserungen gemacht hat.“ Für den jungen
Technischen Leiter ist beispielsweise die geringere Anzahl von
Ausbauteilen ein wichtiger Vorteil, da sie sowohl die zentrale Lagerhaltung
als auch die Teilelagerung für einzelne Projekte vereinfacht.
Außerdem stellt sich nun bei Schienen nicht mehr die Frage, welche
Ausführung wohin gehört. Beim VX25 passen die Schienen sowohl
an die vertikalen als auch an die horizontalen Rahmenteile und können
von der Seite oder von Hinten montiert werden. Dadurch ist es
beispielsweise möglich, eine Schiene von der Rückseite aus anzuschrauben,
nachdem die Montageplatte bereits im Schrank montiert
wurde. „Wenn wir in der Vergangenheit eine solche Schiene, die bei
manchen, nach UL gebauten, Schaltanlagen Pflicht ist, vergessen
hatten, musste die Montageplatte wieder ausgebaut oder zumindest
nach vorne abgekippt werden“, erklärt Eugen Franzen.
Einen weiteren Vorteil sieht er darin, dass der Schrank an sich stabiler
geworden ist. Das zeigt sich unter anderem auch bei den neuen
Bodenblechen: Monteure müssen während des Schaltschrankausbaus
immer wieder mal in den Schrank hineingehen. „Früher haben
sich dadurch häufig die Bodenbleche etwas verbogen, sodass wir
nacharbeiten mussten“, erinnert sich Franzen. Dass diese Nacharbeiten
nun entfallen, trägt zu den Zeitersparnissen bei, die das Schaltschranksystem
mit sich bringt. Darüber hinaus ist der Rahmen nun
so gestaltet, dass kein Zwischenraum zwischen Bodenblech und
Rahmen vorhanden ist. In der Vergangenheit sei da hin und wieder
eine Schraube hineingefallen.
Zeiteinsparungsmöglichkeiten
Eine weitere Veränderung betrifft die Scharniere, die es nun ermöglichen,
die Schaltschranktüren einfach auszuhängen. Das Aushebeln
der Scharnierstifte, das früher notwendig war, kann dadurch ent -
Bild: Rittal
Exakt positionieren: Mit der Zähllochung an den neuen
Rahmenprofilen des VX25 lassen sich Montagepositionen
für Ausbauteile jetzt exakt positionieren
154 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Industrie-PC
nach Maß
Bild: Rittal
Monteure bei Schaper in Herford bauen Anlagen auf
Basis des neuen Großschranksystems VX25 von Rittal
fallen. „Wir hängen die Schaltschranktüren generell aus“, erklärt
Franzen, „auch wenn keine Bearbeitung auf einer unserer Perforex-
Bearbeitungszentren vorgesehen ist. Das Verdrahten ist so deutlich
einfacher.“ Das gilt vor allem für größere Schaltanlagen, bei denen
Verdrahtungen über mehrere Schaltschränke hinweg installiert werden
müssen. Die Zeitersparnis bei Demontage und Montage kann
hier bis zu einer Minute und mehr pro Schaltschranktür betragen.
Weitere mögliche Zeiteinsparungen ergeben sich einerseits aus
dem Umstand, dass in Zusammenhang mit der neuen Schaltschranktechnik
nur noch Schrauben der Größe Torx 30 zum Einsatz
kommen. Bei der Montage von Ausbaukomponenten oder Seitenund
Rückwänden benötigen die Monteure somit nur noch einen
Akkuschrauber mit dem passenden Schrauber-Bit. Und andererseits
durch das überall am Schaltschrank verwirklichte Konzept der Ein-
Mann-Montage. Es sorgt dafür, dass man beispielsweise eine Rückwand
einfach oben am am Rahmen einhängen kann und sie dann
sicher in Position bleibt, bis die entsprechenden Schrauben angezogen
wurden.
Einfache Umstellung
Allerdings kann die Umstellung auf ein neues Schaltschranksystem
auch das Risiko mit sich bringen, dass eingespielte Abläufe gestört
werden. „Neuerungen stehen die meisten Menschen häufig erst
einmal skeptisch gegenüber. Bei uns hat aber die Umstellung sehr
schnell und reibungslos funktioniert“, sagt Nils Mentrup. Ein Grund
dafür war unter anderem die VX25-Umstellhilfe, die Rittal Anwendern
zur Verfügung stellt. Mit diesem webbasierten Tool lassen sich
Stücklisten aus Projekten, die mit dem TS 8 geplant wurden, einfach
in Stücklisten für den VX25 konvertieren. Die alte Stückliste wird
dafür im Excel-Format per Drag-and-Drop hochgeladen, und im
Anschluss steht die neue Stückliste zum Download zur Verfügung.
Auch 3D-Aufbau-Planungen aus Eplan Pro Panel lassen sich so weitgehend
automatisiert konvertieren. Für zukünftige Projekte möchte
Mentrup möglichst komplett auf das neue Schaltschranksystem
setzen. Bei den Kunden muss aber noch Überzeugungsarbeit
geleistet werden, da sich viele noch nicht im Klaren darüber sind,
dass der TS 8 schon abgekündigt ist. „Wir werden bei unseren Kunden
aktiv werden und sind sicher, dass auch diese die Vorteile
schnell erkennen werden“, ist Mentrup überzeugt.
ik
www.rittal.de
Details zum Anreih-System VX25 Stahlblech:
hier.pro/seETj
Hannover Messe: Halle 11, Stand E06
Bild: Rittal
Eugen Franzen von der Schaper
Steuerungstechnik GmbH zeigt,
wie die Ein-Mann-Montage funktioniert:
Die Rückwand ist einfach
von oben einzuhängen und bleibt
sicher in der Position, bis die
Schrauben angezogen sind
IN 5 SCHRITTEN ZU IHREM
OPTIMALEN INDUSTRIE-PC
1 | BEDARFSANALYSE
2 | SYSTEMVORSCHLAG
3 | SYSTEMENTSCHEIDUNG
4 | PRODUKTION
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 155

AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
Nachhaltiges Klimamanagement im Schaltschrank
Hot Spots verhindern
Die freie Luftzirkulation in Schaltschränken wird sehr oft durch eine hohe Packungsdichte sowie die Kabel -
kanäle der Montagetafel verhindert. Die dadurch verursachten Wärmeprobleme lassen sich durch das kanal -
lose Airstream-Verdrahtungssystem verhindern. Es setzt auf einen ganzheitlichen Ansatz und ermöglicht über
Simulationen schon während der Projektierung eine thermische Optimierung.
Michael Bautz, Produktmanager Cabinet bei der Friedrich Lütze GmbH in Weinstadt
Das vom Erfinder Friedrich Lütze
geschaffene kanallose Verdrahtungssystem
entwickelt sich durch inten -
sive Forschungsarbeit stetig weiter
Immer wieder kommt es in Fertigungsanlagen in der Industrie
zu teuren Stillstandzeiten. Ein Grund hierfür sind Komponenten,
die durch zu hohe Temperaturbelastungen ausfallen oder gar
zerstört werden. Dabei spielen viele Faktoren eine Rolle, unter
anderem die Packungsdichte oder die Platzierung der Komponenten
– speziell jener die temperaturempfindlich sind – sowie natürlich
auch die richtige Klimatisierung des Schaltschrankes. Um diese
thermisch bedingten Stillstandzeiten zu verhindern, müssen bereits
am Beginn der Planungen alle wichtigen Punkte zu den technischen
und örtlichen Gegebenheiten detailliert erfasst und ausgewertet
werden. Dazu gehören unter anderem folgende Informationen:
• Aufstellort der Anlage und gegebenenfalls vorherrschende höhere
Umgebungstemperaturen
• Ausfallzeiten von Bestandsanlagen und Bauteilen
• Einsatz von Bauteilen
• Allgemeine örtliche Gegebenheiten, Platzbedarf der Anlage
• Anforderungen hinsichtlich der Energiekostenreduktion
Bereits in den frühen 1970er Jahren
beschäftigte sich der Erfinder
Friedrich Lütze mit der Herausforderung,
Anwendern im Schaltschrank
eine besonders platzsparende
Lösung zur Verdrahtung
der Komponenten anzubieten.
Das dabei geschaffene kanallose
Verdrahtungssystem entwickelte
sich im Laufe der Jahre stetig
weiter, beispielsweise in der
Tiefe durch die Drahtführung
über Bügel oder über abgerun -
dete Steg-Profile, die eine besonders
große Steifigkeit und Stabilität
aufweisen. Und auch in jüngster
Vergangenheit wurden viele
mechanische Komponenten des
Lütze-Systems noch weiterentwickelt:
Beispielsweise verfügen
verschiedene Befestigungskomponenten wie Rangierstege nun
über eine verbesserte Stabilität und es werden neue Kamm -
segmente zur einfacheren Verdrahtung bereitgestellt.
Bild: Friedrich Lütze
Intensive Forschungsarbeit
Das aktuell verfügbare Airstream-Gesamtsystem beinhaltet darüber
hinaus nicht nur die erwähnten mechanischen Weiterentwicklungen,
sondern auch Ergebnisse intensiver Forschungsarbeit, welche
Lütze gemeinsam mit dem Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik
an der Universität Stuttgart betrieb und weiterhin betreibt.
Dabei wurden bei Forschungsprojekten zum Thema „Thermisches
Verhalten im Schaltschrank“ zahlreiche Erkenntnisse aus Theorie
und Praxis zusammengeführt und so neue Ideen für ein optimiertes
und ausgeglichenes Schaltschrankklima umgesetzt.
Aus diesen Projekten entstand beispielsweise die Airblower-Lüftereinheit,
welche im Zusammenspiel mit den Airblade-Luftleitblechen
für ein homogenisiertes Klima im Schaltschrank sorgt und die
Gefahr von Hot Spots verringert. Auch das online frei zugängliche
Berechnungstool Airtemp, welches deutlich mehr Informationen
über das thermische Verhalten im Schrank zur Verfügung stellen
kann als herkömmliche Anwendungen, resultiert aus dieser intensiv
156 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Ein nach thermischen Gesichtspunkten optimierter Schaltschrank
in der Automobilindustrie
Bild: Friedrich Lütze
Der Wärmesensor in der Bildmitte wird zur Steuerung des Airblower-
Schaltschranklüfters eingesetzt
Bild: Friedrich Lütze
betriebenen Forschung. Somit steht mittlerweile ein Komplettsystem
zur Verfügung, welches, beginnend mit dem Thema Platzersparnis,
der modularen Bauweise und der Verdrahtungsfreundlichkeit
über eine Erhöhung der Lebenszeit der Bauteile bis hin zu einem
nachhaltigen Klimamanagement durch den Einsatz des Airblowers,
erstmals eine ganzheitliche Betrachtung des Schaltschrankes möglich
macht.
Koonkretes Beispiel aus der Automobilindustrie
Die KLN Ultraschall AG mit Sitz in Heppenheim in Südhessen,
gehört zu der international tätigen Crest Ultrasonics Corp. und ist
ein Spezialist für Planung und Bau von Anlagen im Bereich der
Kunststoffverbindungstechnik – hauptsächlich für Endkunden aus
der Automobilindustrie. KLN konzentriert sich dabei auf die fünf
Hauptverfahren Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heiz -
elementschweißen, Rotationsschweißen sowie thermische Verfahren.
Für die Lieferung einer Ultraschallschweißanlage für die Herstellung
von Kraftstoffbehältern für PKW sollten dabei nach Vorgabe
des Endkunden aus Wolfsburg die Schaltschränke mit dem Verdrahtungssystem
Airstream von Lütze aufgebaut werden.
Zum Systemgedanken gehört die ausführliche Beratung mit dem
Ziel eines optimierten Schaltschrankklimas. Somit sind auch Anwender
mit wenig Airstream-Erfahrung von Anfang an in der Lage, alle
thermischen Vorteile des Systems voll auszuschöpfen. Im konkreten
Fall wurde KLN schon sehr früh bei der Schaltschrankplanung unterstützt:
Unter den Gesichtspunkten der Funktionalität aber auch der
Wärmeentwicklung sollten insbesondere Komponenten mit großer
Verlustwärme so platziert werden, dass eine gegenseitige Erwärmung
der Bauteile möglichst vermieden wird. Durch den Wegfall
der Kabelkanäle verfügt das Schaltschrankverdrahtungssystem
Airstream zudem über ein Raumgewinnpotential von rund 30 %
gegenüber der herkömmlichen Montagetafel. Dies schafft Spielraum
beim Schaltschrankaufbau hinsichtlich der thermisch optimierten
Platzierung der Bauteile. Im konkreten Fall musste außerdem
die Höhe der Schaltschränke aufgrund der baulichen Gegebenheiten
vor Ort von 2000 mm auf 1800 mm verringert werden, was durch
den Wegfall der Kabelkanäle ebenfalls kein Problem darstellte.
Planung und Simulation
Die Planung der Verdrahtungsrahmen erfolgte mit dem online
verfügbaren Airstream-Konfigurator. Dieser beinhaltet alle für den
Rahmenaufbau notwendigen Standardkomponenten, was eine
schnelle Umsetzung der Zeichnung ermöglichte. Danach wurden für
die insgesamt sechs Schaltschränke mithilfe von Airtemp die zu
erwartenden Innentemperaturen ermittelt. Aufgrund der vom Endkunden
vorgegebenen hohen Umgebungstemperatur von bis zu 45 °C
war schnell klar, dass die Verwendung von Klimageräten
unumgänglich sein würde. Zur optimalen Abführung von Verlustwärme
über das Schaltschrankgehäuse wurde jedoch zusätzlich in jedem
Schrank ein Airblower-Lüfter eingeplant. Das Airstream-System verfügt
konstruktionsbedingt auf der Vorderseite über eine Komponentenebene
und auf der Rückseite über eine Verdrahtungsebene. Der
Lüfter wird möglichst weit oben im Rahmen auf der Rückseite montiert.
Mit einem Luftvolumen von mehr als 500 m³/h drückt er die warme
Luft nach unten, anschließend steigt diese auf der Vorderseite
wieder nach oben. Dabei wird über die Wände des Schaltschrankes
permanent Wärme nach außen abgegeben. Innerhalb weniger Minuten
entsteht so ein homogenes Schaltschrankklima und Wärmenester
werden aufgelöst. In den Schaltschränken der Schweißanlage wird darüber
hinaus mit Airblade-Luftleitblechen punktuell Luft aus dem Luftstrom
von hinten nach vorne gebracht, um so die Temperatur an Geräten
mit hoher Wärmeentwicklung zusätzlich zu reduzieren. Durch den
Einsatz des Airstream-Systems konnte so Anzahl und Leistung der Klimageräte
auf ein Minimum reduziert werden. Der Airblower selbst
verfügt dabei nur über eine geringe Verlustleistung von 15 W. Nach der
Installation und Inbetriebnahme der Anlage beim Endkunden, wird im
nächsten Schritt das Monitoring der Schaltschranktemperaturen unter
Einbeziehung der Laufzeiten von Klimageräten und Airblower umgesetzt,
um so Erfahrungen für weitere Optimierungen zu sammeln. ik
www.luetze.de
Weitere Informationen zu Airstream:
hier.pro/em5bY
Hannover Messe: Halle 9, Stand D54
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 157

AUTOMATISIERUNG
NEWS
IO-Link-Technologie von Pilz
Kommunikation mit Sensoren und Aktoren
Bild: Pilz
Für die Kommunikation des Remote-I/O-Systems
PSSuniversal 2 mit Sensoren und Aktoren
bietet Pilz nun das IO-Link-Mastermodul
PSS u2 ES 4 IOL an. Es kann mittels entsprechender
Kopfmodule in Profinet- und Ethernet/IP-Netzwerke
integriert werden. Die Konfiguration
des Mastermoduls erfolgt dabei
über die Software PASconfig und der Anwender
kann die Einstellungen der Geräte zentral
im PSS u2 ES 4 IOL speichern: Wird ein Sensor
getauscht, werden seine Daten einfach
auf den neuen Sensor übertragen und müssen
nicht neu parametriert werden. Aufgrund
dieser automatisierten Parametrierung kann
der Betreiber Zeit sparen. Zudem können
Fehler reduziert und die Verfügbarkeit der Anlagen
erhöht werden. Eine LED-Anzeige am
Mastermodul visualisiert den IO-Link-Modus,
Betriebsstatus sowie Modulfehler. Die erweiterte
Diagnose durch Kommunikation mit
den IO-Link-Devices ermöglicht auch eine Kabelbrucherkennung.
Das Mastermodul stellt
die Informationen der intelligenten Geräte
zur Weiterverarbeitung für eine vernetzte
Produktion bereit und kann künftig Lösungen
zur vorbeugenden Wartung unterstützen. ik
www.pilz.com
Hannover Messe: Halle 9, Stand D17
Baslers ace U mit 20 MP Auflösung und bis zu 17 fps
Erfolgreiche Kameraserie bekommt Zuwachs
Baslers erfolgreiche Kameraserie hat Zuwachs
bekommen: vier hochauflösende ace-
U-Modelle befinden sich ab sofort in Serienproduktion.
Die Kameras sind mit dem Sony-
Sensor IMX183 aus der Exmor-R-Serie ausgestattet
und bieten 20 MP Auflösung bei
Bildraten von bis zu 17 Bildern pro Sekunde.
Die Kameras verfügen über eine Sensorgröße
von 1 Zoll bei einer kompakten Bauform
mit 29 mm x 29 mm Footprint. Diese Kombination
macht die vier Modelle attraktiv für die
Inspektion von feinsten Strukturen, die etwa
in der PCB- oder Display-Fertigung
gefragt ist. Die Modelle verfügen
über das PGI-Feature-Set
für Farb- und Monochrom-Kameras
des Herstellers, das unerwünschte
Artefakte korrigiert.
Dies erlaubt Anwendern eine gute
Auswertung auf Pixelebene. Die innovative
Back-illuminated-Sensortechnologie des
Sony IMX183 sorgt für gute Empfindlichkeit
und geringes Rauschen bei einer Pixelgröße
von 2,4 μm. Alle Kameras sind mit GigE- und
Bild: Basler
mit USB-3.0-Schnittstelle erhältlich. Die GigE-
Modelle verfügen zusätzlich über GigE-
Vision-2.0-Features wie PTP.
mc
www.baslerweb.com
Hannover Messe: Halle 17, Stand E34
ODU mit robusten Steckverbinderlösungen
Flexible Steckverbinder für Docking- und Robotersysteme
Bild: ODU
Mit dem ODU-MAC-Rapid
bietet das Unternehmen
einen Newcomer,
der dank eines neuartigen
Halbschalenprinzips
50 % Zeitersparnis
bei Montage und Service
bietet. Dazu kommen
eine hohe Kontaktdichte,
problemlose
Wandlungsfähigkeit bei
sich schnell ändernden
Anforderungen, Kodierung
und Spindelverriegelung.
Als hybride
Handstecklösung mit
Spindelverriegelung
zeichnet sich zudem die neue Leistungsklasse
der ODU-MAC-Blue-Line durch ihre wirtschaftliche
und benutzerfreundliche Montage
bzw. Demontage der Crimp-Clip-Kontakte
aus. Ein neuentwickeltes Kombimodul erreicht
jetzt auf nur 14,4 mm Breite eine sehr
hohe Packungsdichte. Weiteres Merkmal ist
zudem die bewährte Spindelverriegelung
auch im Standard-Kunststoffgehäuse. Als Vorserienprodukt
ist der der ODU-MAC-Black-
Line-Steckverbinder verfügbar, eine die
Mass-Interconnect-Lösung mit elektromechanischer
Verriegelung. Als weitere Neuheit
steht mit der ODU-Dock-Silver-Line eine ideale
Lösung für automatisches Andocken und
Robotersysteme präsentieren.
ge
www.odu.de
158 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

HANNOVER MESSE 2019 –
TREFFEN SIE UNS IN DER HALLE 4, STAND B31
Balluff liefert umfassendes Portfolio für Machine Vision
Für Produktion und Qualitätssicherung
Mit einem umfassenden Portfolio
für Machine Vision liefert Balluff
die Antwort auf die rasch gestiegenen
Anforderungen in der
Produktion hinsichtlich Produktivität,
Flexibilität und Qualität. Mit
den Geräten lässt sich ein vielfältiges
Aufgabenspektrum in den
einzelnen Bereichen Objekterkennung,
Identifikation und Qualitätssicherung
− skalierbar mit
Ein- bis Mehrkameralösungen −
abdecken. Das Besondere dabei:
Ausgesprochene Bildverarbeitungsexperten
sind nur bei ganz
kniffligen Aufgaben gefragt. Das
Gros der Aufgaben lässt sich
dank ausgefeilter Bedienoberfläche
einfach lösen. Die Arbeit mit
den Systemen ist intuitiv. ge
www.balluff.de
Hannover Messe: Halle 9, Stand F53
50 %
WENIGER
PLATZBEDARF
STANDARD-SPIRALFEDER SMALLEY ®
WELLENFEDER
Bild: Balluff
Druckventil
Schwimmend
gelagertes Zahnrad
Ölventil
Optris entwickelt weitere Infrarotkamera
Gute Alternative für Einsteiger
Die Kamera Optris Xi 400 hat der
Hersteller mit einer Mikroskopoptik
sowie einem an die Anforderungen
der Elektronikindustrie
angepassten Ständer ausgestattet.
Bei einer Auflösung von 382
x 288 Pixel misst die Infrarotkamera
Temperaturen von -20 bis
900 °C. Das Entscheidende jedoch
ist der Wert des minimalsten
Messflecks: Aus einer Entfernung
von 90 mm können Objekte
von nur 240 μm bei einer Bildfrequenz
von 80 Hz seriös gemessen
werden. Zusätzlich wird
das Messgerät mit
der lizenzfreien Software
Pix Connect ausgeliefert,
die nicht nur
ein marktübliches, radiometrisches
Bild,
sondern auch ein radiometrisches
Video
generiert. Mit der Kamera
bietet der Hersteller
neben den beiden hochwertigen
Infrarotkameras der
Precision Line mit Mikroskopoptik
und verschiedenen Pyrometern
eine gute Alternative für Einsteiger.
Die Xi 400 wird in einem
kompletten Set mit einem speziellen
Ständer sowie der professionellen
Software PIX Connect
geliefert. Weiteres Zubehör erleichtert
den Einsatz in der Prouktion
sowie in der Qualitätssicherung.
eve
www.optris.de
Hannover Messe: Halle 11, Stand A61
Bild: Optris
ALL SPRINGS ARE NOT EQUAL ®
(ALLE FEDERN SIND NICHT GLEICH)
Federhöhe gegenüber gewöhnlichen Spiralfedern
um 50 % reduziert – bei gleicher Federkraft und
gleichem Federweg. Standardmäßig aus Edelstahl und
Kohlenstoffstahl erhältlich. Sie benötigen individuelle
Teile? Kein Problem. Wir liefern Ihnen die richtige
Feder aus dem gewünschten Werkstoff für Ihre
spezifische Verwendung.
brings it together
IN DEUTSCHLAND VERTRETEN DURCH
+49 (0) 234 92361 0
tfc.de.com
DIE ERSTE WAHL VON INGENIEUREN
KOSTENLOSE MUSTER:
Rufen Sie uns an unter +49 (0) 234 97849-011
oder besuchen Sie uns im Internet unter
expert.smalley.com/KEM/wellenfeder
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 159

AUTOMATISIERUNG
NEWS
Ethercat für datenintensive Anwendungen
Nächster Performance-Level mit 1 GBit/s
Bild: Beckhoff
Mit der Technologieerweiterung Ethercat G
ist der nächste Performance-Level erreicht,
der für besonders datenintensive Anwendungen
auf GBit-Ethernet geeignet ist. Dabei ist
die Kompatibilität zum 100-MBit/s-basierten
Standard-Ethercat ebenso gewährleistet wie
die gewohnt einfache Handhabung. In Verbindung
mit dem Branch-Controller-Konzept für
Ethercat G ist zudem der effiziente Betrieb
paralleler Netzwerksegmente möglich. Ethercat
G nutzt die 1-GBit/s-Übertragungsrate
des Standard-Ethernet; die als Technologiestudie
vorgestellte Variante Ethercat G10 sogar
die 10-Gbit/s-Übertragungsrate. Die erhebliche
Steigerung der Übertragungsrate
gegenüber 100-MBit/s-Basis wirkt sich wesentlich
auf den erreichbaren Datendurchsatz
aus. Unter Berücksichtigung des limitierenden
Einflusses der Durchlaufverzögerungszeiten
durch die Teilnehmer und mithilfe des
eingeführten Branch-Konzepts ermöglicht
Ethercat G je nach Applikation einen Performancezuwachs
um den Faktor 2 bis 7. Die
Konformität zum Ethernet-Standard IEEE
802.3 ist ebenfalls gewährleistet. Beide Varianten
können in einem gemischten Netzwerk
betrieben werden, der parallele Betrieb
einzelner Segmente ist so möglich. ge
www.beckhoff.de
Hannover Messe: Halle 9, Stand F06
Heidenhain-Drehgeber mit Drive-CLiQ-Schnittstelle
Sicher und direkt kommunizieren
Für die Positionsmessung in Maschinen und
Anlagen mit Siemens-Steuerungen bietet
Heidenhain absolute Drehgeber mit Drive-
CLiQ-Schnittstelle an. Sie liefern Positionsund
Betriebsdaten sicher und direkt an die
Steuerungen. Weil jede Applikation neben
der Datenschnittstelle weitere spezifische
Anforderungen hat, stehen zahlreiche Varianten
für eine optimale Konnektivität zur Verfügung.
Aus dem Drehgeber-Programm mit
Drive-CLiQ-Schnittstelle kann der Maschinenund
Anlagenhersteller ganz einfach die für
seine Regelungsanforderung optimale Lösung
wählen. Dazu gehört vor allem die Wahl
zwischen Drehgebern mit optischer oder in-
duktiver Abtastung. Neben
Singleturn- stehen auch Multiturn-Drehgeber
mit Getriebe
für das Zählen der vollen Umdrehungen
zur Auswahl. Als
weitere Varianten mit und ohne
Eigenlagerung sowie mit
unterschiedlichen Wellenausführungen
und -durchmessern
runden sie das umfangreiche
Angebot an Drehgebern mit Drive-
CLiQ-Schnittstelle ab. Alle Drehgeber mit
Drive-CLiQ-Schnittstelle sind für sicherheitsgerichtete
Anwendungen nach SIL 2 (nach
EN 61508) bzw. Kategorie 3, Performance Level
d (nach EN ISO 13849) zertifiziert. Ein
Fehlerausschluss für die mechanische Ankopplung
ist bei den Varianten mit Voll- und
Hohlwelle verfügbar.
ge
www.heidenhain.de
Bild: Heidenhain
Harting übermittelt digitale Warenflüsse in die Cloud
GateToGo mit CE-konformem Schaltschrank
Bild: Harting
Mit dem GateToGo, ein schnell
aufzubauendes und mobiles Erfassungsportal
(Gate), können
ohne Programmieraufwand sogenannte
Proof Of Concepts in
Logistik-Applikationen durchgeführt
werden. So zeigt das Unternehmen,
wie einfach ein Projektstart
sein kann: Die Lösung bietet
den idealen Einstieg für Systemintegratoren
in Neuprojekte.
Auf Basis der Mica in Kombination
mit der GS1-ALE-1.1-basierten
Middleware können die erfassten
Paletten- und Objektdaten direkt
am Gate gefiltert und verdichtet werden.
Von dort werden die Daten drahtgebunden,
via W-LAN oder sogar direkt via LTE ins Warenwirtschaftssystem
übermittelt. Via LTE
entfällt hierbei eine aufwändige Integration in
die lokale IT-Infrastruktur. Dank weltweitem
Partnernetzwerk kann das Unternehmen auf
dieser Basis direkt Lösungen bis in die Cloud
anbieten. Harting liefert hierbei vom GateTo-
Go inklusive robustem CE-konformen Schaltschrank
mit RFID-Reader und Mica bis hin
zur Starter-Software alles für den einfachen
Start.
ge
www.harting.com
Hannover Messe: Halle 11, Stand C15
160 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
AUTOMATISIERUNG
Rafi stellt Touchscreen mit Krafterkennung vor
Touchscreen mit mehr Bediensicherheit
Zu den Innovationen des Bediengeräte-Spezialisten
zählen die Touchscreen-Technologie
TwinTouch sowie neuartige Touchscreen-Bedienlösungen
aus dem Flexscape-Programm.
TwinTouch ist ein Touchscreen, der neben
den Berührungen auch den ausgeübten
Druck auf das Panel auswertet. Die Krafterkennung
verhindert Fehlauslösungen durch
Fremdeinflüsse, erhöht die Bediensicherheit
und gestattet die Implementierung zusätzlicher
Eingabeebenen. Die Schaltschwellen,
ab denen der Druck eine Eingabe auslöst, lassen
sich per Software einstellen. Auch die
Eingabegeräte aus dem Flexscape-Pro-
gramm, die unmittelbar auf
dem Touchscreen befestigt
werden, eröffnen neue Bedienmöglichkeiten:
Der
Drucktaster Flexscape One
zur unmittelbaren Applikation
auf dem Touchdisplay
wird durch Berührung aktiviert.
Zum Schalten erfordert
der Taster die Überwindung
eines Druckpunkts, der durch sein
haptisches Feedback ein sichere Blindbedienung
ermöglicht. Eine kostengünstige Alternative
zu gefrästen Konturen in der Glas-
Bild: Rafi
Oberfläche des Touchscreens bietet die aufzuklebende
Fingerführung Flexscape Wheel.
Kundenspezifische Geräte sind möglich. ge
www.rafi.de
Contrinex überwacht Maschinenzugänge
Ist die Klappe wirklich zu?
Selbst im digitalen Zeitalter kommen häufig
mechanische Sperren zum Einsatz, die
Schmutz und Fremdkörper von Produktionsanlagen
fernhalten. Um sie optimal in moderne
Sicherheitskonzepte in der Automatisierungstechnik
einzubinden, hat Contrinex eine
Familie magnetisch-kodierter Sicherheitssensoren
entwickelt. Die Kodierung (Typ 4 nach
ISO 14119) macht die Sensoren immun gegen
gegenseitige Beeinflussung und ist widerstandsfähig
gegen Manipulationen vor
Ort. Die Magnete arbeiten auch durch NE-
Metalle oder durch die in Pharma- und Lebensmittelindustrie
üblichen rostfreien Stäh-
Bild: Contrinex
le. Sie bieten sichere Schaltabstände von
4 oder 8 bis bzw. 10, 17 oder 18 mm und erfüllen
alle wichtigen Standards.
ge
www.contrinex.com
Litzen, Drähte und Kabel
mit PTFE-Isolation
A-Tec Module der LQ-Group
Einhängen, anschließen – fertig
Bild: LQ Group
Tatsächlich benötigt ein modularer Schaltschrank
heute bis zu 90 % weniger Bauteile
und keine komplizierte Verdrahtung. Mit den
A-Tec-Modulen in IP54 präsentiert die LQ-
Group kompakte Einheiten, die unterschiedlich
ausgeführt, diverse Funktionen entweder
im Schaltschrank oder direkt beim Motor
oder Aggregat übernehmen können. Sie sind
Bestandteil eines Baukastensystems, das eine
überschaubare Anzahl handlicher Bauteile
für alle wesentlichen Funktionen enthält. Ob
Energieabgang 400 V, Gateways, Spannungswandler
400 V AC – Ziel ist es, Steuerungen
und Schaltpläne übersichtlicher zu gestalten.
Von der Planung bis zur Inbetriebnahme ziehen
sich die Vorteile dieses Installationskonzepts
auf der Basis vorgefertigter Funktionseinheiten
durch den kompletten Engineering-
Prozess.
ge
www.lq-group.com
■
■
■
info@telemeter.de · www.telemeter.info
Wir liefern Lösungen…
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 161

AUTOMATISIERUNG
NEWS
Hummel mit Kabelverschraubungen für anspruchsvolle Märkte
Für die großen Herausforderungen der unterschiedlichen Märkte
Bild: Hummel
Mit den Kabelverschraubungen der Serie VariaPro
fokussiert Hummel anspruchsvolle
Märkte mit besonderen Herausforderungen.
Aktuell gibt es vier Varianten,
die eigens für besondere
branchenspezifische
Anforderungen konzipiert
worden sind. Gemeinsam
ist allen Varianten das robuste
Design und die Dichtigkeit
(IP68 bis 10 bar). Hinzu
kommt die integrierte
EMV-Anbindung im Standard.
Die VariaPro Rail erfüllt
alle Anforderungen für
den Einsatz im Schienenverkehr. Sie hat die
Prüfungen der Brandschutznormen DIN EN
45545-2 und 45545-3 erfolgreich bestanden
und erfüllt die Feuerwiderstandsklasse E30.
Extrem niedere Temperaturen aber auch Anwendungen
im direkten Umfeld von sehr hohen
Temperaturen unterstützt die VariaPro
Temp. Sie deckt den beachtlichen Temperaturbereich
von -60 bis +200 °C ab. Hygienisch
sensible Aufgaben meistert die Inox-
HD-Pro. Diese EHEDG-zertifizierte Kabelverschraubung
wird in der Lebensmittelindustrie,
der Chemie und Pharmabranche eingesetzt.
Die VariaPro-Serie gibt es in den Größen
M20 bis M40. Sie deckt ein breites
Spektrum an Kabeldurchmessern ab. ge
www.hummel.com
Hannover Messe: Halle 12, Stand E56
Galvanisch getrennte Hart-Module von Turck
Sicher und bis 70 °C einsetzbar
Turck stellt für sein I/O-System excom Hart-
Module mit galvanisch getrennten Kanälen
vor. Sie erhöhen die Prozessqualität, da Potenzialverschleppungen
und daraus resultierende
Messwertverfälschungen ausgeschlossen
werden. Durch die beständigen Module für
Eingangssignale (AIH401Ex) und Ausgangssignale
(AOH401Ex) wird excom durchgängig
bei Temperaturen bis zu +70 °C einsetzbar.
Die Module verarbeiten Informationen von
multivariablen Messgeräten, erweiterten Di-
agnosen oder Statusinformationen schneller
als bisherige Geräte. Da das Modul für jeden
Kanal einen Kommunikations-Controller bereitstellt,
können die Informationen gleichzeitig
ausgewertet werden. Ein Vorteil ergibt
sich, wenn Hart-Feldgeräte ihren Haupt-
Messwert nicht im 4…20-mA-Signal sondern
digital abbilden: Die digitale Signalübertragung
ist zuverlässig und energieeffizient. ge
www.turck.de
Hannover Messe: Halle 9, Stand H55
Bild: Turck
Belden mit Lösungen für die Datenkommunikation
Wie Produktions-Netzwerke von morgen aufgebaut werden können
Bobcat (Bild) ist ein kompakter Managed
Switch der nächsten Generation. Der Switch,
der durch TSN-Technologie (Time-Sensitive
Networking) auf allen Ports und umfangreichen
Security Funktionen Echtzeitzeitkommunikation
bietet, ermöglicht den Ethernet-
Einsatz in beliebigen Anwendungen. Der
Bild: Belden
Switch bietet dank Tri-Speed-SFP-Ports und
Abwärtskompatibilität für bestehende Infrastrukturen
erweiterte Flexibilität für eine einfache
Wartung und einen zukunftssicheren
Betrieb. Die MPLS-TP-basierte Backbone-
Switch-Familie Dragon PTN mit innovativer
HiProvision-Software für den zuverlässigen
und effizienten Transport unternehmenskritischer
Daten, welche die Bandbreite in WANs
(Wide Area Networks) garantiert. Dragon
PTN und HiProvision ergänzen sich zu einem
vollintegrierten Ethernet-basierten Backbone-
Übertragungssystem, das eine unterbrechungsfreie
Kommunikation ermöglicht. Der
Backbone-Switch verfügt über eine große Anzahl
an Schnittstellenmodulen und wird mit
einer Vielzahl von Porttypen angeboten, um
Flexibilität und eine nahtlose Anbindung von
vorhandenen Systemen zu gewährleisten.
Der Layer-3-Ethernet-Backbone-Switch Dragon
Mach4500 der nächsten Generation ist
hervorragend geeignet für alle Anwendungen,
in denen hohe Bandbreiten und eine zuverlässige
Datenübertragung ein Muss sind.
Als flexible, zukunftsorientierte Lösung unterstützt
die Backbone-Familie redundante interne
Netzteile und im Feld tauschbare Medienmodule,
um die Geräteverfügbarkeit zu erhöhen
und eine kostengünstige Erweiterung
für zukünftige Anforderungen zu ermöglichen.
Für besonders datenintensive Applikationen
kann bei steigenden Bandbreitenanforderungen
von 1-Gigabit-Netzwerken auf
2,5 und dann auf 10 Gigabit umgestiegen
werden.
ge
www.belden.com
162 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Industrie
fachjobs24.de – hier finden Arbeitgeber
qualifizierte Fach- und
Führungskräfte
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WERKSTOFFE/VERFAHREN
WERKSTOFFE
Flexible Bipolarplatten aus Polymeren ermöglichen eine kostengünstige Fertigung von Batterien
Einzelzellen kompakt als Stack stapeln
Sei es in der Energieversorgung, sei es im Elektroauto: Aktuelle Batteriesysteme basieren auf einer Vielzahl miteinander
verschalteter Einzelzellen – was Nachteile in Effizienz und Fertigung mit sich bringt. Bipolare Batterieaufbauten
hingegen stapeln Einzelzellen kompakt als Stack. Neuartige flexible und extrem dünne Bipolarplatten erlauben eine
kostengünstige Fertigung von Batterien. Auf der Hannover Messe stellen die Forscherinnen und Forscher vom
Fraunhofer Umsicht ihre Entwicklung vor.
Dr. Janine van Ackeren, freie Wissenschaftsjournalistin, Duisburg, i. A. der Fraunhofer-Gesellschaft, München
Hochflexible Bipolarplatte
Konventionelle Batteriesysteme sind extrem komplex: Sie bestehen
meist aus mehreren Einzelzellen, die über Kabel mit -
einander verbunden sind. Dies ist nicht nur aufwendig, sondern es
besteht zudem die Gefahr von Hot-Spots – also Bereichen, in denen
die Kabel zu heiß werden. Dazu kommt: Jede einzelne dieser Zellen
muss verpackt werden. Ein großer Teil der Batterie besteht also aus
inaktivem Material, das nicht zur Batterieleistung beiträgt. Bipolare
Batterien sollen dieses Problem lösen: Bei ihnen werden die einzelnen
Zellen mittels flächigen Bipolarplatten miteinander verbunden.
Allerdings treten hier andere Herausforderungen auf. Denn die Bipolarplatten
bestehen entweder aus Metall und sind somit anfällig
für Korrosion. Oder sie werden aus einem Kunststoff-Kohlenstoff-
Gemisch gefertigt, müssen dann allerdings herstellungsbedingt
mindestens mehrere Millimeter dick sein.
Über 80 % Materialeinsparung
Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-
Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik
Umsicht in Oberhausen haben
nun eine Alternative entwickelt. „Wir stellen
Bipolarplatten aus elektrisch leitfähig ein -
gestellten Polymeren her“, sagt Dr.-Ing. Anna
Grevé, Abteilungsleiterin am Fraunhofer Umsicht.
„Auf diese Weise können wir sehr dünne
Platten realisieren und – verglichen mit
konventionellen mit Kabeln verbundenen
Zellen – über 80 % des Materials einsparen.“
Darüber hinaus bietet das Material zahlreiche
weitere Vorteile. Zum einen korrodiert es
nicht. Zudem lässt es sich nachträglich umformen.
So können beispielsweise Strukturen hineingeprägt werden,
wie sie für Brennstoffzellen wichtig sind.
Und: Die neuartigen Bipolarplatten lassen sich verschweißen, sodass
das erhaltene Batteriesystem absolut dicht ist. Konventionelle
Bipolarplatten hingegen sind durch die thermische und mechanische
Belastung des Materials während der Fertigung dagegen zum
Verschweißen ungeeignet: Um sie so zusammenzufügen, dass weder
Gase noch Flüssigkeiten die Fügestellen passieren können, sind
Dichtungen erforderlich. Diese werden jedoch schnell porös, zudem
brauchen sie Platz. Ein weiterer Vorteil des neuen Materials: Die
Forscherinnen und Forscher können die Eigenschaften der Bipolarplatten
an die jeweiligen Anforderungen anpassen. „Möglich sind
sowohl Platten, die so biegsam und flexibel sind, dass man sie um
den Finger wickeln kann, als auch brettharte“, konkretisiert Grevé.
Bild: Fraunhofer Umsicht
Kostengünstige Herstellung: Rolle-zu-Rolle-Verfahren
Die Herausforderung lag vor allem in der Entwicklung des Materials
und des Herstellungsprozesses. „Zwar verwenden wir marktübliche
Polymere und Grafite. Das Geheimnis liegt jedoch im Rezept“, sagt
Grevé. Da das Material zu etwa 80 % aus Grafiten und nur zu etwa
20 % aus Kunststoffen besteht, haben die Verarbeitungsprozesse
mit der üblichen Kunststoffverarbeitung nur wenig gemein.
164 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Bild: Fraunhofer Umsicht
2500-cm 2 -Redox-Flow-Zelle und per Rolle-zu-Rolle-Verfahren
gefertigte Bipolarplatte
Das Forscherteam vom Fraunhofer Umsicht entschied sich für das
Rolle-zu-Rolle-Verfahren, das eine kostengünstige Herstellung erlaubt,
und passte dieses mit viel Know-how an. Schließlich müssen
die Inhaltsstoffe in den produzierten Platten homogen verteilt sein,
zum anderen müssen die Platten mechanisch stabil und komplett
dicht sein. Aufgrund der Ausgangsstruktur der Materialien war das
nicht einfach. Doch die Experten konnten auch diese Herausforderung
meistern. „Wir konnten alle Anforderungen innerhalb eines
Prozesses erfüllen. Die Platten können daher so verwendet werden,
wie sie aus der Anlage kommen“, erläutert Grevé. Ein weiterer
Vorteil des Verfahrens: Die Platten lassen sich in beliebiger Größe
herstellen.
Präsentation einer 3,2 m 2 großen Bipolarplatte
Relevante Mustermengen der neuartigen Bipolarplatten können die
Forscherinnen und Forscher bereits erzeugen: Gemeinsam mit der
Saueressig GmbH + Co. KG haben sie den bisherigen Produktionsprozess
von Bipolarplatten für Brennstoffzellen in ein kontinuier -
liches Verfahren übertragen. Gefördert wurde das Projekt durch das
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi. Auf der Hannover
Messe präsentieren Grevé und ihr Team den Besucherinnen
und Besuchern eine 3,2 m 2 große Bipolarplatte, die den Bau großskaliger
Redox-Flow-Batterien ermöglicht.
bec
www.umsicht.fraunhofer.de
www.saueressig.de
Detaillierte Informationen zu elektrisch leitfähigen
Polymeren:
hier.pro/efkzW
Hannover Messe: Halle 2, Stand C22
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 165

WERKSTOFFE/VERFAHREN
WERKSTOFFE
Keramische Systemlösung für Leitungs- und Ofenauskleidungen
Feuerfeste Segmente mit
geschlossenen Oberflächen
Hitzebeständige Keramikfaser-Halbzeuge gehören ebenso zum Portfolio von Kager wie zahlreiche Beschichtungs -
produkte auf Keramikbasis. Darauf aufbauend entwickeln die Anwendungstechniker des Unternehmens regelmäßig
innovative Systemlösungen für Feuerfest-Applikationen. Ihr jüngster Coup ist die Kombination von vorkonfigurierten
Keramikplatten oder -papieren mit einem 1K-Keramikcoating. Mit minimalem Aufwand lassen sich damit emissions -
sichere und temperaturresistente Segmente zur Auskleidung von Öfen, Abgasleitungen, Schloten und
Thermokammern anfertigen.
Manfred Stiller, freier Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der Kager Industrieprodukte GmbH, Dietzenbach
Immer wieder lassen sich die Anwendungstechniker von Kager
innovative Systemlösungen für Feuerfest- und Hochtemperatur-
Anwendungen einfallen. Den Ausgangspunkt dafür bildet das breit
gefächerte Portfolio aus Keramik-Halbzeugen, Klebstoffen, Dichtmassen
und Beschichtungen, die das hessische Unternehmen anbietet.
Zu den jüngsten Ideen der kreativen Köpfe aus Dietzenbach
gehört die Kombination von Platten oder Papieren aus Keramikfaser
mit dem schwarz pigmentierten Ein-Komponenten-Coating Hie-
Coat 840-C.
Während die vorkonfigurierten oder anwenderspezifisch vorgefertigten
Keramiktafeln und -papiere hierbei als hitzefestes Trägermaterial
dienen, verschließt die keramische Beschichtung die Oberfläche.
Im Ergebnis entstehen auf diese Weise hochtemperaturbeständige
und emissionssichere Segmente, die sich zur Auskleidung von
Öfen, Abgasleitungen, Prozessbehältern, Thermokammern und
Schloten einsetzen lassen. Als Einsatzgebiet dafür haben die Tech -
niker vorrangig Anwendungen in Forschung und Entwicklung sowie
in den Bereichen Instandsetzung und Reparatur vor Augen.
Flexible Anwendung
Innerhalb dieser Systemlösung können beide Komponenten
flexibel ausgelegt und angewendet werden. So bietet
Kager im Bereich der Keramikfaser-Produkte die Auswahl
zwischen Platten und Papieren aus biolöslichem Erdalkalisilikat
(AES-Material), polykristallinen Wollen (PCW-Material)
sowie hochreinem Aluminium-Silikat (ASW-Material/
Pyrophyllit). Je nach Werkstoffgruppe kann der Anwender
hier außerdem zwischen verschiedenen Dicken von 3,0
bis 50 mm wählen.
Das schwarze Ein-Komponenten-Coating Hie-Coat 840-C
lässt sich dann – ohne weitere Vorbehandlung der Keramikplatten/-papiere
– sowohl einseitig als auch als komplette
Rundum-Ummantelung auftragen. Je nach Größe
der einzelnen Segmente kann es einfach aufgestrichen,
aufgerollt oder auch aufgespritzt werden. Nach dem Aushärten
bildet das Hie-Coat 840-C eine geschlossene
Oberfläche, die die Platten und Papiere außerdem aussteift
und ihnen eine montagefreundliche Festigkeit verleiht.
Das Coating ist dauerhaft bis +1371 °C hitzebeständig,
womit zugleich die thermische Obergrenze dieser
Kombinationslösung vorgegeben ist.
Bild: Kager
Mit seinem Zwei-Produkte-System aus Keramikfaserplatten
und keramischem Oberflächen-Coating bietet
Kager eine einfache Möglichkeit zur Anfertigung
thermisch belastbarer, emissionssicherer Auskleidungselemente
für Ofenbau, Abgastechnik, Feuerfest-
Industrie sowie Chemie- und Prozesstechnik
166 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

EJOT Qualität verbindet ®
EJOT
TSSD ®
Selfmade-System zur Herstellung hitzebeständiger, emissionssicherer
Auskleidungselemente: Das 1K-Coating Hie-Coat 840-C lässt sich ohne
Vorbehandlung einseitig oder rundum auf die Keramikfaserplatten/
-papiere auftragen
Bild: Kager
Nach dem Aushärten bildet das Hie-Coat 840-C eine geschlossene
Oberfläche, die die Keramikfaserplatten und -papiere aussteift und ihnen
eine montagefreundliche Festigkeit verleiht. Das Coating ist dauerhaft
bis +1371 °C hitzebeständig
Einfache Handhabung
Mit diesem Zwei-Produkte-System bietet Kager vielen Anwendern
in Ofenbau, Abgastechnik, Feuerfest-Industrie sowie Chemie- und
Prozesstechnik eine einfache Selfmade-Möglichkeit zur Anfertigung
thermisch belastbarer und emissionssicherer Auskleidungsele -
mente. Für die Montage und Befestigung der feuerfesten Seg -
mente an den Wandungen von Schloten, Kammern, Behältern und
Öfen finden sich im Produktsortiment des Unternehmens auch die
geeigneten Keramik-Klebstoffe und -Dichtmittel.
bec
www.kager.de
Bild: Kager
Der TSSD ® ist eine prozesssichere
Verbindungslösung
für Leichtbau-Werkstoffe
in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
• Thermischer Stoff-Schluss-
Dom für Sandwich-, Wabenund
Schaumkernstrukturen
• Hochbelastbare, formschlüssige
Verbindung
www.industrie.ejot.de
Detaillierte Informationen zu den Hochtemperatur -
produkten des Herstellers:
hier.pro/gqC78
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 167

WERKSTOFFE/VERFAHREN
WERKSTOFFE
Feinschnitt-Aktenvernichter für den professionellen Bereich mit diversen Drehteilen aus hochfestem Spezialstahl
Messerscharfe Angelegenheit
Datenmissbrauch und Industriespionage effektiv verhindern, das sind die Aufgaben der Feinschnitt-
Aktenvernichter von Krug & Priester. Ziel ist es, Papierdokumente in bis zu 0,8 mm kleine Partikel
zu zerkleinern. Dafür sind scharfe Messerwellen gefordert, die dauerhaft präzise ineinandergreifen.
Um die Komponenten außerdem kosten- und zeiteffizient zu fertigen, setzt der Hersteller auf den
Spezialblankstahl von Steeltec.
Guido Olschewski, Head of Quality and Development, Steeltec AG, Emmenbrücke, Schweiz
Seit 1951 produziert Krug & Priester, ein weltweit führender Hersteller
von Aktenvernichtern für den professionellen Bereich, in
Balingen, südwestlich von Stuttgart. Zu dem breiten Produktsortiment
zählen Schreibtischgeräte, Büromaschinen und Großmengen-
Aktenvernichter in sämtlichen DIN-Sicherheitsstufen. Diese dienen
der Vernichtung unterschiedlicher Datenträger, auf denen sich
vertrauliche Patientendaten, Kunden- oder Geschäftsinformationen
befinden. Weltweit tragen etwa 450 Mitarbeiter bei Krug & Priester
dazu bei, die hohen Qualitätsansprüche der Anwender zu erfüllen.
„Nur rund 0,2 % beträgt die Rücklaufquote der 170.000 Geräte, die
wir jährlich in Balingen herstellen“, sagt Holger Jenter, Leiter Entwicklung,
Konstruktion und Versuch. „Die hohe Produktqualität ist
nicht zuletzt der guten Zusammenarbeit mit unseren Partnern, wie
beispielsweise unserem Stahlzulieferer Steeltec, zu verdanken.“
Steeltec, ein Unternehmen der Schmolz+Bickenbach-Gruppe, stellt
seit vielen Jahren Spezialstahl für Krug & Priester her.
Die Kombination aus hoher Zähigkeit, hoher Festigkeit
und geringer Eigenspannung im Lieferzustand ist das
Erfolgsgeheimnis des Spezialblankstahls von Steeltec
Prozesssichere Aktenvernichtung
Der hochfeste Spezialstahl von Steeltec kommt in diversen Dreh -
teilen zum Einsatz. Je nach Bauteil variiert die Verarbeitungskomplexität
stark. Die mit Abstand höchsten Materialanforderungen stellt
die präzise Herstellung von Messerwellen, die in Feinschnitt-Aktenvernichtern
eingebaut werden: Krug & Priester dreht und schleift
dafür mehrere Hundert Schneidezähne in den Stabstahl. Im Aktenvernichter
werden zwei Wellen so zusammengesetzt, dass sie
durch Ineinandergreifen das Papier zerkleinern.
Je nach Schutzbedarf der Daten variiert die vorgegebene Partikelgröße
der zu vernichtenden Datenträger. Mit 0,8 mm Breite entsprechen
die produzierten Erzeugnisse ausgewählter Feinschnitt-
Aktenvernichter von Krug & Priester den höchsten Sicherheitsstufen
6 und 7 nach DIN 66399: Eine Reproduktion der Daten ist so nicht
mehr möglich. „Der Kreis an Herstellern, die diese hohen Sicherheitsanforderungen
erfüllen können, ist relativ klein“, sagt Jenter.
„Mit der Kombination aus dem Steeltec-Spezialstahl und unserem
Produktions-Know-how sind wir bereits heute in der Lage, die derzeit
geltende Vorgabe der höchsten Sicherheitsstufe von 0,8 mm
Partikelbreite zu unterschreiten.“
Bild: Steeltec
168 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

WERKSTOFFE
WERKSTOFFE/VERFAHREN
Bild: Krug & Priester
In der Blankzieherei wird der Spezialstahl unter gezielter Auswahl der
Prozessparameter Temperatur und Abzug in seinen anwenderindividuellen
Stahleigenschaften eingestellt
Anforderungsgerechte Stahlproduktion
Die Basis für die Spezialstähle von Steeltec ist sortenreiner Stahlschrott.
Das Schwesterunternehmen Swiss Steel schmilzt das Metallmaterial
in seinem Stahlwerk im Schweizerischen Emmenbrücke
unter Zugabe ausgewählter Legierungsbestandteile. Im Vergleich zur
Stahlherstellung im Hochofen, bei der Eisenerz als Rohstoff zum Einsatz
kommt, ist die Verarbeitung von Stahlschrott deutlich emissionsärmer
und ressourcenschonender. Die gesamte Wertschöpfungskette
im Blick, arbeiten die beiden Unternehmen eng zusammen bei
der anforderungsgerechten Einstellung der Stahleigenschaften über
den gesamten Herstellungsprozess. Als Walzdraht trifft das Material
bei Steeltec in der Blankzieherei ein und wird dort unter gezieltem
Einsatz von Temperatur und Abzug anwenderspezifisch gefertigt. Bei
Krug & Priester nimmt der Stabstahl dann Form an.
Bild: Steeltec
Zu dem breiten
Produktsortiment von
Krug & Priester zählen
Schreibtischgeräte,
Büromaschinen und
Großmengen-Aktenvernichter
in sämt -
lichen DIN-Sicherheitsstufen
Entspannt beim Drehen, präzise beim Schneiden
Die Kombination aus hoher Zähigkeit, hoher Festigkeit und geringer
Eigenspannung im Lieferzustand ist das Erfolgsgeheimnis des
anwendungsspezifischen Spezialblankstahls. Diese positiven Eigenschaften
werden ergänzt durch eine hohe Geradheit und Maßgenauigkeit
des Vormaterials – die Voraussetzung für ein sauberes Einführen
der Stabstähle in die Bearbeitungsmaschinen bei Krug &
Priester. Im Ergebnis wird eine hohe Prozesseffizienz in der Herstellung
der Drehteile erreicht. Diese äußert sich in einer hohen Durchlaufgeschwindigkeit:
Die Späne des Steeltec-Stahls sind kurzbrüchig
und fallen unmittelbar nach dem Abtragen von der Bearbeitungsfläche.
Der Drehvorgang erfolgt dadurch sehr effizient.
Durch die geringe Eigenspannung des Stabstahls, die Steeltec über
die Prozessparameter beim Ziehen des Materials gezielt beeinflusst,
ist ein Materialverzug beim Drehen ausgeschlossen. Das ist
eine Grundvoraussetzung für eine maßgenaue und formstabile Fertigung
der Messerwellen, insbesondere wenn es in den Millimeterbereich
geht: Für die Erzeugung von 0,8 mm breiten Partikeln sind
ebenso dünne Schneidwerkzeuge gefragt. Dementsprechend hoch
muss auch die Oberflächenqualität des Stahls sein. Die Zähigkeit
des Werkstoffs ist ein Garant dafür, dass die Schneidwerkzeuge
beim Einsatz nicht von der Grundwelle abbrechen.
Die mit Abstand höchsten Materialanforderungen stellt die präzise
Herstellung von Messerwellen, die in Feinschnitt-Aktenvernichtern
eingebaut werden: Krug & Priester dreht und schleift dafür mehrere
Hundert Schneidezähne in den Stabstahl
Bild: Krug & Priester
Hohe Bauteilqualität, niedrige Prozesskosten
„Mit seinen hervorragenden Zerspanungseigenschaften und der hohen
Verschleißbeständigkeit ermöglicht unser Spezialstahl eine hervorragende
Bauteilqualität“, sagt Jürgen Storz, Gebietsleiter Vertrieb
und technische Beratung bei Steeltec. „Dadurch sind außerdem die
Werkzeugstandzeiten in der Fertigung erhöht.“ Nach dem Drehen
härtet Krug & Priester das Werkstück. Der Spezialstahl beweist auch
bei diesem Vorgang seine Qualitäten: Ein Härteverzug oder Härterisse
sind ausgeschlossen. Bei den Feinschnitt-Messerwellen erfolgt
anschließend ein Schleifvorgang, bei dem die für den Cross-Cut (Partikelschnitt)
erforderlichen Schneidezähne in die Welle gearbeitet
werden. „Durch die hervorragenden Materialeigenschaften des
Steeltec-Stahls sind wir in der Lage, auch komplexe Drehteile
in möglichst wenigen Prozessschritten zu fertigen. Das wirkt sich po -
sitiv auf unsere Produktions- und Teilekosten aus“, so Jenter. bec
www.steeltec-group.com
www.schmolz-bickenbach.com
Der Werkstofffinder zeigt Lösungen für die ideale
Werkstoffauswahl:
hier.pro/zt2tN
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 169

WERKSTOFFE/VERFAHREN
LEICHTBAU
Direktgekühlter Elektromotor mit integralem Leichtbaugehäuse aus Kunststoff
Neuartiges Kühlkonzept für
eine umweltfreundliche Mobilität
Sollen Elektroautos leichter werden, muss auch der Motor abspecken. Beispielsweise, indem man ihn aus
faserverstärkten Kunststoffen herstellt. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Chemische
Technologie ICT entwickeln gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie KIT ein neuartiges Kühl -
konzept, das den Einsatz von Kunststoffen als Gehäusematerial ermöglicht. Ein weiterer Vorteil des Konzepts:
Die Leistungsdichte und Effizienz des Antriebs werden gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht.
Dr. Stefan Tröster, Produktbereichsleiter Zentrales Management, Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal
Bild: Fraunhofer ICT
Schnittdarstellung des Elektro -
motors: Kernstück des Motors
bildet ein Stator aus zwölf Einzelzähnen,
die mit einem Flachdraht
hochkant umwickelt sind
Elektromotor und Batterie bilden die zentralen Elemente des
elektrischen Antriebsstrangs. Eine hohe Leistungsdichte, ein
geringer Bauraum innerhalb des Elektrofahrzeugs und ein hoher
Wirkungsgrad spielen eine besondere Rolle, um eine nachhaltige
Mobilität zu gewährleisten.
Im Kooperationsprojekt Demil, kurz für „Direktgekühlter Elektro -
motor mit integralem Leichtbaugehäuse“, entwickeln Forscherinnen
und Forscher des Fraunhofer ICT in Pfinztal gemeinsam mit dem
Elektrotechnischen Institut und dem Institut für Fahrzeugsystemtechnik
des KIT ein neuartiges Konzept, das sich durch die direkte
Kühlung von Stator und Rotor auszeichnet. „Ein Elektromotor be-
steht aus einem sich drehenden Rotor und einem feststehenden
Stator. Im Stator befinden sich gewickelte Kupferdrähte, durch die
Strom fließt. Hier entsteht ein Großteil der elektrischen Verluste.
Die eigentliche Innovation unseres Konzepts liegt im Stator“, sagt
Robert Maertens, Wissenschaftler am Fraunhofer ICT.
Flachdraht ersetzt Runddraht
Elektromotoren haben einen hohen Wirkungsgrad von mehr als
90 %. Somit wird ein hoher Teil der elektrischen in mechanische
Leistung umgesetzt. Die verbleibenden etwa 10 % der elektrischen
Leistung fallen als Verlust in Form von Wärme an. Um eine Überhitzung
des Motors zu vermeiden, wird die Wärme im Stator bislang
durch ein metallisches Gehäuse zu einem Kühlmantel mit kaltem
Wasser abgeleitet. Die Forscherteams ersetzen den Runddraht
durch rechteckigen Flachdraht, den man enger auf den Stator
wickeln kann. Dadurch entsteht mehr Raum für den angrenzenden,
neben den Flachdrähten liegenden Kühlkanal.
170 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

LEICHTBAU
WERKSTOFFE/VERFAHREN
Kühlwasserkreislauf im Stator
„Die Verlustwärme kann durch diese Optimierung durch den innenliegenden
Kühlkanal abgeführt werden und muss nicht mehr durch
das Metallgehäuse nach außen zu einem Kühlmantel transportiert
werden. Der Kühlmantel ist in diesem Konzept nicht mehr erforderlich.
In der weiteren Konsequenz fällt die thermische Trägheit ge -
ringer aus und zusätzlich erreicht der Motor eine höhere Dauer -
leistung“, erläutert Maertens den Vorteil des neuen Wirkprinzips.
Darüber hinaus lässt sich durch eine Kühlung des Rotors dessen
Verlustwärme ebenfalls im Motor abführen.
Steckbrief:
Projekt Demil
PLUS
Förderung: Vector Stiftung
Projektlaufzeit: 1. März 2017 bis Ende Februar 2019
Kompetenzen der Projektpartner:
Elektrotechnisches Institut des KIT: Auslegung des
Elektromotors, Grundkonzept mit innenliegenden Kühl -
kanälen, Hochkantwicklung
Institut für Fahrzeugsystemtechnik des KIT: Formfüllund
Struktursimulation der Kunststoffkomponenten,
thermomechanische Simulation
Fraunhofer ICT, Abteilung Polymer Engineering: Kunststoffverarbeitung,
Spritzgießen von duromeren Formmassen
Fraunhofer ICT, Abteilung Neue Antriebssysteme:
Konzeption und Konstruktion, Prototypenaufbau
Bild: Fraunhofer ICT
Da die Wärme dort abgeleitet wird, wo sie entsteht, können die Projektpartner
den kompletten Motor und das Gehäuse in Kunststoffbauweise
ausführen und damit weitere Vorteile realisieren. „Kunststoffe
sind leicht und sie lassen sich einfacher fertigen als Alumi -
niumgehäuse. Auch komplexe Geometrien sind ohne Nachbearbeitung
möglich, sodass wir in Summe einiges an Gewicht und Kosten
einsparen“, so der Forscher. Das bisher erforderliche Metall, das
als Wärmeleiter diente, kann durch Kunststoff – einen schlechten
Wärmeleiter – ersetzt werden.
Die Projektpartner setzen auf faserverstärkte, duromere Kunst -
stoffe, die sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit sowie eine
hohe Beständigkeit gegenüber den aggressiven Kühlmitteln auszeichnen.
Anders als Thermoplaste quellen sie nicht auf, wenn sie
mit Chemikalien in Berührung kommen.
Großserientaugliche Lösung
Das Kunststoffgehäuse wird im automatisierbaren Spritzgießverfahren
hergestellt. Die Prototypen werden in einer Zykluszeit von 4 min
gefertigt. Die Statoren selbst werden im Transfer-Molding-Verfahren
mit einer wärmeleitfähigen Epoxidharz-Formmasse umspritzt. Das
Forscherteam hat den Elektromotor hinsichtlich seiner Konstruktion
und der Herstellungsprozesse so ausgelegt, dass er sich in Groß -
serie produzieren lässt.
Der Statoraufbau ist abgeschlossen, das Kühlkonzept wurde experimentell
validiert. „Wir haben in die Kupferwicklungen durch Strom
die Wärmemenge eingebracht, die gemäß der Simulation im Realbetrieb
anfallen wird. Wir konnten zeigen, dass wir bereits in der Lage
sind, mehr als 80 % der erwarteten Verlustleistung herauszukühlen.
Auch für die verbleibenden knapp 20 % gibt es schon Ansätze,
beispielsweise durch eine Optimierung der Kühlwasserströmung.
Aktuell werden die Rotoren aufgebaut, sodass wir den Motor in
Kürze auf dem Prüfstand des Elektrotechnischen Instituts betreiben
und im Realbetrieb validieren können“, resümiert Maertens den
Stand des Projekts.
bec
www.ict.fraunhofer.de
www.fast.kit.edu
Das anschauliche Video zeigt den Aufbau des
direktgekühlten Elektromotors:
hier.pro/MuHnD
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 171

WERKSTOFFE/VERFAHREN
NEWS
Schweißbolzen für Stauff-Schellen
Befestigung jetzt auch in Edelstahl
Die Schweißbolzen – die bislang nur in Stahl
mit Kupferüberzug verfügbar waren – verfügen
über ein M6-Innengewinde und ersetzen
die sonst verwendeten Anschweißplatten,
die zur Befestigung von Rohr-, Schlauch- und
Kabelschellen in der Standard-Baureihe ent-
Bild: Stauff
sprechend DIN 3015 (Teil 1) eingesetzt werden.
Auch auf andere gängige Befestigungselemente,
z. B. für Spanngurte, Kabelbinder
oder Kabelschutz-Wellschläuche, lässt sich
dieses Funktionsprinzip bei Bedarf übertragen.
Die so entstehende Verbindung zeichnet
sich durch hohe Stabilität sowie durch
schnelle und somit kostengünstige Montage
der Schellen aus. In vielen Einsatzbereichen,
wie z. B. dem industriellen Leichtbau, ist das
Bolzenschweißen zudem die einzig technisch
umsetzbare Lösung zum Befestigen der
Schellen auf der Unterkonstruktion. Durch
die Programmerweiterung um Schweißbolzen
aus Edelstahl können die Vorteile dieser
Verbindungstechnik nun auch dort genutzt
werden, wo der Werkstoff Edelstahl vorherrscht.
Maschinenbauer und Hydraulik-
Ausrüster profitieren nun von der schnellen
und zugleich prozesssicheren Montage der
Schellen – auch und gerade in horizontaler
oder Überkopf-Position. Die Montage von
Anschweißplatten entfällt, eine Distanzplatte
aus Kunststoff sorgt für den erforderlichen
Abstand zwischen Schellenkörper und Unterkonstruktion,
die die Verwendung von weiterem
Standardzubehör ermöglicht. Das zeitaufwendige
Nacharbeiten von Schweißstellen
entfällt nahezu komplett. Dank kurzer
Schweißzeit und punktueller Wärmebeeinflussung
entsteht außerdem kaum Materialverzug.
Durch die vollflächige Verbindung des
Bolzens mit dem Werkstück wird eine sehr
hohe Festigkeit der Verbindung erreicht. bt
www.stauff.com
Hannover Messe: Halle 21, Stand F23
Henrob-BG-Niet von Atlas Copco für ultrahochfesten Stahl
Crashsicher mit Aluminium verbinden
Mit dem Henrob-BG-Niet von Atlas Copco
lässt sich ultrahochfester Stahl prozesssicher
mit Aluminiumguss verbinden. Durch eine
spezielle Geometrie kann der Halbhohl-
Stanzniet die obere, sehr harte Lage durchdringen,
ohne sich ungewollt zu verformen
oder zu brechen. Der Henrob-BG-Niet eignet
sich für hochfesten Stahl mit Zugfestigkeiten
von 600 MPa und mehr, wobei der UHSS als
obere Lage der zu fügenden Schichten dient.
Der Niet zeichnet sich durch eine neue Kopf-
und Fußgeometrie, einen verstärkten Schaft
sowie eine spezielle Beschichtung aus. Während
der Nietkopf die Kraft gleichmäßig verteilt,
verringert die Beschichtung die Reibung
beim Eintreiben des Niets, indem sie ihn im
Fügeprozess „schmiert“. Durch die Konstruktionsmerkmale
des neuen Fügeelements
wird die zum Nieten erforderliche Kraft von
bis zu 85 kN auf etwa 55 kN reduziert. bt
www.atlascopco.de
Bild: Atlas Copco
GFK-Rohre und -Profile von RCT Reichelt Chemietechnik
Vielseitige Verbundwerkstoffe
Bild: RCT Reichelt Chemietechnik
Nachteile von Stählen sind ihre Anfälligkeit
für Korrosion sowie ihr spezifisches Gewicht.
Als Alternative bieten sich hochwertige
kunststoffbasierte Verbundwerkstoffe an.
GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) ist
ein solcher Verbundwerkstoff, der aufgrund
seiner günstigen mechanisch-technischen Eigenschaften
gerne als Alternative für Stähle
verwendet wird. Diese vielseitigen Konstruktionsmaterialien
sind z. B. als Rohre, Stäbe,
Profile oder Unterlegscheiben verfügbar. Bei
GFK handelt es sich genauer gesagt um eine
große Gruppe bewährter Verbundwerkstoffe.
In einer Kunststoff-Matrix, oft aus duroplas -
tischen Polyester- oder Epoxidharzen oder
auch thermoplastischen Kunststoffen wie
Polyamid, sind Glasfasern eingebettet. Die
technischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit,
Stoßfestigkeit oder Elastizität können durch
die Wahl des Kunststoffs sowie durch Menge
und Art der Mischung angepasst werden. Die
eingebetteten Glasfasern erhöhen dabei
nicht nur die mechanische Festigkeit und
Belastbarkeit, sondern auch die Witterungsfestigkeit
und Thermostabilität. Wegen dieser
günstigen Eigenschaften, aber vor allem auch
aufgrund des viel niedrigeren Eigengewichts,
sind GFK eine interessante Alternativen zu
Stählen für viele Industriebereiche. Weitere
Informationen zu den Eigenschaften, der
Herstellung sowie zu den Einsatzgebieten
von GFK bietet der Artikel „GFK-Rohre und
weitere glasfaserverstärkte Profile im Einsatz“
unter hier.pro/GXnCM.
bec
www.rct-online.de
172 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
WERKSTOFFE/VERFAHREN
Schutzelemente aus Recyclingmaterial und weitere Normreihen von Pöppelmann
Nachhaltig und materialsparend
Bild: Pöppelmann
Zu den Hannover-Messe-Highlights von Pöppelmann
zählen u. a. Universal-Schutzelemente
aus 100 % Recyclingkunststoff sowie
neue Normreihen mit materialsparenden
Artikeln, die geringere Ressourcen während
des Transports und der Lagerung benötigen.
Zusätzlich bietet das LSR-Abdichtungsverfahren
für Kunststoff-Bauteile dank seiner besonderen
Belastbarkeit eine hervorragende
Lösung für Batterietechnologie im Bereich
der E-Mobilität. Pöppelmann Kapsto präsentiert
die Normreihen GPN 608 und GPN 610
jetzt auch aus 100 % Rezyklat. Bei GPN 610
handelt es sich um ein als Kappe oder Stop-
fen universell einsetzbares Schutzelement,
das Innengewinde, Bohrungen, Außengewinde
und mehr in verschiedenen Durchmessern
von 4,4 bis 84,5 mm perfekt abdeckt.
Mit dem konisch geformten Kunststoffschutz
lassen sich darüber hinaus hervorragend Toleranzen
überbrücken. Zwei neue Normreihen
sind der Eco-Universalschutz GPN 400 aus
Polystyrol (PS) sowie den Eco-Griffstopfen
GPN 480 (Bild) aus PS mit seitlicher Grifflasche
für eine schnelle Demontage. Zusätzlich
sind die Artikel auch aus Polyethylentere -
phthalat (PET) als GPN 401 und GPN 481
erhältlich. Diese beiden Normreihen bieten
eine sichere Klemmung für Bereiche zwischen
57 und 130 mm. Damit lassen sie sich
für einen großen Anwendungsbereich einsetzen.
Die Artikel werden im materialspa -
renden Thermoformenverfahren produziert,
sodass der Materialeinsatz um bis zu 70 %
gesenkt werden kann. Ihr stapelbares Design
sorgt für bis zu 75 % weniger Transportund
Lagervolumen.
bec
www.poeppelmann.com
Hannover Messe: Halle 4, Stand F10;
Halle 21, Stand B13
CoreTechnologie präsentiert Software Suite
Professionelles Werkzeug zur 3D-Datenaufbereitung
Bild: CoreTechnologie
Um der Entwicklung in der additiven Fertigung
in Richtung Kleinserienfertigung mit einem
professionellen Werkzeug zur 3D-Datenaufbereitung
Rechnung zu tragen, hat das
deutsch-französische Unternehmen Core-
Technologie die 4D_Additive Manufacturing
Software Suite entwickelt. Die Besonderheit
des Tools ist es, dass die CAD-Daten aller
gängigen Systeme wie Catia, NX, Solidworks,
Creo, Step oder JT mit allen Fertigungsinformationen
(PMI) gelesen und als
exakte B-Rep-Geometrie verarbeitet werden.
Hierdurch wird die Prüfung, Reparatur und
Vorbereitung der 3D-Modelle nach CAD Engineering
Standard möglich. Bei den gängigen
3D-Druck-Tools werden CAD-Modelle bereits
beim Einlesen trianguliert, also in STL umgewandelt,
wodurch eine Reparatur der Geometrie
ohne Formabweichungen in Realität
nicht möglich ist. Durch den exakten Geometriekern
von 4D_Additive werden Abweichungen
ausgeschlossen, da das CAD-Modell bis
zum Schluss auf Basis der originalen Geo -
metriebeschreibung verbleibt. Beim finalen
Slicing werden optional Vektorgrafiken erzeugt,
die je nach Maschinentyp direkt als
exakte Kurven verarbeitet werden. Als Ausgabeformat
unterstützt das Tool u. a. 3MF,
AMF und STL. Die Software verfügt über
eine einfach zu bedienende Grafik und innovative
Features wie 3D-Nesting sowie Kolli -
sionsprüfung und Abstandskontrolle für eine
automatisierte und sichere Bestückung des
Bauraums.
jke
www.coretechnologie.com
NSK-Scheibe von Teckentrup
Bogenförmige Geometrie sichert Schrauben
Das Sicherungsprinzip der kraftschlüssig federnden
und formschlüssig sperrenden Wirkung
hat Teckentrup mit der NSK-Scheibe optimiert.
Dieses hochwertige Sicherungselement
besitzt eine spezielle bogenförmige
Geometrie, wodurch bereits bei geringen Vorspannkräften
eine erhöhte Federwirkung
erzielt wird. Setzerscheinungen und hieraus
resultierende Vorspannkraftverluste können
effektiv kompensiert werden. Die NSK-
Scheibe stellt somit die Lösung in puncto
Schraubensicherung dar. Das Unternehmen
hat sich schon lange mit dem Prinzips der
Sperrkantscheibe auseinandergesetzt und
verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung
von Schraubensicherungen. Durch
die Kombination von verzahnter Oberfläche
und federnder Geometrie wirkt die Sperrkantscheibe
sowohl dem Lockern als auch
dem Losdrehen einer Schraubverbindung
entgegen. Die Sicherungseigenschaften
wurden durch langjährige Validierung in vielfältigen
Einsatzbereichen bestätigt. bt
www.teckentrup.de
Bild: Teckentrup
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 173

WERKSTOFFE/VERFAHREN
NEWS
Hybridmaterial Clevios HY E von Heraeus Electronic Chemicals
Das Geheimnis hinter faltbaren Touchscreens
Faltbare Smartphones, Tablets und Bildschirme
werden jetzt Realität. Nun braucht es robuste,
leitfähige Materialien in den Touchdisplays,
damit die neue Technologie zuverlässig
funktioniert. Damit ein Display überhaupt faltbar
ist, müssen alle Bestandteile äußerst robust
und flexibel sein. Beim grundlegenden
Wechsel von Glas auf Plastik besteht nun die
größte Herausforderung darin, funktionskritische
Materialien einzusetzen mit denen faltbare
Displays möglich sind. Das leitfähige
Material Clevios HY E von Heraeus Electronic
Chemicals erfüllt bereits alle elektronischen
und mechanischen Eigenschaften dafür. Das
Hybridmaterial besteht aus Silber-Nanodrähten
für eine höhere Leitfähigkeit und leitfähigen
Pedot-Polymeren, die als flexibles Bindemittel
kleinere Radien beim Falten ermög -
lichen. In Tests haben mit Clevios HY E beschichtete
Folien bereits mehr als 300.000
Biegungen mit 1 mm Biegeradius absolviert
– ohne Beeinträchtigung der Leitfähigkeit.
Hohe und stabile Leitfähigkeit ist insbesondere
für große Displays unerlässlich. Mit derart
kleinen Biegeradien sind zukünftig sogar
dünne Smartphones und Tablets mit Mehrfachfaltungen
möglich. Auch bei der Implementierung
kann Heraeus Electronic Chemicals
Displayhersteller dabei unterstützen, das
Material individuell anzupassen und Prozesse
für die Serienfertigung zu entwickeln. bec
www.heraeus.com
Bild: Heraeus
Deutsche Edelstahlwerke: Printdur-Metallpulver für die Additive Fertigung
Komplexe Stahlbauteile aus dem 3D-Drucker
Bild: Deutsche Edelstahlwerke
Die Additive Fertigung ermöglicht eine hohe
Flexibilität in der Bauteilkonstruktion. Voraussetzung
ist ein hochwertiges Ausgangs -
pulver. Die Deutschen Edelstahlwerke (DEW)
bieten innerhalb ihres Printdur-Metallpulver-
Portfolios ein breites Spektrum an verdüsten
Metallpulvern auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis
an. Dazu werden die Rohstoffe in
einem Induktionsofen verflüssigt und einer
Gasverdüsungsanlage zugefügt. Hierdurch
werden die Partikel sphärisch eingeformt.
Dies garantiert wiederum ein ausgezeichnetes
Fließverhalten und eine gute Dosierbarkeit
des Pulvers. Des Weiteren beziehen die
DEW interessierte Anwender schon beim
Prototyping-Prozess mit ein und entwickeln
mit ihnen zusammen den kompletten Fertigungsprozess
– von der Idee über das Legierungsdesign
bis hin zum fertigen Produkt.
Auch hinsichtlich der Bestellmenge agiert der
Hersteller flexibel und liefert sowohl Kleinmengen
als auch Großmengen im Tonnenmaßstab.
Alle Produkte fertigen die DEW auf
modernen Additive-Manufacturing-Anlagen –
vom Pulver über das Halbzeug bis hin zum
additiv gefertigten Bauteil. Insgesamt profitieren
die Anwender von einer hohen Produktvielfalt
im Bereich der Additiven Fertigung.
Schon jetzt stellen die Stahlexperten
mehr als 200 Werkstoffe pulvermetallurgisch
her.
bec
www.dew-powder.de/printdur
Hightech-Konstruktionswerkstoff Durethan von Lanxess
Maßgeschneidert für technisch anspruchsvolle Bauteile
Sie sind ein Kind des Wirtschaftswunders,
wuchsen mit ihm zu global gefragten Konstruktionswerkstoffen
heran und stehen heute
vor einer glänzenden Zukunft in Trendbranchen
wie der E-Mobilität, der regenerativen
Energieerzeugung oder der IT-, Elektro- und
Elektronikindustrie. Die Rede ist von den
Hochleistungskunststoffen der Marke Dure -
than. Aktuell deckt das Sortiment an Polyamid-6-
und Polyamid-66-Compounds unterschiedliche
Anforderungen ab. Angeboten
werden z. B. sehr weiche elastomermodi -
fizierte Produkttypen für Ladeluftrohre von
aufgeladenen Motoren, carbonfaserverstärkte
Compounds als Leichtbaumaterialien für
stark belastete Tennis-, Squash- und Badmin-
tonschläger und thermisch leitfähige Produkttypen
für das Wärmemanagement von Geräten.
Ebenfalls im Sortiment sind flammgeschützte
Compounds für Elektroanwendungen
in Industrie und Haushalt oder für neue
Komponenten in Elektrofahrzeugen sowie
extrem hitzestabile Materialvarianten für
Luftführungen in der Nähe des Turboladers
von Verbrennungsmotoren. Durethan ist
auch ein Basisharz für die endlosfaserverstärkten
thermoplastischen Verbundhalbzeuge
Tepex, die die Lanxess-Tochtergesellschaft
Bond-Laminates produziert. Sie etablieren
sich derzeit in der Großserienfertigung von
Leichtbauteilen für das Automobil. bec
www.lanxess.de
Bild: Lanxess
174 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

NEWS
WERKSTOFFE/VERFAHREN
3D-Drucktechnologie nach dem DLP-Verfahren von Carima
Kosteneffiziente Herstellung von Formteilen
In Korea entwickelte Carima den ersten
3D-Drucker nach dem Digital Light Processing-Verfahren
(DLP). DLP ist eine Drucktechnologie,
mit der jede Schicht aus verflüssigtem
Photopolymerharz durch den DLP-Motor
nacheinander in Form des projizierten Bildes
ausgehärtet wird. Das Modell IM2, ausgelegt
auf den Druck von Schmuck, Zahnersatz und
Figuren, bietet eine maximale Druckkapazität
von 7 bis 8 cm/h, eine Auflösung von 50 μm
(X/Y) für hohe Genauigkeit sowie digitale
Touchpanels für eine einfache Bedienung.
Mehrfachdruck ist dank eines Mechanismus‘
zur digitalen Lichtverarbeitung – unabhängig
von der Datenmenge und Anzahl der Bilder –
möglich. Der Drucker ermöglicht eine zeitund
kosteneffiziente Herstellung von Formteilen
für Detailtreue und Präzision. Die variable
Liste der verwendbaren Materialien (z. B.
Gießharz, Urethan, Dentalkunststoff) ist ein
Alleinstellungsmerkmal des Geräts. Der Hersteller
bietet eine vollständige Serie an
3D-Druckern nach dem DLP-Prinzip: IR-Serie
für Schmuck, Zahnmedizin und Figuren, TM-
Serie für industrielle Anwendungen sowie
eine DM-Serie. Die Anforderungen an Drucker
sind in Branchen, die eine besondere
Präzision erfordern, enorm hoch, da die Drucker
für den Druck von genauen Formen wie
Schablonen für die Implantatchirurgie oder
Zahnmodelle optimiert sind.
jke
www.carima.co.kr
Bild: Carima
Nylonschlauchklemmen von Bormann & Neupert
Befestigungslösungen aus Kunststoff
Sichere Halte- und Verbindungssysteme
sind beim industriellen Einsatz von
Schläuchen, Rohren oder Kabeln
unverzichtbar. Das Düsseldorfer Ingenieurbüro
Bormann & Neupert
und der britische Hersteller HCL
Fasteners haben zuverlässige
und wirtschaftliche Lösungen für
jeden Einsatzbereich: die Nylonschlauchklemmen
Herbie Clips
und Nylonbänder Smart-Band
sowie andere Einbindesysteme.
Herbie Clips sorgen in Anlagen
und Maschinen jeder Größe für
Bild: Bormann & Neupert
die Dichtigkeit von Schlauch- und
Rohrverbindungen bei Betriebsdrücken
bis zu 14 bar. Ihr besonderer
Vorteil gegenüber herkömmlichen
Produkten: Das patentierte
Verschlusssystem Multigrip
macht die Montage und Demontage
schneller und ökonomischer.
Es lässt sich mühelos
schließen, verstellen und
wieder öffnen. Zudem sind
die in nahezu jeder Farbe lieferbaren
Kunststoff-Bauteile
bruchsicher und unempfindlich
bei Vibrationen sowie korrosionsbeständig
und resistent gegenüber allen gängigen
Chemikalien und Flüssigkeiten. Das Smart-
Band-System aus Nylon 66 oder Nylon 11 ist
dank seiner hohen Festigkeit und Stabilität
eine sinnvolle Alternative zu metallischen
Einbindesystemen. Es zeichnet sich durch
besonders hohe Langlebigkeit, Korrosions -
beständigkeit und Stabilität aus. Passend
dazu bietet das Unternehmen auch die patentierten
Verschlüsse – ebenfalls aus Nylon
66 oder 11 gefertigt. bt
www.bormann-neupert.de
Technische UV-Harze von Henkel
Materialien und Klebstofflösungen für den 3D-Druck
Henkel bringt neue technische UV-Harze auf
den Markt. Diese differenzierten Materialien
der nächsten Generation sind darauf ausgelegt,
3D-Druck-Anwendungen und Herstellungsprozesse
entsprechend der geforderten
Funktionalitäten und Designs zu optimieren
und basieren auf sechs technischen Plattformen:
General Purpose, Flexible, High Temperature,
Durable High Impact, Ultra Clear und
Silicone Elastomeric. Als weiteren Baustein
führt der Hersteller auch seinen neuen Loc -
tite-3D-Drucker sowie Equipment für den
Einstieg in die Fertigung von funktionalen
Prototypen ein. Für die Kleinserienfertigung
und die industrielle Bauteileproduktion arbeitet
das Unternehmen eng mit verschiedenen
Technologieführern wie z.B. HP Inc. zusammen.
Der Hersteller wird ebenfalls ein Universal-Klebstoff-Kit
für 3D-Druck-Anwendungen
auf den Markt bringen. Das Kit beinhaltet
Loctite Universalklebstoff und Sekundenklebstoff
für den 3D-Druck sowie je einen
Aktivator, Primer und Reiniger. Es ist dafür
ausgelegt, Anwender bei der Verklebung von
Prototyp-Teilen zu unterstützen, die mit den
gängigsten 3D-Druck-Technologien hergestellt
werden. Darüber hinaus bietet das Unternehmen
auch Klebstofflösungen für die industrielle
Serienfertigung von 3D-gedruckten
Bauteilen.
jke
www.henkel.de
Bild: Henkel
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 175

SERVICE
DAS ENGLISCHE FACHWORT
Technisches Englisch Stück für Stück – Inch by Inch –
Robotics – Robotik
Sie möchten Ihr technisches Englisch verbessern? Wir möchten
es Ihnen so leicht wie möglich machen. Die KEM Konstruktion
veröffentlicht mit freundlicher Genehmigung des Autors Matthias
Meier Monat für Monat Fachwörter zu technischen Themen, die
Konstrukteure und Entwickler interessieren. Außerdem gibt es in
jeder Ausgabe ein sogenanntes Pictorial, das auf unterhaltsame
Weise technisches Englisch quasi in kleinen Häppchen.
Bild: IDS Imaging Development Systems
H
haptic interface
haptische Schnittstelle
hazard
Gefahr
hexapod
Hexapod
home position
Ruhestellung
home robot
Haushaltsroboter
human computer interaction (HCI) Mensch-Maschine-Interaktion
humanoid robot
menschenähnlicher Roboter
hydraulic motor
Hydraulikmotor
I
incremental encoder
indexer
inductive sensor
industrial robot
infrared sensor
instruction cycle
intelligent robot
interface
inverse kinematics
J
jerk-free
joint
joint encoder
jointed arm robot
K
kinematic chain
kinematics
L
ladle gripper
lateral
lever
Inkrementalgeber
Impulszähler
induktiver Geber
Industrieroboter
Infrarotsensor
Befehlszyklus
intelligenter Roboter
Schnittstelle
inverse Kinematik
ruckfrei
Gelenk
Gelenkgeber
Gelenkarmroboter
kinematische Kette
Kinematik
Schöpfwerkzeug
quer
Hebel
limit switch
linear
linearly dependent
link
load sensor
M
machine vision
machining
maintenance
major axis
manipulation
manipulator
manual programming
manufacturing cell
manufacturing robot
master-slave manipulator
material handling
mechantronics
minor axis
mobile robot
modularity
motion axis
N
nanorobot
noncontact sensor
O
operating system
optical encoder
overshoot
P
palletizing
parallel manipulator
parallel robot
part orientation
path
payload
Begrenzungsschalter
linear
linear abhängig
Glied
Lastsensor
Bildverarbeitungssystem
maschinelle Bearbeitung
Wartung
Hauptachse
Hantierung
Handhabungsgerät
Handprogrammierung
Fertigungszelle
Fertigungsroboter
Fernmanipulator
Handhabung
Mechatronik
Nebenachse
mobiler Roboter
Modularität
Bewegungsachse
Nanoroboter
kontaktloser Fühler
Betriebssystem
optischer Geber
Überfahren
Palettieren
Parallelkinematik
Parallelkinematikroboter
Teileorientierung
Pfad
Tragkraft
176 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Industrie
peripheral equipment
Peripheriegeräte
pick and place cycle
Einlegezyklus
pick and place unit
Hub-Schwenkeinheit
pipe crawler
Rohrroboter
pitch
Nickbewegung
point-to-point motion
Punkt-zu-Punkt-Bewegung
polar coordinates
Kugelkoordinaten
precision
Präzision
programmable logic controller (PLC) speicherprogrammierbare
Steuerung (SPS)
pronation
Pronation
proximal
rumpfnah
proximity sensor
Näherungssensor
Q
quadrupedal
Matthias Meier, Karlsruhe, Herausgeber der Zeitschrift
‚Inch | Technical English – Inch by Inch‘
www.inchbyinch.de
vierbeinig
Fachwissen für
Interdisziplinäre
Produktentwicklung
10 digitale
Ausgaben
Für das englische Fachwort zeichnet Matthias Meier aus
Karlsruhe verantwortlich, der die Zeitschrift ‚Inch | Technical English
– Inch by Inch‘ herausgibt. Von ihm stammen auch die sogenannten
Pictorials, die auf unterhaltsame Weise technisches
Englisch quasi in kleinen Häppchen anbieten. Weitere Pictorials
und Infos zur Inch finden Sie unter:
inchbyinch.de
PICTORIAL – SECHS-ACHS-ROBOTER
kem.de/themen/
systems-engineering/
KEM Konstruktion
t
systems engineering
Speziell für Sie als Verantwortliche für
den Entwicklungsprozess.
Damit die Zusammenarbeit zwischen
Mechanik- und Elektronik-Spezialisten,
Softwareentwicklern, Automatisierungsprofis
und IT‘lern reibungslos klappt.
10 digitale Ausgaben mit vielen Anregungen
und Ansätzen, wie sich die interdisziplinäre
Zusammenarbeit in der
Praxis methodisch und organisatorisch
umsetzen lässt.
six-axis robot
Sechs-Achs-Roboter
arm
Arm
link arm
Schwinge
end-effector
Greiforgan
wrist
Handgelenk
base frame
Grundgestell
rotating column
Karussell
Weitere Pictorials finden Sie unter:
inchbyinch.de
Die Plattform
für smarte
Produkte und
Industrie 4.0
Online
Themenseite:
http://hier.pro/om30L
Online-
Magazin
lesen:
http://hier.pro/RsCN2
Die passenden Medien
für Ihre Branche:
konradin.de/industrie
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 177
media.industrie.de

SERVICE
ONLINE-TIPPS
Time-Sensitive Networking (TSN)
Möglicherweise der Standard für Industrie 4.0
OPC UA TSN ist innerhalb kurzer Zeit zu einem
der meist diskutierten Themen der industriellen
Automatisierung avanciert. Mit
der mittlerweile breiten Unterstützung von
wichtigen Unternehmen aus den Bereichen
industrielle Automation und IT sind die Vorzei-
chen für diesen gemeinsamen Standard
mehr als positiv. Ob OPC UA TSN mehr Offenheit
in die Branche bringt oder gar die vierte
industrielle Revolution einläutet, hängt von
einigen Faktoren ab – aus technischer Perspektive
hat diese Kombination auf jeden Fall
Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com
enormes Potenzial. Welche Rolle das Time-
Sensitive Networking (TSN) für die Echtzeitfunktionalität
spielt und warum TSN als Bindeglied
zu OPC UA fungieren kann, erläutern
wir auf unserer Themenseite zu TSN. Ein Fazit
lässt sich schon jetzt ziehen: Leitprinzip
von OPC UA ist die Vereinfachung offener
Kommunikation. Offenheit in eine Welt der
geschlossenen Systeme zu bringen, haben
sich auch die Unternehmen auf die Fahnen
geheftet, die OPC UA TSN unterstützten und
vorantreiben. Die Möglichkeit, Informationen
von allen Arten von Maschinen, Geräten und
Sensoren in Echtzeit zu teilen ist tatsächlich
revolutionär – eine breite Akzeptanz des
Standards könnte der Grundstein für Industrie
4.0 werden. Abseits jeglicher Prognosen
über die Marktmechanismen ist die Kombination
aus OPC UA PubSub und TSN jedenfalls
eine geeignete Gesamtlösung, um herstellerübergreifend
Industrie-4.0-Konzepte zu
realisieren. Stellungnahmen
aus der Industrie und weitere
Infos finden Sie hier:
hier.pro/lYpEi
Themenservice Systems Engineering
So klappt‘s mit der Mechatronik und Industrie 4.0
Vor dem Hintergrund mechatronischer Systeme,
bei denen ein zunehmender Anteil der
Funktionen in Software abgebildet wird, ist
Systems Engineering (SE) die Voraussetzung
für die disziplinübergreifende Produktentwicklung
und wird damit zum entscheidenden
Wettbewerbsvorteil – auch und insbesondere
in KMU. Voraussetzung ist, dass sich
praxistaugliche Lösungen ohne hohen Einführungsaufwand
nutzen lassen. Wichtig ist,
die Belegschaft von Beginn an mit einzubeziehen
und dafür zu sorgen, dass der gewählte
SE-Ansatz akzeptiert und nachhaltig gelebt
wird. „Ich bin überzeugt, dass Systems Engineering
jedem entwickelnden Unternehmen
Vorteile verschaffen kann“, betont etwa Matthias
Knoke, Leiter der Virtuellen Produktentwicklung
bei Miele. Das Unternehmen hat
sich über einen längeren Zeitraum in Pilotprojekten
mit dem SE befasst. „Interessant war,
dass wir festgestellt haben, dass wir einige
SE-Ansätze zwar bereits genutzt haben, diese
jedoch oft als Insellösungen verwendet
wurden. Ziel ist es, einen durchgängigen SE-
Prozess zu realisieren.“ Welcher Ansatz zu
welchem Unternehmen passt, wurde am
Fraunhofer IEM auf Basis von 20 SE-Projekten
untersucht. „Herausgekommen sind verschiedene
Idealtypen,
vom Erarbeiten
eines gemeinsamen
Bildes der Aufgabe
bis hin zur Integration
von Verhaltensmodellierung
und
der Simulation der
Modelle“, betont Lukas
Bretz, Wissenschaftler
am Fraunhofer
IEM. „Es gibt
kein One-Size-Fits-
All-SE.“ Hintergrund-
informationen, Praxiserfahrungen sowie aktuelle
Meldungen – zusammen mit einem
detaillierten SE-Glossar – liefert
unser Themenservice
zum Systems Engineering:
hier.pro/om30L
Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com
178 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

3D-Druck und Additive Manufacturing (AM) im Fokus
Chancen insbesondere bei der Funktionsintegration
Der 3D-Druck (besser die generative oder additive
Fertigung, im Englischen Additive Manufacturing/AM)
ist ‚nur‘ eine neue Fertigungstechnologie
– aber eine, die völlig neue
Möglichkeiten bietet. Wenn es um komplexe,
extrem leichte, besonders belastbare sowie
kundenindividuelle Teile geht, spielen die additiven
Technologien ihre Vorteile aus. Die vielen
verschiedenen Technologien unter dem
Additive-Dach sind zunächst verwirrend –
Grund genug für die KEM Konstruktion, die
einzelnen Verfahren einschließlich deren Nutzen
und Anwendungsfällen zu erläutern. Wir
geben Auskunft zu:
• Wie entstand der 3D-Druck und wer
steckt dahinter?
• Wie gliedert sich der Markt für
3D-Drucker?
• Welche 3D-Druck-Verfahren gibt es?
(mit Details zu Stereolithografie,
Filamentdruck, Selective
Laser Sintering
(SLS), Direct Metal Laser
Sintering (DMLS), Binder
Jetting, Jetted Photopolymer
sowie weiteren
3D-Druck-Verfahren)
• Wofür nutzt man den
3D-Druck?
(kleine Serien und individualisierte
Teile, komplexe
Formen und innenliegende
Geometrien, funktional integrierte Teile
sowie Bauteile mit ansonsten großem
Span anteil)
Gerade auch bei der Realisierung konturnaher
Kühlkanäle sowie der Funktionsintegra -
tion mit dem Verzicht auf eine Reihe von
Montagevorgängen lohnt sich der AM-Einsatz
sofort. Mehr zum Thema 3D-Druck und
additive Fertigung finden Sie
auf unserer Themenseite
3D-Druck/Additive Verfahren:
hier.pro/pBjou
Bild: science photo/Fotolia.com
Engineering, Installation und Betrieb von Schaltschränken
Schaltschrank bietet Potenzial zur Effizienzsteigerung
Bild: Weidmüller
Da bis zu 8 % der Kosten einer Maschine
oder Anlage auf die elektrische Ausrüstung
bzw. den Schaltschrank entfallen, lohnt hier
ein genauerer Blick
Maschinen und Anlagen verfügen heute über
eine große Anzahl von Schaltschränken und
mit zunehmender Automatisierung und Vernetzung
wird die Zahl der erforderlichen Betriebsmittel
weiter steigen. Komplexere
Steuerungen kombiniert mit einer Vielzahl
weiterer Komponenten erfordern jedoch einen
höheren Engineering- und Fertigungsaufwand.
Experten gehen heute davon aus,
dass von den Kosten einer Maschine oder
Anlage bis zu 8 % auf die elektrische Ausrüstung
bzw. den Schaltschrank entfallen. Um-
fassend über die gesamte Thematik des
Schaltschrankbaus, über geeignete Komponenten
sowie den sicheren Betrieb informiert
unsere Themenseite Schaltschränke. Erfahren
Sie mehr zum Schaltschrankbau mit seinen
Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung
bis hin zur Dokumentation:
hier.pro/Socv9
Spannvorrichtungen im Fokus
Zeitfresser Vorrichtungsbau im Griff – Automationsbaukästen sparen Zeit
Spannen, Fertigen und Transportieren
– hört sich einfach an und
ist es auch, wenn die Spanntechnik
mitspielt. Insbesondere automatisierte
Spannvorrichtungen
legen das Fundament für die Industrie
4.0. Sonderkonstruktionen
für die Spann- und Greiftechnik
sind dabei in den meisten Fällen
überflüssig – aus dem passenden
Baukastensystem lassen
sich in der Mehrzahl der Fälle
Fertigungsanlagen aus fertigen
Bauelementen zusammensetzen.
Der Konstrukteur ‚komponiert‘
dann gewissermaßen die
Fertigungsanlage; typischerweise
lassen sich zumindest 80 %
der von Anlagenbauern geforderten
Funktionen über einen Automationsbaukasten
abdecken.
Weitere Details dazu liefert unsere
Themenseite zu
Spannvorrichtungen:
hier.pro/Ug9wo
Auch die Industrie 4.0 kann nur reibungslos arbeiten,
wenn die Spanntechnik mitspielt
Bild: ipopba/Fotolia.com
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 179

SERVICE
TIPPS & TERMINE
E-Shop von Tünkers
Mechanische Automationsprodukte schnell bestellt
Bequemes Bestellen zu jeder Zeit im E-Shop
Der Automationsspezialist Tünkers hat seinen
E-Shop einem umfassenden Relaunch
unterzogen. Ziel war es, die mechanischen
Automationsprodukte schnell und unkompliziert
zur Verfügung zu stellen. Mit den Span-
nern und Greifern unterschiedlicher
Bauart lassen sich Spannvorrichtungen
für nahezu jede Anwendung
ohne großen Konstruktionsaufwand
realisieren. Verfügbar sind auf
diesem Wege auch Artikelbeschreibungen
sowie Datenblätter, Preisangaben
und 3D-Daten. Adressiert
werden mit dem Automationsbaukasten
die folgenden Aufgaben:
• Spannen
Das fachgerechte Spannen und
Positionieren der Werkstücke ist
immer einer der ersten Automationsschritte
in der Anlage. Im
E-Shop finden sich Pneumatikspanner und
-zylinder sowie manuelle Spanner.
• Greifen
Das Portfolio umfasst verschiedene modulare
Systemlösungen, die sowohl auf kraft-
Bild: Tünkers
als auch formschlüssigen Konzepten basieren.
Haupteinsatzgebiet dieser Greifer
ist der automobile Rohbau, in dem Handlings-,
Prozess- und Geometrieanwendungen
umgesetzt werden.
• Umformen
Tünkers bietet primär Systeme für die
Nachbearbeitung von Bauteilen aus Stahlund
Aluminiumblech oder Kunststoff. Typische
Anwendungen sind das Stanzen, Prägen
oder Fügen, die als zusätzliche Bearbeitungsschritte
zur Herstellung des fertigen
Bauteils erforderlich sind.
Vorteile des Webshops sind unter anderem
das bequeme Bestellen zu jeder Zeit sowie
die schnelle Lieferung. Bezahlt werden kann
nach Registrierung per Rechnung.
bt
www.tuenkers.de
Lösungen für Herausforderungen in der Spanntechnik von 15. bis 16. Mai 2019 in Stuttgart
Expertentreff beim Forum Werkstückspanntechnik
Die richtige Maschine und passende Werkzeuge
vorausgesetzt, liegt der Schlüssel für
mehr Effizienz in der industriell zerspanenden
Fertigung vor allen Dingen in einer modular
konzipierten, individuell und flexibel
nutzbaren Werkstückspannung. Den Überblick
über aktuelle und zukünftige Lösungen
und neue Perspektiven verschafft das Forum
Werkstückspanntechnik, das Hanser in Kooperation
mit dem IFW der Universität Stuttgart
und dem ISF der TU Dortmund am 15.
bis 16. Mai 2019 in Stuttgart erstmals veranstaltet.
Prof. Dr. Ing. Hans-Christian Möhring
vom Institut für Werkzeugmaschinen IfW der
Universität Stuttgart leitet den neuen Expertentreff.
Neben aktuellen Herausforderungen
beim Spannen von Bauteilen werden die
Spanntechnik im Gesamtsystem (Schnittstellen,
Funktionsintegration, Produkthaftung),
sowie Best Practices aus unterschiedlichen
Branchen gezeigt, darunter: Innovative
Spannlösungen für additiv gefertigte, formflexible,
dünnwandige sowie Mikro- und Makro-Bauteile.
Ein weiterer Programmpunkt
sind Prozessverbesserungen durch Simulation
und spanngerechte Konstruktion. bt
www.werkstueckspanntechnik.de
Eine begleitende Fachausstellung bietet Unternehmen
die Möglichkeit ihre Produkte vor Ort vorzustellen.
Der Branchentreff findet im Wechsel
zwischen Stuttgart und Dortmund statt
Bild: Hainbuch
Connector-Shop von Igus
Den richtigen Stecker schnell bestellt
Bild: Igus
Igus baut sein Serviceangebot mit einem Online-
Shop für Steckverbinder weiter aus
Ob Motor-, Servo- oder Datenleitung – Igus
bietet dem Anwender mit seinem Chainflex-
Sortiment die technisch beste und zeitgleich
kostengünstigste Leitung für den Einsatz in
der Energiekette an. Über den Connector-
Online-Shop kann sich der Kunde aus dem
Leitungssortiment direkt die passende Lösung
in Wunschlänge bestellen. Möchte er
vorhandene Meterware selber konfektionieren,
kann er sich jetzt seinen passenden Stecker
im neuen Online-Shop ordern. Im Shop
findet der Nutzer eine breite Auswahl an
Steckverbindern verschiedener Hersteller
wie Intercontec, FCT, Yamaichi und Harting.
So hat der Kunde die Möglichkeit zwischen
kostengünstigen Steckverbindern für Signalstecker,
Steckersätzen sowie Kabelverschraubungen
von Hummel zu wählen, die
direkt ab Stückzahl 1 und ab Lager lieferbar
sind. Möchte der Kunde sich die Konfektionierung
sparen, so kann er auch auf den
readycable Service des Unternehmens zurückgreifen.
bt
www.igus.de/connector-shop
180 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

Buchtipp: Objektorientierte Entwicklung modularer Maschinen für die digitale Produktion
Automatisierung 4.0
Wann ist eine Verarbeitungsmaschine
fit für Industrie
4.0? Die vierte industrielle
Revolution stellt eine
Reihe von zusätzlichen Anforderungen
an die Konstruktion
und die Automatisierung
von Verarbeitungsmaschinen.
So werden Produkte
und deren Herstellungsverfahren
nicht nur anspruchsvoller,
sondern auch
individueller. In diesem Lehrbuch
werden die Herausforderungen
analysiert und an
aussagekräftigen Beispielen
Lösungsszenarien aufgezeigt. Es richtet sich
an Studierende der Fachrichtungen Automatisierungstechnik
und Mechatronik sowie an
Wirtschafts-, Entwicklungs- und Konstruktionsingenieure.
Bild: Hanser
Ein Schwerpunkt des Buches
ist die Projektion dieser
Anforderungen auf bekannte
Konstruktionsprinzipien. Daraus
resultierende Funktionen
werden an diversen Beispielen
wie z. B. die Produktion
von Fotobüchern oder
das Inmould-Labeling verdeutlicht.
So entsteht ein
Fahrplan zur Erarbeitung eines
Lastenheftes für die
Konstruktion einer wandlungsfähigen
Verarbeitungsmaschine.
Vorgestellt wird
die modulare, funktions- und
objektorientierte Gestaltung von individuellen
Maschinen und Anlagen als ein Lösungsansatz
für Effizienzsteigerungen im gesamten
Lebenszyklus sowohl theoretisch als
auch an praktischen Beispielen. Ein wesentliches
Verfahren für die Konstruktion wandelbarer
Maschinen ist die Modularisierung
nach Funktionseinheiten. Diese diversen Anforderungen
werden Schritt für Schritt veranschaulicht
und herausgearbeitet.
Schwerpunkte:
• Anforderungen und Perspektiven an Automatisierung
4.0
• Entwurf modularer Maschinen und Anlagen
• Digitale Projektierung von Maschinen
• Modulare Automatisierung in der Praxis
Thomas Schmertosch, Markus Krabbes
Automatisierung 4.0
Objektorientierte Entwicklung modularer Maschinen
für die digitale Produktion
280 Seiten, € 29,00
ISBN 978-3-446-45220-6
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K|E|M Konstruktion 03-04 2019 181

SERVICE
TIPPS & TERMINE
Katalogprogramm von Pöppelmann K-Tech im Onlineshop Protectors4Connectors
Schnelle Verfügbarkeit, einfache Auswahl
Bild: Pöppelmann
Das Webshop-Programm wird ständig erweitert
und wächst passgenau und dynamisch mit den
Anforderungen seiner Nutzer mit
Pöppelmann K-Tech hat sich mit seinem Onlineshop
Protectors4Connectors auf die Bedürfnisse
seiner Kunden eingestellt: Ein umfangreiches
Katalogprogramm an frei verkäuflichen
Zubehörteilen aus Kunststoff ist
sofort per Online-Bestellung verfügbar, wie
beispielsweise Zubehörteile für Leitungssätze
zum Schutz und zur Befestigung für Stecker,
Wellrohre und Leitungen. Eine anwenderfreundliche
Suchfunktion mit unterschiedlichen
Filtermöglichkeiten hilft bei der schnellen
Auswahl der passenden Produkte und
bietet unter anderem eine praktische Verknüpfung
mit den Steckerdaten diverser Hersteller.
Die im Webshop enthaltenen Artikel,
die die umfangreichen geltenden Normen
und Ausführungsvorschriften erfüllen, lassen
sich für mehr als 1000 Anwendungen einsetzen.
Praktisch sind hierbei besonders die im
Produktprogramm enthaltenen Flachkappen
für Stecker, die nur wenig Bauraum einnehmen
dürfen. Die digitale Darstellung des Katalogprogramms
sichert maximale Aktualität
und lässt das Unternehmen umgehend auf
die sich schnell verändernden Anforderungen
der Branche reagieren. Eine anwenderfreundliche
Suchfunktion mit präzisen Filtermöglichkeiten
hilft bei der raschen, zielgerichteten
Auswahl der passenden Produkte. bt
www.protectors4connectors.de
Workshop MaterialDigital2019 am 14. und 15. Mai 2019 in Freiburg
Digitalisierung erfolgreich nutzen
Beim zweiten Workshop MaterialDigital treffen
sich Akteure aus Industrie und Wissenschaft
mit der Überzeugung, dass sich Entwicklungs-
und Fertigungsprozesse durch digitale
Workflows wesentlich effizienter gestalten
lassen. Sie vertreten die Auffassung,
dass das Management des Produktlebenszyklus
durch eine möglichst durchgängige Beschreibung
der Materialeigenschaften und ihrer
Veränderungen eine neue Qualität bekommt.
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer
arbeiten an Themen wie künstlicher Intelligenz,
digitalen Repräsentationen, Datenplatt-
formen, Datenformaten
oder Hochdurchsatz-Methoden
um
damit digitale Workflows,
Materialdatenflüsse
und mehr
Materialintelligenz in
Produkten und Prozessen
zu schaffen. Nachdem der Workshop
MaterialDigital2018 das sogenannte Big
Picture der Digitalisierung in der werkstoffintensiven
Fertigung behandelt hat, liegt der
Fokus 2019 auf Werkzeugen und der Opera-
Die Digitalisierung in der Entwicklung,Verarbeitung und im Einsatz von Werkstoffen
und Bauteilen erfolgreich nützen, das ist das Ziel des Workshops
tionalisierung und Antworten auf die Fragen:
Wie kann man einsteigen? Welche Entwicklungsstufen
gibt es? Wie kann der digitale
Veränderungsprozess bewältigt werden? bt
www.iwm.fraunhofer.de
Bild: Fraunhofer IWM
Buchtipp: Technologische, organisatorische und rechtliche Aspekte
Cloud Computing im Mittelstand
Bild: Bild: KS-Energy KS-Energy
Die Nutzung von
Cloud Computing ist
heute für viele Unternehmen
alternativlos.
Denn im Zeitalter
der Digitalisierung
bildet Cloud
Computing
eines
der Kernelemente der Transformation,
um flexibler und effizienter agieren
zu können. Mittelständische Unternehmen
haben die Vorteile von Cloud Computing erkannt,
und die Nutzung nimmt weiterhin zu.
Allerdings ist Cloud Computing noch kein fester
Bestandteil der IT-Strategie, und viele mittelständische
Unternehmen befinden sich in
der Planungsphase oder setzten die ersten
Projekte um. Ziel dieses Buches ist es, dem
Management, den IT-Verantwortlichen und
Cloud-Interessierten in mittelständischen Unternehmen
praxisnah Informationen hinsichtlich
technologischer, organisatorischer und
rechtlicher Aspekte des Cloud Computing für
die Diskussions-, Planungs-, und Umsetzungsprozesse
zur Verfügung zu stellen. Angesprochen
werden sowohl Anwender- als
auch IT-Unternehmen, die sich mit dem Thema
Cloud Computing befassen. Die Themen:
• Cloud Computing – Chancen für den Mittelstand
• Gestaltung einer Mittelstands-Cloud –
klassisch oder Cloud-native?
• Vorgehensweise zur Transformation in
eine Private Cloud
• Predictive Maintenance als Basis für
ausfallsichere Cloud-Infrastrukturen
• Chancen und Risiken des Cloud Computing
aus Sicht eines Softwareanbieters
• Vertragsgestaltung und Service Level
Agreements
• DS-GVO und Cloud Computing aus Nutzerund
Anbietersicht
Cloud Computing im Mittelstand
hrsg. v. Christiana Köhler-Schute,
125 Seiten, gebunden, 29,90 Euro
ISBN: 978-3-945622-06-3 bt
www.ks-energy-verlag.de
182 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

elektro
AUTOMATION
AKTUELL IN DER ELEKTRO AUTOMATION
SERVICE
Versorgung und Absicherung von 24-V-Steuerstromkreisen
Die Aufgabenstellung verstärkt im Fokus
Bricht die 24-V-Gleichspannung im Schaltschrank
zusammen, können daraus Produk -
tionsausfälle sowie erhebliche Ausfallkosten
resultieren. Steuerungen, Sensoren sowie
Aktoren werden dann nicht mehr sicher versorgt.
Kamen in diesem Bereich bisher Leitungsschutzschalter
zum Einsatz, bewähren
sich zunehmend elektronische Sicherungen,
die auch unter ungünstigen Bedingungen
Lastkreise sicher abschalten können. Welche
Möglichkeiten hat der Elektrotechniker heu-
te, um eine zuverlässige
Steuerspannung im Schaltschrank
zu gewährleisten
und was ist dabei zu
beachten? Sieben Experten
diskutieren dieses
Thema mit uns im Sonderteil
Energieverteilung in
der aktuellen elektro
AUTOMATION 3-4/2019 ab
Seite 80.
Ohne zuverlässige Energie bleibt die Digitalisierung auf der Strecke
Bild: Siemens
Transportsystem Xplanar ermöglicht freies Verfahren in der Ebene
„Die steigende Produktindividualisierung im Blick“
Bild: Beckhoff
Das Planarmotorsystem Xplanar bietet
Maschinenbauern mit schwebenden Movern
eine hohe Flexibilität
Mit frei in der Ebene verfahrbaren, schwebenden
Movern bietet das Transportsystem
Xplanar eine bislang nicht erreichte Freiheit
beim Aufbau von Transportsystemen im
Maschinen- und Anlagenbau. Grund genug
für die elektro AUTOMATION, mit Uwe
Prüßmeier, Senior Product Manager Drive
Technology bei Beckhoff Automation, über
den Aufbau des Systems und insbesondere
die Möglichkeiten zur Steuerung zu sprechen.
Ab Seite 32 erfahren Sie in der aktuellen
elektro AUTOMATION außerdem, für
welche Anwendungen das System geeignet
ist und ab wann es am Markt erhältlich ist.
Sick bringt Industrie 4.0 unter dem Motto 4.0 Now ins Hier und Jetzt
Künstliche Intelligenz und Sensor-Integration
Industrie 4.0: Modell oder gelebte Praxis?
Unter dem Motto „4.0 Now“ zeigt die Sick
AG auf der Hannover Messe, wie durch Sensorintelligenz
und Datentransparenz die Optimierung
ganzer Wertschöpfungsketten möglich
wird. Über eine Cloud-Lösung erhält der
Besucher während der Messe einen Einblick
in die smarte Fertigung des Sick-Standortes
in Freiburg. Im Vordergrund stehen Datentransparenz
und wie künstliche Intelligenz
schon heute im industriellen Umfeld genutzt
werden kann. In der elektro AUTOMATION
3-4/2019 bekommen Sie ab Seite 118 einen
ausführlichen Vorgeschmack auf diese Themen
und erfahren beispielsweise, warum die
Sensor-Integration ein Zukunftsthema ist.
Mittels Sensorintelligenz und Datentransparenz
die Wertschöpfungsketten optimieren
Bild: Sick
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 183

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Weg, mit innovativer Technik die Leistung und Effizienz
ihrer Maschinen zu steigern und deren Sicherheit zu
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Produkte aus den Bereichen Antriebstechnik, Dichtungstechnik,
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Produktionsstätten zur Be- und Verarbeitung und
umfassende E-Business-Lösungen zeichnen REIFF aus.
Ergänzt durch Vertriebstechniker, die beraten und entwickeln,
wird REIFF zum verlässlichen Partner, dessen
Leistungen weit über den Begriff Handel hinausgehen.
Bohnert GmbH
www.bohnert-federn.de
Für zahlreiche Großkonzerne ist die Bohnert GmbH
erste Wahl, wenn es um die Fertigung von technische
Federn und Stanzbiegeteile in Mittel- und Großserien
geht. Das Unternehmen wurde vor 40 Jahren in Hardt
gegründet, ist Mitglied der weltweit agierenden
Firmengruppe KERN-LIEBERS und beschäftigt mittlerweile
über 115 Mitarbeiter.
Das Produktportfolio der Bohnert GmbH umfasst:
– Druckfedern – Drahtbiegeteile
– Schenkelfedern – Induktionsspulen
– Zugfedern – Kontaktfedern
– Rollfedern – Baugruppen
– Stanzbiegeteile
184 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

PARTNER FÜR ENGINEERING
FEDERN
FLUIDTECH
KOMPONENTEN
Schweizer GmbH & Co. KG
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Die Schweizer GmbH & Co. KG aus Reutlingen bietet
bereits seit 1986 technische Federn in allen Variationen.
Am Rande der schwäbischen Alb fertigen ca. 90
Mitarbeiter hochwertige Drahtfedern und Stanzbiegeteile
aus allen gängigen Federmaterialien in Klein- und
Großserien.
Das umfangreiche Produktportfolio der Schweizer
GmbH & Co. KG umfasst:
• Druck-, Zug- und Schenkelfedern
• Draht- und Stanzbiegeteile
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RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.
www.rct-online.de
Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt
und einem hohen technischen Beratungsservice.
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst
ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,
Filtration und Antriebstechnik stammen.
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de
Lechler GmbH
www.lechler.de
Die Lechler GmbH ist ein international ausgerichtetes
Familienunternehmen mit einer über 135 jährigen Firmengeschichte.
Das Stammhaus befindet sich im badenwürttembergischen
Metzingen. Das Unternehmen entwickelt
und produziert Präzisionsdüsen und Düsensysteme
für die allgemeine Industrie, Hüttentechnik, Umwelttechnik
und Landwirtschaft. Als Europas größter Düsenanbieter
ist Lechler mit rund 680 Mitarbeitern weltweit vertreten,
mit Produktionsstätten in Ungarn, England, USA,
Indien und China, sowie Vertriebsniederlassungen und
Vertretungen in über 40 Ländern. Überall dort, wo es darum
geht, Flüssigkeiten in definierter Form zu zerstäuben, z.B.
beim Reinigen, Beschichten, Befeuchten oder Kühlen,
kommt die Düsentechnik von Lechler zum Einsatz.
MASCHINENELEMENTE
TROCKNUNGSANLAGEN
VERBINDUNGSTECHNIK
Smalley Europa
www. smalley.com/de
Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen
Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer
bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox
Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem
Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat
mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte
vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine
Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin
aufzeigen.
Harter GmbH
www.besser-trocknen.de
Die Kunst des Trocknens
Die von Harter entwickelte Kondensationstrocknung
mit Wärmepumpe vereint scheinbar widersprüchliche
Qualitäten: niedrige Temperaturen, schonende Trocknung,
hochwertige Ergebnisse, kurze Trocknungszeiten,
individuelle Luftführung, integrierte Wärmepumpentechnik,
energetisch geschlossenes System. Trocknungsanlagen
Airgenex®, AIRGENEX®med und
AIRGENEX®food für mehr Innovation.
Bossard Deutschland GmbH
www.bossard.com/de
Hannover Messe: Industrielogistik 4.0
einfach – intuitiv – vernetzt!
Bossard zeigt anhand praxisbewährter Lösungen, wie
einfach sich Logistikprozesse digitalisieren und mit den
Anforderungen an moderne Fertigungsumgebungen
mit flexiblen Losgrößen vernetzen lassen (Halle 6/G24).
Die Bossard Gruppe ist ein weltweit führender Anbieter
von Produktlösungen und Dienstleistungen in der
industriellen Verbindungs- und Montagetechnik. Mit
einem über 1.000.000 Artikeln umfassenden Produktsortiment,
der technischen Beratung (Engineering) und
der Lagerbewirtschaftung (Smart Factory Logistics), hat
sich Bossard als Komplettanbieter und Partner der
Industrie positioniert.ner der Industrie positioniert.
VERBINDUNGSTECHNIK
WEITERBILDUNG
Weitere Fakten zu Unternehmen, Details
zum Angebots- und Leistungsspektrum
finden Sie im Firmenverzeichnis auf
industrieanzeiger.de.
Unter folgendem Link gelangen Sie zur
Übersicht aller Online-Firmenprofile.
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www.kem.de/firmenverzeichnis
Ferdinand Gross GmbH & Co. KG
www.schrauben-gross.de
Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik
und C-Teile-Management und bietet Kunden und
Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.
Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen
über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.
Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über
107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management
bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen
zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.
Technische Akademie Esslingen – TAE
www.tae.de
Die Technische Akademie Esslingen (TAE) mit Sitz in
Ostfildern – nahe der Landeshauptstadt Stuttgart – ist
seit über 60 Jahren für Unternehmen und Privatpersonen
internationaler Partner für effektive Fort- und
Weiterbildung.
Mit rund 1000 Veranstaltungen, einem Kompetenznetzwerk
von mehr als 4000 Referenten und über
10 000 Teilnehmern pro Jahr gehören wir zu den größten
Weiterbildungsanbietern im deutschsprachigen Raum.
Auch in den Bereichen Studium und Ausbildung bietet
die TAE jahrzehntelange Erfahrung. Sie finden bei uns
berufsbegleitende Bachelor-, Master- und Online-
Studiengänge, mit denen Sie Beruf und Studium perfekt
verbinden.
K|E|M Konstruktion 03-04 2019 185

INSERENTENVERZEICHNIS
IMPRESSUM
AFAG Automation AG,
CH-Huttwil ................................. 145
AHC Oberflächentechnik
GmbH, Kerpen ........................... 183
Andreas Maier
GmbH & Co. KG, Fellbach ............ 87
AMSYS GmbH &
Co. KG, Mainz .............................. 51
ASCO Numatics GmbH,
Ölbronn-Dürrn .............................. 73
Bauer Gear Motor GmbH,
Esslingen .................................... 184
Beckhoff Automation
GmbH & Co. KG, Verl ................... 13
Bohnert GmbH, Hardt ................ 184
Bossard Deutschland GmbH,
Illerrieden ................................... 185
Bundesministerium für Wirtschaft
und Energie, Berlin ...................... 71
C. Otto Gehrckens GmbH &
Co. KG, Pinneberg ....................... 89
Chr. Mayr GmbH + Co. KG
Antriebstechnik,
Mauerstetten ............................. 125
COMSOL Multiphysics GmbH, Göttingen
........................................... 39
EJOT GmbH & Co.KG
Geschäftsbereich Verbindungs -
technik, Bad Berleburg ............... 167
ElringKlinger Kunststofftechnik
GmbH, Bietigheim-Bissingen ....... 31
Enzfelder GmbH Antriebsund
Hebetechnik,
AT-Enzesfeld-Lindabrunn ............ 107
EPLAN Software & Service
GmbH & Co. KG, Monheim ......... 41
EUCHNER GmbH + Co. KG,
Leinfelden-Echterdingen .............. 23
Findling Wälzlager GmbH,
Karlsruhe .................................... 101
Franke GmbH, Aalen .................... 25
Nidec Graessner GmbH & Co. KG,
Dettenhausen .............................. 43
Ferdinand Gross GmbH & Co KG,
Leinfelden-Echterdingen ............ 185
Gutekunst & Co. KG,
Metzingen .................................... 85
Harter GmbH, Stiefenhofen ....... 185
HAWE Hydraulik SE,
Aschheim ................................... 181
BEILAGENHINWEIS
VORSCHAU
Bild: Faulhaber
Linearer DC-Servomotor der Serie LM 270: Bei 74 mm
Länge liefert er 9,2 N Schubkraft
HELU KABEL GmbH,
Hemmingen ................................. 29
HIWIN GmbH, Offenburg ............. 93
Höhl & Westhoff GmbH,
Wuppertal .................................... 83
Hummel AG, Denzlingen ............. 81
IDS Imaging Development
Systems GmbH, Obersulm ........ 143
IEF-Werner GmbH,
Furtwangen ................................ 103
ITM UNITEC GmbH,
Backnang ..................................... 57
JUMO GmbH & Co. KG, Fulda ..... 43
Knapp Wälzlagertechnik GmbH,
Waiblingen ................................. 105
KOCO Motion GmbH,
Dauchingen ................................. 119
Köhler + Partner GmbH,
Buchholz ................................. 59–67
KULLEN-KOTI GmbH,
Reutlingen ........................... 184,187
Layher AG, Kirchberg ................. 147
Lechler GmbH & Co.KG,
Metzingen .................................. 185
LEE-Hydraulische Miniatur-
Komponenten GmbH,
Sulzbach ..................................... 133
Christian Maier GmbH & Co. KG
Maschinenfabrik, Heidenheim ..... 83
maxon motor GmbH,
München .................................... 188
Mesago Messe Frankfurt
GmbH, Stuttgart .................. 115,123
MICRO-EPSILON-MESS-
TECHNIK GmbH & Co. KG,
Ortenburg ...................................... 3
August Mink GmbH & Co. KG, Göppingen
.......................................... 19
Neugart GmbH, Kippenheim ...... 109
Novotechnik Messwertaufnehmer
oHG3,1 mm
, Ostfildern ................................. 153
Orbit Antriebstechnik GmbH,
Wolfenbüttel ............................... 121
F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG,
Schwerte ...................................... 51
Pepperl + Fuchs GmbH,
Mannheim .................................. 151
Phoenix Contact GmbH & Co. KG,
Blomberg ..................................... 27
Einer Teilausgabe dieser Auflage liegt ein Prospekt folgender Firma bei:
WEKA MEDIA GmbH & Co. KG, Kissing
Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.
Pöppelmann GmbH & Co. KG
Kunststoffwerk – Werkzeugbau,
Lohne ........................................... 77
Püschel Automation GmbH &
Co. KG, Lüdenscheid ..................... 2
R + W Antriebselemente GmbH,
Klingenberg .................................. 11
RCT Reichelt Chemietechnik GmbH
+ Co., Heidelberg ................. 127,185
REIFF Technische Produkte
GmbH, Reutlingen ..................... 184
Rose Systemtechnik GmbH,
Porta Westfalica ........................... 91
Schaeffler Technologies AG &
Co. KG, Homburg ......................... 17
J.Schmalz GmbH, Glatten .......... 131
K.A. Schmersal Holding
GmbH & Co. KG, Wuppertal ........ 53
SCHMOLZ + BICKENBACH AG Holding,
CH-Luzern ........................... 55
Schweizer GmbH & Co.KG,
Reutlingen .................................. 185
SICK AG, Waldkirch ........................ 9
Sieb & Meyer AG, Lüneburg ........ 49
Smalley Steel Ring Company,
US-Lake Zurich, IL 60047 .... 159,185
Spectra GmbH & Co. KG,
Reutlingen .................................. 155
STEGO – Elektrotechnik GmbH,
Schwäbisch Hall .......................... 111
Stoz Pumpenfabrik GmbH,
Weingarten .................................. 21
Stäubli Electrical Connectors
GmbH, Weil am Rhein ................ 113
Technische Akademie
Esslingen e.V., Ostfildern ........... 185
Telemeter Electronic GmbH,
Donauwörth ............................... 161
TOX Pressotechnik GmbH &
Co. KG, Weingarten .................... 137
Tünkers Maschinenbau GmbH,
Ratingen ....................................... 51
Türk & Hillinger GmbH,
Tuttlingen ........................................ 5
Hans Turck GmbH & Co. KG,
Mülheim ......................................... 7
Herbert Waldmann GmbH & Co.
KG, Villingen-Schwenningen ........ 45
Walter Stauffenberg GmbH &
Co. KG, Werdohl ......................... 131
Sensor-Technik Wiedemann GmbH
Steuer- und Regelelektronik,
Kaufbeuren ................................. 184
WSCAD GmbH, Bergkirchen ....... 37
Zimmer GmbH, Ettlingen ............. 79
ZOLLERN GmbH & Co. KG,
Sigmaringendorf ......................... 165
ÜV Überlastschutz und
Verbindungsysteme GmbH,
Mömlingen ................................. 184
Kleinstantriebe leisten heute in den unterschiedlichsten
Anwendungen beachtliches. Klein,
drehmomentstark, dynamisch bei präziser Ansteuerung
und möglichst geräuschlosem Lauf sind
aber nicht nur Anforderungen, die viele industrielle
Anwendungen an die Antriebe stellen. Bei der
kinetischen Skulptur „Projekt Anthozoa“ etwa
sorgen kleine lineare DC-Servomotoren von
Faulhaber für „lebensechte“ Bewegungen.
ISSN 1612–7226
Herausgeberin: Katja Kohlhammer
Verlag:
Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,
Ernst-Mey-Straße 8,
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany
Geschäftsführer: Peter Dilger
Verlagsleiter: Peter Dilger
Redaktion:
Chefredakteur:
Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417
Stellvertretende Chefredakteure:
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431
Korrespondent:
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879
Redakteure:
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 1520 5767159;
Jörn Kehle (jke), Phone +49 711 7594–407;
Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286
Redaktionsassistenz:
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von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.
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Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256
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Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.
Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.
Printed in Germany.
© 2019 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,
Leinfelden-Echterdingen.
KEM Konstruktion 05/2019 erscheint am 02.05.2019
EDA
186 K|E|M Konstruktion 03-04 2019

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