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KEM Konstruktion 11.2019

Trendthemen: Messe SPS 2019, Machine Learning, Digitalisierung, Verwaltungstools, Additive Manufacturing, Predictive Maintenance; KEM Porträt: Peter Lutz, Director Field Level Communications, OPC; KEM Perspektiven: Digitale Pioniere - Rolls-Royce nutzt Virtual und Augmented Reality bereits

Trendthemen: Messe SPS 2019, Machine Learning, Digitalisierung, Verwaltungstools, Additive Manufacturing, Predictive Maintenance; KEM Porträt: Peter Lutz, Director Field Level Communications, OPC; KEM Perspektiven: Digitale Pioniere - Rolls-Royce nutzt Virtual und Augmented Reality bereits

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Das<br />

Engineering<br />

Magazin<br />

11 2019<br />

www.kem.de<br />

Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />

Titelstory Seite 66<br />

Kleingetriebe mit<br />

verbessertem Wirkungsgrad<br />

PLM in der Cloud<br />

– Teil 3: Autodesk<br />

Digitalisierung<br />

Seite 50<br />

Predictive<br />

Maintenance<br />

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

Seite 62<br />

Robotik als Teil<br />

der Maschine<br />

Steuerungssysteme<br />

Seite 94<br />

Im Gespräch | „Mit TSN ist echter Determinismus möglich“<br />

Peter Lutz, Director Field Level Communications, OPC Foundation – Seite 36<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 1


ABSOLUTE<br />

SICHÄRHEIT<br />

Falsche Versprechen erkennen Sie sofort. Auch bei Zahnriemen?<br />

Schließlich ähneln minderwertige Produkte auf den ersten Blick<br />

dem Qualitätsprodukt. Sicherheit bieten die Polyurethan-<br />

Zahnriemen der führenden Hersteller BRECO und ContiTech:<br />

Die werden aus abriebfestem Polyurethan und hochfesten<br />

Stahlcord-Zugträgern gefertigt und besitzen überlegene<br />

chemische und mechanische Eigenschaften. Das macht sie<br />

zuverlässig, langlebig und sicher. Versprochen: www.mulco.de<br />

www.mulco.de<br />

2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


EDITORIAL<br />

Vorausschauend dank<br />

Künstlicher Intelligenz<br />

Die Bedeutung vorausschauender Wartung steigt. Was kaum verwundert, verhindert<br />

die geplante Wartung letztendlich kostspielige Maschinenstillstände. Welchen<br />

Stellenwert KI-Technologien dabei einnehmen, um übergeordnete, datenbasierte<br />

Zusammenhänge in Maschinen und Anlagen zu erkennen, zeigen aktuelle<br />

Entwicklungen, die neue Services und Geschäfte ermöglichen. Kluge Köpfe denken<br />

aber bereits einen Schritt weiter und arbeiten mittlerweile bereits an der nächsten<br />

Stufe: an Prescriptive Maintenance. Dabei erhalten die Kunden Informationen<br />

dazu, was sie tun müssen, um einen Ausfall zu verhindern, wie sie einen Defekt<br />

verzögern können oder wo sie bei der Reparatur ansetzen müssen, um den Ausfall<br />

zu beheben. Mehr dazu finden Sie im zweiten Teil unseres <strong>KEM</strong>-Perspektiven-<br />

Beitrags zum Thema Predictive Maintenance (S. 62).<br />

Ebenfalls an Bedeutung gewinnt die Additive Fertigung. Doch lohnt sich der Einsatz<br />

des 3D-Drucks für kleine und mittlere Unternehmen überhaupt? Eine Studie<br />

des Zentrums Ressourceneffizienz der VDI-Gruppe gibt Aufschluss (S. 56). Eine weitere<br />

Frage, die sich im Zusammenhang mit der generativen Fertigungsmethode<br />

stellt, ist die nach der einheitlichen Qualität der so hergestellten Bauteile. Aus<br />

diesem Grund zertifiziert der TÜV Süd Additive Manufacturer. Worauf bei einem Zertifizierungsaudit<br />

geachtet wird, zeigt der TÜV Süd Product Service am Beispiel des<br />

selektiven Lasersinterns (S. 58). Darüber hinaus finden Sie in der vorliegenden<br />

Ausgabe der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> weitere spannende Themen, wie das Interview mit<br />

Posital-Fraba-Europa-Chef Jörg Paulus zum neuen energieautarken Multiturn-<br />

Hohlwellen-Drehgeber (S. 76) – und alles zur SPS (Smart Production Solutions)<br />

in unserem Sonderteil ab S. 117 (AW 1). Viele Spaß beim Lesen wünscht<br />

Johannes Gillar<br />

Stellvertretender Chefredakteur<br />

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

johannes.gillar@konradin.de<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 3


Inhalt 11 2019<br />

56. Jahrgang<br />

In Nürnberg findet vom 26. bis 28. November 2019 die SPS Smart<br />

Production Solutions statt. Der Name ist neu, das Konzept bewährt.<br />

Erfahren Sie in dieser Ausgabe mehr zu den relevanten Themen rund<br />

um die Digitalisierung in der Automatisierungsbranche.<br />

Bild: Mesago/Mathias Kutt<br />

TITELSTORY<br />

Hohe Leistung in<br />

kompaktem Format<br />

Planetengetriebe eignen sich zur Übertragung hoher<br />

Drehmomente. Maxon hat mit der Baureihe GPX UP nun<br />

Kleingetriebe mit einem maximalen Wirkungsgrad von<br />

circa 90 % entwickelt. Diese eignen sich unter anderem<br />

für sogenannte Force-Feedback-Anwendungen.<br />

Magazin<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> fragt nach<br />

Geschäftsführer Rainer Hertle zur Unternehmens entwicklung<br />

von SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf .................................... 6<br />

Branchennews<br />

Festo verfolgt Strategie hybrider Automatisierungstechnik ........ 8<br />

Maschinenbau-Lobby zum Branchenabschwung ..................... 10<br />

BMWi, DIN und VDE starten Normungsroadmap KI ................ 12<br />

Unternehmen<br />

Kleinserienfertigung von Faulhaber ausgezeichnet .................. 16<br />

Maxon stellt Keramikkomponenten in Eigenregie her ............. 21<br />

Neue Herangehensweise in Innovationsprozessen bei Lapp ... 24<br />

E-CAD-Software von WSCAD mit neuen Funktionalitäten ....... 26<br />

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

Das englische Fachwort<br />

Elektronik – electronics ............................................................ 28<br />

Webinare<br />

Multiphysik-Simulation von Mehrkörpersystemen ................... 30<br />

Tipps & Termine<br />

Buchtipp: Ethik in KI und Robotik ............................................. 31<br />

Online-Tipps<br />

TSN möglicherweise der Standard für Industrie 4.0 ................ 34<br />

<strong>KEM</strong> Porträt<br />

Peter Lutz, Director Field Level Communications, OPC<br />

„Mit TSN ist echter Determinismus möglich“ .......................... 36<br />

Trends<br />

Machine Learning<br />

Serie Grundlagen der Technik, Teil 8:<br />

Künstliche Intelligenz reflektiert einsetzen ............................... 40<br />

Digitalisierung<br />

Microsoft Hololens als Messgerät .......................................... 42<br />

CNC-Simulator ermöglicht kollisionsfreie Fertigung ................. 44<br />

Digitalisierung/Verwaltungstools<br />

Serie PLM in der Cloud – Teil 3: der Ansatz von Autodesk ....... 50<br />

Additive Manufacturing<br />

VDI-Studie: Wie effizient ist der Metall-3D-Druck wirklich? ...... 56<br />

TÜV Süd zertifiziert Additive Manufacturer ............................... 58<br />

Produkt-News aus dem Bereich Digitalisierung ....................... 60<br />

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

Digitale Pioniere<br />

Rolls-Royce nutzt Virtual und Augmented Reality bereits ......... 46<br />

Predictive Maintenance<br />

Vorausschauende Wartung nutzt KI-Algorithmen ..................... 62<br />

Antriebstechnik<br />

Titelstory<br />

Kleingetriebe von Maxon mit verbessertem Wirkungsgrad ..... 66<br />

Elektromotoren<br />

Antriebsregler für automatischen Mehrfachwickler ................. 70<br />

Dezentrale Antriebe zur Realisierung von Maschinenkonzepten . 72<br />

Motormanagementsystem für eine flexiblere Fertigung .......... 74<br />

Energieautarke Multiturn-Hohlwellen-Drehgeber ..................... 76<br />

Elektromechanische Lösungen für komplexe Bewegungen .... 78<br />

Produkt-News aus dem Bereich Antriebstechnik. .................... 80<br />

Automatisierung<br />

Sensoren & Messtechnik<br />

Servohydraulische Prüfmaschinen für Hochleistungsschrauben .. 84<br />

Wegmesssystem für präzise Spaltüberwachung ..................... 86<br />

Geradheitsmessungen mit Autokollimatoren .......................... 88<br />

Polarisationsbildgebung in industriellen Applikationen ............. 90<br />

Drucktransmitter für Kabinen in der Luft- und Raumfahrt ......... 92<br />

Steuerungssysteme<br />

Roboter und Maschinensteuerungssystem aus einer Hand .... 94<br />

Sicherheitssysteme<br />

Elektronisches Schlüsselsystem für Effizienz bei Ritter Sport .. 96<br />

Schlüssel-Transfer-System für Schamotteproduktion ............... 98<br />

Elektrotechnische Bauelemente<br />

Robustes Wärmemanagement für Singapurs Hitze ............... 100<br />

Schaltschränke effizient auf Spannungsfreiheit prüfen ........... 102<br />

Digitalisierung im Schaltschrankbau beschleunigt Abläufe ..... 104<br />

Schwere Steckverbinder online konfigurieren und bestellen ... 106<br />

Kondensatoren in der Flugplatzbefeuerung ............................ 108<br />

Produkt-News aus dem Bereich Automatisierung .................. 110<br />

4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


NEU!<br />

FLEX - Flexible Rohrheizkörper<br />

HLP - Heizpatronen<br />

66<br />

Bild: Maxon<br />

RHK - Rohrheizkörper<br />

Automation Award 2019<br />

Machen Sie mit und stimmen Sie ab:<br />

Alle Bewerbungen im Überblick .................................... 117/AW 1<br />

Maschinenelemente<br />

Einzelbauteile<br />

Edelstahl-Stellmuttern im Salzsprühnebeltest ........................ 141<br />

Leistungsstarke Magnete für elektrische Turbolader .............. 144<br />

Anschlusshülse aus Hybridwerkstoff für Thermosensoren ... 146<br />

Produkt-News aus dem Bereich Maschinenelemente ........... 148<br />

Fluidtechnik<br />

Pneumatik<br />

Ventilinseln für sichere Anlagen .............................................. 152<br />

P2H IO-Link-Knoten für ISO-Magnetventile ........................... 154<br />

Pumpen<br />

Servopumpe mit neuen Features reduziert Serviceaufwand .. 156<br />

Vakuumpumpen für die metallverarbeitende Industrie .......... 158<br />

Produkt-News aus dem Bereich Fluidtechnik ......................... 160<br />

RP - Rohrwendelpatronen<br />

HP/HPQ - Hohlpatronen<br />

TE - Temperatursensoren<br />

ALW - Leistungswiderstände<br />

Werkstoffe/Verfahren<br />

Werkstoffe<br />

Werkstoffentwicklungen für das Laserdurchstrahlschweißen . 162<br />

Schnelleres Verfahren für flammgeschützte Kunststoffe ........ 164<br />

Einbaufertige Profile aus wärmefestem PVC .......................... 166<br />

Produkt-News aus dem Bereich Werkstoffe/Verfahren .......... 168<br />

Rubriken<br />

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

Wir berichten über .................................................................... 14<br />

Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum ......................... 172<br />

><br />

QUALITÄT AUS<br />

DEUTSCHLAND<br />

SPS Nürnberg<br />

Halle 4, Stand 570<br />

Technischer Support<br />

und weitere Produkte<br />

auf Anfrage<br />

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Türk+Hillinger GmbH<br />

78532 Tuttlingen, Germany<br />

Tel. +49 74 61 70 14 0<br />

Fax +49 74 61 70 14 110<br />

info@tuerk-hillinger.de<br />

www.tuerk-hillinger.de<br />

seit 1963<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 5


MAGAZIN<br />

NACHGEFRAGT<br />

Rainer Hertle, technischer Geschäftsführer, SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH, Nördlingen<br />

„Individuelle Getriebe- und Antriebslösungen“<br />

Die SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH entwickelt maßgeschneiderte Getriebe- und Antriebslösungen<br />

ab Stückzahl 1. Das Nördlinger Unternehmen feiert in diesem Jahr sein 100-jähriges Bestehen. Ein schöner<br />

Anlass für <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, jetzt mit dem technischen Geschäftsführer Rainer Hertle über Unternehmens -<br />

entwicklung und -philosophie, eine Reise in die Digitalisierung sowie die Zukunftswerkstatt 2024 zu sprechen.<br />

Interview: Dr.-Ing. Ralf Beck, Redakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Rainer Hertle, technischer Geschäftsführer,<br />

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Skizzieren Sie uns die wichtigsten Meilensteine<br />

der 100-jährigen Unternehmensgeschichte?<br />

Rainer Hertle: Keimzelle der SPN Schwaben Präzision war eine mechanische<br />

Werkstatt für Zahnräder und Lohnverzahnungen im sächsischen<br />

Glashütte. Nach dem 2. Weltkrieg verlegte Fritz Hopf 1945<br />

den Firmensitz nach Nördlingen. Zunächst noch auf die Herstellung<br />

von Wanduhren spezialisiert, stellte die SPN ihre Geschäftsausrichtung<br />

und die Produktion bereits in den 50er-Jahren auf die Herstellung<br />

von Präzisionsmaschinenteilen um. Das kontinuierliche unternehmerische<br />

Wachstum spiegelte sich dabei in der Entwicklung immer<br />

neuer Produkte wie Doppelschneckengetriebe (1954), Planetengetriebe<br />

(Ende der 80er-Jahre) oder Luftfahrtkomponenten<br />

(2000er) wider. Ein weiterer Meilenstein folgte dann 2017 mit der<br />

Zusammenführung der vormals getrennten Produktionsstandorte.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Produkte hat SPN Schwaben Präzision<br />

aktuell im Portfolio?<br />

Hertle: Unser Angebot umfasst Stirnrad-, Schnecken-, Kegelrad-,<br />

Zahnstangen- und Schraubergetriebe, Verzahnungselemente wie<br />

Stirn- und Kegelräder, Zahnstangen, Schneckenradsätze und Ver -<br />

bindungswellen mit Steckverzahnung, Hub-Schwenk-Einheiten,<br />

Greifermodule sowie individuelle Antriebslösungen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was steckt hinter dem Projekt SPNgoes4.0<br />

und was hat es mit der SPN-Zukunftswerkstatt 2024 auf sich?<br />

Bild: SPN Schwaben Präzision<br />

Hertle: Mit dem Projekt SPNgoes4.0 werden wir die Herausforderungen<br />

der Digitalisierung auf unserem Weg zur digitalen Produk -<br />

tion meistern. Uns ist es wichtig, kontinuierlich in moderne Technologien<br />

zu investieren, um die Effizienz in allen Abläufen weiter zu<br />

steigern. Neben vielen Investitionen in den Maschinenpark wurde<br />

im Dezember 2018 das Projekt DigiPro@SPN für die digitale Produktion<br />

gestartet. Zusammen mit der Maschinenfabrik Reinhausen<br />

werden wir das digitale Assitenzsystem Value Facturing, Version 3,<br />

mit einer Zoller Datenbank TMS Tool Management Solutions einführen.<br />

Mit Einbeziehen unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erarbeiten<br />

wir in unserer SPN-Zukunftswerkstatt ein Zukunftsbild 2024,<br />

das uns fachlich, kreativ und visualisiert auf die zukünftigen Entwicklungen<br />

unserer Branche, unserer Produkte und unserer Kunden vorbereitet<br />

und motiviert ans Werk gehen lässt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche speziellen Anforderungen gilt es<br />

im Bereich der Luftfahrtkomponenten zu beachten?<br />

Hertle: An erster Stelle ist die lückenlose Dokumentation/Nachverfolgbarkeit<br />

zu nennen – daraus resultierend unsere Luftfahrtzertifizierung<br />

DIN EN 9100. Wesentlich ist auch die Prozesssicherheit. Bezüglich<br />

der Produkte sind eine gewichtsoptimierte/kompakte Bauform,<br />

Wartungsfreiheit, sowie die Verwendung spezieller Materialien –<br />

hochfeste Aluminiumlegierungen/Stähle/Titan –wichtige Kriterien.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: In welchen Marktsegmenten sehen Sie<br />

Wachstumsimpulse und weshalb?<br />

Hertle: Wir wollen weiter wachsen in folgenden Bereichen: Luftfahrt,<br />

um die Diversifizierung der Branchen zu stärken und unsere<br />

Stärken bezüglich Qualität, Präzision und Verlässlichkeit für Verzahnungen<br />

und Getriebe voll einzubringen. Automatisierung und Robotik,<br />

weil dies auf Jahre hinaus globale Wachstumsmärkte sein werden,<br />

da der Rationalisierungsdruck mit der Zeit mehr und mehr Volkswirtschaften<br />

betreffen wird und es dort viele Anwendungen für unsere<br />

Kompetenzfelder gibt. Weiter im Bereich von Spezialanwendungen<br />

in speziellen Umgebungsbedingungen wie z. B. Hygiene und im<br />

Lebensmittelumfeld. Dort sind findige Lösungen gefragt.<br />

www.spn-drive.de<br />

Auf der Jubiläumsseite finden Sie viel Interessantes,<br />

Historisches und Neues zum Unternehmen:<br />

hier.pro/y3R4w<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 568<br />

6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Your Global Automation Partner<br />

Alles im Fluss?<br />

Strömungssensoren<br />

für<br />

Industrie 4.0<br />

Anwenderfreundlich: komfortable Parametrierung mit Quick-Teach, Zugriff auf alle<br />

Parameter per IO-Link 1.1, variables Datenmapping und NPN/PNP-Auto-Detection<br />

Zuverlässig: Fehlervermeidung durch Delta-Flow-Überwachung, höchste Vibrationsund<br />

EMV-Festigkeit, Schutzarten IP6K6K/6K7/6K9K<br />

Einfach: intuitives Bedienkonzept über Touchdisplay, Multicolor-Anzeige mit rundum<br />

sichtbaren Schaltpunkt-LEDs<br />

Halle 7, Stand 250<br />

www.turck.de/fs<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 7


MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

Bild: <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>/Nico Schröder<br />

Festo verfolgt Strategie hybrider Automatisierungstechnik<br />

Weit mehr als Pneumatik<br />

Festo setzt auf hybride Automation und zeigt zur SPS sein Potenzial<br />

elektrischer und pneumatischer Antriebstechnik nebst Digitalisierung. Dort<br />

wird der Automatisierer ein flexibles Produktportfolio pneumatischer und<br />

elektrischer Antriebstechnik sowie hybride Lösungen präsentieren.<br />

Eine modulare Demonstrationsanlage von Festo wird auf der SPS (Halle 9, Stand 361) eine<br />

durchgängige Vernetzung von Handhabungs- und Software-Lösungen zeigen.<br />

Basierend auf einer repräsentativen Kundenbefragung<br />

sieht sich Festo in seiner Strategie<br />

bestätigt, das Portfolio über die Pneumatikauslegung<br />

hinaus verstärkt in Richtung elektrische<br />

sowie hybride Automatisierungstechnik<br />

voranzutreiben. Vor allem die Kombination<br />

aus elektrischer und pneumatischer Antriebstechnik<br />

sei als wichtiges Wachstumssegment<br />

identifiziert worden. Hingegen wird die<br />

Pneumatik – bisherige Basistechnologie –<br />

laut Kunden als rückläufig eingeschätzt. Zur<br />

SPS in Nürnberg wird der Automatisierer ein<br />

flexibles Produktportfolio pneumatischer und<br />

elektrischer Antriebstechnik sowie hybride<br />

Lösungen präsentieren. Dabei sollen auch<br />

Kunden-Tools zur Produktauslegung, die den<br />

Engineeringaufwand reduzieren, im Fokus<br />

stehen – zudem die Kompatibilität der Produkte,<br />

ihre Plug-and-Play-Fähigkeit und die<br />

digitale Funktionalität der Komponenten und<br />

Systeme. Auf dem Messestand werden in<br />

modularen Produktionszellen Schritte zu<br />

sehen sein, die typischerweise Teil der Produktion<br />

sind und eine digitale Wertschöpfung<br />

veranschaulichen.<br />

sc<br />

www.festo.com<br />

Bewerbungsphase für den Vector Award 2020 von Igus gestartet<br />

Spannende Energieketten-Anwendungen gesucht<br />

Syslogic und Nvidia kooperieren<br />

KI im Embedded-Markt<br />

Bild: Igus<br />

Bereits zum siebten Mal zeichnet die Jury spannende<br />

Energiekettenanwendungen mit dem<br />

Vector Award aus. Im Bild Michael Blaß, Leiter<br />

Unternehmensbereich E-Kettensysteme bei Igus<br />

In tausenden Maschinen und Anlagen auf der<br />

ganzen Welt sorgen Energieketten dafür,<br />

dass Leitungen und Schläuche sicher geführt<br />

werden. Dabei meistern Sie oftmals ganz besondere<br />

Herausforderungen. So bewegen<br />

sich Energieketten mit hohem Tempo, führen<br />

wildeste Torsionsbewegungen aus oder finden<br />

in den kleinsten Bauräumen Platz. Und<br />

genau nach diesen Anwendungen sucht die<br />

Jury des 7. Vector Award. Auf der Motek in<br />

Stuttgart fiel der Startschuss für die Bewerbungsphase.<br />

Bis zum 28. Februar 2020 können<br />

sich Entwickler online bewerben und Texte,<br />

Fotos und Videos ihrer E-Ketten Anwendungen<br />

einreichen. Und das international:<br />

„Beim letzten Vector Award vor zwei Jahren<br />

haben 187 Teams aus über 30 Ländern teilgenommen“,<br />

sagt Michael Blaß, Leiter Unternehmensbereich<br />

E-Kettensysteme bei Igus.<br />

„Auch dieses Mal erwarten wir wieder ein<br />

großes internationales Teilnehmerfeld.“ Nach<br />

der Bewerbungsphase wird es spannend: Eine<br />

Jury, bestehend aus Experten aus Fachverbänden,<br />

Fachzeitschriften, Industrie und<br />

Wissenschaft, sichtet die Einreichungen. Die<br />

mutigste <strong>Konstruktion</strong> mit der größten Innovationskraft<br />

erhält den goldenen Vector. Der<br />

Preis ist mit 5000 Euro dotiert, die Verleihung<br />

findet auf der Hannover Messe 2020 statt. bt<br />

www.vector-award.de<br />

Die Embedded-Spezialisten Syslogic und die<br />

Hersteller von KI-tauglicher Prozessortechnologie<br />

Nvidia Corporation gehen eine strategische<br />

Partnerschaft ein. Nvidia steuert sein<br />

Know-how bezüglich KI-fähiger Prozessortechnologie<br />

bei, während Syslogic seine<br />

langjährige Erfahrung in der Entwicklung und<br />

Fertigung von robusten Embedded Systemen<br />

teilt. In Zusammenhang mit der strategischen<br />

Partnerschaft ist Syslogic nun Teil des<br />

Nvidia-Partnerprogramms Jetson Ecosystem.<br />

Der Chiphersteller listet darin Unternehmen,<br />

die die Entwicklung von Produkten auf<br />

Basis der Jetson-Plattform vorantreiben und<br />

damit den Weg für KI-Anwendungen ebnen.<br />

Nvidia bietet in seiner Jetson-Plattform aktuell<br />

drei unterschiedlich performante Prozessorfamilien<br />

– Jetson Nano, Jetson TX2 sowie<br />

Jetson AGX Xavier. Diese lassen sich besonders<br />

gut für KI-Anwendungen am Netzwerkrand<br />

einsetzen. Ziel der beiden Unternehmen<br />

ist es, den Weg für KI-Anwendungen im<br />

Embedded-Markt zu ebnen.<br />

ik<br />

www.syslogic.de<br />

8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


BRANCHENNEWS<br />

MAGAZIN<br />

100 Jahre ZAE<br />

Mit Zahnrädern fing alles an<br />

Während der letzten 100 Jahre hat sich die<br />

ZAE vom reinen Lohnfertiger zum Partner für<br />

Getriebe und Getriebemotoren entwickelt.<br />

Hervorgegangen aus der 1903 gegründeten<br />

Maschinenfabrik Max Kroenert, die damals<br />

Tapetendruckmaschinen produzierte und dafür<br />

Verzahnungsteile bis 5000 mm Durchmesser<br />

selbst herstellte, wurde 1919 die Verzahnungsabteilung<br />

ausgegliedert und firmierte<br />

zu einem eigenständigen Unternehmen,<br />

der Zahnradfabrik Altona-Elbe Hans Meyer<br />

Kommanditgesellschaft. 1968 hatte der ZAE-<br />

Mitarbeiter Heinz Sassen die Idee, ein einteiliges<br />

Gehäuse aus Guss zu verwenden und<br />

dieses mit Hilfe von Deckeln und anderen<br />

Anbauteilen zu komplettieren. Davor wurden<br />

Getriebegehäuse üblicherweise aus zwei<br />

Halbschalen gefertigt. Die Verwirklichung dieser<br />

Idee noch im selben Jahr, war die Basis<br />

für die Entwicklung einer neuen Getriebe-<br />

Baureihe mit dem sogenannten Blockgehäuse,<br />

welches in der Branche viele Nachahmer<br />

Bilder: AEZ<br />

Die Getriebemontage im Jahr 1957 und<br />

ein Sonderschneckengetriebe aus dem<br />

Jahr 2018<br />

fand. Es entstand ein Standard-Getriebeprogramm<br />

mit vielen Varianten und Optionen<br />

über diverse Anbauteile. In den Jahren 2018<br />

und 2019 wurde eine neue Servo-Getriebebaureihe<br />

entwickelt, die der ZAE eine größere<br />

Bedeutung im Markt der Servo-Antriebstechnik<br />

sichern soll. Dieser stetig wachsende<br />

Markt umfasst vor allem Antriebe für präzise,<br />

hochdynamische Applikationen – beispielsweise<br />

in Handling-Robotern und bei automatisierten<br />

Werkstückzuführungen. Besonderer<br />

Fokus liegt bei der ZAE auf den Möglichkeiten<br />

der Digitalisierung. So wurde beispielsweise<br />

im Rahmen des Projektes DriveWatch<br />

eine Zustandsüberwachung von Getrieben<br />

mittels Sensorik und Datenauswertung erarbeitet.<br />

In Zukunft werden Antriebe im Rahmen<br />

von Predictive Maintenance Auslastung,<br />

Wartungsbedarf und kalkulierte Restlebensdauer<br />

selbst mitteilen können.<br />

bt<br />

www.zae.de<br />

Negativpreis macht Nachahmer öffentlich<br />

Plagiarius 2020<br />

Unternehmer, Designer und Erfinder, die sich<br />

über dreiste Plagiatsfälle ärgern, haben wieder<br />

die Möglichkeit, ihre Originalprodukte sowie<br />

die vermeintlichen Nachahmungen zum<br />

Plagiarius-Wettbewerb bis zum 30.<strong>11.2019</strong><br />

einzureichen und den Plagiator – sei er Hersteller<br />

oder Händler - als Preisträger des Negativpreises<br />

vorzuschlagen. Bevor die jährlich<br />

wechselnde Experten-Jury aus allen Einsendungen<br />

die Preisträger wählt, werden die vermeintlichen<br />

Plagiatoren von der Aktion Plagiarius<br />

schriftlich auf ihre Nominierung hingewiesen<br />

und erhalten die Möglichkeit zur Stellungnahme.<br />

Die Preisverleihung findet auf<br />

der Frankfurter Messe Ambiente Anfang Februar<br />

2020 statt. Dort werden alle eingereichten<br />

Originale und Plagiate ausgestellt. bt<br />

www.plagiarius.com<br />

Plagiarius 2019, links das Original und rechts die<br />

Fälschung. Alle Bürkert-typischen Designelemente<br />

des Ventils wurden übernommen<br />

Bild: Plagiarius<br />

Hochdynamische Synchronantriebe MFS<br />

100 bis 20.000 Nm - 10 bis 2.000 kW<br />

Besuchen Sie uns:<br />

SPS Nürnberg<br />

Halle 4 - Stand 548<br />

www.oswald.de<br />

REGELBARE ELEKTROMOTOREN<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 9


MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

Maschinenbaugipfel 2019<br />

Maschinenbau-Lobby zum Branchenabschwung<br />

Laut aktueller Zahlen des Verbands deutscher<br />

Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) verfehlt<br />

die Produktion der Branche ihr Vorjahresniveau<br />

um 1,6 % Der Auftragseingang<br />

liege um 9 % unterhalb des Vorjahres.<br />

So geht der Branchenverband für 2019<br />

bereits von einem Produktionsvolumen von<br />

-2 % aus und prognostiziert für 2020 – „mit<br />

viel Optimismus“, so VDMA-Präsident Carl<br />

Martin Welcker – ein Minus in gleicher Höhe.<br />

„Noch ist unklar, ob wir uns nur in einer konjunkturellen<br />

Schwächephase oder am Beginn<br />

einer echten Rezession befinden. Aber ein<br />

schneller Aufschwung ist definitiv nicht in<br />

Sicht“, sagte Welcker auf dem Maschinenbaugipfel<br />

Mitte Oktober in Berlin.<br />

Noch immer würde der exportstarke Maschinenbau<br />

vor allem durch Handelskonflikte der<br />

beiden wichtigsten Märkte USA und China<br />

sowie durch die Brexit-Verhandlungen belastet.<br />

Hinzu kämen gravierende Veränderungen<br />

wie der Strukturwandel der Automobilindustrie,<br />

neue Klimaschutzziele, aber auch<br />

Herausforderungen des digitalen Wandels.<br />

Politisch forderte Welcker unter anderem,<br />

Bürokratie abzubauen, um den Mittelstand<br />

zu stärken. Er nannte die nationale Umsetzung<br />

der europäischen Entsenderichtlinie,<br />

Bild: VDMA<br />

„Die Party ist noch<br />

nicht vorbei, aber<br />

man sollte nahe am<br />

Ausgang tanzen.“<br />

Carl Martin Welcker,<br />

Präsident des VDMA<br />

die beispielsweise eine notwendige, rasche<br />

Entsendung eines Monteurs in viele andere<br />

EU-Staaten fast unmöglich mache. Auch<br />

Genehmigungsverfahren für Industrieanlagen<br />

seien in Deutschland inzwischen „viel zu<br />

umständlich und zu langwierig“, wodurch<br />

neue Investitionen verhindert würden. sc<br />

www.vdma.org<br />

BMWi, DIN und VDE starten Normungsroadmap Künstliche Intelligenz<br />

Sicher und verlässlich durch Normen und Standards<br />

Bild: Kaikoro/stock.adobe.com<br />

Zur Auftaktveranstaltung der Normungsroadmap<br />

Künstliche Intelligenz haben DIN, VDE|DKE und<br />

BMWi mit rund 300 Experten und Interessierten<br />

aus Wirtschaft, Gesellschaft, Politik und Wissenschaft<br />

über Normen und Standards diskutiert<br />

Wie können Normen und Standards dabei<br />

unterstützen, dass Künstliche Intelligenz in<br />

Zukunft sicher und verlässlich für uns arbeitet?<br />

Zur Auftaktveranstaltung der Normungsroadmap<br />

Künstliche Intelligenz haben das<br />

Deutsche Institut für Normung (DIN) sowie<br />

VDE|DKE gemeinsam mit dem Bundesministerium<br />

für Wirtschaft und Energie (BMWi)<br />

diese Frage im Oktober 2019 mit rund 300<br />

Experten und Interessierten aus Wirtschaft,<br />

Gesellschaft, Politik und Wissenschaft diskutiert.„Künstliche<br />

Intelligenz ist eine Schlüsseltechnologie,<br />

die enormes Potenzial für die<br />

deutsche Wirtschaft birgt. Wir brauchen aber<br />

verlässliche Normen und Standards, um ‚KI<br />

made in Germany‘ weiter voranzubringen“, erklärt<br />

der Staatssekretär im Bundesministerium<br />

für Wirtschaft und Energie Dr. Ulrich<br />

Nussbaum anlässlich der Veranstaltung.<br />

Christoph Winterhalter, Vorstandsvorsitzender<br />

des DIN ergänzt: „Mit unserer Auftaktveranstaltung<br />

geben wir heute den offiziellen<br />

Startschuss für die Arbeiten an unserer Normungsroadmap.<br />

Unser Ziel ist es, einen sicheren<br />

und verlässlichen Handlungsrahmen<br />

zu schaffen, der deutschen Innovationen und<br />

Unternehmen den Zugang zum globalen<br />

Markt öffnet und die Umsetzung von europäischen<br />

Wertmaßstäben in der KI fördert.“<br />

In den Impulsvorträgen und Diskussionsrunden<br />

der Auftaktveranstaltung standen die<br />

Notwendigkeit und Bedeutung von Normen<br />

und Standards für die weitere Entwicklung<br />

von KI im Mittelpunkt.<br />

Gesteuert und begleitet wird die Normungsroadmap<br />

von einer Gruppe mit Vertretern aus<br />

Wirtschaft, Politik, Wissenschaft und Zivilgesellschaft.<br />

Vorsitzender der Steuerungsgruppe<br />

ist Prof. Wolfgang Wahlster, Mitglied des<br />

Lenkungskreises der Plattform Lernende<br />

Systeme: „Die Roadmap wird eine Übersicht<br />

über bestehende Normen und Standards zu<br />

KI-Aspekten umfassen und insbesondere<br />

Normungsbedarfe nach ihrer Dringlichkeit geordnet<br />

aufzeigen – vor allem hinsichtlich Qualität,<br />

Nachvollziehbarkeit und Verlässlichkeit<br />

von KI.“ Vorgestellt werden soll die Normungsroadmap<br />

anlässlich des Digital-Gipfels<br />

der Bundesregierung im Herbst 2020. ik<br />

www.bmwi.de<br />

www.din.de<br />

www.vde.com<br />

10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Besuchen Sie uns<br />

SPS Nürnberg<br />

Halle 7A, Stand 340<br />

26.11. – 28.<strong>11.2019</strong><br />

TOTAL VERJETZT – VORHANG AUF!<br />

Industrie 4.0 passiert JETZT. Genau das zeigt SICK auf der SPS smart production solutions vom 26. bis 28.<br />

November 2019 mit einem Livestream aus der 4.0 NOW Factory in Freiburg. Sehen Sie selbst, wie weit wir<br />

schon auf dem Weg in eine vollständig vernetzte und automatisierte Wertschöpfungskette sind. Die intelligente<br />

Vernetzung von Entwicklung, Produktion, Logistik, Kunden und Partnern ist keine Zukunftsmusik, sondern<br />

www.sick.com/SPS<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 11


MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

PERSONEN<br />

Kaspersky hat eine Honeypot-Analyse zu Cyberattacken auf IoT-Geräte durchgeführt<br />

105 Millionen Angriffsversuche<br />

Marie Langer, EOS<br />

EOS, Technologieanbieter<br />

für den industriellen 3D-<br />

Druck von Metallen und<br />

Polymeren, stellt seine Geschäftsführung<br />

neu auf. Marie<br />

Langer, Tochter des Gründers<br />

Dr. Hans J. Langer, wird<br />

neue Vorsitzende der Geschäftsführung (CEO) der<br />

EOS GmbH und ist als solche verantwortlich für<br />

die strategische Ausrichtung des Unternehmens.<br />

Peter Gutzmer, Schaeffler<br />

Der Aufsichtsrat der Schaeffler<br />

AG hat den bisherigen<br />

Technologievorstand und<br />

stellvertretenden Vorstandsvorsitzenden<br />

Prof. Dr.-Ing.<br />

Peter Gutzmer verabschiedet.<br />

Nach 18 Jahren verlässt<br />

er das Unternehmen und verabschiedet sich in<br />

den Ruhestand. Unter seiner Führung wurde die<br />

unternehmensweite IT zukunftsorientiert aufgestellt<br />

und der Bereich Digitalisierung geschaffen.<br />

Bild: sarayut_sy/stock.adobe.com<br />

Im Rahmen einer Honeypot-Analyse hat<br />

Kaspersky weltweit 105 Mio. Angriffsversuche<br />

von 276.000 verschiedenen IP-Adressen auf<br />

IoT- Geräte identifiziert<br />

Im ersten Halbjahr 2019 gab es neun Mal so<br />

viele Cyberattacken auf Geräte innerhalb des<br />

Internets der Dinge (IoT, Internet of Things)<br />

wie im gleichen Zeitraum des Vorjahres: So<br />

identifizierten die Experten von Kaspersky im<br />

Rahmen einer Honeypot-Analyse weltweit<br />

105 Mio. Angriffsversuche von 276.000 verschiedenen<br />

IP-Adressen auf IoT-Geräte. 2018<br />

wurden in den ersten sechs Monaten lediglich<br />

12 Mio. Angriffe von 69.000 IP-Adressen<br />

registriert. Cyberkriminelle nutzen demnach<br />

offenbar die Sicherheitsmängel von IoT-Gerä-<br />

ten für die Erstellung von IoT-Botnetzen aus.<br />

Der signifikante Anstieg von IoT-Attacken innerhalb<br />

eines Jahres hat für Kaspersky auch<br />

damit zu tun, dass zunehmend smarte, mit<br />

dem Internet verbundene Geräte wie Router<br />

oder digitale Überwachungskameras von Privatnutzern<br />

und Unternehmen eingesetzt<br />

werden. Cyberkriminelle sehen darin neue lukrative<br />

Chancen und verwenden Netzwerke<br />

infizierter IoT-Geräte für DDoS-Angriffe oder<br />

für andere schädliche Aktivitäten.<br />

Die Auswertung der gesammelten Daten<br />

zeigt, dass Angriffe auf IoT-Geräte zwar meistens<br />

wenig ausgereift sind, aber heimlich und<br />

ohne Kenntnis der Nutzer stattfinden. Hinter<br />

den Angriffen stecken vor allem drei Malware-Familien:<br />

Mirai, Nyadrop und Gafgyt.<br />

Die Kaspersky-Experten beobachteten im<br />

ersten Halbjahr 2019 darüber hinaus eine regionale<br />

Verschiebung der Aktivitäten von Botnetzen:<br />

Im ersten Halbjahr 2018 lag Brasilien<br />

mit 28 % vor China mit 14 % und Japan mit<br />

11 %, dagegen steht jetzt China mit 30 % aller<br />

Attacken an erster Stelle, gefolgt von Brasilien<br />

mit 19 % und Ägypten mit 12 %. ik<br />

www.kaspersky.de<br />

Jan Mrosik, ZVEI<br />

Dr. Jan Mrosik, Chief Operating<br />

Officer (COO) Digital<br />

Industries bei Siemens, ist<br />

zum neuen Vorsitzenden des<br />

ZVEI-Fachverbands Automation<br />

gewählt worden. Er<br />

folgt auf Dr. Gunther Kegel,<br />

Vorstandsvorsitzender von Pepperl+Fuchs, der<br />

den Fachverband seit 2007 führte. Dr. Kegel<br />

bleibt weiterhin im ZVEI aktiv: Als President-<br />

Elect soll er im Mai 2020 auf ZVEI-Präsident<br />

Michael Ziesemer folgen.<br />

Jan-Philipp Liersch,<br />

Mitsubishi Electric<br />

Seit kurzem ist Jan-Philipp<br />

Liersch Marketing Manager<br />

des Geschäftsbereiches<br />

Industrie Automation bei<br />

Mitsubishi Electric Europe<br />

B.V. Er leitet ab sofort das<br />

Produktmanagement und zeichnet sich somit verantwortlich<br />

für die Automatisierungsprodukte<br />

und -lösungen von Mitsubishi Electric in den Ländern<br />

Deutschland, Österreich, Schweiz, Benelux.<br />

Industrielles Ökosystem von Bosch Connected Industry, German Edge Cloud, IoTOS und Rittal<br />

Echtzeitfähige Datenverfügbarkeit<br />

Mit der German Edge Cloud GmbH & Co.<br />

KG, der IoTOS GmbH sowie der Rittal GmbH<br />

& Co. KG stellen drei Unternehmen der Friedhelm<br />

Loh Group gemeinsam mit Bosch Connected<br />

Industry die Industrial Edge Cloud Appliance<br />

Oncite vor. Mit dieser All-in-One-Lösung<br />

können produzierende Unternehmen<br />

konkrete Wertschöpfung aus ihren Produktionsdaten<br />

ziehen. Die Lösung begegnet somit<br />

dem steigenden Bedarf an echtzeitfähiger<br />

Datenverfügbarkeit mit einem skalierbaren<br />

Edge-Cloud-Rechenzentrum von German<br />

Edge Cloud und Rittal. Oncite steht direkt vor<br />

Ort in den Fabriken und damit dort, wo die<br />

Daten entstehen. Industrielle Anwendungen<br />

von Bosch Connected Industry, German Edge<br />

Cloud und IoTOS ermöglichen in diesem<br />

Zusammenhang neue Technologien wie industrielle<br />

Analytics und Künstliche Intelligenz,<br />

um eine Qualitätsverbesserung sowie<br />

Kosten- und Durchsatzoptimierungen in der<br />

Fertigung zu erzielen. So entsteht ein gesamtheitliches<br />

Ökosystem für die produzierende<br />

Industrie – im Verbund starker Industrie-<br />

und Forschungspartner.<br />

Die industriellen Anwendungen von Bosch<br />

Connected Industry, German Edge Cloud, Io-<br />

TOS und Rittal können passgenau für definierte,<br />

aber auch prozessspezifische Anforderungen<br />

eingesetzt werden. Zudem ist eine<br />

Abbildung von Verarbeitungsketten von der<br />

Edge zu digitalen Produktionsplattformen auf<br />

Basis der Hyper Scaler Public Cloud-Infrastrukturen<br />

über das von German Edge Cloud<br />

implementierte Multi- oder Cross-Cloud-Management<br />

jederzeit möglich. Anwender erhalten<br />

somit mit Oncite einen Full Managed<br />

Service inklusive Hardware-Infrastruktur. ik<br />

www.friedhelm-loh-group.com<br />

Bild: Rittal<br />

12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Hochleistungs-Kunststoffe<br />

für die Sensorik.<br />

Für anspruchsvolle Sensorik-Anwendungen bieten wir Ihnen innovative Lösungen<br />

mit individuellen Baugruppen aus maßgeschneiderten Hochleistungs-Kunststoffen<br />

• für die thermische Isolation<br />

• als Schutz auch gegen aggressive Medien<br />

• in IATF-zertifizierter Qualität bis hin zu Reinraum ISO Klasse 8<br />

Mit eigener Werkstoff- und Produktentwicklung passen wir die Eigenschaften<br />

genau auf Ihre Spezifikation an.<br />

www.ek-kt.de/sensorik<br />

bie.maschinenbau@elringklinger.com<br />

Fon +49 7142 583-0<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 13


MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

Klebetechnik und Vakuumverguss für industrielle Anwendungen<br />

Atlas Copco will Scheugenpflug übernehmen<br />

Der schwedische Industriekonzern Atlas Copco<br />

will die Scheugenpflug AG mit Sitz in Neustadt<br />

an der Donau übernehmen. Das Unternehmen<br />

ist auf hochautomatisierte Systemlösungen<br />

in der Klebe- und Dosiertechnik sowie<br />

auf Dosieranlagen für den Vakuumverguss<br />

spezialisiert. Scheugenpflug erzielte<br />

2018 einen Umsatz von rund 80 Mio. Euro.<br />

Die Neustädter beschäftigen mehr als 600<br />

Mitarbeiter und haben Niederlassungen in<br />

den USA, in China, Mexiko und Rumänien.<br />

Die Scheugenpflug-Produkte werden in zahlreichen<br />

Industriezweigen eingesetzt, darunter<br />

in der Automobilindustrie sowie im allge-<br />

meinen Maschinen-, Geräteund<br />

Anlagebau. „Mit der Akquisition<br />

stärken wir unsere<br />

Position in der industriellen<br />

Dosiertechnik und können Lösungen<br />

für größere Kundenkreise<br />

anbieten als bisher“, erklärt<br />

Henrik Elmin, Präsident des Konzernbereichs<br />

Industrietechnik von Atlas Copco in<br />

Schweden. Umgekehrt böten sich für Scheugenpflug<br />

bessere Wachstumschancen, weil<br />

das Unternehmen auf das globale Vertriebsund<br />

Servicenetzwerk von Atlas Copco zurückgreifen<br />

könne. Scheugenpflug wird in die<br />

Atlas Copco holt sich mit Scheugenpflug neue<br />

Lösungen ins Haus, darunter das Vergießen<br />

von Elektronikbauteilen<br />

Division Industrielle Montagelösungen von<br />

Atlas Copco integriert. Rechtliche Eigentümerin<br />

wird die Atlas Copco Holding GmbH in<br />

Essen sein.<br />

bt<br />

www.atlascopco.de<br />

Bild: Scheugenpflug<br />

Wir berichten über<br />

3D-Tool ................................... 61<br />

ABB ........................................ 94<br />

ABB Automation .................... 62<br />

ABB Automation Products ..... 62<br />

ABB Stotz-Kontakt ........... AW 12<br />

ADB Safegate ....................... 108<br />

AIT Goehner ......................... 110<br />

Alfred Ritter ............................ 96<br />

Amazon .................................. 50<br />

AMK ....................................... 72<br />

Atlas Copco ............................ 14<br />

Audi ................................. AW 18<br />

Autodesk ................................ 50<br />

B&R ....................................... 94<br />

Balluff .............................. AW 12<br />

BASF .................................... 168<br />

Baumer .................................. 90<br />

Baumüller ..................... 116, 156<br />

Beckhoff Automation .............. 15<br />

Bernstein .............................. 110<br />

Bihl+Wiedemann .............. AW 8<br />

BMWi ..................................... 10<br />

BorgWarner Turbo Systems .. 144<br />

Bosch Connected Industry ..... 12<br />

Bosch Rexroth ...................... 111<br />

Bundesanstalt für Materialforschung<br />

und -prüfung........<br />

164<br />

Bürkert ................................. 152<br />

Carlo Gavazzi ..................... AW 6<br />

COG C. Otto Gehrckens ....... 151<br />

Comsol ................................... 30<br />

Crane Chem<br />

Pharma & Energy ................. 150<br />

Delo ...................................... 168<br />

Desoutter ............................. 169<br />

Diamant Metallplastic .......... 169<br />

DIN ......................................... 10<br />

Dopag ................................... 161<br />

Dunkermotoren ......... 80, AW 12<br />

E. Dold & Söhne .................... 98<br />

EBM-Papst ............................. 32<br />

Eisele ................................... 161<br />

Elmo Motion Control ....... AW 10<br />

E-M-M-A ............................... 151<br />

Enemac .................................. 31<br />

Engel Elektroantriebe ............. 83<br />

EOS .................................. 12, 56<br />

Eplan Software & Service ...... 61<br />

Ethercat Technology Group .... 15<br />

Euchner .................................. 96<br />

Festo ........................... 8, AW 10<br />

Fluke ..................................... 113<br />

Fränkische Industrial Pipes ... 149<br />

Fraunhofer IAIS ...................... 62<br />

Fraunhofer IIS ......................... 90<br />

Fraunhofer LBF ..................... 164<br />

Friedhelm Loh Group ............. 12<br />

FTCAP .................................. 108<br />

German Edge Cloud ............... 12<br />

GMC-I Messtechnik ........ AW 10<br />

Groschopp .............................. 83<br />

Grundfos .............................. 160<br />

Hans Turck ......................... AW 9<br />

Hasso-Plattner-Institut ............ 46<br />

Heidenhain ............................. 70<br />

Hengstler .............................. 112<br />

Hima ..................................... 114<br />

Hotset .................................. 146<br />

Hübner ................................. 116<br />

Igus ......................................... 8<br />

Ininet Solutions .............. AW 10<br />

Inneo Solutions ..................... 60<br />

IoTOS ..................................... 12<br />

Johann Maier ......................... 84<br />

Kaspersky ............................... 12<br />

Keller ...................................... 92<br />

KSB ...................................... 160<br />

Lanxess ................................ 162<br />

Lapp ....................................... 24<br />

Leicht Stanzautomation ......... 70<br />

Leybold ................................. 158<br />

Maschinenbau Kitz ............... 151<br />

Maxon .............................. 21, 66<br />

MB connect line .............. AW 12<br />

Mensch & Maschine .............. 50<br />

Mesago Messe Frankfurt .. AW 5<br />

Messe SPS ............................ 26<br />

Micro-Epsilon ......................... 86<br />

Microsoft .......................... 42, 50<br />

Mitsubishi Electric .......... 12, 115<br />

Moog Industrial Group ........... 78<br />

Moxa ............................... AW 14<br />

MSF-Vathauer<br />

Antriebstechnik ............ 74. AW 8<br />

MS-Schramberg ................... 144<br />

Murrelektronik ...................... 110<br />

Nanotec ................................. 82<br />

Native Instruments ................ 50<br />

Norelem ............................... 148<br />

Nvidia ....................................... 8<br />

OEM Electronics .................. 108<br />

OPC Foundation ..................... 36<br />

Panduit ...................... 102, AW 6<br />

Pfannenberg ......................... 100<br />

Phoenix Contact ............. 26, 106<br />

Phoenix<br />

Contact Electronics ......... AW 22<br />

Pilz ..................................... AW 6<br />

PNO ................................ AW 18<br />

Posital .................................... 82<br />

Posital Fraba ................ 76, AW 8<br />

Raychem .............................. 148<br />

RCT Reichelt<br />

Chemietechnik ..................... 148<br />

Rittal ....................................... 12<br />

Rolls-Royce ............................ 46<br />

RWTH Aachen ...................... 169<br />

Schaeffler ............................... 12<br />

Scheugenpflug ....................... 14<br />

Schmersal ........................ AW 14<br />

Schneider Electric ....... 26, AW 7<br />

Shenzhen Xingshengdi<br />

New Materials ...................... 168<br />

Siemens ............... 12, 26, 60, 62<br />

Sika ....................................... 113<br />

Simcon ................................... 60<br />

SKF ........................................ 30<br />

SLS Kunststoffverarbeitung .. 166<br />

Spieth-Maschinenelemente . 141<br />

SPN Schwaben Präzision ......... 6<br />

Stäubli Electrical<br />

Connectors ...................... AW 14<br />

Stöber Antriebstechnik .......... 70<br />

Swisscom .............................. 50<br />

Syslogic .................................... 8<br />

Tebis ....................................... 44<br />

Thyssenkrupp ......................... 42<br />

Trioptics .................................. 88<br />

T-Systems ............................... 50<br />

TU Cottbus ............................. 46<br />

Türk+Hillinger ....................... 150<br />

TÜV Süd Product Service ....... 58<br />

Vacuumschmelze ................. 168<br />

VDE ........................................ 10<br />

VDI Zentrum<br />

Ressourceneffizienz ............... 56<br />

VDMA .......................... 10, AW 5<br />

Vision & Control .............. AW 14<br />

W+P ....................................... 30<br />

Watson-Marlow .................... 160<br />

Weidmüller ..................... 26, 104<br />

Weidmüller Interface ......... AW 7<br />

Werma Signaltechnik ............ 111<br />

Wibu-Systems ................... AW 9<br />

Wöhr .................................... 149<br />

WSCAD .................................. 26<br />

Yaskawa ................................ 115<br />

ZAE .......................................... 9<br />

ZVEI-Fachverband Automation . 12<br />

Zwick Roell ............................. 84<br />

14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Ethercat G wurde von der Ethercat Technology Group akzeptiert<br />

Ergänzung zu Ethercat<br />

Das Technical Committee der Ethercat Technology<br />

Group (ETG) hat Ethercat G als Ergänzung<br />

zu Ethercat akzeptiert. Künftig wird die<br />

Erweiterung der Ethercat-Technologie somit<br />

auf 1 und 10 Gb/s von der ETG verbreitet und<br />

getragen. Ethercat G wurde unlängst von<br />

Beckhoff Automation als Erweiterung zu<br />

Ethercat vorgestellt. Nun hat das Unternehmen<br />

die Technologieerweiterung in die ETG<br />

eingebracht und inzwischen ist diese dabei,<br />

die entsprechenden Spezifikationen<br />

um Ethercat G zu<br />

ergänzen. Dr. Guido Beckmann,<br />

Chairman des ETG<br />

Technical Committee erklärt,<br />

warum die ETG die aktive<br />

Einbringung von Ethercat G<br />

in die ETG begrüßt: „Ethercat<br />

ist ja bereits der schnellste<br />

Industrial-Ethernet-Feldbus,<br />

und wird dies dank des<br />

besonderen Funktionsprinzips<br />

auch bleiben. Mit Ethercat<br />

G können nun zusätzlich<br />

besonders datenhungrige<br />

Anwendungen aus dem Vision-<br />

und Messtechnikbereich<br />

eingebunden werden. Damit<br />

erweitern wir den Einsatzbereich<br />

unserer Technologie<br />

und machen sie fit für die Zukunft.“<br />

Zwar bleibt das bekannte<br />

Ethercat mit 100<br />

Mb/s die bewährte Lösung<br />

für die Mehrheit der Anwendungen.<br />

Ethercat G bietet<br />

dem Nutzer jedoch darüber<br />

hinaus vor allem in Einsatzfällen<br />

Vorteile, wo besonders<br />

viele Prozessdaten pro Gerät<br />

transportiert werden müssen,<br />

so zum Beispiel im Bereich<br />

Machine Vision, in der<br />

Messtechnik oder in komplexen<br />

Motion-Applikationen,<br />

die über die klassische Antriebsregelung<br />

hinausgehen.<br />

Als Erweiterung der Basis-<br />

Ethercat-Technologie ist<br />

Ethercat G voll kompatibel;<br />

existierende, auf 100 Mb/s<br />

ausgelegte Geräte können<br />

ebenso nahtlos in ein Ethercat-G-System<br />

integriert werden<br />

wie sich umgekehrt<br />

auch Ethercat-G-Geräte in<br />

Beispielhafter Aufbau eines<br />

Ethercat-G-Netzwerks<br />

DIE KUPPLUNG.<br />

einem 100-Mb/s-Ethercat-System wie klassische<br />

Ethercat-Geräte verhalten.<br />

Zentrales Element von Ethercat G bilden die<br />

so genannten Ethercat Branch Controller,<br />

welche im Kern zwei wesentliche Funktionen<br />

erfüllen: Zum einen agieren sie als eine Art<br />

Knotenpunkt zur Integration von Segmenten<br />

aus 100-Mb/s-Geräten, zum anderen ermöglichen<br />

sie die parallele Verarbeitung der angeschlossenen<br />

Segmente. Beckmann: „Die bekannten<br />

Vorteile von Ethercat, sprich die Verarbeitung<br />

‚on the fly‘, umfangreiche Diagnose,<br />

einfache Konfiguration und integrierte<br />

Synchronisierung bleiben selbstverständlich<br />

auch beim Einsatz von Ethercat G vollständig<br />

erhalten.“<br />

ik<br />

www.ethercat.org<br />

FÜR DIE WELT DER<br />

PRÄZISION<br />

Halle 4 / Stand 390<br />

Nürnberg, 26. – 28.<strong>11.2019</strong><br />

Sicherheitskupplungen<br />

Metallbalgkupplungen<br />

Elastomerkupplungen<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 15<br />

Bild: Beckhoff Automation


MAGAZIN<br />

UNTERNEHMEN<br />

Auftragsbezogen fertigen mithilfe standortsynchroner Produktion<br />

Ausgezeichnete Organisationsstruktur<br />

Dass Faulhaber in Sachen Miniatur- und Mikroantriebstechnik technologisch zu den Vorreitern<br />

der Branche gehört, ist bekannt. Dass die Schwaben auch eine ausgezeichnete Produktionsfähigkeit<br />

haben, belegt der Gewinn der Kategorie „Hervorragende Kleinserienfertigung“ im Wettbewerb Fabrik<br />

des Jahres. Überzeugt hat die Jury vor allem das kontinuierliche Streben nach Verbesserung der<br />

Prozesse, die starke Automatisierung und die Synchronisation über alle Produktionsstandorte hinweg.<br />

Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Das Ziel von Industrie 4.0 ist die smarte Fabrik. Sie steht für die<br />

Vision einer Produktionsumgebung, in der sich Fertigungsanlagen<br />

und Logistiksysteme ohne menschliche Eingriffe weitgehend<br />

selbst organisieren. Idealvorstellung hierbei ist eine rentable Herstellung<br />

von Produkten auch bei individuellen Kundenwünschen bis<br />

hin zur Losgröße 1. Ebenfalls eine große Rolle spielen dabei immer<br />

kürzere Innovations- und Produktlebenszyklen. Aus diesem Grund<br />

müssen moderne Fabriksysteme zunehmend flexibel und wandelbar<br />

sein, was zwangsläufig zu Themen wie Autonomie und Künstliche<br />

Intelligenz führt.<br />

Auch im Wettbewerb „Fabrik des Jahres“, veranstaltet von A.T. Kearney,<br />

geht es um die Zukunft der industriellen Produktion, letztendlich<br />

also um intelligente Fertigungskonzepte, bei denen Mensch und<br />

Maschine eng zusammenarbeiten. Preise werden in den Kategorien<br />

„Hervorragende Serienfertigung“, „Hervorragende Kleinserienfertigung“,<br />

„Hervorragendes Produktionsnetzwerk“, „Hervorragende<br />

Standortsicherung“ und „Standortsicherung durch Digitalisierung“<br />

vergeben. Darüber hinaus gibt es den „Geo-Award“ sowie den<br />

Hauptpreis „Fabrik des Jahres“. Alle diese Themen zahlen mehr oder<br />

weniger auf die intelligente Fertigung ein, sodass der Hauptpreis Fabrik<br />

des Jahres 2018 folgerichtig an die Crailsheimer Firma Gerhard<br />

Schubert GmbH für ihre Smart Factory ging. Dass es bei der<br />

Zukunft der industriellen Produktion nicht nur ausschließlich um<br />

Digitalisierung gehen muss, zeigt der Gewinner in der Kategorie<br />

„Hervorragende Kleinserienfertigung“. Die Dr. Fritz Faulhaber GmbH<br />

& Co. KG mit Sitz in Schönaich bei Stuttgart, überzeugte die Jury vor<br />

allem durch das kontinuierliche Streben nach Verbesserung der Prozesse,<br />

die starke Automatisierung und die Synchronisation über alle<br />

Produktionsstandorte hinweg.<br />

25 Millionen Produktvarianten<br />

Faulhaber ist Anbieter für Antriebssysteme im Bereich der Miniaturund<br />

Mikroantriebstechnik. Das umfangreiche Produktportfolio umfasst<br />

Motoren, Präzisionsgetriebe, Encoder, Lineare Komponenten<br />

und Elektronik. Insgesamt sind mehr als 25 Millionen Varianten per<br />

Katalog auswählbar. „Jeden Tag entstehen zehn bis zwölf neue Produkte,<br />

die in dieser Form noch nie gebaut wurden“, betont Faulhaber-<br />

CEO Dr. Thomas Bertolini. „Alle Aufträge montieren wir in der vom<br />

Kunden bestellten Menge, haben also eine Production on Demand.<br />

Der Anteil der kundenspezifischen Produktion ab Losgröße 1 liege<br />

bei Faulhaber derzeit bei 97 %. Insgesamt produziert das Unternehmen<br />

laut Dr. Bertolini seine Antriebskomponenten parallel an fünf<br />

Standorten in Deutschland, Ungarn, Rumänien und der Schweiz auftragsbezogen.<br />

Dabei sind die Aufgaben clever verteilt. So befindet<br />

sich im Stammhaus in Schönaich das Center of Competence für die<br />

Motortechnik, die beiden Schweizer Niederlassungen Faulhaber Minimotor<br />

in Croglio und Faulhaber Precistep in La-Chaux-de-Fonds fokussieren<br />

auf Getriebetechnik beziehungsweise Schrittmotoren.<br />

Und Faulhaber Motors Hungaria ist das Kompetenzzentrum für<br />

Flachläufermotoren. Dazu kommt das Produktionswerk Faulhaber<br />

Motors Romania, das eine weltweit wettbewerbsfähige Kostenstruktur<br />

bietet.<br />

Mehr als 80 % des Umsatzes realisiere Faulhaber mit Produkten,<br />

die Komponenten von mehreren Standorten enthalten. Langfristiges<br />

Ziel des Antriebsspezialisten ist es dabei, alle Aufträge so abzuarbeiten,<br />

dass die fertigen Produkte in acht Tagen ausgeliefert werden<br />

können. „Deshalb haben wir die standortsynchrone Produktion,<br />

um Motoren oder Antriebskomponenten parallel an allen Standorten<br />

fertigen zu können“, erläutert Produktionsleiter Hubert Renner<br />

das Prinzip des Acht-Tage-Produktionsverbundes. „Der Hauptbeweggrund,<br />

warum wir diesen Acht-Tage-Produktionsverbund sehr<br />

Bild: Faulhaber<br />

Im Wettbewerb „Fabrik des Jahres“ konnte sich<br />

Faulhaber für 2018 in der Kategorie „Hervorragende<br />

Kleinserienfertigung“ durchsetzen. Ein Grund war die<br />

starke Automatisierung der Produktionsprozesse<br />

16 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Bild: Faulhaber<br />

Faulhaber steht für<br />

präzise Kleinstund<br />

Mikromotoren<br />

konsequent anstreben, ist aber, dass wir glauben, wer die kürzesten<br />

Lieferzeiten anbietet, macht zukünftig vermehrt das Geschäft“,<br />

verdeutlicht Renner. Mit der standortsynchronen Produktion und mit<br />

einem bei Faulhaber in Schönaich sehr hohen Automatisierungsgrad<br />

sei es auch gelungen, die Lieferzeiten für die Kombinationen deutlich<br />

zu reduzieren. Gut 30 Prozent des Umsatzes entfallen auf Stan-<br />

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PLUS<br />

Innovationsführer 2018<br />

Zum 25. Mal kürte der Wettbewerb „Top 100“ 2018 die innovativsten<br />

Firmen des deutschen Mittelstands. Zu diesen Innovationsführern zählte<br />

auch die Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG. Das Unternehmen aus<br />

Schön aich schaffte bereits zum dritten Mal den Sprung in diese Innovationselite.<br />

In dem unabhängigen Auswahlverfahren überzeugte das Unternehmen<br />

mit über 680 Mitarbeitern besonders in der Kategorie „Innovationserfolg“.<br />

Ob Filmkamera, Insulinpumpe oder Tätowiergerät – Antriebssysteme<br />

aus Schönaich sind heutzutage allgegenwärtig. Seit nunmehr<br />

70 Jahren entwickelt und vertreibt das inhabergeführte Familienunternehmen<br />

Kleinstmotoren und zählt zu den weltweit führenden Anbietern<br />

seiner Branche. Der Erfindungsreichtum der Schwaben zeigt sich ins -<br />

besondere bei der Entwicklung kundenspezifischer Sonderlösungen. Für<br />

eine neuartige Handprothese etwa lieferte der Top‐Innovator für jeden<br />

einzelnen Finger einen eigenen Kleinstmotor mit einem Gewicht von<br />

gerade einmal 11 g. Auch im Bereich der industriellen Automation finden<br />

die Lösungen des Unternehmens Verwendung. So versorgt der Top -<br />

Innovator seine Kunden mit neuartigen Motion‐Controllern, mit deren<br />

Hilfe Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Motoren exakt<br />

gesteuert werden.<br />

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Bild: Faulhaber<br />

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MAGAZIN<br />

UNTERNEHMEN<br />

Auftragsabwicklung – Perfect Order. Dies ist ein entscheidender<br />

Beitrag zur Realisierung einer synchronisierten Produktion.<br />

Bild: Faulhaber<br />

Dr. Thomas Bertolini, CEO, Hubert Renner, Produktionsleiter, Jan-Patrick<br />

Schindler, stellvertretender Produktionsleiter, alle Faulhaber (v. l. n. r.)<br />

dardprodukte, 40 Prozent auf kundenspezifischen Modifikationen<br />

und 30 Prozent auf komplexe kundenspezifische Antriebssysteme.<br />

Kontinuierliches Streben nach Verbesserung<br />

Neben der Synchronisation der Produktionsstandorte lobte die Fabrik-des-Jahres-Jury<br />

auch das kontinuierliche Streben der Schwaben<br />

nach Verbesserung der Prozesse. Fast alle Mitarbeiter sind in<br />

den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) eingebunden.<br />

Jährlich werden allein am Standort Schönaich mehr als 2000 Verbesserungsvorschläge<br />

aus der Belegschaft umgesetzt. „Dieses Einbinden<br />

der Belegschaft möchten wir weiter verstärken“, so der stellvertretende<br />

Produktionsleiter Jan-Patrick Schindler. So sei man dabei,<br />

etwa im Auftragsabwicklungsprozess wertvolle Potenziale zu heben.<br />

Schindler: „Ich denke, diesen gelebten Verbesserungsprozess<br />

findet man nicht allzu häufig in Deutschland oder Europa.“ Man habe<br />

2011 damit begonnen und sei bis jetzt sehr erfolgreich. „Wir sind immer<br />

bei knapp 1500 bis 2000 umgesetzten KVP-Punkten pro Jahr<br />

bei rund 250 Mitarbeitern in der Produktion“, betont er. Das heißt, jeder<br />

Mitarbeiter macht im Schnitt einen Vorschlag pro Monat.“ Bei<br />

diesen Vorschlägen handele es sich sowohl um Dinge, die unmittelbar<br />

zu einer Verbesserung führen als auch um Anregungen, um bestimmte<br />

Abläufe zu optimieren. „Die Verbesserungsvorschläge werden<br />

dann – ganz analog in Form von Zetteln – an ein Whiteboard<br />

geheftet und einmal die Woche besprochen“, erklärt Schindler das<br />

Vorgehen. Zettel mit neuen Vorschlägen sind laut Schindler mit einem<br />

roten Magneten an das Brett angeheftet, Anregungen in Bearbeitung<br />

bekommen einen gelben Magneten und grün steht für abgearbeitete<br />

Vorschläge. Um die Praxistauglichkeit zu prüfen würden<br />

die umgesetzten Verbesserungen ein, zwei Wochen in der sogenannten<br />

Wirksamkeitskontrolle bleiben. „Einmal im Jahr spendiert<br />

die Geschäftsführung allen, die einen Vorschlag eingereicht haben,<br />

ein sogenanntes KVP-Vesper und ein kleines Geschenk. Das ist am<br />

Ende des Tages Arbeitsplatzsicherung“, betont Dr. Bertolini.<br />

Zu den angestrebten Verbesserungen gehöre vor allem die Automatisierung<br />

der Geschäftsprozesse. Diese, so Renner, „sehen wir als<br />

einen ganz herausragenden Aspekt“. Dabei gehe es letztendlich<br />

auch um das Thema Auftragsabwicklung. „Zu viele manuelle Arbeitsschritte<br />

können wir uns nicht mehr leisten“, urteilt er und erläutert:<br />

„Wir arbeiten gerade daran, den Auftragsabwicklungsprozess<br />

komplett zu automatisieren. Ziel ist eine komplett automatisierte<br />

Bild: Faulhaber<br />

Faulhaber ist für die Entwicklung der freitragenden,<br />

eisenlosen Schrägwicklung bekannt<br />

Automatisierungsgrad hängt von Losgröße ab<br />

Die starke Automatisierung bei Faulhaber war bei der Preisvergabe<br />

ebenfalls ein wichtiges Kriterium für die Jury. „Wir gehen bei diesem<br />

Thema differenziert vor“, so Renner. „Wir automatisieren nicht<br />

um der Automatisierung willen, sondern haben je nach Produkt sowohl<br />

komplette Automatenfertigung, Halbautomation beziehungsweise<br />

hybride Systeme sowie nach wie vor auch manuelle Tätigkeiten.“<br />

Ein konsequentes strukturiertes Baukastensystem und zu jeder<br />

Stücklistenstufe passende Automatisierung sind der Rahmen<br />

für unser Produktionskonzept am Standort Schönaich. Insgesamt<br />

sei man auf einem guten Weg, was ja auch die Auszeichnung „Hervorragende<br />

Kleinserienfertigung“ zeige. „Der detaillierte Feedback-<br />

Report von A.T. Kearney gibt uns aber auch Hinweise auf Verbesserungspotenziale<br />

und ist damit wichtig zur Überprüfung unserer Strategie“,<br />

verdeutlicht Dr. Bertolini. An den großen Herausforderungen<br />

– steigende Komplexität durch kundenspezifische Antriebstechnik<br />

sowie das Handling sinkender Losgrößen in der Produktion – arbeite<br />

man kontinuierlich weiter. „Am Ende entscheidet nicht mehr allein<br />

der Preis eines Produktes über den Geschäftserfolg, sondern auch<br />

die höchste Lieferperformance“, ist er überzeugt. Die Faulhaber-Antwort<br />

auf diese „Amazonisierung der Welt“ ist das Production-on-<br />

Demand-Konzept.<br />

www.faulhaber.com<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 346<br />

Details zu Faulhaber-Antriebssystemen:<br />

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18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


UNTERNEHMEN<br />

MAGAZIN<br />

Maxon stellt Keramikkomponenten in eigener Spritzgussabteilung her<br />

„Keramik kommt zum Einsatz, wenn<br />

alle anderen Materialien versagt haben“<br />

Maxon ist weltweit für hochpräzise Antriebe bekannt. Doch nur wenige wissen, dass das Unternehmen eine eigene<br />

Spritzgussabteilung für Keramik und Metall unterhält. Maxon Ceramic in Sexau entwickelt und fertigt präzise Bauteile<br />

für spezielle Anwendungen im CIM- und MIM-Verfahren. Dank CIM (Ceramic Injection Moulding) ist das Unternehmen<br />

in der Lage, auch die komplexesten Keramikformen herzustellen, unter anderem Keramikspindeln sowie Spezialteile<br />

für die Uhren- und Musikindustrie.<br />

Beim Hartbearbeiten werden die Keramikteile<br />

auf mikrometergenaue Toleranzen geschliffen<br />

Bild: Maxon<br />

Keramik ist ein hervorragendes Material, um Getriebe zu verstärken.<br />

Aus diesem Grund hat Maxon vor 20 Jahren eine eigene<br />

Pulverspritzguss-Abteilung gegründet. Dort werden inzwischen<br />

auch Keramikteile produziert, die für ein besseres Musikerlebnis<br />

sorgen. Der größte Stolz der Abteilung kriegt standesgemäß ein eigenes<br />

Zimmer. Andreas Philipp, Leiter der Abteilung Pulverspritzguss<br />

beim Antriebspezialisten, steuert schnurgerade auf die neu<br />

hochgezogenen Mauern hin, öffnet die Türe und zeigt auf die einzige<br />

Maschine, die im Raum untergebracht ist – eine Lasermaschine zur<br />

Hartbearbeitung von Keramikbauteilen. Die neuste Anschaffung ist<br />

in der Lage, Keramik auf 2 Mikrometer genau zu schneiden, erklärt<br />

Philipp. Federelemente mit einer Wandstärke von 17 Mikrometer<br />

bearbeiten und gleichzeitig präzise Messungen durchführen. Damit<br />

soll die Abteilung fit für die Zukunft gemacht, Kunden noch schneller<br />

mit Präzisionsteilen beliefert werden.<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 21


MAGAZIN<br />

UNTERNEHMEN<br />

Bild: Maxon<br />

Letzter Schliff für die Keramikteile nach dem Sintern, damit sie eine<br />

schöne Oberfläche erhalten<br />

Präzise Schleifarbeit: Norbert Steidinger kontrolliert eine Keramikachse<br />

auf ihre Genauigkeit<br />

Bild: Maxon<br />

Keramik für längere Lebensdauer<br />

Dass das Unternehmen überhaupt eine eigene Spritzguss-Abteilung<br />

für Keramik und Metall betreibt, dürften nur wenige Leute wissen,<br />

schließlich ist das Unternehmen wegen seiner Mikromotoren<br />

bekannt, die auf dem Mars im Einsatz sind aber auch auf der Erde<br />

unzählige Anwendungen antreiben – von Operationsrobotern über<br />

Laborautomaten bis hin zu Tattoomaschinen. Neben Präzisionsantrieben<br />

entwickelt und produziert der Hersteller auch Steuerungen,<br />

Encoder und vor allem Getriebe. Und diese müssen für bestimmte<br />

Einsätze verstärkt werden. Genauer gesagt: einzelne Komponenten<br />

wie etwa Zahnräder, Achsen oder Planetenträger. Für diese „Aufrüstung“<br />

eignet sich Keramik besonders, schließlich ist das Material im<br />

Vergleich zu Stahl beständiger gegen Chemikalien, hohe Temperaturen<br />

und Verschleiß. Keramikachsen in Getrieben verlängern die Lebensdauer<br />

beträchtlich. Besonders, wenn der Antrieb im Start-Stop-<br />

Betrieb eingesetzt wird. Aus diesem Grund hat das Unternehmen<br />

begonnen, die Keramikteile selbst herzustellen. Heute arbeiten in<br />

der Spritzgussabteilung 45 Personen, darunter Entwickler, Applikations-Ingenieure,<br />

Qualitätsfachleute und Produktionsmitarbeitende.<br />

Vom Motor bis zur Spindel<br />

Die Pulverspritzguss-Fachleute sind Teil des Produktionswerkes in<br />

Sexau in Süddeutschland, welches sich auf Getriebe spezialisiert<br />

hat. Entsprechend werden rund die Hälfte aller Teile, die die Abteilung<br />

verlassen, in Maxon-Antrieben eingesetzt. Besonders begehrt<br />

sind die Keramikspindeln für Linearantriebe, da sie leichtgängig und<br />

verschleißfest sind. „Wir sind das einzige Unternehmen, das dem<br />

Kunden Motor, Getriebe und Keramikspindel aus einer Hand bieten<br />

kann“, sagt Produktmanager Walter Kuhn. Die Entwicklung und Produktion<br />

von präzisen Keramikbauteilen ist aufwendig und nicht ganz<br />

billig. Die Prozesse sind komplex und für die Hartbearbeitung werden<br />

Diamantwerkzeuge oder – wie bereits erwähnt – Lasermaschinen<br />

benötigt. Deshalb wird Keramik meistens nur aufgrund von<br />

sehr spezifischen Anforderungen gewählt, die mit herkömmlichen<br />

Werkstoffen nicht erfüllt werden können. Oder wie es Andreas Philipp<br />

sagt: „Keramik kommt zum Einsatz, wenn alle anderen Materialien<br />

versagt haben.“<br />

Zwei Tage in den Ofen<br />

Am Anfang des Produktionsprozesses steht das Granulat, auch<br />

Feedstock genannt. Dieses beinhaltet einen bestimmten Anteil an<br />

Bindemittel, damit das Material überhaupt in Gussformen gepresst<br />

werden kann. Nachdem die Teile dann die Spritzgussmaschine verlassen<br />

haben, können sie bereits leicht bearbeitet werden, mit fertigen<br />

Keramikkomponenten haben sie aber noch nicht viel gemein.<br />

Diese sogenannten Grünlinge sind spröde, leicht brechbar und viel<br />

größer als das Endprodukt. Damit sie die besonderen Eigenschaften<br />

von Keramik erhalten, wird ihnen zuerst in einem chemischen Verfahren<br />

das Bindemittel wieder entzogen. Danach geht es für zwei<br />

Tage in den Ofen zum Sintern, wo die Bauteile bei maximal 1500 °C<br />

um bis zu 30 % schrumpfen. Dieser Volumenverlust ist schwierig zu<br />

kalkulieren, besonders wenn Toleranzen im Mikrometerbereich das<br />

Ziel sind. Daher geht es für viele Bauteile nach dem Ofen in die<br />

Nachbearbeitung, wo durch Schleifen die geforderten Toleranzen erreicht<br />

werden. Bei manchen Bauteilen reicht dagegen ein einfaches<br />

Polierverfahren, und danach sind sie bereit zur Auslieferung.<br />

Schnelle Bearbeitung von Prototypen<br />

Die besonderen Eigenschaften von Keramik sorgen dafür, dass<br />

Maxon nicht nur Bauteile für Getriebe anfertigt. Zu den gefertigten<br />

Produkten zählen kleinste Düsen für die Industrieautomation, Klinken<br />

für die Uhrenindustrie aber auch Gehäuse für Kopfhörer. Letztere<br />

werden bereits seit Jahren im Werk hergestellt und haben einen<br />

positiven Effekt auf die Klangqualität. Zudem sind sie im Gegensatz<br />

zu Metallgehäusen kratzfest und behalten ihren schönen Glanz über<br />

eine lange Zeit. Das Grundprinzip in der Pulverspritzguss-Verarbeitung<br />

ist in den letzten Jahren gleichgeblieben. Trotzdem sind gewisse<br />

Veränderungen spürbar. Laut Philipp wird wohl in Zukunft die Bearbeitung<br />

von Grünlingen abnehmen. Stattdessen geht man vermehrt<br />

dazu über, einfache Grundformen zu spritzen und dieses danach<br />

mit Hightech-Maschinen zu bearbeiten, bis sie die perfekte<br />

Form haben. „Dadurch erhalten die Kunden viel schneller einen Prototypen“,<br />

sagt Philipp. Auch Kleinserien können rascher ausgeliefert<br />

werden. Was sich nicht verändert, ist die Faszination für Pulverspritzguss,<br />

die durch die ganze Abteilung spürbar ist. „Jeder Auftrag<br />

ist anders, nichts ist Standard. Keramik ist ein massiv herausforderndes<br />

Material und genau das macht es so spannend.“ jg<br />

www.maxongroup.de<br />

Details zur Keramikfertigung bei Maxon:<br />

hier.pro/GDDtA<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 224<br />

22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


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verkürzte Time-to-Market<br />

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Weltweit müssen Produkthersteller zunehmend individualisierte Produkte anbieten – mit<br />

Maschinen, die zugleich den Footprint reduzieren und die Produktivität verbessern. Dies<br />

ermöglicht das eXtended Transport System XTS in Kombination mit der PC- und EtherCATbasierten<br />

Steuerungstechnik. Seine hohe <strong>Konstruktion</strong>sfreiheit erlaubt neue Maschinenkonzepte<br />

für Transport, Handling und Montage. In der Hygienic-Version aus Edelstahl ist das<br />

XTS ideal für den Einsatz in der Pharma- und Lebensmittelbranche.<br />

freie Einbaulage<br />

kompakte Bauform<br />

frei wählbare Geometrie<br />

wenige mechanische Teile und Systemkomponenten<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 23


MAGAZIN<br />

UNTERNEHMEN<br />

Lapp nutzt eine neue Herangehensweise beim Innovationsprozess<br />

Jeder Traum braucht seinen Raum<br />

Das Thema Innovation ist nicht nur fest in den Grundwerten der Lapp-Gruppe verankert, es wird<br />

auch aktiv gelebt. Ergänzend zum klassischen Stage-Gate-Ansatz hat das Unternehmen den neuen<br />

Innovation-for-Future-Prozess entwickelt. Dieser Prozess gibt auch radikalen sowie disruptiven<br />

Ideen Raum, in dem sie reifen und sich entfalten können.<br />

Bernd Müller, freier Journalist, i. A. der U.I. Lapp GmbH, Stuttgart<br />

Die Entwicklung einer Predictive-Maintenance-<br />

Lösung von Lapp kam mit dem klassischen<br />

Stage-Gate-Prozess nicht recht voran. Der<br />

neue Innovation-for-Future-Prozess gibt den<br />

Entwicklern jetzt den notwendigen Freiraum<br />

denn dort kennt man Ziele, Marktpotenzial<br />

und auch Geschäftsmodell am Anfang des<br />

Prozesses oft noch gar nicht. Doch der ökonomische<br />

Wandel, der durch die rasante Digitalisierung,<br />

neue Geschäftsmodelle sowie eine<br />

Unsicherheit über die Zukunft geprägt ist,<br />

erfordert auch eine neue Herangehensweise<br />

beim Innovationsprozess.<br />

Innovation, etwas Neues zu schaffen und erfolgreich zu vermarkten,<br />

ist zu einem Hype geworden. Noch vor zehn Jahren waren<br />

Unternehmen eher auf Lean-Themen fixiert, also die Kosten-Optimierung<br />

von Produkten und Prozessen. Doch nicht jeder, der von<br />

Innovation spricht, ist auch wirklich innovativ. Fairerweise muss man<br />

zudem zwischen Consumer-Produkten und dem B2B-Geschäft<br />

unterscheiden. Hersteller von Smartphones etwa müssen ihre Produkte<br />

jedes Jahr neu erfinden, weil die Produktlebenszyklen kurz<br />

sind. Anders sieht es bei der Verbindungstechnologie aus, in der<br />

Lapp seit 60 Jahren erfolgreich ist: Die Produktlebenszyklen sind<br />

lang, zahlreiche Produkte bleiben über Jahrzehnte im Programm.<br />

Wenn Guido Ege über Innovation spricht, nutzt der Leiter Produktmanagement<br />

und Entwicklung bei Lapp gerne Metaphern. Auch<br />

„Raum“ sei so eine Metapher – für Methoden, Prozesse und Freiheiten,<br />

um Innovationen zu entwickeln, die vorher undenkbar waren:<br />

„Früher war dieser Raum bei Lapp begrenzt.“ Der klassische Stage-<br />

Gate-Prozess definierte die Leitplanken, innerhalb derer der Innova -<br />

tionsprozess ablief. Wurden bestimmte Ziele erfüllt – Funktionalität,<br />

Kosten, Termine – ging der Daumen der Gatekeeper nach oben.<br />

Wenn nicht, ging er nach unten und das Projekt wurde beendet. Für<br />

radikale, transformative und disruptive Innovationen war kaum Platz,<br />

Entstehen des Innovationsprozesses<br />

Zwei Innovationsprojekte aus der jüngeren<br />

Vergangenheit von Lapp zeigen beispielhaft,<br />

wie die klassische Herangehensweise ins<br />

Leere laufen kann. Sie waren der Startschuss<br />

dafür, einen neuen Innovationsprozess zu<br />

entwickeln – Innovation for Future:<br />

Für die korrekte und einfache Markierung von<br />

konfektionierten Kabeln hat ein Innovationsteam von Lapp mittels<br />

Design-Thinking mehrere Lösungen entwickelt, aus denen eine<br />

besonders hervorstach: Cloudmarking. Dabei lädt der Maschinenbauer<br />

die Informationen für die Markierungen in eine Cloud, wo der<br />

Konfektionär sie herunterladen und ausdrucken kann. Der Vorteil<br />

ist, dass jedes Label eindeutig seiner Position im Schaltplan zugeordnet<br />

ist, das Befestigen anschließend schneller erfolgen kann und<br />

Fehlerquellen minimiert werden. Im Rahmen des Design-Thinking-<br />

Prozesses wurden von Anfang an Kunden eingebunden, mit denen<br />

in etlichen Iterationsrunden – sogenannten Sprints – das Konzept<br />

verbessert wurde, das es am Ende allerdings nur auf Papier gab.<br />

Guido Ege: „Wir haben zu spät begonnen, an die Umsetzung zu<br />

denken und einen Partner für die Softwareentwicklung einzubinden.“<br />

Mittlerweile ist Cloudmarking wieder auf dem Weg und ein<br />

indischer Dienstleister entwickelt die entsprechende Software.<br />

Im zweiten Projekt hatten sich Entwickler im Sinne der vorausschauenden<br />

Wartung Gedanken darüber gemacht, wie der Ausfall von Leitungen<br />

vorhergesagt werden kann. Sie fanden Hinweise darauf, dass<br />

ein Zusammenhang zwischen der nachlassenden Übertragungsfähigkeit<br />

und der Alterung sowie der Ausfallwahrscheinlichkeit der Leitung<br />

besteht. Die Lösung war allerdings technisch sehr anspruchsvoll,<br />

weshalb der Fokus der Entwickler lange Zeit ausschließlich auf der<br />

Technik lag. „In diesem Fall hat sich niemand gefragt, welche Kunden<br />

das brauchen und wieviel sie dafür zu bezahlen bereit sind“, erklärt<br />

Bild: Lapp<br />

24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


UNTERNEHMEN<br />

MAGAZIN<br />

Guido Ege. „Nun wollen wir mit Pilotkunden diese Lösung weiterentwickeln<br />

und dazu ein passendes Geschäftsmodell entwickeln.“<br />

Innovation for Future<br />

Die Projekte zeigen, wie Innovationsprozesse verlaufen können, wenn<br />

das Innovationsmanagement nicht zur Herausforderung passt. Die<br />

Lektion daraus war für Lapp, dass sich der Stage-Gate-Prozess nicht<br />

für Innovationsprojekte mit ungewissem Ausgang eignet. Für das Unternehmensmanagement<br />

war diese Erfahrung der Anlass, sich über<br />

einen neuen Innovationsprozess Gedanken zu machen, der transformative<br />

und disruptive Ideen begleiten und zum Erfolg führen kann.<br />

Denn wie Georg Stawowy, Vorstand Technik und Innovation bei Lapp<br />

ausführt: „Innovation war für uns immer wichtig, das belegt unser<br />

Leitbild, das uns schon seit vielen<br />

Jahren Orientierung gibt.“ Demnach<br />

ist Innovation einer der vier<br />

Grundwerte des Unternehmens.<br />

Für die neue Herangehensweise<br />

des Innovation-for-Future-Prozesses<br />

müssen parallel drei Voraus-<br />

Expertise – Passion – Automation<br />

setzungen erfüllt werden: Es<br />

muss eine technische Lösung<br />

entwickelt werden, man muss<br />

mit mindestens einem poten -<br />

ziellen Kunden sprechen und<br />

es muss ein Business Model<br />

Canvas entwickelt werden – so<br />

haben es die Innovationsmanager<br />

von Lapp definiert. Doch das<br />

sind nur die Formalien. Der entscheidende<br />

Unterschied ist die<br />

Rolle des Managements. Statt<br />

bisher nur in definierten Intervallen<br />

Ja oder Nein zu einem Entwicklungsstand<br />

zu sagen, sind<br />

Führungskräfte künftig als Ideengeber<br />

und Unterstützer – neudeutsch<br />

als Enabler – gefragt. Sie<br />

knüpfen für das Innovationsteam<br />

Kontakte und stellen die Ressourcen<br />

bereit, womit nicht nur Geld<br />

gemeint ist, sondern auch zeitlicher<br />

Freiraum – genau jener<br />

Raum, in dem der Traum von<br />

einem neuen Produkt oder einem<br />

neuen Service Wirklichkeit werden<br />

kann. „Stage-Gate ist damit<br />

aber nicht tot“, sagt Guido Ege. Er<br />

ergänzt den Innovation-for-Future-<br />

Prozess und ist für inkrementelle<br />

Überzeugende Highlights:<br />

Innovationen, etwa für einen<br />

neuen Kabeltyp auf Basis eines<br />

Vorgängerprodukts, nach wie vor<br />

die Methode der Wahl.<br />

Innovation for Future wurde dieses<br />

Jahr bei Lapp eingeführt.<br />

Wenn sich das neue Innovationskonzept<br />

bewährt, wird es das<br />

Unternehmen tiefgreifend verän-<br />

dern. „Es geht keineswegs nur um einzelne Produktinnovationen.<br />

Lapp entwickelt sich vom Anbieter physischer Produkte zu einem<br />

Lösungsanbieter, das betrifft Prozesse, Logistik und Management“,<br />

betont Guido Ege. „Lapp soll als ganzes Unternehmen innovativer<br />

werden. Innovation for Future öffnet den Raum dafür.“<br />

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www.lappkabel.de<br />

Weitere Informationen zu<br />

individuellen Lösungen von Lapp:<br />

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Messe SPS: Halle 2, Stand 310<br />

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MAGAZIN<br />

UNTERNEHMEN<br />

E-CAD-Software von WSCAD<br />

Komplett integriert<br />

Auf der SPS zeigt WSCAD mit der nächsten Version der Software Suite X Plus neue Funktionalitäten<br />

seiner E-CAD-Plattform, um die elektrotechnische Planung und Dokumentation unterschiedlicher<br />

Engineeringdisziplinen weiter zu verzahnen.<br />

Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />

Zeitersparnis vorprogrammiert: Mit dem<br />

neuen WSCAD-Editor der Suite X Plus können<br />

DWG- sowie DXF-Dateien ohne Konvertierung<br />

geöffnet werden, sodass damit sofort<br />

weitergearbeitet werden kann<br />

Bild: WSCAD<br />

Unterschiedliche Engineeringdisziplinen frühzeitig miteinander<br />

zu verzahnen, „sie zu integrieren“, sieht Dr. Axel Zein, CEO von<br />

WSCAD, als Antwort auf die Herausforderung, Komplexität in <strong>Konstruktion</strong>sprozessen<br />

möglichst beherrschbar zu gestalten. Mit entsprechenden<br />

E-CAD-Lösungen für die elektrotechnische Planung<br />

sowie Dokumentation und einer modularen und skalierbaren Software<br />

sollen Anwender aus den Bereichen Elektrotechnik, Schaltschrankbau,<br />

P&ID, Fluidtechnik, Gebäudeautomation und Elektroinstallation<br />

dabei unterstützt werden, elektrische Anlagen und Geräte<br />

entsprechend integrativ zu projektieren und zu entwickeln. Auf der<br />

Messe SPS in Nürnberg wird WSCAD mit seiner nächsten Version<br />

der Suite X Plus aktuelle Funktionen softwaregestützter Elektrokonstruktion<br />

zeigen. Unter anderem werden ein neuer Editor und Verbesserungen<br />

in punkto Gesamt-Performance, Schnittstellen und<br />

App-Erweiterung zu sehen sein<br />

Intuitive Bedienung der E-CAD-Software<br />

Kernstück der E-CAD-Software bildet ein Editor, der den gesamten<br />

<strong>Konstruktion</strong>sprozess unterstützt und beschleunigt. Er bietet neben<br />

einer besseren Performance eine hundertprozentige Kompatibilität<br />

zu DXF- und DWG-Daten. Pläne, die im DXF- beziehungsweise<br />

DWG-Format vorliegen, lassen sich im Original-Datenformat bearbeiten.<br />

Die bisher erforderliche Konvertierung und der damit verbundene<br />

zeitaufwändige Import und Export der Daten entfällt.<br />

Über Schnittstellen zu PLM- und ERP-Systemen sowie zu anderen<br />

Automationsausrüstern lassen sich Arbeitsprozesse optimieren und<br />

Datenbrüche vermeiden. Die mit dem Service-<br />

Pack 3 der Suite X verfügbaren neuen Schnittstellen<br />

umfassen beispielsweise das TIA-Portal<br />

von Siemens zur Steuerungsprogrammierung,<br />

M-Print Pro von Weidmüller für Beschriftungstexte<br />

oder Clip Project Planning und Project<br />

Complete von Phoenix Contact, um Klemmleisten<br />

zu editieren.<br />

Die E-CAD-Datenbibliothek ist auf über 1,4 Mio.<br />

Datensätze und einen Umfang von 287 Herstellern<br />

gewachsen. Zu den eingestellten elektrotechnischen<br />

Komponenten gibt es Datensätze<br />

im WSCAD-, im Eplan-EDZ-Format sowie in nativen CAD-Formaten<br />

wie dem weit verbreiteten Standard STEP. Allein im September<br />

2019 kamen über 7.000 Step- und 144.368 neue WSCAD-Datensätze<br />

hinzu. Neu in der Version 2 ist die zugrunde liegende und überarbeitete<br />

Datenbank: Sie ist bis zu zehn Mal schneller und kompatibel<br />

zum ISO/IEC-konformen E-Class-Datenstandard. Ab sofort lassen<br />

sich in der Elektroplanung komplette Gerätekataloge oder die<br />

Artikelliste eines Projekts einfach weitergeben oder übernehmen.<br />

Medienbrüche zwischen Maschinen- und Schaltschrankbauer gehören<br />

der Vergangenheit an.<br />

Ebenfalls überarbeitet und deutlich schneller als bisher ist die Suchmaschine.<br />

In möglichst kurzer Zeit stehen angeforderte Informationen<br />

in übersichtlicher Darstellung zur Verfügung. Neu sind Hersteller-Widgets<br />

wie von Schneider Electric, die die Produktauswahl vereinfachen.<br />

Für Hersteller sind die erweiterten Statistiken zur Nutzung<br />

der von ihnen bereitgestellten Artikeldatensätze interessant.<br />

Der Zugriff ist nach einer Registrierung kostenfrei möglich.<br />

www.wscad.com<br />

Details zur Suite X Plus :<br />

hier.pro/B4Aqa<br />

Messe SPS: Halle 6, Stand 328<br />

26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


HYDRAULISCH ODER<br />

ELEKTROMECHANISCH?<br />

Moog Elektrohydrostatische<br />

Pumpeneinheit (EPU)<br />

Die Moog Elektrohydrostatische Pumpeneinheit (EPU) ist das<br />

Herz des elektrohydrostatischen Antriebs, der das Beste aus<br />

elektrischen und hydraulischen Antriebstechnologien in einem<br />

in sich geschlossenen hydrostatischen Getriebe vereint:<br />

Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit.<br />

Die EPU ist das kompakteste Produkt ihrer Klasse und lässt<br />

sich durch ihr einzigartiges Interface einfach in bestehende<br />

und neue Maschinendesigns integrieren. Von der Zylinderoder<br />

Blockdirektmontage profitieren Sie doppelt: kürzere<br />

Installationszeiten und vereinfachte Wartung.<br />

Höhere<br />

Energieeffizienz<br />

Höhere<br />

Produktivität<br />

Wirtschaftliche<br />

Installation<br />

www.moogepu.com/learmore55<br />

WHAT MOVES YOUR WORLD<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 27


SERVICE<br />

DAS ENGLISCHE FACHWORT<br />

Technisches Englisch Stück für Stück – Inch by Inch –<br />

Elektronik – electronics<br />

Sie möchten Ihr technisches Englisch verbessern? Wir möchten es<br />

Ihnen so leicht wie möglich machen. Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> veröffentlicht<br />

mit freundlicher Genehmigung des Autors Matthias Meier<br />

Monat für Monat Fachwörter zu technischen Themen, die Konstrukteure<br />

und Entwickler interessieren. Außerdem gibt es in jeder<br />

Ausgabe ein sogenanntes Pictorial, das auf unterhaltsame Weise<br />

technisches Englisch quasi in kleinen Häppchen bietet.<br />

Bild: Weidmüller<br />

I<br />

Impulsantwort<br />

Impulsdiagramm<br />

Impulserzeuger<br />

Impulsfolge<br />

Impulsgatter<br />

Impulswandler<br />

Induktion (Spannung)<br />

induktive Erwärmung<br />

Induktivität L<br />

innerer Fotoeffekt<br />

integrierter Schaltkreis<br />

Interruptebene<br />

Inverter<br />

Istwert<br />

pulse function response<br />

pulse diagram<br />

pulse generator<br />

pulse train<br />

gate module<br />

pulse converter<br />

induction<br />

induction heating<br />

inductance<br />

internal photoelectric effect<br />

integrated circuit (IC)<br />

interrupt plane<br />

inverter<br />

actual value<br />

Kondensator<br />

kontaktloser Schalter<br />

Kreisfrequenz<br />

Kurzschluss<br />

Kurzschlussstrom<br />

L<br />

LCD<br />

Leistungstransistor<br />

Lichtschranke<br />

Logikbaugruppe<br />

Logikbaustein<br />

Logikfamilie aus integrierten<br />

bipolaren Transistoren<br />

capacitor<br />

hall sensor<br />

radian frequency<br />

short circuit<br />

short-circuit current<br />

liquid crystal display<br />

power transistor<br />

light barrier<br />

logic module<br />

generic array logic (GAL)<br />

transistor-transistor-logic (TTL)<br />

K<br />

Kaltleiter<br />

Kapazität C<br />

Kaskadenschaltung<br />

Kennlinienfeld<br />

Kirchhoffsche Gesetze<br />

Knotenpunkt<br />

positive temperature<br />

coefficient (PTC) resistor<br />

electric capacitance<br />

cascade connection<br />

characteristic curve<br />

mesh rule<br />

node<br />

M<br />

magnetische Feldstärke H<br />

magnetische Induktion B<br />

magnetischer Fluss<br />

Merker<br />

Messwertaufnehmer<br />

Mitkopplung<br />

Modulbauweise<br />

magnetic field strength<br />

magnetic induction<br />

magnetic flux<br />

flag<br />

measuring device<br />

positive feedback<br />

modular design<br />

N<br />

Nennspannung<br />

Netzteil<br />

rated voltage<br />

power supply unit<br />

Bild: Inchbyinch<br />

Für das englische Fachwort<br />

zeichnet Matthias Meier<br />

aus Karlsruhe verantwortlich,<br />

der die Zeitschrift<br />

‚Inch | Technical English –<br />

Inch by Inch‘ herausgibt<br />

O<br />

Optokoppler<br />

Oszillator<br />

P<br />

Parallelschaltung<br />

Periodendauer T<br />

Peripheriegerät<br />

Phasenverschiebung<br />

optocoupler<br />

oscillator<br />

parallel connection<br />

periodic time<br />

peripheral device<br />

phase shift<br />

28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ENGINEERS OF LIGHT<br />

Matthias Meier, Karlsruhe, Herausgeber der Zeitschrift<br />

‚Inch | Technical English – Inch by Inch‘<br />

www.inchbyinch.de<br />

Phasenwinkel<br />

pn-Übergang<br />

Positionsgeber<br />

prellfreier Schalter<br />

Programmablauf<br />

Prozessor<br />

Prozessrechner<br />

Prüfbit<br />

Puffer<br />

R<br />

Reihenschaltung<br />

Rückkopplung<br />

Ruhestellung<br />

phase angle<br />

pn-junction<br />

position feedback transducer<br />

chatter-proof switch<br />

program flow<br />

processor<br />

process control system<br />

parity bit<br />

buffer<br />

series connection<br />

feedback<br />

basic setting<br />

Der dritte Teil des englischen Fachwortes zum Thema<br />

Elektronik erscheint in der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 12/2019<br />

am 5.12.2019<br />

inchbyinch.de<br />

PICTORIAL – KABELARTEN<br />

Nürnberg<br />

26. – 28 .11. 2019<br />

Halle 3C, Stand 726<br />

cable types<br />

Kabelarten<br />

solid core wire<br />

Schaltdraht<br />

stranded wire<br />

Litze<br />

multicore cable<br />

mehradriges Kabel<br />

coaxial cable<br />

Koaxialkabel<br />

twisted pair cable verdrillte Zweidrahtleitung<br />

ribbon cable<br />

Flachbandkabel<br />

fiber optics cable Glasfaserkabel<br />

Weitere Pictorials finden Sie unter inchbyinch.de<br />

LINURA.<br />

DAS LICHT<br />

DER NEUEN<br />

MÖGLICH-<br />

KEITEN.<br />

Möglichst starkes Licht für optimale Sichtverhältnisse.<br />

Möglichst schlankes Design für alle Platzangebote.<br />

Möglichst viele Varianten für noch mehr Anwendungen.<br />

Die Maschinenleuchte LINURA. Lichtjahre voraus.<br />

#blackforestlight www.waldmann.com K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 29


SERVICE<br />

TIPPS & TERMINE<br />

Webinar zum Thema Mehrkörpersimulation von Comsol am 29.<strong>11.2019</strong><br />

Multiphysik-Simulation von Mehrkörpersystemen<br />

Bild: Comsol<br />

Multiphysik bringt die Simulation von Mehrkörpersystemen auf ein höheres Niveau<br />

Die Simulation von Mehrkörpersystemen erfordert<br />

eine vereinfachte Beschreibung der<br />

einzelnen Komponenten als starre Körper.<br />

Mit der Comsol Multiphysics-Software können<br />

die starren Körper frei mit elastischen<br />

Körpern kombiniert werden. Dadurch ist es<br />

möglich, die Spannungen in einzelnen Komponenten<br />

innerhalb eines komplexeren Systems<br />

zu analysieren, wie z.B. einen einzelnen<br />

Kolben in einem Verbrennungsmotor.<br />

Die Simulation von Mehrkörpersystemen<br />

wird besonders interessant, wenn die Dynamik<br />

der starren Körper mit zusätzlichen physikalischen<br />

Phänomenen gekoppelt wird.<br />

Im Webinar am 29.<strong>11.2019</strong> erfahren Sie, welche<br />

Möglichkeiten sich durch die nahtlose<br />

Kopplung von Mehrkörpersystemen mit anderen<br />

physikalischen Prozessen wie Wärmetransport,<br />

Strömungen (FSI) oder Akustik ergeben.<br />

Gezeigt wird, wie durch solche Multi-<br />

physik-Kopplungen Roboterschwimmer simuliert<br />

oder die Geräuschentwicklung von<br />

Elektromotoren analysiert werden. Durch das<br />

Webinar führt der Referent Serjoscha Hylla.<br />

Er ist Applications Engineer<br />

bei Comsol Multiphysics.<br />

Die Teilnahme ist<br />

kostenlos, eine Anmeldung<br />

erforderlich. bt<br />

hier.pro/Vhxxn<br />

Leiterplattensteckverbinder-Katalog von W+P<br />

Steckverbinder im Überblick<br />

Seminarprogramm von SKF<br />

Anwenderwissen rund um Wälzlager<br />

Passend zum 25-jährigen Jubiläum hat der<br />

Leiterplattensteckverbinder-Spezialist W+P<br />

aus Bünde zwei Kataloge neu aufgelegt.<br />

Während die Shortform-Variante alle Katalogprodukte<br />

mit Foto und Kurzbeschreibung<br />

zeigt, übernimmt der Gesamtkatalog auf 540<br />

Seiten die Funktion des umfangreichen Nachschlagewerkes.<br />

Hier ist jede der 483 Serien<br />

mit detailreichen technischen Informationen,<br />

Foto, Zeichnung sowie Leiterplattenlayout<br />

dargestellt. Ein übersichtlicher Auswahlcode<br />

plus die Angabe der passenden Gegenstecker<br />

erleichtern den Bestellvorgang.<br />

Das Katalogprogramm hat Zuwachs bei den<br />

Serien rund um SMT Stiftleisten, Power<br />

Steckverbinder und im Wire-to-Board-Bereich<br />

bekommen. Diese wurden durch Direktkontakte<br />

in Crimp-Rast Technologie ergänzt: Zuverlässig<br />

in der Handhabung sind die Board-<br />

In Varianten, da diese direkt in die Leiterplatte<br />

gelötet werden. Eine Crimp-Einzelkontakt-<br />

Serie komplettiert die Angebotsvielfalt. bt<br />

www.wppro.com<br />

Bild: SKF<br />

Das breit angelegte, modular aufgebaute Trainingsangebot<br />

von SKF erstreckt sich vom Basiswissen<br />

bis hin zum Experten-Know-how.<br />

Im Themenkomplex Wälzlagertechnik beispielsweise<br />

können sich die Teilnehmer über<br />

die Wälzlager-Auslegung, -Montage und -Demontage<br />

sowie -Schmierung weiterbilden,<br />

praktische Übungen inklusive. Hinzu kommen<br />

spezielle Seminare, die sich etwa mit<br />

Hochgenauigkeitslagern in Werkzeugmaschi-<br />

nen beschäftigen, Einblicke in Wälzlagerschäden<br />

und ihre Ursachen bieten oder Wälzlagerwissen<br />

aus kaufmännischer Perspektive vermitteln.<br />

Das Fachgebiet Instandhaltung sorgt für effizienzsteigernde<br />

Kenntnisse und Fähigkeiten<br />

in Sachen Thermografie, Auswuchten, Wellenausrichten<br />

und Reliability Centered Maintenance<br />

(RCM). Im Trainingsbereich Maschinendiagnose<br />

und Schwingungsanalyse können<br />

die Teilnehmer erweitertes Wissen im<br />

Hinblick auf eine vorausschauende Instandhaltung<br />

erwerben. Deshalb ist diesmal auch<br />

ein neues Seminar zum Thema Datenanalyse<br />

dabei. Hinzu kommen Schulungen zum Umgang<br />

mit entsprechender Analyse- oder auch<br />

Online-Überwachungssoftware wie z. B. SKF<br />

@ptitude Analyst bzw. SKF @ptitude Observer.<br />

Drei Seminare speziell für den Windenergiesektor<br />

(Wälzlagertechnik, Wellenausrichtung,<br />

Online-Schwingungsüberwachung) runden<br />

das Schulungsangebot von SKF ab. bt<br />

www.skf.de<br />

30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Ethik in KI und Robotik, Christoph Bartneck, Christoph Lütge, Alan R. Wagner, Sean Welsh<br />

Buchtipp: Was darf KI eigentlich?<br />

Produktkonfigurator von Enemac<br />

Die passende Kupplung finden<br />

Unser Leben wird zunehmend von Künstlicher<br />

Intelligenz (KI) und Robotik beeinflusst.<br />

Autonome Fahrzeuge kommen auf unsere<br />

Straßen, Roboter werden für eine Vielzahl<br />

von Aufgaben im Gesundheitswesen vorgeschlagen<br />

– von der Unterstützung älterer<br />

Menschen bis zum Einsatz bei Operationen –<br />

und Algorithmen entscheiden über Kreditanträge<br />

sowie sogar über den Einsatz automatischer<br />

Waffensysteme. Viele Menschen befürchten,<br />

dass KI langfristig die Kontrolle<br />

über unser Leben übernimmt.<br />

Vor diesem Hintergrund wird es immer wichtiger,<br />

die ethischen Grundlagen und Auswirkungen<br />

des Einsatzes von KI und Robotik in<br />

Bild: Hanser<br />

unserer Gesellschaft zu diskutieren. Dieses<br />

Buch bietet eine Einführung in das Thema,<br />

die keine technischen, rechtlichen oder philosophischen<br />

Kenntnisse voraussetzt. Es behandelt<br />

Fragen des Vertrauens, der Verantwortung,<br />

der Haftung, des Datenschutzes<br />

und des Risikos in der Beziehung der Nutzer<br />

zu KI-Systemen und Robotik. Die Autoren<br />

veranschaulichen die Themen im gesamten<br />

Buch anhand von Beispielen. Am jeweiligen<br />

Kapitelende befinden sich Fragen, die zur<br />

Diskussion von KI-Anwendungen einladen,<br />

von der Gesundheitsfürsorge bis zur Kriegsführung.<br />

Weiterführende Literatur dient<br />

ebenfalls als Anregung für den Leser.<br />

Aus dem Inhalt:<br />

• Was ist KI?<br />

• Was ist Ethik?<br />

• Fairness und Vertrauen in KI-Systeme<br />

• Verantwortung und Haftung bei<br />

KI-Systemen<br />

• Risiken der KI für Unternehmen<br />

• Psychologische Aspekte der KI<br />

• Privatsphäre und KI<br />

• Human Enhancement<br />

• Autonome Fahrzeuge<br />

• Militärische Anwendungen der KI<br />

Christoph Bartneck, Christoph Lütge, Alan R.<br />

Wagner, Sean Welsh<br />

Ethik in KI und Robotik<br />

184 Seiten, € 19,99<br />

ISBN 978-3-446- 46227-4<br />

bt<br />

www.hanser.de<br />

Der Kleinwallstädter Kupplungsspezialist<br />

Enemac hat bei seinem Internetauftritt das<br />

Thema Anwenderfreundlichkeit großgeschrieben.<br />

Gleich ob der Interessierte auf der<br />

Suche nach einer Wellen- oder Sicherheitskupplung<br />

ist, in beiden Fällen hilft ein Produktkompass<br />

bei der Suche nach der passenden<br />

Kupplung. Über die Abfrage gewünschter<br />

Features wie Antriebsart, Wellenbefestigung<br />

oder etwaiges Ausgleichselement wird<br />

als Ergebnis das optimale Produkt ausgewählt.<br />

Auch ein Drehmomentrechner steht<br />

dem Anwender als Hilfe zur Verfügung. bt<br />

www.enemac.de<br />

Bild: Enemac<br />

WSCAD SUITE X PLUS<br />

NEXT GENERATION ELECTRICAL CAD<br />

35.000 Anwender,<br />

CAE-Gesamtlösung für<br />

Elektrotechnik, Schaltschrankaufbau,<br />

P&ID und Fluidtechnik,<br />

Gebäudeautomation und<br />

Elektroinstallation<br />

Inklusive Augmented Reality App<br />

und 1,4 Millionen Artikeldaten auf<br />

www.wscaduniverse.com<br />

Demoversion testen:<br />

www.wscad.com/demo<br />

Besuchen Sie uns auf der<br />

SPS, Halle 6, Stand 328<br />

Infos unter 08131 36 27-98<br />

www.wscad.com<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 31


SERVICE<br />

TIPPS & TERMINE<br />

Webbasiertes Online-Portal für Antriebskombinationen von EBM-Papst<br />

Individuelle Antriebslösung selbst zusammenstellen<br />

Bild: EBM-Papst<br />

EBM-Papst hat sein webbasiertes Online-<br />

Portal für Antriebslösungen überarbeitet. Im<br />

Portal sind über 4000 verschiedene Antriebs-<br />

kombinationen aus dem modularen Baukastensystem<br />

des Unternehmens möglich, definierte<br />

Vorzugstypen sind sogar innerhalb von<br />

48 Stunden versandbereit.<br />

Das Online-Portal richtet sich an alle Bedarfsträger,<br />

vorrangig an Entwickler, die einen passenden<br />

Antrieb zur Lösung ihrer Antriebsaufgabe<br />

suchen. Aus verschiedenen Motorkonzepten<br />

(BLDC Innen- & Außenläufermotoren<br />

mit integrierter Elektronik), geeigneten Getriebetechnologien<br />

(Planeten-, Stirnrad und<br />

Winkelgetriebe), integrierten Logik- und Leistungselektroniken<br />

mit verschiedenen Regelfunktionen,<br />

Gebern und Bremsmodulen können<br />

Anwender über das Online-Portal ihre individuelle<br />

Antriebslösung selbst zusammenstellen<br />

und auch bestellen.<br />

Neben der verbesserten intuitiven Bedienbarkeit<br />

sowie neuer Optik ist die wichtigste<br />

Neuerung: Die Konfiguration muss nicht wie<br />

bisher mit dem Motor begonnen werden, der<br />

Nutzer kann auch mit einem Getriebe oder einer<br />

Regelelektronik starten.<br />

Die verfügbaren einzelnen Komponenten<br />

sind technisch aufeinander abgestimmte<br />

Baukastenmodule, die platzsparend in Maschinenkonzepte<br />

integriert werden können.<br />

Durch die reduzierte Anzahl mechanischer<br />

Komponenten verringert sich der Installationsaufwand.<br />

Auch der vereinfachte elektrische<br />

Anschluss ermöglicht eine schnellere<br />

und unkomplizierte Montage- und Inbetriebnahme.<br />

bt<br />

https://idt-config.ebmpapst.com<br />

Daten und Fakten zu über 400 Messen in Deutschland<br />

Auma-Messe-Guide 2020 erschienen<br />

Termine, Orte, Veranstalter und Kennzahlen<br />

zu knapp 440 Messen in Deutschland umfasst<br />

der Messe-Guide Deutschland 2020,<br />

den der Auma – Verband der deutschen Messewirtschaft<br />

herausgegeben hat. Der kompakte<br />

Messeterminkalender bietet eine<br />

Übersicht der Messen in Deutschland für das<br />

gesamte nächste Jahr. Ein Branchenregister<br />

und eine alphabetische Titelsuche erleichtern<br />

das Finden der Messen, die je nach Besuchereinzugsgebiet<br />

einer Messe-Kategorie zugeordnet<br />

sind: international, national oder regional.<br />

Die Nutzer erhalten so eine erste Orientierung,<br />

ob die jeweilige Messe zu ihren<br />

Messezielen passt. Zu jeder Messe führt der<br />

Kalender außerdem auf, ob die Ausstellerund<br />

Besucherzahlen durch die deutsche Prüfgesellschaft<br />

FKM zertifiziert wurden. Darüber<br />

hinaus gibt er interessante Tipps und Informationen<br />

für Aussteller und Besucher, von<br />

Recherchetipps in der Auma-Datenbank bis<br />

hin zu Budgetierung und Förderprogrammen.<br />

Der Messe-Guide ist damit eine wichtige Orientierungshilfe<br />

bei der Auswahl der richtigen<br />

Messe. Aktualisierungen der Messedaten<br />

und Detailinformationen finden die Nutzer<br />

unter auf der Homepage. Der Guide im praktischen<br />

DIN A5-Format umfasst 148 Seiten<br />

und kann kostenlos bestellt werden. bt<br />

www.auma.de/Publikationen<br />

Bild: Auma<br />

2. O-Ring-Forum am 17. und 18. März 2020 in Mannheim<br />

Expertenaustausch für Anwender<br />

Bild: O-Ring Prüflabor Richter<br />

In Dichtungstagungen, Fachmessen und<br />

Konferenzen kommt dem O-Ring – trotz seiner<br />

großen praktischen Bedeutung – meist<br />

nur eine Nebenrolle zu. Aufgrund der breiten<br />

und positiven Resonanz des 1. O-Ring-Forums<br />

2018 findet deshalb vom 17. bis 18.<br />

März 2020 ein zweites reines O-Ring-Forum<br />

in Mannheim statt, um Anwendern eine<br />

Möglichkeit zu bieten, sich auf den Stand der<br />

Technik bei allen wichtigen Themen rund um<br />

den O-Ring zu bringen. Unter der fachlichen<br />

Leitung von Dipl.-Ing. Bernhard Richter vom<br />

O-Ring-Prüflabor Richter werden über 20 Vorträge<br />

von kompetenten, praxiserfahrenen<br />

Referenten zu vielen aktuellen O-Ring-Themen<br />

bezüglich Anwendungen, Werkstoffen,<br />

Qualitätssicherung, Schadensanalyse und<br />

FEA-Analyse gehalten. Das O-Ring-Forum<br />

wird veranstaltet von Isgatec in Zusammenarbeit<br />

mit dem O-Ring-Prüflabor Richter.<br />

Die Themen des Forums:<br />

• Stand der Technik, Normen und Werkstoff<br />

• aktuelle Trends und Analyseverfahren in<br />

der Schadensanalyse<br />

• Neues zu innovativer Prüf- und Mess -<br />

technik sowie FEA-Analyse<br />

• Qualitätssicherung und -konstanz, tech -<br />

nische Sauberkeit und Beschaffung<br />

• Praxisbeispiele aus Automobilindustrie,<br />

Prozesstechnik, Elektronik und Energietechnik<br />

bt<br />

www.o-ring-prueflabor.de<br />

32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Halle 9, Stand 9-310<br />

Time for the new standard<br />

Die Komplettlösung für Ihren Schaltschrank<br />

COMPLETE line ist ein System aus technologisch führenden, aufeinander abgestimmten<br />

Hard- und Software- Produkten, Beratungsleistungen und Systemlösungen für die<br />

Optimierung Ihrer Prozesse im Schaltschrankbau. Für Sie werden Engineering,<br />

Beschaffung, Installation und Betrieb so deutlich einfacher.<br />

Mehr Informationen unter Telefon +49 5235 3-12000 oder phoenixcontact.de<br />

ICE02-19.000.L1<br />

© PHOENIX CONTACT 2019<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 33


SERVICE<br />

ONLINE-TIPPS<br />

Time-Sensitive Networking (TSN)<br />

Möglicherweise der Standard für Industrie 4.0<br />

Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com<br />

OPC UA TSN ist innerhalb kurzer Zeit zu einem<br />

der meist diskutierten Themen der industriellen<br />

Automatisierung avanciert. Mit<br />

der mittlerweile breiten Unterstützung von<br />

wichtigen Unternehmen aus den Bereichen<br />

industrielle Automation und IT sind die Vorzei-<br />

chen für diesen gemeinsamen Standard<br />

mehr als positiv. Ob OPC UA TSN mehr Offenheit<br />

in die Branche bringt oder gar die vierte<br />

industrielle Revolution einläutet, hängt von<br />

einigen Faktoren ab – aus technischer Perspektive<br />

hat diese Kombination auf jeden Fall<br />

enormes Potenzial. Welche Rolle das Time-<br />

Sensitive Networking (TSN) für die Echtzeitfunktionalität<br />

spielt und warum TSN als Bindeglied<br />

zu OPC UA fungieren kann, erläutern<br />

wir auf unserer Themenseite zu TSN. Ein Fazit<br />

lässt sich schon jetzt ziehen: Leitprinzip<br />

von OPC UA ist die Vereinfachung offener<br />

Kommunikation. Offenheit in eine Welt der<br />

geschlossenen Systeme zu bringen, haben<br />

sich auch die Unternehmen auf die Fahnen<br />

geheftet, die OPC UA TSN unterstützten und<br />

vorantreiben. Die Möglichkeit, Informationen<br />

von allen Arten von Maschinen, Geräten und<br />

Sensoren in Echtzeit zu teilen ist tatsächlich<br />

revolutionär – eine breite Akzeptanz des<br />

Standards könnte der Grundstein für Industrie<br />

4.0 werden. Abseits jeglicher Prognosen<br />

über die Marktmechanismen ist die Kombination<br />

aus OPC UA PubSub und TSN jedenfalls<br />

eine geeignete Gesamtlösung, um herstellerübergreifend<br />

Industrie-4.0-Konzepte zu<br />

realisieren. Stellungnahmen aus der Industrie<br />

und weitere Infos finden Sie hier:<br />

hier.pro/lYpEi<br />

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

Chancen insbesondere bei der Funktionsintegration<br />

Bild: science photo/Fotolia.com<br />

Der 3D-Druck (besser die generative oder additive<br />

Fertigung, im Englischen Additive Manufacturing/AM)<br />

ist ‚nur‘ eine neue Ferti-<br />

gungstechnologie – aber eine, die völlig neue<br />

Möglichkeiten bietet. Wenn es um komplexe,<br />

extrem leichte, besonders belastbare sowie<br />

kundenindividuelle Teile geht, spielen die additiven<br />

Technologien ihre Vorteile aus. Die vielen<br />

verschiedenen Technologien unter dem<br />

Additive-Dach sind zunächst verwirrend –<br />

Grund genug für die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, die<br />

einzelnen Verfahren einschließlich deren Nutzen<br />

und Anwendungsfällen zu erläutern. Wir<br />

geben Auskunft zu:<br />

• Wie entstand der 3D-Druck und wer<br />

steckt dahinter?<br />

• Wie gliedert sich der Markt für<br />

3D-Drucker?<br />

• Welche 3D-Druck-Verfahren gibt es?<br />

(mit Details zu Stereolithografie, Filamentdruck,<br />

Selective Laser Sintering (SLS), Di-<br />

rect Metal Laser Sintering (DMLS), Binder<br />

Jetting, Jetted Photopolymer sowie<br />

weiteren 3D-Druck-Verfahren)<br />

• Wofür nutzt man den 3D-Druck?<br />

(kleine Serien und individualisierte Teile,<br />

komplexe Formen und innenliegende<br />

Geometrien, funktional integrierte Teile<br />

sowie Bauteile mit ansonsten großem<br />

Span anteil)<br />

Gerade auch bei der Realisierung konturnaher<br />

Kühlkanäle sowie der Funktionsintegra -<br />

tion mit dem Verzicht auf eine Reihe von<br />

Montagevorgängen lohnt sich der AM-Einsatz<br />

sofort. Mehr zum Thema 3D-Druck und<br />

additive Fertigung finden Sie auf unserer Themenseite<br />

3D-Druck/Additive Verfahren:<br />

hier.pro/pBjou<br />

34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Themenservice Systems Engineering<br />

So klappt‘s mit der<br />

Mechatronik und Industrie 4.0<br />

Vor dem Hintergrund mechatronischer Systeme,<br />

bei denen ein zunehmender Anteil der<br />

Funktionen in Software abgebildet wird, ist<br />

Systems Engineering (SE) die Voraussetzung<br />

für die disziplinübergreifende Produktentwicklung<br />

und wird damit zum entscheidenden<br />

Wettbewerbsvorteil – auch und insbesondere<br />

in KMU. Voraussetzung ist, dass sich<br />

praxistaugliche Lösungen ohne hohen Einführungsaufwand<br />

nutzen lassen.<br />

Wichtig ist, die Belegschaft von<br />

Beginn an mit einzubeziehen und<br />

dafür zu sorgen, dass der gewählte<br />

SE-Ansatz akzeptiert und<br />

nachhaltig gelebt wird. „Ich bin<br />

überzeugt, dass Systems Engineering<br />

jedem entwickelnden<br />

Unternehmen Vorteile verschaffen<br />

kann“, betont etwa Matthias<br />

Knoke, Leiter der Virtuellen Produktentwicklung<br />

bei Miele. Das<br />

Unternehmen hat sich über einen<br />

längeren Zeitraum in Pilotprojekten<br />

mit dem SE befasst.<br />

„Interessant war, dass wir festgestellt<br />

haben, dass wir einige<br />

SE-Ansätze zwar bereits genutzt<br />

haben, diese jedoch oft als Insellösungen<br />

verwendet wurden.<br />

Ziel ist es, einen durchgängigen<br />

SE-Prozess zu realisieren.“ Welcher<br />

Ansatz zu welchem Unternehmen<br />

passt, wurde am Fraunhofer<br />

IEM auf Basis von 20 SE-<br />

Projekten untersucht. „Herausgekommen<br />

sind verschiedene<br />

Idealtypen, vom Erarbeiten eines<br />

gemeinsamen Bildes der Aufgabe<br />

bis hin zur Integration von Verhaltensmodellierung<br />

und der Simulation<br />

der Modelle“, betont Lukas<br />

Bretz, Wissenschaftler am<br />

Fraunhofer IEM. „Es gibt kein<br />

One-Size-Fits-All-SE.“ Hintergrundinformationen,<br />

Praxiserfahrungen<br />

sowie aktuelle Meldungen<br />

– zusammen mit einem detaillierten<br />

SE-Glossar – liefert unser<br />

Themenservice zum Systems<br />

Engineering:<br />

hier.pro/om30L<br />

Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com<br />

Kontaktmodellierung für schnelle<br />

und genaue Ergebnisse.<br />

Visualisierung der von-Mises-Spannungsverteilung und der aufgebrachten<br />

Lasten bei einer Mixed-Mode Enthaftung eines Verbundwerkstoffs.<br />

Adhäsions- und Dekohäsionsmodellierung ist sowohl für<br />

die Analyse von Fertigungsprozessen, die das Fügen von<br />

Komponenten beinhalten, als auch für die Untersuchung der<br />

maximalen Tragfähigkeit von Verbundwerkstoffen nützlich. Die<br />

richtigen Kontaktmodellierungswerkzeuge liefern schnelle und<br />

genaue Ergebnisse und ermöglichen es Ihnen, effizientere und<br />

zuverlässigere Fertigungsprozesse zu entwickeln.<br />

Die Software COMSOL Multiphysics® wird zur Simulation<br />

von Designs, Komponenten und Prozessen in allen<br />

Bereichen der Technik, Fertigung und wissenschaftlichen<br />

Forschung eingesetzt. Finden Sie heraus, wie Sie sie für die<br />

Kontaktmodellierung einsetzen können.<br />

comsol.blog/adhesion-decohesion<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 35


MAGAZIN<br />

PORTRÄT<br />

Im Gespräch: Peter Lutz, Director Field Level Communications, OPC Foundation, Süßen<br />

„Mit TSN ist echter Determinismus möglich“<br />

Ende 2018 gab die OPC Foundation bekannt, dass sie OPC UA für die Anwendung bis in die Feldebene ertüchtigen<br />

möchte, und startete ihre Initiative zur Field Level Communication. Entscheidender Baustein für<br />

die Deterministik ist das Time-Sensitive Networking. Vorangetrieben wurde der Einsatz von OPC UA over<br />

TSN in der Automatisierung von der sogenannten Shaper-Gruppe, die Ende 2018 die Standardisierung an<br />

die OPC Foundation übergab. Seit April koordiniert Peter Lutz als Director Field Level Communications die<br />

Arbeiten bei der OPC Foundation. Im Interview gibt er einen Überblick über den Stand der Entwicklung.<br />

Interview: Andreas Gees, stellvertretender Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Lutz, Sie sind seit April Director<br />

Field Level Communications bei der OPC Foundation.<br />

Was genau ist Ihre Aufgabe?<br />

Peter Lutz (OPC Foundation): Unser Ziel ist die Verbesserung<br />

der Durchgängigkeit und die Vereinheitlichung industrieller<br />

Kommunikationssysteme. Die heutige Landschaft<br />

in der industriellen Automatisierung ist geprägt<br />

durch eine Vielzahl inkompatibler Feldbusse und Echtzeit-<br />

Ethernet-Systeme. Ziel der Initiative mit aktuell 25 Unternehmen<br />

– darunter auch die Marktführer in der Automatisierungstechnik<br />

– ist es, den Anwendungsbereich von<br />

OPC UA auf die Feldebene auszudehnen und OPC UA in<br />

Kombination mit TSN als Technologie für die Kommunikation<br />

auf der Feldebene zu etablieren. Meine Aufgabe besteht<br />

darin, als neutrale und unabhängige Person die Koordination<br />

der Arbeitsgruppen und ihrer Aktivitäten zu<br />

übernehmen. Ich kümmere mich – gemeinsam mit den<br />

entsprechenden Gremien – um alle Themen, die zur erfolgreichen<br />

Umsetzung der FLC-Technologie erforderlich<br />

sind, wie Standardisierung und Zertifizierung.<br />

„Der Ansatz von FLC<br />

ist, die bestehende<br />

OPC-UA-Technologie mit<br />

all ihren Eigenschaften<br />

ins Feld zu bringen.“<br />

Peter Lutz, Director Field<br />

Level Communications,<br />

OPC Foundation, Süßen<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: OPC UA hat eine Service-orientierte<br />

Architektur. Wo liegen die Vorteile von SOA?<br />

Lutz: Der Begriff SOA kommt aus der IT und ist ein Architekturmuster<br />

aus dem Bereich der verteilten Systeme.<br />

Möchte man komplexe Software miteinander verknüpfen,<br />

dann ist es sinnvoll, klare Schnittstellen zur Verfügung<br />

zu stellen. Diese lassen sich dann einfach implementieren<br />

und nutzen, unabhängig von der Komplexität<br />

der durch die Schnittstelle bereitgestellten Funktionalität,<br />

quasi wie eine Black Box, deren Inhalt verborgen ist. Sogenannten<br />

Discovery-Mechanismen schaffen die Möglichkeit,<br />

von einer beliebigen Software-Komponente zu erfragen,<br />

welche Schnittstellen (Funktionen und Eigenschaften)<br />

sie bietet. So lässt sich z.B. von einem Roboter<br />

abfragen, welche Dienste er zur Verfügung stellt, wie<br />

Funktionen zum Verfahren oder Referenzieren des Roboterarms.<br />

Das unterscheidet sich deutlich von der herkömmlichen<br />

Feldgeräte-Kommunikation, bei der der Datenaustausch<br />

mit Bits und Bytes kodiert ist. OPC UA eignet<br />

sich daher insbesondere auch für flexible und dynamische<br />

Automatisierungsstrukturen und -konzepte, was ja<br />

für die Entwicklung von Industrie 4.0 unerlässlich ist.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Beinhaltet OPC auch Security?<br />

Lutz: Die IT-Security ist bei OPC UA von vornherein berücksichtigt.<br />

Es gibt Mechanismen zur Authentifizierung<br />

und auch zur Verschlüsselung der Daten. Die OPC UA Security<br />

ist sowohl für das traditionelle Client-Server-Konzept<br />

als auch für Publish-Subscribe einsetzbar. Somit<br />

kann neben der One-to-One- auch die One-to-Many-Kommunikation<br />

abgesichert werden. Möchten wir OPC UA<br />

ins Feld bringen, müssen wir neben der IT-Sicherheit<br />

auch die Funktionale Sicherheit (Safety) berücksichtigen.<br />

Dazu ist bereits eine erste Spezifikation verfügbar. Das<br />

Besondere an dem Safety-Konzept für OPC UA ist, dass<br />

man sichere Teilnehmer auch während der Laufzeit in die<br />

Kommunikation einbinden kann, was in dieser Form bei<br />

den herkömmlichen Safety-Protokollen nicht möglich ist.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: OPC hat sich eher als ein Kommunikationsstandard<br />

für die IT herauskristallisiert. Ist<br />

OPC nicht zu komplex für die Feldkommunikation?<br />

Lutz: OPC UA ist nicht für die Kommunikation auf der<br />

Feldebene entwickelt worden. Es ist deutlich komplexer<br />

als ein speziell für die Feldkommunikation entwickeltes<br />

Ethernet-Protokoll oder ein Feldbus. OPC UA beinhaltet<br />

36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

Peter Lutz, Director Field Level Communications,<br />

OPC Foundation, Süßen<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 37


MAGAZIN<br />

PORTRÄT<br />

Bild: OPC Foundation<br />

Claim der OPC<br />

Foundation: „Industrial<br />

Interoperability from<br />

Sensor to Cloud“<br />

Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

aber viele Funktionen, die ein Feldbussystem nicht berücksichtigt,<br />

wie Security. Ein 1:1-Vergleich ist somit nicht<br />

möglich. Gleiches gilt im Übrigen auch für die Cloud-Kommunikation.<br />

MQTT ist sehr viel einfacher als OPC UA,<br />

bietet aber keine integrierte Security. Aufgrund der Skalierbarkeit<br />

von OPC UA kann die Technologie auch in kompakte<br />

Komponenten mit limitierten Ressourcen implementiert<br />

werden. Mit dem Client-Server-Konzept allein<br />

wäre OPC UA jedoch für die Feldkommunikation nicht geeignet.<br />

Deswegen kommt hier die Publish-Subscribe-<br />

Funktionalität ins Spiel. Und mit einem unterlagerten TSN<br />

wird zudem eine deterministische Datenübertragung ermöglicht.<br />

Erst dadurch wird OPC UA echtzeitfähig und<br />

tauglich für die Kommunition in der Feldebene.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: OPC UA over TSN wird als das<br />

Kommunikationsprotokoll für Industrie 4.0 angesehen.<br />

Die Anforderungen der Feld-Kommunikation<br />

sind jedoch andere.<br />

„OPC UA eignet sich<br />

insbesondere auch für<br />

flexible und dynamische<br />

Automatisierungsstrukturen<br />

und -konzepte,<br />

was ja für die Entwicklung<br />

von Industrie 4.0<br />

unerlässlich ist.“<br />

Peter Lutz, Director Field<br />

Level Communications,<br />

OPC Foundation, Süßen<br />

Lutz: Die Echtzeitfähigkeit bzw. die Genauigkeit bei der<br />

Synchronisierung müssen wir zunächst nicht in Frage<br />

stellen, die wird durch die TSN-Substandards sichergestellt<br />

und in verteilten Systemen lassen sich die Uhren<br />

exakt synchronisieren. Interessant ist das Thema der Protokolleffizienz,<br />

also die Frage, welche Zyklus- und Latenzzeiten<br />

erreicht werden. Mit Pub/Sub ist OPC UA deutlich<br />

effizienter geworden, sodass auch performante Anwendungen<br />

wie Motion Control umgesetzt und Zykluszeiten<br />

von unter 1 ms realisiert werden können.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Vor zwei Jahren haben sich Unternehmen<br />

zusammengeschlossen, um OPC UA over<br />

TSN zur Feldbus-Alternative zu entwickeln. Die OPC<br />

Foundation hat diese Entwicklung anfangs nicht unterstützt.<br />

Wie kam es zum Sinneswandel?<br />

Lutz: Die Frage kommt nicht überraschend. Man konnte<br />

in der Öffentlichkeit tatsächlich den Eindruck gewinnen,<br />

als hätte es einen solchen Sinneswandel gegeben. Die<br />

OPC Foundation hat aber bereits vor Gründung der FLC-<br />

Initiative begonnen, den Weg in die Feldebene zu ebnen.<br />

Zu nennen sind hier Safety over OPC UA sowie die Pub/<br />

Sub-Erweiterungen und das Mapping auf TSN. Die Erweiterung<br />

des Anwendungsspektrums von OPC UA auf die<br />

Feldebene ist eine logische Konsequenz, zumal der Claim<br />

der OPC Foundation schon immer ‚Industrial Interoperability<br />

from Sensor to Cloud‘ gewesen ist.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie weit ist die Standardisierung<br />

von TSN vorangekommen, welche Standards<br />

sind relevant für FLC?<br />

Lutz: Tatsächlich ist TSN quasi ein Baukasten und nicht jeder<br />

Substandard des Baukastens ist relevant für OPC. Es<br />

gibt einen Kern an Substandards, die unabdingbar sind,<br />

um den Determinismus sicherzustellen. Da ist zum einen<br />

802.1AS bzw. 802.1AS-Rev (Revision) als Basisstandard,<br />

der dafür sorgt, dass alle Teilnehmer (Endgeräte und<br />

Netzwerkinfrastrukturkomponenten) in verteilten Netzwerken<br />

synchron arbeiten. 802.1Qbv beschreibt, wie<br />

Echtzeit-Streams in definierten Zeitschlitzen und mit einer<br />

garantierten Bandbreite übertragen werden können.<br />

Das ist die Basis für zyklische Echtzeitkommunikation.<br />

802.1Qbu und 802.3br sind Standards für Frame Preemption.<br />

Damit ist sichergestellt, dass für einen hoch priorisierten<br />

Traffic unterbrochene Streams im nächsten Switch<br />

38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


fernsteuergeraete.de<br />

wieder zusammengesetzt werden. In einer Arbeitsgruppe<br />

der OPC Foundation wird zur Zeit erarbeitet, welche<br />

Substandards tatsächlich relevant sind und dann als verpflichtend<br />

vorgeschrieben werden. Wichtig ist, dass sich<br />

die OPC Foundation ganz klar zum TSN-Profil IEC/IEEE<br />

60802 bekennt, das festlegt, wie verschiedene Protokolle<br />

über eine gemeinsame TSN-Netzwerkinfrastruktur übertragen<br />

werden können. Setzen Protokolle unterschiedliche<br />

TSN-Substandards voraus, sind die Protokolle nicht<br />

mehr koexistent. Die Koexistenz ist jedoch ein ganz wichtiger<br />

Aspekt bei der Migration bestehender Lösungen.<br />

Der Anwender soll frei entscheiden, wie schnell er alte<br />

Anlagen oder Anlagenteile durch neue ersetzt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Entwicklungen sind erforderlich,<br />

damit OPC UA zur Alternative in der Feldebene<br />

wird? Wann wird der Wunsch vieler Anwender,<br />

einen einzigen Standard für FLC zu haben, Realität?<br />

Lutz: Mit OPC UA und TSN können wir tatsächlich eine<br />

Vereinheitlichung und Konvergenz industrieller Kommunikationssysteme<br />

erreichen. Aber natürlich ist dies kein abrupter<br />

Übergang, sondern erfolgt schrittweise über einen<br />

längeren Zeitabschnitt. Mit der Verfügbarkeit von OPC-<br />

UA-TSN-Feldgeräten wird die Akzeptanz der proprietären<br />

Feldbusse und Protokolle zurückgehen. Wichtig ist, dass<br />

das Ökosystem von allen Anbietern unterstützt wird.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche technischen Entwicklungen<br />

sind hierfür erforderlich?<br />

Lutz: Wichtiges Thema bei FLC ist das Verbindungsmanagement.<br />

Wie wird eine Verbindung zwischen Feldgeräten<br />

konfiguriert, damit mittels Pub/Sub Daten ausgetauscht<br />

werden können? Welche Eigenschaften muss ein Feldgerät<br />

aufweisen, damit es kommunizieren kann? Und wie<br />

wird der Quality of Service in den Geräten modelliert und<br />

auf unterlagerte Kommunikationssysteme abgebildet?<br />

Zudem wird bei FLC das sogenannte Off- line-Engineering<br />

behandelt, um Feldgeräte über entsprechende Gerätebeschreibungsdateien<br />

in Projekte einzubinden. Bei FLC werden<br />

außerdem die Profile (sogenannte Facets) spezifiziert,<br />

die die Semantik der Geräte beschreiben (z.B. dezentrale<br />

E/As, Servoantriebe, Sensoren, Safety-Komponenten).<br />

Die Roadmap sieht vor, dass in einem ersten<br />

Schritt (das sogenannte Minimum Viable System) zunächst<br />

die wichtigsten Funktionen realisiert werden, um<br />

erste Produkte vollumfänglich nutzen zu können. Wir<br />

möchten die Dienste flexibel auf unterlagerte Kommunikationsprotokolle<br />

und Übertragungsphysiken abbilden,<br />

sodass der eigentliche Datenaustausch drahtgebunden<br />

oder auch über 5G erfolgen kann.<br />

NO RISK<br />

MORE<br />

FUNction<br />

MIT SENSOREN UND<br />

BEDIENGERÄTEN VON FSG<br />

FÜR DIE AUTOMATISIERUNG<br />

UND SICHERHEITSTECHNIK.<br />

Seit über 60 Jahren steht FSG für<br />

kundenorientierte Systemlösungen<br />

mit hoher Präzision und höchst<br />

möglicher Performance.<br />

Sollten wir Ihre Neugier geweckt<br />

haben, stehen wir Ihnen auf der<br />

kommenden SPS und Agritechnica<br />

gerne zur Verfügung oder<br />

kontaktieren Sie uns direkt.<br />

Halle 4A / Stand 201<br />

Halle 17 / Stand B45<br />

Details zu den Aktivitäten der OPC Foundation:<br />

hier.pro/VcSa0<br />

Messe SPS: Halle 5, Stand 140<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 39


TRENDS<br />

MACHINE LEARNING<br />

SERIE<br />

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Machine-<br />

Learning-Prozessen ist bei der heutigen Produkt -<br />

entstehung keine Seltenheit mehr<br />

Bild: greenbutterfly/adobe.stock.com<br />

Serie Grundlagen der Technik, Teil 8: Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz<br />

KI reflektiert anwenden<br />

Mit dem Maschinellen Lernen (ML) kann Künstliche Intelligenz (KI) immer stärker auch in der Produkt -<br />

entstehung eingesetzt werden – das generative Design ist ein Beispiel dafür. Um die Frage zu beantworten,<br />

ob wir den Einsatz auch fördern sollten, lohnt ein Blick auf die Entwicklung der Künstlichen<br />

Intelligenz selbst – diese Entscheidung können und sollten wir selbst treffen.<br />

Jörg Drees, Geschäftsführer, Ifakt GmbH, Stuttgart<br />

Der Einsatz von „Künstlicher Intelligenz“ (KI) und „Maschinellem<br />

Lernen“ (ML) in der Produktentstehung wird die Produktentwicklung<br />

in der nahen Zukunft verändern. In Forschungsvorhaben<br />

wird etwa untersucht, wie die üblichen Expertenurteile bei der<br />

konstruktiven Auswertung von numerischen Simulationen durch KI<br />

unterstützt werden können. Und beim sogenannten generativen<br />

Design arbeitet man an der Topologie-Optimierung in der frühen<br />

Phase des Designprozesses – Ziel ist, verschiedene Konzepte auszuwerten<br />

und eine optimale <strong>Konstruktion</strong>slösung hinsichtlich Materialeinsatz,<br />

Gewicht, Stabilität, Strömungsverhalten, Kraftverteilung,<br />

Wärmeableitung etc. zu wählen. Gerade auch im Zusammenhang<br />

mit dem industriellen 3D-Druck werden hier durch die additiven Fertigungsverfahren<br />

viele neue Möglichkeiten eröffnet.<br />

Künstliche Intelligenz und Machinelles Lernen<br />

Der Begriff „Maschinelles Lernen“ als ein Teilgebiet der Künstlichen<br />

Intelligenz ist vereinfacht formuliert eine Methode dieser Disziplin.<br />

Durch ML wird mit künstlichen Systemen versucht, durch selbstlernende<br />

Algorithmen Wissen aus Erfahrung zu generieren. Die begriffsprägenden<br />

Phasen des ML sind in der Anwendung<br />

•die Lernphase (Trainieren durch Beispieldaten) und<br />

•der Lerntransfer (Erkennen der Gesetzmäßigkeiten zur<br />

Verallgemeinerung).<br />

Daher leitet sich das „Lernen“ der Maschinen (will heißen: Computer)<br />

ab. Das ML benötigt damit eine zumeist ganz konkrete Eingangsfrage:<br />

„Was soll beantwortet werden?“ Das führt zum Ziel<br />

des künstlichen Systems, das entweder Zusammenhänge erken-<br />

nen, Rückschlüsse ziehen oder Vorhersagen treffen soll. Daraus<br />

folgt aber auch, dass eine systematische Herangehensweise bei<br />

der Modellbildung notwendig ist. Denn es ist erforderlich, in der<br />

Analysephase eine Entscheidung zu fällen, welche algorithmischen<br />

Ansätze hierzu sinnvoll Verwendung finden können.<br />

Überwachtes und unüberwachtes Lernen<br />

Grundsätzlich lassen sich die Typen des Maschinellen Lernens in<br />

zwei Hauptarten des Lernstils unterscheiden. Es gibt das „Überwachte<br />

Lernen“ (Supervised Learning) und das „Unüberwachte Lernen“<br />

(Unsupervised Learning).<br />

• Vereinfacht formuliert wird beim „Überwachten Lernen“ das<br />

künstliche System für Fragestellungen von Vorhersagen auf Basis<br />

vorhandener Analysedaten antrainiert. Angewandte Lernverfahren<br />

sind etwa bei der Regression oder bei der Klassifikation typischerweise<br />

CARTs oder das SVM, aber auch das „Bestärkende<br />

Lernen“ (Reinforcement Learning) wird hierzu gezählt.<br />

•Beim „Unüberwachten Lernen“ wird das künstliche System für<br />

Fragestellungen des Verstehens von Analysedaten angelernt.<br />

Das künstliche System baut beim Lernen ein Modell mit hilfe der<br />

Daten auf, um zukünftig die Zuordnung selbstständig vornehmen<br />

zu können. Lernverfahren sind das K-Means, SVD, PCA, HMM<br />

oder das FP-Growth, um nur ein paar Verfahren zur Modellbildung<br />

zu nennen.<br />

In der Anwendung des Maschinellen Lernens wird klar, dass zur Befähigung<br />

des Lerntransfers für die Lernphase – also das Antrainieren<br />

solcher Algorithmen – eine riesige Menge an Daten aus der Vergangenheit<br />

notwendig ist. IT-Infrastrukturen und -Systeme müssen<br />

damit umgehen können, was aber heute durch die ständig steigende<br />

Leistungsfähigkeit der Systeme gegeben ist.<br />

40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Zu dieser Serie<br />

INFO<br />

Zusammen mit der Technischen Akademie<br />

Esslingen stellt die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

in dieser Grundlagenserie Hintergründe<br />

und praktische Einsatzszenarien in aktuellen<br />

Technikfeldern zusammen. Tipps zu passenden<br />

Seminarangeboten erleichtern die Planung einer praxisorientierten<br />

Weiterbildung.<br />

Erschienen sind bereits:<br />

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

hier.pro/6QiPa<br />

Teil 2: Messverfahren für die Prozessstabilität in der<br />

additiven Fertigung: hier.pro/7smry<br />

Teil 3: Der Schmierstoff als <strong>Konstruktion</strong>selement am<br />

Beispiel der Schmierfilmdickenmessung:<br />

hier.pro/0C4WC<br />

Teil 4: Monitoring von Schleppketten: hier.pro/44LVR<br />

Teil 5: Beschichten von Bauteiloberflächen mittels thermischer<br />

Spritzverfahren: hier.pro/JtCag<br />

Teil 6: Entwicklung frugaler Innovationen:<br />

hier.pro/EysIG<br />

Teil 7: Vier Schritte zum optimalen Schmierstoff:<br />

hier.pro/a6s0s<br />

www.tae.de<br />

Ausblick<br />

Der Zeitpunkt, an dem sich die Maschinen mit Hilfe der KI so rasant<br />

selbst verbessern, dass sie der „Menschlichen Intelligenz“ (wie auch<br />

immer wir dies definieren wollen) entsprechend überlegen sind,<br />

nennt man technologische Singularität. Diese wurde zwar schon<br />

mehrfach nach hinten korrigiert, allerdings immer mit der Bemerkung,<br />

dass dieser Zeitpunkt überraschend für die Menschheit eintritt.<br />

Was jegliche düstere Szenarien über die „Starke Künstliche Intelligenz“<br />

(Maschinen mit einem Bewusstsein) wiederum beflügelt.<br />

Ich persönliche ziehe für mich ein differenziertes Fazit. Was die unterschiedlichen<br />

Arten menschlicher Intelligenz anbelangt wird es immer<br />

sehr viele Menschen geben, die „intelligenter“ sind als ich.<br />

Ergo auch in der Interpretation von Chancen und Risiken der KI. Ich<br />

halte es aber für meine menschliche Pflicht, mich persönlich damit<br />

auseinanderzusetzen – und damit aber auch für mich Anwendungsfälle<br />

im Alltag zu suchen, reflektiert anzuwenden und mich mit anderen<br />

darüber auszutauschen.<br />

eve<br />

www.ifakt.de<br />

Details zu den Themen Künstliche Intelligenz und Machine Learning<br />

werden in Seminaren der Technischen Akademie Esslingen (TAE)<br />

vorgestellt. Infos und Anmeldung unter:<br />

Einführung in die Programmierung mit Python: 10.02. bis 11.02.2020:<br />

hier.pro/HFl1R<br />

Machine Learning mit Python – Workshop 23.03. bis 24.03.2020:<br />

hier.pro/g657r<br />

Einführung in R: 25.05. bis 26.05.2020: hier.pro/H2WM1<br />

Expertentraining Machine Learning und Data Mining mit R<br />

29.06. bis 30.06.2020: hier.pro/yafn1<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 41


TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG<br />

Microsoft Hololens als Messgerät<br />

Mixed Reality ist mehr als nur Sehen<br />

Fabriken und Anlagen ändern sich stetig und werden immer wieder modifiziert. Für eine entsprechende<br />

Planung ist eine genaue Messung der aktuellen Situation in den bestehenden Gebäuden unerlässlich,<br />

denn nicht immer ist der Stand der Dinge perfekt digital dokumentiert. Wie das künftig durch AR-Systeme<br />

sehr leicht funktionieren kann, zeigt Zühlke Engineering mit einem Leuchtturm-Projekt bei Thyssenkrupp.<br />

Die Technik kann aber auch auf diverse andere Szenarien angewendet werden.<br />

Fredrik Gundelsweiler, Lead Consultant, Zühlke Engineering GmbH, Eschborn<br />

Der Treppenlift ist nur ein Anwendungsfall.<br />

Er zeigt aber, wie einfach es mit AR sein kann,<br />

komplexe, bereits existierende Strukturen zu<br />

vermessen und zu digitalisieren<br />

Bild: Zühlke<br />

Mit der Digitalisierungsinitiative um Hololinc hat Thyssenkrupp<br />

Elevator den Verkaufsprozess und die digitale Wertschöpfungskette<br />

im Treppenliftgeschäft effektiver, effizienter und schneller<br />

gestaltet. Da jedes Treppenhaus unterschiedlich ist, muss jeweils<br />

ein Aufmaß für die entsprechend maßgeschneiderte Lösung erstellt<br />

werden. Eine Microsoft Hololens dient dabei als Messgerät für das<br />

Aufmaß der Treppen. Durch einen nutzerfreundlichen Prozess wird<br />

der Verkäufer durch die Vermessung geleitet. Die Daten können direkt<br />

vor Ort im korrekten Format für die Weiterverwendung erzeugt<br />

und übertragen werden.<br />

Emotionaler Verkaufsprozess und kürzere Lieferzeit<br />

Im Anschluss kann der Kunde am Tablet den Treppenlift individuell<br />

konfigurieren und das Ergebnis als Animation direkt betrachten. Zusätzlich<br />

kann die Konfiguration auf die Hololens übertragen werden,<br />

um das Produkt in der Augmented Reality (AR) im eigenen Treppenhaus<br />

in 3D zu erleben. Das Ergebnis ist ein deutlich emotionalerer<br />

Verkaufsprozess sowie eine von acht auf zwei Wochen verkürzte<br />

Lieferzeit. Die Kombination aus visuellen Hilfestellungen und der<br />

Produktion genauer Daten macht die Technologie darüber hinaus für<br />

eine Vielzahl von Anwendungen interessant:<br />

Eine große Herausforderung beim Rohrleitungsbau für Rohbauten<br />

oder Bestandsimmobilien sind ungenaue oder fehlerhafte Pläne. Ex-<br />

perten müssen daher vor Ort mit Zollstock<br />

und Co. das Aufmaß für eine korrekte Planung<br />

vornehmen. Die Daten werden häufig<br />

in Papierpläne eingezeichnet oder manuell in<br />

einer Software aufgenommen, entsprechen<br />

sind diese fehlerbehaftet. Hinzu kommt, dass<br />

die Daten manuell konvertiert werden müssen,<br />

um in einer Planungssoftware genutzt<br />

werden zu können. Eine Vermessung mittels<br />

AR könnte die Daten gleich im richtigen Format<br />

speichern. Gleiches gilt für die Abnahme<br />

nach <strong>Konstruktion</strong> und Einbau der gefertigten<br />

Rohrleitungen: Mittels AR wären diese sofort<br />

visuell überprüfbar.<br />

Insbesondere bei komplexen <strong>Konstruktion</strong>svorhaben (wie z.B. beim<br />

Schiffs- oder Flugzeugbau) kann AR dabei helfen, Einbauten direkt<br />

am Ort in realer Größe zu visualisieren. Damit könnte der bisherige<br />

fehlerbehaftete Planungs- und Einbauprozess digital besser unterstützt<br />

werden. Planungsfehler fallen schneller auf, Einbaufehler sind<br />

kaum mehr möglich und der Ausschuss sollte sich verringern. So<br />

können massiv Kosten eingespart werden, während sich gleichzeitig<br />

Qualität und Geschwindigkeit erhöhen.<br />

Keine Inseln schaffen<br />

Augmented Reality kann sowohl beim produktiven Betrieb, der Fertigung<br />

als auch bei der Produktion in der Antriebs-, Fluidtechnik oder<br />

Werkstoffverfahren sinnvoll eingesetzt werden. Mit der Digitalisierung<br />

sind hier alle möglichen Daten vorhanden, die den aktuellen<br />

Betrieb, den Zustand oder die sich verändernden Eigenschaften der<br />

realen Gegenstände beschreiben. Zum Teil sind bereits sogenannte<br />

digitale Zwillinge von realen oder auch virtuellen Objekten vorhanden.<br />

Diese Daten können einerseits zur Visualisierung und andererseits<br />

zur Simulation genutzt werden, was heute normalerweise am<br />

2D-Bildschirm geschieht.<br />

Mixed Reality hat hier den Vorteil, dass die Daten direkt in 3D visualisiert<br />

werden und insbesondere kollaborative Szenarien unterstützt<br />

werden. Dabei kann eine freie Skalierung der virtuellen Objekte und<br />

deren Daten gewählt werden. Somit können Simulationen von digitalen<br />

Zwillingen, Produktionsstraßen, 3D-Druckobjekten, geplanten<br />

Werkstücken oder Materialien angereichert mit digitalen Daten<br />

42 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


DIGITALISIERUNG<br />

TRENDS<br />

Bild: Zühlke<br />

Für das Vermessen hält man einen realen Zeiger auf den aufzunehmenden<br />

Punkt und gibt ein Signal mit dem Finger<br />

Die Messdaten werden noch vor Ort in ein 3D-Modell umgewandelt,<br />

wodurch der Kunde seinen späteren Treppenlift im Einbauzustand<br />

konfigurieren kann<br />

Bild: Zühlke<br />

(z. B. Unterschiede zwischen geplantem und realem Werkstück) kollaborativ<br />

in einer 3D-Welt visualisiert und erlebt werden. Dies macht<br />

einerseits die Objekte und Daten wesentlich greifbarer und verständlicher,<br />

andererseits können Fehler und Resultate bereits gezeigt<br />

werden, ohne dass sich diese in der echten Welt auswirken.<br />

Spätestens mit der Microsoft Hololens 2 wird die Technologie zunehmend<br />

für die Industriebranchen interessant, da sich der sichtbare<br />

Bereich vervierfacht hat und das Tragen sehr bequem geworden<br />

ist. Wichtig ist dabei allerdings, dass Unternehmen nicht nur PoCs<br />

als Insellösungen entwickeln, sondern Augmented oder Mixed Reality<br />

als Teil eines digitalisierten Gesamtprozesses betrachten. Vor allem<br />

dort, wo unterschiedliche Technologien wie Computer Vision,<br />

Artificial Intelligence und Machine Learning oder Sensorik mit Augmented<br />

Reality kombiniert werden, gibt es immenses Potenzial<br />

dafür, Synergien zu schaffen, schneller zu werden und die eigene<br />

Effizienz zu steigern.<br />

tm<br />

www.zuehlke.com<br />

Wie das Projekt von Zühlke funktioniert, zeigt<br />

das Video:<br />

hier.pro/AGb2R<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 43


TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG<br />

CNC-Simulator von Tebis ermöglicht kollisionsfreie Fertigung<br />

Zuverlässige Kollisionsprüfung<br />

Werkzeugbau-Anbieter Gedia hat seine Kollisionen dank dem CNC-Simulator von Tebis auf null<br />

heruntergefahren. Ermöglicht wird das durch digitale Prozessbibliotheken wie die Werkzeug- oder Maschinenbibliothek<br />

des IT-Unternehmens. Zudem profitiert der Werkzeugbauer von der Schablonentechnologie<br />

der Softwareschmiede. Diese ermöglicht die weitgehende Automatisierung der NC-Programmierung.<br />

Ulrike Keller, Marketing Managerin, Tebis Technische Informationssysteme AG, Martinsried/Planegg<br />

Bild: Tebis<br />

Um auch kritische Fräsbereiche im Millimeterbereich oder Bauteile<br />

mit tiefen Kavitäten sicher auf Kollision prüfen zu können,<br />

muss die reale Fertigungsumgebung eins zu eins in der virtuellen<br />

CAD/CAM-Welt abbildbar sein – eine Anforderung, die das CAM-<br />

System, das Werkzeugbauer Gedia bis 2016 eingesetzt hat, nicht erfüllen<br />

konnte. „Das fing schon beim Fräswerkzeug an, das sich nicht<br />

exakt nachbauen ließ“, sagt Ralf Hesener, Leiter Werkzeug-Engineering.<br />

„Auch das Maschinenmodell war alles andere als genau, ganz<br />

zu schweigen von den Kinematiken.“ „Das hat die Kollisionsprüfung<br />

extrem zeitaufwendig gemacht“, ergänzt Carsten Wurm, Teamleiter<br />

CAM-Programmierung: „Zum Teil wurden Kollisionen angezeigt, die<br />

gar keine waren. Wir konnten uns auf die Daten schlichtweg nicht<br />

verlassen und mussten sie doppelt pflegen – einmal am CAM-Arbeitsplatz<br />

und einmal in der Maschinenhalle.“ Spätestens als man<br />

eine Maschine mit Palettenwechsler anschaffen wollte, war die Entscheidung<br />

gefallen. Ein neues CAM-System sollte her. Denn dafür<br />

musste auch die Kollisionsprüfung bei Werkzeugwechseln zwischen<br />

zwei NC-Programmen reibungslos funktionieren.<br />

CNC-Simulator für kollisionssichere NC-Programme<br />

In der Folge wurde die CAD/CAM-Software Tebis mit dem bisheri-<br />

Der Tebis-CNC-Simulator prüft die gesamte Fertigungsumgebung<br />

mit allen Komponenten absolut zuverlässig<br />

gen System verglichen. Das eindeutige Resultat: Der CNC-Simulator<br />

garantiert, dass ausschließlich kollisionssichere NC-Programme<br />

ausgegeben werden. Ermöglicht wird das durch digitale Prozessbibliotheken<br />

wie die Werkzeug- oder Maschinenbibliothek: In diesen<br />

sind alle Komponenten, auf die der CNC-Simulator bei der Prüfung<br />

zurückgreift, virtuell bis ins kleinste Detail hinterlegt. Hermann<br />

Geueke, Leiter Mechanische Bearbeitung, fasst Anspruch und Ergebnis<br />

zusammen: „Um unsere Kollisionen auf Null runterzufahren<br />

und uns gleichzeitig aufwendige Prüfungen nach dem Post -<br />

processing zu ersparen, brauchten wie eine millimetergenaue Nachbildung<br />

des Maschinenmodells und der Werkzeuge in der virtuellen<br />

Welt. Das hat nur Tebis geschafft.“<br />

Automatisierung mit Schablonentechnologie<br />

Neben der präzisen Simulation führt der Werkzeugbauer beim CAD/<br />

CAM-Spezialisten noch einen Pluspunkt ins Feld: Die Schablonentechnologie.<br />

Sie ermöglicht die weitgehende Automatisierung der<br />

NC-Programmierung. Auch hier konnte kein anderes System mithalten.<br />

Der Werkzeugbauer fertigt hauptsächlich in Losgröße 1 und<br />

muss daher mit einer Vielzahl von Varianten umgehen. Bei der Tiefbohrbearbeitung<br />

zum Beispiel werden in der Lösung Querbohrungen<br />

automatisch erkannt. Mit den geeigneten<br />

NC-Schablonen ist die anschließende NC-<br />

Programmierung ein Leichtes. Zudem lassen<br />

sich die tatsächlichen Maschinenlaufzeiten<br />

im Vorfeld exakt ermitteln. Wurm sieht hier einen<br />

entscheidenden Vorteil:“ Dank der genauen<br />

Laufzeitberechnung in der Software<br />

können wir die Schwesterwerkzeuge bei der<br />

Fertigung vollautomatisch austauschen. Das<br />

spart uns sehr viel Zeit.“<br />

Systemlandschaft nach<br />

zwölf Monaten integriert<br />

Also startete man 2016 mit vier Lizenzen,<br />

2018 sind drei weitere dazugekommen. Doch<br />

mit dem Kauf der Lizenzen allein war es nicht<br />

getan. Um die neue Software möglichst<br />

schnell zum Laufen zu bringen und um Prozessbibliotheken<br />

und Schablonentechnologie<br />

optimal nutzen zu können, hat Gedia die Experten<br />

von Tebis-Implementierung mit ins<br />

Boot geholt. Nach knapp zwölf Monaten war<br />

44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Bild: Tebis<br />

Die NC-Programmierung erfolgt mit der Tebis-<br />

Schablonentechnologie weitgehend automatisiert<br />

die neue Systemlandschaft komplett integriert, so dass nun nur<br />

noch mit der Lösung programmiert wurde. Der Prozess ist durchgängig<br />

bis in die Werkstatt: An sechs Viewerstationen greifen die<br />

Maschinenbediener direkt auf alle relevanten Daten zu. Sie lassen<br />

sich NC-Funktionen anzeigen und arbeiten diese ab. In einer eigenen<br />

Liste sind alle Werkzeuge mit ihren spezifischen Technologiewerten<br />

hinterlegt. Heute gibt es wesentlich weniger Rückfragen als<br />

zuvor. Die gesamte Fertigung ist schneller geworden. „In der Vergangenheit<br />

haben wir mit einer Stunde CAM-Programmierung circa<br />

zweieinhalb Frässtunden erwirtschaftet. Heute liegen wir bei über<br />

drei Frässtunden“, so Geueke. „Das heißt, dass wir in derselben Zeit<br />

mehr Bauteile fertigen. Dadurch werden Kapazitäten frei und wir<br />

können immer mehr Aufgaben inhouse erledigen.“ Der Werkzeugbauer<br />

beschäftigt sechs Tebis-CAM-Programmierer und zwei externe<br />

Dienstleister. 18 Mitarbeiter bedienen die sechs Maschinen im<br />

3-Schichtbetrieb. Auch am Wochenende stehen die Maschinen nicht<br />

still – die Software ermöglicht die mannarme Fertigung. Für die nahe<br />

Zukunft stehen Mehrmaschinenbedienung und die automatische<br />

Palettierung mit Nullpunktspannsystem auf dem Programm.<br />

Auf dem Weg zur Ein-System-Strategie<br />

Gedia hat noch mehr vor. Gemeinsam mit Tebis Consulting wurde<br />

die Prozesslandschaft analysiert und der Standardisierungsgrad auf<br />

Herz und Nieren geprüft. Am Anfang stand ein Workshop mit allen<br />

Führungskräften, um über Abteilungsgrenzen hinweg ein gemeinsames<br />

Verständnis zu erarbeiten und eine einheitliche Wissensgrundlage<br />

aufzubauen. Auch die MES-Lösung Proleis des Softwareanbieters<br />

hat überzeugt: Zukünftig sollen Aufträge und Fertigung damit digital<br />

geplant und gesteuert werden. Und um Einarbeitungs- und<br />

Tryoutzeiten zu verringern, testet das Unternehmen aktuell BREP-<br />

Technologiendes Softwarehauses, mit denen sich Druckflächen und<br />

Freimachungen direkt in das CAD-Modell einkonstruieren lassen.<br />

Zudem möchte man das Erfolgsmodell Gedia-Tebis weiter ausdehnen:<br />

Die spanische Niederlassung in Barcelona steht bereits in engem<br />

Kontakt mit Tebis Iberia.<br />

jg<br />

www.tebis.com<br />

Flexible<br />

Schutztürabsicherung<br />

auf höchstem Niveau<br />

Sicherheitssystem mit Zuhaltung<br />

Modularer Aufbau für maximale<br />

Flexibilität beim Einsatz<br />

Einfacher Austausch von Funktionen<br />

Taster- und Anzeigeelemente optional<br />

direkt im Gehäuse integrierbar<br />

Umfangreiche Diagnosefunktionen<br />

Profinet- und Ethernet/IP-Varianten<br />

verfügbar<br />

Höchste Sicherheit, Kategorie 4 / PL e<br />

Details zum CNC-Simulator von Tebis:<br />

hier.pro/IcoX7<br />

SPS Nürnberg<br />

26.- 28.<strong>11.2019</strong> · Halle 7 / Stand 280<br />

www.euchner.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 45


TRENDS<br />

PERSPEKTIVEN<br />

Bild: Rolls-Royce<br />

Um eine Situation, die verschiedene Abteilungen betrifft, gemeinsam betrachten zu können, nutzen Rolls-Royce-Ingenieure eine VR-Cave<br />

Rolls-Royce – in Sachen Digitalisierung bereits weit fortgeschritten<br />

Digitale Pioniere<br />

Am Rolls-Royce-Standort Dahlewitz, eine halbe Stunde südlich von Berlin, hat die Zukunft schon<br />

begonnen: Viele Trends wie etwa Virtual Reality (VR) oder Augmented Reality (AR) sind hier bereits im<br />

praktischen Alltag der Ingenieure angekommen. Predictive Maintenance, unterstützt per Machine<br />

Learning, ist ebenfalls schon in Reichweite.<br />

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

In einem VR-Raum, der ganze Triebwerke raumfüllend in 3D darstellen<br />

kann, treffen sich bei Rolls-Royce Spezialisten aus unterschiedlichen<br />

Fachbereichen, um etwa Änderungen zusammen zu<br />

besprechen. Benötigt die Hydraulikabteilung etwas mehr Platz für<br />

eine zusätzliche Leitung, schaut sie zusammen mit anderen Disziplinen,<br />

wo man diesen schaffen könnte. Die Bewilligung des Raums<br />

gab die Geschäftsführung frei, als man Studien vorlegte, die zeigen,<br />

dass in VR-Umgebungen das Erfassen von Zusammenhängen wesentlich<br />

schneller abläuft: „Am Monitor werden bis zu 40 % der<br />

Details nicht schnell genug wahrgenommen, in einer immersiven<br />

3D-Umgebung dagegen nur 10 %“, erklärt Marius Swoboda, Head of<br />

Engineering Science and Capability bei Rolls-Royce. Mit den Steuergeräten<br />

in der Hand können die Ingenieure ein im Maßstab 1:1 dargestelltes<br />

Triebwerk wie eine Zwiebel Schicht für Schicht auseinandernehmen<br />

oder nur für sie relevante Elemente anzeigen lassen. Da<br />

ihre Position im Raum selbst durch ihre 3D-Brille erkannt wird, passt<br />

sich der Blickwinkel automatisch an, etwa wenn man in die Knie<br />

geht, um ein Bauteil weiter unten zu begutachten.<br />

Zudem wird in der zusammen mit der TU Cottbus entwickelten VR-<br />

Cave die Planung der Arbeitsplätze – bis zu ganzen Hallen – und der<br />

entsprechenden Montageschritte überprüft, bevor ein Triebwerk in<br />

Serie gebaut wird. Denn so eliminiert man eventuelle Schwierigkeiten<br />

schon im Vorfeld – bevor sie in der Realität auftreten.<br />

Vielseitige Simulationsmöglichkeiten<br />

Ganz am Anfang des Entwicklungsprozesses steht aber das Design<br />

des Kerntriebwerks: „Wir entwickeln nicht in jedem Fall ein komplett<br />

neues Triebwerk, sondern bauen auf unseren bisherigen Erfahrungen<br />

auf und bieten den Kunden für ihre Ansprüche optimierte<br />

Varianten an“, sagt Uwe Minkus, Head of Systems Design. Dabei<br />

werden vorgegebene Parameter wie Gewicht, Lärm, Preis, Treibstoffverbrauch<br />

oder die maximal mögliche Flugstrecke berücksichtigt.<br />

Die Optimierung erfolgt mit Hilfe eines komplexen Algorithmus,<br />

der quasi mit den Maßen des vorausgewählten Typs spielt und so<br />

eine Vielzahl möglicher Designs errechnet. Das erste Ergebnis hat<br />

er in fünf Minuten parat. „Wir lassen uns in ein bis zwei Tagen bis zu<br />

2500 Entwürfe generieren, zu jedem gibt es dann automatisch eine<br />

erste CAD-Zeichnung. Die Auswertung nehmen wir aber über<br />

Diagramme vor, in denen wir die Entwürfe mit den vielversprechendsten,<br />

vom Kunden als wichtig angesehenen Parametern –<br />

Lärm, Verbrauch usw. – vergleichen. Würden diese Daten manuell<br />

erstellt, ergäben sie etwa 1000 gedruckte Seiten“, verdeutlicht<br />

Minkus die Zeitersparnis des Entwurfsalgorithmus. In der Praxis bedeutet<br />

das dann, dass ein neues Triebwerk einem bereits bestehenden<br />

zu 90 % gleicht, aber beispielsweise durch eine höhere Kerntemperatur<br />

und die dementsprechend geänderte Kühlung die favorisierten<br />

Werte erreicht.<br />

Um die entstehenden großen Datenmengen für die Produktentwickler<br />

zugänglicher zu machen, setzt das Unternehmen auf eine<br />

spezifisch neu entwickelte App. Mit ihr können die Mitarbeiter in<br />

46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Dahlewitz unkompliziert und effektiv auf dem breiten Spektrum bereits<br />

vorhandener Kenntnisse aufbauen: In die App kann ein Triebwerksentwurf<br />

geladen werden, um anschließend diverse<br />

erwünschte Betriebsparameter ganz einfach per Schieberegler einzustellen.<br />

So kann sehr schnell überprüft werden, wie sich eine größere<br />

Flughöhe oder andere Startbedingungen auf Druck oder die<br />

Temperatur eines Gasstroms auswirken. „Früher benötigten wir für<br />

90 % unserer zur Verfügung stehenden Daten hochspezialisierte<br />

Experten, um diese zu interpretieren. Heute kann quasi jeder am<br />

Entwicklungsprozess Beteiligte eine neue Situation sofort virtuell<br />

überprüfen“, sagt Minkus.<br />

Auch in der Verifizierung von bereits erstellten Entwürfen hat Rolls-<br />

Royce die Computersimulationen bereits früh aufgegriffen. Minkus<br />

beschreibt deren Vorteil so: „Mit unseren Modellrechnungen können<br />

wir jetzt selbst komplexe Vorgänge wie den Verlust von Fan-<br />

Schaufeln im Bläser abbilden und mit hoher Genauigkeit vorhersagen.“<br />

Wenn noch physisch getestet wird, dann aufgrund zwingender<br />

Vorgaben bei der Zertifizierung und zum Abgleich des Modells.<br />

„Aufwendige Versuche müssen nicht mehrfach wiederholt werden,<br />

was sowohl Zeit als auch Kosten im Entwicklungsprozess einspart“,<br />

so Minkus weiter. Einzelne Aspekte, wie die Verbreitung von Kerosintröpfchen<br />

in der Brennkammer, untersuchen und simulieren universitäre<br />

Partner.<br />

Die beschriebene App bildet mit ihren Algorithmen das ‚klassische‘<br />

Triebwerks-Design des Unternehmens ab. Ganz neue Ansätze kann<br />

aber auch der Computer mit ein paar Maßänderungen so nicht kalkulieren.<br />

Aktuell arbeitet Rolls-Royce an einem Triebwerk, in dem<br />

erstmals ein Planetengetriebe verbaut wird und so der Bläser vorne<br />

(auch ‚Fan‘ genannt) langsamer drehen kann als die Niederdruck -<br />

turbine selbst. Denn die beiden Elemente haben jeweils eigene<br />

Ideal bereiche, die sich deutlich unterscheiden. Bei den bisherigen<br />

Triebwerken des Herstellers musste für die Drehzahlen ein Kompromiss<br />

gefunden werden, da die Niederdruckturbine und der Fan<br />

durch eine Welle fest verbunden sind. Das neue ‚Ultrafan-Triebwerk‘<br />

soll in der zweiten Hälfte des nächsten Jahrzehnts auf den Markt<br />

kommen, wobei das Planenten-Getriebe für die Übertragung von<br />

bis zu 100.000 PS Leistung ausgelegt sein wird – mehr als jedes andere<br />

Reduktionsleistungsgetriebe in der Luftfahrt bisher, denn für<br />

Großtriebwerke hat dieses Konzept bisher noch niemand umge-<br />

LINEARTISCHE<br />

Nürnberg 26. – 28. November 2019<br />

SPS<br />

Halle 1 Stand 310<br />

www.hiwin.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 47


TRENDS<br />

PERSPEKTIVEN<br />

setzt. Aktuell werden in Dahlewitz bereits 70.000 PS auf den Prüfständen<br />

gefahren – die Montage der Teile aber wird schon heute in<br />

einer 3D-Simulation durchgespielt.<br />

Digitaler Zwilling gespeist durch AR-Technik<br />

Geht man weiter in die Fertigung, kommt man auch in der wie ein<br />

Reinraum wirkenden Montagehalle für Trent-XWB-Triebwerke nicht<br />

mehr um die virtuelle Realität herum: Mit einer Augmented-Reality-<br />

App überprüfen Mitarbeiter künftig, ob alle Komponenten vollständig<br />

montiert sind. Die Software zeigt auf einem Tablet dessen<br />

Kamerabild und legt in Echtzeit die Zeichnung der zu prüfenden<br />

Komponente darüber, beispielsweise einer Pumpe. Erkennt das<br />

System die korrekt installierte Baugruppe, bestätigt es den Vorgang.<br />

Aktuell wird das System in die Produktion eingeführt; später soll<br />

nicht mehr ein Mitarbeiter mit einem Tablet, sondern eine autonome<br />

Vorrichtung das Triebwerk virtuell auf Vollständigkeit abtasten. Ein<br />

digitaler Zwilling soll künftig jedes Bauteil und jeden Prozess be -<br />

inhalten, wodurch ein Triebwerk und seine Fertigung lückenlos<br />

dokumentiert werden.<br />

Da der Triebwerksbau im Vergleich zur Automotive-Produktion nach<br />

Qualitätsanspruch und Menge eher einer Manufaktur gleicht, werden<br />

sehr viele Montageschritte nicht automatisiert, sondern manuell<br />

von hochqualifizierten Facharbeitern vorgenommen. Um dabei<br />

etwa das korrekte Anzugsmoment einer Schraube sicher gewährleisten<br />

zu können, musste diese früher von einem Kollegen nochmals<br />

überprüft werden. Heute erkennt ein digital eingebundener<br />

Drehmomentschlüssel den Vorgang und übermittelt alle Werte an<br />

den Digitalen Zwilling.<br />

Vorausschauende Wartung bereits Realität<br />

Ist ein Triebwerk dann im Betrieb, liefert es fast kontinuierlich Daten<br />

an die Zentrale im brandenburgischen Dahlewitz. Die Millionen übertragenen<br />

Datenpunkte soll künftig einmal ein Netzwerk aus fest<br />

installierten Kameras im Inneren um optische Quellen erweitern.<br />

Diese sind durch Bleistift-große, bewegliche Periskope von den extremen<br />

Temperaturen entkoppelt und können so Live-Bilder aus<br />

dem Kerntriebwerk liefern. „Die Daten gehen zunächst an unser<br />

Bild: Rolls-Royce<br />

Neue Montageschritte und ganze Hallen werden in der virtuellen Realität<br />

auf diverse Faktoren hin überprüft und die ersten Handgriffe dort geübt<br />

Operational Service Desk (OSD), von dem aus wir die gesamte Flotte<br />

unserer im Dienst befindlichen Triebwerke betreuen. Von dort<br />

wird dann das ‚Engine Network‘ mit den übermittelten Daten gefüttert“,<br />

erklärt Axel Vöge, Head of Digital Operations. Die Software ist<br />

eine Art Facebook für Triebwerke: „Je mehr wir über jedes einzelne<br />

wissen, desto genauer können wir es auf sein künftiges Verhalten<br />

hin einschätzen.“ Die Mehrzahl der Business-Jet-Daten wird nach<br />

der Landung übertragen, besonders kritische Informationen können<br />

bereits während des Fluges gesendet werden.<br />

Stellen die Sensoren beispielsweise eine erhöhte Vibration fest,<br />

wird ein entsprechender Experte in Dahlewitz informiert. Er kann<br />

sich nun anhand des Engine Network umgehend ein Bild machen,<br />

ob es früher schon einmal ein ähnliches Verhalten an einem anderen<br />

Triebwerk gegeben hat. Anschließend entscheidet er, ob sofort<br />

Maßnahmen ergriffen werden sollten oder die Erfahrung zeigt, dass<br />

die Maschine ohne Risiko bis zur nächsten planmäßigen Wartung<br />

weiter laufen kann. Im Fall der sofortigen Reparatur kann der<br />

Mechaniker den früheren Lösungsweg direkt aus dem digitalen System<br />

nachvollziehen und dadurch auch von Notizen seiner Kollegen<br />

rund um den Globus profitieren.<br />

Aber auch andersherum werden Vergleiche gezogen: Wenn beispielsweise<br />

besonders wenig Vibration auftritt, will man ebenfalls<br />

wissen, woran das liegt. Denn so könnten eventuell auch andere<br />

Triebwerke daraufhin optimiert werden. Jährlich werden etwa 3500<br />

auffällige Abweichungen vom Durchschnitt überprüft, wodurch der<br />

Grundstein eines Datenstamms für das Machine Learning gelegt<br />

wird: „In den kommenden Jahren könnten wir die Diagnose im ersten<br />

Schritt komplett durch unsere Algorithmen erstellen lassen. Nur<br />

wenn diese keine passende Lösung finden, müsste noch ein Experte<br />

eingeschaltet werden“, schätzt Vöge. Er weist aber auch darauf<br />

hin, dass die konsequente Digitalisierung des Operational Service<br />

Desks – wie etwa durch das ‚Engine Networking‘ – und die dadurch<br />

verbesserten Abläufe bereits heute deutliche Wirkung zeigen: „Im<br />

Jahr 2008 konnten wir bei Störungen etwa zwei Drittel aller Maschinen<br />

ohne Verspätung wieder in die Luft bekommen. Stand heute<br />

schaffen wir das in 98 % der Fälle.“<br />

Um die Analyse von Daten im Konzern noch weiter vorantreiben zu<br />

können, hat Rolls-Royce bereits Ende 2017 die R 2<br />

Data Labs gegründet: An Standorten in UK, den<br />

USA, Singapur, Indien und Neuseeland sitzen in<br />

einzelnen Abteilungen, sogenannten Hubs, interdisziplinäre<br />

Teams aus Datenspezialisten zusammen<br />

mit Experten aus anderen Bereichen und arbeiten<br />

an konkreten Problemlösungen sowie neuen<br />

Ideen für den weiteren Ausbau der digitalen Infrastruktur<br />

des Konzerns. Ende 2018 hat man nun<br />

auch in Dahlewitz einen Hub für Künstliche Intelligenz<br />

geschaffen, der mit externen Partnern<br />

kooperiert, etwa dem Hasso-Plattner-Institut für<br />

Digital Engineering in Potsdam.<br />

Ganz ohne Fehler geht es nicht<br />

Fluggesellschaften wollen vermeiden, dass ihre<br />

Maschinen nicht eingesetzt werden können, etwa<br />

durch außerplanmäßige Wartungsarbeiten. Nutzungsausfälle<br />

dauern natürlich länger und werden<br />

48 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Nürnberg, Germany<br />

14.–16.1.2020<br />

Bild: Rolls-Royce<br />

Internationale Fachmesse für Druckguss:<br />

Technik, Prozesse, Produkte<br />

Die Überprüfung von montierten Baugruppen mittels Augmented<br />

Reality (AR) wird derzeit etabliert<br />

sehr viel teurer, wenn ein Triebwerk vom Flügel genommen werden<br />

muss. Um diese Situation möglichst häufig vermeiden zu können,<br />

arbeitet Rolls-Royce zusammen mit verschiedenen Partnern sowie<br />

den Universitäten Nottingham und Harvard an Robotiklösungen.<br />

Komplizierte Arbeiten wie etwa das präzise Abschleifen von beschädigten<br />

Turbinenschaufeln erfordern einen erfahrenen Spezialisten,<br />

der aber nicht überall sofort verfügbar ist. Ein neues, lasergesteuertes<br />

System dagegen soll künftig einmal in jeder Werkstatt der Welt<br />

am Triebwerk installiert werden können, ohne die Wartungsexperten<br />

für diese Aufgabe vor Ort zu haben. Statt dessen übernimmt ein<br />

Spezialist dann ferngesteuert direkt aus der Zentrale des Triebwerkherstellers<br />

die eigentliche Arbeit. Das spart viel Zeit, das Triebwerk<br />

kann schnell wieder zurück in den Einsatz.<br />

Ein weiteres Projekt sind sogenannte Snake Robots: Mehrere von<br />

ihnen könnten endoskopartig durch eine Serviceöffnung in das<br />

Triebwerk eingeführt werden und dort gemeinsam zum Beispiel<br />

eine beschädigte Beschichtung reparieren. Außerdem könnten sie<br />

als Träger eines ganzen Schwarms aus Mini-Robotern fungieren, die<br />

so tief im Triebwerk freigesetzt werden. Diese kriechen dann durch<br />

die schwer zugänglichen Bereiche und ermöglichen via Live-Video<br />

eine Inspektion. Aktuell messen die Prototypen noch 5 cm – zu groß<br />

für die Triebwerksöffnungen – das Ziel ist eine Reduktion auf wenige<br />

Millimeter in den nächsten fünf bis zehn Jahren. „Einige Technologien,<br />

wie etwa die Schwarmroboter, haben bis zum alltäglichen Einsatz<br />

noch einen langen Weg vor sich“, bestätigt deswegen auch<br />

James Kell, On-Wing Technology Specialist. „Die ferngesteuerten<br />

Schleifroboter aber werden schon getestet und wohl in wenigen<br />

Jahren eingeführt.“<br />

Künftig soll die Vision der ‚Intelligent Engine‘ das Produkt und den<br />

Service so eng verbinden, dass sie nicht mehr zu trennen sind: Das<br />

Triebwerk soll künftig selbst den passenden Roboter für eine anstehende<br />

Inspektion bestellen und auf den großen Datenbestand<br />

zugreifen können, um zu entscheiden, ob es beispielsweise durch<br />

die Aschewolke eines Vulkans fliegen kann. Nach dem Ausbruch des<br />

isländischen Eyjafjallajökull etwa blieben im Jahr 2010 aus Mangel<br />

an Erfahrung vorsorglich alle Flugzeuge am Boden, was wirtschaftliche<br />

Milliardenschäden verursachte. Heute wäre man dank des<br />

Datenschatzes dagegen wesentlich sicherer, was die Einschätzung<br />

solch einer Extremsituation anginge.<br />

www.rolls-royce.com<br />

Kurzvideos zeigen die Robotiklösungen im Detail:<br />

hier.pro/dnPr2<br />

IDEEN<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 49


TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG/VERWALTUNGSTOOLS<br />

Bild: Native Instruments<br />

Native Instruments nutzt die Cloud bei der Entwicklung und Fertigung von Controllern für die computerunterstützte Musikproduktion<br />

Serie PLM in der Cloud – Teil 3: der Ansatz von Autodesk<br />

Pionier auf dem Weg in die Wolken<br />

Mit Blick auf das Thema Industrie 4.0 und die Schaffung digitaler Plattformen zur Unterstützung von<br />

datengetriebenen Dienstleistungen und neuen Geschäftsmodellen bietet auch Autodesk ein PLM aus<br />

der Cloud an. Im dritten Teil der Serie stellen wir deshalb die Cloud-PLM-Strategie und das Lösungs -<br />

angebot von Autodesk vor. Das Unternehmen gehört zu den Cloud-Pionieren.<br />

Michael Wendenburg, Fachjournalist für CAx/PLM-Themen, Sevilla<br />

Autodesk bietet seinen Kunden zwar schon lange Software-Lösungen<br />

für das CAD-Datenmanagement an, hat sich beim Thema<br />

Product Lifecycle Management (PLM) aber lange bedeckt gehalten.<br />

Als Spätstarter im PLM-Markt setzt das Unternehmen seit einigen<br />

Jahren konsequent und (fast) ausschließlich auf PLM aus der<br />

Cloud. „Wir sind relativ früh in die Cloud gegangen, für den deutschen<br />

Markt vielleicht zu früh“, sagt Karl Osti, Industry Manager<br />

Manufacturing bei der Autodesk GmbH in München. „Aus internationaler<br />

Sicht war das aber eigentlich die richtige Entscheidung.“<br />

Autodesk sieht sich durch die Entwicklung des Cloud-PLM-Marktes<br />

bestätigt, auch wenn Osti einräumt, dass das stärkste Wachstum<br />

derzeit noch im Bereich der Virtualisierung zu verzeichnen ist. Darunter<br />

versteht er das Hosting und Management von klassischen On-<br />

Premise-Installationen in einer öffentlichen oder privaten Cloud-<br />

Infrastruktur. „Wenn wir heute über Cloud-PLM reden, dann meist<br />

über die Virtualisierung bestehender Single-Tenant-Instanzen. Bei<br />

nativen Cloud-Anwendungen mit Multi-Tenant-Architektur haben wir<br />

noch ein bisschen aufzuholen“, führt Osti weiter aus. Er geht aber<br />

davon aus, dass sich die native Cloud durchsetzen wird, weil nur sie<br />

die Flexibilität und Agilität bietet, die in den verteilten Entwicklungsund<br />

Fertigungsnetzen gefordert ist.<br />

Wachsende Zahl von Cloud-Kunden<br />

Nach einer langen Phase der Evangelisierung kann Autodesk inzwischen<br />

eine beachtliche Zahl von Cloud-PLM-Kunden vorweisen. Am<br />

Anfang waren es eher Start-Ups oder PLM-Newcomer wie der Berliner<br />

Hersteller von Hard- und Software für die computergestützte Musikproduktion<br />

Native Instruments, die sich für Autodesk Fusion Life -<br />

cycle entschieden haben. Inzwischen aber nutzen auch gestandene<br />

Mittelständler aus dem Maschinen- und Anlagenbau PLM-Funktionen<br />

aus der Cloud, meist in Kombination mit einer On-Premise-Installation<br />

des Autodesk Vaults für das CAD- bzw. Produktdatenmanagement.<br />

50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


„Es geht auch um den<br />

Digital Twin und die Frage,<br />

wie ich die PLM-Daten<br />

mit Echtzeitdaten aus dem<br />

Betrieb zusammenbringe.“<br />

Ihre zündende Idee<br />

Unsere Lösung nach Mass<br />

Die Native Instruments GmbH ist ein gutes Beispiel für die Art von<br />

Kunden und Anwendungsfällen, die Autodesk mit PLM aus der<br />

Cloud adressiert. Das mittelständische Unternehmen mit weltweit<br />

500 Mitarbeitern entwickelt Controller für die computergestützte<br />

Musikproduktion und das Djing sowie Sound-Bibliotheken von<br />

Instrumenten und Klangeffekten, mit denen unter anderen Film -<br />

musiken elektronisch produziert werden.<br />

Fusion Lifecycle hat bei Native Instruments eine selbst programmierte<br />

Software für die Stücklisten-Verwaltung mit begrenztem<br />

Funktionsumfang und ohne grafische Benutzeroberfläche abgelöst,<br />

die nicht unternehmensübergreifend einsetzbar war. Die neue<br />

Cloud-basierte Plattform wird heute in erster Linie für das Stücklisten-<br />

und Change-Management genutzt. Sie dient dazu, der Produk -<br />

tionsbetreuung und den Fertigungspartnern die aktuellen Versionsstände<br />

von Stücklisten, Fertigungsunterlagen und Qualitätsdokumenten<br />

bereitzustellen, unterstützt aber auch die Kostenaufwandsabschätzung<br />

in den frühen Phasen der Hardware-Entwicklung. Ausschlaggebend<br />

für die Entscheidung zugunsten der Cloud-Lösung<br />

waren der geringe Implementierungs- und Wartungsaufwand sowie<br />

der weltweite Zugang zu dem System, wie Supply Chain Manager<br />

Kai Thieme sagt.<br />

Mehrmandantenfähiges SaaS-Modell<br />

Die Cloud-PLM-Strategie von Autodesk basiert grundsätzlich auf<br />

dem Konzept einer mehrmandantenfähigen SaaS-Architektur, unterscheidet<br />

aber klar zwischen PLM und PDM. Alles, was mit den<br />

PLM-Prozessen und leichtgewichtigen Daten zu tun hat, läuft in der<br />

Cloud. Fusion Lifecycle umfasst Module für New Product Introduc -<br />

tion (NPI), worunter sich vor allem die Funktionen für Workflow- und<br />

Projektmanagement verbergen, BOM-Management, Change Management,<br />

Quality Management und Supplier Collaboration. Für die<br />

Verwaltung und Versionierung ihrer CAD-Daten nutzen die meisten<br />

Bestandskunden hingegen den Vault als on premise installierte<br />

PDM-Instanz. Zwar bietet Autodesk agilen Projektteams mit Fusion<br />

360 auch eine Cloud-PDM-Komponente, die neben dem Daten -<br />

management das Konstruieren, Simulieren und NC-Programmieren<br />

in der Cloud ermöglicht. Sie reicht aber funktional nicht an den Autodesk<br />

Inventor oder vergleichbare CAD-Systeme heran und wird in<br />

Deutschland wenig genutzt.<br />

Der Autodesk Vault ist seit der aktuellen Produktversion nahtlos in<br />

Fusion Lifecycle integriert, so dass die Daten automatisch synchron<br />

gehalten werden. Es handelt sich gewissermaßen um ein hybrides<br />

Cloud-On-Premise-Szenario. Theoretisch könnten die Kunden ihre<br />

CAD-Daten aus Autodesk Inventor auch direkt mit Fusion Lifecycle<br />

verwalten, wie Osti sagt: „Die Realität sieht aber so aus, dass die<br />

Unternehmen Bedenken haben, ihre CAD-Daten in eine native<br />

Cloud zu schieben und deshalb ein Engineering-nahes PDM be -<br />

vorzugen.“<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 51<br />

Ein Unternehmen der Festo Gruppe


TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG/VERWALTUNGSTOOLS<br />

Gerade bei größeren Kunden sei allerdings eine wachsende Bereitschaft<br />

festzustellen, ihre Inventor- und Vault-Installation zu virtualisieren,<br />

um flexibler auf Bedarfsspitzen und die wachsende Mobilität<br />

der Anwender reagieren zu können, führt Osti weiter aus. .Autodesk<br />

arbeitet hier mit Microsoft als Cloud-Provider zusammen, der<br />

das Hosting und Streaming der Anwendungen übernimmt. „Wir helfen<br />

dem Kunden bei der Einrichtung, aber für die Wartung ist er<br />

selbst verantwortlich und er rechnet auch direkt mit dem Betreiber<br />

des Rechenzentrums ab“, sagt Osti. Das hat aber nichts mit dem<br />

eigentlichen Cloud-PLM-Angebot von Autodesk zu tun.<br />

Hybride Cloud-Cloud-Architektur<br />

Das Cloud-PLM-Angebot von Autodesk umfasst den gesamten<br />

Technologie-Stack einer SaaS-Architektur, mit der Besonderheit,<br />

dass sowohl eine eigene Infrastruktur, als auch die eines öffentlichen<br />

Cloud-Providers wie Amazon genutzt wird. Der PLM-Hersteller<br />

unterhält zu diesem Zweck Rechenzentren in Irland, den USA und in<br />

Singapur und baut weitere Kapazitäten auf. Es handelt sich also immer<br />

um eine hybride Cloud-Cloud-Architektur, auch wenn der Kunde<br />

davon nichts mitbekommt, weil Autodesk vertraglich sein Ansprechpartner<br />

für das Thema Infrastruktur ist. In der Autodesk-Cloud werden<br />

vor allem die persönlichen und kaufmännischen Daten für die<br />

Abrechnung der Cloud-Dienste gespeichert, während die Anwendungen<br />

und alles, was für das Load Balancing relevant ist, in der<br />

AWS-Cloud laufen.<br />

Eine weitere Besonderheit des Cloud-Stacks ist, dass der Software-<br />

Hersteller Kunden und Third-Party-Entwicklern neben der SaaS-<br />

Schicht eine offene Entwicklungsumgebung (PaaS) bereitstellt.<br />

Autodesk Forge ist die technologische Plattform, auf der sowohl<br />

Fusion Lifecycle als auch Fusion 360 basieren und ermöglicht es<br />

ihnen, eigene Zusatzapplikationen oder industriespezifische PLM-<br />

Lösungen zu entwickeln. Forge sei ein strategisches Thema, das<br />

derzeit im Mittelpunkt der Entwicklung stehe, sagt Osti. „Wir wollen<br />

den Funktionsumfang unserer Cloud-Plattform zusammen mit Partnern<br />

erweitern.“<br />

Autodesk denkt dabei auch an das Thema Industrie 4.0 und die<br />

Schaffung digitaler Plattformen zur Unterstützung von datengetriebenen<br />

Dienstleistungen und neuen Geschäftsmodellen. „Es geht<br />

um den Digital Twin und die Frage, wie ich die PLM-Daten mit Echtzeitdaten<br />

aus dem Betrieb zusammenbringe“, sagt Osti. Allerdings<br />

will das Unternehmen nicht mit den großen IoT-Plattformanbietern<br />

in Konkurrenz treten, sondern nur die Möglichkeit schaffen, die<br />

Plattformen anzubinden und den Kontext bereitzustellen, um die<br />

IoT-Daten korrekt interpretieren zu können. Forge solle eine Art<br />

Superkleber sein, um die verschiedenen Ausprägungen des digitalen<br />

Zwillings zu verbinden, sagt Osti.<br />

User-basiertes Subskriptionsmodell<br />

Forge ist für Autodesk zugleich eine Testumgebung für neue Lizenzbzw.<br />

Preismodelle, denn es wird nicht nach Zahl der Anwender, sondern<br />

nach Verbrauch (consumption-based) abgerechnet. In Zukunft<br />

könnte es sogar ein mehrwert-basiertes Zahlungsmodell (outcome<br />

based) sein, wie Autodesk es heute schon bei der Nutzung der<br />

Generative-Design-Funktionen in Fusion 360 praktiziert. Der Anwender<br />

kann seine Entwürfe kostenlos durchrechnen lassen und zahlt<br />

nur für die Option, die er runterlädt. Osti will nicht ausschließen,<br />

dass Fusion Lifecycle und andere Produkte künftig nach einem ähnlichen<br />

Modell abgerechnet werden. Die Frage sei, wie die Architektur<br />

aussehen müsse, um den Mehrwert berechnen zu können.<br />

Bislang zahlt der Kunden im Subskriptionsmodell für einzelne User<br />

der Cloud-PLM-Lösung, wobei unterschieden wird zwischen Pro-<br />

Lizenzen (aktuell 920 US-Dollar pro Anwender und Jahr) und Participants<br />

(310 US-Dollar). Letztere haben nur lesenden Zugriff auf<br />

Daten und Dokumente, können aber zum Beispiel auch Workflows<br />

freigeben. Darüber hinaus gibt es eine Enterprise-Lizenz, die aktuell<br />

1.845 US-Dollar pro Anwender und Jahr kostet, bei der die Lizenzen<br />

von mehreren Mitarbeitern geteilt werden, und die darüber hinaus<br />

die Möglichkeit bietet, eine unlimitierte Zahl von externen Partnern<br />

anzubinden. Den Enterprise-Kunden stehen auch mehr Anwendungsmodule<br />

zur Verfügung, und sie erhalten eine eigene Testumgebung<br />

in der Cloud.<br />

In den Lizenzpreisen sind die Kosten für das Hosting und Management<br />

der Cloud-Installation enthalten, nicht aber die Aufwände für<br />

kundenspezifische Anpassungen und Integrationen zu ERP-Systemen<br />

oder anderen Unternehmensanwendungen, die gegebenenfalls<br />

noch on premise installiert sind. Autodesk stellt den Kunden dafür<br />

eine Server-basierte Integrationslösung zur Verfügung, aber die<br />

eigentliche Integrationsarbeit übernimmt in aller Regel ein Systemintegrator<br />

aus dem Partnerumfeld. Die Partner kümmern sich auch<br />

darum, auf Basis der einheitlichen Cloud-Instanz die kundenspezifischen<br />

Mandanten einzurichten.<br />

Serie PLM<br />

in der Cloud<br />

In unserer Serie Product Lifecycle Management (PLM) in der<br />

Cloud stellen wir Ihnen in der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Hintergrundinformationen zu den Lösungsansätzen der PLM-<br />

Anbieter vor, die vermehrt Angebote zum Einsatz auch von<br />

PLM-Lösungen in der Cloud machen. Autor ist der anerkannte<br />

Fachjournalist Michael Wendenburg aus Sevilla, der auch<br />

einen Blog über Future PLM betreibt:<br />

www.wendenburg.net/plm-blog/<br />

Erschienen sind bislang:<br />

• Teil 1: Anforderungen und Ziele (Ausgabe 3-4/2019)<br />

• Teil 2: der Ansatz von PTC (Ausgabe 10/2019)<br />

• Teil 3: der Ansatz von Autodesk (Ausgabe 11/2019)<br />

Online finden Sie alle Teile unter:<br />

hier.pro/om30L<br />

Folgen können Sie uns zudem unter:<br />

LinkedIn:<br />

hier.pro/Ax1zk<br />

Twitter:<br />

hier.pro/By7iY<br />

INFO<br />

52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


DIGITALISIERUNG/VERWALTUNGSTOOLS<br />

TRENDS<br />

„Engineering- und Produktionssicht<br />

lassen sich über die Cloud<br />

viel besser verzahnen. Allerdings<br />

müssen wir noch ein paar<br />

Hausaufgaben machen, um die<br />

verschiedenen Ausprägungen der<br />

Stückliste managen zu können.“<br />

Partner haben weiterhin ihren Platz<br />

Autodesk arbeitet traditionell mit Vertriebspartnern zusammen, deren<br />

Geschäftsmodell sich – unabhängig vom SaaS-Geschäft – schon<br />

durch den Umstieg von Verkaufs- auf Mietlizenzen stark verändert<br />

hat, wie Osti einräumt. Die Partner haben in der Cloud-PLM-Strategie<br />

des Unternehmens jedoch weiterhin ihren Platz, müssen sich allerdings<br />

künftig stärker auf das Beratungs- und Integrationsgeschäft<br />

fokussieren. Native Instruments wird inzwischen etwa von Autodesk-Partner<br />

Mensch & Maschine betreut, der das Unternehmen<br />

auch bei der Anbindung ihres E-CAD-Systems an die Cloud-PLM-<br />

Lösung unterstützt.<br />

Mensch & Maschine (MuM) sieht in seiner mittelständischen Kundenbasis<br />

ein wachsendes Interesse an Cloud-PLM, wie Wolfgang<br />

Huber, Geschäftsführer Industrie sagt. Typischerweise handelt es<br />

sich um Unternehmen, die für das CAD-Datenmanagement den<br />

Autodesk Vault on premise einsetzen, aber viele ihrer Prozesse in<br />

der Produktentwicklung noch Excel-gestützt abwickeln. Sie lassen<br />

sich sehr einfach in Fusion Lifecycle nachbilden, so dass die Kunden<br />

praktisch aus dem Stand startklar sind. Aufwendiger ist die Abbildung<br />

von Prozessen, die Integrationen zur Warenwirtschaft oder zu<br />

anderen Autorensystemen voraussetzen, wie Huber weiter ausführt:<br />

„Das machen wir zu unserem Hauptgeschäft, neben der kundenseitigen<br />

Konfiguration der Tenants.“<br />

Die Kunden mieten aber meistens auch die Lizenzen bei MuM, so<br />

dass der Autodesk-Partner keine Nachteile durch den Umstieg auf<br />

Cloud-PLM befürchtet. Das Unternehmen hat vor kurzem Kooperationsverträge<br />

mit T-Systems und dem Schweizer Telekomanbieter<br />

Swisscom abgeschlossen, so dass man Kunden, die beispielsweise<br />

auch ihre CAD/PDM-Anwendungen in die Cloud migrieren wollen,<br />

eine „eigene“ Cloud-Infrastruktur anbieten kann. „Wir haben umfassend<br />

getestet, ob sich schwere CAD-Geometrie mit einer Performance<br />

streamen lässt, die eine Bedienung mit der Space Mouse<br />

erlaubt“, sagt Huber. „Das funktioniert.“<br />

Anpassungsfähige SaaS-Architektur<br />

Die Software-Architektur von Fusion Lifecycle ist anpassungsfähiger,<br />

als man das von einer Multi-Tenant-Lösung erwarten würde.<br />

„Wir stellen dem Kunden die Plattform mit den wesentlichen Services<br />

bereit, die aktualisiert werden kann, ohne seine kundenspezifische<br />

Instanz und seine Prozesse durch Updates zu beeinträchtigen;<br />

zumindest solange an der API nichts verändert wird“, versichert<br />

Osti. „Das unterscheidet unsere Multi-Tenant-Lösung maßgeblich<br />

von virtualisierten Anwendungen, die ein höheres Maß an Standardisierung<br />

erfordern, um Probleme bei Updates zu vermeiden.“<br />

Native Instruments nutzt insbesondere das BOM-Management aus<br />

der Cloud mit einer wesentlichen Erweiterung für die Erfassung der<br />

Material- und Prozesskosten, um die späteren Produktkosten schon<br />

im Prototypenstadium zuverlässig kalkulieren zu können. Bislang<br />

hat das bei der Verwendung des Klassik-UI zu keinen Problemen bei<br />

automatischen Updates der Cloud-Anwendung geführt. Native In-<br />

Efficient Engineering ist, wenn ein PLAN zu EPLAN wird.<br />

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26.– 28. November 2019, Halle 6, Stand 210<br />

Ihr Weg zur Industrialisierung<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 53


TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG/VERWALTUNGSTOOLS<br />

struments würde sich allerdings die Umsetzung dieses Moduls<br />

auch in der Modern-UI wünschen. Jan Dreßler, der sich bei dem Unternehmen<br />

um die System-Implementierung und das Onboarding<br />

der Anwender kümmert, bestätigt die Flexibilität von Fusion Life -<br />

cycle, wobei die Anpassungen in diesem Fall von Autodesk selbst<br />

vorgenommen wurden.<br />

Fusion Lifecycle hat gegenüber einer on premise installierten PLM-<br />

Lösung den Vorteil, dass man keine große IT-Mannschaft benötigt, um<br />

die Anwendung zu unterhalten, wie Dreßler sagt. „Außerdem sind die<br />

initialen Kosten durch das Subskriptionsmodell einfacher zu kalkulieren.<br />

Wir haben erst mal mit wenigen Lizenzen angefangen und dann<br />

aufgestockt, können je nach Bedarf aber auch wieder runterskalieren“,<br />

ergänzt Supply Chain Manager Thieme. Wie viel Native Instruments<br />

durch die Cloud-Implementierung spart, lässt sich nicht genau beziffern<br />

– es gab vorher ja keine kommerzielle PLM-Installation.<br />

Einsparungen in Supply Chain und Service<br />

Andere Autodesk-Kunden haben durch den Cloud-PLM-Einsatz klar<br />

quantifizierbare Nutzeneffekte feststellen können, wie Osti versichert.<br />

„Einer unserer größeren Kunden im Maschinen- und Anlagenbau<br />

hat allein durch das Service Management mit Fusion Lifecycle<br />

seine Service-Umsätze für eine Produktlinie innerhalb eines Jahres<br />

verdoppelt, weil er jetzt weiß, welches Ersatzteil für welche Maschine<br />

auf welchem Lager liegt.“ Ein anderer habe den Durchsatz in der<br />

Zulieferkette durch die verbesserte Transparenz der Supply Chain<br />

Collaboration um 40 % erhöht und könne den Zeitpunkt der Markteinführung<br />

seiner saisonalen Produkte besser kontrollieren.<br />

Durch das Subskriptionsmodell und den geringeren Integrationsaufwand<br />

macht sich Cloud-PLM nach drei bis sechs Monaten bezahlt,<br />

wie Osti versichert. Bei größeren Unternehmen mit global verteilten<br />

Entwicklungs- und Produktionsstandorten sei der Nutzen oft noch<br />

ein anderer. Statt erst mal zwei Jahre die Prozesse zu analysieren,<br />

könnten sie einfach ihre bestehenden Business-Prozesse abbilden<br />

und hätten innerhalb von wenigen Monaten eine saubere Dokumentation<br />

des Status Quo, um dann entscheiden zu können, welche<br />

Prozesse verbessert werden müssen. Bei der Harmonisierung<br />

der Prozesse und Methoden gebe es noch viel zu tun, sagt Osti:<br />

„Der Riesenvorteil von Fusion Lifecycle ist, dass man die Prozesse<br />

im laufenden Betrieb ändern und sich an den Zielzustand heran -<br />

tasten kann. Das macht es auch leichter, die Mitarbeiter auf der<br />

Reise mitzunehmen.“<br />

Integrationsbedenken unbegründet<br />

Der wichtigste Vorteil der Cloud-Anwendung und zugleich ein wichtiges<br />

Entscheidungskriterium ist ihre Skalierbarkeit, wie Osti weiter<br />

ausführt: „Die Kunden fragen, wie schnell sie ihre Installation hochfahren<br />

können und wie sich das auf die Performance auswirkt.“<br />

Auch das Thema Integration wird seiner Einschätzung nach durch<br />

die Cloud einfacher, weil man Anwendungen schneller umhängen<br />

und neue Standorte schneller anbinden kann. Osti hält die Bedenken<br />

der Unternehmen hinsichtlich der Integration von Cloud- und<br />

On-Premise-Anwendungen für unbegründet, solange der Zeitpunkt<br />

der Informationsübergabe klar definiert sei. Schwieriger zu orchestrieren<br />

seien Echtzeit-Szenarien mit mehreren Cloud-Anwendungen,<br />

weil neben Sicherheitsaspekten auch die Frage vertraglich<br />

geregelt werden müsse, wer zu welchem Zeitpunkt die Führungsrolle<br />

habe.<br />

Was die Sicherheitsbedenken gegen Cloud-PLM anbelangt, so hat<br />

sich die Haltung der IT-Verantwortlichen in den Unternehmen in den<br />

letzten drei bis vier Jahren ziemlich gewandelt. Die Unternehmen<br />

sind offensichtlich zu dem Schluss gekommen, dass an der Cloud<br />

auf Dauer kein Weg vorbeiführt und beschäftigen sich mehr mit der<br />

praktischen Umsetzung von Sicherheitskonzepten. Gerade größere<br />

Unternehmen würden nach ISO-27001-Zertifizierung und Gover -<br />

nance-Modellen fragen, sagt Osti, um für den Notfall gewappnet zu<br />

sein.<br />

Migration in mehreren Schritten<br />

Autodesk-Kunden, die eine bestehende PDM/PLM-Installation<br />

durch Fusion Lifecycle abgelöst haben, lassen sich derzeit noch an<br />

einer Hand abzählen. Der PLM-Hersteller versucht, Big-Bang-Migrationen<br />

zu vermeiden und die Kunden stattdessen Schritt für Schritt<br />

in die Cloud umzuziehen, was natürlich eine kontinuierliche Anpassung<br />

der Integrationen erfordert. Die Harmonisierung des Stück -<br />

listen-Managements, das oft an jedem Standort anders aufgesetzt<br />

ist, sei in vielen Unternehmen eine der ‚Low Hanging Fruits‘, sagt<br />

Osti. „Engineering- und Produktionssicht lassen sich über die Cloud<br />

viel besser verzahnen. Allerdings müssen wir noch ein paar Hausaufgaben<br />

machen, um die verschiedenen Ausprägungen der Stückliste<br />

managen zu können.“<br />

Die Cloud wird gerade bei kleineren Unternehmen zu einer besseren<br />

PLM-Durchdringung beitragen, ist Osti überzeugt: Unternehmen,<br />

die bislang noch überhaupt kein PLM einsetzen, weil sie den<br />

Kostenaufwand für die Implementierung scheuen, gibt es auch in<br />

Deutschland noch reichlich. Vor zwei Jahren hat Autodesk zusammen<br />

mit Bitkom Research eine repräsentative Befragung von 500<br />

deutschen Unternehmen zum Thema Digital Engineering durchgeführt,<br />

die zutage gefördert hat, das mehr als die Hälfte weder ein<br />

PDM- noch ein PLM-System einsetzen. Hier schlummert also noch<br />

viel Potential, das sich durch ein kostengünstiges Cloud-PLM-Angebot<br />

heben ließe.<br />

Mehrmandantenfähig und skalierbar<br />

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Autodesk als Cloud-<br />

PLM-Pionier vor allem in der mittelständischen Fertigungsindustrie<br />

gut positioniert ist und inzwischen einige Referenzkunden vorweisen<br />

kann, die mit Fusion Lifecycle zum Teil beachtliche Einsparungen<br />

realisiert haben. Die Software ist von der Architektur her mehrmandantenfähig<br />

und somit automatisch aktualisierbar, lässt aber<br />

trotzdem ein gewisses Maß an kunden- bzw. prozessspezifischen<br />

Anpassungen zu. Zu den Besonderheiten des Cloud-Stacks gehört<br />

eine Entwicklungsumgebung, die es Kunden und Drittanbietern ermöglicht,<br />

Zusatzanwendungen oder branchenspezifische Spezial -<br />

lösungen zu entwickeln. Bei der Implementierung der Tenants und<br />

der Integration anderer Unternehmensanwendungen stützt sich<br />

Autodesk stark auf sein bestehendes Partnernetz, das die Kunden<br />

auch bei Migrationen unterstützt.<br />

co<br />

www.autodesk.de<br />

Weitere Details zum Cloud-Angebot von Autodesk:<br />

hier.pro/xyuvz<br />

54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Fachtagung<br />

Additive Manufacturing<br />

Einladung!<br />

Seien Sie dabei – diskutieren und netzwerken<br />

Sie mit unseren Experten aus Wissenschaft,<br />

Forschung und Industrie.<br />

4. Dezember 2019<br />

In Ostfildern bei Stuttgart<br />

Programm Highlights:<br />

parallele Vorträge in den<br />

Fachbereichen Maschinenbau<br />

und Medizintechnik<br />

begleitende Fachausstellung<br />

fortgeschrittenes Niveau<br />

Podiumsdiskussion<br />

uvm<br />

Durch Informationen, Diskussionen und<br />

Netzwerken erhalten Sie Antworten<br />

auf ihre wichtigsten Fragen und einen<br />

Überblick über neueste Entwicklungen,<br />

Herausforderungen und Anwendungen.<br />

Anmeldung unter:<br />

Online www.tae.de/go/additive<br />

E-Mail anmeldung@tae.de<br />

Telefon +49 711 340 08 -23<br />

Veranstaltungsort:<br />

Technische Akademie<br />

Esslingen e.V.<br />

An der Akademie 5<br />

73760 Ostfildern<br />

Anmeldung:<br />

www.tae.de/go<br />

/additive<br />

In Zusammenarbeit mit<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 55


TRENDS<br />

ADDITIVE MANUFACTURING<br />

VDI-Studie zur Effizienz additiver gegenüber konventioneller Fertigung<br />

Wie effizient ist der<br />

Metall-3D-Druck wirklich?<br />

Der Metall-3D-Druck steht an der Schwelle zur Serienfertigung. Doch viele kleine und mittlere<br />

Unternehmen stellen sich die Frage, ob es sich für sie überhaupt lohnt, ihre gewohnten Pfade zu<br />

verlassen. Eine Studie des Zentrums Ressourceneffizienz der VDI-Gruppe gibt Aufschluss.<br />

Die konventionell hergestellte<br />

Dämpfergabel entstammt einem<br />

aktuellen Produktionsprozess.<br />

Dadurch ist eine Erhebung von<br />

Daten für die ökologische und<br />

ökonomische Analyse der VDI-<br />

Studie erst möglich<br />

Bild: Fraunhofer EMI<br />

Die VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH in Berlin hat in einer<br />

Studie den Ressourcenverbrauch eines additiven Fertigungsverfahrens<br />

mit einem konventionellen Fertigungsverfahren<br />

verglichen. Bei der Studie mit dem Titel „Ökologische und ökonomische<br />

Bewertung des Ressourcenaufwands - Additive Fertigungsverfahren<br />

in der industriellen Produktion“ wurde am Beispiel einer<br />

Dämpfergabel für einen Pkw eine mittelgroße Serienproduktion<br />

(10.000 Stück jährlich) untersucht, wie sie derzeit für den 3D-Druck<br />

noch nicht üblich ist. Die Ingenieure untersuchten dabei folgende<br />

Fragen:<br />

• Welche Energie- und Rohstoffaufwendungen fallen über den gesamten<br />

Lebensweg der Bauteile an?<br />

• Welche Unterschiede resultieren aus dem Einsatz additiver Technologien<br />

und der computergestützten Strukturoptimierung der<br />

Bauteile?<br />

• Welche Aufwendungen an versorgungskritischen Rohstoffen,<br />

Wasser und Fläche sind nötig?<br />

• Welche Treibhausgasemissionen (in CO 2 -Äquivalenten) werden je<br />

Variante emittiert?<br />

• Welche Kosten ergeben sich für die betrachteten Varianten über<br />

deren jeweiligen Lebenszyklus?<br />

• Welche wirtschaftlichen Vorteile<br />

liegen im Einsatz von additiver<br />

Fertigung und der Nutzung<br />

strukturoptimierter Bauteile in<br />

Fahrzeugen?<br />

Der Hauptaugenmerk bei der<br />

<strong>Konstruktion</strong> des additiv zu fertigenden<br />

Bauteils lag auf der<br />

Struktur und deren Optimierung.<br />

So ließ sich das Volumen des<br />

Bauteils reduzieren und der Materialverbrauch verringern. Bei der<br />

konventionellen Fertigung besteht diese Struktur aus einer gesenkgeschmiedeten<br />

Aluminium-Gusslegierung und wiegt 1,3 kg. Die<br />

konventionelle Herstellung umfasst die Produktionsschritte Gießen,<br />

Gesenkschmieden, Entgraten, Wärmebehandeln und Fräsen. Bei<br />

der additiven Fertigung kam das Laser Beam Melting (LBM) zum<br />

Einsatz. Bei diesem selektiven Laserschmelzen wurden zwei verschiedene<br />

Aluminiumpulver lokal (Scalmalloy AlMg4.5Sc0.7Zr0.3<br />

und AlSi10Mg) geschmolzen und Schicht für Schicht auf einer<br />

Grundplatte aufgebracht. Zur Datenerhebung für die ökologische<br />

und ökonomische Bewertung wurde das strukturoptimierte Bauteil<br />

in einer LBM-Anlage des Typs EOS M 400 hergestellt.<br />

Im betrachteten Fall zeigte sich, dass beim 3D-Druck mehr Energie,<br />

mehr Rohstoffe, mehr Wasser und mehr Fläche verbraucht wurden<br />

als bei der konventionellen Produktion. Auch die Treibhausgasemissionen<br />

stiegen an. Zudem waren die Material- und Betriebskosten<br />

wesentlich höher. Diese Effekte seien, laut Studie, vor allem auf den<br />

hohen elektrischen Grundverbrauch der LBM-Anlage sowie auf deren<br />

Pulver- und Wartungskosten zurückzuführen. Technische Verbesserungen<br />

an der LBM-Anlage, mit denen in Zukunft fest zu rechnen<br />

sei, würden die Umweltauswirkungen und die Kosten stark reduzieren.<br />

Der Abstand zwischen konventioneller und additiver Fertigung<br />

werde sich hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz<br />

mittelfristig verringern, so die Studie.<br />

56 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Additiv gefertigtes Bauteil<br />

mit Stützstrukturen: Die<br />

Stützstrukturen sind aus<br />

dem gleichen Werkstoff<br />

wie das Werkstück. Ihr<br />

Werkstoffverbrauch floß<br />

in die Studie mit ein<br />

Small Size<br />

High Tech<br />

Spectra PowerBox<br />

Fraunhofer EMI<br />

KI / AI Vision Robotik<br />

Additive als Ergänzung<br />

zur konventionellen Fertigung<br />

Die additive Fertigung, beziehungsweise der 3D-Druck, zeichnet<br />

sich durch die schichtweise Generierung von Strukturen aus und ist<br />

eine Schlüsseltechnologien der Digitalisierung und Industrie 4.0. Aktuell<br />

stehen die sogenannten 3D-Druckverfahren an der Schwelle<br />

zur Fertigung von kleinen und mittleren Serien. Künftig werden sie<br />

für kleine und mittlere Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes<br />

eine zentrale Rolle spielen.<br />

Die Studie zeigt, dass im Einzelfall sehr genau abzuwägen ist, wann<br />

additive und wann konventionelle Herstellungsverfahren gewählt<br />

werden. Sie bietet dahingehend einen guten Überblick über verschiedene<br />

additive Fertigungsverfahren und eine zusammenfassende<br />

Bewertung dieser. Betrachtet werden:<br />

• Powder Bed Fusion<br />

• Directed Energy Deposition<br />

• Material Extrusion<br />

• Binder Jetting<br />

• Sheet Lamination<br />

Im Falle der Pkw-Dämpfergabel fällt die Massereduktion durch die<br />

additive Fertigung so gering aus, dass dies keinerlei Effekte auf den<br />

Treibstoffverbrauch des Autos haben wird. Anders sieht es in der<br />

Luft- und Raumfahrt, in der Medizintechnik oder für bionische Produktkonzepte<br />

aus: Hier sind in der Nutzungsphase durch leichtere<br />

Bauteile höhere Einsparpotenziale erzielbar. Metallische Werkstücke<br />

werden in Zukunft sehr wahrscheinlich weder ausschließlich auf<br />

konventionellem Wege noch ausschließlich additiv gefertigt. Stattdessen<br />

werden die 3D-Druckverfahren die herkömmlichen Methoden<br />

ergänzen.<br />

eve<br />

www.ressource-deutschland.de<br />

Die Studie:<br />

hier.pro/qrvip<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 STAND 2019 57 420


TRENDS<br />

ADDITIVE MANUFACTURING<br />

TÜV Süd zertifiziert Additive Manufacturer<br />

Wachsamen Auges in die neue Produktion<br />

Viele additiv gefertigte Serienbauteile weisen keine einheitliche Festigkeit auf oder kommen mit Verzug<br />

und abweichenden Maßen aus den Maschinen. Auch die Weiterverarbeitung mit Strahlmitteln<br />

verändert das Materialgefüge teils anders als geplant. Am Beispiel des selektiven Lasersinterns zeigt<br />

der TÜV Süd Product Service, worauf bei einem Zertifizierungsaudit geachtet wird.<br />

Gregor Reischle, Head of Additive Manufacturing, Max Rehberger, Program Manager Additive Manufacturing,<br />

TÜV Süd Product Service, München<br />

Für den Aufbau seiner Produktion hat ein deutsches mittelständisches<br />

Unternehmen den TÜV Süd Product Service beauftragt,<br />

sein Qualitätsmanagement rund um die additive Fertigung zu prüfen.<br />

Das Unternehmen, das unter anderem Teile für Pumpen herstellt,<br />

möchte mit einer Zertifizierung die Risiken neuer Technologien<br />

minimieren, seine Investitionen sichern und sich vom Wettbewerb<br />

differenzieren. Auf der anderen Seite sollen seine Kunden, die<br />

aus dem Maschinen- und Gerätebau, der Medizintechnik sowie aus<br />

der Lebensmittel-, Automobil- und Möbelindustrie stammen, von<br />

mehr Sicherheit und Vertrauen in die Qualität der Produkte und damit<br />

von einer geringeren Anzahl von Lieferantenaudits profitieren.<br />

Bei einer Zertifizierung rückt die gesamte Prozesskette in den Fokus:<br />

Die externen Auditoren begutachteten die Materialprüfung und<br />

die gesamte Führung des Fertigungsprozesses. Auf der Frage, ob<br />

die Maschinenabnahme transparent ist und reproduzierbar dokumentiert<br />

wird, lag der Hauptaugenmerk der Prüfer. Die Bediener, Ingenieure<br />

und QM-Manager sowie den Vertrieb und die Projektleiter<br />

hatten die Prüfer dabei ebenfalls im Blick.<br />

Ein Beispiel für ein additives Fertigungsverfahren ist das selektive<br />

Lasersintern (SLS). Hier wandelt eine punktgenaue Hitzeeinwirkung<br />

Pulver schichtweise in einen festen Kunststoff um. Unterschiedlichste<br />

Parameter müssen dafür bezogen auf den Ausgangswerkstoff<br />

und das Design eingestellt werden. Dazu gehören die Laserenergie,<br />

die Belichtungsgeschwindigkeit und die Bautemperatur.<br />

Nur wenn das Pulver vollständig durchgeschmolzen ist, stimmen<br />

die Festigkeitswerte des späteren Bauteils. Eine gleichbleibende<br />

Qualität der Rohstoffe ist wichtig – gerade für Kleinserien.<br />

Wareneingang und Qualitätskontrolle<br />

Das angelieferte Pulver nimmt das Unternehmen nur an, wenn zuvor<br />

Laboranalysen und ein Rieseltest die bestellten Parameter bestätigen.<br />

Denn der Feuchtigkeits- und der Feinstgehalt oder die<br />

Schüttdichte sind für die Energieaufnahme des Pulvers und damit<br />

für das spätere Schmelzverhalten entscheidend. Wo nicht durchgängig<br />

mit Handschuhen gearbeitet wird, können auch winzige Mengen<br />

Hautschuppen, Haare oder Talg zu Verunreinigungen führen.<br />

Weil selbst PE-Säcke nicht 100% wasserdicht sind, können Kunststoffpulver<br />

Feuchtigkeit aufnehmen. Das verringert mitunter die<br />

Festigkeit des Endprodukts signifikant. Bei Bedarf muss die Lieferung<br />

nachträglich mittels Trockenluft fluidisiert werden. Auch die<br />

Temperatur der Ausgangstoffe ist ein Faktor.<br />

Wurde zu kühl angeliefert, sind bis Produktionsstart<br />

eigens klimatisierte Zwischenlager<br />

erforderlich.<br />

Für Serien oder bei kurzen Lieferzeiten werden<br />

auf verschiedenen Maschinen die gleichen<br />

Bauteile produziert. Die übergreifende<br />

Einstellung ist eine besondere Herausforderung,<br />

da sich einige Anlagen selbst herstellerseitig<br />

mitunter nicht exakt gleich kalibriert lassen.<br />

Verbunden mit teils fluktuierender Pulverqualität<br />

oder bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen<br />

erfordert es bisweilen<br />

langjährige Erfahrung, um die zugehörigen<br />

Parametersätze auch unterschiedlicher Maschinen<br />

aufeinander abgestimmt auszubalancieren.<br />

Bild: TÜV Süd<br />

Wenn Konstrukteure die gesamte Prozesskette im Blick behalten,<br />

legen sie bereits bei der Entwicklung eines Bauteils den Grundstein<br />

für dessen erfolgreiche Produktion<br />

58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Neue Norm<br />

DIN SPEC 17071<br />

PLUS<br />

Bei der Zertifizierung Additive Manufacturer begutachten<br />

TÜV Süd-Experten die Mitarbeiter und Maschinen, aber auch<br />

die Werkstoffe, Prozesse und Methoden von Unternehmen.<br />

Neben technologieübergreifenden und technologiespezi -<br />

fischen Standards und Normen kommt dabei die DIN SPEC<br />

17071 zum Einsatz. Hierzu das Wichtigste:<br />

• Sie ist eine Vorgehensweise für die Qualifizierung von Fertigungszentren,<br />

in denen additive Fertigungsverfahren zum Einsatz<br />

kommen, die unabhängig vom eingesetzten Werkstoff und<br />

Fertigungsverfahren ist.<br />

• Als additive Fertigungszentren sind dabei alle Fertigungsstätten<br />

zu betrachten, die die Prozesskette der additiven Fertigung<br />

abbilden und Bauteile für Endanwendungen fertigen; beispielsweise<br />

als Fertigungsdienstleister oder als interner Bereich eines<br />

größeren Unternehmens.<br />

• Ziel der Verfahrensqualifizierung ist die Sicherstellung der Produktqualität<br />

durch Überwachung und Regelung von qualitätsrelevanten<br />

Merkmalen und Faktoren entlang der Prozesskette.<br />

Die DIN SPEC 17071 ist ein Leitfaden und erscheint Mitte<br />

November 2019.<br />

Probennahme und Dokumentation<br />

Zur Qualitätskontrolle nimmt das Unternehmen mitunter Rückstellproben<br />

aus der laufenden Fertigung, die vakuumiert eingeschweißt<br />

werden. Anhand eines normierten Zugversuchs lassen sich typische<br />

Materialkennwerte wie Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung<br />

bestimmen. Die Prüfmaschine misst den Weg und visualisiert<br />

den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung der Probe in<br />

einem zugehörigen Diagramm. Die Umgebungsbedingungen und<br />

die Kalibrierung der Prüfmittel sind entscheidend für einheitliche Ergebnisse.<br />

Auch der Prüfplan hat einen großen Einfluss auf die Qualitätssicherung,<br />

da anisotrope und damit von der Orientierung abhängige<br />

Bauteileigenschaften relevant sein können.<br />

Wechselwirkungen entlang der Prozesskette zeigen, wie wichtig eine<br />

vollständige Dokumentation ist. Sie sollte nicht nur den Umgang<br />

mit den Rohstoffen umfassen, sondern auch die Wartung oder die<br />

Kalibrierung von Prüfmitteln. Eine lückenlose Historie zu den Werkstoffen,<br />

Bauteilen und CAD-Prozessen sowie ein reproduzierbares<br />

Datenhandling eine Grundvoraussetzung. Neben dem Betrieb der<br />

Anlage dokumentiert das Unternehmen auch das Ausgangsmaterial<br />

und dessen Management sowie den Fertigungsprozess selbst –<br />

vom Wareneingang über die Parametrierung der Maschinen bis zum<br />

ausgelieferten Bauteil.<br />

eve<br />

www.tuev-sued.de<br />

Industrie-4.0-taugliche<br />

Lösung mit OPC UA<br />

■ Sicherheitssteuerung PSC1 mit<br />

integriertem OPC-UA-Server<br />

■ Weitergabe von umfangreichen<br />

Prozessdaten und Datensätzen<br />

von Schmersal-Produkten<br />

■ Vereinfacht herstellerübergreifenden<br />

Datenaustausch<br />

■ Unterstützt Predictive Maintenance<br />

■ In Kombination mit SD-Bus: Anzeige<br />

von erweiterten Diagnosedaten<br />

www.schmersal.com<br />

Besuchen Sie uns<br />

auf der SPS in<br />

Halle 9, Stand 460.<br />

Wir machen Ihre<br />

Maschine sicher<br />

Prüfung und Zertifizierung additive Fertigung:<br />

hier.pro/3bIAB<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 59


TRENDS<br />

NEWS<br />

Siemens bringt mit Sinumerik Edge künstliche Intelligenz an die Werkzeugmaschine<br />

Edge-Computing erhöht Verfügbarkeit von Anlagen<br />

Bild: Siemens<br />

Die Siemens Digital Industries (DI) AG, Nürnberg,<br />

erweitert ihr Industrial-Edge-Angebot<br />

für die Sinumerik Edge um weitere Applikationen.<br />

Mit dem Softwareangebot unterstützt<br />

das Unternehmen Werkzeugmaschinenanwender<br />

dabei, die Werkstück- und Prozessqualität<br />

zu verbessern, die Maschinenverfügbarkeit<br />

zu erhöhen sowie die Maschinenprozesse<br />

weiter zu optimieren. Mit Edge<br />

Computing lassen sich große Datenmengen<br />

lokal an der Werkzeugmaschine verarbeiten.<br />

Zusätzlich verringern sich für Anwender die<br />

Speicher- und Übertragungskosten, da große<br />

Datenmengen vorverarbeitet werden können<br />

und ausschließlich relevante Daten anschließend<br />

in eine Cloud- oder IT-Infrastruktur übertragen<br />

werden.<br />

Die Edge-Applikation Analyze MyWorkpiece<br />

/Vision basiert auf künstlicher Intelligenz (KI)<br />

und erkennt, ob das richtige Werkstück in der<br />

korrekten Position vorliegt – und das besser<br />

als es das menschliche Auge zulässt. Liegt<br />

das Werkstück korrekt, kann die Bearbeitung<br />

gestartet werden. Neben der Überwachung<br />

des Bearbeitungsraumes lässt sich auch der<br />

Verschleiß von Werkzeug beobachten. So<br />

können Ressourcen effizienter eingesetzt<br />

werden.<br />

Als Edge-Applikation Protect MyMachine /3D<br />

Twin beinhaltet die Sinumerik-Anwendung<br />

Collision Avoidance nun einen vollumfänglichen<br />

Schutz von Maschine und Werkzeugen<br />

gegenüber der aktuellen Aufspannsituation<br />

inklusive dynamischer Betrachtung des Werkstückschutzes.<br />

Die Leistung und die Produktivität<br />

der NCU wird durch den Einsatz von Sinumerik<br />

Edge von Rechenleistung entlastet<br />

und in ihrer eigentlichen Steuerungsaufgabe<br />

nicht beeinträchtigt. Mit Create MyVirtual<br />

Machine und Run MyVirtual Machine – beides<br />

Softwareapplikationen für die Sinumerik<br />

One zur Erstellung digitaler Zwillinge – können<br />

Rechenmodelle, die in diesem Kontext<br />

erstellt wurden, auch für Protect MyMachine<br />

/3D Twin einbezogen werden. Diese reiht<br />

sich neben der bereits bekannten Edge-Applikation<br />

Analyze MyMachine /Condition in<br />

die Digitalisierungslösungen rund um die Zustandsüberwachung<br />

von Werkzeugmaschinen<br />

ein.<br />

mc<br />

www.siemens.com<br />

Per interaktiver Online-Akademie von Simcon Spritzgieß-Simulationssoftware lernen<br />

Version 12 von Cadmold für Ende 2019 angekündigt<br />

Bild: Simcon<br />

Wie die Spritzgieß-Simulationssoftware Cadmould<br />

bedient wird, können Interessenten<br />

ab November 2019 über interaktive Online-<br />

Akademie lernen. Software-Anbieter Simcon<br />

kunststofftechnische Software GmbH aus<br />

Würselnhat diese zusammen mit dem<br />

E-Learning-Spezialisten Multra GmbH, Frank-<br />

furt a. M.,entwickelt. Simcon war dabei besonders<br />

wichtig, dass das Angebot für Kunden<br />

flexibel und interaktiv nutzbar ist. Multra<br />

hat diese Vorgabe technisch umgesetzt und<br />

bestehende Schulungsinhalte didaktisch aufbereitet.<br />

Die Lernmodule ermöglichen es,<br />

Wissen im effektiven Selbstlernprozess zu<br />

erwerben, zu festigen und zu testen. Der Anwender<br />

kann zudem lernen, wann es ihm<br />

passt, unabhängig von festen Terminen und<br />

Orten.<br />

Um weiteren Kundenwünschen gerecht zu<br />

werden, hat Simcon für Dezember 2019 die<br />

Version 12 von Cadmould angekündigt. Diese<br />

hält für die Entwicklung von Kunststoff-<br />

Spritzgießteilen und Werkzeugen zu ihrer<br />

Herstellung neue Funktionen sowie eine<br />

deutlich intuitivere Handhabung bereit. Via<br />

Hoops-Schnittstelle können nun etwas aus<br />

den Simulationsberechnungen auch 3D-PDF-<br />

Berichte erstellt werden. Diese enthalten<br />

drehbare Ansichten, sind auch ohne Cadmould<br />

nutzbar und erleichtern die Zusammenarbeit<br />

unterschiedlicher Abteilungen<br />

oder Unternehmen. Zusätzlich zum bewährten<br />

modularen Aufbau seiner Software bietet<br />

Simcon in Zukunft anwendergerechte Paketlösungen<br />

an. Viele Kundenanforderungen<br />

können mit Fill-it!, Warp-it!, Engineer-it!“und<br />

Varimize-it! noch passgenauer bedient werden.<br />

mc<br />

www.simcon.com<br />

Version 6.0 von Inneos Startup Tools jetzt verfügbar<br />

Creo-Arbeitsumgebung noch vollständiger managen<br />

Version 6.0 der Startup Tools zur Konfigura -<br />

tion und zentralen Verwaltung der PTC-<br />

Arbeitsumgebung hat die Inneo Solutions<br />

GmbH aus Ellwangen zum Beispiel mit dem<br />

integrierten Konfigurationssystem Genius<br />

Tools Starter für das vollständige Management<br />

von Creo-Arbeitsumgebungen ausgestattet.<br />

Durch die neue Softwarearchitektur<br />

und die verwendeten Synchronisationsmethoden<br />

werde ein hoher Performancegewinn<br />

erreicht, so die Ellwangener. Das Lizenz-<br />

Borrowing (Ausleihen) für mobiles Arbeiten,<br />

die integrierten Ausfallsicherheitsmechanis-<br />

men und bestmögliche Start- und Antwortzeiten<br />

– auch bei international verteilten<br />

Standorten, sind nur einige der Neuerungen<br />

der Version 6.0. Hinzu kommt, dass die bisherigen<br />

Creo-Zusatzfunktionalitäten überarbeitet<br />

und erweitert wurden. Neben vielen<br />

kleineren Optimierungen wurde Genius Tools<br />

Forms für Formular- und Regelgesteuerte<br />

Bauteile und Baugruppen funktionell signifikant<br />

erweitert. Das neue Modul Genius Tools<br />

Inspect ermöglicht das Platzieren von Prüfmerkmalen<br />

und Tabellen für die durchgängige<br />

Nutzung im Qualitätsmanagement. Die in<br />

Startup Tools enthaltenen Softwarekomponenten<br />

Genius Tools Starter, Parameter und<br />

Library stehen, je nach Kundenanforderung,<br />

auch als Einzelmodule zur Verfügung. mc<br />

www.inneo.de<br />

Bild: Inneo Solutions<br />

60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


NEWS<br />

TRENDS<br />

3D-Tool CAD-Viewer filtert Baugruppen anhand von Zeichenfolgen<br />

Ermittelt jetzt auch den Flächeninhalt einzelner Bereiche eines Bauteils<br />

Bild: 3D-Tool<br />

In Version 14 des 3D-Tool CAD-Viewers und<br />

Konverters hat die 3D-Tool GmbH & Co. KG,<br />

Weinheim, lassen sich Baugruppen und Teile<br />

nun anhand von Zeichenfolgen und logischen<br />

Ausdrücken filtern und auswählen, selbst<br />

wenn die 3D-Modelle komplexer Anlagen<br />

und Maschinen mehrere hundert Bauteile<br />

enthalten. Zur schnellen Beurteilung von<br />

Spritzgussteilen wurde in der 3D-Werkzeuganalyse<br />

das Ausrichten der Formtrennung<br />

vereinfacht. Neu ist die Ermittlung des Flächeninhalts<br />

einzelner Bereiche eines Bauteils,<br />

was die Kalkulation von Oberflächenbearbeitungen<br />

erleichtert.<br />

3D-Tool ist in drei Ausführungen erhältlich:<br />

• 3D-Tool Basic öffnet STL, 3DS, VRML und<br />

andere 3D-Visualisierungsformate.<br />

• 3D-Tool Advanced unterstützt die 3D-Austauschformate<br />

STEP, IGES, VDA, SAT und<br />

Parasolid.<br />

• Für native CAD-Modelle aus Catia, Siemens<br />

NX, Creo, SolidWorks, SolidEdge<br />

und Inventor sowie für das JT-Format wird<br />

3D-Tool Premium benötigt.<br />

Die Premium-Version des Viewers unterstützt<br />

in Version 14 erstmalig native 2D-Zeichnungen<br />

aus Catia und SolidWorks. Der ebenfalls<br />

enthaltene 3D-Native-CAD-Converter ermöglicht<br />

die Konvertierung nativer CAD-Modelle<br />

in die 3D-Austauschformate STEP, IGES, VDA,<br />

SAT und Parasolid. Die Software veröffentlicht<br />

3D-Modelle im 3D-Tool-Format DDD und im<br />

3D-PDF-Format für den Adobe Reader. Für<br />

DDD-Dateien gibt es den kostenlosen Freeviewer<br />

auf der Website des Anbieters. Alternativ<br />

packt 3D-Tool den Freeviewer und das<br />

Modell in eine unter Windows direkt ausführbare<br />

EXE-Datei. Der Freeviewer und die EXE-<br />

Dateien enthalten alle wichtigen Mess- und<br />

Analysefunktionen der Vollversion. mc<br />

www.3D-Tool.de<br />

Mit Smart Wiring 2.9 von Eplan Projektfortschritt besser im Blick halten<br />

Verdrahtungstool integriert nun Kabel und Schläuche<br />

Lösungsanbieter Eplan Software & Service<br />

GmbH & Co. KG aus Monheim am Rhein präsentiert<br />

zur SPS 2019 die Version 2.9 von Eplan<br />

Smart Wiring. Sie präsentiert sich mit einer<br />

neuen Bedienoberfläche, die flexibel unterschiedliche<br />

Workflows abbildet und integriert<br />

nun auch Kabel und Schläuche. Architektur und<br />

Layout des Eplan Smart Wiring Monitors wurden<br />

komplett überarbeitet. Der Verdrahtungsstatus<br />

von Projekten wird nun direkt angezeigt,<br />

inklusive Prüfmodus. Dashboards können<br />

individuell angepasst werden und mit Hilfe<br />

von Display-Bibliotheken für Webdiagramme<br />

automatisch angezeigt werden. Fertigungsplaner<br />

und -leitern sehen so in Sekundenschnelle,<br />

wie viele Anwender an einem Projekt arbeiten,<br />

wie viele Drähte derzeit verdrahtet sind oder<br />

ob noch Material bestellt werden muss und<br />

die personellen Ressourcen reichen.<br />

Ob PC-Anwendung oder direkt per Tablet: Die<br />

Version 2.9 bietet hier alle Möglichkeiten. So<br />

kann der Verdrahter per Touchscreen die Software<br />

bedienen und den Verdrahtungsfortschritt<br />

direkt im System hinterlegen. Dabei<br />

lässt die intuitive Bedienung auch den Einsatz<br />

weniger qualifizierter Fachkräfte in der Verdrahtung<br />

zu, was in Zeiten des Fachkräftemangels<br />

bei der Planung von Ressourcen hilft.<br />

Ab dieser Version können User auch Kabel<br />

und Schläuche in ihre Workflows integrieren.<br />

Dabei werden die unterschiedlichen Verbindungsarten<br />

berücksichtigt und verfügbare Informationen<br />

zu Kabeln und Schläuchen automatisch<br />

angezeigt. Für Kabeldaten ist die Darstellung<br />

übrigens umfassender als bei Drähten:<br />

Zusatzinformationen wie BMK (Betriebsmittelkennzeichen),<br />

Kabellänge (Gesamtlänge),<br />

Absetzlänge oder auch die Anzahl der Verbindungen<br />

im Kabel – das alles lässt sich mit<br />

Eplan Smart Wiring 2.9 bestimmen. mc<br />

www.eplan.de<br />

Bild: Eplan Software & Service<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 61


TRENDS<br />

PERSPEKTIVEN<br />

Bild: sdecoret/stock.adobe.com<br />

Vorausschauende Wartung unter Aspekten künstlicher Intelligenz (KI), Teil 2<br />

Viel Spielraum für KI-Anwendungen<br />

Die Bedeutung vorausschauender Wartung steigt. Gegenüber herkömmlicher präventiver Wartung<br />

bietet sie klare Vorteile. Und mittlerweile arbeiten Unternehmen bereits an der nächsten Stufe:<br />

an Prescriptive Maintenance. Welchen Stellenwert KI-Technologien dabei einnehmen, um übergeordnete,<br />

datenbasierte Zusammenhänge in Maschinen und Anlagen zu erkennen, zeigen aktuelle<br />

Entwicklungen, die neue Services und Geschäfte ermöglichen.<br />

Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />

Der Maschinen- und Anlagenbau strebt per se ausgereifte Komponenten<br />

und Systeme an. Schließlich setzt sich am Markt<br />

durch, was bereits hohe Qualität bietet und Ausfallsicherheit verspricht.<br />

Welche Bedeutung hat also vorausschauende Wartung –<br />

Predictive Maintenance – und welche Produktentwicklungen dominieren,<br />

um noch mehr Ausfallsicherheit zu erreichen?<br />

„Der Nutzen, den eine prädiktive Wartung liefert, variiert stark und<br />

hängt enorm vom Anwendungsfall ab“, sagt Dr. Tim Wirtz, stellvertretender<br />

Leiter der Abteilung Knowledge Discovery am Fraunhofer-<br />

Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in<br />

Sankt Augustin. Dem gegenüber stünden oft hohe Entwicklungsund<br />

Wartungskosten zu Predictive Maintenance sowie hohe Erwartungen<br />

der Kunden. Hinzu käme, dass beinahe jeder Anbieter die<br />

klassische Wartung als Teil des eigenen Geschäftsmodells anbietet.<br />

Wirtz meint: „Die prädiktive Wartung befindet sich in einem Spannungsfeld,<br />

das ihren Erfolg und ihre Akzeptanz auf dem Markt individuell<br />

beeinflusst“.<br />

Zwei Strategien der Marktentwicklung<br />

Demnach fordert dieses Spannungsfeld aktuell zwei Strategien der<br />

Marktentwicklung: Zum einen die evolutionäre Entwicklung bezie-<br />

62 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Perspektive: Maschinen und Anlagen müssen<br />

funktionstüchtig laufen. Bevor sie ausfallen<br />

könnten, bedarf es einer geplanten Wartung.<br />

Hierfür nutzt Predictive Maintenance auch KI<br />

Bild: Fraunhofer IAIS<br />

„Gerade die neuen<br />

Geschäftsmodelle im<br />

Bereich der prädiktiven<br />

Wartung lassen oft<br />

viel Spielraum für die<br />

Anwendung neuester<br />

Technologien künst -<br />

licher Intelligenz.“<br />

Dr. Tim Wirtz, stellvertretender<br />

Leiter Knowledge Discovery,<br />

Fraunhofer IAIS<br />

hungsweise die Integration von Lösungen zum Condition Monitoring,<br />

die den Weg für eine iterative Entwicklung hin zur prädiktiven<br />

Wartung ebnen. Zum anderen eine Entwicklung, die Wirtz für „sehr<br />

viel fruchtbarer“ hält: nämlich eine radikale Weiterentwicklung oder<br />

Ablösung der bestehenden Geschäftsmodelle – etwa zu As-a-<br />

Service- oder Pay-as-you-use-Modellen. „Diese Geschäftsmodelle<br />

verlagern in erster Linie das Risiko vom Kunden zum Anlagenbauer“,<br />

sagt Wirtz. Kunden müssten zum Beispiel keine Ersatzteile mehr<br />

einlagern und würden weniger in die Wartungskompetenzen des<br />

eigenen Personals investieren müssen. Gleichzeitig minimiere sich<br />

das Gesamtrisiko durch situations- und serviceorientierte<br />

Geschäftsmodelle, was die Lösungen auch für die Anlagenbauer<br />

selbst attraktiv mache und ihnen beziehungsweise einem kooperierenden<br />

Partner genügend Spielraum für ein profitables Geschäftsmodell<br />

bieten könne.<br />

Wirtz empfiehlt unterschiedliche Ansätze: „So empfiehlt es sich für<br />

Anbieter mit kleinen, aber fokussiertem Produktportfolio – etwa<br />

einem mittelständischen Pumpenhersteller – eher in den Aufbau<br />

von neuen Geschäftsmodellen zu investieren, wohingegen Anbieter<br />

von individuellen, komplexen Lösungen – etwa Papiermaschinen –<br />

eher in den iterativen Ausbau von Condition-Monitoring-Lösungen<br />

investieren sollten.“<br />

Ziel: Wartungsmaßnahmen frühzeitig einleiten<br />

Die vorausschauende Wartung basiert unter anderem auf dem aktuellen<br />

Zustand und dem Verschleißtrend der Komponenten. Dafür<br />

müssen diese mit einem Zustandsüberwachungssystem ausgerüstet<br />

sein. Einen Service, der beispielsweise Echtzeitinformationen zu<br />

Parametern und Ereignissen angeschlossener Frequenzumrichter<br />

liefert, bietet ABB mit seinem Condition Monitoring: Für die Fernüberwachung<br />

von Niederspannungsmotoren, Stehlagern und Kreiselpumpen<br />

sind spezifische smarte Sensoren verfügbar, die eine<br />

vorausschauende Wartung dieser Komponenten ermöglichen. Das<br />

Angebot zur Zustandsüberwachung des Antriebsstrangs besteht<br />

aus Umrichter, Motor, Lager und zum Beispiel einer Pumpe. Mögliche<br />

Probleme einzelner Komponenten des Antriebsstrangs sollen<br />

frühzeitig erkannt werden, um schließlich notwendige Wartungsmaßnahmen<br />

einleiten zu können. „Generell lässt sich sagen, dass<br />

die Bedeutung von vorausschauender Wartung steigt, denn gegenüber<br />

herkömmlicher präventiver Wartung hat sie klare Vorteile. So<br />

sind standardmäßige Wartungsverfahren im Vergleich dazu teuer,<br />

weil sie die Produktion und Verfügbarkeit beeinträchtigen können,<br />

während die Zustandsüberwachung die Stillstandszeiten reduzieren<br />

oder sogar vermeiden kann“, erklärt Michael Herbort, Head of Service<br />

Sales Drives bei ABB Automation Products.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 63


TRENDS<br />

PERSPEKTIVEN<br />

Bild: ABB<br />

Mit Predictive Maintenance könne die Instandhaltungs- und Stillstandsplanung<br />

im Maschinen- und Anlagenbau optimiert werden,<br />

so Herbort: Bei wenig Verschleiß würden die Intervalle länger; es<br />

könnten damit Kosten gespart und geplante Stillstandszeiten verkürzt<br />

werden. Bei höherem Verschleiß könnten vor allem ungeplante<br />

Stillstände reduziert werden. Die für die Instandhaltung zuständigen<br />

Mitarbeiter bekämen damit Kennzahlen und Empfehlungen an<br />

die Hand, um Verfügbarkeitsrisiken besser einschätzen zu können.<br />

Aber nicht jeder Verschleiß könne vorhergesagt werden: „Inspektionen<br />

vor Ort wird es, wenn auch vermindert und besser unterstützt,<br />

weiterhin geben, um eine Vorhersage zu untermauern. Die Frage<br />

wird sein, wie diese Informationen in die Bewertung integriert werden“,<br />

erklärt Herbort. Mit den Lösungen zum Condition Monitoring<br />

soll Anwendern die Möglichkeit geboten werden, manuelle Inspektionen<br />

und Wartungen in die Analysen einfließen zu lassen.<br />

Künstliche Intelligenz erkennt Zusammenhänge<br />

„Da immer mehr Daten zur Verfügung stehen, können mithilfe von<br />

künstlicher Intelligenz schon heute übergeordnete Zusammenhänge<br />

erkannt werden. Im Rahmen des Cloud Computing und maschinellen<br />

Lernens werden etwa die Leistung und der Zustand von<br />

ABB-Antrieben kontinuierlich analysiert und dadurch selbst kleinste<br />

Anomalien in den Antrieben oder den Prozessen erkannt“, so Herbort.<br />

Ein weiteres Beispiel seien die Digital Twins. ABB hat von allen<br />

Komponenten ihrer Antriebslösungen digitale, standardisierte Abbilder<br />

und liefert den Kunden mit dem Produkt gleichzeitig einen digitalen<br />

Zwilling, der die Daten aller Geräte des selben Typs beinhaltet.<br />

Gibt es bei dem Gerät, das beim Kunden steht, eine Änderung, die<br />

vom eigentlich zu erwartenden Verhalten abweicht, wird ein Alarm<br />

ausgelöst. Zur aktuellen Entwicklung vorausscheuender Wartung<br />

gibt Herbort folgenden Ausblick: „Mittlerweile arbeiten wir bereits<br />

Remote Condition Monitoring: Via ABB-Smart-Sensoren kann der Zustand<br />

von Niederspannungsmotoren online überprüft werden<br />

Bild: ABB<br />

„Mittlerweile arbeiten<br />

wir bereits an<br />

der nächsten Stufe<br />

des Predictive<br />

Mainte nance, nämlich<br />

Prescriptive<br />

Maintenance.“<br />

Michael Herbort, Head of Service<br />

Sales Drives, ABB Automation<br />

Products<br />

an der nächsten Stufe des Predictive Maintenance, nämlich<br />

Prescriptive Maintenance. Die Kunden erhalten dabei Informationen<br />

dazu, was sie tun müssen, um einen Ausfall zu verhindern, wie sie<br />

einen Defekt verzögern können oder wo sie bei der Reparatur ansetzen<br />

müssen, um den Ausfall zu beheben.“<br />

Auch bei Siemens arbeiten erste Lösungen zu Predictive Maintenance<br />

mit KI-Algorithmen, die Unregelmäßigkeiten gegenüber einem<br />

antizipierten Normalzustand erkennen. Den Erfolgsfaktor hierfür<br />

sieht Heinz Eisenbeiss, Marketingleiter Industrial Automation Systems<br />

bei Siemens , darin, dass das Expertenwissen der Anlagenbediener<br />

direkt in das Modelltraining einfließen kann: „Die Entscheidungen<br />

werden so nachvollziehbar<br />

und bewertbar. Dies ist wichtig,<br />

da oftmals das Vertrauen in<br />

die Entscheidungen eines<br />

Algorithmus die Basis dafür ist,<br />

dass KI-gestütztes Predictive<br />

Maintenance den Sprung vom<br />

Versuchslabor in die Fabrik<br />

schafft“, erklärt Eisenbeiss.<br />

Damit die Rechenmodelle beziehungsweise<br />

KI-Algorithmen<br />

zuverlässige Ergebnisse liefern,<br />

bedarf es laut Eisenbeiss einer<br />

qualitativen und aussagekräftigen<br />

Datenbasis, die sowohl Gutals<br />

auch Schlechtdaten enthält:<br />

„Bisherige Projekte zeigen, dass<br />

die Erhebung einer ausreichend<br />

großen Datenmenge mit hohem<br />

Aufwand verbunden ist. Die<br />

Lösung: Es gibt erste Ideen,<br />

Daten synthetisch zu generieren,<br />

das heißt man nutzt ein vorhandenes<br />

Simulationsmodell einer<br />

64 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


„Erste Predictive-<br />

Maintenance-Lösungen<br />

arbeiten heutzutage<br />

mit KI-Algorithmen, die<br />

Unregelmäßigkeiten<br />

gegenüber einem antizipierten<br />

Normalzustand<br />

erkennen.“<br />

Schutz für<br />

Mensch und<br />

Maschine<br />

Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />

• Faltenbälge<br />

• Gleitbahnschützer<br />

• Kastenbälge<br />

• Jalousien<br />

• Gummiformteile<br />

• Rollbandabdeckungen<br />

• Spiralfedern<br />

• Schürzen<br />

• Kompensatoren<br />

• Manschetten<br />

Bild: Siemens<br />

Heinz Eisenbeiss, Marketingleiter<br />

Industrial Automation Systems,<br />

Siemens<br />

Maschine – Stichwort digitaler Zwilling – und produziert durch<br />

gezielte Stimulation des Modells Datensätze, die zum Modelltraining<br />

verwendet werden können.“<br />

Predictive Maintenance und Kosten-Nutzen-Balance<br />

Gerade die neuen Geschäftsmodelle im Bereich der prädiktiven Wartung<br />

lassen aus Sicht des Fraunhofer IAIS viel Spielraum für die<br />

Anwendung neuer Technologien künstlicher Intelligenz, „weil hier in<br />

der Regel das Geschäftsmodell und dessen technologische Basis<br />

von Grund auf neu entwickelt wird“, erklärt Wirtz. Dabei hätten die<br />

Anlagenbauer verstanden, dass es nicht immer Deep Learning sein<br />

müsse, damit eine Lösung funktioniert. „Gerade was das Maschinelle<br />

Lernen angeht hat sich eine nachhaltige Einstellung etabliert,<br />

in der Ansätze verfolgt werden, die eine gute Balance aus Kosten<br />

und Nutzen bieten“, so Wirtz. Beispielsweise würden Regeln, die<br />

mit Hilfe von Subgruppensuche als Methode des klassischen<br />

Maschinellen Lernens identifiziert wurden, oft schon sehr gut funktionieren<br />

, um Ausfälle einzelner Sensorik verlässlich zu detektieren.<br />

Wirtz meint: „Diese Ansätze haben den klaren Vorteil, dass sie<br />

transparent und nachvollziehbar sowie leicht in der Pflege sind.<br />

Außerdem stellt man fest, dass Unternehmen nicht davor zurückschrecken,<br />

Anlagen durch Sensorik und Rechenleistung aufzurüsten<br />

um Ansätzen den Weg zu ebnen, die eine höhere Qualität in ihren<br />

Vorhersagen bei guter Kosten-Nutzen-Balance bieten.“<br />

www.faltenbalg.net<br />

info@faltenbalg.net<br />

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

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

www.iais.fraunhofer.de<br />

www.abb.com<br />

www.siemens.com<br />

Teil 1 von „Vorausschauende Wartung unter Aspekten<br />

künstlicher Intelligenz“ erschien in <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />

Ausgabe 07/08 2019: hier.pro/CCh5z<br />

Messe SPS:<br />

ABB in Halle 4, Stand 420<br />

Siemens in Halle 11<br />

HFI ANTRIEBE<br />

Leistungsstark, kommunikativ und sicher<br />

– für einen vielseitigen Einsatz<br />

• Integrierter Synchron- Servoantrieb<br />

• variable Feldbusanbindung<br />

CANopen®, EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP<br />

• optional mit funktionaler Sicherheit<br />

<br />

Performance Level e Kat. 3, SIL 3<br />

Produktseite<br />

HFI Antriebe<br />

www.engelantriebe.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 65


ANTRIEBSTECHNIK<br />

TITELSTORY<br />

Kleingetriebe von Maxon mit verbessertem Wirkungsgrad<br />

Hohe Leistung in<br />

kompaktem Format<br />

Wenn die Leistung bei stark erhöhtem Drehmoment und entsprechend reduzierter<br />

Drehzahl erbracht werden soll, empfehlen sich Präzisionsgetriebe.<br />

Entsprechend der Getriebeuntersetzung reduziert sich die Abgangsdrehzahl,<br />

während sich das Abgangsdrehmoment erhöht. Zu dessen genauer Ermittlung<br />

ist der Wirkungsgrad zu berücksichtigen. Insbesondere Planetengetriebe<br />

eignen sich zur Übertragung hoher Drehmomente. Maxon hat mit<br />

der Baureihe GPX UP nun Kleingetriebe mit einem maximalen Wirkungsgrad<br />

von circa 90 % (bei dreistufigen Getrieben) entwickelt. Diese eignen sich<br />

unter anderem für sogenannte Force-Feedback-Anwendungen.<br />

Felix Schinner, Getriebeentwicklung Maxon Motor GmbH, Sexau<br />

66 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


TITELSTORY<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Maxon hat für ihre Standard-Kleingetriebe ein besonderes<br />

Upgrade in Form einer neuen Produktreihe entwickelt: Eine<br />

Vielzahl von Performance-Verbesserungen bietet nun ganz neue<br />

Möglichkeiten. Ein wesentlicher Vorteil dieser neuen Getriebereihe<br />

ist der Wirkungsgrad. Er definiert sich als Verhältnis von abgegebener<br />

zu aufgenommener Leistung. Verringert man die in jedem<br />

mechanischen System auftretende Reibung signifikant, so lässt sich<br />

damit unmittelbar der Wirkungsgrad des Antriebes optimieren. In<br />

den neuen GPX-Planetengetrieben der UP-Baureihe wird dies technisch<br />

so umgesetzt, dass die Planetenräder, die in herkömmlichen<br />

Planetengetrieben direkt auf den tragenden Achsen gleitgelagert<br />

sind, nun über Kugel- beziehungsweise Nadellager gelagert werden.<br />

Der Maschinenbauer würde es „Übergang von der<br />

Gleit- zur Rollreibung“ nennen.<br />

Maximaler Wirkungsgrad von circa 90 %<br />

Betrachtet man beispielhaft ein GPX32 UP in dreistufigem Aufbau,<br />

lässt sich damit ein maximaler Wirkungsgrad von circa 90 % erzielen.<br />

Vergleichbare Kleingetriebe liegen hier etwa bei 70 %. Bezogen<br />

auf die Standardausführung kann man davon sprechen, dass man<br />

mittels oben genannter <strong>Konstruktion</strong>sverbesserungen eine Erhöhung<br />

des Wirkungsgrades um Faktor 1,3 – also 30 % erreicht. Dies<br />

hat auch unmittelbare Auswirkung auf weitere Parameter des Antriebssystems:<br />

Bei gleicher Eingangsleistung, das heißt bei der Verwendung<br />

des gleichen Motors und der gleichen Motoransteuerung<br />

kann das Getriebe 30 % mehr Drehmoment abgegeben. Oder umgekehrt<br />

gesprochen: Bei gleicher abgenommener Leistung reicht<br />

bereits eine 23 % niedrigere Eingangsleitung für den Antrieb aus.<br />

Insbesondere bei batteriebetriebenen Anwendungen ergibt sich dadurch<br />

eine deutliche Verlängerung der möglichen Einsatzdauer bis<br />

zum nächsten Ladezyklus. Durch die Absenkung der erforderlichen<br />

Eingangsleistung kann der verwendete Motor zudem in einem<br />

günstigeren Arbeitspunkt betrieben werden. Dieser Aspekt verbessert<br />

zusätzlich den Wirkungsgrad beim Motor und damit beim gesamten<br />

Antriebssystem. Alternativ ist es möglich kleinere, beziehungsweise<br />

leichtere Motoren und Elektronik einzusetzen, was sich<br />

nicht nur auf das Gewicht, sondern grundsätzlich auch auf die Kosten<br />

positiv auswirkt.<br />

Bild: Maxon/Konradin Mediengruppe<br />

Erhöhung der Getriebe-Lebensdauer<br />

Wie oben dargestellt, konnte die Reibung im System Planetenrad -<br />

Achse deutlich verringert werden. Gleichzeitig verringert sich die<br />

Wärmeentwicklung beim Betrieb des Antriebs merklich, da weniger<br />

Reibleistung erbracht werden muss. Insbesondere bei Anwendungen,<br />

die einen bestimmten Temperaturbereich nicht überschreiten<br />

dürfen (wie zum Beispiel Medical Power Tools), können dadurch<br />

bessere Leistungen übertragen werden. Beim Verschleiß der mechanischen<br />

Bauelemente eines Getriebes spielt die Dauerhaftigkeit<br />

des eingesetzten Schmierstoffes eine entscheidende Rolle. Je höherer<br />

dessen Wärmebelastung, desto schneller gehen seine<br />

Schmiereigenschaften verloren und desto eher und stärker tritt abrasives<br />

Verhalten im mechanischen System zu Tage. Die abgeriebe-<br />

Schnitt durch ein GPX-UP-Getriebe,<br />

Ø 22 mm. Zudem sind die Getriebe im<br />

Durchmesser GPX32 UP bereits am<br />

Markt verfügbar. Im Frühjahr 2020<br />

folgt die Ausführung GPX42 UP<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 67


ANTRIEBSTECHNIK<br />

TITELSTORY<br />

Bild: Maxon<br />

Bild: Maxon<br />

Wirkungsgradverlauf über Drehmoment von GPX32 UP und GPX32 (gestrichelt)<br />

Abgegebene Leistung und Lebensdauer im Vergleich<br />

„Mit dem Planetengetriebe<br />

GPX32 UP in dreistufigem<br />

Aufbau, lässt sich ein maximaler<br />

Wirkungsgrad von circa 90 %<br />

erzielen.“<br />

nen Metallpartikel wiederum führen zu einer Verklumpung des<br />

Schmierstoffs, dessen Schmierwirkung in der Folge vollständig versagen<br />

kann. Lässt sich der Wärmeeintrag jedoch eindämmen, so<br />

kann darüber eine deutlich längere Lebensdauer bei sonst gleichen<br />

Einsatzbedingungen realisiert werden. Dieser Effekt fällt bei den<br />

Getrieben des Typs GPX UP nach Angaben des Herstellers enorm<br />

aus: Die erreichbare Lebensdauer ist gegenüber herkömmlichen<br />

Vergleichsgetrieben des Unternehmens etwa 5-mal höher, gegenüber<br />

marktgängigen Varianten des Wettbewerbs sogar 11-mal<br />

höher. Alternativ zur längeren Lebensdauer können deutlich kleinere<br />

und leichtere Getriebe einsetzt werden, da das Verhältnis Drehmoment<br />

zu Durchmesser (Leistungsdichte) deutlich verbessert wurde.<br />

eine mess- oder fühlbare mechanische Rückmeldung verliehen. Um<br />

das zu erreichen, müssen die Getriebe rückdrehbar sein, also Drehmomente<br />

bzw. Drehmomentänderungen, die an der Abtriebsseite<br />

anliegen, auf die Antriebseite proportional übertragen werden. Folgende<br />

Beispiele veranschaulichen diese Anwendung: Bei der elektronischen<br />

Flugsteuerung (Fly-by-Wire) werden die Steuerbewegungen<br />

des Piloten nicht wie herkömmlich mechanisch oder hydraulisch<br />

an die Aktoren übertragen, sondern elektronisch. Dadurch verliert<br />

der Bediener zunächst jede spürbare Rückmeldung zu seinen Steuerhandlungen.<br />

Durch den Einsatz eines Antriebs im Steuerknüppel,<br />

lassen sich die elektronisch ermittelten Rückmeldungen darüber<br />

mechanisch an die Hand des Piloten weitergeben. Die Rückdrehbarkeit<br />

wird vor allem im Normalbetrieb benötigt, da der zusätzlich installierte<br />

Antrieb die Bewegung des Steuerknüppels nicht behindern<br />

darf. Ähnliches gilt für die innovativen Operationsroboter im<br />

Neues Getriebe ermöglicht<br />

Force-Feedback- Anwendungen<br />

Es sind nicht nur die Verbesserungen in den einzelnen Parametern<br />

der Getriebespezifikation, die die Vorteile der neuen Bauweise widerspiegeln.<br />

Vielmehr lassen sich mit den Getrieben nun zusätzliche<br />

Einsatzfälle abdecken, insbesondere sogenannte Force-Feedback-<br />

Anwendungen. Bei solchen Anwendungen kommen die Vorteile der<br />

<strong>Konstruktion</strong> der GPX-UP-Ausführung richtig zum Tragen: Der Einsatz<br />

von gelagerten Planetenrädern ermöglicht die Rückdrehbarkeit<br />

der Getriebe im Normalbetrieb ohne Hakeln und bei Bedarf ein<br />

Feedback an den Bediener auszugeben. Genau genommen werden<br />

dem kraft- beziehungsweise drehmomentaufbringenden Element<br />

Gerade für Operationsroboter im Bereich der Mikro- und Telechirurgie<br />

ist es unabdingbar, dass der Operateur eine unmittelbar fühlbare Rück -<br />

meldung über die ausgeführten Bewegungen vernehmen kann<br />

Bild: phonlamaiphoto/stock.adobe.com<br />

68 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


TITELSTORY<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: Maxon<br />

Ein wesentlicher Vorteil der neuen Kleingetriebe-<br />

Reihe GPX UP von Maxon ist der Wirkungsgrad.<br />

Er definiert sich als Verhältnis von abgegebener<br />

zu aufgenommener Leistung<br />

Bild: Maxon<br />

Ultra-Performance-GPX-Getriebe von Maxon sind in den Durchmessern<br />

GPX22 UP und GPX32 UP bereits am Markt verfügbar, wie<br />

alle X-Typen konfigurier- und online bestellbar<br />

Mechatronische<br />

Antriebssysteme<br />

INFO<br />

Komplexe mechatronische Antriebssysteme funktionieren<br />

nur, wenn alle Komponenten von höchster Qualität und perfekt<br />

aufeinander abgestimmt sind. Maxon entwickelt und<br />

produziert nicht nur DC- und BLDC-Motoren, Getriebe, Sensoren<br />

und Steuerungen, sondern ist auch in der Lage, die<br />

hochwertigen Antriebskomponenten in einem mechatronischen<br />

System zu vereinen. Die Vorteile: ein kompaktes Design<br />

und kundenspezifisch konfigurierte Komponenten. Um<br />

dies zu gewährleisten orientieren sich die F&E-Aktivitäten<br />

des Unternehmens an den Markt- und Kundenbedürfnissen.<br />

Wo die Kombination von Standardprodukten nicht genügt,<br />

entwickeln die Spezialisten Spezialausführungen. Das können<br />

entweder Produktmodifikationen oder Neuentwicklungen<br />

sein. Kooperationen mit Hochschulen und Universitäten<br />

auf der ganzen Welt tragen dazu bei, dass die Antriebssysteme<br />

den Anforderungen neuster Technologien gerecht werden.<br />

Maxon unterhält sowohl am Hauptsitz in Sachseln<br />

(Schweiz) als auch im Zweigbetrieb in Sexau (Deutschland)<br />

Forschungs- und Entwicklungsabteilungen. Diese sind neben<br />

kontinuierlichen Produktentwicklungen für die stetige Verbesserung<br />

von Fertigungsverfahren sowie Produktions- und<br />

Prüfmitteln verantwortlich. Zu den Kompetenzen des Herstellers<br />

zählen: fünf Wickeltechniken für präzise DC-Motoren,<br />

Standard- und Spezialgetriebebau, Encoder-Technologie,<br />

Elektronik und Systemtechnik, Spritzgussverfahren für Kunststoff,<br />

Keramik und Metallpulver (CIM/MIM), Montage- und<br />

Automatisierungstechniken, Entwicklung und Projektmanagement<br />

sowie Qualitätsmanagement. Über 8 % des Umsatzes<br />

fließen in die Forschung und Entwicklung, in der über<br />

200 Mitarbeiter beschäftigt sind.<br />

Bereich der Mikro- und Telechirurgie. Gerade hier ist es unabdingbar,<br />

dass der Operateur eine unmittelbar fühlbare Rückmeldung über die<br />

ausgeführten Bewegungen vernehmen kann, beziehungsweise gesundes<br />

Gewebe nicht angefahren werden kann. Die Rückdrehbarkeitsforderung<br />

von Antrieben gibt es zum Beispiel auch im Anlagenbau.<br />

Im Einrichtebetrieb müssen die Achsen stromlos von der Abtriebsseite<br />

aus zu bewegen sein.<br />

Mehr Leistung, mehr Drehmoment,<br />

mehr Wirkungsgrad<br />

Die neuen Getriebetypen-Typen vereinen also eine Reihe von Produktvorteilen:<br />

Mehr Leistung, mehr Drehmoment, mehr Wirkungsgrad,<br />

ein Mehr an Lebensdauer, geringere Wärmeentwicklung, geringeres<br />

Gewicht des Antriebssystems sowie die zusätzliche Funktion<br />

der Rückdrehbarkeit auch bei mehrstufigen Getrieben. Zieht man<br />

nur die ersten beiden Faktoren in Betracht, wäre man geneigt, von<br />

Ultra Power-Getrieben zu sprechen. Zusammen mit den restlichen<br />

genannten Eigenschaften wird man aber leicht den eigentlichen Namenspaten<br />

erkennen: Ultra Performance. Ultra-Performance-GPX-<br />

Getriebe von Maxon sind in den Durchmessern GPX22 UP und<br />

GPX32 UP bereits am Markt verfügbar, wie alle „X-Typen“ konfigurier-<br />

und online bestellbar. Im Frühjahr 2020 folgt die Ausführung<br />

GPX42 UP. Zudem werden bereits kundenspezifische Getriebe der<br />

Ultra-Performance-Baureihe in den Größen Ø 8 - 58 mm produziert.<br />

www.maxongroup.de<br />

Details zu Präzisionsgetrieben von Maxon Motor:<br />

hier.pro/tP4dh<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 224<br />

jg<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 69


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Leicht Stanzautomation setzt auf Antriebs- und Automatisierungslösungen von Stöber<br />

Gut gewickelt<br />

Leicht Stanzautomation entwickelt, fertigt und vertreibt weltweit unter anderem Anlagen für das Auf- und<br />

Abwickeln von Bändern und Drähten. In der neuesten Generation der automatischen Mehrfachwickler des<br />

Herstellers werden erstmals die Antriebsregler der Baureihe SI6 von Stöber verbaut. Damit lässt sich im<br />

Vergleich zur Vorgängerversion nicht nur die Performance steigern, sondern durch das Konzept der<br />

Anreihtechnik auch platzsparend konstruieren.<br />

Die Antriebsregler SI6 von Stöber sorgen für mehr<br />

Performance. In Anreihtechnik sparen sie zudem<br />

sehr viel Platz im Schaltschrank<br />

GmbH in Ölbronn-Dürrn, „antworten wir mit Lösungen, die wir entsprechend<br />

ausmodellieren. Bei der <strong>Konstruktion</strong> unserer Maschinen<br />

achten wir zum Beispiel auf Langlebigkeit und Zuverlässigkeit. Design<br />

und Funktionalität haben wir dabei stets im Blick.“ Und da der<br />

Hersteller nicht alles selbst fertigt, legt der Marktführer sehr viel<br />

Wert auf ausgewählte Zulieferer, oder besser: auf Partner. Dazu gehört<br />

seit vielen Jahren die Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG<br />

aus Pforzheim.<br />

Bild: Stöber Antriebstechnik<br />

Die Anforderungen an Maschinen- und Anlagenbauer steigen,<br />

so auch im Bereich für periphere Anlagen für die Stanz- und<br />

Umformtechnik, Profilier- und Extrusionstechnik, Halbzeug-Fertigung<br />

sowie für die Spritzgieß- und Montagetechnik. Von diesen steigenden<br />

Anforderungen betroffen ist auch die Leicht Standautomation,<br />

denn das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt weltweit<br />

Bandschweißautomaten sowie die gesamte Bandauf- und<br />

Bandabwickeltechnik für die Stanz- und Umformtechnik. Zum Kundenkreis<br />

zählen namhafte Zulieferer aus der Automobil- und Elektroindustrie,<br />

aus der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik.<br />

Aber auch die Möbelindustrie sowie Hersteller weißer Ware gehören<br />

dazu. Die Anforderungen des Markts? „Der Kunde wünscht<br />

höchste Produktqualität. Um ganz oben mitspielen zu können“, betont<br />

Jürgen Leicht, Geschäftsführer der Leicht Stanzautomation<br />

Antriebstechnik für höchste Performance<br />

„Von Stöber haben wir in fast allen unseren Anlagen Getriebe, Motoren,<br />

Antriebsregler oder vollständige Automatisierungslösungen<br />

verbaut“, sagt Leicht. Zum Beispiel in der neuen Generation der automatischen<br />

Mehrfachwickler der Baureihe ASW: Hier kommen<br />

erstmals die Antriebsregler SI6 zum Einsatz. Das Besondere an der<br />

Maschine ist, dass sie automatisch die Spulen wechselt. Dadurch<br />

entsteht an der vorgeschalteten Stanzmaschine kein Produktionsstopp.<br />

Der Spulenwechsel wird einfach zur nächsten freien Spule<br />

vorgenommen, sobald die vorgewählte Stückzahl erreicht ist. „Mit<br />

dem Antriebsregler können wir die Performance im Vergleich zur<br />

Vorgängerversion spürbar steigern“, so der Geschäftsführer zufrieden.<br />

Damit der Anwender wirtschaftlich arbeiten kann, seien Dynamik<br />

und Geschwindigkeit ganz wichtig, sagt er. Je schneller die Prozesse<br />

sind, desto produktiver ist die Maschine. Der Faktor Zeit ist<br />

für die Kunden entscheidend, um wettbewerbsfähig zu sein. „Wir<br />

haben insgesamt sieben Antriebe in der Anlage verbaut“, beschreibt<br />

Leicht und zeigt auf ein Kegelradgetriebe, das den Vorschubkopf<br />

neigt, ein weiteres platzsparendes Winkelgetriebe übernimmt den<br />

präzisen Vorschub des Bands. Die dynamischen Antriebsregler arbeiten<br />

auch bei anspruchsvollen Bewegungen unbemerkt und zuverlässig<br />

im Hintergrund. Integriert sind die Funktionen STO (Safe Torque<br />

Off) und SS1 (Safe Stopp 1). In der Baureihe SI6 sind diese nach<br />

EN 13849-1 zertifiziert und lassen sich ohne produktionsunterbrechende<br />

Funktionstests nutzen. Das automatische Aufwickeln von<br />

Bauteilen nach dem Stanzen erfolgt mit der neuen Maschine in wenigen<br />

Minuten, die Spulen werden über koaxiale Servogetriebemotoren<br />

angetrieben und der Wechsel von Spule zu Spule beträgt mit<br />

einem Planetengetriebe knapp zwei Sekunden.<br />

„Mit dem Encodersystem Heidenhain Endat 2.2 steht das elektronische<br />

Getriebemotortypenschild zur Verfügung, das die Parametrierung<br />

der Motor- und Getriebedaten einfach und sicher erledigt“, be-<br />

70 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ELEKTROMOTOREN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: Stöber Antriebstechnik<br />

Leicht Stanzautomation entwickelt, fertigt und vertreibt weltweit Bandaufund<br />

Bandabwickeltechnik für die Stanz- und Umformtechnik<br />

schreibt der Experte. „Konnten bisher nur Motorparameter übermittelt<br />

werden, ermöglichen wir es jetzt, auch zusätzliche applikationsrelevante<br />

Getriebedaten vollelektronisch zu übertragen.“ Encoderund<br />

Leistungsanschluss des Motors erfolgen über eine gemeinsame<br />

Kabelverbindung. Verbunden sind die einzelnen Geräte mit dem<br />

zentralen Versorgungsmodul PS6. Damit seien weder dezentrale<br />

Einspeiseeinheiten erforderlich noch Absicherungen und Verkabelung<br />

für jede Achse, berichtet Stolowski. „Der Anwender spart<br />

enorm viel Platz im Schaltschrank. Im Klartext: Leicht Stanzautomation<br />

kann bei den Kunden auf wenig Stellfläche eine nicht unerhebliche<br />

Anzahl an Wickeltechnik ermöglichen. Die neue Mehrfachwickler<br />

ist zudem gut zugänglich, und über ein zehn Zoll großes Display<br />

kann der Anwender die Anlage komfortabel bedienen.<br />

Entwicklung profitiert von Zusammenarbeit<br />

„Die Entwicklung der gesamten Maschine fußt auf unserer Erfahrung,<br />

die Integration und die Auslegung der Antriebe haben wir in<br />

Zusammenarbeit mit Stöber konzipiert“, sagt Leicht und nickt dabei<br />

Stolowski zu. „Das Unternehmen war von Anfang an dabei und unterstützte<br />

uns vom ersten Bleistiftstrich in der <strong>Konstruktion</strong>sphase<br />

bis hin zur Inbetriebnahme der Maschine.“ Mit der Kooperation sind<br />

beide sehr zufrieden. Das sei ein offenes und ehrliches Miteinander<br />

und versprühe einen ganz besonderen Geist, sagt Leicht. „Uns verbindet<br />

ein ähnlicher Anspruch an Qualität, das Herauskitzeln von Nuancen,<br />

um letztendlich ganz oben dabei sein zu können“, ergänzt<br />

Stolowski. Dazu kommt der sehr kurze Weg von Tür zu Tür. Das<br />

macht es für die Mitarbeiter beider Häuser einfacher, sich schnell<br />

gemeinsam an den Tisch zu setzen. „Die technische Beratung, der<br />

Support, das ist echte gelebte Partnerschaft“, beschreibt der Geschäftsführer.<br />

Das Ziel von Leicht Stanzautomation ist es, die Anzahl<br />

der Lieferanten zu reduzieren – mit dem Hintergrund, Kostenpotenzial<br />

zu heben und den Aufwand zu reduzieren. Bleiben sollen Partner<br />

wie Stöber.<br />

jg<br />

www.stober.com<br />

Details zu den Antriebsreglern von Stöber<br />

Antriebstechnik:<br />

hier.pro/T4Ff9<br />

Messe SPS: Halle 3A, Stand 451<br />

UNSERE GETRIEBE-<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 71


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

AMK kann aus einem umfangreichen dezentralen<br />

Portfolio wählen: von dezentralen Steuerungen bis<br />

zu Umrichter und Wechselrichter in verschiedenen<br />

Leistungsklassen und Baugrößen<br />

Bild: AMK<br />

Dezentrale Antriebstechnik zur Realisierung von Maschinenkonzepten<br />

Die Kunst der Komponenten-Kombination<br />

In der Antriebstechnik gehen Unternehmen zunehmend weg von der klassischen Schaltschranklösung<br />

hin zu dezentralen oder hybriden Antriebslösungen. AMK realisiert seit Jahren dezentrale Automati -<br />

sierungslösungen und berät dank seiner großen Erfahrung Maschinenhersteller dabei, welche Lösung<br />

im speziellen Anwendungsfall am sinnvollsten ist.<br />

Andreas Böhringer, Leiter Produktmanagement, AMK Arnold Müller GmbH & Co. KG, Kirchheim/Teck<br />

Maschinenhersteller stehen heute vor großen Herausforderungen:<br />

Sie müssen flexibel und schnell auf veränderte Marktgegebenheiten<br />

und Kundenanforderungen reagieren. Dabei steht<br />

den hohen Anforderungen an die Flexibilität ein Bedürfnis nach weniger<br />

Komplexität gegenüber. Seit den 80er Jahren gilt die Modularisierung<br />

im Maschinenbau als Schlüssel für eine derartige, flexible<br />

und kundenorientierte Produktentwicklung. Konfigurierbare Maschinenkonzepte<br />

erlauben es, bestimmte Funktionalitäten und damit<br />

Module für eine Maschinenvariante zusammenzustellen. Diese Vorgehensweise<br />

stellt allerdings hohe Ansprüche an eine Automatisierungslösung<br />

und deren Komponenten. Sie müssen ebenso flexibel<br />

und durchgängig gestaltet sein, wie die Maschine selbst. Die Antwort<br />

darauf sind auch in diesem Fall Baukastenprinzipien und<br />

Plattformstrategien.<br />

Die langjährige Erfahrung in der zentralen Automatisierung hat bei<br />

AMK dazu beigetragen, dass neue Ansätze und Lösungskonzepte<br />

entwickelt wurden. Seit mehr als 15 Jahren verfügt der Automatisierungsanbieter<br />

über ein dezentrales Produktportfolio, das mit der<br />

Zeit zu einem Komplettsystem ausgebaut wurde, welches durchgängige,<br />

dezentrale Automatisierungslösungen ermöglicht. Diese<br />

Lösungen haben sich seit Jahren bereits tausendfach in der Praxis<br />

bewährt und dadurch ihren Teil dazu beigetragen, dass die anfängliche<br />

Skepsis gegenüber motornaher oder motorintegrierter Antriebsregler<br />

fast vollständig überwunden wurde. Mittlerweile kann<br />

der Maschinenhersteller aus einem umfangreichen dezentralen<br />

Portfolio wählen: Von dezentralen Steuerungen bis zu Umrichter und<br />

Wechselrichter in verschiedensten Leistungsklassen und Baugrößen<br />

– auch in baulicher Einheit mit einem Servomotor.<br />

Dezentrale Steuerung<br />

Der dezentrale Motion Controller iSA in IP65 Ausführung bietet zusätzlich<br />

zu seiner Steuerungsintelligenz eine integrierte Einspeisung,<br />

die für 5kW Dauerleistung ausgelegt ist. Am Ethercat-Master<br />

der iSA wurden bereits Applikationen mit 36 Antrieben realisiert.<br />

Die iSA kann auch als Gateway für Ethernet/IP, Profinet und Ethercat<br />

eingesetzt werden. Ihre Rechenperformance bildet die Grundlage<br />

für schnelle und präzise Motion-Control mit ausreichend Luft für die<br />

Ablaufsteuerung und falls notwendig für die Visualisierung. Der iSA<br />

verfügt über eine integrierte 24V-Versorgung und es bedarf nur der<br />

Leistungsversorgung mit 3x 400 VAC um die DC- Versorgungsspannung<br />

für die Servoantriebe zu erzeugen.<br />

Dezentrale Servoregler<br />

Die dezentralen Servoregler iX gibt es in IP65 Ausführung und einem<br />

skalierbaren Kühlkonzept für Dauer-Antriebsleistungen bis 5<br />

72 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ELEKTROMOTOREN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: AMK<br />

Mit Amkasmart von AMK wird echte Modularität im Maschinenbau möglich. Der Motion Controller iSA sorgt für die dezentrale Intelligenz. Für die Quer -<br />

kommunikation im Master-Slave-Betrieb sowie für generelle Gateway-Funktionen kommt Ethercat zum Einsatz. Zudem gibt es Anschlussmöglichkeiten<br />

für CAN, Profinet und Ethernet IP<br />

kVA (I Nenn = 8,2 A) bzw. kurzzeitiger doppelter Spitzenleistung. Werden<br />

dezentrale Servoregler in modulare Maschinenmodule integriert,<br />

verändert dies zunächst die Verkabelungsarchitektur: Die Motorkabel,<br />

also Leistungs- und Geberkabel, müssen nicht mehr zentral<br />

über viele Meter hinweg vom Schaltschrank zu jedem Antrieb<br />

gezogen werden. Es werden entweder Leistungs- und Echtzeit-<br />

Ethernet-Kabel oder gar Hybridkabel von der Einspeisung oder von<br />

einen zum anderen Servoregler durchgeschleift. Dann wird der Motor<br />

nur noch über meist sehr kurze Motorleistungs- und Geberkabel<br />

mit dem dezentralen Regler verbunden, denn der Regler soll möglichst<br />

nahe am Motor auf dem Maschinengestell platziert werden.<br />

Der Vorteil dieser Daisy-Chain-Verdrahtung kommt besonders bei<br />

bewegten Achsen zum Tragen: Befinden sich mehrere Antriebe auf<br />

einer bewegten Achse, reduziert sich der Kabelschlepp auf oftmals<br />

nur eine Zuleitung. Bei einer Maschine mit mehreren Achsen kommen<br />

hier schnell einige Meter zusammen, die so eingespart werden<br />

können. Weiterer großer Vorteil der Daisy-Chain Verdrahtung ist,<br />

dass die Antriebe am gleichen Zwischenkreis hängen und sich so<br />

vor allem bei intermittierendem Betrieb der einzelnen Achsen (typ.<br />

Servobetrieb) ein mittlerer Strombedarf auf dem Zwischenkreis einstellt.<br />

Dies kommt vor allem dadurch, dass generatorische Energie<br />

und motorischer Betrieb einzelner Achsen sich im Zwischenkreis<br />

ausgleichen können und somit eine optimale Energienutzung stattfindet.<br />

Motorintegrierte Servoregler iDT/ihXT<br />

Das höchste Kabel-Einsparpotenzial bieten Servomotoren mit integriertem<br />

Umrichter. Durch die bauliche Einheit von Servomotor und<br />

Servowechselrichter entfallen schließlich auch noch das Motorleistungs-<br />

und das Gebersignalkabel. Und mit jedem eingesparten Kabel<br />

reduzieren sich auch die Installationskosten. Zusätzlich werden<br />

bis zu 50 % Bauvolumen und damit auch die entsprechende Schaltschrankgröße<br />

eingespart. Die einzelnen motorintegrierten Antriebslösungen<br />

sind in verschiedenen Flanschgrößen von 55 – 100 mm<br />

und jeweils in verschiedenen Baulängen erhältlich. Durch den Einsatz<br />

verschiedener Kühlkonzepte sind weitere Optimierungen möglich.<br />

Dabei stehen Konvektions-, Luft- und Flüssigkeitskühlung zur<br />

Verfügung. Daraus ergeben sich Leistungssteigerungen um bis zu<br />

50 % Spitzenleistung und 65 % Dauerleistung. So können Maschinen<br />

in unterschiedlichen Leistungsklassen generiert werden. Im<br />

harten Produktionsalltag punkten die dezentralen Antriebe nicht nur<br />

in Sachen Schock- und Vibrationsfähigkeit und der Schutzartausführung<br />

in IP65. Auch STO ist bereits integriert. Weitere Sicherheitsfunktionen<br />

wie SS1 und SS2 können über FSoE realisiert werden.<br />

Je größer die Auswahl der unterschiedlichen Antriebsmodule, desto<br />

mehr Freiheit bei der Realisierung von Maschinenkonzepten. Es<br />

geht aber nicht nur darum, was technisch möglich ist. Entscheidend<br />

ist am Ende, was im speziellen Anwendungsfall am sinnvollsten ist.<br />

Das erfordert auf der Seite des Automatisierungsanbieters eine hohe<br />

Lösungskompetenz. Die Kunst liegt in der Kombination der Komponenten<br />

und der entsprechenden Einbindung in die endgültige Automatisierungslösung<br />

für die jeweilige Maschine. Dabei spielen im<br />

Zeitalter von IIoT natürlich auch die Integration in die Anlagenperipherie<br />

bis hin zu Cloudsystemen und der mobile Zugriff über Apps<br />

eine wichtige Rolle. Nachträgliche Erweiterungen bestehender Anlagen<br />

sind problemlos möglich. Dies sorgt für Nachhaltigkeit, eine<br />

längere Lebensdauer und hohe Wertbeständigkeit der Maschinen.<br />

www.amk-group.com<br />

Details zum Thema dezentrale Antriebstechnik von<br />

AMK:<br />

hier.pro/zyWwX<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 210<br />

jg<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 73


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Dezentrales Motormanagementsystem von MSF-Vathauer für eine flexiblere Fertigung<br />

Mitdenkendes System<br />

Eine Anlage dezentral zu steuern, soll den Produktionsprozess vereinfachen und dem Anwender mehr<br />

Übersicht und Zeit verschaffen. Antriebsspezialist MSF-Vathauer Antriebstechnik zeigt mit dem Field<br />

Drive System ein dezentrales Motormanagementsystem, das genau dies möglich macht.<br />

Karla Röttger, Marketing & Unternehmenskommunikation, MSF-Vathauer Antriebstechnik GmbH & Co KG,<br />

Detmold<br />

Überzeugt mit Leistung und Intelligenz –<br />

Das Field Drive System in der Anwedung<br />

berücksichtigt worden ist. Durch die Auswahlmöglichkeiten verschiedener<br />

Optionen kann das Field Drive System den Produktionsprozess<br />

vereinfachen und sowohl dem Anwender als auch dem Maschinenhersteller<br />

mehr Übersicht, Flexibilität und größere Freiheitsgrade<br />

ermöglichen. Das dezentrale Motormanagementsystem mit<br />

integrierter Energieverteilung spart aufgrund der modernisierten<br />

Schnellanschlusstechnik Installationszeiten und Ressourcen. „Projekte<br />

des Maschinenherstellers werden somit schneller umgesetzt<br />

und die Stillstandszeiten des Maschinenanwenders reduziert. Mit<br />

dem Field Drive System wird die Anlagenverfügbarkeit für den Anwender<br />

im Wartungsfall erheblich erhöht“, so Geschäftsführer Marc<br />

Vathauer. Die Vorteile:<br />

• Der integrierte Energiebus wird schnell, einfach und sicher in der<br />

Maschinenapplikation verlegt. An jeder beliebigen Position kann<br />

mittels der Power Box die Energie abgegriffen werden.<br />

• Durch standardisierte Sensoranschlüsse werden die Sensoren<br />

ohne Mehrkosten direkt an dem Motorstarter und an dem Frequenzumrichter<br />

angeschlossen.<br />

Bild: MSF Vathauer<br />

Um herauszufinden, welches Optimierungspotenzial noch vorhanden<br />

ist, hat der Antriebshersteller Vathauer verschiedenen<br />

Unternehmen die Frage gestellt: „Wie funktioniert Ihr Produktionsablauf?<br />

Ist dieser auch schon 4.0-reif?“ Die Lösung: kompakt und<br />

einfach. Flexibilität für den Anwender war in der Entwicklungsphase<br />

eines der wichtigsten Merkmale, die in jeder Funktion des Systems<br />

Große Auswahl an Kommunikationsbussen<br />

Auch die Auswahl der Kommunikationsbusse bietet dem Anwender<br />

mehrere Freiheitsgrade. Zur Verfügung stehen Profinet, Profibus,<br />

AS-Interface, 24V Binär und Even Thinking. Das Even Thinking-System<br />

erlaubt bereits heute die autonome Produktsteuerung ohne eine<br />

übergeordnete Anlagensteuerung in der Weise, dass alle Even-<br />

Thinking-Geräte untereinander kommunizieren und über eine interne<br />

Intelligenz das Produkt weiterbefördern. Somit ist bereits in der<br />

Gegenwart der Industrie 4.0-Gedanke in der Fördertechnik mit dem<br />

Field Drive System realisierbar. Zusätzliche Sensoren können angeschlossen<br />

werden, sodass die Signale direkt zu der Anlagensteuerung<br />

gesendet werden – und dies ohne Zusatzkosten. Das Field<br />

Drive System kann über weitere Anschlusstechnologien an alle am<br />

Markt erhältlichen Energiebussysteme angeschlossen werden.<br />

Für einen noch effizienteren Prozessablauf bietet das System ein<br />

durchgängiges Programm mit verschiedenen Motoransteuerungsmöglichkeiten.<br />

So sind sowohl Mono-Switch wie auch Duo-Switch,<br />

als Direkt- oder Softstarter, für alle Kommunikationsbussysteme<br />

einsetzbar. Darüber Hinaus wird das Field Drive System mit den Frequenzumrichtern<br />

Vector ebenfalls für alle Kommunikationsbussysteme<br />

ergänzt. Zusätzlich gibt es für das Field Drive System auch Zubehör,<br />

wie beispielsweise Planungs- und Inbetriebnahme-Tools, das<br />

dezentrale Netzteil FDS Power Supply 24 mit dem im Maschinen-<br />

74 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ELEKTROMOTOREN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: MSF Vathauer<br />

Bild: MSF Vathauer<br />

Verschafft mehr Übersicht, Flexibilität und größere Freiheitsgrade in der<br />

Produktion: das Field Drive System von MSF-Vathauer Antriebstechnik<br />

Komplexe Technik kompakt verbaut: Die<br />

Steuerplatine des FDS von MSF-Vathauer<br />

„Das Field Drive System erhöht<br />

die Anlagenverfügbarkeit für den<br />

Anwender im Wartungsfall.“<br />

feld 24Vdc über weite Strecken verteilt werden kann, Wartungsschalter,<br />

Sicherungsmodule oder das Kopiertool, mit dem Geräteparameter<br />

im Revisionsfall gerätespezifisch kopiert werden können.<br />

Kompakte <strong>Konstruktion</strong><br />

spart Platz im Maschinenfeld<br />

Damit die Maschinenhersteller von dem System ebenso profitieren<br />

können, hat das Entwicklungsteam des Herstellers sich besonders<br />

bemüht das FDS so klein und kompakt wie möglich zu konstruieren.<br />

Dies spart Platz im Maschinenfeld und bietet dem Anlagenhersteller<br />

weitere Möglichkeiten, Neuanlagen noch kompakter zu planen. Das<br />

System kann im ‚Multimounting’ an jeder beliebigen Position in der<br />

Maschinenapplikation, in individuell gewünschter Einbaulage eingesetzt<br />

werden. Auch ein zusätzlicher Schutzleiter am Außengehäuse<br />

ist aufgrund der halogenfreien, hochfesten Kunststoffgehäuse nicht<br />

erforderlich. Für viele Bereiche der Fördertechnik wie beispielsweise<br />

Lagertransport, Intralogistik, Distributionslogistik, und viele weitere<br />

fördertechnischen Anwendungen ist das Field Drive System die<br />

Lösung, um dem Maschinenhersteller und dem Anwender jegliche<br />

Art der Arbeit zu vereinfachen.<br />

jg<br />

www.msf-technik.de<br />

Details zum Field Drive System von MSF-Vathauer:<br />

hier.pro/2Q3rF<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 236<br />

Besuchen Sie uns<br />

auf der sps, Nürnberg<br />

Halle 3 / Stand 461<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 75


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Nominiert für den Automation Award (S. 124/AW 8): Neue Hollow-Shaft-Kits bieten jetzt Multiturn-Fähigkeit<br />

„Unser Wiegand-Draht ermöglicht jetzt<br />

auch energieautarke Hohlwellen-Geber“<br />

Dass sich ein im Magnetfeld rotierender Wiegand-Draht, über den sich Energie gewinnen lässt, gut<br />

für energieautarke Multiturn-Drehgeber eignet, hat Posital Fraba bereits gezeigt. Bislang galt dies aber<br />

nur für Vollwellen-Geber. Zur SPS 2018 stellte das Unternehmen dann erstmals den Prototypen eines<br />

energieautarken Multiturn-Hohlwellen-Gebers vor, der ebenfalls den Wiegand-Draht nutzt. Wie die zur<br />

SPS 2019 nun verfügbare Multiturn-Ausführung funktioniert, erläutert Jörg Paulus, Posital-Fraba-<br />

Europa-Chef in der Kölner Fraba GmbH im Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>.<br />

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

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Paulus, wie ist<br />

es Ihnen gelungen, das Prinzip der<br />

Energiegewinnung per Wiegand-<br />

Draht in einem Hohlwellen-Drehgeber<br />

zu nutzen?<br />

Jörg Paulus (Posital Fraba):<br />

Durchgangs- beziehungsweise<br />

Hohlwellen-Geber<br />

gab es bislang fast nur als<br />

Singleturn-Lösung. Beim<br />

Vergleich mit Vollwellen-<br />

Gebern wird auch klar, warum:<br />

Hier können wir einen<br />

Wiegand-Draht als Bestandteil<br />

unseres Kit-Encoders direkt<br />

auf der Achse montieren<br />

– und damit Energie für einen<br />

energieautarken Multiturn-Geber<br />

gewinnen. Bei einem Hohlwellen-<br />

Geber können wir den Wiegand-Draht<br />

allerdings nur seitlich montieren, was<br />

zwangsläufig zu einer Off-Axis-Lösung führt.<br />

Diese so zu realisieren, dass wir nun einen ebenfalls<br />

energieautarken Multiturn-Hohlwellen-Geber anbieten können, war<br />

keine einfache Aufgabe. Unsere jetzt verfügbaren kapazitiven Hohlwellen-Kits<br />

verfügen aber auf diese Weise über einen integrierten<br />

Rotationszähler, der jede einzelne Umdrehung exakt erfasst und dokumentiert<br />

– und das ohne externe Stromversorgung oder stör- und<br />

wartungsanfällige Batterien.<br />

Bild: Posital Fraba<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welcher Aufwand ist erforderlich, um den<br />

Wiegand-Draht ‚in Seitenlage‘ sinnvoll nutzen zu können?<br />

Paulus: Hier kommt uns unser Know-how von den Kit-Encodern zugute<br />

– bei diesen gelingt es uns ja, über die Analyse des Magnetfeldes<br />

die Genauigkeit eines magnetischen Sensors in Richtung optischer<br />

Systeme zu verschieben. Entsprechend viel Analytikaufwand<br />

Die Multiturn-Ausführung der neuen Hollow- Shaft-Serie<br />

kommt dank des Einsatzes eines Wiegand-Drahtes<br />

nun auch ohne stör- und wartungsanfällige<br />

Batterien aus und eignet sich aufgrund der<br />

kompakten Bauform vor allem für den<br />

Einsatz in Robotern<br />

steckt in der Entwicklungsphase<br />

der Hohlwellen-Kits – am Ende<br />

aber vor allem das praktische Experiment,<br />

welche Lösung am besten<br />

funktioniert. Konkret nutzen<br />

wir ein System mit vier diametral<br />

angeordneten Magneten. Diese<br />

sorgen für ein stabiles Magnetfeld,<br />

das der im Stator installierte Wiegand-Sensor<br />

detektieren und nutzen<br />

kann. Der Wiegand-Draht kann auf diese<br />

Weise die Zählelektronik mit Energie versorgen<br />

und sicherstellen, dass jede einzelne<br />

Umdrehung exakt erfasst wird. Der Multiturn-Zähler<br />

verfügt dazu über einen 43-bit-Speicher für einen<br />

Messbereich von fast neun Billionen Umdrehungen. Entscheidend<br />

für die Umsetzung dieser Lösung ist letztlich unser detailliertes<br />

Know-how zu Magnetfeldern – hier zeichnet der Kollege Dr.<br />

Hanno Volker verantwortlich – und Wiegand-Sensoren, die wir ja<br />

selbst produzieren. Übrigens: Nicht jeder Wiegand-Draht eignet sich<br />

für die Hohlwellen-Kits – hier muss vorab eine genaue Auswahl erfolgen,<br />

damit wir die Funktion sicherstellen können.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Beim Messverfahren selbst setzen Sie beim<br />

Hohlwellen-Geber aber auf ein kapazitives System?<br />

Paulus: Exakt – wir haben hier bewusst einen anderen Weg gewählt,<br />

obwohl wir generell ja den Wechsel von optischer zu magnetischer –<br />

weil robusterer – Messtechnik vorantreiben (Anm. d. Red.: siehe Interview<br />

mit Fraba-Vorstand Christian Leeser, <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> Sonderausgabe<br />

Antreiben – Steuern – Bewegen 2017, S. 16ff, hier.pro/0bZfk).<br />

Der Grund ist einfach, dass sich magnetische Systeme nur sehr<br />

schwer in ein Hohlwellen-Design umsetzen lassen. Zudem punktet<br />

76 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ELEKTROMOTOREN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: Konradin Mediengruppe<br />

Jörg Paulus, Europa-Chef bei der Fraba GmbH (rechts); hier zusammen mit<br />

Dr. Hanno Volker, der für die Entwicklung der Multiturn-Ausführung des<br />

Hohlwellen-Drehgebers verantwortlich zeichnet<br />

„Der von Posital seit Jahren bei<br />

Vollwellen-Gebern eingesetzte Wiegand-<br />

Harvester, der Rotationsbewegungen in<br />

elektrische Impulse umsetzt, wurde mit<br />

viel Aufwand für das Hohlwellen-Design<br />

fit gemacht und ermöglicht nun den<br />

komplett energieautarken Betrieb von<br />

Multiturn-Hohlwellen-Gebern.“<br />

die kapazitive Messtechnik mit Zuverlässigkeit und Präzision zu moderaten<br />

Kosten – auch das ein Aspekt, der für uns eine sehr wichtige<br />

Rolle spielt; der Aufwand muss sich letztlich ja auch rechnen. Die Auflösung<br />

der Hohlwellen-Kits erreicht immerhin 18 bit bei Singleturn- oder<br />

16 bit bei Multiturn-Einsätzen bei einer Genauigkeit von ± 0,02 Grad.<br />

Schlüsselkomponenten der kapazitiven Kits sind die mit unterschiedlichen<br />

Mustern gestalteten leitfähigen Oberflächen von Rotor und Stator;<br />

sie erzeugen elektrische Hochfrequenzsignale, die über ASIC-Prozessoren<br />

gescannt werden. Dabei werden die aktuellen Weg- und<br />

Winkelparameter als eindeutiger Positionswert über die Open-Source-Schnittstellen<br />

SSI oder BiSS C an die zentrale Steuerung weitergeleitet.<br />

Ein Vorteil ist zudem, dass beim Scannen immer die komplette<br />

Oberfläche erfasst wird – dadurch lassen sich die Hohlwellen-Kits<br />

auch von punktuellen Verschmutzungen nicht irritieren.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Awendungen adressieren Sie mit<br />

den Hohlwellen-Kits?<br />

Paulus: Die Nachfrage kommt vor allem aus dem Bereich der Robotik<br />

– nicht zuletzt von den immer populärer werdenden Cobots. Unsere<br />

Montage-Kits, die bei einem Außendurchmesser von 80 Millimeter<br />

gerade einmal 110 Gramm wiegen, lassen sich direkt in die Gelenke<br />

der Roboterarme integrieren. Punkten können die Kits überall dort,<br />

wo Bauraum knapp ist. Sie sind nur 17,8 Millimeter tief und die zentrale<br />

Öffnung misst 30 oder 50 Millimeter im Durchmesser – was sie nicht<br />

nur für viele Anwendungen interessant macht, sondern auch Montage<br />

und Inbetriebnahme vereinfacht. Ein paar Handgriffe genügen – und<br />

das Messsystem ist ganz ohne schwierige Kalibrierung einsatzbereit.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche weiteren Entwicklungstrends ver -<br />

folgen Sie?<br />

Paulus: Zum einen erleichtern wir über die Unterstützung weiterer<br />

Schnittstellen und Protokolle weiter die Einbindung unserer Lösungen<br />

in übergeordnete Systeme – beispielsweise über IO-Link oder Profinet.<br />

Zum anderen arbeiten wir permanent an der weiteren Miniaturisierung<br />

unserer Produkte. Unser Standard-Kit-Encoder hatte bei seiner<br />

Einführung einen Durchmesser von 36 Millimeter – zur SPS 2019<br />

stellen wir eine 22-Millimeter-Variante vor.<br />

www.posital.com<br />

Weitere Details zur Funktionsweise<br />

des Multiturn-Hohlwellen-Drehgebers:<br />

hier.pro/ltMso<br />

Messe SPS: Halle 4A, Stand 401<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 77


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Elektromechanische Lösungen für komplexe Bewegungsszenarien<br />

Intelligent und maßgeschneidert<br />

Die Moog Industrial Group, Böblingen, wird auf der SPS ihre Entwicklungen im Bereich elektromechanischer<br />

Bewegungssteuerung vorstellen. Zu den elektromechanischen Antriebslösungen, die in Nürnberg präsentiert<br />

werden, gehören anwenderspezifisch anpassbare Servomotoren und Steuerungen, elektrohydraulische und<br />

lineare Bewegungstechnologien sowie Technologien für große, drehende Maschinen.<br />

Leonhard Dander, Marketing Manager, Moog Memmingen GmbH, Memmingerberg<br />

Moog verfolgt im Bereich Bewegungssteuerung einen technologieneutralen<br />

Ansatz, bei dem stets die Anforderungen des<br />

Anwenders im Mittelpunkt stehen. Flexible, anpassbare Lösungen<br />

und eine enge, auf Kooperation setzende Beziehung mit der tech -<br />

nischen Abteilung des Kunden gewährleisten, dass alle Anforde -<br />

rungen erfüllt werden.<br />

Anspruchsvolle, flexible Antriebslösungen<br />

Zu den Innovationen gehört der neue, kompakte Antrieb ISA1 für<br />

intelligente Schiebesysteme, der ideal für den Einsatz in der Gebäudeautomatisierung<br />

geeignet ist. Ebenfalls zu erwähnen ist das<br />

aktualisierte Kommunikationsprotokoll Combitronic. Über den Antrieb<br />

DS2020, der nun das Combitronic-Protokoll versteht, lassen<br />

sich auch Motoren mit einer Leistung von 800 W und mehr nahtlos<br />

in das Netzwerk integrieren.<br />

Der DS2020 ist nur eines der Beispiele für die durch Moog-Antriebe<br />

ermöglichte Flexibilität, die Besuchern auf der Messe vorgestellt<br />

wird. Der mehrachsige Servoantrieb DM2020 mit seiner modularen<br />

Plattform und innovativer Steuerungssoftware beispielsweise erlaubt<br />

es Maschineningenieuren, sämtliche Vorteile einer dezentra -<br />

lisierten Architektur zu nutzen. Möglich macht das die nahtlose Inte-<br />

Bild: Moog<br />

gration zweier von Moog entwickelter Antriebe in ein und dasselbe<br />

Konzept: des motorintegrierten Antriebs DI2020 und des achsnahen<br />

Antriebs DR2020.<br />

Lineartechnik – einfach einzubauen und anzupassen<br />

Daneben präsentiert der Hersteller mit seinen Linearmotoren und<br />

Gewindetrieben auch neue Entwicklungen im Bereich der Lineartechnik.<br />

Zwar finden sich im Moog-Portfolio an Linear-Flachmotoren<br />

verschiedene Motorserien mit jeweils unterschiedlichen Merkmalen<br />

(höhere Schutzklasse, eisenfreie Komponenten usw.), sie alle haben<br />

jedoch zwei Gemeinsamkeiten: Sie lassen sich ausgesprochen<br />

einfach einbauen und anwenderspezifisch anpassen.<br />

Auch die die Kugelgewindetriebe und Planetenrollengewindetriebe<br />

in Standard- und invertierter Ausführung werden mit Blick auf die<br />

Erfüllung sämtlicher Anwenderanforderungen entworfen und gefertigt.<br />

Das abgedichtete Design der invertierten Planetenrollengewindetriebe<br />

macht sie zur idealen Wahl für raue oder gefährliche Einsatzumgebungen<br />

oder wenn es um Kontaminierungsrisiken geht.<br />

Ihr robuster, hochpräziser Gewindemechanismus ermöglicht zudem<br />

einen deutlich höheren Lastfaktor. Dies wird unter Beweis gestellt<br />

vom neuen Stellantrieb MGI633 mit integriertem invertiertem Planetenrollengewindetrieb,<br />

der auch auf der Messe<br />

gezeigt wird. Er ist hervorragend geeignet für<br />

Anwendungen, bei denen eine Alternative<br />

zu klassischen hydraulischen Antriebslösungen<br />

benötigt wird.<br />

Elektrohydrostatische<br />

Antriebssysteme<br />

Eine weitere technologische Alternative<br />

zu konventionellen Systemen sind<br />

die elektrohydrostatischen Pumpeneinheiten<br />

(EPU) als Kernprodukt und<br />

die elektrohydrostatischen Antriebssysteme<br />

(EAS) als Komplettlösungen.<br />

Sie sind die Schlüsselkomponenten<br />

des Moog-Portfolios an Hybridtechno -<br />

logie, das ebenfalls in Nürnberg zu sehen<br />

sein wird. Elektrohydrostatische Antriebe<br />

ISA-Antrieb für intelligente<br />

Schiebesysteme<br />

78 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ELEKTROMOTOREN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: Moog<br />

Bild: Moog<br />

Bild: Moog<br />

Der DS2020-Servoantrieb<br />

unterstützt jetzt das<br />

Kommunikationsprotokoll<br />

Combitronic<br />

Multi-Achs-Servo -<br />

antrieb DM2020<br />

Invertierter Planetenrollengewindetrieb<br />

gehören zu den energieeffizientesten Optionen für Anwendungen,<br />

bei denen sowohl große Kräfte als auch Ausfallsicherheit erforderlich<br />

sind (z. B. Metallumformung und Pressen, Schwerindustrie,<br />

Spritzgießen, Dampf- und Gasturbinen usw.).<br />

Das Unternehmen wird außerdem sein kürzlich erweitertes Port -<br />

folio an großen drehenden Maschinen und Großmotoren präsentieren.<br />

Darunter befindet sich der Hochdrehmoment-Motor als neues<br />

primäres Antriebssystem für Servosteuerungen von 139 kW bis<br />

1 MW, das Servomotoren, Servoantriebe, Maschinensteuerungen,<br />

Energiemanagementsysteme, Stromversorgung und Software<br />

enthält. Das System wurde entwickelt, um eine hohe Maschinenproduktivität<br />

in anspruchsvollen industriellen Anwendungen zu<br />

ermöglichen.<br />

Ganz gleich, ob rein elektrisch, elektrohydraulisch, drehend oder linear:<br />

Wer ein leistungsfähiges, modulares und spezifisch anpassbares<br />

Bewegungssystem sucht, findet bei Moog eine ideale Lösung. bec<br />

www.moog-memmingen.com<br />

www.moog.de<br />

Detaillierte Informationen zu den kompakten Antrieben<br />

für intelligente Schiebesysteme:<br />

hier.pro/I5WwW<br />

Messe SPS: Halle 3, Stand 338<br />

MORE THAN JUST A GEARBOX<br />

NEU!<br />

Performant.<br />

Präzise.<br />

Passgenau.<br />

Planetengetriebe<br />

von STÖBER.<br />

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HALLE 3A, STAND 451<br />

www.stober.com<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 79


ANTRIEBSTECHNIK<br />

NEWS<br />

Dunkermotoren präsentiert BLDC-Motoren mit integrierter Elektronik für Agrarapplikationen<br />

Smart Motors for Smart Farming<br />

Die Dunkermotoren GmbH, Bonndorf, präsentierte<br />

auf der Agritechnica ihre anwenderspezifischen<br />

Antriebslösungen. Moderne<br />

Landwirtschaft erfordert moderne Lösungen:<br />

Vernetzung cloudbasierter Plattformen und<br />

Dezentralisierung von Rechnerleistung eröffnen<br />

neue Möglichkeiten – Smart Motors for<br />

Smart Farming.<br />

Immer häufiger setzen Hersteller deshalb auf<br />

intelligente Motoren. Mit einer Abgabeleistung<br />

von bis zu 3,9 kW ist Dunkermotoren<br />

führend bei BLDC-Motoren mit integrierter<br />

Elektronik. Neben Steuerungsaufgaben kön-<br />

nen diese BLDC-Motoren weitere Aufgaben<br />

wie Datenmonitoring übernehmen und sind<br />

dadurch fähig, Daten aufzuzeichnen, diese zu<br />

analysieren und Grenzwerte zu überwachen.<br />

Dunkermotoren entwickelte auf Basis des<br />

modularen Baukastenansatzes die Motor<br />

Control Platform, die eine flexible Konfiguration<br />

der Elektronik je nach Funktionsanforderungen<br />

wie z. B. Drehzahl-, Positionier- und<br />

Stromregelbetrieb, ermöglicht. Außerdem ist<br />

eine Ansteuerung über CANopen oder industrielle<br />

Ethernet-Schnittstellen möglich. Durch<br />

den robusten Aufbau mit massivem Gehäuse<br />

Bild: Dunkermotoren<br />

kann die Schutzklasse IP69K erreicht werden.<br />

Das Baukastensystem des Herstellers<br />

ermöglicht große Flexibilität und deckt eine<br />

große Bandbreite an Agrarapplikationen ab.<br />

bec<br />

www.dunkermotoren.de<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 438<br />

Bürstenlose Flachmotoren von Servotecnica<br />

Hohes Drehmoment auf kleinem Raum<br />

Bild: Servotecnica<br />

Mit den neuen bürstenlosen Flachmotoren<br />

der Baureihe SVTM F erweitert die Servotecnica<br />

GmbH, Raunheim, ihre Produktlinie<br />

für Anwendungsbereiche wie Medizintechnik,<br />

Robotik oder Drohnentechnologie. Die<br />

SVTM-Flachmotorenreihe verfügt über Außenläufer<br />

und Eisenkernwicklung und eignet<br />

sich optimal für Anwendungen, die ein hohes<br />

Drehmoment bei kompakten Abmessungen<br />

erfordern. Alle Motoren haben eine Leistung<br />

von 200 W, erhältlich sind Größen von 20 bis<br />

90 mm Durchmesser. Zudem zeichnen sie<br />

sich durch ihre lange Lebensdauer und hohe<br />

Wirtschaftlichkeit aus. Dank vollautomatischer<br />

Fertigung kann der Hersteller Motoren<br />

zu wirtschaftlichen Preisen anbieten. kf<br />

www.servotecnica.de<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 620<br />

Überwachungsmodul von Mayr Antriebstechnik<br />

Intelligente Sicherheit für kleine Bremsen<br />

Das Modul Roba-brake-checker von Mayr<br />

Antriebstechnik kann Sicherheitsbremsen<br />

nicht nur sensorlos überwachen und versorgen.<br />

Es liefert zudem auch Daten und sorgt<br />

damit für intelligente Sicherheit. Auf der SPS<br />

2019 in Nürnberg präsentiert das Unternehmen<br />

neue Ausführungen des Moduls, mit<br />

denen jetzt auch kleine Bremsenbaugrößen<br />

überwachbar sind. Damit eröffnen sich neue<br />

Möglichkeiten für das Bremsenmonitoring –<br />

gerade auch bei Federdruckbremsen in Servomotoren<br />

und für Anwendungen in den Bereichen<br />

Robotik und Automation.<br />

Der Spezialist für Sicherheitsbremsen, Sicherheitskupplungen<br />

und Wellenkupplungen<br />

bietet zum Beispiel mit der Roba-Servostop-<br />

Baureihe leistungsstarke Sicherheitsbremsen.<br />

Diese sind geeignet für den Einbau in<br />

Servomotoren. Eine spezielle Hohlwellenausführung<br />

in schlanker Bauform, mit geringem<br />

Gewicht ist auf die Anforderungen der<br />

Robotik zugeschnitten. Daneben hat das Unternehmen<br />

mit der Roba-Linearstop in elektromagnetischer<br />

Ausführung eine fluidfreie<br />

Linearbremse im Programm, die dafür konzipiert<br />

ist, schwerkraftbelastete Vertikalachsen<br />

abzusichern. Sie kommt bei Anwendungen<br />

zum Einsatz, bei denen keine Kompressoren<br />

beziehungsweise Aggregate für Druckluft<br />

oder Ölhydraulik zur Verfügung stehen bzw.<br />

unerwünscht sind Auch für diese Bereiche eröffnen<br />

sich nun mit dem intelligenten Modul<br />

Roba-brake-checker neue Möglichkeiten für<br />

das Bremsenmonitoring. Denn mit einer neuen<br />

Ausführung des Moduls können jetzt dank<br />

noch feinerer Auswertung auch kleine Bremsengrößen<br />

ab einem Bremsmoment von 2<br />

Nm versorgt und überwacht werden.<br />

Das Modul arbeitet ohne Sensoren. Es erkennt<br />

durch eine erweiterte Analyse von<br />

Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe<br />

und weiß, in welchem Zustand<br />

sich die Bremse befindet. Es überwacht neben<br />

Schaltzustand, Temperatur und Verschleiß<br />

auch auf Zugweg- oder Zugkraftreserve,<br />

also ob der Magnet noch in der Lage ist,<br />

die Ankerscheibe anzuziehen. Mit dem neuen<br />

Modul werden somit jetzt bei der Überwachung<br />

deutlich mehr Parameter als mit Mikroschaltern<br />

und Initiatoren abgebildet. Bei<br />

Erreichen der Zugkraftreserve sendet der Roba-brake-checker<br />

so frühzeitig ein Warnsignal,<br />

dass noch eine gewisse Betriebszeit der<br />

Bremse möglich ist.<br />

Mayr Antriebstechnik bietet mit der Lösung<br />

im Standard eine intelligente Lösung für die<br />

sensorlose Überwachung elektromagnetischer<br />

Bremsen an.<br />

jg<br />

www.mayr.com<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 278<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik<br />

80 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


NEWS<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Sieb & Meyer ergänzt Servoverstärker um ein neues Optionsmodul<br />

Mehr Möglichkeiten bei komplexen Antriebsaufgaben<br />

Die Sieb & Meyer AG in Lüneburg hat den<br />

Servoverstärker SD3 um ein Optionsmodul<br />

für die Auswertung von zwei Transducern<br />

(Drehmomentaufnehmern) sowie einer Hiperface<br />

DSL-Schnittstelle erweitert. Die zusätzlichen<br />

Schnittstellen eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten<br />

zum Beispiel im Bereich<br />

der Schraub-, Press- und Hebetechnik,<br />

zudem lässt sich der Aufwand auf der Verkabelungs-<br />

und Komponentenseite reduzieren.<br />

Die beiden Transducer-Schnittstellen des neuen<br />

Optionsmoduls ermöglichen die direkte<br />

Auswertung von aktiven und passiven Drehmomentaufnehmern,<br />

sodass der Systemhersteller<br />

auf teure externe Auswerteelektroniken<br />

verzichten kann. Durch die direkte Inte-<br />

gration im Servoverstärker und dem Applikationsprogramm<br />

wird gleichzeitig auch die<br />

Auswertegüte verbessert, da die Auswertung<br />

im Systemtakt ohne zusätzliche Latenzzeiten<br />

erfolgt. Dies spart Kosten auf der<br />

Hardwareseite und ermöglicht die Applikationsprogrammierung<br />

auf nur einem System.<br />

Dank der neuen Hiperface DSL-Motor-Feedback-Schnittstelle<br />

lässt sich der Motor mittels<br />

Einkabeltechnologie anbinden, was Kosten<br />

spart und das Handling der oftmals handgeführten<br />

Systeme erleichtert.<br />

Der SD3 verfügt über ein offenes Betriebssystem,<br />

sodass weitere kundenseitige Funktionen<br />

und Programme zeitgleich ausgeführt<br />

werden können. Nicht zuletzt bietet der<br />

Bild: Sieb&Meyer<br />

Servoverstärker durch die Integration eines<br />

OPC-UA-Servers eine zukunftsorientierte<br />

Plattform.<br />

kf<br />

www.sieb-meyer.de<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 230<br />

Control Techniques verlängert Gewährleistung für Umrichter<br />

Von zwei auf fünf Jahre<br />

Bild: Control Techniques<br />

Käufer der Antriebe aus der Commander-Serie<br />

können sich bei der Control Techniques<br />

AG registrieren, um die Gewährleistung ohne<br />

zusätzliche Kosten von zwei auf fünf Jahre zu<br />

verlängern. Das neue Angebot bezieht sich<br />

auf die C200- und C300-Universalumrichter.<br />

Grund für das Angebot sei, so heißt es aus<br />

dem Unternehmen, die „Erfolgsbilanz der<br />

Produkte in Bezug auf Zuverlässigkeit und<br />

Haltbarkeit“. Beide Geräte verfügen über eine<br />

Onboard-SPS, die eine externe Steuerung<br />

überflüssig macht. Durch den Leistungsbereich<br />

von 0,25 bis 132 kW eignen sich die robust<br />

gebauten Umrichter für Anwendungen<br />

mit niedrigerer und hoher Leistung. Für komplexere<br />

Anwendungen sind beide Modelle<br />

mit den Einsteck-Optionsmodulen des Herstellers<br />

kompatibel.<br />

kf<br />

www.controltechniques.com<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 258<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 81


ANTRIEBSTECHNIK<br />

NEWS<br />

Kompakter Schrittmotor von Nanotec<br />

Hohes Drehmoment<br />

Mit dem SCA5618 bietet Nanotec jetzt einen<br />

Schrittmotor mit 15 bis 30 % mehr Drehmoment<br />

als vergleichbare Motoren mit Flanschgröße<br />

56 mm (NEMA 23) an. Dank einer verbesserten<br />

Statorgeometrie und optimierter<br />

Magnetmaterialien ist das Rotorträgheitsmoment<br />

nicht höher als das des Vorgängermodells.<br />

Der Schrittmotor ist in drei Längen und<br />

mit zwei verschiedenen Wicklungen erhältlich.<br />

Das Haltemoment dieses Schrittmotors<br />

beträgt je nach Länge 0,6 bis 2,3 Ncm, seine<br />

Auflösung liegt bei 1,8°.<br />

Für eine höhere Auflösung ist der Schrittmotor<br />

auch mit einem optischen oder magnetischen<br />

Encoder kombinierbar. Durch den integrierten<br />

Stecker ist der Anschluss an kundenspezifische<br />

Kabel oder der Austausch eines<br />

Motors problemlos möglich. Der neue<br />

High-Torque-Schrittmotor des Herstellers<br />

kann mit einer oder zwei Motorwellen bestellt<br />

werden. Das Wellenende wird in zwei<br />

unterschiedlichen Ausführungen angeboten –<br />

mit D-Cut und 8 mm Durchmesser sowie mit<br />

6,35 mm Durchmesser, jedoch ohne D-Cut.<br />

Zusammen mit den neu entwickelten High-<br />

Torque-Planetengetrieben der Serie GP56<br />

des Unternehmens ergibt sich eine ideale<br />

Motor-Getriebe-Kombination.<br />

jg<br />

www.nanotec.de<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 510<br />

Bild: Nanotec<br />

Posital erweitert Schnittstellenangebot für Stepper Kits<br />

Tuning-Kits für Schrittmotoren<br />

Bild: Posital<br />

Der zur Fraba-Gruppe gehörende Sensorhersteller<br />

Posital hat das Schnittstellenangebot<br />

für die im vergangenen Jahr gelaunchten<br />

Stepper Kits erweitert. Ab sofort gibt es die<br />

Motorfeed-Kits nicht nur mit dem BiSS C-Interface<br />

für die bidirektionale Kommunikation,<br />

sondern auch mit der synchronseriellen SSI-<br />

Schnittstelle. Beide sind ‚Open Source’-Interfaces,<br />

die sich über Computer auslesen las-<br />

sen. Die Gleichstrommotoren haben einen<br />

breiten Anwendungsbereich. Im industriellen<br />

Umfeld werden sie für klassische Positionieraufgaben<br />

in Maschinen oder für Pick & Place-<br />

Prozesse mit hoher Geschwindigkeit genutzt.<br />

Gegenüber Servomotoren fallen<br />

Schnittmotoren deutlich schlichter aus. Während<br />

Schrittmotoren prinzipiell ohne Feedbacksystem<br />

positionieren können, kommen<br />

hier optische Inkrementalgeber zum Zug.<br />

Diese Encoder gleichen typische Schwachstellen<br />

aus. Durch das Erfassen und Bereitstellen<br />

von Winkelwerten kompensieren sie<br />

Schrittverluste, die durch zu hohe Lastmomente<br />

entstehen und zu ungenauer Positionierung<br />

führen können.<br />

Das Ergebnis reicht von besserem Rundlauf<br />

über mehr Transparenz bei den Steuerungsprozessen<br />

bis zu mehr Qualität bei der eigentlichen<br />

Positionieraufgabe. Bei den<br />

Stepper Kits, die mit 17 Bit Singleturn- und 16<br />

Bit Multiturn-Auflösung aufwarten, sind alle<br />

Komponenten in einem kompakten Elektronikpaket<br />

(d: 37 mm) untergebracht. Ein paar<br />

Handgriffe genügen, um das Kit im Motor zu<br />

montieren. Während die Hall-Sensoren über<br />

das rotierende Magnetfeld die Singleturn-Position<br />

erfassen, werden die Umdrehungen<br />

über einen energieautarken Rotationszähler<br />

festgehalten.<br />

kf<br />

www.posital.de<br />

Messe SPS: Halle 4A, Stand 401<br />

Smarte Sensorik<br />

Besuchen Sie uns:<br />

Halle 7A | Stand 506<br />

KOMPAKTE UND VERSCHLEISSFREIE LÖSUNG<br />

Lagerlose Drehgeber geeignet für den Einsatz in Asynchronmotoren<br />

bis hin zu Großmotoren und Generatoren. Hohe Regelgüte dank<br />

digitaler Echtzeit-Signalverarbeitung – Smart Technology.<br />

82 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019<br />

· Berührungsloses Messprinzip<br />

· Magnetische Abtastung<br />

· Für Wellendurchmesser bis Ø 740 mm<br />

kuebler.com/lagerlose_drehgeber


Synchronmotoren von Engel Elektroantriebe mit hohem Wirkungsgrad<br />

Platzsparend und anpassbar<br />

Zweifellos hat die Entscheidung für den richtigen<br />

Elektromotor maßgebenden Einfluss<br />

auf die Performance, die Kosten und den Instandhaltungsaufwand<br />

einer antriebstechnischen<br />

Anwendung. In ihrer Servomotoren-<br />

Baureihe HBR stellt die Engel Elektroantriebe<br />

GmbH den Anlagenbauern, Systemherstellern<br />

und Automatisierern daher insgesamt 14<br />

Motoren in sechs verschiedenen Flanschmaßen<br />

mit Nennleistungen von 80 bis 6600 W<br />

zur Verfügung. Hinsichtlich der maximalen<br />

Drehzahlen erstreckt sich die Baureihe über<br />

eine Spanne von 4500 bis 11.000 min-1. Dabei<br />

überzeugt diese am breitesten aufgestellte<br />

Servomotoren-Linie des Herstellers mit<br />

exzellenten Wirkungsgraden von bis zu 95<br />

%. Der Anwender erhält also effiziente Antriebslösungen,<br />

mit denen er nicht nur aktuelle,<br />

sondern auch zukünftige Anforderungen<br />

an die Effizienz und Leistung kinematischer<br />

Systeme abzudecken vermag.<br />

Grundsätzlich lassen sich die Servomotoren<br />

der Baureihe universell einsetzen. Insbesondere<br />

aber wo die Konstrukteure enge Einbausituationen<br />

und Bauraumkonflikte zu bewältigen<br />

haben, erweisen sich diese dynamischen<br />

Drehstrommotoren dank ihrer kompakten<br />

Formgebung als überaus platzsparende<br />

Komponenten. Die kleinen Motoren<br />

1625/1650 (Nennleistungen 80 bis 155 W)<br />

punkten beispielsweise mit Flanschmaßen<br />

Bild: Engel Elektroantriebe<br />

von nur 40 x 40 mm; und mit Flanschmaßen<br />

von 120 x 120 mm zeigen sich selbst die<br />

größten Motoren der Baureihe 63150/63210<br />

– sie leisten 2490 bis 6600 W – immer noch<br />

als kompakte Lösungen. Alle Varianten sind<br />

Drehstrom-Synchronmotoren mit permanentem<br />

Magnetfeld und lassen sich auf vielfältige<br />

Weise an den Anwendungsfall und ihre<br />

steuerungstechnische Umgebung anpassen.<br />

Für die Baureihen HBR 16xx, 22xx und 26xx<br />

steht zudem der digitale Servo-Umrichter<br />

DSV 1032 zur Verfügung. Er realisiert kurze<br />

Zykluszeiten von Strom-, Drehzahl- (100 μs)<br />

und Lageregler, und gewährleistet dadurch<br />

eine hohe Regelgenauigkeit.<br />

Alle Antriebe verfügen über die Schutzart<br />

IP54 und lassen sich auf Wunsch auch für<br />

IP65 ausrüsten.<br />

jg<br />

www.elektroantriebe.de<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 535<br />

AC-Motoren von Groschopp mit hoher Energieeffizienz<br />

Kompakt und luftgekühlt<br />

Bild: Groschopp<br />

Vor allem bekannt für seine kunden- und anwendungsspezifischen<br />

Elektromotoren ergänzt<br />

Groschopp sein Portfolio um eine Baureihe<br />

mit sechs Standardantrieben. Diese<br />

kompakten, luftgekühlten Induktions-Gehäuse-Motoren<br />

der Serie IGLC zeichnen sich<br />

durch ein gutes Preis-Leistungsverhältnis<br />

und eine hohe Energieeffizienz aus. Mit Leistungen<br />

von 40 W und 600 W liegen die Motoren<br />

in ihrer Leistungsdichte dabei über vergleichbaren<br />

Normmotoren. Die kompakten<br />

und robusten Induktionsmotoren sind variabel,<br />

langlebig und geräuscharm. Sie besitzen<br />

die Schutzklasse IP 54, die Isolationsklasse F<br />

und eignen sich für Spannungen von 400 V<br />

und 230 V.<br />

Die Baureihe umfasst insgesamt sechs unterschiedliche<br />

Motormodelle, die sich wahlweise<br />

zum Anbau an die Getriebe des Herstellers<br />

der Baureihen Vario VE31 beziehungsweise<br />

VE40 (Schneckengetriebe) und SG 80<br />

(Stirnradgetriebe) eignen. Die einfachen<br />

Schneckengetriebe besitzen Wellendurchmesser<br />

von zehn beziehungsweise 12 mm<br />

und können je nach Untersetzung (5:1…75:1)<br />

mit einem Dauerdrehmoment bis 15 Nm, beziehungsweise<br />

bis 45 Nm betrieben werden.<br />

Das Stirnradgetriebe ist durch seinen mehrstufigen<br />

Aufbau sehr kompakt. Sein Dauerdrehmoment<br />

beträgt 8 Nm bei Untersetzungen<br />

zwischen 4:1 bis 262:1.<br />

jg<br />

www.groschopp.de<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 358<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 83


AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Servohydraulische Prüfmaschinen von Zwick Roell für Prüfungen von Hochleistungsschrauben<br />

Erprobte Sicherheit<br />

Hohe Zugspannungen und Vibrationen belasten Verbindungselemente enorm und können zum Bruch<br />

führen. Speziell in der Luftfahrt- und Motorsportindustrie werden deshalb nicht nur besondere<br />

Herstellungsverfahren genutzt, sondern auch umfassende Materialprüfungen durchgeführt, um die<br />

genauen Abläufe unter Belastung besser zu verstehen.<br />

Dr. Peter Stipp, technischer Fachjournalist, Awikom GmbH, Lorsch<br />

schen Belastungen und hohe Schwingungen. Das erfordert neben<br />

speziellen Herstellungsverfahren auch umfassende Prüfungen der<br />

Materialien in der Qualitätssicherung. Ein Hersteller von Verbindungselementen<br />

im High-End-Bereich ist das Unternehmen Johann<br />

Maier in Stuttgart. Die Anwendungen des umfangreichen Portfolios<br />

reichen vom Einsatz in der Internationalen Raumstation und Satelliten<br />

über Hubschrauber und Jets bis hin zu Getrieben und Motoren.<br />

Um die geforderten Werte für die jeweiligen Anwendungen zu erreichen,<br />

werden anspruchsvolle Fertigungsverfahren wie Warmschmieden,<br />

Wärmebehandlung und Gewinderollen eingesetzt und<br />

die Bauteile in zerstörenden und zerstörungsfreien Prüfverfahren<br />

kontrolliert. „Wir nennen es erprobte Sicherheit“, erklärt Dr. Oliver<br />

Lang, Geschäftsführer des Unternehmens. „Wenn wir maximale<br />

Qualität, höchste Präzision und absolute Sicherheit unserer Produkte<br />

garantieren, müssen wir sie entsprechend prüfen.“<br />

Bild: Zwick Roell<br />

Zugversuch an Schrauben mit MakroXtens-Extensometer<br />

Verbindungselemente wie beispielsweise Schrauben sind in der<br />

Luftfahrt- und Motorsportindustrie besonders hohen Beanspruchungen<br />

ausgesetzt. Entsprechend hoch sind die Forderungen in<br />

Bezug auf Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, wiederholte<br />

Festigkeits- und Temperaturzyklen, Schwankungen der dynami-<br />

Zyklische Beanspruchungen<br />

Verbindungselemente unterliegen neben einer statischen Belastung<br />

in der Regel auch zyklischen Beanspruchungen wie beispielsweise<br />

Vibrationen. Um die Schwingfestigkeit von Bauteilen über uniaxiale<br />

Ermüdungsversuche zu bestimmen, setzt das Unternehmen eine<br />

servohydraulische Prüfmaschine von Zwick Roell aus Ulm ein. Die<br />

Stärke dieses Antriebsprinzips liegt in seinen vielfältigen Optionen<br />

in Bezug auf Kraft, Amplitude und Frequenz. Außerdem sind sie universell<br />

einsetzbar; beispielsweise können mit diesen Prüfmaschinen<br />

zusätzlich Lebensdauer- oder Crash-Untersuchungen mit Geschwindigkeiten<br />

von bis zu 20 m/s durchgeführt werden. Die servohydraulische<br />

Ermüdungsprüfmaschine mit einer dynamischen<br />

Nennkraft von 250 kN gehört zur HA-Baureihe, die in Standardbaugrößen<br />

von 50 bis 500 kN lieferbar ist. Sie ist speziell für die Ermittlung<br />

von Werkstoffkennwerten unter schwingender Beanspruchung<br />

konzipiert und eignet sich besonders für Versuchsanordnungen, bei<br />

denen Temperierkammern oder Öfen im Prüfraum montiert sind.<br />

Durch die Anordnung des Zylinders, der in der unteren Traverse und<br />

unterhalb des Prüfraums liegt, wird verhindert, dass erhitzte Luft<br />

nach oben steigt und den Zylinder aufheizt. Außerdem wird so vermieden,<br />

dass Öl in den erhitzten Prüfraum tropfen kann. Eine typische<br />

Anwendung für servohydraulische Prüfmaschinen sind Low-<br />

Cycle-Fatigue Versuche. Hierbei wird das Material bei einer meist erhöhten<br />

Temperatur zyklisch jeweils bis zu einer geringen plastischen<br />

Verformung belastet. Die Probe hält bei dieser Belastungsart nur<br />

wenige tausend Lastwechsel aus. Aber auch der Regler der Maschine<br />

ist gefordert. Da sich die Steifigkeit der Probe beim Übergang<br />

84 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Bild: Zwick Roell<br />

Einhänge-Probenhalter für die Prüfung<br />

von Muttern<br />

Übersicht der Proben<br />

Bild: Zwck Roell<br />

von der elastischen zur plastischen Verformung sehr schnell ändert,<br />

muss der Regler innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne reagieren,<br />

um beispielsweise eine konstante Zunahme der Dehnungsgeschwindigkeit<br />

zu garantieren. Hierbei spielt die hohe Steifigkeit der<br />

Prüfmaschine ebenfalls eine entscheidende Rolle.<br />

Zugfestigkeit und Bruchdehnung<br />

Zu den zentralen statischen Prüfungen an Schrauben gehört die Bestimmung<br />

der Zugfestigkeit in N/mm 2 . Für diese Untersuchungen<br />

setzt der Verbindungselemente-Hersteller eine elektromechanische<br />

Prüfmaschine der Serie AllroundLine der Ulmer ein. Sie ist speziell<br />

für Zug, Druck- und Biegeversuche sowie Scherung und Torsion ausgelegt<br />

und mit spielfrei vorgespannten Kugelumlaufspindeln und einem<br />

wartungsfreien AC-Antrieb mit Motorfeedback-System ausgestattet.<br />

Dadurch erreicht sie auch bei niedrigen Geschwindigkeiten<br />

sehr gute Gleichlauf-Eigenschaften, um präzise Messwerte zu generieren.<br />

Eine weitere relevante Größe neben den Parametern Zugfestigkeit,<br />

Streck- und Dehngrenze ist die Bruchdehnung. Diese bleibende<br />

plastische Dehnung ist ein Indikator für die Verformbarkeit<br />

des Werkstoffs und wird an abgedrehten Schrauben gemessen.<br />

Das vom Prüfungsspezialisten entwickelte Extensometer Makro<br />

Xtens zur Dehnungsmessung erfasst über seine Messfühler die<br />

elastischen und plastischen Verformungen während des gesamten<br />

Zugversuchs – auch bei hohen Kräften und spröden Materialien –<br />

und ist bis zum Probenbruch einsetzbar. Es ist werksseitig kalibriert<br />

und erfüllt ab 20 μm Längenänderung die Klasse 0,5 der<br />

EN ISO 9513. Zum Einspannen der Proben in der Prüfmaschine<br />

kommen sogenannte Einhänge-Probenhalter mit entsprechenden<br />

Kopf- und Gewindeaufnahmen zum Einsatz. Damit wird unter anderem<br />

sichergestellt, dass die in der Norm ISO 8981 vorgegebene<br />

Mindestprobenlänge für Schrauben aus Kohlenstoffstahl und legiertem<br />

Stahl eingehalten wird. Die Probenhalter stehen sowohl für die<br />

Prüfung von Schrauben und Muttern, als auch für die Prüfung von<br />

Schulter- und Gewindekopfproben nach entsprechenden Normen<br />

zur Verfügung. Mit Hilfe von speziellen Prüfdornen und Matrizen<br />

sind sie außerdem für Prüfkraftversuche (Zug- und Druckversuche)<br />

an Muttern einsetzbar.<br />

Prüfsoftware und Regelelektronik<br />

Zur Prüfung der Festigkeitswerte von Schrauben und Muttern nach<br />

ISO 8981 und ISO 8982 ist die von Zwick Roell entwickelten Prüfsoftware<br />

Test Xpert III bereits mit einer entsprechenden Prüfvorschrift<br />

ausgestattet. Die in den Normen geforderte Mindestbruchkraft<br />

ist bereits hinterlegt und wird mit Prüfergebnissen abgeglichen.<br />

Darüber hinaus bietet die Software ein intuitives Bedienkonzept<br />

für alle Prüfmaschinen und Prüfgeräte und führt den Bediener<br />

von der Vorbereitung über die Durchführung der Prüfung bis hin zur<br />

Ergebnisanalyse. Unterstützt wird er auch durch die Regelelektronik<br />

Test Control II. In Verbindung mit der Prüfsoftware erlaubt sie schon<br />

bei sehr geringen Dehnungen eine präzise Regelung der Dehngeschwindigkeit<br />

über einen geschlossenen Regelkreis.<br />

Anspruchsvolle Prüfungen von<br />

Hochleistungsschrauben effizient durchführen<br />

Mit seinem breiten Spektrum modularer Prüfmaschinen zeigt der<br />

Hersteller, dass auch anspruchsvolle Prüfungen von Hochleistungs-<br />

Schrauben effizient durchgeführt werden können. Dazu tragen auf<br />

die jeweilige Prüfaufgabe zugeschnittene Kraftbereiche und die einfache<br />

Anpassung der Halterungen für Schrauben und Muttern auf<br />

andere Größen bei. Von Vorteil sind zudem die einfache und schnelle<br />

Bestückung und der frontale Zugriff auf die Werkzeuge.<br />

jg<br />

www.zwickroell.com<br />

Details zu den servohydraulischen Prüfmaschinen von<br />

Zwick Roell:<br />

hier.pro/Kj3Hs<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 85


AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Präzise Spaltüberwachung in Maschinen und Anlagen<br />

Aktive Temperaturkompensation<br />

Basierend auf dem Wirbelstromverfahren hat Micro-Epsilon mit dem EddyNCDT 3060 ein Wegmesssystem<br />

entwickelt, das Präzision, Geschwindigkeit sowie Temperaturstabilität bietet. Sein Haupteinsatzgebiet<br />

stellen schnelle, berührungslose Spaltmessungen in rauen Umgebungen dar.<br />

Stefan Stelzl, Produktmanager Sensorik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

Die Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG hat das System<br />

EddyNCDT 3060 für die Weg- und Abstandsmessung konzipiert.<br />

Aufgrund der robusten Bauweise und der hohen Mess -<br />

genauigkeit kann es sowohl zur Überwachung des Schmierspaltes<br />

und der thermischen Ausdehnung als auch zur Bestimmung von<br />

Wellenbewegungen sowie des Rundlaufs von Maschinenteilen und<br />

Antriebskomponenten eingesetzt werden. Das induktive Wegmesssystem<br />

besteht aus einem kompakten Controller, einem Sensor<br />

sowie einem Kabel und ist werkseitig auf ferromagnetische beziehungsweise<br />

nicht ferromagnetische Materialien abgestimmt. Darüber<br />

hinaus ist es mit über 400 Sensormodellen kompatibel, bietet<br />

eine intelligente Signalverarbeitung und ist unempfindlich bei<br />

Schmutz, Druck oder Öl.<br />

Micro-Epsilon hat das System EddyNCDT 3060 für die Weg- und Abstandsmessung<br />

konzipiert. Die Produktreihe ist mit über 400 Sensormodellen kompatibel<br />

und bietet eine hohe Genauigkeit sowie eine intelligente Signalverarbeitung<br />

Ein temperaturkompensiertes System<br />

Anwendungsseitig ist das Wirbelstrommesssystem prädestiniert<br />

für schnelle, berührungslose Wegmessungen auf metallische Messobjekte<br />

in industriellen Umgebungen. Sensor und Controller sind<br />

dafür aktiv temperaturkompensiert, sodass auch bei Temperaturschwankungen<br />

eine sehr hohe Messgenauigkeit bis in den Mikrometerbereich<br />

erreicht wird. Die Sensoren sind für Umgebungstemperaturen<br />

bis maximal +200 °C sowie einen Umgebungsdruck bis<br />

20 bar ausgelegt. Messungen erfolgen mit einer Grenzfrequenz von<br />

bis zu 20 kHz. Die kompakte Bauform des Controllers und die Feldbusanbindung<br />

ermöglichen zudem eine einfache Integration in<br />

Maschinen und Anlagen. Eine weitere Besonderheit stellt die<br />

abstandsunabhängige Mehrpunktkalibrierung dar, mit der neben der<br />

werksseitigen Kalibrierung zusätzlich<br />

eine kundenseitige<br />

Feldlinearisierung erfolgen<br />

kann: Es besteht die Möglichkeit<br />

mit der Controllerausführung<br />

DT3061 eine 5-Punkt-<br />

Linearisierung durchzuführen<br />

und damit die Messgenauigkeit<br />

nochmals zu steigern.<br />

Das DT3061 bietet darüber<br />

hinaus Schalt- und Temperaturausgänge<br />

sowie die Speicherung<br />

von Mehrfachkennlinien.<br />

Die Parametrierung des<br />

EddyNCDT 3060 erfolgt dabei<br />

über ein bedienerfreundliches<br />

Webinterface, das über die<br />

Ethernet-Schnittstelle aufgerufen<br />

wird.<br />

Ölspaltüberwachung<br />

in hydrostatischen<br />

Lagern<br />

In hydrostatischen Lagern, die<br />

an vielen Großanlagen wie<br />

Steinmühlen oder Teleskop -<br />

anlagen verwendet werden,<br />

bieten die berührungslosen<br />

Wegmesssysteme der Reihe<br />

eine gute Reproduzierbarkeit<br />

sowie die bereits erwähnte<br />

hohe Temperaturstabilität. Die<br />

Überwachung des Ölspaltes<br />

in diesen Lagern ist deshalb<br />

86 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Bild: Micro-Epsilon<br />

TorqueControl4.0<br />

Integrierte<br />

Drehmentüberwachung<br />

für Industrie 4.0<br />

Seine Stärken kann das Wirbelstrommesssystem<br />

EddyNCDT 3060 unter anderem bei der<br />

Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen ausspielen.<br />

Dort überwachen die Sensoren auf besonders<br />

kleinem Raum sogenannte Dichtspalte – bei<br />

hohen Drehzahlen und rauen<br />

Umgebungsbedingungen<br />

besonders wichtig, da der Öldruck bei Störungen in der Hydraulik<br />

sinken kann und dies im Extremfall den Spalt schließt. Die Folge<br />

wäre eine Beschädigung am Lager, die einen Ausfall der Großanlage<br />

nach sich ziehen kann. Des Weiteren muss das eingesetzte Messsystem,<br />

das am Lagerschuh montiert wird, für eine Nachrüstung<br />

älterer Anlagen einfach installierbar und aufgrund der langen<br />

Lebensdauer sowie des weltweiten Einsatzes der Anlagen sollte<br />

ein einfacher Austausch des Sensors möglich sein.<br />

Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen<br />

Auf engem Raum überwachen die Sensoren des EddyNCDT 3060<br />

sogenannte Dichtspalte bei der Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen<br />

und das bei hohen Drehzahlen sowie rauen Umgebungsbedingungen,<br />

die eine Spaltmessung im Inneren der Pumpen bisher oft<br />

unmöglich gemacht haben: Axialkolbenpumpen wandeln mechanisch<br />

gewonnene Bewegungsenergie in hydraulische Energie um.<br />

Häufig werden sie in Arbeitsmaschinen verwendet, die neben ihrer<br />

Fortbewegung gleichzeitig hydraulische Bewegungen wie Heben,<br />

Drehen oder Greifen ausführen. Um hydraulischen Druck aufzubauen,<br />

rotiert im Inneren der Pumpe ein Zylinder mit Kolben zwischen<br />

zwei fixierten Platten. Über diese Platten kann der gewünschte<br />

Druck durch eine Regulierung der Durchflussöffnung gesteuert werden.<br />

Damit sich die verbundenen mechanischen Teile gut und möglichst<br />

lange drehen können, sollte die Reibung minimal sein. Deshalb<br />

sind zwischen den Bauteilen schmale Spalte vorhanden, die<br />

optimale Gleiteigenschaften aufweisen. Meist sind diese Spalte<br />

unter 20 μm, teilweise sogar unter 10 μm breit. Neben der Reibungsreduzierung<br />

haben die Dichtspalte auch die Aufgabe, das<br />

Hydrauliköl im Kreislauf zu halten und beeinflussen damit die Wirkungsweise<br />

der Maschinen maßgeblich. Veränderungen im Spalt<br />

können zu Druckverlust bis hin zum Ausfall der Pumpe führen. Das<br />

Verhalten des Spaltes wird daher am Teststand gemessen, um die<br />

<strong>Konstruktion</strong> der Pumpen möglichst optimal zu gestalten. ik<br />

www.micro-epsilon.de<br />

Klassische Drehmomentüberwachung<br />

erlaubt nur eine Drehmomenteinstellung<br />

Schutz<br />

+ + + =<br />

Überlastkupplung<br />

Getriebemotor<br />

Getriebemotor<br />

Sanftanlauf<br />

Integrierte Drehmomentüberwachung<br />

ermöglicht variable Drehmomenteinstellungen<br />

+ { }<br />

TorqueControl4.0 =<br />

SET<br />

SET<br />

Ihr Vorteil<br />

• Direkte Einbindung von Motoren in die SPS<br />

über IO-Link<br />

• Motor als Industrie 4.0-Komponente<br />

• Schnelle Drehmomentmessung<br />

• Schnelle Momentfreischaltung bei Überlast<br />

• Status- und Prozess-Monitoring<br />

• Sanftanlauf und Sanft-Stopp<br />

• Adaptive Lastregelung<br />

• Integrierte Bremsenansteuerung<br />

• Elektronisches Typenschild<br />

Details zu den auf dem Wirbelstromprinzip basierenden<br />

induktiven Sensoren von Micro-Epsilon:<br />

hier.pro/hEsD3<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 130<br />

Bauer Gear Motor GmbH<br />

Eberhard-Bauer-Strasse 37 • 73734 Esslingen am Neckar • Germany<br />

Tel: +49 711 3518 0 • Fax: +49 711 3518 381 • info@bauergears.com<br />

www.TorqueControl40.com<br />

Besuchen Sie uns - Halle 3, Stand 3-270<br />

26.-28. November K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 2019, Nürnberg, Germany 11 2019 87


AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Autokollimatoren von Trioptics sorgt für präzise Geradheitsmessungen<br />

Mechanische Achsen präzise messen<br />

Immer wenn Linearführungen für den Maschinenbau zwecks Qualifizierung ihrer Geradheit die<br />

Endabnahme durchlaufen, ist eine hohe Präzision der Messtechnik notwendig. Daher hat Trioptics die<br />

elektronischen Autokollimatoren der TriAngle-Serie im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen im<br />

Maschinenbau weiterentwickelt. Eine computergestützte Geradheitsmessung von Führungsschienen<br />

erfolgt nun mit einer Genauigkeit von bis zu 1 μm/m.<br />

Qualitätsprüfungen der Geradheit von Führungsschienen unterlagen<br />

bisher häufig der Hands-on-Erfahrung und der Aufmerksamkeit<br />

des Anwenders, weswegen die Genauigkeit schwankte. So<br />

kann beispielsweise bei einer Geradheitsmessung mit Messuhren<br />

lediglich in eine Richtung gemessen werden, wodurch ein korrektes<br />

Ergebnis nur durch eine exakte Positionierung der Messuhr erreicht<br />

wird. Auch die Oberflächenrauigkeit kann die Messergebnisse verfälschen.<br />

„Bei manuellen Messungen können sich schnell Fehler<br />

einschleichen, die in der Folge zu einer Beschädigung der zu prüfenden<br />

Komponenten durch eine ungenaue Ausrichtung der Werkstücklinie<br />

führen“, berichtet Fabio Kraft, Projektleiter bei der Trioptics<br />

GmbH. „Die Messung mit TriAngle-Autokollimatoren ist hingegen<br />

computergestützt und garantiert dadurch eine höhere Präzision und<br />

Wiederholbarkeit der Ergebnisse – eine falsche Justierung von Optik-<br />

und Maschinenkomponenten wird damit vermieden.“<br />

Bild: Trioptics<br />

Geradheitsmessung bis zu 1 μm/m genau<br />

Der Messaufbau bestand aus einem Autokollimator, einem Spiegel<br />

und einem Standard-PC mit dem Software-Paket OptiLevel. Für die<br />

Geradheitsmessung von Führungsschienen wird ein Spiegel auf einem<br />

Führungswagen befestigt und der Autokollimator darauf ausgerichtet.<br />

Durch die Verschiebung des Führungswagens mit dem<br />

Spiegel erfolgt die Messung an mehreren Positionen entlang der<br />

Führungsschiene, um ein Neigungsprofil zu ermitteln, aus dem das<br />

Höhenprofil errechnet wird. Diese Messung der Geradheit von Maschinenführungen<br />

erfolgt mit dem Autokollimator berührungslos<br />

und es werden für den Aufbau nur wenige Minuten benötigt. „Unsere<br />

Software begleitet den Anwender dabei durch den gesamten<br />

Prozess. So gibt sie etwa den vordefinierten Abstand an, um den<br />

der Spiegel bewegt werden muss“, erläutert Kraft. Zur Unterstützung<br />

von Montage und Fertigung können die Auswirkungen von vereinzelten<br />

Nacharbeiten an einer bereits vermessenen Führung direkt<br />

in das veränderte Geradheitsprofil umgerechnet werden. Durch<br />

den modularen Aufbau der Serie kann die Prüfvorrichtung über eine<br />

Vielzahl verschiedener Komponenten angepasst werden. Zum Beispiel<br />

unterstützen verschiedene Objektivrohre mit unterschiedlichen<br />

Brennweiten und Aperturen die ideale Messlösung für verschiedene<br />

Messabstände und Genauigkeiten. Für die Messung berechnet<br />

die Software das Neigungsprofil entlang der Bewegungsrichtung<br />

automatisch. Im Gegensatz zu Messuhren ist hierbei die<br />

TriAngle-Autokollimatoren sind vielseitig und modular<br />

aufgebaut, wodurch sich eine Vielzahl an Objektivrohren,<br />

verschiedenen Sensoren, Strichplatten und Lichtquellen<br />

anbringen lässt<br />

88 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


escha.net<br />

Bild: Trioptics<br />

Mit TriAngle-Autokollimatoren<br />

können geübte Anwender in<br />

weniger als 5 min eine präzise<br />

Geradheitsmessung mit einer<br />

Genauigkeit von bis zu 1 μm/m<br />

aufbauen. Die Auswertung<br />

erfolgt automatisch<br />

Die benutzerfreundliche Software OptiLevel begleitet den Anwender durch<br />

den Messprozess und unterstützt ihn bei der Durchführung der einzelnen<br />

Schritte<br />

gleichzeitige 2-achsige Messung von Nick- und Gierfehlern möglich,<br />

sodass der Anwender ein präzises Messergebnis für Profilabweichungen<br />

in zwei Richtungen erhält. Die Software erlaubt die Definition<br />

verschiedener Vorlagen, um Schienen unterschiedlicher Länge<br />

mit unterschiedlicher Auflösung vermessen zu können. Die Benutzeroberfläche<br />

stellt alle notwendigen Daten live zur Verfügung. Sämtliche<br />

Ergebnisse können nach Maßgabe gängiger Normen sowohl in<br />

Zertifikatsform als auch numerisch gespeichert werden. „Unsere<br />

Software ist durch zusätzliche Add-ons für jedes Einsatzgebiet individuell<br />

anpassbar“, ergänzt Kraft. „Bei der Software für den Maschinenbau<br />

wurde besonders auf intuitive Nutzerführung und schlichtes,<br />

jedoch klares Design geachtet.“<br />

jg<br />

www.trioptics.com<br />

Bild: Trioptics<br />

Kunststoffüberwürfe<br />

Die farbige und kostengünstige<br />

Alternative zu Edelstahl<br />

temperatur- und medienbeständig,<br />

robust für Nutz- und Agrarfahrzeuge<br />

Anzug per Hand oder Nm-Schlüssel<br />

IP65 | IP67 | IP68<br />

UL zugelassen<br />

4 Farben zur Steckplatzmarkierung<br />

Details zu den elektronischen Autokollimatoren von<br />

Trioptics:<br />

hier.pro/vaWxv<br />

SPS Nürnberg Halle 10.0 | 321<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 89


AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Polarisationskameras von Baumer und Bildgebungs-Know-how des Fraunhofer IIS<br />

Ich sehe was, was du nicht siehst<br />

Was im Alltag nützt, hat auch in industriellen Applikationen großes Potential: Während Fotografen schon<br />

lange Polfilter für kontrastreiche Bilder ohne Spiegelungen nutzen, ist die Polarisationsbildgebung erst<br />

vor einigen Jahren wirklich in der Industrie angekommen. Inzwischen bietet Baumer mit den Polarisa -<br />

tionskameras der CX-Serie geeignete Kameras an und tauscht mit dem Fraunhofer IIS Erfahrungen aus.<br />

Torsten Wehner, Produktmanager im Vision Competence Center, Baumer<br />

Bis vor einigen Jahren gab es kaum Kameras oder Knowhow<br />

zum Einsatz von Polarisationsbildgebung in industriellen<br />

Applikationen. Der von Sony entwickelte Bildsensor IMX250MZR<br />

mit direkt auf dem Sensor integrierten Polarisationsfiltern leitete<br />

dann die Wende zur Entwicklung geeigneter Systeme wie die CX-<br />

Polarisationskameras von Baumer ein. Und auch Know-how wurde<br />

kontinuierlich aufgebaut – wie am Fraunhofer-Institut für Integrierte<br />

Schaltungen IIS in Erlangen, das seit mehr als 20 Jahren zu neuen<br />

Methoden der Bildgebung forscht und für viele Unternehmen Pilotprojekte<br />

im Bereich Polarisation umgesetzt hat. Seit dem vergangenen<br />

Jahr tauschen Baumer und das Fraunhofer IIS nun ihre Erfahrungen<br />

aus, um den Effekt zu nutzen, den viele beispielsweise von<br />

Sonnenbrillen kennen: Blickt man an einem sonnigen Tag auf eine<br />

Wasseroberfläche, sind die Spiegelungen oft so stark, dass man die<br />

Augen zusammenkneifen muss. Setzt man aber eine Sonnenbrille<br />

mit Polfilter auf, reicht der Blick bei klarem Wasser auf einmal tief<br />

ins Gewässer hinein. Auch Fotografen nutzen deswegen gerne<br />

Polfilter für ihre Objektive, um Spiegelungen auf Wasser, Glas oder<br />

Metall zu blockieren und kontrastreiche Bilder zu erhalten.<br />

Automatische Bestimmung<br />

von Polarisationswinkel und -grad<br />

Die GigE- und USB-3.0-Polarisationskameras der CX-Serie von<br />

Baumer nutzen die Polarisationseigenschaften des Lichts. Dafür<br />

setzen sie den erwähnten Global-Shutter-Sensor mit 5 Megapixel<br />

IMX250MZR von Sony ein, der über eine zusätzliche Polarisationsschicht<br />

verfügt. In dieser sitzt jeweils vor vier benachbarten Pixeln<br />

ein Polarisationsfilter, der nur Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung<br />

– 0°, 45°, 90° oder 135° – durchlässt. Stabile Auswerte -<br />

algorithmen im Software-Development-Kit Baumer GAPI bestimmen<br />

aus den Rohbilddaten automatisch den Polarisationswinkel<br />

(AOP, Angle Of Polarization), den Polarisationsgrad (DOLP, Degree<br />

Of Linear Polarization) oder beides zusammengefasst (ADOLP,<br />

Angle and Degree Of Linear Polarization). Statt eines komplexen<br />

Prüfsystems mit wechselnden Filtern oder eines Mehrkamerasystems<br />

reicht so eine Kamera und eine Aufnahme aus – das reduziert<br />

die Komplexität sowie die Systemkosten. So werden einfache<br />

Lösungen ermöglicht, bei denen der Anwender flexibel bestimmen<br />

kann, welche Informationen für seine weitere Bildauswertung benötigt<br />

werden.<br />

Bild: Baumer<br />

Durch Polarisation analysierbare Eigenschaften<br />

Mithilfe von Polarisationskameras werden physikalische, für das<br />

menschliche Auge nicht erfassbare Materialeigenschaften sichtbar<br />

und damit auswertbar – ein Ölfleck auf einer Metalloberfläche ist für<br />

das Auge zum Beispiel fast unsichtbar, eine Polarisationskamera<br />

sieht dagegen einen hellen Kreis. Dadurch können sie unter anderem<br />

bei der Optimierung von Fertigungsprozessen, der Reduktion<br />

Baumer nutzt für seine Polarisationskameras der CX-Serie den Global-<br />

Shutter-Sensor mit 5 Megapixel IMX250MZR von Sony. Dieser integriert in<br />

einer zusätzlichen Polarisationsschicht vier Polarisationsfilter mit 0°, 45°,<br />

90° und 135° in einer 2×2-Anordnung über das gesamte Pixelarray<br />

90


Die Polarisationskameras der<br />

CX-Serie von Baumer eignen sich<br />

für die Qualitätskontrolle bei der<br />

Glasproduktion, bei der Herstellung<br />

von Kohlefasergeweben oder für<br />

die Oberflächeninspektionen<br />

reflektierender Materialien<br />

Bild: Baumer<br />

In der Glasindustrie werden<br />

beispielsweise Restspannungen<br />

im Glas mithilfe von<br />

Polarisationskameras in nur<br />

einer Aufnahme sichtbar<br />

(Retardation als die gemessene<br />

Verzögerung des Lichts)<br />

Bild: Baumer<br />

von Ausschuss oder der Verbesserung der Qualität helfen. Großes<br />

Potential besteht beispielsweise in der Glasindustrie: Steht Glas<br />

unter mechanischer Spannung, kann es bei Erschütterung, Hitze<br />

oder beim Schneiden brechen. Diese unsichtbaren Spannungen<br />

entstehen schon beim Abkühlen des Glases, besonders aber wenn<br />

es in einen Rahmen mit einer anderen Wärmeausdehnung eingefasst<br />

wird. Kritisch ist das etwa bei Fenstern in sicherheitsrelevanten<br />

Bereichen wie in der Medizin oder in der chemischen Industrie.<br />

Bisher werden zur Messung der Restspannung häufig vor und hinter<br />

dem Glas gekreuzte Polarisationsfilter eingesetzt. Mit weißem<br />

Licht beleuchtet, werden so farbige Strukturen sichtbar, da die Polarisationsebene<br />

des Lichts in Abhängigkeit von der mechanischen<br />

Spannung im Glas gedreht wird – den Effekt nennt man Spannungsdoppelbrechung.<br />

Da jedoch mehrere Bilder hintereinander auf -<br />

genommen werden müssen, ist diese Messmethode nicht inlinefähig.<br />

Setzt man hingegen eine Polarisationskamera ein, liefert ein<br />

Bild alle benötigten Informationen, um verspanntes Glas sicher zu<br />

detektieren. Zu den weiteren industriellen Anwendungsfeldern<br />

robuster Polarisationskameras gehört unter anderem die Kontrolle<br />

von reflektierenden oder glänzenden Oberflächen wie Metall oder<br />

Folien sowie die Qualitätsprüfung von kohlefaserverstärkten Kunststoffen<br />

(CFK), wie sie in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie eingesetzt<br />

werden.<br />

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www.baumer.com<br />

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// Steckverbinder M16, M23 und M40<br />

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Weitere Informationen zur CX-Serie von Baumer:<br />

hier.pro/jpRMy<br />

Messe SPS: Halle 4A, Stand 335<br />

Nürnberg, 26. – 28.<strong>11.2019</strong><br />

Halle 4, 336<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 91<br />

www.hummel.com


AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Drucktransmitter von Keller für die Luft- und Raumfahrt<br />

Sicher und zuverlässig<br />

Das Flugzeug ist eines der sichersten Verkehrsmittel auf der Welt. Gründe dafür sind nicht nur die gute<br />

Ausbildung der Piloten, sondern auch die ausgereifte Technik an Bord und auf der Erde. Dies gilt in<br />

noch stärkeren Massen für die Raumfahrt. Hier reiht sich Keller AG für Druckmesstechnik mit seinen<br />

Transmittern zu den Lieferanten von hochsicherer Technik ein.<br />

Jürg Dobler, Mitglied der Geschäftsleitung und Dr. Günther Kaden, Consultant Aircraft-Sensors, beide Keller AG<br />

für Druckmesstechnik, Winterthur, Schweiz<br />

Keller liefert seit 1997 Drucksensoren in unterschiedliche<br />

Bereiche einer Flugzeugflotte. Gegenwärtig<br />

fliegt unter anderem praktisch die gesamte<br />

Airbus-Flotte sowie der Dreamliner von Boeing<br />

mit Druckmesstechnik der Schweizer<br />

Vielen wird es mulmig, wenn sie in ein Flugzeug steigen, im Gegensatz<br />

zur Benutzung von Autos, obwohl da die Unfallwahrscheinlichkeit<br />

wesentlich höher ist. Laut Bundesverband der Deutschen<br />

Luftverkehrswirtschaft (BDL) und des Aviation Safety Networks<br />

(ASN) wurden 2017 insgesamt 4 Milliarden Passagiere befördert,<br />

wovon bei zehn Unglücken im zivilen Flugverkehr 79 Menschen<br />

starben. Das Risiko, in einem Verkehrsflug ums Leben zu<br />

kommen, ist 2017 damit auf den niedrigsten Stand seit Beginn der<br />

Aufzeichnungen gesunken. Fliegen war 2017 also 350 Mal sicherer<br />

als in den 1970er-Jahren. Nicht eingeflossen in diese Bilanz sind Unglücke<br />

mit Militärmaschinen oder kleineren Flugzeugen mit weniger<br />

als 14 Passagiersitzen an Bord. Dieser Erfolg basiert auf der Verbesserung<br />

von Flugzeugtechnik, Flughafeninfrastruktur und der Luftraumüberwachung.<br />

Flugzeuge sind heute allgemein weniger anfällig<br />

gegenüber Störungen. Ein weiterer Erfolgspunkt liegt in der sorgfältigen<br />

Auswahl und strengen Überprüfung der Zulieferer und ihrer<br />

Produkte.<br />

Drucktransmitter in der Luftfahrt<br />

Keller liefert seit 1997 Drucksensoren in die unterschiedlichsten Bereiche<br />

einer Flugzeug-Flotte. Die Haupteinsatzbereiche sind Kabi-<br />

Bild: Vladyslav Danilin/stock.adobe.com<br />

nendruckregelung, Hydraulikverteiler und -filter,<br />

Klappensteuerung, Treibstoffpumpen, Betankungssysteme,<br />

Klimaanlagen, Ventilation<br />

sowie Sauerstoff-Notversorgung der Piloten.<br />

Es können zehn verschiedene Drucktransmitter<br />

im gesamten Flugzeugs eingesetzt werden.<br />

Je nach Flugzeugtyp werden alle Einsatzbereiche<br />

von Keller bedient, oder nur gewisse<br />

Teile davon.<br />

Drucktransmitter<br />

in der Raumfahrt<br />

In rund 400 km Höhe fliegt die Internationale<br />

Raumstation ISS (International Space Station)<br />

mit dem Columbus-Labor der ESA an<br />

Bord mit gut 28.800 Stundenkilometern in einer<br />

mittleren Flughöhe von rund 400 km um<br />

die Erde. Die Station umrundet so die Erde in<br />

nur 90 Minuten. Für die Astronauten bedeutet dies 16 Sonnenaufund<br />

-untergänge pro Tag. Anforderungen, die in der Luftfahrt gelten,<br />

gelten in noch strengerem Masse für die Raumfahrt. Vor einigen<br />

Jahren wurde Keller von einem führenden deutschen Luft- und<br />

Raumfahrtunternehmen angesprochen. Man brauchte hoch zuverlässige<br />

Absolut- und Differenzdrucksensoren für das ACLS (Advanced<br />

Closed Loop System), welches schlussendlich in der ISS eingesetzt<br />

werden sollte. Das System soll Kohlendioxid aus der Modulatmosphäre<br />

entfernen und letztlich atembaren Sauerstoff in einem<br />

geschlossenen Kreislauf erzeugen. Dieses System, mit 37 Sensoren<br />

von Keller, wurde im September 2018 im HTV-7-Versorgungsschiff<br />

der Rakete H-IIB zum Columbus-Labor auf der Raumstation<br />

ISS gebracht. Um atembaren Sauerstoff zu erzeugen, konzentriert<br />

ein Subsystem des ACLS aus der Kabinenluft CO 2 . Ein sogenannter<br />

Sabatier-Reaktor sorgt dafür, dass Wasserstoff und Kohlendioxid<br />

mittels eines Katalysators reagieren und Wasser sowie Methan bilden.<br />

Das kondensierte Wasser wird vom Gasstrom getrennt und zurück<br />

ins Wassermanagement geleitet. Ein Electrolyseur spaltet das<br />

Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Das Methan wird entlüftet.<br />

Wie in der Raumfahrt üblich wurden auch für das ACLS zwei Mal ein<br />

Satz Sensoren vorab gefertigt und geliefert, die in die Gerätemuster<br />

für die Entwicklung und die Qualifikation eingingen. Erkenntnisse<br />

daraus wurden anschließend in der endgültigen Version berücksich-<br />

92 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Bild: 3dsculptor/stock.adobe.com/Keller AG für Druckmesstechnik<br />

Absolut- und Differenzdrucktransmitter regeln regenerative Prozesse in der Sauerstoffversorgung der Internationalen Raumstation ISS<br />

Bild: Keller AG für Druckmesstechnik<br />

tigt. Diese Muster bleiben auf der Erde und dienen weiterhin für<br />

Testverfahren, Simulation am Objekt und zur Einweisung der ISS-<br />

Crew bei Störungen, Reparaturen und Wartung des ACLS.<br />

Basistechnik piezoresistive Technologie<br />

Das Herz der eingesetzten Drucktransmitter in der Luft und Raumfahrt<br />

ist ein piezoresistiver Silizium-Drucksensor. Der eigentliche<br />

Sensor besteht aus einer durch Druck elastisch verformbaren Membran<br />

aus Silizium. Die Membran biegt sich entsprechend des Druckunterschieds<br />

zu beiden Seiten durch, was in der Oberfläche mechanische<br />

Spannungen hervorruft. Damit man diese mechanischen<br />

Spannungen messen kann, sind in der Randzone der Membran, wo<br />

diese Spannungen am größten sind, Widerstände eindiffundiert.<br />

Die Widerstände reagieren anhand des piezoresistiven Effektes viel<br />

stärker auf die mechanischen Spannungen als herkömmliche Dehnmesstreifen,<br />

die nur geometrischen Änderungen folgen. Der große<br />

Vorteil ist somit zum einen die extrem hohe Empfindlichkeit aber<br />

auch die gute Nullpunktstabilität. Letztere resultiert aus der Verwendung<br />

von einkristallinem Si-Material, welches im Gegensatz zu Metallen<br />

keine Verformungen kennt. Da Druckmessung immer die<br />

Druckdifferenz zwischen zwei Drücken bestimmt, musste man die<br />

Sensoren geeignet kapseln. Für den Messtechnik-Spezialisten erschien<br />

die Druckmessung gegen Vakuum in der Luft- und Raumfahrt<br />

als bester Weg, da nur noch eine Seite gegen Medien geschützt<br />

werden musste. Mit dem elektrostatischen Bonden der Si-Messzelle<br />

auf Glas hatte man ein Verfahren, die das nötige Vakuum auf der<br />

Rückseite fast gratis lieferte. Ohne Vakuum funktioniert nämlich das<br />

elektrostatische Bonden nicht, das auf einer Ionenwanderung zwischen<br />

der Glasplatte der Rückseite und dem Silizium beruht. Auch<br />

die Gestaltung der Ölfüllung und die Isolation gegen die zu messenden<br />

Medien war ein Problem. Wegen den vielen Effekten die beim<br />

Einbau einer piezoresistiver Silizium-Messzelle zu beherrschen sind,<br />

ist es nachvollziehbar, dass ein solcher Sensor immer noch 10 bis<br />

100 Mal teurer ist als die Si-Messzelle allein. Dank ihrer hohen Genauigkeit<br />

und der großen Zuverlässigkeit haben ölgefüllte, piezoresistive<br />

Drucksensoren heute eine führende Rolle in der Druckmessetechnik<br />

erobert und bieten mit dieser Technik das Herzstück für<br />

die Drucktransmitter der Luft- und Raumfahrt.<br />

jg<br />

www.keller-druck.com<br />

Details zuden Drucktransmittern von Keller (Pdf):<br />

hier.pro/mD52G<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 641<br />

DAS NEUE<br />

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FÜR ROBOTER!<br />

LEISTUNGSFÄHIGES EMBEDDED 3D-KAMERASYSTEM<br />

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PROJEKTOR<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 93


AUTOMATISIERUNG<br />

STEUERUNGSSYSTEME<br />

ABB-Roboter werden integraler Bestandteil des Automatisierungsportfolios von B&R<br />

Roboter als integraler Bestandteil<br />

Maschinenbauer können zukünftig ABB-Roboter und B&R-Maschinensteuerungssystem aus einer<br />

Hand – der von B&R – beziehen. Die neue Lösung reduziert die Komplexität und optimiert die<br />

Synchronisierung. Kunden profitieren von hoher Präzision und benutzerfreundlicher Programmierung.<br />

Durch die Integration entfällt die Notwendigkeit für eine dedizierte Robotersteuerung, einen eigenen<br />

Schaltschrank und einen spezialisierten Programmierer.<br />

Flexiblere Maschinen entstehen durch die<br />

Verschmelzung von Robotik und Maschinen -<br />

steuerung zu einer einheitlichen Architektur<br />

– der Roboter kann so ohne großen Aufwand<br />

unflexiblere Handlingmodule ersetzen<br />

Als Teil des ABB-Geschäftsbereichs Robotics & Discrete Automation<br />

hat B&R nun die Integration von ABB-Robotern in sein<br />

Automatisierungsportfolio bekanntgegeben. Das mag zunächst nicht<br />

weiter verwundern, doch für die Automatisierung ergibt sich daraus<br />

eine entscheidende Vereinfachung: Die große Auswahl der Knickarm-,<br />

Scara-, Delta- und Palettierroboter von ABB kann künftig durch<br />

die B&R-Steuerung integriert betrieben werden. In der Konsequenz<br />

heißt das auch, dass nur ein Engineering-System für alle Aufgaben<br />

von der Entwicklung bis hin zu Diagnose und Wartung erforderlich<br />

ist. Ganz praktisch führt die Verschmelzung von Robotik und Maschinensteuerung<br />

auch dazu, dass der Roboter keinen eigenen Schaltschrank<br />

mehr benötigt – das spart Platz.<br />

Implementierungsaufwand bleibt minimal<br />

Für den Anwender heißt das konkret, dass er sich künftig auch für<br />

einen gegenüber Handlingsystemen flexibleren Roboter entscheiden<br />

kann, ohne dass dies den Automatisierungsaufwand zu sehr in<br />

die Höhe treibt. Diese Flexibilität dürfte insbesondere für die zunehmend<br />

individualisierte Massenproduktion (bis hin zu Losgröße 1)<br />

von Interesse sein – und damit Maschinenund<br />

Anlagenbauern einen Wettbewerbsvorsprung<br />

ermöglichen.<br />

Die Entwicklungszeit von Maschinen mit integrierten<br />

Robotern lässt sich durch den Einsatz<br />

von vorgefertigten Softwarebausteinen der<br />

Mapp Technology deutlich verkürzen. Der Entwickler<br />

kann auf diese Weise die Maschinenapplikation<br />

einschließlich der Robotik parametrieren<br />

– Kenntnisse spezieller Robotiksprachen<br />

sind nicht erforderlich. Auch sichere Roboterapplikationen<br />

sollen sich nach Angaben<br />

von B&R so einfach und problemlos um -<br />

setzen lassen.<br />

„Normalerweise ist ein Roboter ein in sich<br />

geschlossenes System mit einer eigenen<br />

Steuerung und einem eigenen Schaltschrank“,<br />

führt Sebastian Brandstetter aus, Produktmanager für integrierte Robotik<br />

bei der B&R Industrial Automation GmbH in Eggelsberg. Engineering,<br />

Diagnose und Wartung würden über eigenständige Systeme<br />

mit einer speziellen Robotiksprache laufen, für die oft ein speziell<br />

geschulter Programmierer benötigt werde. „Mit der vollständigen Integration<br />

von ABB-Robotern in das B&R-Automatisierungssystem<br />

beziehen Kunden nun Roboter und Maschinensteuerung von nur einem<br />

Anbieter – für den Maschinenentwickler macht es in Zukunft<br />

keinen Unterschied, ob er eine Einzel-Achse oder einen Roboter in<br />

seine Maschine implementiert.“ Die Tools, die Engineering-Umgebung<br />

und der Ansprechpartner bei B&R seien die gleichen.<br />

Bild: B&R<br />

Synchronisation einfach umsetzbar<br />

„Der Wegfall von separater Hardware und getrennten Kommunika -<br />

tionsnetzen und Anwendungen macht die Synchronisierung zwischen<br />

dem Roboter und anderen Maschinenkomponenten viel exakter“,<br />

so Brandstetter weiter. „Die Bewegungen des Roboters und<br />

aller Maschinenachsen lassen sich mit mikrosekundengenauer Präzision<br />

synchronisieren – damit steigen die Produktivität der Maschine<br />

und der Durchsatz.“ Auch die Synchronisierung zwischen Sensoren<br />

und Roboterbewegungen wird einfacher. So kann beispielsweise<br />

das Ergebnis einer Qualitätsüberprüfung durch eine Vision-Kame-<br />

94 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Sichere Handhabung der stetig wachsenden<br />

Datenmengen für Industrie 4.0<br />

Die Entwicklung modularer Maschinen und Anlagen erleichtern auch neue<br />

kompakte Versionen der motorintegrierten Antriebe der Acopos motor-Serie<br />

Bild: B&R<br />

Daten<br />

bewegt<br />

übertragen<br />

„Für den Maschinenentwickler<br />

macht es in Zukunft keinen<br />

Unterschied, ob er eine Einzelachse<br />

oder einen Roboter in<br />

seine Maschine implementiert.“<br />

ra von B&R in weniger als einer Millisekunde in einen Steuerungs -<br />

befehl für einen ABB-Roboter umgewandelt werden. Dieser entfernt<br />

dann ohne manuellen Eingriff fehlerhafte Werkstücke aus dem Produktionsprozess,<br />

ohne diesen zu verlangsamen.<br />

Dezentrale Antriebstechnik erleichtert Modularität<br />

Speziell die Entwicklung modularer Maschinen und Anlagen erleichtern<br />

übrigens auch zwei neue dezentrale Kleinantriebe der Acoposmotor-Serie.<br />

Die neuen Motoren decken einen Leistungsbereich bis<br />

0,35 kW ab und messen in der kleinsten Variante gerade einmal<br />

60 mm x 90 mm (B x H). Trotz der kompakten Abmessungen ist ein<br />

vollwertiger Servoverstärker integriert, der Regelkreise mit minimal<br />

50 μs ermöglicht. Wahlweise stehen die Geräte auch mit integriertem<br />

Getriebeanbau und integrierter Bremse zur Verfügung.<br />

Die Geräte verfügen über zwei Anschlüsse für Hybridkabel, somit ist<br />

nur ein Kabel zum Schaltschrank notwendig. Das Hybridkabel stellt<br />

die Stromversorgung sowie die Übertragung der Powerlink-Daten<br />

sicher. Weitere Acoposmotoren werden einfach per Daisy-Chain-Ver -<br />

kabelung angeschlossen. Die um 300 Grad drehbaren Anschlüsse<br />

erleichtern zudem die Installation – Aufwand und Kosten für die Verkabelung<br />

sinken.<br />

Die motorintegrierten Antriebe verfügen standardmäßig über die<br />

Sicherheitsfunktion STO. Diese wird über das Hybridkabel angesteuert,<br />

eine spezielle Verdrahtung ist nicht notwendig. Drei Encoder-<br />

Varianten stehen zur Verfügung: Multiturn, Multiturn mit Batterie und<br />

Singleturn. Acoposmotor ist für den Einsatz in rauen Umgebungen<br />

konzipiert. Das Gerät entspricht der Schutzklasse IP65. Es verfügt<br />

weder über einen Lüfter noch einen Kühlkörper.<br />

co<br />

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• Übertragungsraten bis zu 600 Mhz<br />

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Maschinen- und Anlagenteilen<br />

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• Unterstützt neue Industrie 4.0 Anwendungen<br />

• Optimiert für dauerhaft bewegte Anwendungen im<br />

Maschinen- und Anlagenbau<br />

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Maschinenkomponente:<br />

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LÜTZE auf der SPS 2019: Halle 9 Stand 311<br />

Friedrich Lütze K|E|M GmbH <strong>Konstruktion</strong> • D-71384 Weinstadt 11 2019 95<br />

info@luetze.de • www.luetze.de


AUTOMATISIERUNG<br />

SICHERHEITSSYSTEME<br />

Ein elektronisches Schlüsselsystem von Euchner sorgt bei Ritter Sport für Effizienz und Sicherheit<br />

Mit wenigen Klicks zum neuen Schlüssel<br />

Die Waldenbucher Alfred Ritter GmbH & Co. KG setzt in ihrem neu gebauten Rohwarenlager auf das<br />

Electronic-Key-System EKS von Euchner. Das System mit gerade einmal vier Lesestationen ermöglicht<br />

eine sichere und effiziente Anlieferung von Rohwaren, für die in einer klassischen Ausführung insgesamt<br />

32 Schlüsselschalter notwendig gewesen wären.<br />

Ariane Walther, Marketing/Corporate Communications, Euchner GmbH + Co. KG, Leinfelden-Echterdingen<br />

Mit einem Marktanteil von über 20 % sind sie buchstäblich in<br />

aller Munde, die quadratisch praktischen Schoko-Spezialitäten<br />

von Ritter Sport. Die typische Form der Knick-Pack-Tafeln und die<br />

bunte Sortenvielfalt gehören zu den äußeren Markenzeichen der im<br />

schwäbischen Waldenbuch von der Alfred Ritter GmbH & Co. KG hergestellten<br />

Schokolade. Als Garant für den Erfolg von Ritter Sport gelten<br />

neben den Rezepturen auch die hochwertigen Rohstoffe – allen<br />

voran der Kakao. Ähnlich wie beim Wein sorgen geografische Spezi -<br />

fika und verschiedene Verarbeitungsprozesse hier für spannende<br />

Geschmacksnuancen. In Waldenbuch werden mit Criollo, Forastero<br />

und Trinitario vor allem drei erlesene Sorten aus Nicaragua, Peru und<br />

Ghana sowie von der Elfenbeinküste verwendet.<br />

Um sicherzustellen, dass die unterschiedlichen Zutaten bei der<br />

Anlieferung im Rohwarenlager zuverlässig in die richtigen Behälter<br />

gefüllt werden, wären bei Ritter Sport allerdings insgesamt 32<br />

Schlüsselschalter notwendig gewesen – mit allen damit verbundenen<br />

Nachteilen im Handling: „Das beginnt bei der aufwändigen<br />

Schlüsselverwaltung und endet bei den zeit- und kostenintensiven<br />

Nachbestellungen im Falle des Verlustes einzelner Schlüssel“,<br />

erklärt Euchner-Vertriebsingenieur Oliver Laier. Eine Schlüssellösung<br />

mit dem Electronic-Key-System EKS der Euchner GmbH + Co. KG<br />

mit Sitz im kaum zehn Autominuten von Waldenbuch entfernten<br />

Leinfelden-Echterdingen ist im Gegensatz dazu nicht nur sicherer,<br />

sondern vor allem auch effizienter: Die Aufgaben, für die zuvor<br />

zahlreiche verschiedene<br />

Schlüsselschalter<br />

nötig waren, können<br />

damit durch ein<br />

einziges System mit<br />

gerade einmal vier<br />

Lesestationen erledigt<br />

werden.<br />

Bild: Euchner<br />

Oliver Laier, Vertriebsingenieur bei Euchner und Peter Schetter, Leiter Engineering Elektrotechnik<br />

bei Ritter Sport (v. l.) an einer der vier Electronic-Key-System-Lesestationen über die<br />

die Ware, in Verbindung mit den programmierten EKS-Chips, ausschließlich an der richtigen<br />

Annahmestation sowie im richtigen Zielbehälter abgeladen werden kann<br />

Funktion<br />

des Systems<br />

Das EKS arbeitet<br />

mit einem elektro -<br />

nischen Schlüssel<br />

sowie einer passenden<br />

Schlüsselaufnahme.<br />

Die Datenübertragung<br />

erfolgt<br />

kontaktlos. Dazu verfügt<br />

der Schlüssel<br />

über einen Transponder,<br />

der einen Datenspeicher<br />

beinhaltet.<br />

Anders als bei konventionellen<br />

Anlagen<br />

mit Schlüsselschaltern<br />

muss also nicht<br />

das komplette System<br />

ausgetauscht<br />

96 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


SICHERHEITSSYSTEME<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Bild: Euchner<br />

Das elektronische Schlüsselsystem wurde im neu gebauten Rohwarenlager<br />

der Alfred Ritter GmbH & Co. KG in Waldenbuch installiert<br />

Ritter-Sport-Alpenmilchschokolade kurz vor dem Verpacken<br />

Bild: Euchner<br />

werden, wenn ein Schlüssel verloren geht. Stattdessen lässt sich<br />

beim EKS mit wenigen Klicks ein neuer Schlüssel generieren.<br />

Bei Ritter Sport hat man sich dafür entschieden, die Vorteile der<br />

Technologie zunächst im neu gebauten Rohwarenlager zu nutzen:<br />

Wenn die Rohwaren per Lkw in Waldenbuch ankommen, wird einfach<br />

ein EKS-Chip ausgegeben, mit dem der Mitarbeiter die Lieferung<br />

ausschließlich an der richtigen Annahmestation und im richtigen<br />

Zielbehälter abladen kann. Für jede Annahmestation, jeden Weg<br />

sowie für jeden Zielbehälter gibt es genau einen passend programmierten<br />

und numerisch gekennzeichneten Chip, dessen Code vom<br />

RFID-Lesegerät ausgelesen wird. Die Informationen stehen dann in<br />

der zentralen Datenbank bereit und lassen sich von der Steuerung<br />

verarbeiten. Die Lesegeräte sind dabei über Profinet verbunden.<br />

Weitere EKS-Einsatzgebiete in Planung<br />

Im Moment läuft bei Ritter Sport die Verwaltung des gesamten Rohwarenlagers<br />

mit allen dazugehörenden Elementen und PCs über<br />

das elektronische Schlüsselsystem von Euchner. „In Zukunft wollen<br />

wir das System aber auch auf die Produktionsrechner bringen“, sagt<br />

Peter Schetter, der als Leiter Engineering Elektrotechnik bei Ritter<br />

Sport die Einführung der neuen Technologie in Waldenbuch verantwortet.<br />

Unterstützt hat ihn dabei sein Kollege, Robin Storino, Control<br />

Technician. Er war maßgeblich an der Planung, dem Aufbau der<br />

Anlage, der Programmierung sowie der Inbetriebnahme beteiligt.<br />

Das erweiterte Einsatzgebiet für das Electronic-Key-System ist nicht<br />

zuletzt deshalb geplant, weil die in der Praxis damit gesammelten<br />

Erfahrungen bei Ritter ausschließlich positiv waren. Kein Wunder<br />

also, dass Schetters Fazit geradezu begeistert ausfällt: „Das EKS<br />

ist anwenderfreundlich, zuverlässig, zukunftsorientiert, sicher, gut<br />

projektierbar, einfach zu verwalten und kostengünstig.“<br />

ik<br />

www.euchner.de<br />

Weitere Informationen zum<br />

Electronic-Key-System EKS von Euchner:<br />

hier.pro/pTNVN<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 97


AUTOMATISIERUNG<br />

SICHERHEITSSYSTEME<br />

Schlüssel-Transfer-System, Funkmodul und Handsender von Dold<br />

Sicherheit in der Schamotteproduktion<br />

Die Arbeitssicherheit spielt in praktisch allen Branchen eine wichtige Rolle. Wie die Absicherung von<br />

Arbeitsbereichen auch in rauen Umgebungsbedingungen einfach gelingen kann, zeigt das Beispiel der<br />

Kandern Feuerfest GmbH. Hier sorgen ein Sicherheitsschalter- und Schlüsseltransfersystem Safemaster<br />

STS sowie ein Wireless Safety System Safemaster W von Dold & Söhne in Furtwangen dafür, dass<br />

Personen keinen Gefährdungen ausgesetzt sind.<br />

Dr. Jörg Lantzsch für E. Dold & Söhne KG, Furtwangen<br />

Bild: Dold/Kandern Feuerfest<br />

Der Bediener bestätigt auf<br />

dem Handsender das Öffnen<br />

und Schließen der Klappe des<br />

Massenabwurfs<br />

fünfte Schlüssel kann dann in das STS-System an der Wand gesteckt<br />

werden. Erst wenn alle fünf STS-Schlüssel dort stecken, kann<br />

ein sechster STS-Schlüssel mit dem mechanisch verbundenen<br />

Zündschlüssel für den Radlader entnommen werden.<br />

Erst wenn alle Türen verriegelt sind, kann der Bediener den<br />

STS-Schlüssel mit dem Zündschlüssel entnehmen<br />

Schamotte ist ein künstlich hergestelltes Material, das wegen<br />

seiner Feuerfestigkeit etwa zur Auskleidung von Öfen verwendet<br />

wird. Einer der Hersteller ist die Kandern Feuerfest GmbH. Bei<br />

der Produktion treten zwei Gefährdungen für die Mitarbeiter auf:<br />

Zum einen entsteht durch einen fahrenden Radlader in dem vergleichsweise<br />

engen sogenannten Sumpfhaus eine Kollisionsgefahr<br />

für Personen, die sich dort aufhalten. Die zweite Gefahr stellt der offene<br />

Materialabwurf dar, da diese Öffnung im Boden des Sumpfhauses<br />

so groß ist, dass eine Person hineinfallen kann. Da sich außer<br />

dem Fahrer des Radladers während des Betriebs niemand in<br />

diesem Bereich aufhalten muss, konnte die erste Gefahr durch die<br />

Absicherung des Raums beseitigt werden. Dabei hat sich das Unternehmen<br />

für Sicherheitstechnik von Dold entschieden, die auch den<br />

geforderte Performance Level e nach DIN EN ISO 13849-1 erfüllt<br />

und baumustergeprüft ist. Die fünf Schiebetüren, von denen vier in<br />

das sogenannte Sumpfhaus führen, werden über das Schlüsseltransfersystem<br />

Safemaster STS abgesichert. Die Schlüssel können<br />

erst dann aus der Verriegelung der Schiebetüren entnommen werden,<br />

wenn diese sicher verschlossen sind. Der Fahrer muss die vier<br />

Schlüssel der Schiebetüren in ein weiteres an der Wand montiertes<br />

STS-System einstecken; das Modul ZRH gibt den fünften Schlüssel<br />

erst frei, wenn die elektrisch überwachte Zuhaltung mit einer von<br />

außen zu öffnenden Notentriegelung des fünften Schiebetores richtig<br />

verschlossen wird und die Signale dieser Zuhaltung über die Sicherheits-SPS<br />

am Modul ZRH richtig anliegen. Der freigegebene<br />

Anbindung an die Sicherheits-SPS nach PL e<br />

Die Absicherung des Bereichs verhindert nicht die Gefährdung für<br />

den Fahrer des Radladers. Während des Transports des Materials in<br />

den Extruder durch eine Klappe im Boden des Sumpfhauses muss<br />

sich ein Mitarbeiter in diesem Bereich aufhalten. Da er bei Unachtsamkeit<br />

durch diesen Massenabwurf stürzen kann, kommt bei der<br />

Einbindung der Klappensteuerung ebenfalls ein Produkt von Dold<br />

zum Einsatz. Ein Sitz-Schalter erkennt nun zuverlässig, dass der<br />

Fahrer im Radlader sitzt. Die Anbindung an die Sicherheits-SPS, die<br />

im Schaltschrank im unteren Geschoss neben dem Extruder untergebracht<br />

ist, geschieht über ein Funk-Sicherheitsmodul vom<br />

Typ UH 6900. Außerdem kommt ein Funk-Handsender für das Funk-<br />

Not-Halt-Sicherheitsmodul vom Typ RE 5910 zum Einsatz. Dieser<br />

hat zusätzlich vier frei konfigurierbare Taster für Steuerungsaufgaben.<br />

Sitzt der Fahrer im Radlader, muss er eine der Tasten drücken,<br />

um hierüber die Klappe zu öffnen oder zu schließen. So öffnet sich<br />

die pneumatisch betätigte Klappe nur, wenn der Bediener auf dem<br />

Radlader sitzt und dies über den Taster auf dem Funk-Handsender<br />

bestätigt. Zusätzlich wurde ein Modul ZRH installiert, dessen<br />

Schlüssel sich nur entnehmen lässt, wenn dies über die Sicherheits-<br />

SPS aktiviert ist. So wird sichergestellt, dass die Bedienung der Anlage<br />

nur möglich ist, wenn alle Türen verriegelt, der Fahrer auf dem<br />

Radlader sitzt und die Sicherheitsanforderungen über die Sicherheits-SPS<br />

erfolgt sind.<br />

ge<br />

www.dold.com<br />

Weitere Details über die Sicherheitskomponenten:<br />

hier.pro/bu7Fk<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 331<br />

98 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


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11 2019<br />

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99


AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Wärmemanagement für das elektronische Verkehrsmanagementsystem in Singapur<br />

Bei Hitze und hoher Luftfeuchtigkeit<br />

Das elektronische Verkehrsmanagementsystem ist eine der wichtigsten Initiativen Singapurs auf dem Weg,<br />

eine Smart Nation zu werden. Die effektive Kühlung der dafür benötigten, im Freien aufgestellten Schaltschränke<br />

ist in dem heißen und feuchten Klima eine beständige Herausforderung. Nach umfassenden Tests<br />

werden inzwischen robuste und zuverlässige Kühlgeräte der DTS-3000-Serie von Pfannenberg eingesetzt.<br />

Benn Chua, Area Sales Manager for Singapore, Thailand, Philippines, Indonesia, Vietnam, Pfannenberg<br />

Singapur entwickelt das weltweit wohl erste Smart Nation System,<br />

das Infocomm-Technologien, Netzwerke und Big Data<br />

nutzt, um technologiefähige Lösungen zu entwickeln. Ziel dieser<br />

Lösungen ist, globale städtische Herausforderungen anzugehen. Die<br />

Singapore Land Transport Authority verbessert damit beispielsweise<br />

die Netzabdeckung ihres elektronischen Straßenmanagement Systems<br />

gemeinsam mit Pfannenberg und seinen Klimatisierungslösungen<br />

an allen Übertragungsstationen auf der gesamten Insel. Nach<br />

Einbeziehung von vier Projektpartnern – einem Consulting-Unternehmen,<br />

einem Systemintegrator, einem Schaltschrankhersteller sowie<br />

Pfannenberg als Spezialist für Wärmemanagement –, kommen inzwischen,<br />

nach drei Monaten technischer Beratungen, sechs Monaten<br />

Prüfung sowie neun Monaten Installationszeit, die kurzfristig verfügbaren<br />

und bewährten Seitenanbau- Kühlgeräte der Serie DTS 3000<br />

zum Einsatz. Sie meistern die größte Herausforderung für die eingesetzten<br />

Schaltschränke in Singapur: das heiße und feuchte Klima.<br />

Robustes Wärmemanagement<br />

Im Rahmen des Projektes wurde viel Zeit auf die Finalisierung der<br />

technischen Spezifikationen, das Einrichten und den Bau von Test-<br />

stationen sowie deren Abnahmeprüfungen aufgewendet. Installiert<br />

sind die Übertragungsstationen, die im 24/7-Betrieb arbeiten, auf<br />

den Dächern von Wohn- und Geschäftsgebäuden im Freien. Der Prototyp-Teststation<br />

kam dabei besondere Bedeutung zu, da das System<br />

auch für die Abdeckung neuer Standorte vorgesehen ist und<br />

das zu dieser Zeit vorhandene 15 Jahre alte Systeme ersetzen sollte.<br />

Die Wahl fiel schließlich auf die Pfannenberg-Baureihe DTS 3000,<br />

die aufgrund ihrer Auslegung in Schutzart IP56 sowie ihrem niedrigen<br />

Wartungsaufwand für diese Anwendung besonders gut geeignet<br />

ist. Die vorhandenen Systeme eines anderen Herstellers waren<br />

dagegen in hohem Maße anwendungsspezifisch und benötigten<br />

eine speziell konzipierte Abdeckung, um die benötigte hohe IP-<br />

Schutzklasse zu erreichen.<br />

Kühlgeräte der Serie DTS 3000<br />

Die Kühlgeräte mit 300 bis 5800 W der Serie DTS 3000 sind für den<br />

anspruchsvollen Outdoor-Bereich konzipiert und bieten die hohen<br />

Schutzarten N3R und IP 56, die bei Bedarf auf NEMA-Typ 4X und<br />

IP 66 erweitert werden können. Dafür verfügen die Klimageräte<br />

über pulverbeschichtete Hauben aus Stahl oder Edelstahlhauben<br />

Mit Outdoor-Klimageräten der DTS-<br />

3000-Serie übernimmt Pfannenberg<br />

das Wärmemanagement für das<br />

elektronische Verkehrsmanagementsystem<br />

in Singapur<br />

Bild: Pfannenberg<br />

Das Kühlgerät DTS 3165 wurde in<br />

Singapur ausführlich getestet<br />

100 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Bild: Pfannenberg<br />

Die Seitenaufbaukühlgeräte der Baureihe DTS 3000 sind in Leistungs -<br />

klassen von 300 bis 5800 W erhältlich<br />

bis V4A-Güte. Ein hermetisch geschlossener Kältekreislauf sichert<br />

zudem nicht nur gegen Leckagen, sondern macht auch das Nachfüllen<br />

von Kältemitteln überflüssig, während ein thermischer Überlastungsschutz<br />

beispielsweise wie ein Korrosions- und Überdruckschutz<br />

die Lebensdauer der Outdoor-Kühlgeräte verlängert. Ergänzend<br />

bietet Pfannenberg Heizungen, Thermostate sowie Hygrostate<br />

zur Verhinderung von schädlicher Kondensatbildung an.<br />

„Pfannenberg hat den weltweit wachsenden Markt der anspruchsvollen<br />

Outdoor-Kühlung fest im Blick. Mit einem breiten Portfolio an<br />

Geräten, die auch dem NEMA-Standard entsprechen, decken wir<br />

nahezu alle Anwendungsszenarien ab“, sagt Jörg Achenbach, Produktmanager<br />

für Schaltschrankklimatisierung bei Pfannenberg. „Die<br />

Einsatzbedingungen im Outdoor-Bereich sind oft extrem: Starke<br />

Wetterschwankungen, feuchtes Klima, Regen, Frost und Hitze sind<br />

ebenso ein Problem wie eine große Konzentration an Partikeln in<br />

der Umgebungsluft, Hagel, Schneestürme, aggressive Dämpfe und<br />

auch die Reinigung mit einem starken Wasserstrahl und Reinigungsmitteln.<br />

Mit der Serie DTS 3000 hat Pfannenberg für all diese Umgebungsbedingungen<br />

Ausstattungspakete parat und bieten so den<br />

größtmöglichen Einsatzbereich mit einem Temperaturspektrum von<br />

-40 °C bis maximal +60 °C“, erklärt Achenbach.<br />

Die nächsten Schritte der Smart Nation<br />

Die Vision einer Smart Nation hat in Singapur die Komplexität,<br />

Leistungsfähigkeit und Funktionalität der Übertragungsstationen<br />

wesentlich beeinflusst: Die Stationen sollen nicht nur für die Steuerung<br />

des elektronischen Mautsystems (Electronic Road Pricing,<br />

ERP) genutzt werden, sondern außerdem auch weitere Daten übertragen,<br />

wie etwa die Verkehrssituation, Bilder von Verkehrsüberwachungskameras<br />

sowie von Geschwindigkeitskontrollanlagen. Die<br />

vorhandenen Maut-Stationen sollen dafür nach und nach durch das<br />

neue System ersetzt werden. Pfannenberg ist in diesem Zusammenhang<br />

aktuell auch für die präventive Wartung der Übertragungsstationen<br />

zuständig, damit die neu installierten Stationen jederzeit<br />

effektiv und zuverlässig arbeiten.<br />

ik<br />

www.pfannenberg.com<br />

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• Über 33.000 Produkte ab Lager<br />

• Kundenindividuelle Lösungen<br />

• Alle Branchen und Anwendungen<br />

• Eigene Produktion in Spitzenqualität<br />

Details zur Serie DTS 3000 von Pfannenberg:<br />

hier.pro/XOud0<br />

Messe SPS: Halle 3C, Stand 115<br />

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Made in Germany<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 101<br />

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AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Schaltschränke effizient auf Spannungsfreiheit prüfen<br />

Sicherheit auf Knopfdruck<br />

Mit dem VeriSafe hat das in den USA beheimatete Unternehmen Panduit ein effizientes und automatisiertes<br />

Testsystem entwickelt, mit dem man bei der Wartung elektrischer Geräte eine Spannungsprüfung<br />

zur Sicherstellung des Fehlens von Spannung durchführen kann. Ein solcher Test wird beispielsweise<br />

im National Electrical Code vorgeschrieben, der mit den für deutsche beziehungsweise europäische<br />

Anlagenbauer und Elektriker angewandten VDE 0100 beziehungsweise IEC 60364 vergleichbar ist.<br />

Martin Kandziora, Senior Manager Marketing, und Patrick-Steeven Skwara,<br />

Marketing Manager DACH-MEA, Panduit EEIG, Schwalbach<br />

Gefahren und Risiken in Schaltanlagen für Mensch, Produktion<br />

und Gebäude sind unter allen Umständen zu vermeiden. Anlagenbauer<br />

müssen dementsprechend in ihren <strong>Konstruktion</strong>en die<br />

Einhaltung der Normen für die elektrische Sicherheit, den Brandschutz<br />

sowie die mechanische Sicherheit garantieren. In Amerika,<br />

dem Mutterland von Panduit, bildet der National Electrical Code<br />

(NEC) die gesetzliche Grundlage dafür und ist als Stand der Technik<br />

akzeptiert. Festgelegt wird er von der National Fire Protection Association<br />

(NFPA), die ihn unter dem Arbeitstitel NFPA 70 veröffentlicht.<br />

Hierzulande ist der NEC mit den für deutsche beziehungsweise<br />

europäische Anlagenbauer und Elektriker angewandten VDE 0100<br />

beziehungsweise IEC 60364 vergleichbar.<br />

Effiziente Prüfung auf Spannungsfreiheit<br />

Zur Einhaltung dieser Sicherheitsrichtlinie muss bei der Wartung<br />

elektrischer Geräte eine Spannungsprüfung zur Sicherstellung des<br />

Fehlens von Spannung durchgeführt werden. Dieser Prozess<br />

umfasst einige Schritte, die bei Verwendung tragbarer Prüfmittel<br />

komplex und zeitaufwendig sein können. Panduit als Anbieter von<br />

Lösungen im Bereich der physikalischen und elektrischen Infrastruktur<br />

für Rechenzentren, Industrie- und Gebäudeautomatisierung<br />

sowie die damit verbundenen Dienstleistungen bietet hier mit dem<br />

VeriSafe eine effiziente und automatisierte Alternative: Das System<br />

prüft auf Knopfdruck die Spannungsfreiheit des Gerätes, an dem es<br />

installiert ist – sowohl bei 3- als auch bei 1-phasigen Anwendungen<br />

mit 50 oder 60 Hz und bis zu 600 V. Dafür lässt es sich einfach montieren<br />

und in EMV-gerechten Aufbauten integrieren. Mit seinem<br />

exakt festgelegten Messablauf<br />

sorgt das Testsystem dann dafür,<br />

dass der vorgegebene Prüfprozess<br />

bei jeder einzelnen Prüfung<br />

eingehalten wird. Im Vergleich zu<br />

bisherigen tragbaren Testinstrumenten<br />

können Anlagenbetreiber<br />

und Maschinenbauer damit<br />

deutlich schneller überprüfen, ob<br />

ein elektrisch sicheres Umfeld<br />

vorliegt.<br />

Bild: Panduit<br />

Bei der Wartung von elektrischen Geräten müssen Sicherheitsrichtlinien eingehalten<br />

werden, die eine Spannungsprüfung zum Sicherstellen des Fehlens von Spannung<br />

vorschreiben – der VeriSafe von Panduit ermöglicht dies effizient und automatisiert<br />

NFPA- und UL-Normen<br />

für Anlagen in den USA<br />

In den USA ist der National Elec -<br />

trical Code per Gesetz Status<br />

quo der Technik. Maschinen- und<br />

Anlagenbauer sind infolgedessen,<br />

wie bereits beschrieben,<br />

aufgefordert, bereits konstruktiv<br />

die Normenkonformität der elektrischen<br />

Sicherheit, des Brandschutzs<br />

sowie der mechanischen<br />

Sicherheit sicher zu stellen. Die<br />

wichtigste Grundlage dafür stellt<br />

der NEC dar, auf den zudem<br />

102 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


• breites Produktspektrum an<br />

Steckverbindern für alle Anwendungen<br />

rund um die Leiterplatte<br />

Bild: Panduit<br />

Bild: Panduit<br />

Der VeriSafe ist bei 3- als auch bei 1-phasigen Anwendungen<br />

mit 50 oder 60 Hz und bis zu 600 V einsetzbar<br />

• optimale Bauteile in fertigungsgerechten<br />

Verpackungsformen<br />

• gesamte Bandbreite an möglichen<br />

Rastermaßen und Montagearten<br />

• Entwicklung kundenspezifischer<br />

Sonderlösungen<br />

• Werkzeugbau<br />

• Kabelkonfektionierung<br />

• Design-In<br />

Nach der Installation des VeriSafe können qualifizierte Elektriker mit<br />

einem einfachen Knopfdruck das Fehlen von Spannung an elektrischen<br />

Geräten prüfen<br />

zahlreiche weitere Vorschriften und Normen zurückzuführen sind.<br />

Darüber hinaus veröffentlichen auch die Underwriters Laboratories<br />

(UL) – die auch in Europa Produkte nach den jeweiligen Vorschriften<br />

testen, und zwar gemäß ihren eigenen sowie anderen Standards –<br />

Standards in Nordamerika. Maschinen- und Anlagenbauer sollten<br />

dabei beachten, dass der Gesetzgeber in den USA nicht zwingend<br />

vorschreibt, dass alle Geräte durch die UL approbiert sein müssen.<br />

Allerdings werden sie in den USA als bekannteste Prüforganisation<br />

immer und überall akzeptiert. Schaltanlagenbauer sowie elektrische<br />

Ausrüster, die in die USA liefern, müssen dementsprechend die UL<br />

508A als Standard für Industrial Control Panels und die NFPA 79 als<br />

Standard für Industrial Machinery erfüllen. Mit der Einhaltung der<br />

Gesetze und Codes lassen sich in Nordamerika sehr viel einfacher<br />

und schneller Anlagen und Maschinen in Betrieb nehmen. Die Kontrolle<br />

darüber übernehmen die verantwortlichen Behörden in den<br />

US-amerikanischen Bundesstaaten.<br />

ik<br />

www.panduit.com<br />

Weitere Informationen zu Panduit-Lösungen<br />

für industrielle Anwendungen:<br />

hier.pro/3fusL<br />

www.wppro.com<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 103


AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Die Digitalisierung im Schaltschrankbau beschleunig Abläufe und senkt Kosten<br />

„Der Schaltschrankbau ist ready-to-robot“<br />

In Zeiten wirtschaftlicher Veränderungen sowie zunehmendem Fachkräftemangel müssen Wertschöpfungsprozesse<br />

immer schneller, präziser und wirtschaftlicher erfolgen. Dies gilt auch für den Schaltschrankbau.<br />

Die Digitalisierung ist dabei ein wichtiger Faktor. Im Interview erklärt Dr. Sebastian Durst,<br />

Leiter der Division Cabinet Products bei Weidmüller, wie das Unternehmen den Anforderungen der<br />

Digitalisierung begegnet und welche konkreten Angebote bereits existieren.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Dr. Durst, was bedeutet Digitalisierung<br />

für den Schaltschrankbau?<br />

Dr. Sebastian Durst (Weidmüller): Der Schaltschrankbau ist ein<br />

Projektgeschäft – mit allem, was dazugehört: Bestellungen auf Zuruf,<br />

enge Terminvorgaben und Last-Minute-Änderungen sind die Regel.<br />

Dabei wird der Schaltschrankbau derzeit durch manuelle Prozessschritte<br />

und vielfältige Medienbrüche geprägt: Während <strong>Konstruktion</strong><br />

und Engineering heute weitestgehend durch verschiedene<br />

CAD/CAE-Werkzeuge unterstützt werden, liefert in Fertigung und<br />

Montage der Ordner mit ausgedrucktem Montage- und Stromlaufplan<br />

häufig die benötigten Informationen. Die Digitalisierung bietet<br />

hier vielfältige Chancen, die Fehleranfälligkeit zu reduzieren, Abläufe<br />

zu beschleunigen und gleichzeitig Kosten zu senken. Zugleich sind<br />

mit Automatisierungslösungen aber auch neue Anforderungen verbunden,<br />

zum Beispiel an das Komponentendesign.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was bedeutet das für Weidmüller?<br />

Bild: Weidmüller<br />

Dr. Sebastian Durst,<br />

Leiter der Division<br />

Cabinet Products<br />

Durst: Bleiben wir beim Beispiel Komponentendesign. In den vergangenen<br />

Jahrzehnten wurde das Design der Komponenten, wie<br />

Reihenklemmen, konsequent nach Maßgabe einer bestmöglichen<br />

Ergonomie und Haptik bei manueller Bestückung optimiert. Ein Beispiel<br />

hierfür sind die seitlichen Griffmulden bei unserer W-Reihe. Im<br />

Zuge einer automatisierten Bestückung gelten jedoch andere Anforderungen.<br />

Ein Roboter bevorzugt aufgrund der einfacheren Greifbarkeit<br />

parallele Flächen. Aber auch im Bereich der Produktdaten gelten<br />

im Zeitalter der Digitalisierung neue Maßstäbe. Während bei einer<br />

manuellen Bestückung, Markierung und Verdrahtung Themen wie<br />

der optimale Einführwinkel für den Leiter oder der Neigungswinkel<br />

der Markierfläche überflüssig waren, beziehungsweise der Erfahrung<br />

des Monteurs oblagen, benötigt der Roboter all diese Angaben.<br />

Darüber hinaus bieten sich aber auch Chancen für zusätzliche<br />

Serviceangebote, zum Beispiel basierend auf der Digitalisierung<br />

und Automatisierung der eigenen Fertigung. Wichtig ist dabei eine<br />

ganzheitliche Perspektive: Automatisierung im Schaltschrankbau gelingt<br />

nur, wenn Komponenten, Digitalisierung und Automatisierungstechnik<br />

zusammenpassen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche konkreten Angebote bietet Weidmüller<br />

bereits seinen Kunden?<br />

Durst: Bezogen auf das Komponentendesign setzen wir bereits<br />

heute konsequent auf ‚ready-to-robot‘. So wurde beispielsweise bei<br />

unserer neuen Reihenklemmenfamilie Klippon-Connect-A-Reihe<br />

von Beginn an auf Greifer-optimierte Außenkonturen geachtet. Wir<br />

bieten unseren Kunden bereits heute standardmäßig über den<br />

eCl@ss-Standard hinausgehend relevante Daten, wie den Neigungswinkel<br />

der Markierungsfläche als Basis für eine automatisierte<br />

Laserbeschriftung. Der ‚digitale Schatten‘ ist bei Weidmüller Realität.<br />

Und schließlich haben wir mit unserem sogenannten Fast Delivery<br />

Service für einbaufertige Klemmleisten sowie bestückte Gehäuse<br />

als Teil von Klippon-Services ein neues Serviceangebot geschaffen.<br />

Innovativ ist dabei vor allem die Art und Weise, wie dieser<br />

Service integriert in die Kundenprozesse echten Mehrwert schafft.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Können Sie den Fast Delivery Service genauer<br />

erklären?<br />

Durst: Die digitalisierte und automatisierte Wertschöpfungskette<br />

des Fast Delivery Service umfasst vier Schritte: Im ersten Schritt<br />

konfiguriert der Kunde in unserem Weidmüller Configurator (WMC)<br />

– der eingebettet ist in das von ihm genutzte eCAD-System – die<br />

gewünschte Klemmleiste beziehungsweise das bestückte Gehäuse.<br />

Dabei bietet der WMC zahlreiche Assistenzfunktionen, wie zum<br />

Beispiel eine automatische Prüfung auf Vollständigkeit und Plausibilität.<br />

Fehlt relevantes Zubehör, wird dieses automatisch ergänzt. Im<br />

zweiten Schritt erhält der Kunde innerhalb weniger Minuten ein fertiges<br />

Angebot inklusive aller relevanten Informationen. Nach erfolgter<br />

Bestellung werden die Daten aus dem WMC über ein automatisches<br />

Interface direkt in die Weidmüller-Systeme übertragen. Auf<br />

dieser Basis erfolgt die automatische Bestückung der Klemmleiste<br />

beziehungsweise die Bearbeitung und Bestückung der Gehäuse.<br />

Die einbaufertige Klemmleiste wird so innerhalb von nur vier Tagen<br />

ab Kundenbestellung montiert und anschließend an den Kunden ge-<br />

104 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

„Mit Klippon-Connect haben<br />

wir gleichzeitig ein neues<br />

Serviceangebot geschaffen.“<br />

liefert. Schaltschrankbauer in Deutschland können so bereits nach<br />

fünf Arbeitstagen ihre Konfiguration dem Praxistest unterziehen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Vorteile resultieren dabei für den<br />

Kunden?<br />

Durst: Der Prozess ist schnell, einfach und wirtschaftlich ab Losgröße<br />

1. Durch die Digitalisierung der Wertschöpfungskette wird der<br />

Bestellvorgang für den Kunden<br />

deutlich vereinfacht, zeitraubende<br />

Iterationsschleifen entfallen.<br />

Er erhält innerhalb von nur wenigen<br />

Minuten ein automatisiertes<br />

Angebot. Die garantierte Lieferzeit<br />

von vier Tagen plus Transportzeit<br />

bei Klemmleisten erlaubt<br />

ihm darüber hinaus eine Integration<br />

dieses Service in seine Standardabläufe,<br />

eine aufwendige Vorausplanung<br />

ist nicht notwendig.<br />

Damit können sich unsere Kunden<br />

durch Outsourcing dieser Tätigkeiten<br />

auf ihr Kerngeschäft fokussieren.<br />

Und anstatt viele einzelne<br />

Artikel zu handeln, muss<br />

der Kunde je Klemmleiste oder<br />

bestücktem Gehäuse nur einen<br />

Artikel managen. Das reduziert<br />

Komplexitäts- und Lagerhaltungskosten.<br />

Auch deshalb bekommen<br />

wir aktuell sehr viel positives<br />

Feedback zu unserem<br />

Fast Delivery Service.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Dr.<br />

Durst, welche weitere Entwicklung<br />

sehen Sie für die nächsten<br />

Jahre?<br />

26.–28.<strong>11.2019</strong><br />

Halle 2<br />

Stand 546<br />

breitung erfahren werden. Als Partner für den automatisierten<br />

Schaltschrankbau unterstützen wir unsere Kunden und Partner dabei,<br />

von den individuellen Chancen der Digitalisierung und Automatisierung<br />

zu profitieren. Was das bedeuten kann, zeigen wir auf der<br />

Messe SPS in Nürnberg anhand einer neuen Liveapplikation, dem<br />

RailLaser-System zur vollautomatischen Beschriftung von bestückten<br />

Klemmenleisten.<br />

ge<br />

www.weidmueller.de<br />

Details zum Fast Delivery Service:<br />

hier.pro/Y7rw0<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 155<br />

RAMO ®<br />

ZAHLT SICH AUS.<br />

Durst: Mit den derzeitigen Lösungen<br />

ist sicherlich noch nicht<br />

die Endausbaustufe des digitalisierten<br />

Schaltschrankbaus erreicht.<br />

Aktuell wird die Entwicklung<br />

noch von einzelnen Pionieren<br />

getrieben, die Nachfrage<br />

wächst in Zeiten von straffen<br />

Produktionsabläufen und gleichzeitigem<br />

Fachkräftemangel aber<br />

rapide. Ich gehe davon aus, dass<br />

innerhalb der nächsten fünf Jahre<br />

Digitalisierungs- und Automatisierungslösungen<br />

für den<br />

Schaltschrankbau eine weite Ver-<br />

Die RAFI-Tasterbaureihe mit Einbaudurchmesser 22 und 30 mm ist wie<br />

geschaffen für die einfache Integration in Ihre Anwendung. Dafür sorgen<br />

die geringe Bauhöhe und Einbautiefe sowie der Befestigungswinkel<br />

RAMO EDGE. Der Plug & Play M12-Anschluss ermöglicht eine sichere<br />

und effiziente Montage.<br />

Wir verbinden Industriestandards mit innovativer Technologie.<br />

Damit Sie Zeit und Kosten sparen.<br />

Erfahren Sie mehr über RAMO auf ramo-taster.de<br />

www.rafi.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 105


AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Schwere Steckverbinder online konfigurieren und bestellen<br />

Direkt auf Kollisionen prüfen<br />

Ein lösungsorientierter Konfigurator von Phoenix Contact bietet Hilfe bei der Suche nach der richtigen Kompo -<br />

nentenkombination für handelsübliche schwere Steckverbinder. Denn diese sind erst dann vollständig, wenn<br />

neben den Gehäusebauteilen auch die Kontakte, Kontakteinsätze und Kabelverschraubungen gewählt wurden.<br />

Dirk Bunzel, Manager Digital Tools, Industrial Field Connectivity, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg<br />

Schwere Industriesteckverbinder erfüllen vielfältige Aufgaben –<br />

von der Hauptstromversorgung an Maschinen und Anlagen<br />

über die Anbindung von Schaltschränken inklusive der Datenübertragung<br />

bis hin zur gleichzeitigen Kontaktierung hunderter Einzelsignale<br />

in einem einzigen Gehäuse. Ebenso vielfältig wie die Einsatzmöglichkeiten<br />

sind auch die Anforderungen der Planer und Anwender<br />

dieser Produkte. Das gilt sowohl hinsichtlich der Art und Anzahl<br />

der Kontaktstellen als auch hinsichtlich der äußeren Ausgestaltung.<br />

Daher werden schwere Steckverbindungen hauptsächlich als ein -<br />

zelne Bauteile angeboten, um die Vielfalt an kundenindividuellen<br />

Lösungen produktionstechnisch und logistisch zu bewältigen.<br />

Baukasten für schwere Steckverbinder<br />

Im Umkehrschluss bedeutet dies für die Planer von Schaltschränken,<br />

Maschinen und Anlagen allerdings, dass sie die jeweiligen Produktprogramme<br />

ihrer Lieferanten besonders gut kennen müssen, um die<br />

richtigen Komponenten auswählen zu können. Die Bestimmung der<br />

richtigen Tüllen-, Kupplungs-, Anbau- und Sockelgehäuse, der festpoligen<br />

oder modularen Kontakteinsätze inklusive Kontakte für Signale,<br />

Daten und Energie, der Kabelverschraubungen sowie des Zubehörs<br />

ist dabei eine komplexe und zuweilen zeitraubende Aufgabe. Neben<br />

der Unterstützung durch Vertriebsspezialisten, vor allem für stark<br />

individualisierte Anforderungen, gewinnen zunehmend Onlinekon -<br />

figuratoren an Bedeutung, die durch Kunden und Anwender direkt<br />

bedienbar sind. Anstatt sich in herstellerspezifische Systematiken<br />

und Bezeichnungen einzuarbeiten, wählt der Interessent – etwa<br />

über Filterfunktionen – die gewünschten Kontakteinsätze aus. Alle<br />

weiteren erforderlichen Komponenten werden dann Schritt für<br />

Schritt hinzugefügt. Moderne benutzerfreundliche Konfiguratoren,<br />

wie zum Beispiel Heavycon 3D von Phoenix Contact, erlauben es<br />

dem Anwender, aus einer bildlich dokumentierten Auswahlliste die<br />

gewünschten Komponenten per Drag & Drop zusammenzufügen.<br />

Dreidimensionale Ansicht<br />

Die Logik des Konfigurators stellt hierbei sicher, dass die konfigu -<br />

rierte Lösung im Bereich des technisch Möglichen bleibt, dass also<br />

die Komponenten funktional und mechanisch zusammenpassen.<br />

Das System gleicht beispielsweise Baugrößen ab, ermittelt pas -<br />

sende Gegenstücke für Kontakteinsätze und bietet zu den zusammengestellten<br />

Produkten passendes Zubehör an. Diese und ähnlich<br />

zeitraubende Tätigkeiten müssen also nicht mehr vom<br />

Anwender selbst ausgeführt werden.<br />

Je nach System kann er außerdem noch während des<br />

Konfigurationsvorgangs den Fortschritt seiner indivi -<br />

duell konfigurierten Steckverbindung in dreidimensionaler<br />

Ansicht verfolgen. Die Visualisierung hilft dabei,<br />

einerseits die selbst ausgewählten Entscheidungen<br />

und andererseits die systemisch ausgewählten Komponenten<br />

nachzuvollziehen und sofort zu erkennen.<br />

Eine fehlerhafte Auswahl kann umgehend korrigiert<br />

werden. Am Ende des Konfigurationsvorgangs erhält<br />

der Anwender eine Übersicht über die ausgewählten<br />

Komponenten und kann noch einmal überprüfen, welche<br />

Bauteile in welcher Menge bestellt werden. Zudem<br />

ist es möglich, die individuelle Menge der Komponenten<br />

anzupassen, etwa um Ersatzteile vorzuhalten.<br />

Einfache Anwenderführung: Vollständige schwere Steckverbindungen<br />

werden mit dem Onlinekonfigurator im Handumdrehen zusammengestellt<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Unterstützung beim Entwicklungsprozess<br />

Vorteilhaft ist auch eine weitere Funktion, mit der eine<br />

Identifikationsnummer für die konfigurierte Lösung<br />

automatisch vergeben wird. Werden Elektronik und<br />

Mechanik etwa in einem Schaltschrankprojekt durch<br />

zwei Personen entwickelt, kann der konfigurierende<br />

Anwender das Ergebnis zur Kontrolle weiterleiten. Der<br />

nächste Anwender muss lediglich die Identifikations-<br />

106 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Drag & Drop sowie eine übersichtliche<br />

Oberfläche: Anwender<br />

des Heavycon-3D-Konfigurators<br />

von Phoenix Contact können<br />

von der intuitiven und schnellen<br />

Bedienung des digitalen Werkzeugs<br />

profitieren<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

nummer, auch Lösungs-ID genannt, kennen und kann die Konfiguration<br />

damit direkt aufrufen. Da die dreidimensionale Ansicht der<br />

erzeugten Lösung jederzeit als CAD-Volumenmodell heruntergeladen<br />

werden kann, ist zudem eine direkte Integration in die CAD-<br />

Entwicklung des Projekts möglich, in dem die Steckverbindung zum<br />

Einsatz kommen soll. Die größte Zeitersparnis ergibt sich für den<br />

Entwickler dann daraus, dass er die 3D-Modelle der einzelnen Komponenten<br />

nicht selber zusammenfügen muss. Stattdessen ist das<br />

Digitale Daten<br />

bilden die Grundlage<br />

PLUS<br />

Bevor ein moderner 3D-Konfigurator für Anwender bereitsteht,<br />

ist eine Vielzahl an Schritten erforderlich. Eine der<br />

wichtigsten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Um -<br />

setzung sind die zugrundeliegenden digitalen Daten und<br />

Informationen. Dazu zählen:<br />

• alle technischen Eigenschaften und Daten der zu konfigurierenden<br />

Komponenten,<br />

• alle nicht-technischen Parameter, die darüber hinaus relevant<br />

für die Auswahl und Konfiguration der Komponenten sind sowie<br />

• 3D-Modelle mit Koordinaten der Produkthülle und Funktions -<br />

ankern.<br />

Im Idealfall liegen die technischen Daten in strukturierter<br />

Form vor, also nach einem einheitlichen Schema in einer<br />

Datenbank. Auch alle weiteren im Laufe des Entwicklungsprozesses<br />

benötigten Daten – etwa zusätzliche Kriterien,<br />

nach denen der Konfigurator später entscheidet – sollten<br />

in gleicher Art und Weise gespeichert werden.<br />

Werden digitale Daten einmalig und zentral erfasst, muss<br />

dies nicht für jede neue Anwendung erneut erfolgen. Beispiele<br />

dafür sind Online-Shops, CAE-Systeme oder auch<br />

Klassifizierungssysteme wie eCl@ss. Die Daten können dann<br />

immer wieder verwendet werden. Auch Änderungen und<br />

Aktualisierungen von Daten sind zentral möglich und so<br />

in kürzerer Zeit und mit geringerem Aufwand umsetzbar.<br />

gesamte Beziehungswissen der Steckverbinderlösung bereits im<br />

Volumenmodell berücksichtigt. Eine Kollisionsprüfung mit der vollständigen<br />

Steckverbindung kann dadurch noch vor der Bestellauslösung<br />

erfolgen. Reicht der verfügbare Bauraum nicht für den Einbau,<br />

ist eine Anpassung auch zu diesem Zeitpunkt kein Problem.<br />

Die konfigurationsbegleitende Prüfung durch das System, die visuelle<br />

Kontrolle während des Konfigurationsvorgangs sowie die Möglichkeit<br />

der Prüfung von Bauräumen durch den vor der Bestellung verfügbaren<br />

CAD-Download bewahren den Anwender vor einer Lieferung falscher<br />

oder nicht gewünschter Komponenten. Darüber hinaus werden<br />

Wartezeiten auf ansonsten eventuell erforderliche Nach- und Ersatzlieferungen<br />

während des Fertigungsprozesses in erheblichem Maße<br />

verringert. Durch eine deutliche Verringerung an Rück- und Ersatzlieferungen<br />

lassen sich zusätzlich Verwaltungskosten für die Koordination<br />

sowie Logistikkosten für das Handling nicht benötigter Komponenten<br />

einsparen. Und nicht zuletzt werden unnötige Materialtransporte vermieden<br />

– was sich wiederum vorteilhaft auf die Umwelt auswirkt.<br />

Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen<br />

Um zukünftig Fertigungs- und Logistikprozesse effizienter zu gestalten,<br />

werden auch bei Phoenix Contact die involvierten Systeme sukzessive<br />

weiterentwickelt. So könnte eine überwachende Instanz das<br />

Bestellverhalten automatisiert auswerten und wertvolle Impulse zur<br />

Optimierung der Disposition geben. Häufig konfigurierte und bestellte<br />

Lösungen könnten manuell oder automatisch als fertig vorbereiteter<br />

Artikel erzeugt werden. Dies würde die Vorfertigung und Einlagerung<br />

– einhergehend mit einer Herstellkostenoptimierung – vereinfachen<br />

und vor allem eine noch schnellere Lieferzeit ermöglichen.<br />

Auch eine gezielte Führung des Anwenders hin zu direkt verfügbaren<br />

Varianten kann umgesetzt werden.<br />

ik<br />

www.phoenixcontact.com<br />

Direkt zum Konfigurator für schwere<br />

Steckverbinder gelangen Sie hier:<br />

t1p.de/ol29<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 310<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 107


AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Für ADB Safegate konzipierte FTCAP einen individuellen Folienkondensator, der in der visuellen Flugplatzführung zum Einsatz kommt<br />

Bild: Nieuwland/stock.adobe.com<br />

Kundenspezifische Kondensatoren von FTCAP in der Flugplatzbefeuerung<br />

Für hohe Spannungen geeignet<br />

Ein niederinduktiver Kondensator, der sehr hohe Spannungen gewährleistet und extremen Temperaturschwankungen<br />

widersteht: Das ist ein klarer Fall für eine Sonderlösung – und somit für den Husumer<br />

Hersteller FTCAP, der sich auf maßgeschneiderte Kondensatoren spezialisiert hat. Für ADB Safegate,<br />

einen Anbieter von Flughafenleistungen, konzipierten die Experten eine individuelle Lösung, die in<br />

einer Komponente für die visuelle Flugplatzführung zum Einsatz kommt.<br />

Jens Heitmann, Account Manager/Marketing Manager, FTCAP GmbH, Husum<br />

ADB Safegate entwickelt und produziert Technologien, die den<br />

Flugbetrieb effizient und sicher machen – darunter zum Beispiel<br />

automatisierte Systeme für Flugfeld-, Tower- und Gate-Anlagen.<br />

„Unsere Lösungen für die Abflugoptimierung, digitale Flugstreifen,<br />

Andockleitsysteme und die Flugüberwachung sind weltweit<br />

im Einsatz und werden von Air-Traffic-Controllern und Flughäfen<br />

rund um den Globus eingesetzt“, erläutert Peter Körner, Senior<br />

Electrical Designer bei dem Unternehmen. Ein Geschäftsbereich<br />

des Anbieters ist „Airfield Lighting“. Hier dreht sich alles darum, den<br />

Piloten mithilfe von automatisierten visuellen Leitsystemen effizient<br />

und sicher an das richtige Gate zu leiten. Intelligente AGL (Aeronautical<br />

Ground Lighting)-Lösungen vereinfachen den Führungsprozess<br />

und verbessern die Lageerfassung durch das Ein- und Ausschalten<br />

der Befeuerung gemäß den Informationen der Airfield- und Flugzeugüberwachug.<br />

„Unser Sortiment ist modular aufgebaut und ermöglicht<br />

es, kosteneffizient maßgeschneiderte Systeme zusammenzustellen“,<br />

erläutert Körner. „Unser Portfolio umfasst die eigentliche<br />

LED-Befeuerung von Start-, Lande- und Rollbahn genauso wie<br />

die passenden Steuerungs- und Kontrollsysteme. So lassen sich individuell<br />

ganzheitliche Konzepte erarbeiten und umsetzen.“<br />

Schlechte Erfahrungen mit Öl-Papier-Kondensatoren<br />

Auch ein professionell konzipiertes Gesamtsystem ist jedoch immer<br />

nur so gut wie seine Komponenten. Das wird immer dann deutlich,<br />

wenn an einer Stelle Probleme auftreten – wie vor einigen Jahren<br />

bei einem Filter, der Teil der Kontroll- und Steuerlösungen zur visuel-<br />

len Flugplatzführung ist. Der sogenannte SCF (Series Circuit Filter)<br />

ermöglicht es proprietären SPS-Signalen, den Speisestromerzeuger<br />

(Constant Current Regulator, CCR) für Flugplatzbeleuchtungsanlagen<br />

zu passieren. Der SCF kann separat oder im Gehäuse eines<br />

CCR installiert werden. Er besteht aus zwei Widerständen, einer<br />

Ringkernspule und einem Kondensator. Letzterer war der Verursacher<br />

der Probleme: Bis dato setzte das Unternehmen in dieser Anwendung<br />

einen Öl-Papier-Kondensator ein. Leider ließ die Zuverlässigkeit<br />

dieses Produkts zu wünschen übrig. Die Experten hatten einerseits<br />

mit steigenden dielektrischen Verlusten zu kämpfen. Andererseits<br />

traten Ölleckagen auf, die nicht nur zu einem steigenden<br />

Ableitstrom führten, sondern mitunter auch zu Kurzschlüssen mit<br />

drastischen Ausfällen. Schließlich kontaktierte man seinen lokalen<br />

Lieferanten OEM Electronics und fragte einen neuen und besseren<br />

Kondensator für diese spezielle Anwendung an.<br />

Hohe Anforderungen an den Kondensator<br />

Die Anforderungen an den Kondensator waren ungewöhnlich: Er<br />

muss hohen Wechselspannungen störungsfrei widerstehen und<br />

Temperaturen von 0 °C bis 85 °C trotzen. Gleichzeitig sollte er geringe<br />

dielektrische Verluste aufweisen, um die überlagerten SPS-<br />

Signale nicht zu beeinträchtigen oder zu stören. „Der Spannungsbedarf<br />

am Kondensator ist sehr hoch“, betont Körner. „Das liegt daran,<br />

dass im realen Einsatz bei normaler Netzfrequenz ein Großteil der<br />

Spannung am Kondensator auftritt, während nur ein geringer Spannungsabfall<br />

am Widerstand und am Induktor vorliegt.“ Der Hintergrund:<br />

Der SCF macht es möglich, dass proprietäre SPS-Signale innerhalb<br />

von 2 - 20 kHz parallel zur Ausgangsleistung der CCR pas-<br />

108 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Sonderanfertigungen für schwierige Anwendungen sind das<br />

Spezialgebiet von FTCAP – die Kondensatoren werden nach<br />

den Vorgaben der Kunden individuell konzipiert<br />

Bild: FTCAP<br />

sieren können. Die CCR betreibt eine ganze sogenannte Primärkreislaufschleife<br />

auf Flugplätzen. Die CCR-Ausgangsleistung kann<br />

bis zu 30 kW betragen, was bedeutet, dass bei regulärer Netzfrequenz<br />

Wechselspannungen von bis zu 5,3 kV erreicht werden. Der<br />

SCF – und der verbaute Kondensator – muss dieser Hochspannung<br />

standhalten. „Es war gar nicht so einfach, auf dem Markt Kondensatoren<br />

zu finden, die diesen Anforderungen gerecht werden“, erinnert<br />

sich Daniel Nandorf, Product Manager Capacitive Components &<br />

Batteries bei OEM Electronics. „Wir konnten jedoch einige Modelle<br />

ausfindig machen und übermittelten unserem Kunden die entsprechenden<br />

Datenblätter zur Prüfung.“ ADB Safegate entschied sich, einen<br />

Kondensator von FTCAP sowie ein Wettbewerbsprodukt zu testen.<br />

Der Gewinner war der Filmkondensator des Husumer Herstellers<br />

FTCAP. Kein Wunder: Es handelt sich dabei um eine für diese<br />

Anwendung maßgeschneiderte Sonderlösung, die wie gewünscht<br />

eine Wechselspannung von 5,3 kV unterstützt. Ein kundenspezifisch<br />

ausgeführtes eckiges Stahlgehäuse ist einerseits robust und fügt<br />

sich andererseits gut in den Bauraum des SCF ein.<br />

Kondensatoren nach Maß<br />

Sonderanfertigungen für schwierige Anwendungen sind das Spezialgebiet<br />

der Husumer. Um die innovativen Kondensatoren nach<br />

Maß reibungslos produzieren zu können, verfügt der Hersteller über<br />

eine Abteilung für Fertigungstechnik. Diese Mitarbeiter sind Experten<br />

für den Sondermaschinen- und Werkzeugbau – so kann das Husumer<br />

Unternehmen die Anlagen für seine speziellen Anforderungen<br />

auch selbst entwickeln und bauen. Ein gutes Beispiel dafür ist<br />

das Stahlgehäuse des für ADB Safegate realisierten Folienkondensators.<br />

Ein Stahlgehäuse ist bei Anwendungen mit einer solch hohen<br />

Spannung ungewöhnlich, weil leicht Probleme mit Funkenüberschlägen<br />

entstehend können – schließlich ist Stahl elektrisch leitend.<br />

FTCAP löste diese Herausforderung mit erhöhten Anschlüssen,<br />

die einen möglichst großen Abstand zum Gehäuse gewährleisten.<br />

Der eigens konzipierte Kondensator bewährt sich nun schon<br />

seit einigen Jahren. Peter Körner ist mit seiner Wahl nach wie vor<br />

zufrieden: „Es war eine gute Entscheidung, einen speziellen Kondensator<br />

nach unseren Vorgaben entwickeln zu lassen. Von der guten<br />

elektrischen Leistung über die hohe Zuverlässigkeit bis hin zur<br />

schnellen Verfügbarkeit und nicht zuletzt dem guten Preis-Leistungsverhältnis<br />

stimmt hier wirklich alles.“ So wird der SCF weiterhin<br />

dazu beitragen, dass vielen Flughäfen auf dieser Welt „ein Licht<br />

aufgeht.“<br />

jg<br />

www.ftcap.de<br />

https://de.adbsafegate.com/<br />

Details zu den kundenspezifischen Kondensatoren von<br />

FTCAP:<br />

hier.pro/KiYz1<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 109


KOMPLETTLÖSUNG?<br />

UNSERE SPEZIALITÄT.<br />

www.bopla.de<br />

HMI-Integration<br />

Individuelle Lösungen für die Bedienbarkeit<br />

Ihrer Anwendung sind unser Ziel.<br />

Mit der Integration von Folientastaturen und<br />

Touch- / Displayeinheiten als Schnittstelle zu<br />

Ihrer Elektronik liefern wir Ihnen das komplette<br />

Endprodukt. Selbstverständlich montiert und<br />

im hauseigenen Labor geprüft.<br />

Freuen Sie sich auf unseren Rundum-Service!<br />

26.11. – 28.<strong>11.2019</strong> · Nürnberg, Deutschland<br />

Halle 2, Stand 520<br />

Bernstein-Lösung für sichere Maschinen und Anlagen<br />

Maschinen zonenabhängig abschalten<br />

Mit dem Sicherheitsrelais SCR P bietet die<br />

Bernstein AG in Porta Westfalica eine Lösung<br />

zur vollständigen Absicherung von Maschinen<br />

und Anlagen mit Hilfe eines Smart<br />

Safety Systems. Das SCR P, das eine Vielzahl<br />

an Daten sammelt und per Ethernet zur Verfügung<br />

stellt, ergänzt die Smart-Safety-Reihe<br />

rund um den RFID-Sensor SRF, den elektronischen<br />

Not-Halt SEU sowie die Sicherheitsauswertung<br />

SCR DI. Aufgrund der beiden unabhängigen<br />

Freigabepfade ist es möglich,<br />

Industriekameras von AIT mit Schutzart IP40 und IP65<br />

Maschinen zonenabhängig<br />

abzuschalten.<br />

Durch<br />

die Kombination<br />

mehrerer Sicherheitsrelais<br />

nimmt<br />

das Gerät weniger Platz im Schaltschrank<br />

ein. Mit dem SCR P lassen sich 5 Sicherheitskreise<br />

bis PL e absichern.<br />

ge<br />

www.bernstein.eu<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 240<br />

Für einfache Überwachungsaufgaben und BV konzipiert<br />

Bild: AIT<br />

Bild: Bernstein<br />

Die AIT Goehner GmbH in Stuttgart stellt eigene<br />

Industriekameras mit Schutzart IP40<br />

und IP65 vor. Bisher als Distributor und Systemintegrator<br />

für herstellerunabhängige<br />

Komponenten und Lösungen bekannt, hat<br />

AIT diese Industriekameras für PC-basierte<br />

Systeme für einfache Überwachungsaufgaben<br />

als auch für die industrielle Bildverarbeitung<br />

konzipiert. Sie ermitteln Positionen, prüfen<br />

Farben und Vollständigkeit, erkennen Teile,<br />

kontrollieren Aufdrucke, Symbole und Maße<br />

und lesen Klarschriften und Codierungen.<br />

Der Global Shutter sorgt auch bei schnell bewegten<br />

Objekten für verzerrungsfreie Bilder.<br />

Hohe Bildraten, großer Dynamikumfang sowie<br />

eine brillante Farbwiedergabe sind weitere<br />

Merkmale der AIT-Kameras. Mit der -<br />

GenICam-Standardschnittstelle wird eine einfache<br />

Integration in die unterschiedlichsten<br />

Bildverarbeitungssysteme ermöglicht, etwa<br />

in das bewährte Inspektionssystem AIT Easy<br />

Pro.<br />

mc<br />

www.ait.de<br />

Frontplattenschnittstellen von Murrelektronik<br />

Sicherheitsvorschriften einhalten<br />

Richtig gute<br />

Verbindungen<br />

Distribution und Fertigung von Spezial- & Standardkabel-Lösungen.<br />

Kundenspezifi sche Sonderkonstruktionen<br />

auch in kleinen Chargen.<br />

Gerne erreichen Sie uns unter:<br />

info @ kabeltronik.de | www.kabeltronik.de<br />

Die Frontplattenschnittstellen Modlink<br />

MSDD von Murrelektronik ermöglichen den<br />

einfachen Zugriff auf die Steuerung, wenn<br />

ein Diagnose- oder Servicefall auftritt. Der<br />

Schaltschrank kann geschlossen bleiben, die<br />

Komponenten darin werden in der vorgege-<br />

Bild: Murrelektronik<br />

benen Schutzart betrieben. Dadurch werden<br />

die Sicherheitsvorschriften für den Betrieb<br />

von elektrischen Anlagen eingehalten. Das<br />

modulare System von Modlink MSDD basiert<br />

auf einheitlichen Rahmen (Einfach- und Doppelrahmen),<br />

in die unterschiedliche Einsätze<br />

eingesteckt werden. Die Einbaumaße sind<br />

immer gleich. Exportorientierte Unternehmen<br />

können auf länderspezifische Gegebenheiten<br />

reagieren, ohne das Gehäuse überarbeiten<br />

zu müssen. Es genügt, den passenden<br />

Einsatz zu montieren. Praktisch sind Einsätze,<br />

bei denen in einem Einfachrahmen<br />

Platz für die Steckdose und einen Datenstecker<br />

ist.<br />

ge<br />

www.murrelektronik.com<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 325<br />

110 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


NEWS<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Werma bietet kompakte LED-Einbauleuchte an<br />

Signalgerät mit bis zu sieben Farben<br />

Mit der LED-Einbauleuchte Multicolour 240<br />

bietet die Werma Signaltechnik GmbH + Co.<br />

KG, Rietheim-Weilheim, ein kompaktes Signalgerät<br />

mit bis zu sieben Farben in einer<br />

Leuchte an. Dabei stehen Rot, Gelb, Grün,<br />

Weiß, Blau, Violett und Türkis zur Auswahl. Alternativ<br />

ist eine Tricolour-Variante erhältlich,<br />

die die äufig verwendete Farbkombination<br />

rot, gelb und grün in einem Signalgerät vereint.<br />

Die Ansteuerung erfolgt über einen ein-<br />

fachen Kabelanschluss oder vorkonfektioniert<br />

über einen M12-Stecker. Darüber hinaus ist<br />

die Leuchte auch in Kombination mit einem<br />

Summer erhältlich. Dieser signalisiert mit einem<br />

3400-Hz-Pulston und einer Lautstärke<br />

von 85 dB. Die Multicolour 240 hat einen<br />

Durchmesser von 55 mm und hebt sich im<br />

eingebauten Zustand 46 mm von der Oberfläche<br />

ab. Ihre Lebensdauer beträgt bis zu<br />

50.000 Stunden und mit der Schutzart IP65<br />

ist sie wassergeschützt sowie staubdicht.<br />

Die Bit-codierte Ansteuerung ermöglicht zudem<br />

die Darstellung der drei Grundfarben<br />

Grün, Gelb und Rot mit nur zwei SPS-Ausgängen.<br />

ik<br />

www.werma.com<br />

Bild: Werma Signaltechnik<br />

Automatisierungsplattform von Bosch Rexroth unterstützt eine Vielzahl von Programmiersprachen<br />

Offen und skalierbares System für die Automatisierung der Zukunft<br />

Bild: Bosch Rexroth<br />

Maschinenbau ist heute Software-Entwicklung.<br />

Diese Marktanforderung erfüllt der Automatisierungsspezialist<br />

mit der neuen Automatisierungsplattform<br />

ctrlX Automation. Sie<br />

umfasst neueste Software-Technologien für<br />

das Engineering sowie sämtliche SPS- und<br />

Motion-Aufgaben. Durch vorgefertigte,<br />

selbst erstellte und erstellbare Apps sind<br />

Softwarefunktionen nahezu beliebig kombi-<br />

nierbar. Die Apps können in einer Vielzahl von<br />

Programmiersprachen wie C++, Skriptsprachen<br />

wie Python oder neuen grafischen Sprachen<br />

wie Blockly erstellt werden. Das eröffnet<br />

Maschinenherstellern neue Freiheitsgrade.<br />

Mit Plattform entscheiden Anwender<br />

künftig selbst, ob sie klassisch nach IEC<br />

61131, PLCopen G-Code oder in weitverbreiteten<br />

Hoch- beziehungsweise Internetsprachen<br />

programmieren. Das macht Maschinenhersteller<br />

unabhängig vom Fachkräftemangel<br />

für SPS-Spezialisten und proprietären Sys -<br />

temen. Konfiguration und Inbetriebnahme<br />

der Automatisierungskomponenten erfolgen<br />

komplett webbasiert ohne Softwareinstallation.<br />

Innerhalb von Minuten nach dem Einschalten<br />

ist die Software programmiert. Die<br />

Systemumgebung der Automatisierungsplattform<br />

steht zudem komplett virtuell zur<br />

Verfügung, sodass die Programmierung auch<br />

ohne Hardware erfolgen kann. Systemfunktionalitäten<br />

können jederzeit über eigene Prozessfunktionen,<br />

Apps und Open Source Software<br />

erweitert werden. Insgesamt reduziert<br />

die Lösung so den Engineering-Aufwand um<br />

30 bis 50 % und verkürzt damit die Time-to-<br />

Market neuer Maschinen erheblich. Mehr als<br />

30 direkte Anschlussmöglichkeiten und Kommunikationsstandards<br />

bieten maximale Flexibilität<br />

für die wirtschaftliche und durchgängige<br />

Vernetzung von der Feldebene bis in die<br />

Cloud. Die Plattform ist außerdem auf zukünftige<br />

Kommunikationsstandards wie TSN<br />

und 5G vorbereitet und damit das am besten<br />

vernetzbare System am Markt.<br />

jg<br />

www.boschrexroth.com<br />

Messe SPS: Halle 7, Stand 450<br />

The NEW OPUS B-Series<br />

Aluminium housing<br />

Optical bonding<br />

Sunlight readable<br />

Excellent price-performance ratio<br />

Versatile use - across industries<br />

The A-Series<br />

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www.topcon-electronics.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 111


AUTOMATISIERUNG<br />

NEWS<br />

Absolutdrehgeber von Hengstler mit Profinet-Protokoll auch für IoT-Anwendungen einsetzbar<br />

Kontinuierliche Zustandsüberwachung in vielen Bereichen<br />

Bild: Hengstler<br />

Der Acuro AC58 von Hengstler ist einer der<br />

robustesten und vielseitigsten Absolutdrehgeber<br />

am Markt. Jetzt hat der Hersteller die<br />

Produktfamilie um die beliebte Profinet-<br />

Schnittstelle erweitert und so für die derzeit<br />

aktuelle Siemens-Umgebung optimiert. Damit<br />

können Anwender die komplette Siemens-Performance<br />

nutzen. Neben den bisher<br />

rein spezifischen Telegrammen 86 und 87<br />

des Automatisierungsspezialisten enthält das<br />

neue Profinet-Protokoll auch die neuen Telegramme<br />

88 und 89 (64 Bit). Das Profinet-Protokoll<br />

4.2 ist darüber hinaus für den Schnittstellenstandard<br />

OPC-UA vorbereitet, sodass<br />

die Drehgeber für alle IoT-Applikationen<br />

verwendbar sind. Dazu<br />

zählt die Fernwartung ebenso<br />

wie die Zustandsüberwachung<br />

(Condition Monitoring), die vorausschauende<br />

Wartung (Predictive<br />

Maintenance) und die vorsorgliche<br />

Wartung (Preventive<br />

Maintenance). Software-Updates<br />

können Anwender bei den Drehgebern<br />

dank des neuen Protokolls<br />

selbst vornehmen. Ein weiterer<br />

Vorteil von Profinet 4.2 ist<br />

die eindeutige Referenzierung<br />

des Geschwindigkeitswertes: Er<br />

war bisher abhängig von der Interpretation<br />

des jeweiligen Encoder-Herstellers.<br />

Die Drehgeber können in fast<br />

allen Industrie-Anwendungen eingesetzt werden,<br />

da sie über eine große Vielfalt an Optionen<br />

und Funktionen verfügen. Konstrukteure<br />

profitieren davon durch eine enorme Freiheit<br />

beim Design ihrer Anlagen. Die Absolutdrehgeber<br />

sind durch ihre hohe Auflösung von bis<br />

zu 22 Bit (Singleturn) und ihre sehr kurzen Zykluszeiten<br />

von 31,25 ms unter anderem prädestiniert<br />

für den Einsatz in hochpräzisen Anwendungen<br />

wie Satelliten-Antennen, Messsystemen<br />

oder in der Drucktechnik. Da sie eine<br />

absolute Genauigkeit von ±35‘‘ und eine<br />

Wiederholgenauigkeit von ±10‘‘ besitzen,<br />

sind sie zudem erste Wahl für hochdynamische<br />

Anwendungen wie in der Verpackungstechnik<br />

oder in Pick-and-Place-Anlagen. Aufgrund<br />

ihrer Robustheit finden die Drehgeber<br />

auch in Schwerlast-Anwendungen wie in der<br />

Holz-, Stahl- oder Papierindustrie, in Baumaschinen<br />

sowie in schwer zugänglichen Bereichen<br />

wie in Brückensteuerungen oder im Abwassermanagement<br />

Verwendung. Die Drehgeber<br />

halten Schocks bis zu einer Stärke von<br />

min. 400 g und Vibrationen bis zu einer Stärke<br />

von min. 30 g problemlos stand und können<br />

in einem weiten Temperaturbereich von<br />

-40 bis +85 °C eingesetzt werden. Die Drehgeber<br />

sind für eine Drehzahl von min. 10.000<br />

U/min. im Dauerbetrieb ausgelegt und haben<br />

eine durchschnittliche Energieaufnahme von<br />

lediglich 1,5 W (Multiturn-Ausführung). Durch<br />

die kurzen Zykluszeiten ist zudem eine glattere<br />

Regelung als bei konventionellen Drehgebern<br />

möglich, sodass Anwender bis zu 30%<br />

Energie sparen können. Neben der Profinet-<br />

Schnittstelle verfügen die Drehgeber auch<br />

über die Protokolle Ethernet/IP, SSI/BiSS,<br />

Ethercat, Profibus, CANopen, CANlayer2,<br />

Device Net, Interbus und Suconet. jg<br />

www.hengstler.de<br />

Messe SPS: Halle 4A, Stand 525<br />

we invite.<br />

Welcome to GMN at sps 2019<br />

Hall 3A, Booth 200<br />

SPINDLE TECHNOLOGY | HIGH PRECISION BALL BEARINGS | FREEWHEEL CLUTCHES | NON-CONTACT SEALS<br />

GMN 112 Paul K|E|M Müller <strong>Konstruktion</strong> Industrie GmbH 11 2019& Co. KG<br />

Äußere Bayreuther Str. 230 · D-90411 Nürnberg<br />

Phone: +49 911-5691-251 · Fax: +49 911-5691-699<br />

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Mit Fluke-Messsystem Energieverbräuche sicher messen<br />

Der Schaltschrank bleibt zu<br />

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Bild: Fluke<br />

Die Schaltschrank-Durchführung<br />

PQ 400 der Fluke Deutschland<br />

GmbH gestattet den unmittelbaren<br />

Zugang zu Spannungs- und<br />

Stromsensoren im Inneren eines<br />

Schaltschranks. Netzqualitätsund<br />

Energiemessungen können<br />

so ohne Öffnen der Schaltschranktür<br />

durchgeführt werden.<br />

Die Durchführung lässt sich mit<br />

einem Stufenbohrer und einer<br />

elektrohydraulischen Lochstanze<br />

einfach montieren. 3-Phasen-<br />

Spannungs-, Strom- und Masseverbindungen<br />

decken die meisten<br />

Messkonfigurationen ab.<br />

Nach der Montage muss der<br />

Techniker lediglich die Abdeckung<br />

entriegeln, den Deckel<br />

aufklappen und die Leitungen<br />

seines Analysators oder Loggers<br />

anschließen. Dank automatischer<br />

Stromzangenerkennung<br />

braucht der Schrank auch nicht<br />

mehr geöffnet zu werden, um<br />

das Zangenmodell zu prüfen. Die<br />

PQ400 ist auch mit den Netzund<br />

Stromversorgungsanalysatoren<br />

der Fluke-Serie 430 kompatibel,<br />

erfüllt CAT IV 600V und CAT<br />

III 1000V und lässt sich dank vollständiger<br />

Drehbarkeit um 360°<br />

beliebig ausrichten.<br />

kf<br />

www.fluke.de<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 150<br />

Einstellungen an Maschinen virtuell<br />

und risikolos testen? Geben Sie mit<br />

ProSimulation Vollgas!<br />

Sika bietet Kalibrator bis +450 °C<br />

Mit erweitertem Temperaturbereich<br />

• Regelungstechnik und Mechanik modellieren<br />

• Maschinen virtuell aufbauen<br />

• Maschinen schnell und unkompliziert testen<br />

Bislang waren die TP Premium<br />

Temperaturkalibratoren nur in<br />

Geräten mit Temperaturbe -<br />

reichen von -55 bis maximal<br />

+255 °C erhältlich. Mit dem TP<br />

37450E.2 dringt Anbieter Sika Dr.<br />

Siebert & Kühn GmbH & Co. KG<br />

nun in neue Temperaturbereiche<br />

vor. Während typische Grenztemperaturbereiche<br />

bei Marktbegleitern<br />

bislang bei +350 °C lagen,<br />

erreicht Sika mit dem neuen<br />

Kalibrator bis zu +450 °C und das<br />

bei einem Kalibriervolumen von<br />

Ø 60 × 150 mm. Für den Anwender<br />

bedeutet das eine Zeitersparnis,denn<br />

er kann eine große Anzahl<br />

von Prüflingen gleichzeitig in<br />

dem großen Kalibriervolumen kalibrieren.<br />

Neu bei den mobilen<br />

Temperaturkalibratoren ist zudem<br />

das Lüftersystem, das erstmals<br />

beim TP 37450E.2 zum Einsatz<br />

kommt. Durch die patentierte<br />

Anordnung der Lüfter lassen<br />

sich stark verkürzte Abkühlzeiten<br />

erreichen, die zu kürzeren Kalibrierzeiten<br />

führt. Neben Trockenblock-Kalibrierungen<br />

können mit<br />

dem Modell auch Kalibrierungen<br />

für Infrarot-Thermometer und<br />

Oberflächensensoren durchgeführt<br />

werden. Laut Anbieter Sika<br />

ist dies einzigartig am Markt. kf<br />

www.sika.net<br />

Messe SPS: Halle 8, Stand 308<br />

Bild: Sika<br />

www.prosimulation.de<br />

www.baumueller.com<br />

Besuchen Sie uns auf der SPS in<br />

Nürnberg: 26.– 28. November 2019<br />

Halle 1, Stand 560<br />

be in motion<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 113


AUTOMATISIERUNG<br />

NEWS<br />

Programmierbares Sicherheitssystem von Hima<br />

Einfache Modernisierung von Prozessanlagen<br />

Bild: Hima Paul Hildebrandt<br />

Die Hima Paul Hildebrandt GmbH hat mit der<br />

HIQuad X ein programmierbares Sicherheitssystem<br />

auf den Markt gebracht, das eine flexible<br />

und skalierbare Weiterentwicklung der<br />

HIQuad ist. Sie ist zudem ein wichtiger Baustein<br />

der technisch einheitlichen Smart-<br />

Safety-Plattform, die alle Hima-Steuerungen<br />

vereint. Hard- und Software sind aufeinander<br />

abgestimmt, wodurch Anlagenbetreiber eine<br />

skalierbare Lösung erhalten, mit der sie von<br />

kleinen Einzelanwendungen bis hin zu komplexen<br />

Architekturen von Großanlagen die<br />

kompletten Safety- und Security-Bedürfnisse<br />

bedarfsgerecht abdecken können. Die HI-<br />

Quad X bietet dafür unter anderem eine verringerte<br />

Systemzyklus- und Reaktionszeit,<br />

gerade bei Gleitkommaberechnungen sowie<br />

eine erhöhte Diagnosefähigkeit, die eine<br />

schnellere Fehlerverfolgung im Wartungsfall<br />

zulässt. Die flexible Systemarchitektur ermöglicht<br />

zum einen den punktuellen Einsatz<br />

von redundanten Modulen bis hin zur kompletten<br />

Redundanz. Zum anderen lassen sich<br />

nachträgliche Anpassungen am System bei<br />

Applikationsprogrammen, Hardware und<br />

Kommunikation vornehmen – sogar im laufenden<br />

Betrieb. Das HIQuad-X-System ermöglicht<br />

zudem den Einsatz von SIL3-Modulen<br />

mit integrierter Eigensicherheit (Ex-<br />

Schutz) und diese benötigen keine separaten<br />

Trennschaltverstärker für ihre eigensicheren<br />

SIL-Kreise mehr. Darüber hinaus entfallen<br />

fehlerhafte Anlagenabschaltungen durch defekte<br />

Trennschaltverstärker. Dies wird durch<br />

die redundanten Verschaltungsmöglichkeiten<br />

ermöglicht, die stets einen Austausch defekter<br />

Systemkomponenten im laufenden Betrieb<br />

zulassen. Selbstverständlich lässt sich<br />

das HIQuad X System auch mit jedem Prozessleitsystem<br />

(PLS) auf redundantem Wege<br />

verbinden. Es läuft selbst dann autark weiter,<br />

wenn ein Fehler im PLS oder der Kommunikation<br />

auftritt. Dabei helfen die eingebauten<br />

Security-Mechanismen. Sie erzeugen eine<br />

virtuelle und auch physikalische Separierung<br />

beim Einsatz von Standard-Protokollen. Die<br />

Smart-Safety-Plattform basiert auf der Nutzung<br />

von Basiskomponenten, die für alle Hima-Produktfamilien<br />

identisch sind. Durch die<br />

freie Kombinierbarkeit der Plattformkomponenten<br />

kann nahezu jede Lösung entwickelt<br />

und umgesetzt werden.<br />

ik<br />

www.hima.com<br />

Messe SPS: Halle 6, Stand 267<br />

<br />

über 60 Jahre Erfahrung<br />

für Ihre Sicherheit<br />

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Würde sollte kein<br />

Konjunktiv sein.<br />

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Tel. +49 (0) 711-91 96 97 -0<br />

Fax +49 (0) 711-91 96 97 -50<br />

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Jeder Mensch hat das Recht<br />

auf ein Leben in Würde.<br />

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

114 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Yaskawa entwickelt Cobots für ein leichtes Pick-and-Place<br />

Platzsparend und ohne Schutzzäune<br />

Bild: Yaskawa<br />

Yaskawa Europe GmbH zeigt mit Hilfe von<br />

Showzellen, wie sich die Effizienz im roboterbasierten<br />

Handling steigern lässt. In einer<br />

Showzelle erledigen zwei leichte Highspeed-<br />

Roboter vom Typ MotoMini gemeinsam komplexe<br />

und hochpräzise Handlingaufgaben:<br />

Dieses kleinste Modell im Motoman-Portfolio<br />

mit einer Reichweite von 350 mm und einer<br />

Tragfähigkeit von 500 g verbindet schnelle<br />

Taktzahlen mit einer hohen Wiederholgenauigkeit<br />

von 0,02 mm. Auf kleinstem Raum<br />

kann er dabei Bewegungen in alle drei Richtungen<br />

und um alle drei Achsen ausführen.<br />

Diese Bewegungsfreiheit ermöglicht auch<br />

kompliziertere, dreidimensionale Handlingvorgänge.<br />

Damit eignet sich der 6-Achser<br />

ideal für das Handling kleiner Werkstücke<br />

und Bauteile, aber auch für den Montageeinsatz<br />

in kleinen Produktionsmaschinen.<br />

Eine Showzelle illustriert die Potenziale<br />

eines Motoman HC10 beim Palettieren:<br />

Der MRK-fähige Hybridroboter kann<br />

einfach und platzsparend in schutzzaunlose<br />

Sicherheitskonzepte integriert werden.<br />

Dabei lässt er sich besonders schnell und<br />

flexibel an verschiedene Pick-and-Place- Anwendungen<br />

anpassen, denn die Programmierung<br />

kann über den Roboterarm und<br />

durch den Einsatz des Smart Pendants erfolgen.<br />

Möglich machen dieses Easy Teaching<br />

zusätzliche Funktionstasten in der Nähe des<br />

Flansches. Dabei kann ein sicheres Umschalten<br />

zwischen Industriegeschwindigkeit und<br />

kollaborierender Geschwindigkeit beim Einsatz<br />

von externer Sicherheitstechnik zur Maximierung<br />

des Outputs beitragen. eve<br />

www.yaskawa.eu.com<br />

Messe SPS: Halle 7, Stand 340<br />

Predictive-Maintenance-Lösungen von Mitsubishi Electric verbessern Produktion<br />

Wettbewerbsvorteile durch Automatisierung<br />

Auf der SPS 2019 in Nürnberg lautet das<br />

Motto von Mitsubishi Electric: Your solution<br />

partner for smart manufacturing. Auf dem<br />

Stand zeigt das Unternehmen seine neueste<br />

Palette an Automatisierungsprodukten und<br />

-technologien, die den Anwendern einen<br />

Wettbewerbsvorteil verschaffen. Zu den vorgestellten<br />

Lösungen gehören Predictive<br />

Maintenance, Time-Sensitive<br />

Networking (TSN) und zunehmend<br />

kollaborative Robotik –<br />

allesamt zur Verbesserung der<br />

Produktion. Die Hilfe beim<br />

Umgang mit großen Datenmengen<br />

durch Edge Computing<br />

wird neben der breiteren<br />

Anwendung von KI zur Verbesserung<br />

der Maschinenund<br />

Systemintelligenz im Vordergrund<br />

stehen. Die Realisierung<br />

und Anwendung dieser<br />

Technologien wird durch die<br />

Zusammenarbeit mit Partnern<br />

der e-F@ctory Alliance unter-<br />

stützt. Ein weiterer Schwerpunkt liegt im Maschinenbau,<br />

wobei mehrere Produktentwicklungen<br />

Verbesserungen in Bezug auf Leistung<br />

und Integration bieten.<br />

jg<br />

https://de3a.mitsubishielectric.com<br />

Messe SPS: Halle 7, Stand 391<br />

Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 115


AUTOMATISIERUNG<br />

NEWS<br />

Hübner erweitert sein Angebot an inkrementalen Drehgebern<br />

Sichere Drehzahlmessung bei extremen Bedingungen<br />

Mit dem sicherheitszertifizierten Drehgeber<br />

FG(H) 41 erweitert Johannes Hübner Fabrik<br />

elektrische Maschinen GmbH, Gießen, sein<br />

Angebot an inkrementalen Drehgebern um<br />

eine Baureihe speziell für die sichere Drehzahlmessung<br />

(SIL 2 / PL d bzw. SIL 3 / PL e).<br />

Er ist wahlweise in Hohlwellenbauform<br />

(20 mm) oder Vollwelle (14 mm) für Flanschoder<br />

Fußanbau erhältlich und verfügt über integrierte<br />

Diagnosefunktionen zur Eigenüberwachung.<br />

FG(H) 41 Drehgeber eignen sich<br />

für geschwindigkeitsorientierte (SIL 3) und lageorientierte<br />

(SIL 2) Sicherheitsfunktionen.<br />

Sie liefern bis zu 4.096 Impulse HTL, TTL<br />

oder Sin/Cos. Der Kabelanschluss erfolgt entweder<br />

über einen M23 Stecker oder per<br />

Klemmleiste im radialen Klemmkasten. Ergänzt<br />

um die ebenfalls sicherheitszertifizierten<br />

mechanischen Anbauteile bietet Hübner<br />

Giessen optimal aufeinander abgestimmte<br />

Systemlösungen. Für den Hohlwellen-Anbau<br />

mit Fehlerausschluss stehen passende Adapterwellen<br />

und Drehmomentstützen zur Verfügung.<br />

Der Vollwellen-Anbau lässt sich optimal<br />

mit den sicherheitszertifizierten Kupplungen<br />

sowie bei Flanschanbau mit den passend<br />

ausgelegten Zwischenflanschen umsetzen.<br />

Mit den sicheren Ausgangssignalen des<br />

FG(H) 41 können in Verbindung mit einem<br />

zertifizierten Drehzahlwächter oder einer Sicherheitssteuerung<br />

verschiedene Sicherheitsfunktionen,<br />

wie Safely-Limited Speed<br />

Bild: Hübner Giessen<br />

(SLS) oder Safe Speed Monitoring (SSM) für<br />

die sichere Drehzahlüberwachung realisiert<br />

werden. Alternativen dazu sind der elektronische<br />

Grenzdrehzahlschalter EGS 41 und das<br />

Universal-Drehgeber-System U-One-Safety.<br />

Mit diesen SIL-zertifizierten Subsystemen<br />

lassen sich Sicherheitsfunktionen wie SLS<br />

oder SSM auch ohne zusätzliche Sicherheitssteuerungen<br />

oder Drehzahlwächter realisieren.<br />

kf<br />

www.huebner-giessen.com<br />

Baumüller integriert parametrierbare Verzögerungszeit in seine neuen Safety-Module<br />

Minimale Stillstandszeiten im Fehlerfall<br />

Bild: Baumüller Nürnberg<br />

Die Baumüller Nürnberg GmbH hat ihre neuen<br />

Safety-Module SAF 002/003 der Umrichterreihe<br />

B Maxx 5000 um eine frei parametrierbare<br />

Verzögerungszeit erweitert. Diese<br />

wird zwischen einer Sicherheitsfunktion und<br />

der dazu gehörenden Fehlerreaktion Safe-Torque-Off<br />

(STO) geschaltet. So ist die Maschi-<br />

nenmechanik im Fehlerfall vor Schäden geschützt<br />

und Stillstandszeiten werden minimiert.<br />

Klassischerweise sind die Safety-Module<br />

mit diversen Sicherheitsfunktionen ausgestattet,<br />

die im Bedarfsfall für sichere Überwachungen<br />

angewandt werden. Wird zum<br />

Beispiel bei der sicheren Überwachung einer<br />

Geschwindigkeit eine Grenzwertverletzung<br />

detektiert, so reagiert das System mit dem<br />

Auslösen der Funktion STO, durch die der Antrieb<br />

drehmomentfrei geschaltet wird. Allerdings<br />

kann es in dem Fall dazu kommen,<br />

dass der Motor nicht kontrolliert zum Stillstand<br />

kommt, also austrudelt. Bei der neuen<br />

parametrierbaren Verzögerungszeit handelt<br />

es sich um ein individuell je nach Sicherheitsfunktion<br />

frei programmierbares Zeitfenster,<br />

das zwischen die Sicherheitsfunktionen und<br />

die STO-Funktion geschalten wird. Sollte beispielsweise<br />

bei der aktiven Geschwindigkeitsüberwachung<br />

Safe-Limited-Speed (SLS)<br />

die vorab parametrierte Geschwindigkeit<br />

überschritten werden, wird die Verzögerungszeit<br />

gestartet. Gleichzeitig sendet das Safety-<br />

Modul ein Signal an den Umrichter, damit<br />

dieser eine bestimmte Aktion ausführt. Diese<br />

Aktion ist vorab parametrierbar, beispielsweise<br />

bremst der Umrichter den Antrieb innerhalb<br />

der eingestellten Zeit geregelt ab.<br />

Steht die Maschine still, wird der Antrieb sicher<br />

drehmomentfrei geschalten.<br />

kf<br />

www.baumueller.com<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 560<br />

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Distanzhülsen und O-Ringe<br />

Produktgruppe THOMADRIVE ®<br />

Antriebstechnik mit Rollenketten, Kettenrädern,<br />

Zahnriemen<br />

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Chemietechnik<br />

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116 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


SPS 2019<br />

wirautomatisierer.de<br />

Sylke Schulz-Metzner,<br />

Vice President SPS,<br />

Mesago Messe<br />

Frankfurt<br />

„Mit dem neuen<br />

Namen haben wir<br />

das Messeprofil<br />

der SPS geschärft.“<br />

30 Jahre SPS – Seite AW 16<br />

elektro<br />

AUTOMATION<br />

Konzepte • Systemlösungen • Komponenten<br />

Nominiert für den<br />

Automation Award 2019<br />

Stimmen Sie ab – ab Seite AW 4<br />

OPC UA als Meilenstein<br />

der Automatisierung<br />

Sonderteil – ab Seite AW 18<br />

Titelstory – Seite AW 18<br />

Profinet und OPC UA<br />

vereinfachen<br />

Predictive Maintenance


Industrie<br />

Das<br />

Kompetenz-<br />

Netzwerk<br />

der Industrie<br />

18 Medienmarken für alle wichtigen<br />

Branchen der Industrie<br />

Information, Inspiration und Vernetzung<br />

für Fach- und Führungskräfte in der Industrie<br />

Praxiswissen über alle Kanäle:<br />

Fachzeitschriften, Websites, Newsletter,<br />

Whitepaper, Webinare, Events<br />

Ihr kompetenter Partner für die<br />

Zukunftsthemen der Industrie<br />

2 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019<br />

Die passenden Medien für Sie<br />

und Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

media.industrie.de


EDITORIAL<br />

Automatisierung als Enabler für<br />

Digitalisierung und Industrie 4.0<br />

Als Heft im Heft finden Sie nachfolgend unseren<br />

Sonderteil mit Innovationen zur SPS 2019,<br />

die in diesem Jahr erstmals nicht mehr als<br />

SPS IPC Drives auftritt sondern als Smart<br />

Production Solutions – oder kurz SPS. Hinter<br />

der Umbenennung (siehe Interview ab S.<br />

AW 16) steckt mehr als nur die Anpassung an<br />

den bei Automatisierern üblichen Begriff für<br />

die Nürnberger Fachmesse. Einzelne Komponenten<br />

wie Steuerungen und Antriebe bleiben<br />

zwar nach wie vor grundlegende Bausteine<br />

der Automatisierung, aber mehr und<br />

mehr richtet sich der Blick auf Systemlösungen,<br />

die per digitaler Durchgängigkeit Engineering<br />

und Datenanalyse auf IoT-Plattformen<br />

verbinden – eben smarte Fertigungslösungen.<br />

Hier wird Digitalisierung greifbar, denn das<br />

Zusammenwirken aller Komponenten wird<br />

durch die Unterstützung von gemeinsamen<br />

Standards durch die Automatisierungsanbieter<br />

ermöglicht. Die Integrationsfähigkeit der Komponente<br />

in die Anlagenautomatisierung rückt<br />

damit weiter in den Vordergrund.<br />

Eine Schlüsselrolle bei der Standardisierung<br />

spielt dabei ohne Zweifel das M2M-Protokoll<br />

OPC UA, ausgeschrieben Open Platform<br />

Communications Unified Architecture, ältere<br />

Automatisierer erinnern sich zudem an die<br />

Herkunft aus dem Object Linking and Embedding<br />

for Process Control. Mit Blick auf 30<br />

Jahre Messe SPS lohnt deswegen auch ein<br />

Blick auf die Bedeutung von OPC UA in der<br />

Automatisierung. So setzt etwa Audi (siehe<br />

Bericht ab S. AW 18) auf diesen Standard, um<br />

an relevante Daten heranzukommen und<br />

diese so aufzubereiten, dass sie auch verwendet<br />

werden können – eine Aufgabe, an<br />

der gelegentlich noch der Einsatz von Lösungen<br />

zur vorausschauenden Wartung scheitert.<br />

Von entscheidendem Vorteil ist, dass OPC UA<br />

Daten nicht nur transportiert, sondern interpretierbar<br />

macht. Welche Rolle in diesem<br />

Zusammenhang das mit OPC DI (Device<br />

Integration) mögliche Informationsmodell<br />

hat, zeigt der Beitrag ab S. AW 22. Ohne<br />

Zweifel lässt sich damit OPC UA als wichtiger<br />

Meilenstein in der Geschichte der Automatisierung<br />

sehen.<br />

Übrigens: Auch im Rahmen des Automation<br />

Award 2019, der von der elektro AUTOMATION<br />

vergeben wird, beleuchten wir schon seit einiger<br />

Zeit neben den Komponenten auch Systemlösungen.<br />

Bilden Sie sich selbst ein Bild<br />

und stimmen Sie mit ab – Sie finden uns auf<br />

der SPS in Halle 1 am Stand 119. Gewinnen<br />

können dabei auch Sie (siehe S. AW 4).<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban<br />

Chefredakteur<br />

elektro AUTOMATION/<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

michael.corban@konradin.de<br />

Folgen Sie uns auch auf diesen Kanälen:<br />

Twitter:<br />

@elektroAUTOMATI<br />

LinkedIn:<br />

hier.pro/UBS33<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 3


AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

AWARD<br />

Bild: editorial247.com<br />

Auch 2019 werden die<br />

Besucher der SPS alle<br />

nominierten Messe-Highlights<br />

auf dem Stand der<br />

Konradin Mediengruppe<br />

betrachten können.<br />

Jeder Besucher hat dann<br />

zwei Stimmen – je eine<br />

für seine Favoriten in den<br />

Kategorien ‚Steuerungstechnik<br />

& Systemlösungen‘<br />

sowie ‚Standardkomponenten<br />

& Sensorik‘<br />

Treffen Sie Ihre Wahl – beim Automation Award 2019<br />

Innovative Automatisierungsprodukte<br />

Es ist wieder soweit, die Wahl des bedeutendsten Preises der Automatisierungsbranche steht an: Im Rahmen<br />

der SPS 2019 können die Messebesucher vom 26. bis zum 28.<strong>11.2019</strong> ihre Favoriten wählen. Die erste Vorauswahl<br />

aus den zahlreichen Einreichungen der Aussteller hat dabei in bewährter Weise die Award-Jury getroffen.<br />

Inhalt<br />

INFO<br />

Treffen Sie Ihre Wahl – beim Automation Award 2019..AW 4<br />

Nominiert für den Automation Award 2019<br />

im Bereich ‚Steuerungstechnik & Systemlösungen‘........AW 6<br />

Nominiert für den Automation Award 2019<br />

im Bereich ‚Standardkomponenten & Sensorik‘..............AW 8<br />

Alle weiteren Einreichungen für<br />

den Automation Award 2019 im Überblick....................AW 10<br />

Sylke Schulz-Metzner, Vice President SPS,<br />

und Martin Roschkowski, Geschäftsführer,<br />

Mesago Messe Frankfurt, im Interview.........................AW 16<br />

Profinet und OPC UA erlauben<br />

praxisnahe Predictive Maintenance..............................AW 18<br />

DI-Informationsmodell im OPC-UA-Standard................AW 22<br />

Der Automation Award wird jedes Jahr anlässlich der Messe SPS<br />

in Nürnberg vergeben. Bewerben können sich Aussteller der<br />

Messe mit ihren innovativen Produkten. Die Award-Jury nominiert<br />

dann vorab zehn Innovationen – jeweils fünf in den beiden Kategorien<br />

Steuerungstechnik & Systemlösungen sowie Standardkomponenten<br />

& Sensorik. Aus diesen ‚Top-5-Produkten‘ je Kategorie (siehe Seite<br />

6/8) wählen die Besucher während der Messe ihre beiden Favoriten.<br />

Grundsätzlich hat jedes auf der Nürnberger Fachmesse SPS 2019<br />

(sps-messe.de) ausgestellte Automatisierungsprodukt die Chance,<br />

für den Automation Award nominiert zu werden – sofern es sich um<br />

eine Innovation handelt und das Produkt zur SPS zumindest seriennah<br />

zur Verfügung steht sowie konkret bis Mitte 2020 erhältlich ist.<br />

Welche Produkte nominiert wurden, lesen Sie auf den folgenden<br />

Seiten (inklusive Informationen zu allen weiteren Einreichungen);<br />

online finden Sie alle Angaben auch unter: wirautomatisierer.de<br />

Welche Produkte sich am Ende durchgesetzt haben, erfahren Sie im<br />

Dezember ebenfalls über unsere Website oder dann in der Februar-<br />

Ausgabe der elektro AUTOMATION.<br />

AW 4 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


AWARD<br />

AUTOMATION AWARD<br />

AWAR<br />

Zum Automation Award<br />

INFO<br />

Der Automation Award wird freundlicherweise unterstützt<br />

von der Mesago Messe Frankfurt sowie dem Verband<br />

Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA).<br />

Kontakt<br />

Konradin Mediengruppe, Leinfelden-Echterdingen<br />

Tel. +49 711 7594-349<br />

www.wirautomatisierer.de<br />

Messe SPS 2019: Halle 1, Stand 119<br />

Weitere Infos zum Automation Award:<br />

www.wirautomatisierer.de/automationaward<br />

Der Award vor Ort<br />

Da die Besucher der SPS die Auszeichnung vergeben, wird der<br />

Automation Award natürlich in Nürnberg präsent sein:<br />

• Informationen zu den nominierten Produkten wird neben dem<br />

normalen Messebummel unter anderem eine Podiumsveranstaltung<br />

am ersten Messetag um 12 Uhr (VDMA-Forum) liefern.<br />

Dort werden Vertreter der nominierten Unternehmen im Rahmen<br />

des Messeforums die insgesamt zehn Produkte jeweils kurz vorstellen<br />

– insbesondere hinsichtlich deren Besonderheit und Innovation.<br />

• Des Weiteren werden die nominierten Produkte auf dem ‚Automation-Award-Stand‘<br />

der Konradin Mediengruppe präsentiert,<br />

um so einen ersten Anreiz oder auch die letzte Entscheidungs -<br />

hilfe bei der Stimmabgabe zu bieten.<br />

Übrigens: Alle Stimmkarten, die auf dem Stand der Konradin<br />

Mediengruppe abgegeben werden, nehmen auf Wunsch an einer<br />

Verlosung attraktiver Sachpreise teil. Die Gewinner werden im<br />

Anschluss an die Messe per Ziehung ermittelt und schriftlich<br />

benachrichtigt. Als Hauptpreise warten eine GoPro Hero 7 sowie ein<br />

Stand-up-Paddel-Board auf die teilnehmenden Messebesucher.<br />

Jurypreis Digitalisierung<br />

Mehr als 20 Jahre Entwicklung im Bereich der Automatisierungstechnik<br />

lassen auch den Automation Award nicht unbeeindruckt.<br />

Erstmals wird deswegen 2019 zusätzlich der ‚Jurypreis Digitalisierung‘<br />

von der Jury des Automation Award vergeben. Prämiert wird<br />

eine Anwendung aus der Praxis, die exemplarisch zeigt, wie sich<br />

die Vorteile der Digitalisierung effizient nutzen lassen.<br />

ik<br />

Sicherheitsrelais PNOZsigma<br />

Die Gefährdung von Mensch und Maschine zu minimieren, ist das Ziel der<br />

Sicherheitsrelais von Pilz. Bereits im Jahr 1987 setzte Pilz mit der Patentierung<br />

des ersten NOT-AUS-Schaltgeräts zum Schutz von Mensch und<br />

Maschine einen Meilenstein in der Sicherheitstechnik. Innerhalb kürzester Zeit<br />

avancierten die Sicherheitsschaltgeräte PNOZ zum weltweit am häufi gsten<br />

eingesetzten Sicherheitsrelais.<br />

Die Sicherheitsrelais PNOZsigma überwachen Sicherheitsfunktionen wie<br />

Not-Halt, Schutztüren, Lichtgitter, Zweihand, Drehzahl, Stillstand und viele<br />

mehr. Dabei bewähren sie sich weltweit millionenfach im täglichen Einsatz.<br />

Vertrauen Sie auf PNOZsigma Sicherheitsrelais von Pilz – für die optimale<br />

Sicherheitslösung und ein Maximum an Wirtschaftlichkeit.<br />

PNOZ – das Original!<br />

SPS Nürnberg, Halle 9, Stand 370<br />

www.pilz.de, Webcode: web150099<br />

Pilz GmbH & Co. KG<br />

www.pilz.de


AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

PROMOTION<br />

Nominiert für den Automation Award 2019<br />

im Bereich ‚Steuerungstechnik & Systemlösungen‘<br />

Panduit GmbH: VeriSafe<br />

AWARD<br />

Elektrische Sicherheit per Schaltflächenklick erreichen<br />

Carlo Gavazzi GmbH: Smart Configurator SCTL55<br />

Smartes Prüf- und Programmiergerät<br />

für IO-Link-Sensoren<br />

Der Smart Configurator SCTL55 arbeitet als<br />

Stand-alone-Gerät unabhängig von PC und<br />

Software und unterstützt Sensoren nach dem<br />

IO-Link-Standard. Das Gerät ist sofort einsatzfähig<br />

und wird über einen Touch screen bedient.<br />

Für Sensoren<br />

in Gewinde -<br />

bauform befinden<br />

sich an der Oberseite<br />

des Gerätes<br />

ein dreipoliger und<br />

ein vierpoliger<br />

M8-Anschluss sowie<br />

eine<br />

M12-Buchse. Kabel-Versionen<br />

werden<br />

mittels eines<br />

Adapters mit dem<br />

Gerät verbunden.<br />

Sobald der Sensor<br />

angeschlossen<br />

ist, werden<br />

die entsprechenden<br />

Informationen über WiFi aus der IODD -<br />

finder, der Datenbank aller am Markt verfügbaren<br />

IO-Link-Sensoren, heruntergeladen. Alternativ<br />

können die Angaben über eine Micro-<br />

SD-Karte eingespielt oder bereits auf dem Gerät<br />

gespeicherte Informationen verwendet<br />

werden. Über ein Menü kann der Techniker<br />

den Sensor parametrieren und konfigurieren<br />

sowie Messwerte, Diagnosedaten und Prozessparameter<br />

auslesen. Das Gerät wurde für<br />

die Verwendung mit Sensoren nach dem IO-<br />

Link-Standard konzipiert und enthält mit<br />

Touchscreen, Speicher, Apps, Kommunika -<br />

tionsschnittstelle und Stromversorgung für<br />

mindestens fünf Betriebsstunden alle Komponenten,<br />

die dem Techniker ein autarkes Vorgehen<br />

ermöglichen.<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 411<br />

Bild: Carlo Gavazzi<br />

Das System VeriSafe minimiert das Risiko<br />

elektrischer Gefahren, indem es die<br />

Spannungsfreiheit des Schaltschranks<br />

überprüft. Im Vergleich zu bisherigen tragbaren<br />

Testinstrumenten sorgen Anlagenbetreiber<br />

und Maschinenbauer so deutlich<br />

schneller für ein elektrisch sicheres<br />

Umfeld. Gemäß der NEC festgelegt im<br />

NFPA 70E ist vor dem spannungsfreien<br />

Arbeiten mit elektrischen Installationen<br />

für ein elektrisch sicheres Umfeld zu sorgen.<br />

Der Messablauf ist exakt festgelegt.<br />

Mit VeriSafe stellt man automatisch sicher,<br />

dass der gesamte Prüfprozess bei<br />

jeder einzelnen Prüfung eingehalten wird.<br />

Mit praktisch einem Schaltflächenklick erreicht<br />

man elektrische Sicherheit. Hintergrund<br />

ist, dass Gefahren und Risiken für<br />

Menschen, Anlagen und Gebäude unter<br />

allen Umständen zu vermeiden sind. Anlagenbauer<br />

müssen ihre <strong>Konstruktion</strong><br />

und die Einhaltung der Normen, die elektrische<br />

Sicherheit, den Brandschutz und<br />

die mechanische Sicherheit garantieren.<br />

Die entscheidende Grundlage ist der Na-<br />

Pilz GmbH & Co. KG: PITmode fusion<br />

Bild: Panduit<br />

tional Electrical Code (NEC) – in den USA<br />

gesetzlich als Stand der Technik akzeptiert.<br />

NEC ist mit VDE 0100 beziehungsweise<br />

IEC 60364 vergleichbar und wird<br />

von der National Fire Protection Association<br />

(NFPA) unter dem Arbeitstitel NFPA<br />

70 veröffentlicht.<br />

Betriebsartenwahl- und Zugangsberechtigungssystem<br />

Bild: Pilz<br />

Das modular aufgebaute Betriebsartenwahl-<br />

und Zugangsberechtigungssystem<br />

PITmode fusion vereint Safety- und Security-Funktionen<br />

in einem System: die<br />

funktional sichere Wahl der Betriebsart<br />

sowie die Regelung der Zugangsberechtigung<br />

an Maschinen. PITmode fusion besteht<br />

aus der Ausleseeinheit PITreader<br />

und der Auswerteeinheit Safe Evaluation<br />

Unit. Durch den modularen Aufbau kann<br />

PITmode fusion individuell in das Design<br />

bestehender Bedienpulte integriert werden.<br />

Auf codierten RFID-Transponderschlüsseln,<br />

die im PITreader eingelesen<br />

und angelernt werden, erhält jeder Mitarbeiter<br />

die an seine individuelle Aufgabe<br />

angepasste Maschinenfreigabe und somit<br />

sicheren Zugang zur Maschine. Das<br />

gruppenbasierte Berechtigungsmanagement<br />

reduziert den Verwaltungsaufwand<br />

für Unternehmen zusätzlich. Das System<br />

kann mit allen gängigen Steuerungen eingesetzt<br />

werden. In Verbindung mit der<br />

Kleinsteuerung Pnozmulti 2 kann auf die<br />

Safe Evaluation Unit verzichtet werden,<br />

da diese bereits in die Kleinsteuerung integriert<br />

ist.<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 370<br />

AW 6 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


AWARD<br />

AWARD<br />

2019<br />

Top5-Produkt<br />

PROMOTION<br />

AWARD<br />

SYSTEME<br />

AUTOMATION AWARD<br />

Schneider Electric GmbH: Tesys Island<br />

Digitales Lastmanagementsystem<br />

Weidmüller Interface GmbH & Co. KG: U-Control 2000 web<br />

Echtzeitautomatisierung für das IoT<br />

Bild: Schneider Electric<br />

Bild: Weidmüller Interface<br />

Das neue vernetzte System Tesys Island (Schneider Electric) integriert<br />

Niederspannungslasten digital in die Maschinensteuerung<br />

und ermöglicht eine sehr hohe Transparenz der Last- und Gerätedaten.<br />

Eine hohe Maschinenverfügbarkeit, Vergleichbarkeit und Effizienz<br />

sind resultierende Vorteile neben schneller Installation und<br />

Konfiguration. Gleichzeitig sind dank durchgängiger Digitalisierung<br />

die direkte Steuerung und Verwaltung dieser Lasten ungemein vereinfacht.<br />

Mit einem Katalog von 40 Tesys-Avataren, die einem digitalen<br />

Zwilling der Geräte ähnlich sind und eine Reihe von vorkonfigurierten<br />

Funktionen darstellen, erlaubt Tesys Island eine intuitive<br />

Anpassung der Maschinen. Die <strong>Konstruktion</strong>szeit verkürzt sich erheblich.<br />

Anwender genauso wie Techniker und Betreiber können<br />

sich auf das Maschinendesign, die Lastintegration und die Steuerung<br />

fokussieren, und nicht auf die Auswahl und Inbetriebnahme<br />

jeder elektromechanischen Komponente. Durch Integration in industrielle<br />

Feldbussysteme entfällt auch der Bedarf an Ein- und<br />

Ausgängen, die Steuerverkabelung reduziert sich entsprechend.<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 540<br />

U-Control 2000 web, die flexible Steuerung von Weidmüller, integriert<br />

die Echtzeitautomatisierung und die Kommunikation für das Internet<br />

der Dinge (IoT). Durch die Nutzung eines gemeinsamen Variablen-Pools<br />

erfolgt die Programmierung bedienerfreundlich über eine<br />

grafische Oberfläche, Expertenwissen auf der Protokollebene ist dadurch<br />

nicht zwingend notwendig. Das Engineering-Tool in Form eines<br />

Webservers ist bereits integriert, so dass keine weitere Software<br />

benötigt wird. Durch die Programmierung mit jedem Html-5-fähigen<br />

Browser lassen sich Kosten für das Vorhalten von Lizenzen reduzieren<br />

und PC-Systeme plattform- und betriebssystemunabhängig<br />

nutzen. Dabei muss sich der Anwender in der Bedienung nicht umstellen,<br />

denn die Programmierung erfolgt nach dem etablierten IEC-<br />

61131-Standard. Das Entwicklungstool NodeRed garantiert dabei die<br />

einfache Realisierung von Anwendungen im Bereich IoT. Einzelne<br />

Funktionsbausteine (Nodes) werden einfach durch das Ziehen von<br />

Verbindungen kontaktiert. Mitgelieferte und frei verfügbare Nodes<br />

decken die meisten gängigen Dienste und Technologien ab.<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 155/351<br />

Ethernetleitung<br />

15 Mio. Zyklen getestet<br />

Test 4888<br />

Torsionsrekord für Leitungen mit ± 360 °/m<br />

Roboterleitungen direkt ab Lager<br />

Ab 1 m, ohne Schnittkosten<br />

Mit 3.800 m 2<br />

größtes Labor der Branche<br />

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elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 7


AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

PROMOTION<br />

Nominiert für den Automation Award 2019<br />

im Bereich ‚Standardkomponenten & Sensorik‘<br />

AWARD<br />

Bihl+Wiedemann GmbH: BWU3674<br />

Safety Gateway als<br />

ASi-5- und ASi-3-Master<br />

Bild: Bihl+Wiedemann<br />

Das ASi-5/ASi-3 Profisafe über Profinet Gateway<br />

(BWU3674) von Bihl+Wiedemann zählt<br />

zu den ersten ASi-5-Produkten. Mit seinen<br />

2 ASi-5/ASi-3-Mastern kann das Gateway in<br />

2 ASi-Netzwerken gleichzeitig als ASi-5- und<br />

ASi-3-Master kommunizieren. Der Onboard-<br />

Webserver erlaubt eine einfache Diagnose<br />

und Fernwartung, der integrierte OPC-UA-<br />

Server ermöglicht eine einfache Einbindung<br />

in Industrie-4.0-Anwendungen. Neben ASi<br />

Safety & Safe Link ist das sichere Feldbusprotokoll<br />

Profisafe über Profinet integriert.<br />

3 zweikanalige sichere Eingänge im Gateway<br />

können um bis zu 62 zweikanalige sichere<br />

Eingänge erweitert werden. Ebenfalls on board:<br />

6 elektronische sichere Ausgänge und<br />

eine Chipkarte zur Speicherung der Konfigurationsdaten.<br />

ASi-5, die Weiterentwicklung<br />

des bewährten Standards AS-Interface, bietet<br />

hohe Datenbreite, kurze Zykluszeiten, die<br />

einfache Integration intelligenter Sensoren<br />

und Aktuatoren über z.B. IO-Link und eine<br />

volle Abwärtskompatibilität zu allen bisherigen<br />

ASi-Generationen. Da ASi-5 und ASi-3<br />

auf ein- und demselben Kabel im gleichen<br />

Netzwerk kommunizieren, können bestehende<br />

ASi-3-Lösungen einfach um ASi-5-Geräte<br />

ergänzt werden. Es muss dafür lediglich ein<br />

vorhandenes Gateway durch ein ASi-5/ASi-<br />

3-Gateway ersetzt werden.<br />

Messe SPS: Halle 3A, Stand 111<br />

Bild: MSF-Vathauer Antriebstechnik<br />

Posital – Fraba GmbH: Hollow Shaft Kit Encoder<br />

Feedback-Encoder für Hohlwellen<br />

mit Energy Harvesting<br />

Die neuen Hohlwellen-Kit-Encoder von Posital bieten durch die Kombination<br />

mit dem Energy Harvesting Multiturn Counter nicht nur eine Auflösung<br />

von 18 bit pro Umdrehung, sondern auch eine energieautarke Multiturn-<br />

Variante mit 16 bit bei einer Genauigkeit von ± 0,02 Grad. Der integrierte<br />

Energy Harvester versorgt die Zählelektronik mit<br />

Spannungsimpulsen, so dass jede Umdrehung –<br />

auch bei nicht vorhandener externer Stromversorgung<br />

– exakt erfasst wird. Das schlanke<br />

Gerät mit einem Gewicht von nur 110 g ist<br />

sehr einfach zu installieren, zu konfigurieren<br />

und ist komplett wartungsfrei. Es ist<br />

ideal für die Installation auf einer Motorachse<br />

oder den Gelenken von Roboterarmen<br />

und Cobots geeignet. Es erfordert<br />

keine Kalibrierung und ist robust in seiner<br />

Leistung. Aktuell ist das Hohlwellen-Kit mit<br />

BiSS-C-Schnittstelle erhältlich, SSI befindet<br />

sich in der Entwicklung.<br />

Messe SPS: Halle 4A, Stand 401<br />

MSF-Vathauer Antriebstechnik GmbH & Co. KG: Energy-Recovery-System (ERS)<br />

Leicht integrierbare Energierückgewinnung<br />

AC-Standardmotoren und Servoantriebe erzeugen<br />

im Bremsbetrieb überschüssige Energie.<br />

Diese wird vom Energy-Recovery-System (ERS)<br />

direkt zur Anlage zurückgeführt. Aufgrund des<br />

hohen Wirkungsgrades von rund 98 % wird nach<br />

Einsetzen des Systems eine sichtbare Energieeinsparung<br />

festgestellt. Dank der kompakten<br />

Bauform wird zudem Platz im Schaltschrank eingespart.<br />

Das System ist sowohl für Neuanlagen<br />

als auch Bestandsanlagen geeignet. Das ERS<br />

kann entweder zentral oder dezentral montiert<br />

werden und wurde so konstruiert, dass es sowohl<br />

für Frequenzumrichter als auch für Servo -<br />

regler geeignet ist. Mit einer Spitzenleistung von<br />

5 kW benötigt es in der Anlage keine zusätzlichen<br />

Kühl- oder EMV-Komponenten und kommt<br />

ohne zusätzliche Filter, Drosseln oder weitere<br />

EMV-Maßnahmen aus. Der Schaltschrank erwärmt sich nicht, somit wird<br />

die Kühlanlage nicht mehr gebraucht. Einsatzfelder: alle Bereiche in denen<br />

Hub- oder Senkbewegungen getätigt werden.<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 236<br />

Bild: Posital – Fraba<br />

AW 8 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


AWARD<br />

2019<br />

Top5-Produkt<br />

KOMPONENTEN<br />

PROMOTION<br />

Hans Turck GmbH & Co. KG: Sensorik-Familie PS+, FS+, TS+<br />

AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

Fluidsensorik mit einheitlichem Handling<br />

Flexible Montage, intuitive Bedienung<br />

und zuverlässigen Dauerbetrieb verspricht<br />

die Fluidsensor-Plattform +. Im<br />

Mai wurden mit den Drucksensoren<br />

PS+ die ersten Geräte vorgestellt, die<br />

bereits zum Produktstart vor allem für<br />

ihre intuitive Bedienung den iF Design<br />

Award erhielten. Zur SPS werden die<br />

Strömungssensoren der Reihe FS+<br />

das Portfolio ergänzen, bevor die Temperatursensoren<br />

TS+ Anfang 2020 folgen.<br />

Da alle Sensoren auf derselben<br />

Plattform basieren, ermöglichen Sie<br />

dem Anwender ein einheitliches Handling.<br />

Die Bedienoberfläche mit kapazitiven<br />

Touchpads und einem mehrfarbigen<br />

Display erlaubt intuitive Einstellungen<br />

im Klartext-Menü. Das laserverschweißte<br />

Edelstahlgehäuse und die<br />

hermetisch geschlossene Bedieneinheit<br />

ohne Bohrungen bieten maximalen<br />

Schutz gegen das Eindringen von<br />

Feuchtigkeit und Staub. Die Plus-Sen-<br />

Wibu-Systems AG: CodeMeter Certificate Vault<br />

soren lassen sich besonders einfach in<br />

Betrieb nehmen. Überkopfmontagen<br />

sind genauso möglich wie Drehungen<br />

des Sensorkopfs in einem Bereich von<br />

340 Grad. Der Sensor registriert automatisch,<br />

ob ein PNP-, NPN-, Stromoder<br />

Spannungssignal verlangt wird.<br />

Messe SPS: Halle 7, Stand 250<br />

Sichere Zertifikate automatisiert ausrollen<br />

Bild: Hans Turck<br />

Tag der<br />

PSA<br />

3. Tag der PSA<br />

Praxis – Innovation – Recht<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Dorint Hotel, Mannheim<br />

Teilnahmegebühr: 395,00 Euro (zzgl. MwSt.).<br />

In der Teilnahmegebühr ist ein Catering<br />

(Mittagessen, Kaffeepausen) enthalten.<br />

Foto: © Gorodenkoff - Fotolia<br />

Bild: Wibu-Systems<br />

Im Smartcard-Chip des CmDongles<br />

werden Zertifikate, die Maschinen<br />

oder Geräte eindeutig und sicher über<br />

geheime und öffentliche Schlüssel<br />

identifizieren, sicher abgelegt. Code-<br />

Meter Certificate Vault funktioniert als<br />

PKCS#11-konformer Token Provider, integriert<br />

sich als Key Storage Provider in<br />

die Microsoft Cryptographic API Next<br />

Generation und kann zusammen mit<br />

der OpenSSL API verwendet werden,<br />

um die Schlüssel von<br />

TLS-Zertifikaten oder<br />

von OPC-UA-Instanzen<br />

sicher aufzubewahren<br />

und zu verwenden.<br />

Die Code-<br />

Meter License Central<br />

überträgt die Zertifikate<br />

und Schlüssel<br />

auf sichere Weise in<br />

den CmDongle. Die<br />

Erstellung und das<br />

Ausrollen von Zertifikaten<br />

können so flächendeckend mit<br />

geringem Aufwand und automatisiert<br />

erfolgen. Die Schlüssel und Zertifikate<br />

können weder ausgelesen noch weitergegeben<br />

oder dupliziert werden.<br />

Messe SPS: Halle 7, Stand 660<br />

Anmeldung und weitere Informationen:<br />

Si-Akademie für Sicherheit und Gesundheit<br />

Martina Langenstück<br />

Phone +49 711 7594-4607<br />

si-akademie@konradin.de<br />

Veranstalter:<br />

www.tag-der-psa.de<br />

Jetzt<br />

anmelden!


AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

PROMOTION<br />

Weitere Einreichungen für den<br />

Automation Award 2019<br />

Elmo Motion Control GmbH: Quartet<br />

4-Achsen Miniatur-Motion-Control-System<br />

AWARD<br />

GMC-I Messtechnik GmbH: Centrax CU5000<br />

Starkstrom-Messgerät mit integrierter SPS<br />

Bild: Elmo Motion Control<br />

Das Quartet ist eine vollständige<br />

Ready-to-use-Lösung bestehend<br />

aus 4 Servoantrieben und einem<br />

Motion Controller – alles zusammen<br />

passt in eine Handfläche.<br />

Das Miniatur-Motion-Control-System<br />

arbeitet mit bis zu 200 V<br />

Gleichspannung und einem Spitzenstrom<br />

von bis zu 60 A. Der<br />

Anwender kann damit bessere<br />

Regelschleifen mit minimaler Latenz<br />

realisieren und Mehrachsbewegungen<br />

koordinieren, die<br />

entsprechend IEC 61800-5-2<br />

Funktionale Sicherheit bieten.<br />

Das Antriebsmodul liefert auf<br />

diese Weise eine hochperformante<br />

Mehrachs-Regelung mit<br />

sicher integrierten Servoantrieben<br />

und einfacher Programmierschnittstelle.<br />

Das vereinfacht das<br />

Systemdesign, senkt Kosten, minimiert<br />

den Platzbedarf und reduziert<br />

die Time-to-Market – und<br />

kombiniert auf diese Weise das<br />

Beste aus den Welten verteilter<br />

und zentraler Intelligenz.<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 361<br />

Der Centrax CU5000 vereinigt in<br />

einem Hutschienen-Gehäuse die<br />

Funktionalität eines hochgenauen<br />

Messgerätes für Starkstrom-<br />

Anwendungen mit den Möglichkeiten<br />

einer frei programmierbaren<br />

SPS. Damit entfällt in vielen<br />

Fällen der Bedarf für eine separate<br />

Steuerung, ein Leitsystem,<br />

eine abgesetzte Anzeige oder<br />

einen zusätzlichen<br />

Datensammler. Der<br />

Messgeräteteil des<br />

CU5000 ermittelt<br />

mehr als 1500 Zustands-,<br />

Energieverbrauchs-<br />

und<br />

Netzqualitätsinformationen<br />

in hoher<br />

Qualität. Die auf<br />

Codesys basierende<br />

Steuerungs -<br />

applikation kann die Daten je<br />

nach Anwendung logisch verarbeiten,<br />

in Regelalgorithmen verwenden<br />

oder situationsgerecht<br />

auf die Energieerzeugung oder<br />

die Verbraucher einwirken.<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 420<br />

Bild: GMC-I Messtechnik<br />

Festo Vertrieb GmbH & Co. KG: CPX-AP-I und Automationsuite<br />

I/O-System für flexible und<br />

skalierbare Integration<br />

Das dezentrale IO-System CPX-AP-I macht es möglich, kompakte<br />

und leichtbauende E/A-Module sowie die dezentralen Ventil -<br />

inseln von Festo flexibel und skalierbar in die wichtigsten Host-<br />

Systeme zu integrieren. Zudem eröffnet CPX-AP-I in Verbindung<br />

mit dem IoT-Gateway CPX/IOT durchgängige Connectivity von<br />

der Feldebene bis in die Cloud. Zusätzlich sind der IO-Link-Master<br />

und das IO-Link-Device-Tool bereits integriert. CPX-AP-I kann<br />

bis zu 500 Teilnehmer mit einer Kabellänge von bis zu 50 m zwischen<br />

den Modulen einbinden. Auch bereits bestehende Ventil -<br />

inseln von Festo sind ganz einfach zu integrieren, so dass<br />

sich für die pneumatische Steuerungskette nichts<br />

ändert. Mit der Festo Automation Suite können<br />

die Konstrukteure zudem in einer Umgebung<br />

programmieren und konfigurieren<br />

sowie das komplette<br />

Antriebssystem schnell<br />

und einfach in Betrieb<br />

nehmen.<br />

Messe SPS:<br />

Halle 9, Stand 361<br />

Bild: Festo<br />

Ininet Solutions GmbH: SpiderPLC SCADA<br />

Software für Edge Computing, IoT und I4.0<br />

SpiderPLC ist ein Modul aus dem<br />

SpiderControl-Web-HMI-Baukasten<br />

und erlaubt die Programmierung<br />

des Funktionsplans direkt über einen<br />

Html-5-Browser. Die Kombination<br />

des SpiderControl-SCADA-Servers<br />

mit SpiderPLC erschließt neue<br />

Möglichkeiten: Aufruf von Hochsprachenfunktionen<br />

von NodeJS,<br />

NodeRED, Python, PHP oder .NET<br />

aus Funktionsbausteinen, welche<br />

ihre Variablen direkt aus dem SCA-<br />

DA-Server beziehen und die Resul-<br />

tate dahin zurückschreiben<br />

können.<br />

Edge Computing,<br />

IoT und Industrie<br />

4.0 wird damit einfach<br />

umsetzbar. Die<br />

Funktionsplan-Programmierung<br />

im<br />

Browser ermöglicht,<br />

dass kundendefinierte<br />

Funk -<br />

tionsbausteine<br />

Funktionen von externen<br />

Laufzeiten<br />

aufrufen können oder durch die Verwendung<br />

von Python FTT berechnet<br />

werden können. Für jede denkbare<br />

Aufgabenstellung kann somit<br />

die dafür geeignetste Hochsprache<br />

gewählt und damit auf den vorhandenen<br />

Fundus an Code zurückgegriffen<br />

werden.<br />

Messe SPS: Halle 6, Stand 115<br />

Bild: Ininet Solutions<br />

AW 10 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


AWAR<br />

RD<br />

AWARD<br />

AWAR<br />

RD<br />

ADVERTORIAL<br />

CodeMeter Certificate Vault<br />

Für die Vernetzung nach Industrie 4.0 müssen Maschinen und Geräte<br />

eindeutig unterscheidbar und sicher identifizierbar sein. Digitale<br />

Zertifikate identifizieren Maschinen oder Geräte eindeutig und sicher; jede<br />

Maschine oder jedes Gerät besitzt als Zertifikat ein Schlüsselpaar mit<br />

einem geheimen privaten Schlüssel und einem öffentlichen Schlüssel.<br />

UNTERNEHMENSDATEN<br />

WIBU-SYSTEMS AG<br />

Rüppurrer Str. 52-54<br />

76137 Karlsruhe<br />

Telefon +49-721-93172-0<br />

info@wibu.com<br />

www.wibu.com<br />

Mit den Lösungen von Wibu-<br />

Systems, gegründet 1989,<br />

können Softwarehersteller<br />

und Hersteller intelligenter<br />

Geräte ihre Software und somit<br />

ihr Know-how vor Produktpiraterie,<br />

Reverse Engineering,<br />

Nachbau und Manipulation<br />

schützen.<br />

CodeMeter Certificate Vault speichert benutzerfreundlich die Zertifikate auf<br />

sichere Weise im CmDongle.<br />

Wibu-Systems verbessert mit dem innovativen Zertifikatsmanagementtool<br />

CodeMeter Certificate Vault den Einsatz von Zertifikaten.<br />

Der PKCS#11-konforme Token Provider wurde so entwickelt,<br />

dass er mit Microsoft Cryptographic API Next Generation (CNG)<br />

oder der OpenSSL API zusammenarbeitet, damit die Anwender<br />

einfacher sichere Identitäten, digitale Signaturen, E-Mails oder<br />

VPN-Lösungen mit starken Authentifizierungsmechanismen verwenden<br />

können.<br />

Beim Zertifikatsmanagement gilt diese Regel: Um ein Zertifikat<br />

zu erhalten, benötigt der Anwender zunächst ein Schlüsselpaar,<br />

zusammengesetzt aus öffentlichem und privatem Schlüssel. Der<br />

private Schlüssel, der zur Erstellung der Zertifikatsanforderung<br />

verwendet wird, darf seinen sicheren Ort niemals verlassen. Die<br />

Anfrage wird von einer Zertifizierungsstelle (Certification Authority<br />

oder CA) geprüft, die neue Zertifikate für Anwender erzeugt und<br />

signiert, die dann im Zertifikatsspeicher abgelegt werden.<br />

CodeMeter Certificate Vault bricht bewusst dieses grundlegende<br />

Paradigma: Der gesamte Prozess zur Erstellung eines Zertifikats<br />

verbleibt bei der Zertifizierungsstelle, sei es bei einem externen<br />

Anbieter oder intern im Unternehmen, jedoch wird das Schlüsselpaar<br />

einfacher erstellt. Das erzeugte Zertifikat und der private<br />

Schlüssel werden in einer speziell verschlüsselten Datei abgelegt,<br />

danach zum Anwender geschickt und dort sicher in dessen Hardware<br />

CmDongle als Zertifikatsspeicher abgelegt. Die Anwender<br />

müssen nicht jedes Mal, wenn sie ein neues Zertifikat benötigen,<br />

kryptographische Schlüsselpaare erzeugen. Die Zertifikatsverteilung<br />

wird so unkompliziert wie die Lieferung von Passwörtern<br />

oder Lizenzen.<br />

Dafür nutzt CodeMeter Certificate Vault<br />

verschlüsselte Dateien, um Schlüssel<br />

und Zertifikate zu transportieren. Das<br />

vom Anwender benötigte Schlüsselpaar<br />

wird von CodeMeter License Central erzeugt, dem Lizenzverwaltungstool<br />

von Wibu-Systems. Es legt das Zertifikat in einer<br />

verschlüsselten Update-Datei (WibuCmRaU) ab. Diese Datei ist<br />

mit einem eindeutigen Schlüssel eines sich bereits beim Anwender<br />

befindenden sicheren Lizenzcontainers verschlüsselt. Code-<br />

Meter Certificate Vault nutzt als Lizenzcontainer den CmDongle<br />

mit integriertem SmartCard-Chip. Im Chip wird die Datei entschlüsselt<br />

und der private Schlüssel des Zertifikats kann genutzt<br />

werden. Der Anwender kann während des ganzen Prozesses<br />

seiner Zertifizierungsstelle vertrauen, die sogar die Zertifikatserstellung<br />

in der vorhandenen CA-Lösung über SOAP automatisieren<br />

kann.<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 11


AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

PROMOTION<br />

Weitere Einreichungen für den<br />

Automation Award 2019<br />

ABB Stotz-Kontakt GmbH: HD5<br />

Mit integrierter Drei-Stellungs-Zustimmtaste<br />

AWARD<br />

Balluff GmbH: BCM Condition Monitoring Sensor<br />

Multifunktionale Zustandsüberwachung<br />

Bild: ABB Stotz-Kontakt<br />

Mit der Entwicklung des Zustimmgeräts<br />

HD5 mit integrierter<br />

Drei-Stellungs-Zustimmtaste,<br />

das intuitives und ermüdungsfreies<br />

Bedienen mit rechts oder<br />

links erlaubt, will ABB die Sicherheit<br />

bei der Bedienung von Anlagen<br />

und Maschinen erhöhen.<br />

Dank ergonomischer Formgebung<br />

und innovativer Technik<br />

kann sich der Bediener des HD5<br />

ganz auf die laufenden Prozesse<br />

konzentrieren, wodurch zusätzliche<br />

Sicherheit erzielt wird. Glasfaserverstärkter<br />

Kunststoff<br />

macht das Gehäuse robust und<br />

widerstandsfähig. Die Gehäuseform<br />

entspricht den Vorgaben<br />

des Hygienic-Design. Schutzart<br />

IP65 erreicht das HD5 dank einer<br />

speziellen Membrantechnik auch<br />

bei schnell wechselnden Temperaturen<br />

und Verwendung von<br />

Reinigungsmitteln. Zertifiziert<br />

nach TÜV und cULus erhöhen die<br />

Drei-Stellungs-Zustimmtaste<br />

und der Not-Halt-Taster unmittelbar<br />

die Sicherheit.<br />

Messe SPS: Halle 4, Stand 420<br />

Bild: Balluff<br />

Der multifunktionale Condition-<br />

Monitoring-Sensor BCM bietet<br />

kontinuierliche Zustandsüberwachung<br />

und automatisiertes Monitoring<br />

von Grenzwerten an kritischen<br />

Positionen. Der innovative<br />

Sensor liefert detaillierte Informationen<br />

über den aktuellen Zustand<br />

der Maschinenkomponente, an<br />

MB connect line GmbH: MbEdge<br />

Multifunktionales IoT-Gateway<br />

die er montiert ist. Auf Basis dieser<br />

Zustandsdaten lassen sich<br />

Anomalien frühzeitig erkennen,<br />

Wartung- und Instandsetzung vorausschauend<br />

planen und somit<br />

ungeplante Stillstände vermeiden.<br />

Der kompakte BCM erfasst fünf<br />

physikalische Größen: Vibration,<br />

Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck<br />

und Magnetfeld und verarbeitet<br />

diese direkt on board. IO-Link als<br />

Kommunikationsprotokoll ermöglicht<br />

eine einfache und flexible Parametrierung.<br />

So lässt sich die<br />

Auswertung im Sensor individuell<br />

auf jede Applikation ohne weitere<br />

Software oder externe Auswertegeräte<br />

abstimmen.<br />

Messe SPS: Halle 7A, Stand 303<br />

Dunkermotoren GmbH: BG 66 dMove<br />

Anpassbarer integrierter DC-Antrieb<br />

Der BG 66 dMove ist ein hochintegrierter DC-Servomotor, der<br />

sich als BG-65(S)-Nachfolgeprodukt ohne Modifikation in existierenden<br />

Applikationen einsetzen lässt – trotzdem aber technologisch<br />

Maßstäbe setzt und neue, innovative Funktionen integriert.<br />

Gelöst wurde die Entwicklungsaufgabe durch eine<br />

Soft- und Hardwarearchitektur, die schon im Kern alle bisherigen<br />

Funktionen bewältigt und modular erweitert wird. Mikrocontroller<br />

der neuesten Generation erlauben schon in der Basisversion<br />

die Integration einer CANopen-Schnittstelle, freie<br />

Programmierbarkeit (SPS-Funktion) und IIoT-Parameter. BG 66<br />

dMove ist ohne Parametrierung betriebsbereit, kann aber<br />

nach Bedarf leicht an unterschiedliche Applikationen angepasst<br />

werden. Die Bandbreite der möglichen Anwendungen<br />

erweitert sich auch durch eine deutliche Erhöhung (bis ca.<br />

50 %) der Abgabeleistung pro Bauraum.<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 438<br />

Bild: Dunkermotoren<br />

Bild: MB connect line<br />

Das IoT-Gateway basiert auf dem<br />

Industrie-Router MbNet. Die Anwender<br />

erhalten eine multifunktionale<br />

Lösung für ihre IoT-Anwendungen.<br />

Von der Datenerfassung<br />

über die Vorverarbeitung<br />

(Edge-Computing) und Cloud-Anbindung<br />

bis zur Fernwartung ist<br />

der gesamte Workflow abgedeckt.<br />

Falls das System Abweichungen<br />

feststellt, kann der Service<br />

alarmiert werden, um die<br />

Anlage per Fernwartung zu prüfen<br />

und ggf. Korrekturen vorzu-<br />

nehmen. MbEdge basiert auf<br />

in der IT-Welt anerkannten<br />

Standards wie der<br />

Docker-Container-<br />

Technologie, der<br />

grafischen Entwicklungsumgebung<br />

Node-RED<br />

und dem schlanken<br />

Nachrichtenprotokoll<br />

MQTT. Das<br />

System unterstützt die<br />

gängigen Cloud-Plattformen<br />

wie beispielsweise Azure, IBM<br />

und Amazon. Der Zugriff auf die<br />

Anlagendaten erfolgt über gängige<br />

Industrieprotokolle wie OPC<br />

UA, Modbus-TCP und S7-Isotcp.<br />

Die Industrie-Router bieten dank<br />

einem sicheren Hardware-Element<br />

(Kryptochip), Secure-Boot-<br />

Konzept und Verschlüsselung der<br />

internen Daten eine sichere Umgebung<br />

für IoT-Anwendungen.<br />

Messe SPS: Halle 10.0, Stand 202<br />

AW 12 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


AWARD<br />

AWARD<br />

AWARD<br />

ADVERTORIAL<br />

Generation Plus<br />

Turck stellt sein Fluidsensor-Portfolio auf eine einheitliche Technologie-<br />

Plattform. Die Geräte sind variantenreich und kombinierbar, und sie teilen<br />

wesentliche Eigenschaften. Auf die Markteinführung des PS+ Drucksensors<br />

folgt nun der kompakte FS+ Strömungssensor mit IO-Link. Dieser überwacht<br />

Strömung und Temperatur und bietet praktische Teach-Funktionen.<br />

UNTERNEHMENSDATEN<br />

Hans Turck GmbH & Co. KG<br />

Witzlebenstraße 7<br />

45472 Mülheim an der Ruhr<br />

Telefon 0208 4952-0<br />

more@turck.com<br />

www.turck.com<br />

Als Spezialist für Sensor-, Feldbus-,<br />

Anschluss- und Interfacetechnik sowie<br />

RFID bietet Turck effiziente Lösungen<br />

für die Fabrik-, Prozess- und Logistikautomation.<br />

Mit seinen Daten- und<br />

Kommunikationslösungen gehört der<br />

Automatisierungsspe zialist zu den<br />

Wegbereitern der Industrie 4.0.<br />

Weltweit beschäftigt Turck mehr als<br />

4.800 Mitarbeiter in über 30 Ländern.<br />

Preisgekrönt: Der FS+ Strömungssensor (l.) und der Drucksensor PS+ (m.) vereinen hohe Robustheit<br />

mit innovativer Bedienung und sind einfach zu montieren – der Temperatursensor TS+ (r.) folgt 2020<br />

Unverkennbar ähnlich und doch mit individuellen Stärken ausgestattet,<br />

sind die Mitglieder der neuen Fluidsensorik-Familie von Turck. Im<br />

April setzte der PS+ Drucksensor schon einmal hohe Standards, mit<br />

preisgekröntem Design, Robustheit und einem innovativen Bedienkonzept.<br />

Daran wird sich nun auch der FS+ messen lassen – ein kompakter<br />

Strömungssensor zur Überwachung flüssiger Medien, der<br />

zusätzlich Temperaturwerte misst, IO-Link unterstützt und die Inbetriebnahme<br />

erheblich erleichtert.<br />

Künftig stellt Turck sein gesamtes Fluidsensorik-Portfolio auf eine<br />

einheitliche Technologie-Plattform. Familienweit werden Anwender<br />

in den Sensoren viele Produkteigenschaften und eine einheitliche<br />

Bedienphilosophie wiederfinden. Vorteile bringt auch das modulare<br />

und frei konfigurierbare Mechanik-Konzept, etwa über verkürzte Lieferzeiten<br />

oder ein vereinfachtes Lagermanagement.<br />

Charakteristisches Merkmal der Kompaktsensoren ist ihr Sensorkopf.<br />

Dieser setzt sich aus einem Edelstahlgehäuse und einer einteiligen,<br />

transluzenten Frontkappe zusammen. Dank reduzierter Dichtflächen<br />

gelangen Feuchtigkeit und Staub nicht ins Innere der Geräte, UVund<br />

Salzsprühnebel-beständige Werkstoffe bieten speziellen Schutz<br />

im Außenbereich. Das Dichtungskonzept ermöglicht die Schutzarten<br />

IP6K6K, IP6K7 sowie IP6K9K, denn die Sensoren haben keine mechanischen<br />

Bedienelemente mehr. Stattdessen navigieren Anwender<br />

wie auf dem Smartphone über kapazitive Touchpads.<br />

Das bewährte Technikdesign steckt auch<br />

im neuen FS+. Er überwacht flüssige<br />

Medien nach dem kalorimetrischen Prinzip<br />

und kann zusätzlich zur Strömung<br />

dauerhaft die Medientemperatur zu<br />

messen. Typische Anwendungsfelder sind<br />

Kühlkreisläufe in Schweißapplikationen<br />

oder Reinigungsvorgänge, bei denen der<br />

Prozessablauf kontrolliert wird. Anwender<br />

haben in der Produktserie FS100<br />

zunächst die Wahl zwischen Geräten mit<br />

zwei verschiedenen Ausgangsfunktionen: Entweder analog (4…20<br />

mA) oder als Transistor mit automatischer PNP/NPN-Erkennung und<br />

Kommunikation über IO-Link 1.1. Das Schaltverhalten ist dabei zwischen<br />

„Normally Open“ (NO) und „Normally Closed“ (NC) einstellbar.<br />

Rundum sichtbare LED-Anzeigen signalisieren den Zustand der<br />

Ausgänge, während ein zweifarbiges LED-Band auf der Benutzeroberfläche<br />

wahlweise Strömungs- oder Temperaturwerte anzeigt. Der<br />

FS+ ist ebenso einfach montier- wie bedienbar. So kann etwa die<br />

Fühlerspitze im Medium beliebig ausgerichtet werden. Unabhängig<br />

davon lässt sich das Sensorgehäuse auch nach der Montage frei in<br />

einem Bereich von 340 Grad.<br />

In der Handhabung bietet der FS+ praktische Features wie einen<br />

Sperrmechanismus oder die Möglichkeit, den Sensor auf vorherige<br />

Einstellungen oder auf Werkseinstellungen zurückzusetzen. Um<br />

Schaltpunkte einzulernen, stehen zwei Modi zur Verfügung: Mit<br />

Quick-Teach können Mitarbeiter binnen weniger Minuten eine Referenzströmung<br />

definieren und direkt am Sensor die Überwachung<br />

von Abweichungen einstellen. Alternativ lassen sich in der Anwendung<br />

auch Maximal- und Minimalwerte bestimmen. Eine wesentliche<br />

Erleichterung ist dabei die innovative Delta-Flow-Überwachung,<br />

die sämtliche Teach-Funktionen erst freischaltet, wenn eine konstante<br />

Strömung erreicht ist.<br />

Weitere Infos unter www.turck.de/fs<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 13


AUTOMATION AWARD<br />

AWARD<br />

PROMOTION<br />

Weitere Einreichungen für den<br />

Automation Award 2019<br />

Moxa Europe GmbH: UC-8200<br />

Datenerfassung per Wireless-IIoT-Gateway<br />

Bild: Moxa<br />

Die industrielle Wireless-Computing-Plattform<br />

UC-8200 für<br />

Embedded-Datenerfassung bietet<br />

duale serielle RS-232/422/<br />

485-Ports, duale 10/100/1000<br />

Mbps-Ethernet-Ports, einen<br />

CAN-Port sowie duale Mini-PCIe-<br />

Schnittstellen für WiFi-/Mobilfunkmodule<br />

und ist für eine Vielzahl<br />

komplexer Kommunikationslösungen<br />

einsetzbar. UC-8200<br />

Stäubli Electrical Connectors GmbH: GigaDock10<br />

basiert auf einem Arm-Cortex-<br />

A7-Dual-Core-Prozessor. Flexible<br />

Schnittstellenoptionen machen<br />

den kleinen Computer zum zuverlässigen<br />

und sicheren Gateway<br />

für Datenerfassung und -verarbeitung<br />

im Feld und zur nützlichen<br />

Kommunikationsplattform<br />

in großflächigen Installationen.<br />

Die ausgiebig in Prüfkammern<br />

getesteten LTE-Modelle sind mit<br />

erweiterten Betriebstemperaturen<br />

erhältlich. Die UC-Serie bietet<br />

mit Moxa Industrial Linux (MIL),<br />

einer von Moxa entwickelten,<br />

sehr leistungsfähigen Linux-Distribution<br />

zur Beschleunigung von<br />

Industrieprojekten, eine effiziente,<br />

flexible und robuste Plattform<br />

für vielfältige, nachhaltige IIoT-<br />

Projekte in unterschiedlichsten<br />

Branchen.<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 231<br />

Gigabit-Ethernet-Steckverbinder<br />

GigaDock10 ist ein Gigabit-Ethernet-Steckverbinder für die sichere<br />

und zuverlässige Übertragung von Signalen, Daten und<br />

Feldbussen in der zukunftsweisenden Automatisierungstechnik.<br />

Er gehört zur Steckverbinder-Familie DuraDock ready. Alle Steckverbinder<br />

dieser Serie sind Plug&Play, d.h. für den sofortigen<br />

Einsatz geeignet. Es entsteht kein Aufwand für Konfektion und<br />

Anschluss von Leitungen. Mit bis zu einer Million Steckvorgängen<br />

und Datenraten von 10 Gbit/s eignet sich GigaDock10 für<br />

Werkzeugwechsler, automatische (Multi-)Kupplungen oder Prüfstände<br />

in Anwendungen mit gedockten Kamerasystemen. Beispielsweise<br />

in Presswerken zur Risserkennung nach der Verformung,<br />

im Karosseriebau zur Spaltmaßerkennung, in der Lackiererei<br />

zur Qualitätskontrolle, für Pick&Place, für<br />

automatische und manuelle Andocksysteme<br />

in Prüfständen für Getriebe-, Motoren-<br />

und Triebwerksbau sowie für<br />

die digitale Bildverarbeitung mit<br />

GigE-Vision-Schnittstelle.<br />

Messe SPS: Halle 10, Stand 230<br />

Bild: Stäubli Electrical Connectors<br />

AWARD<br />

K.A. Schmersal GmbH & Co KG: Safety Fieldbox<br />

Sicherheitsfeldbox für komplexe Maschinen<br />

Bild: K.A. Schmersal<br />

Die Safety Fieldbox ermöglicht<br />

den einfachen Anschluss von bis<br />

zu acht Sicherheitsschaltgeräten<br />

per Plug&Play. Über die universellen<br />

Geräteschnittstellen mit 8-poligen<br />

M12-Steckern kann ein breites<br />

Spektrum diverser Sicherheitsschaltgeräte<br />

angeschlossen werden.<br />

Durch die 8-poligen Stecker<br />

Vision & Control GmbH: TO18- und TO30-Serien<br />

Messobjektive mit optimierten<br />

Abbildungseigenschaften<br />

Bild: Vision & Control<br />

Die neuen Objektiv-Serien ‚Blue<br />

Vision‘ tragen der aktuellen Entwicklung<br />

im Bereich der LED-<br />

Technik Rechnung, bei der hocheffiziente<br />

blaue bzw. weiße<br />

Leuchtdioden mit starkem Blauanteil<br />

marktreif sind. Diese telezentrischen<br />

Messobjektive mit<br />

objektseitig telezentrischem<br />

Strahlengang sind besonders<br />

hochauflösend, kompakt, leicht<br />

und robust. Eine spezielle Farb-<br />

sind 2 Sicherheitseingänge, 2 Testimpulsausgänge,<br />

1 Sicherheitsausgang<br />

(intern 2-kanalig), 1 Digitaleingang<br />

für Diagnosesignale sowie<br />

die Stromversorgung des angeschlossenen<br />

Sicherheitsschaltgerätes<br />

möglich. Die Signale werden<br />

über die Profinet/Profisafe-<br />

Feldbusschnittstelle zur Auswertung<br />

übertragen. Vorteile sind das<br />

Vermeiden aufwändiger Zusatzinstallationen<br />

für die Ansteuerung<br />

der Zuhaltung und das Rücklesen<br />

der Diagnoseinformationen, der<br />

geringe Verdrahtungsaufwand sowie<br />

die fehlersichere Installation.<br />

Auf diese Weise ermöglicht die<br />

Safety Fieldbox individuell konfigurierbare<br />

Sicherheitslösungen.<br />

Messe SPS: Halle 9, Stand 460<br />

korrektur im blauen Spektralbereich<br />

(450 bis 490 nm) liefert bei<br />

diesem energiereichen blauen<br />

Spektrum die maximale Schärfe<br />

bei größtmöglicher Schärfentiefe.<br />

Durch die spektrale Zusammensetzung<br />

weißer LEDs mit<br />

hohem Blauanteil zeigen sie<br />

auch hier noch hervorragende<br />

Abbildungseigenschaften. Die<br />

neuen Objektiv-Serien Blue Vision<br />

nutzen dabei den Umstand, dass<br />

die Intensität der Beugung von<br />

der Wellenlänge abhängt: Erzeugt<br />

ein konkretes Objektiv mit<br />

rotem Licht (650 nm) z.B. ein<br />

Beugungsscheibchen von 8 μm<br />

Radius, ist es mit blauem Licht<br />

(450 nm) nur 5,5 μm groß – somit<br />

die Unschärfe um fast ein<br />

Drittel geringer.<br />

Messe SPS: Halle 5, Stand 210<br />

AW 14 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


AWARD<br />

AWARD<br />

AWARD<br />

ADVERTORIAL<br />

Daten-Pipeline ASi-5<br />

Hohe Datenbreite, kurze Zykluszeiten, verbesserte Integration intelligenter<br />

Devices mit IO-Link sowie Cloud-Konnektivität per OPC UA – ASi-5 bietet in<br />

Verbindung mit der aktuellen Gateway-Generation von Bihl+Wiedemann<br />

ideale Voraussetzungen, damit aus der Menge verfügbarer Daten wertvolle<br />

Informationen im Sinne von Industrie 4.0 werden können.<br />

UNTERNEHMENSDATEN<br />

Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Flosswoerthstrasse 41<br />

68199 Mannheim, Germany<br />

Telefon: +49 (0) 621 33996-0<br />

mail@bihl-wiedemann.de<br />

www.bihl-wiedemann.de<br />

Geschäftsführer:<br />

Jochen Bihl, Bernhard Wiedemann<br />

Gegründet: 1992<br />

Weitere Standorte:<br />

China, Dänemark, Spanien,<br />

Türkei, USA<br />

Bihl+Wiedemann bietet diverse ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateways, ASi-5 Digitalmodule,<br />

ASi-5 Zählermodule und ASi-5 Slave / IO-Link Master Module mit 1, 2 oder 4 Ports.<br />

Viele Daten einfach, kostengünstig und effizient einzusammeln und auf<br />

direktem Weg dorthin zu transportieren, wo sie – in welcher Form auch<br />

immer – verwendet werden können: mit ASi-5 läßt sich das jetzt mit<br />

minimalem Verdrahtungsaufwand realisieren. Es können bis zu 384 Einund<br />

384 Ausgangsbits in 1,27 ms übertragen werden. Statt 167 kHZ<br />

(ASi-3) nutzt die neue AS-Interface-Generation dafür den Frequenzbereich<br />

zwischen 1 und 10 MHz. So können ASi-5 Netzwerke und ASi-3<br />

Applikationen parallel auf einer Leitung betrieben werden, wodurch die<br />

Kompatibilität zu allen bisherigen ASi Generationen sichergestellt ist.<br />

Außerdem ist es mit ASi-5 jetzt möglich, bis zu 32 Byte E/A Daten zyklisch<br />

zu übertragen, was die Integration intelligenter Sensoren und<br />

Aktuatoren – z. B. IO-Link Devices – noch erheblich vereinfacht.<br />

ASi-5 ist in Bezug auf IO-Link auch von der Kostenseite sehr attraktiv.<br />

IO-Link Devices müssen nicht mehr aufwendig über ethernetbasierte<br />

IO-Link Master bis in die Maschine verdrahtet und mit teuren Hardwarekomponenten<br />

eingesammelt werden, sondern mit minimalem<br />

Verdrahtungsaufwand über ein gelbes ASi Kabel, auf das die ASi-5<br />

Slave / IO-Link Master Module mit den angeschlossenen IO-Link Devices<br />

per Durchdringungstechnik aufgesteckt werden. Die Ethernetanbindung<br />

aller angeschlossenen Teilnehmer erfolgt dabei über eine einzige<br />

Ethernetschnittstelle im Feldbus Gateway von Bihl+Wiedemann.<br />

Der Anwender kann so pro ASi Kreis auf max. 200 m eine Vielzahl von<br />

IO-Link Mastern anbinden. ASi-5 Slaves mit IO-Link Master Ports – die<br />

das Unternehmen in 1-Port-, 2-Port-, 4-Port- und zukünftig auch in<br />

8-Port-Varianten anbietet – werden einfach<br />

dort, wo sie gebraucht werden, an<br />

das ASi Kabel geklemmt und so mit dem<br />

Gateway verbunden. Die Anbindung von<br />

IO-Link Devices an den jeweiligen Master<br />

Port erfolgt, wie gewohnt, über Kabel<br />

mit M12-Stecker und einer maximalen<br />

Leitungslänge von 20 m.<br />

Die zentrale Komponente für die Anbindung<br />

der ASi Applikation an übergeordnete<br />

Steuerungen sowie als Schnittstelle<br />

zwischen OT und IT sind die ASi-5/ASi-3<br />

Feldbus Gateways von Bihl+Wiedemann.<br />

Die Gateways vereinen ASi-5 Master und ASi-3 Master, OPC UA<br />

Server, Diagnose- und Feldbusschnittstelle in einem Gerät und sind<br />

aktuell bereits für PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus TCP und<br />

Sercos verfügbar – wahlweise auch mit sicheren Feldbusprotokollen<br />

oder als 24 Volt Variante.<br />

Zu den Versionen mit der umfangreichsten Ausstattung zählt das<br />

ASi-5/ASi-3 PROFIsafe über PROFINET Gateway BWU3674. Das Gerät<br />

verfügt über zwei ASi-5/ASi-3 Master für eine gleichzeitige Kommunikation<br />

von ASi-5 und ASi-3 auf zwei ASi Kreisen. Der Anwender kann<br />

so seine bestehende ASi-3 Applikation ganz einfach um ASi-5 Komponenten<br />

erweitern, indem er lediglich den vorhandenen ASi-3 Master<br />

durch das Bihl+Wiedemann Gerät ersetzt. Neben ASi Safety at Work<br />

und Safe Link enthält das ASi-5/ASi-3 Gateway auch das sichere Feldbusprotokoll<br />

PROFIsafe über PROFINET. Der integrierte Webserver<br />

erlaubt eine einfache Diagnose und Fernwartung, und mit dem OPC<br />

UA Server ist auch die passende Industrie 4.0 Schnittstelle gleich mit<br />

an Bord. Diese ermöglicht die direkte Bereitstellung von Sensordaten,<br />

Messwerten oder Regelgrößen für übergeordnete Systeme und Cloud-<br />

Computing – ohne Umwege parallel zum Feldbus. Das Gateway als<br />

erster Teilnehmer im Automatisierungsnetzwerk, der über Internetprotokolle<br />

reden kann, entlastet so die Steuerung. Weiterhin bietet das<br />

Gateway drei zweikanalige sichere Eingänge, erweiterbar um bis zu 62<br />

weitere. Sechs elektronische sichere Ausgänge und eine Chipkarte zur<br />

Speicherung der Konfigurationsdaten runden die Ausstattung ab.<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 15


MESSE<br />

30 JAHRE SPS<br />

Zwei Vertreter des Veranstalters der Messe SPS im Gespräch<br />

„Mit dem neuen Namen haben<br />

wir das Messeprofil geschärft“<br />

Zu ihrem 30. Jubiläum hat die Leitmesse der Automatisierung mit ‚SPS – Smart Production Solutions‘ einen<br />

neuen Namen bekommen. Sylke Schulz-Metzner, Vice President SPS, und Martin Roschkowski, Geschäftsführer,<br />

beim Veranstalter Mesago Messe Frankfurt, erklären im Interview, wie diese sowie weitere Veränderungen<br />

im Markt aufgenommen wurden, wie das Portfolio der SPS scharf gehalten, aber gleichzeitig<br />

das komplette Spektrum abgebildet werden soll und welchen Stellenwert 5G für sie hat.<br />

Nora Nuissl, Redakteurin der Schwesterzeitschrift Industrieanzeiger<br />

verdient hatte. Sie war weit mehr als eine<br />

Komponentenmesse zur elektrischen Automatisierung.<br />

Wir haben in den vergangenen<br />

Jahren versucht, das über den Untertitel der<br />

Messe abzubilden. Vor zwei bis drei Jahren<br />

haben wir zudem Produkte in unserer Nomenklatur<br />

ergänzt, um sagen zu können: Jetzt<br />

darf auch die IT ausstellen. Somit haben wir<br />

schrittweise darauf hingearbeitet, die Veranstaltung<br />

abzurunden und ihr neben dem starken<br />

Automatisierungs- auch ein Digitalisierungsprofil<br />

zu geben, weil diese Welten einfach<br />

zusammenwachsen.<br />

Mit der Namensänderung der SPS IPC Drives<br />

auf SPS – Smart Production Solutions möchte<br />

der Veranstalter Mesago Messe Frankfurt das<br />

Profil der Messe schärfen<br />

Nora Nuissl: Frau Schulz-Metzner, Herr Roschkowski, 2018<br />

kam eine neue Halle bei der SPS hinzu. Darüber hinaus haben<br />

Sie das Thema Software und IT in der Fertigung stärker verankert<br />

– gerade mit der Namensänderung der Veranstaltung. Die<br />

ehemalige SPS IPC Drives wird zur SPS – Smart Production<br />

Solutions. Wie wurden diese Änderungen aufgenommen?<br />

Martin Roschkowski: Wir haben eine durchweg positive Resonanz<br />

von Ausstellern, Besuchern und unseren Partnern – wie VDMA und<br />

ZVEI – erhalten. Alle waren hellauf begeistert und wir sind es auch.<br />

Sylke Schulz-Metzner: Ich habe auch in Gesprächen bestätigt<br />

bekommen: Der Schritt war überfällig. Wir haben mit dem neuen<br />

Namen das Profil geschärft und der Veranstaltung den Namen gegeben,<br />

den sie sich in den letzten Jahren durch ihre Exponate längst<br />

Bild: Mesago Messe Frankfurt/Mathias Kutt<br />

Nuissl: Die Digitalisierung wächst stärker<br />

mit der Automatisierung zusammen, aber<br />

damit gibt es auch mehr und kleinteiligere<br />

Bereiche. Haben Sie keine Angst, dass das<br />

Portfolio der SPS damit verwässern könnte?<br />

Schulz-Metzner: Wir haben Produkte im<br />

Portfolio aufgenommen, aber mit scharfem<br />

Blick darauf: Wo verlassen wir den Bereich,<br />

der zur Automatisierung gehört? Wir haben<br />

uns zum Beispiel entschieden, dass gerade bei der IT Themenbereiche<br />

draußen bleiben müssen: Wir haben keine ERP-Systeme aufgenommen.<br />

Auch wenn diese durch den Wegfall der Cebit vielleicht<br />

eine neue Heimat suchen, sind wir klar darum bemüht, unsere Veranstaltung<br />

trennscharf zu halten und nur das abzubilden, was für die<br />

Automatisierung und die Digitalisierung der Industrie notwendig ist.<br />

Roschkowski: Das Spektrum scharf zu halten, aber gleichzeitig das<br />

komplette Spektrum abbilden zu wollen – das ist das Ziel. Und da<br />

kommt natürlich oder kam in der Vergangenheit einiges dazu: IT und<br />

Software oder Cybersecurity. Künftig werden Themen wie KI kommen.<br />

Die Themen bilden wir heute schon ab und werden wir morgen<br />

wahrscheinlich noch stärker abbilden. Aber wir bleiben immer<br />

im Spektrum der Automatisierung.<br />

Nuissl: Wie grenzen Sie das denn ab?<br />

Schulz-Metzner: Indem man sich regelmäßig zusammensetzt und<br />

betrachtet, welche neuen Themen am Markt sind: Sind das Themen,<br />

AW 16 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


30 JAHRE SPS MESSE<br />

„Vor dem Hintergrund,<br />

dass sich die Industrie<br />

eigene Frequenzen im<br />

Bereich 5G ersteigert<br />

hat, wird 5G eine<br />

immer größere<br />

Rolle spielen.“<br />

„Die SPS ist ein Ort,<br />

wo sich Anbieter und<br />

Anwender treffen, um<br />

Problemlösungen zu<br />

diskutieren und Lösungen<br />

dafür zu finden.“<br />

Bild: Mesago Messe Frankfurt<br />

Sylke Schulz-Metzner,<br />

Vice President SPS,<br />

Mesago Messe<br />

Frankfurt<br />

Bild: Mesago Messe Frankfurt<br />

Martin Roschkowski,<br />

Geschäftsführer, Mesago<br />

Messe Frankfurt<br />

die wir ergänzend aufnehmen müssen oder sind es Themen, die nicht<br />

die Zielgruppe unserer Messebesucher adressieren? Das sind immer<br />

noch in erster Linie Maschinenbauer und Konstrukteure aus Unternehmen.<br />

Welche Themen beschäftigen diese Anwender und was brauchen<br />

sie, um ihre Aufgaben im Unternehmen erledigen zu können?<br />

Das sind dann die Themen, die wir auf der Messe spielen müssen.<br />

Roschkowski: Da können Sie schnell in eine Falle tappen, in der Sie<br />

plötzlich versuchen, Anwenderindustrien der Automatisierung abzubilden.<br />

Nehmen wir das Beispiel Robotik: Wir haben immer wieder<br />

sehr viele Anfragen, aber für uns ist die Robotik ein Anwendungsbereich<br />

der Automatisierung, und der ist als solcher nicht in unserem<br />

Ausstellungsportfolio enthalten. Sie werden trotzdem auf der SPS<br />

eine Menge kleiner Roboter sehen, aber die sind zur Vorführung der<br />

Automatisierungstechnik, die dahintersteht. Es ist nicht die eigentliche<br />

Produktshow eines Roboterarms.<br />

Nuissl: Mit der Digitalisierung wird die Cybersicherheit immer<br />

wichtiger. Was zeigen Sie dazu 2019 auf der SPS?<br />

Schulz-Metzner: In diesem Jahr sind die Anbieter aus dem Bereich<br />

Industrial Security, also Cybersecurity, räumlich in einem Bereich<br />

untergebracht und auch besonders gekennzeichnet. Wir bieten zu<br />

Industrial Security außerdem eine Guided Tour an.<br />

Nuissl: Zum Thema 5G: Die Telekom, früher groß auf der Cebit<br />

vertreten, pusht das Thema derzeit stark in Deutschland. Kommt<br />

sie irgendwann auch auf die SPS?<br />

Roschkowski: Die Entscheidung liegt natürlich bei der Telekom. Wir<br />

können uns das sehr gut vorstellen, denn dieser Bereich nimmt<br />

auch im Bereich der smarten Automatisierung immer mehr Raum<br />

ein. Es könnte sich sehr gut in diese Richtung entwickeln.<br />

Schulz-Metzner: Ich glaube auch, dass das Thema Netzwerkausrüstung<br />

eine immer größere Rolle spielen wird. Und vor dem Hintergrund,<br />

dass sich die Industrie eigene Frequenzen im Bereich 5G<br />

ersteigert hat, wird 5G eine immer größere Rolle spielen. Anfang<br />

der 2020er-Jahre werden die ersten Produkte dazu auf den Markt<br />

kommen und das werden die Unternehmen zeigen wollen.<br />

Nuissl: Für 5G braucht man die entsprechende Infrastruktur.<br />

Die Hannover Messe beispielsweise arbeitet daran, eine<br />

5G-Umgebung auf dem Messegelände aufzubauen. Ist sowas<br />

auch für die SPS angedacht?<br />

Roschkowski: An unserem Messestandort Nürnberg ist die Nürnberg<br />

Messe an den gleichen Themen dran. Ich würde mal vermuten<br />

in gar nicht so viel langsamerer Geschwindigkeit als der eben<br />

genannte Messestandort.<br />

Nuissl: Haben Sie in diesem Jahr schon Bereiche mit 5G?<br />

Roschkowski: Das Thema 5G wird in diesem Jahr vor allem auf den<br />

Foren in Podiumsdiskussionen und Fachvorträgen aufgegriffen<br />

sowie auf den Ständen der Aussteller. Es gibt aber keinen speziellen<br />

Bereich für 5G, da bei der SPS primär konkret umsetzbare Lösungen<br />

im Fokus stehen. Umso konkreter dieses Thema wird und den<br />

Messebesuchern, die mit konkreten Fragestellungen auf die Messe<br />

kommen, Produkte und Lösungen hierzu angeboten werden können,<br />

umso höher wird der Stellenwert dieser Thematik auf der SPS.<br />

Nuissl: Wohin, denken Sie, entwickelt sich die Messe in zwei<br />

bis fünf Jahren?<br />

Roschkowski: Das ist schwer vorhersehbar. Was wir sehen und<br />

was wir erkennen ist, dass sich die Welt viel schneller dreht als vorher.<br />

Das heißt, Themen die dazukommen, werden sich viel schneller<br />

auf der SPS etablieren, wie wir heute vielleicht gerade einmal erahnen.<br />

Die können in drei Jahren vielleicht schon als fertiges Produkt<br />

dastehen. Und andere Themen, von denen wir sagen, die stehen<br />

noch solide da, sind vielleicht in fünf Jahren nicht mehr von Inter -<br />

esse für einen Besucher. Dann müssen wir reagieren und Themen<br />

vielleicht aus unserem Portfolio streichen. Für uns ist es wichtig, am<br />

Puls der Zeit zu bleiben und die Industrie zu begleiten. Damit die<br />

SPS eine Veranstaltung bleibt, wie sie auch heute schon ist: Ein Ort,<br />

wo sich Anbieter und Anwender treffen, um Problemlösungen zu<br />

diskutieren und Lösungen dafür zu finden.<br />

ik<br />

sps-messe.de<br />

Weitere Informationen zum Rahmen -<br />

programm der SPS 2019:<br />

hier.pro/mNwwJ<br />

INFO<br />

elektro<br />

AUTOMATION<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 17


Profinet und OPC UA erlauben praxisnahe Predictive Maintenance<br />

Datenschätze heben<br />

Ungeplante Stillstände verzögern jede Produktion. Predictive Main -<br />

tenance könnte hier Abhilfe schaffen, doch in der Praxis scheitern viele<br />

Betriebe noch. Die Herausforderung liegt meist darin, zunächst an<br />

die relevanten Daten heranzukommen und diese so aufzubereiten, dass<br />

sie auch verwendet werden können. Die Kombination aus Profinet und<br />

OPC UA bietet genau diese Möglichkeiten, wie ein Beispiel aus der<br />

Praxis bei Audi zeigt.<br />

Autor: Xaver Schmidt, Project Group Industrie 4.0,<br />

Profibus Nutzerorganisation e.V. (PNO), Karlsruhe<br />

18 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


MEILENSTEIN OPC UA<br />

MESSE<br />

Predictive Maintenance ist in aller Munde. Wenn es jedoch an<br />

die Umsetzung in die Praxis geht, scheitern viele Anwender<br />

häufig, weil nicht die richtigen Daten zur Verfügung stehen. Eine<br />

Situation, vor der auch Mathias Mayer stand, zuständig für die Planung<br />

der Automatisierungstechnik bei der Audi AG in Neckarsulm:<br />

„90 Prozent der Daten im Karosseriebau werden nicht genutzt oder<br />

man kommt nicht dran“, so seine Erfahrung. Die Konsequenz daraus<br />

ist, dass meist ein zusätzlicher Sensor gefordert wird. Kein Weg,<br />

den Mayer einschlagen wollte – im Gegenteil: „Lasst uns erst einmal<br />

die ungenutzten Daten aufbereiten. Wenn dann wirklich noch<br />

ein zusätzlicher Sensor nötig ist, kann man gern über den Sensor<br />

diskutieren.“ Die bessere Nutzung der vorhandenen Daten ist für<br />

ihn die wichtigste Voraussetzung, um weniger Stillstandzeiten zu<br />

haben und effektiver zu arbeiten. Dies wird umso entscheidender,<br />

da in naher Zukunft die Komplexität der Produktionsprozesse und<br />

der Automatisierungsgrad weiter steigen.<br />

Bild: iStock.com/PhonlamaiPhoto/Profibus Nutzerorganisation (PNO)<br />

Datenerhebung als Herausforderung<br />

Dass in der Praxis die Datenerhebung schwierig ist, zeigt ein Blick in<br />

den Karosseriebau von Audi am Standort Neckarsulm. Dort werden<br />

die Modelle A4, A6, A7, A8, R8 und das A5-Cabrio gebaut – rund<br />

2500 Industrieroboter sind hier im Einsatz. Jede einzelne Anlage<br />

wird über eine SPS gesteuert. „Wir sehen die SPS immer als Puppenspieler,<br />

der bis zu zehn Roboter tanzen lässt“, beschreibt Mayer<br />

die Situation in seinem Bereich. „Die eigentliche Wertschöpfung<br />

findet am Roboter statt, deshalb ist der Zugriff auf die Daten des<br />

Roboters so immens wichtig.“<br />

Neben der großen Anzahl der Anlagen erschweren auch die verschiedenen<br />

Fertigungsverfahren den Datenzugriff und die Auswertung.<br />

Ein Beispiel: Eine Gewichtsreduzierung bei höchster Robustheit<br />

lässt sich nur über die Kombination von unterschiedlichen Materialen<br />

erreichen. Das erfordert den Einsatz von verschiedenen Verbindungstechniken.<br />

Allein am neuen A8 wird eine Vielzahl an Fügetechniken<br />

verwendet. Das reicht von verschiedenen Schweißverfahren<br />

über Klebungen bis hin zum Nieten – im Ganzen sind es 15 Verfahren,<br />

die organisiert werden müssen. Kommt es hier zu einem<br />

Stocken in der Produktion, sind Experten für jedes einzelne dieser<br />

Verfahren gefragt. Und dies ist angesichts eines Dreischicht-<br />

Betriebs extrem aufwändig, da man viele Mitarbeiter schulen und<br />

qualifizieren müsste.<br />

Die Kombination aus Profinet und OPC UA erlaubt<br />

es, Daten aus der Fertigung zunächst zu erhalten,<br />

um diese dann so aufzubereiten, dass Predictive<br />

Maintenance möglich wird – ohne zusätzliche Kabel,<br />

was den Aufwand so minimal wie möglich hält<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 19


MESSE<br />

MEILENSTEIN OPC UA<br />

Rund 2500 Industrieroboter sind am Audi-Standort Neckarsulm im Einsatz, wie hier beim Einbau eines Panorama-Glasdachs.<br />

Um die Fertigungsprozesse zu optimieren, ist der Zugriff auf die Roboterdaten deswegen von zentraler Bedeutung<br />

Bild: Audi<br />

„Die eigentliche Wertschöpfung<br />

findet am Roboter<br />

statt, deshalb ist der Zugriff<br />

auf die Daten des Roboters<br />

so immens wichtig.“<br />

Daten leicht interpretierbar machen<br />

Von bewährten Prozessen abzuweichen, kommt für Mayer jedoch<br />

nicht in Frage: „Unser Qualifizierungsprozess ist sicher sehr aufwändig,<br />

aber unsere Kunden erwarten auch höchste Qualität.“ Eine reine<br />

Betrachtung durch unterschiedliche Mitarbeiter kann aber verschiedene<br />

Ergebnisse haben – im Gegensatz zu den gelieferten Daten,<br />

die immer gleich sind. „Genau diese Daten müssen wir nutzen,<br />

um die Produktion und den Prozess zu optimieren“, ist Mayer überzeugt.<br />

Dafür müssen die Prozesse datentechnisch so aufgearbeitet<br />

werden, dass auch ein „Nichtexperte“ beispielswese einen Reibschweißprozess<br />

wieder ans Laufen bringt.<br />

Ungeplante Anlagenausfälle von Produktionsanlagen sollen so reduziert<br />

und die Verfügbarkeit sowie die Prozesseffizienz und -qualität gesteigert<br />

werden, etwa durch die Live-Überwachung der Anlagen und<br />

die automatisierte Anpassung von Prozessparametern. Dabei soll die<br />

bisherige Prozessüberwachung und -optimierung auf Basis von Expertenwissen<br />

beibehalten werden. Schlussendlich werden so Instandhaltungskosten<br />

reduziert und Prüfaufwände minimiert.<br />

Umsetzung in den praktischen Betrieb<br />

Die zukünftige Prozesskette im Karosseriebau sieht so aus, dass die<br />

entsprechenden Daten von den Geräten direkt – also ohne zusätzliche<br />

Gateways; schließlich haben die Roboter genug Kapazitäten –<br />

erfasst, integriert und visualisiert werden. Am Ende steht ein Mitarbeiter,<br />

der den Prozess versteht und gegebenenfalls eingreifen<br />

kann. Diese Arbeitsteilung ist nach Auffassung von Mayer der<br />

Schlüssel zum Erfolg. Erst auf dieser Basis lassen sich Data-Mining<br />

und Machine Learning erfolgreich umsetzen.<br />

In der Audi-Architektur wird OPC UA und MQTT als Transportmittel<br />

für die Daten genutzt. Diese werden zu einem Edge-Layer geleitet,<br />

über dem eine Big-Data-Plattform sitzt. Darauf können Applikationen<br />

wie Diagnostic Analytics für das Condition Monitoring oder Predic -<br />

tive Analytics für Condition Based Maintenance aufgesetzt werden.<br />

Profinet und OPC UA unterstützen<br />

Durchgriff nach ganz unten<br />

Der beschriebene Weg wird auch in der Profinet OPC UA Companion<br />

Spezifikation vorgegeben. Zu deren wesentlichen Inhalten gehö-<br />

AW 20 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


MEILENSTEIN OPC UA<br />

MESSE<br />

„Industrie 4.0 ist aus<br />

meiner Sicht schon<br />

längst in der Praxis angekommen<br />

– wir müssen<br />

es nur noch umsetzen.“<br />

ren die Erfassung und Darstellung von Assetmanagement- und<br />

Diagnosedaten. Hierfür werden über bestehende Profinet-Dienste<br />

Asset- und Diagnosedaten von heute eingesetzten Geräten in einer<br />

Anlagensteuerung eingesammelt und über OPC UA an überlagerte<br />

Instanzen geliefert. Durch die Offenheit von Profinet können beispielsweise<br />

Sensoren mit OPC-UA-Interface hinzugefügt werden,<br />

die ihre Werte direkt an entsprechende Cloud-Dienste oder Edge-<br />

Gateways schicken, ohne die Automatisierungslösung mühsam umbauen<br />

zu müssen. Damit lassen sich innovative Diagnosemethoden<br />

auch in bestehenden Anlagen umsetzen.<br />

Diese Situation kennt man auch im Karosseriebau. „Für uns ist ein<br />

Roboter einfach ein unterlagertes Device der SPS und wir möchten<br />

den Durchgriff auf die Daten ganz nach unten, aber wir wollen kein<br />

separates Netzwerk legen“, so Mayer, der die pragmatische Erklärung<br />

gleich hinterher liefert. „Wenn man an über 2000 Robotern ein<br />

Extra-Kabel legen muss, funktioniert das einfach nicht. Außerdem<br />

haben wir nicht nur einen Hersteller beim Roboter, sondern greifen<br />

– je nach Anwendung – auf unterschiedliche Hersteller zurück.“<br />

Noch ist allerdings die Umsetzung von OPC UA nicht bei allen Herstellern<br />

angekommen. Gerade bei den wichtigsten Technologien im<br />

Karosseriebau wie dem Punktschweißen, Bolzenschweißen, Kleben<br />

oder Nieten gibt es noch Lücken. Dagegen sind die Roboter-Hersteller<br />

schon einen guten Schritt weiter, ebenso die RFID-Anbieter. Den<br />

Grund für die noch zögerliche Einführung sieht Mayer auch darin,<br />

dass Audi dies bislang nicht eingefordert hat. In den nächsten Ausschreibungen<br />

wird dies jedoch nachgeholt.<br />

Praktische Umsetzung bei der Inline-Messung<br />

In den Anwendungen, in denen die Kombination aus Profinet und<br />

OPC UA bereits eingeführt wurde, kamen die Vorteile schnell zum<br />

Tragen. Ein gutes Beispiel am Audi-Standort Neckarsulm ist das In -<br />

line-Messsystem bei der Zuführung von Nieten über einen hochflexiblen<br />

Schlauch von der Einfüllung bis zum Nietwerkzeug am Roboterarm.<br />

Die Herausforderung liegt hier in der Geschwindigkeit des<br />

Nietenschießens, die mit 20 m/s relativ hoch ist. Irgendwann zwischen<br />

der 500.000sten und millionsten Niete muss der Schlauch<br />

getauscht werden. Nun soll der Schlauch aber nicht mehr während<br />

der Produktion, sondern zu einem günstigeren Zeitpunkt ersetzt<br />

werden, da bei jedem Wechsel der Prozess für 20 - 30 min angehalten<br />

werden muss. Daraufhin erstellte das Team eine Zeitreihenanalyse<br />

zur Detektion des Verschleißes im Nietzuführschlauch. Die Umsetzung<br />

war relativ einfach – es strömt mehr Luft durch den<br />

Schlauch, sobald kleinste poröse Stellen entstehen. Diese Ergebnisse<br />

werden erfasst, über OPC UA parallel zu Profinet weitergeleitet<br />

und visualisiert. Auch ohne ein zusätzliches Kabel hat nun jeder Mitarbeiter<br />

die Möglichkeit, sich über Ereignisse, die auf der untersten<br />

Ebene stattfinden, zu informieren und schneller zu handeln.<br />

Bild: Audi<br />

Bild: Audi<br />

Premiumqualität bei den Automobilen heißt für Audi hohe Qualität bei<br />

den Karosserien – die Digitalisierung ebnet hier den Weg zur Smart<br />

Factory mit effizienten Produktionssystemen und Hightech-Lösungen<br />

Daten als Grundlage für die Qualitätsprüfung im Presswerk: Audi will<br />

künftig mit einer selbst entwickelten Machine-Learning-Software automatisiert<br />

feinste Risse in Blechteilen erkennen und markieren<br />

Ausblick<br />

Für die Zukunft wünscht sich Mathias Mayer, dass Spezifikationen<br />

schneller von den Geräteherstellern umgesetzt werden. Dabei<br />

mahnt er gleichzeitig an, dass man auch als Anwender nicht zu lange<br />

warten sollte: „Man muss sich frühzeitig mit diesen Themen beschäftigen,<br />

wenn man einen Benefit in der Produktion erreichen<br />

möchte. Industrie 4.0 ist aus meiner Sicht schon längst in der Praxis<br />

angekommen – wir müssen es nur noch umsetzen.“<br />

co<br />

www.profibus.com<br />

Die Möglichkeiten der Kombination<br />

Profinet plus OPC UA im Video:<br />

hier.pro/2iryX<br />

Messe SPS: Halle 5, Stand 210<br />

INFO<br />

elektro<br />

AUTOMATION<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 21


MESSE<br />

MEILENSTEIN OPC UA<br />

Phoenix Contact unterstützt einheitliches Gerätemodell zur übergreifenden Nutzung<br />

DI-Informationsmodell im OPC-UA-Standard<br />

Bei OPC DI (Device Integration) handelt es sich um ein oft im Automatisierungsumfeld genanntes Informationsmodell, das<br />

potenziell unterschätzt wird. Mit der im April 2019 freigegebenen Version 1.02 lassen sich nun auch verschiedene parallele<br />

Funktionalitäten auf einem Gerät modellieren. Das eröffnet Vorteile sowohl für die Gerätehersteller als auch Endanwender.<br />

Robert Wilmes, PLCnext-Systemmarketing, Automation Systems, Phoenix Contact Electronics, Bad Pyrmont<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Bei OPC Device Integration handelt es sich um ein Informationsmodell,<br />

mit dem sich nun auch verschiedene parallele Funktionalitäten<br />

auf einem Gerät modellieren lassen<br />

Als übergreifender Softwarestandard in der Automatisierungstechnik<br />

liefert OPC UA mit den Spezifikationen DA (Data Access)<br />

und HA (Historical Access) alle digitalen Informationen der Daten<br />

über ein objektorientiertes Schema. Gleiches gilt für die A&C<br />

(Alarm & Conditions) sowie weitere Spezifikationen. Das DI-Informationsmodell<br />

gehört zu den darauf aufbauenden Companion-Standards<br />

und wird direkt von der OPC Foundation gepflegt. Es soll die<br />

Basis für andere Companion-Standards bilden, wenn diese Geräte<br />

modellieren wollen. Zur Integration der realen Hardware in den Namensraum<br />

des OPC-UA-Servers wurden mit dem Release der Version<br />

1.02 der OPC-UA-DI-Spezifikation im laufenden Jahr Funktionen<br />

ergänzt, die unter anderem die übergreifende Nutzung dieses Standards<br />

vereinfachen.<br />

Überall dort, wo die digitale auf die reale Welt trifft, sind Geräte erforderlich,<br />

deren Zahl ständig steigt. Zudem werden die Geräte stetig<br />

intelligenter und umfassen immer häufiger einen OPC-UA-Server.<br />

Viele Anwender haben diese Aussage schon oftmals vernommen.<br />

In der Feldbuswelt wurden Themen wie die Adressierung,<br />

Identifizierung und Pflege der Geräte feldbusspezifisch gelöst. Bei<br />

einer OPC-basierten Lösung sollen die Geräte jedoch unabhängig<br />

von ihrer Funktionalität mit einem eindeutigen Namen adressiert<br />

und die Anschlusspunkte identifiziert werden können. Hier setzt die<br />

DI-Spezifikation an.<br />

Mehrere Standards sind Herausforderung<br />

Die DI-Spezifikation wurde das letzte Mal im Jahr 2014 in der Version<br />

1.01 erweitert. Seinerzeit sind insbesondere Anforderungen aus<br />

dem FDI-Standard (Field Device Integration) eingebracht worden.<br />

Über das DI-Informationsmodell waren auf diese Weise neben den<br />

Geräteeigenschaften auch logische Kommunikationsstrukturen –<br />

zum Beispiel zwischen Profinet-Controller und Profinet-Device – ab-<br />

bildbar. Einzelne weitere Companion-Standards – wie das PLCopenund<br />

ADI-Informationsmodell (Analyzer Device Integration) – referenzieren<br />

ebenfalls auf die DI-Spezifikation 1.01. In dieser Version stellte<br />

es allerdings eine Herausforderung dar, wenn Geräte die Funktionalitäten<br />

mehrerer Standards in sich vereinen. Als Beispiel sei eine<br />

E/A-Box mit IO-Link-Schnittstelle in Schutzart IP67 angeführt, die<br />

gleichzeitig als Profinet-Device fungiert. Hier musste der Anwender<br />

zwei unterschiedliche Geräte in einer Geräteliste verwalten.<br />

2017 hat sich die OPC Foundation daher entschlossen, eine Erweiterung<br />

der DI-Spezifikation anzugehen. Die Mitglieder haben in großer<br />

Runde Use Cases erarbeitet und deren Ziele definiert. 2018 wurden<br />

dann verschiedene Ergänzungen spezifiziert sowie Teile der<br />

Use Cases auf andere Arbeitsgruppen verlagert. So ist die sichere<br />

Inbetriebnahme eines Geräts mit dem erstmaligen Rollout von Zertifikaten<br />

an die Security-Gruppe übergeben worden.<br />

Definition eines ausbaubaren ComponentTypes<br />

Im ersten Schritt beschäftigte sich die DI-Arbeitsgruppe schließlich<br />

mit der Adressierung der Geräte sowie einem Konzept, wie die unterschiedlichen<br />

parallelen Funktionalitäten auf einem Gerät modelliert<br />

werden können. Statt eines DeviceTypes wurde nun ein ComponentType<br />

definiert, der sich durch Interfaces vom Typ BaseInterfaceType<br />

ausbauen lässt. Als beispielhafte Interfaces in der Spezifikation<br />

seien die Informationen zum Gerätehersteller oder -namen genannt.<br />

Diese Daten sind in vier verschiedenen Interfaces zusammengefasst<br />

worden: herstellerbezogene Informationen, anwenderspezifische<br />

Informationen, Statusinformationen und erweiterte<br />

Support-Dokumentation. Das Interface zum VendorNameplate enthält<br />

sämtliche klassischen Informationen, die der Hersteller seinem<br />

Gerät mitgibt. Mit dem Interface TagNameplate lassen sich anlagenbezogene<br />

Gerätenamen als String ablegen. Ähnlich einer Sammel-<br />

AW 22 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


MEILENSTEIN OPC UA<br />

MESSE<br />

fehlermeldung gibt das Interface DeviceHealth aus, ob das Gerät<br />

fehlerfrei arbeitet oder eine bestimmte Fehlerklasse meldet. Im<br />

April 2019 wurde das DI-Informationsmodell in der Fassung 1.02.<br />

schließlich releast, da andere Standards darauf aufbauen wollten.<br />

Offene geblieben waren die Use Cases zur Netzwerkbeschreibung,<br />

die jedes Ethernet-basierte Gerät besitzt. Hier wurde der Entschluss<br />

gefasst, die Basis-Spezifikation im Part 5 der OPC-Spezifikation<br />

zu ergänzen, in dem auch der UA-Server beschrieben ist. Dieser<br />

Teil befindet sich derzeit über ein Amendment noch in der Spezifikationsphase.<br />

Darüber hinaus sind Funktionalitäten für den Use Case<br />

eines übergreifenden Device Managements auf eine kommende<br />

DI-Spezifikationsversion verschoben worden. Dazu gehören Funktionen,<br />

die auf einen einheitlichen Update-Prozess für Software und<br />

Firmware abzielen. Diese Erweiterung steht aktuell schon im Review<br />

und ist dann ebenfalls kurzfristig verfügbar.<br />

Das DI-Modell im OPC-UA-Blockbild<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Offline-Gerätebeschreibung für<br />

Devices und deren Funktionalitäten<br />

Jetzt gilt es, dass möglichst viele Informationsmodelle direkt auf DI<br />

aufsetzen sowie bestehende Modelle entsprechend umgestellt<br />

werden. Je mehr Informationsmodelle DI nutzen, desto größer wird<br />

dessen Stellenwert. Dies hat den Vorteil, dass die Hersteller lediglich<br />

eine Abbildungsvorschrift in ihre Geräte implementieren. Endanwender<br />

können beispielsweise Geräte aus unterschiedlichen Systemen<br />

in einem einheitlichen Asset Management zusammenfassen.<br />

Ein aktuelles Beispiel ist die Fieldlevel Communication Initiative<br />

(FLC) der OPC Foundation, in der momentan mehr als 20 Hersteller<br />

einen einheitlichen, deterministischen Kommunikationsstandard erarbeiten,<br />

der auf dem Publisher-/Subscriber-Modell von OPC UA und<br />

Automatisierungswelt<br />

der Zukunft<br />

PLUS<br />

Die Vision der grenzenlosen, aber auch echtzeitfähigen Kommunikation<br />

über alle Netzwerke wird lediglich dann wahr, wenn Geräte,<br />

Datenübertragung und die Funktion konsequent voneinander<br />

getrennt werden. Nur so lassen sich Kommunikationswege flexibel<br />

anpassen und Funktionen in die Cloud verlagern. Damit diese<br />

drei Einheiten trotzdem verlässlich in einem Netzwerk zusammenspielen,<br />

müssen in der heterogenen Automatisierungslandschaft<br />

viele Unternehmen bei den genutzten Geräte-, Kommunikationsund<br />

funktionalen Standards kooperieren, sodass die Komplexität<br />

des Gesamtsystems nicht überhandnimmt. Für einen mittelständisch<br />

geprägten Komponentenhersteller ist diese Standardisierung<br />

sehr wichtig. Deshalb engagiert sich Phoenix Contact in vielfältigen<br />

Arbeitsgruppen zu Kommunikationstechnologien – wie<br />

der OPC Foundation, 5G ACIA oder Profibus & Profinet International<br />

–, bei funktionalen Organisationen wie OPAF (Open Process<br />

Automation Forum), Namur und insbesondere der Field Level Initiative<br />

(FLC) in der OPC Foundation, um hier gemeinsame übergreifende<br />

Standards zu erarbeiten, die nicht nur den Anlagen-/<br />

Maschinen- und Gerätebauern eine klare Spezifikation geben,<br />

sondern dem Nutzer ebenfalls zahlreiche Vorteile bringen.<br />

Die Inhalte der DI-Spezifikation<br />

den IEEE 802-Funktionen zu Time-Sensitive-Networking (TSN) basiert.<br />

Dabei werden die Anforderungen von Motion-Control- bis zu<br />

prozesstechnischen Applikationen berücksichtigt. In Zukunft sollen<br />

mit Hilfe von LC die Gerätehersteller so nur noch ein OPC-Gerätemodell<br />

unterstützen, lediglich einen Security-Ansatz pflegen sowie<br />

allenfalls ein Safety-Protokoll einbinden. Endanwender können mit<br />

sämtlichen Teilnehmern selbst über Netzwerkgrenzen hinweg – bis<br />

in die Cloud – Daten austauschen.<br />

Da die FLC-Initiative bestehende Standards nutzen möchte, ist die<br />

DI-Spezifikation auch hier einer der favorisierten Ansätze. Eine weitere<br />

Aktivität, welche die Mitglieder der FLC-Initiative angehen, fokussiert<br />

sich auf die Offline-Gerätebeschreibung für Devices und ihre<br />

Funktionalitäten, so wie es heutige Feldbussysteme bereits zur<br />

Verfügung stellen. In der Engineering- und Projektierungsphase verknüpfen<br />

Anwender also Variablen aus den Programmen und Visualisierungen<br />

direkt mit den Datenobjekten der Geräte und füllen Geräteparameter.<br />

Je näher dieser Vorgang am DI-Modell passiert, desto<br />

mehr wird das DI-Informationsmodell aufgewertet und die Rolle einnehmen,<br />

die es schon immer anvisiert hatte: die Technologie-übergreifende<br />

und Hardware-orientierte Sicht in einem OPC-Server auf<br />

alle Geräte in der Automatisierungslösung inklusive der Kommunikationsnetze<br />

und zentraler Einstiegspunkt für die integrierten Funktionalitäten.<br />

ge<br />

www.phoenixcontact.de<br />

INFO<br />

elektro<br />

Phoenix Contact beteiligt sich in der AUTOMATION<br />

OPC-UA-Initiative zur Standardisierung<br />

der industriellen Kommunikation: t1p.de/j777<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019 AW 23


Industrie<br />

Das Kompetenznetzwerk der Industrie<br />

Veranstalter:<br />

FORUM<br />

ROBOTICS<br />

KONGRESS<br />

12. Februar 2020<br />

Robotation Academy<br />

Messegelände Hannover<br />

9. Robotics Kongress<br />

Mit Robotern in die smarte Zukunft<br />

> Sensorik & Vision<br />

> MRK & Safety<br />

> Maschinelles Lernen & KI<br />

TOP<br />

EVENT<br />

Mehr Infos unter:<br />

www.industrieanzeiger.de/<br />

robotics-kongress<br />

Bisherige Partner:<br />

24 elektro AUTOMATION INNOVATIONEN ZUR SPS 2019


EINZELBAUTEILE<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

Korrosionsschutz: Edelstahl-Stellmuttern halten im Salzsprühnebeltest mehr als 1000 h durch<br />

Eignungstest für korrosive Umgebungen<br />

Korrosionsgeschützte Stellmuttern sind in vielen anspruchsvollen Anwendungsbereichen, wie Food<br />

Processing, Fluidtechnik, Abfüllanlagen, Verpackungsmaschinen, Pumpen, Automation und Handling,<br />

unverzichtbar für einen dauerhaft sicheren Betrieb von Maschinen und Anlagen. Sie müssen hohe<br />

Anforderungen hinsichtlich Prozesssicherheit, Präzision, Effizienz und Wartungsfreundlichkeit erfüllen.<br />

Für diese Anwendungen bietet Spieth Stellmuttern mit individuell auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmtem<br />

(skalierbarem) Korrosionsschutz – in verschiedenen Beschichtungsarten und in Edelstahl.<br />

Tobias Martin, Gesamtvertriebsleiter, Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co KG, Esslingen<br />

Die Korrosionsbeständigkeit und Funktionalität<br />

der einzelnen Ausführungen hat die Spieth-<br />

Maschinenelemente GmbH & Co. KG, Esslingen, in<br />

umfangreichen Salzsprühnebeltests nach DIN EN ISO<br />

9227-NNS im Forschungslabor untersucht. Aufgrund<br />

der detaillierten Ergebnisse können Anwender hinsichtlich<br />

des optimalen Korrosionsschutzes für ihren<br />

jeweiligen Einsatzfall noch zielgerichteter und besser<br />

beraten werden.<br />

Skalierbarer Korrosionsschutz<br />

Aufgrund der ökologischen Nachteile sowie den<br />

Einschränkungen in der Kompatibilität mit der Reach-<br />

Verordnung bei Beschichtungswerkstoffen wird sowohl<br />

die Verfügbarkeit als auch die Nachfrage nach<br />

Bauteilen mit Gelbchromatierung sinken. In einigen<br />

Bereichen, z. B. im Bereich Verpackungsmaschinen für<br />

die Lebensmittelindustrie, ist diese Art der Beschichtung<br />

sogar verboten. Daher signalisieren immer mehr<br />

Anwender Bedarf an Produkten, die diese besonderen<br />

Anforderungen an den Korrosionsschutz erfüllen.<br />

Spieth hat sein Programm nun erweitert und bietet<br />

Stellmuttern in verschiedenen Beschichtungen (Blauchromatierung,<br />

Zink-Nickel) sowie auch in Edelstahlausführung<br />

an, die in Salzsprühnebeltests eine sehr<br />

hohe Widerstandskraft aufweisen. Für Anwender gibt<br />

es ein breites Spektrum an Auswahlmöglichkeiten, inklusive kompetente<br />

individuelle Beratung. Dem Maschinen- und Anlagenbau stehen<br />

Präzisionsmuttern mit skalierbarem Korrosionsschutz zur Verfügung,<br />

exakt zugeschnitten auf anspruchsvolle Anwendungen – und<br />

besonders wirtschaftlich. Speziell bei Sonderausführungen ist der<br />

Anbieter aufgrund seiner Erfahrung ein gefragter Lösungspartner.<br />

Ein Plus an Sicherheit<br />

Jede korrosionsgeschützte Stellmutter basiert auf dem bewährten<br />

Spieth-Prinzip: Die Einstellmöglichkeit des Gewindeflankenspiels<br />

auf null stellt eine optimale Ausrichtung auf dem Gewinde, bestmögliche<br />

Sicherungswerte und hohe Losbrechmomente sicher. Damit<br />

einher gehen eine hohe axiale Steifigkeit, hervorragende Rundlaufeigenschaften<br />

und mehr Funktionssicherheit, auch bei großen<br />

Lasten und hoher Dynamik. Die Stellmuttern eignen sich für hohe<br />

Drehzahlen, bieten hohe Planlaufgenauigkeit, weniger Verschleiß<br />

und sind schnell und präzise zu montieren.<br />

Stellmutter, erhältlich in verschiedenen galvanischen oder<br />

chemischen Beschichtungen und in Edelstahl<br />

Harte Prüfungsbedingungen im Test<br />

In einer umfangreichen Salzsprühnebel-Testreihe gemäß DIN EN<br />

ISO 9227-NSS hat der Hersteller Stellmuttern in verschiedenen<br />

Beschichtungsvarianten bis hin zu Edelstahl-Stellmuttern jeweils mit<br />

und ohne Spannschrauben auf Korrosion und Funktionsfähigkeit<br />

untersucht. Für insgesamt 8 × 20 Muttern wurde eine extrem korrosive<br />

Umgebung quasi im Zeitraffer simuliert. Die Prüfdauer betrug<br />

maximal 1000 h. Es erfolgten Zwischenprüfungen in sieben Zeit -<br />

intervallen, nach denen Muttern entnommen wurden: nach 96, 192,<br />

336, 432, 504, 672 und 1000 h.<br />

Die Korrosionsprüfung im Zeitraffer kann natürlich nicht eine 1:1-Abbildung<br />

der jeweiligen Einbausituation in korrosiver Umgebung der<br />

zukünftigen Anwendung sein, gibt jedoch eine detaillierte Aussage-<br />

Bild: Spieth-Maschinenelemente<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 141


MASCHINENELEMENTE<br />

EINZELBAUTEILE<br />

kraft, wie sich das Produkt in den jeweiligen Beschichtungsvarianten<br />

über einen definierten Zeitraum verhalten würde. So lässt sich<br />

besser abschätzen, welches Produkt in welcher Ausführung für die<br />

Einbausituation geeignet ist.<br />

Die Auswertung findet nach genau definierten Bewertungskriterien<br />

entsprechend DIN EN ISO 10289 (Schutzgrad R p und Aussehen R A )<br />

auf hohem Kompetenzniveau statt. Nach sieben Zeitintervallen wird<br />

die prozentuale Fehlerfläche (nach Schutzgrad R p und Aussehen R A )<br />

unterschieden und der Grad der Verschlechterung detailliert beurteilt.<br />

Hierzu untersucht man im Labor den Zustand der Stirnflächen,<br />

Bohrungen und der Schrauben. Stellmuttern, die eine Grundmetallkorrosion<br />

oder Fehlerfläche von >50 % aufweisen, bestehen diesen<br />

Test nicht – sie entsprechen nicht den hohen Maßstäben, die Spieth<br />

ansetzt. Denn ein wesentlicher Aspekt der Auswertung ist, dass bei<br />

den verschiedenen getesteten Kombinationen – Stellmuttern mit<br />

und ohne Spannschrauben – die Quelle der Korrosionsbildung (Stirnfläche,<br />

Bohrungen, Spannschrauben) exakt lokalisiert und analysiert<br />

wurde, um entsprechende Optimierungen, z. B. den Einsatz anderer<br />

Schrauben, vorzunehmen.<br />

Anhand der Testreihe mit mehr als 150 geprüften Bauteilen können<br />

nun detaillierte Aussagen zum Korrosionsverhalten der einzelnen<br />

Beschichtungsarten und Ausführungen getroffen werden.<br />

Edelstahl-Stellmuttern halten über 1000 h durch<br />

Das Top-Produkt von Spieth ist die Stellmutter aus Edelstahl. Sie<br />

zeigte im Salzsprühnebeltest selbst nach 1000 h unter harten Umgebungsbedingungen<br />

noch keine Grundmetallkorrosion und keine signifikanten<br />

Fehlerflächen – sowohl die Spannschrauben, die Axial- und<br />

Radialbohrung sowie die Stirnfläche und die Funktionalität der Stellmutter<br />

waren in Ordnung. Bei extrem korrosiven Umgebungen oder<br />

im Lebensmittelbereich sind Edelstahl-Stellmuttern unverzichtbar.<br />

Oft genügen aber auch entsprechend beschichtete Stellmuttern,<br />

die dann die wirtschaftlichere Lösung sind. Die Ergebnisse für blauchromatierte<br />

Stellmuttern mit blauchromatierten Schrauben lagen<br />

bei 192 h. Stellmuttern aus Zink-Nickel mit blauchromatierten<br />

Schrauben hielten bis zu 432 h durch. Alle Beschichtungen bieten<br />

mindestens den Korrosionsschutz, den Nutzer von Spieth-Pro -<br />

Stellmuttern in Edelstahl, Zink-Nickel und Blauchromatierung<br />

nach bestandenem Salzsprühnebeltest<br />

Bild: Spieth-Maschinenelemente<br />

Bild: Spieth-Maschinenelemente<br />

Funktionsprinzip der Stellmutter<br />

dukten mit Gelbchromatierung kennen. Der Hersteller ist damit in<br />

der Lage, Anwender präzise zu beraten, welche Beschichtungsarten<br />

und Ausführungen optimale Leistungswerte hinsichtlich des geforderten<br />

Korrosionsschutzes und der Wirtschaftlichkeit bieten.<br />

Schichtdicke und Materialien optimal abgestimmt<br />

Jede Beschichtung ändert die Toleranz der Stellmutter durch die<br />

entsprechende Schichtdicke. Im Fertigungsprozess wird deshalb die<br />

genau definierte Dicke der späteren Beschichtung bereits berücksichtigt.<br />

Beschichtung und Materialien der Stellmutter sind exakt auf<br />

die Anforderungen abgestimmt, so entstehen Präzisionsprodukte<br />

mit nur geringen Fertigungstoleranzen und bester Maßhaltigkeit.<br />

„Durch Optimierung unserer Prozesse weisen die Ergebnisse<br />

nur eine sehr geringe Streuung auf. Die Schichtdicken und die verwendeten<br />

Materialien sind genau definiert.“, erklärt Dr.-Ing. Heiko<br />

Alxneit, Leiter Produktmanagement bei Spieth.<br />

Stellmuttern für vielfältige Einsatzbereiche<br />

Edelstahl-Stellmuttern sind ein großes Thema in sensiblen Bereichen<br />

wie in der lebensmittelverarbeitenden Industrie. Hier führt an<br />

Edelstahl kein Weg vorbei. Im Bereich Food Processing kommen die<br />

Edelstahl-Stellmuttern z. B. in Abfüllanlagen, Verpackungsmaschinen<br />

oder in Wurstschneidemaschinen zum Einsatz. Ein großer<br />

Bereich ist auch die Fluidtechnik, beispielsweise Pumpen zur Förderung<br />

flüssiger Lebensmittel. Für all diese Einsatzbereiche hat Spieth<br />

eine große Beratungs- und Lösungskompetenz für korrosions -<br />

geschützte Maschinenbauteile aufgebaut. So kann der Hersteller<br />

Anwender detailliert dahingehend beraten, welches Produkt in welcher<br />

Ausführung sich für den gewünschten Einsatzzweck optimal<br />

eignet – auch in wirtschaftlicher Hinsicht. Hinzu kommen als weitere<br />

Vorteile die Prozesssicherheit, Präzision und Wartungsfreundlichkeit<br />

der Produkte.<br />

bec<br />

www.spieth-me.de<br />

Detaillierte Informationen zu den Stellmuttern mit<br />

Gewindesicherung:<br />

hier.pro/VCgMq<br />

142 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Industrie<br />

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Die additive gibt Fertigungsunternehmen Einblicke in die neuesten Technologieentwicklungen<br />

und berichtet fachkundig über praxisnahe Anwendungen.<br />

Die neuesten Entwicklungen<br />

aus der Welt des 3D-Drucks<br />

auch für unterwegs!<br />

Jetzt Code scannen<br />

und Webseite entdecken.<br />

additive.industrie.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 143


MASCHINENELEMENTE<br />

EINZELBAUTEILE<br />

Leistungsstarke Magnete für elektrische Turbolader<br />

Die Emissionen mithilfe<br />

effizienter Magnettechnik senken<br />

Verbrauch und Schadstoffausstoß spielen eine immer größere Rolle bei der Entwicklung neuer<br />

Motorgenerationen. Eine Möglichkeit, Emissionen zu senken, liegt im Einsatz von elektrisch ange -<br />

triebenen Turboladern, auch Turboverdichter genannt, in denen leistungsstarke Magnete arbeiten.<br />

Nach Einschätzung von MS-Schramberg öffnet dieser Trend einen vielversprechenden Markt, auf<br />

dem das Unternehmen mit seinem Know-how in der Magnet- und Systemtechnik punkten will.<br />

Klaus Hiemer, Fachjournalist, A1kommunikation Schweizer GmbH, Filderstadt,<br />

i. A. der MS-Schramberg GmbH & Co. KG, Schramberg-Sulgen<br />

Ein erfolgversprechender Ansatz zur Verbrauchsreduzierung ist<br />

das Downsizing – die Verkleinerung des Hubraumes und der<br />

Zylinderzahl des Verbrennungsmotors. Einbußen bei Fahrkomfort<br />

und -leistung kann ein effizientes Verdichtersystem kompensieren.<br />

Denn Experten sehen in der zunehmenden Elektrifizierung der Fahrzeuge<br />

mit einer größeren Kapazität der Bordnetze neue Möglich -<br />

keiten für die elektrische Unterstützung eines Turboladers, bei dem<br />

Magnete eine wichtige Rolle spielen.<br />

Eine weitere Technologie mit Zukunftspotenzial ist der Brennstoffzellenantrieb.<br />

Der Energieträger Wasserstoff ist in Bezug auf Verfügbarkeit<br />

und Schadstoffemission ein optimaler Kraftstoff. Die Brennstoffzelle<br />

liefert bedarfsabhängig genügend elektrische Energie,<br />

um die Fahrzeugmotoren zu versorgen. Der Wirkungsgrad und die<br />

Leistungsdichte werden mit elektrischen Brennstoffzellenladern<br />

gesteigert.<br />

Zur elektrischen Unterstützung des Turboladers wird das Verdichterrad<br />

durch einen Synchronmotor angetrieben. Das Herzstück eines<br />

solchen Motors ist der Rotor, der mit leistungsstarken Magneten<br />

arbeitet. Ein solches Konzept hat beispielsweise der Spezialist für<br />

Bild: MS-Schramberg<br />

Rotorbaugruppe von MS-Schramberg,<br />

der Magnet ist mit Hülse gefertigt<br />

Aufladesysteme, die BorgWarner Turbo Systems GmbH mit Hauptsitz<br />

im rheinland-pfälzischen Kirchheimbolanden, in den vergan -<br />

genen Jahren mit Nachdruck vorangetrieben. „Mit ihrem Permanentmagnet-Motor,<br />

der für kompakte Abmessungen des Systems,<br />

hohe Effizienz, minimale Drehmomentschwankungen und dadurch<br />

für eine geringe Geräuschentwicklung während des Betriebs sorgt,<br />

kann diese zukunftsweisende Lösung einen elektrischen Wirkungsgrad<br />

von mehr als 95 % erzielen“, heißt es in der Knowledge Library<br />

von BorgWarner. Ähnlich funktioniert der Brennstoffzellenlader, der<br />

auch Turbokompressor für Brennstoffzellen genannt wird.<br />

Systemlieferant – alles aus einer Hand<br />

Für die MS-Schramberg GmbH & Co. KG steht dieses Thema weit<br />

oben auf der Agenda. „Wir beschäftigen uns intensiv damit und haben<br />

unsere Kunden bereits erfolgreich bei der Entwicklung von elektrischen<br />

Turboladern unterstützt“, skizziert Dietmar Schwegler, Leiter<br />

Produktentwicklung und Vertrieb. Dabei tritt das Unternehmen als<br />

Systemlieferant auf und entwickelt komplexe Magnetsystemlösungen<br />

– von der magnetischen und mechanischen Auslegung bis hin<br />

zur Fertigung von Protypen im ersten Schritt. „Weiterhin<br />

stehen wir als Partner für die Serienfertigung bereit und<br />

bringen unsere Kompetenzen in der Magnet- und<br />

Fertigungstechnik sowie unsere Erfahrungen mit<br />

hochdrehenden Rotoren ein. Der Kunde erhält<br />

alles aus einer Hand“, ergänzt Schwegler.<br />

Rotoren für elektrische Turbolader aus<br />

Schramberg sind einbaufertige Baugruppen,<br />

bestehend aus Läufer -<br />

wellen mit Berstschutz, in denen<br />

Permanentmagneten exakt eingefügt<br />

sind. Der Hersteller setzt dabei<br />

auf ein skalierbares und kosten -<br />

effizientes Fertigungskonzept mit<br />

hohem Automatisierungsgrad.<br />

Technische Hürden<br />

genommen<br />

Die technischen Herausforderungen<br />

bei der Herstellung solcher Komponenten<br />

sind hoch. Die Turbolader<br />

144 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Lumistar Leuchte<br />

ASL 57-LED-EX<br />

1970 Lumen<br />

Bild: MS-Schramberg<br />

Dietmar Schwegler sieht u. a. großes Potenzial bei Turboladern für<br />

Pkw, Lkw und Nutzfahrzeuge<br />

• ATEX zertifiziert<br />

• Extrem kontrastreiche<br />

Ausleuchtung<br />

• keine Wärmestrahlung<br />

im Lichtaustritt (Kaltlicht)<br />

• optimal für<br />

schwer zugängliche Anlagen<br />

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Erste Hilfe.<br />

Selbsthilfe.<br />

Bild: MS-Schramberg<br />

Firmensitz von MS-Schramberg in Schramberg-Sulgen im Schwarzwald –<br />

hier werden die Permanentmagnete entwickelt und produziert<br />

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

müssen Drehzahlen von bis zu 250.000 min -1 verkraften, sodass nur<br />

minimale Unwuchten zulässig sind. Je nach Anwendung – ob im<br />

Verbrennungs- oder Brennstoffzellenmotor – entstehen thermische<br />

Belastungen bis zu +200 °C. In der Fertigung der präzisen Komponenten<br />

setzt MS-Schramberg deshalb auf hochfeste und thermisch<br />

stark belastbare Materialien wie z. B. die Nickelbasislegierung<br />

Inconel 718 oder hochfeste CFK-Bandagen.<br />

Als Magnetwerkstoff kommt die Seltenerdlegierung Samarium-<br />

Cobalt zum Einsatz. Diese besitzt eine hohe magnetische Energiedichte.<br />

Durch den abgestimmten Materialmix entstehen in Kombination<br />

mit einer präzisen mechanischen Fertigung hochfeste Fügeverbindungen,<br />

die auch extremen Temperaturen standhalten.<br />

„Durch die Kombination von speziellen Materialien mit der präzisen<br />

Fertigung stellen wir sicher, dass die strikten Anforderungen unserer<br />

Kunden nach Maß-, Form- und Lagetoleranzen erfüllt werden“, so<br />

Schwegler. MS-Schramberg will seine Position als Serienlieferant in<br />

diesem Bereich künftig weiter stärken. Potenzial sieht das Unternehmen<br />

bei Turboladern für Pkw, Lkw, Nutzfahrzeuge, elektrischen<br />

Kompressoren zur Regelung des Zuluftstroms für Brennstoffzellen<br />

oder beim Einsatz in Turbo-Compound-Motoren, bei denen der<br />

Energiegehalt der Abgase durch eine nachgeschaltete Nutzturbine<br />

verwertet wird.<br />

bec<br />

www.ms-schramberg.de<br />

www.turbos.borgwarner.com<br />

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elektrische Turbolader:<br />

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Zusatzleistungen für Elastomerdichtungen.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 145<br />

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MASCHINENELEMENTE<br />

EINZELBAUTEILE<br />

Anschlusshülse aus Hybridwerkstoff für Thermosensoren erhöht deren Betriebssicherheit und Lebensdauer<br />

Bessere Schutzfunktion<br />

Mit der Anschlusshülse HPS 400 erweitert der Thermodynamikspezialist Hotset die technische Bandbreite<br />

der Thermoelemente und Widerstandsthermometer seiner Produktlinie Hotcontrol. Dank ihrer<br />

Hitzebeständigkeit von bis zu +400 °C und einer Zugfestigkeit von mehr als 120 N verleiht sie den Thermosensoren<br />

an der kritischen Übergangszone von der Messspitze zu den Ausgleichleitungen eine sehr<br />

gute thermische und mechanische Stabilität. Vor allem bei Extrembedingungen während der Tempe -<br />

raturerfassung erhöht das sowohl die Betriebssicherheit als auch die Lebensdauer der Messfühler.<br />

Julius Moselweiß, freier Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der Hotset GmbH, Lüdenscheid<br />

Hitzebeständig bis +400 °C und zugfest bis über<br />

120 N: Mit der Anschlusshülse HPS 400 erweitert<br />

Thermodynamikspezialist Hotset die Auswahl der<br />

Thermoelemente und Widerstandsthermometer<br />

seiner Produktlinie Hotcontrol<br />

Bild: Hotset<br />

Ob in Prozesstechnik, Spritzguss oder Elektronik, ob in Heiß -<br />

kanalsystemen oder in den Analysegeräten der Medizintechnik<br />

– das Erfassen, Messen und Überwachen von Temperaturen gehört<br />

in fast allen technischen Bereichen zu den wichtigsten Disziplinen.<br />

In seiner Produktserie Hotcontrol bietet der Thermodynamikspe -<br />

zialist Hotset dafür eine große Auswahl hochwertiger Thermoelemente<br />

und Widerstandsthermometer. Dank seiner intensiven Entwicklungsarbeit<br />

am Hauptsitz Lüdenscheid und im Fertigungswerk<br />

Malta kann er dieses Portfolio regelmäßig erweitern und damit den<br />

innovativen Spielraum der Anwender vergrößern.<br />

Jüngstes Kind der kreativen Köpfe von Hotset ist die neue Anschluss-<br />

bzw. Übergangshülse HPS 400 für die Thermosensoren der<br />

Hotcontrol-Serie. Die Komponente ist ab sofort verfügbar und kann<br />

mit zwei entscheidenden Eigenschaften auftrumpfen: Wie die bisher<br />

– und weiterhin – lieferbaren Überhangshülsen aus Edelstahl<br />

verfügt die HPS 400 über eine sehr hohe Temperaturstabilität von<br />

+400 °C und zeichnet sich außerdem durch eine hohe Zugfestigkeit<br />

von mehr als 120 N aus. Für viele mess- und<br />

prüftechnische Applikationen – z. B. in Hochspannungs-<br />

oder E-Mobility-Anwendungen –<br />

bietet das eine Reihe von Vorteilen. Etwa<br />

eine längere Standzeit der Sensoren, mehr<br />

konstruktive Freiheiten beim Einbau, eine<br />

höhere Betriebssicherheit, eine Installation<br />

ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen und<br />

vieles andere mehr.<br />

Wichtige Verbindungsstelle<br />

Die Übergangshülse von Thermoelementen<br />

und Widerstandsthermometern erfüllt etliche<br />

wichtige Aufgaben, die nicht zu unterschätzen sind. „Die Anschlusshülse<br />

hat Gehäusefunktion und sitzt an einer neuralgischen Stelle<br />

der Sensoren. Sie ist verantwortlich für den umfassenden Schutz<br />

der fragilen Verbindung zwischen der feinen Messspitze und den<br />

hauchdünnen Ausgleichleitungen. Das bedeutet konkret, die Hülse<br />

muss gegen Feuchtigkeit abdichten, eine Zugentlastung sicher -<br />

stellen und vor allem gegen hohe Temperaturen beständig sein“,<br />

erläutert Adrian Strojny, Produktmanager bei Hotset. Dazu muss<br />

man wissen, dass an der Messspitze eines Thermosensors Temperaturen<br />

von bis zu +1100 °C anliegen können und die Ausgleichleitungen<br />

für bis zu +400 °C – im Sonderfall auch bis +600 °C – ausgelegt<br />

sind. Als Bindeglied muss die Übergangs- bzw. Anschlusshülse<br />

hier mithalten können.<br />

Auf dem Weg zum optimalen Werkstoff<br />

Der Weg zur HPS 400 führte die Entwickler über mehrere Versuchsstadien<br />

mit verschiedenen Werkstoffen. Neben den üblichen Standardanforderungen<br />

(Feuchtigkeitsdichte, elektrische Isolierung<br />

usw.) kam als dritte Zielsetzung hinzu, dass sie sich spritzgießen lassen<br />

sollte. „Unsere ersten Ansätze mit verschiedenen technischen<br />

Kunststoffen genügten unseren hohen Ansprüchen nicht. Als wir<br />

aber begannen, mit Verbundmaterialien zu arbeiten, kristallisierte<br />

146 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


EINZELBAUTEILE<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

Bild: Hotset<br />

Adrian Strojny,<br />

Produktmanager,<br />

Hotset GmbH<br />

„Die Übergangshülse<br />

von Thermoelementen<br />

und Widerstands -<br />

thermometern hat<br />

Gehäusefunktion. Sie<br />

ist verantwortlich für<br />

den Schutz der fragilen<br />

Verbindung zwischen<br />

der feinen Messspitze<br />

und den hauchdünnen<br />

Ausgleichleitungen.“<br />

Je nach verwendeter Leitung ist die Anschlusshülse HPS 400 auch<br />

wasser- und staubdicht nach IP 67. Aktuell angeboten wird sie für Mantelthermoelemente<br />

und Mantelwiderstandsthermometer mit Durchmessern<br />

von 1,0 und 1,5 mm<br />

Bild: Hotset<br />

sich eine Lösung heraus“, berichtet Strojny. Die Entscheidung fiel<br />

schließlich auf einen innovativen Hybridwerkstoff, der sämtliche<br />

Anforderungen erfüllt und in ersten Vorserien inzwischen seine<br />

Praxistauglichkeit unter Beweis gestellt hat. „Dieser Werkstoff ist<br />

geradezu eine Ideallösung. Seine Temperaturbeständigkeit liegt<br />

sogar über den von uns geforderten +400 °C und gibt uns die Möglichkeit,<br />

die neue HPS 400 im Spritzgussverfahren zu produzieren –<br />

wesentlich schneller und kostengünstiger als die Edelstahlhülsen“,<br />

sagt Strojny.<br />

Neue Einsatzgebiete und mehr Sicherheit<br />

Die Anschlusshülse HPS 400 ist eine große Bereicherung für die<br />

Hotcontrol-Produktlinie und erschließt den Anwendern der Thermoelemente<br />

und Widerstandsthermometer von Hotset neue Einsatzgebiete<br />

in höheren Temperaturgefilden. Dank der bereits erwähnten<br />

hohen Zugfestigkeit von mehr als 120 N erweist sie sich auch mechanischen<br />

Belastungen gegenüber als äußerst widerstandsfähig.<br />

Nicht vergessen sollte man zudem, dass diese Anschlusshülse auch<br />

wasser- und staubdicht nach IP 67 ist (abhängig von der eingesetzten<br />

Leitung). Aktuell angeboten wird sie für Mantelthermoelemente<br />

und Mantelwiderstandsthermometer mit Durchmessern von 1,0<br />

und 1,5 mm. Weitere Ausführungen sind in Vorbereitung. bec<br />

www.hotset.com<br />

Detaillierte Informationen zur Anschlusshülse für<br />

Thermosensoren:<br />

hier.pro/J05Mn<br />

Hochdynamisch, robust und präzise:<br />

Der neue Wegaufnehmer TF1<br />

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Positionsmessung −<br />

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Messung<br />

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10 kHz Update Rate<br />

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IO-Link-Schnittstelle<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 147


MASCHINENELEMENTE<br />

NEWS<br />

RCT Reichelt Chemietechnik: Schrumpfschläuche schützen<br />

Aus verschiedenen polymeren Materialien<br />

Schrumpfschläuche kommen immer dann<br />

zum Einsatz, wenn Kabel und andere Leitungen<br />

isoliert oder empfindliche Bauteile geschützt<br />

werden müssen. Schrumpfschläuche<br />

bieten Schutz vor Korrosion, Verschmutzung,<br />

Witterungseinflüssen und Feuchtigkeit sowie<br />

aggressiven Chemikalien. Des Weiteren leiten<br />

sie keinen Strom, eignen sich daher auch<br />

ideal für die Isolierung von Kabeln und beugen<br />

somit Kurzschlüssen vor. Wer beschä -<br />

digte Kabel reparieren oder neue Leitungen<br />

verlegen will, sollte also immer ein paar<br />

Schrumpfschläuche parat haben. Entwickelt<br />

wurde der Schrumpfschlauch schon vor mehr<br />

als 50 Jahren, nämlich 1962 von der kalifor -<br />

nischen Raychem Corporation. Die Funktionsweise<br />

ist denkbar einfach: Der Schrumpfschlauch<br />

– meist aus hitzebeständigen Poly -<br />

olefinen, PVDF oder PTFE – wird über das zu<br />

schützende Kabel bzw. Bauteil gezogen und<br />

daraufhin mit Heißluft erwärmt, wofür meist<br />

eine Heißluftpistole zum Einsatz kommt.<br />

Durch die Wärmeeinwirkung schrumpft der<br />

Schlauch und zieht sich zu einer festen Hülle<br />

um das zu schützende Element zusammen.<br />

Mittlerweile wird eine breite Palette an unterschiedlichen<br />

Schutz- und Schrumpfschläuchen<br />

aus verschiedenen polymeren Mate -<br />

Bild: RCT Reichelt Chemietechnik<br />

rialien angeboten, was die Auswahl des richtigen<br />

Typs erschweren kann. Unter hier.pro/<br />

K3gkO hilft der Artikel „Schrumpfschläuche –<br />

Funktionsweise und Verwendung“ bei der<br />

Entscheidung, welcher Schrumpfschlauch<br />

der richtige für den jeweiligen Einsatz ist. bec<br />

www.rct-online.de<br />

Trapezgewindespindeln und -muttern von Norelem<br />

Ein- oder zweigängig in unterschiedlichen Steigungen<br />

Bild: Norelem<br />

Norelem erweitert sein Produktportfolio<br />

um zusätzliche Trapezgewindespindeln und<br />

-muttern. In Kombination ergeben diese<br />

Komponenten zuverlässige Trapezgewindetriebe,<br />

die z. B. in Werkzeugmaschinen,<br />

Pressen, Lineareinheiten oder Hebeanlagen<br />

zum Einsatz kommen. Die Trapezgewindespindeln<br />

werden gerollt und nicht gewirbelt –<br />

bei dieser Herstellungsmethode wird der<br />

Faserverlauf des Ausgangsmaterials nicht<br />

unterbrochen, was positive Auswirkungen<br />

auf die Belastbarkeit hat. Im Vergleich zu<br />

gewirbelten Trapezgewindespindeln ist die<br />

Oberflächenhärte um bis zu 30 % höher und<br />

die Bruchfestigkeit um bis zu 12 % größer.<br />

Die Trapezgewindespindeln sind ein- oder<br />

zweigängig, in unterschiedlichen Steigungen<br />

sowie als Rechts- und Linksgewinde erhältlich.<br />

Standardmäßig sind die Spindeln aus<br />

Einsatzstahl 1.0401 (C15) oder Edelstahl<br />

1.4305 gefertigt. Trapezgewindemuttern sind<br />

bei Norelem als Rundmuttern, Sechskantmuttern<br />

und mit Flansch erhältlich. Die indi -<br />

viduellen Anforderungen des Anwenders<br />

bestimmen den Werkstoff – verfügbar sind<br />

Gewindemuttern aus Rotguss, Stahl, Edelstahl<br />

oder Kunststoff. Kunststoffausführungen<br />

gewähren z. B. gute Laufeigenschaften<br />

und geringe Geräuschemissionen. Ein Trapezgewindetrieb<br />

– also die Kombination einer<br />

Trapezgewindespindel mit einer Mutter –<br />

überträgt eine rotierende in eine lineare Bewegung.<br />

Es handelt sich hierbei um ein Bewegungsgewinde<br />

mit einer relativ großen<br />

Reibung, das im Regelgewindebereich<br />

selbsthemmend ist. Dies hat den Vorteil,<br />

dass in Ruhelage in der Regel keine gesonderte<br />

Sicherung nötig ist.<br />

bec<br />

www.norelem.de<br />

OB BESTÜCKT, MONTIERT ODER<br />

ZUGEFÜHRT WIRD -<br />

Wir haben die perfekte<br />

Kupplung für Ihre<br />

dynamischen<br />

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148 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019<br />

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GEWÖHNLICHER<br />

GESTANZTER RING<br />

SPIROLOX ® -SICHERUNGSRING<br />

VON SMALLEY<br />

Kabelschutz in der Bahntechnik mit Wellrohren von FIP<br />

Aus speziell formuliertem Polyamid 12<br />

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STÖRENDEN ÖSEN)<br />

Das Wellrohr Fiplock HPDF von<br />

Fränkische Industrial Pipes (FIP)<br />

entspricht allen Ansprüchen an<br />

hochwertigen Kabelschutz in der<br />

Bahntechnik: Das Schutzrohr aus<br />

Polyamid (PA) 12 ist flexibel,<br />

beständig gegen UV-Strahlung<br />

sowie chemische Substanzen<br />

und erfüllt hohe Brandschutz -<br />

werte. Damit eignet es sich für<br />

Anwendungen, die mit der Gefährdungsstufe<br />

HL3 gemäß der<br />

Brandschutznorm EN45545-2 bewertet<br />

sind. Bahnanwendungen<br />

profitieren so von hoher Sicherheit<br />

und maximalem Schutz für<br />

Bild: Fränkische Industrial Pipes<br />

die empfindlichen Leitungen und<br />

Verkabelungen – Ausfälle und<br />

ungeplante Standzeiten im Schienenverkehr<br />

werden damit reduziert.<br />

Fiplock HPDF ist selbstverlöschend,<br />

nicht brandausbreitend<br />

und verursacht im Fall eines Feuers<br />

nur eine geringe Rauchgasentwicklung.<br />

Mit seinem guten<br />

Brandverhalten ist es in Brandklasse<br />

V0 eingestuft. Die Mate -<br />

rialprüfnorm EN45545 legt seit<br />

2016 europaweit einheitlich die<br />

brandschutztechnischen Anforderungen<br />

an alle Werkstoffe fest,<br />

die in Schienenfahrzeugen verwendet<br />

werden. Abhängig von<br />

der Anwendungsumgebung wird<br />

die jeweilige Gefährdungsstufe<br />

HL1, HL2 oder HL3 bestimmt.<br />

Mit dem Wellrohr Fiplock HPDF<br />

gibt FIP der Bahntechnik ein<br />

Rundum-sorglos-Paket in Sachen<br />

Brandschutz an die Hand. bec<br />

www.fipsystems.com<br />

Messe SPS: Halle 3C, Stand 251<br />

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AUS EDELSTAHL<br />

Unsere Sicherungsringe haben die gleiche Passung und<br />

Funktion wie gestanzte Sprengringe, sind aber wesentlich<br />

leichter zu montieren und können ohne Werkzeuge<br />

demontiert werden. Standardmäßig in Edelstahl (AISI 302<br />

und 316) und Kohlenstoffstahl erhältlich. Ob Standardring<br />

oder individueller Wunsch, wir liefern Ihnen den richtigen<br />

Sicherungsring aus dem gewünschten Werkstoff für Ihre<br />

spezifische Verwendung.<br />

Elektrischer Verbinder<br />

KEIN SPALT,<br />

360°<br />

ANLAGEFLÄCHE<br />

Getriebebaugruppe<br />

Wöhr erweitert Standardfolientaster-Programm<br />

Mit zwei und drei Tastern aus Polyester<br />

Die Richard Wöhr GmbH er -<br />

weitert ihr Standardfolientaster-<br />

Programm um weitere Versionen<br />

mit zwei und drei Tastern aus<br />

Polyester. Neben dem bislang<br />

verfügbaren Folieneinzeltaster<br />

FTWS01 werden nun zwei weitere<br />

Versionen angeboten: Die Folieneinzeltaster<br />

sind ab sofort<br />

auch als FTWS-02 und FTWS-03<br />

erhältlich. Durch das flache<br />

Design, eine selbstklebende<br />

Rückseite und ein gutes Schaltvermögen<br />

durch Domprägung<br />

sind die Taster vielseitig einsetzbar.<br />

Die Mechanik der Folientaster<br />

basiert auf den vom Hersteller<br />

seit Jahren eingesetzten qualitativ<br />

hochwertigen, vergoldeten<br />

Schnappscheiben, wodurch eine<br />

Gesamtdicke von nur etwa<br />

0,8 mm erreicht wird. Die Folientaster<br />

der Baureihe FTWS-02,<br />

FTWS-03 und der bewährte<br />

FTWS-01 sind standardmäßig ab<br />

Lager in den Farben rot, grün,<br />

schwarz, grauweiß und weiß -<br />

aluminium erhältlich und können<br />

bereits bei geringen Stückzahlen<br />

kostengünstig in Farbe und Form<br />

anwenderspezifisch modifiziert<br />

werden. Zudem ist das Produktprogramm<br />

der Folientaster nicht<br />

nur mit angecrimpter Buchse<br />

RM2,54 erhältlich, sondern auch<br />

mit angecrimpten Lötstiften<br />

RM2,54 sowie angecrimpter<br />

Buchse RM2,54 mit Leiste. Der<br />

FTWS-01 steht auch als beleuchtete<br />

Version zu Verfügung. bec<br />

www.folientastaturen.de<br />

Bild: Wöhr<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 149


MASCHINENELEMENTE<br />

NEWS<br />

Depa-Closed-Surface-Membranen von Crane<br />

Höhere Lebensdauer, Vermeidung von Leckagen<br />

Die Depa-Closed-Surface-Membranen Nopped<br />

E4 von Crane ChemPharma & Energy<br />

bieten mehrere Betriebs- und <strong>Konstruktion</strong>seigenschaften,<br />

die insgesamt zu einer Vermeidung<br />

von Leckagen innerhalb der Pumpe<br />

und damit zur Verbesserung der Sicherheitsbedingungen<br />

für Anwender und Umwelt beitragen.<br />

Im Vergleich zu herkömmlichen Membranen,<br />

bei denen die Dichtkraft zwischen<br />

innerem und äußerem Membranteller im<br />

Laufe der Zeit nachlässt und zur Entstehung<br />

eines Leckagepfads führen kann, besteht die<br />

Oberfläche der Closed-Surface-Membranen<br />

Nopped E4 aus nur einem Stück, wodurch<br />

ein Ein- und Austreten des Betriebsmediums<br />

zwischen dem Einspannbereich und ein<br />

weiteres Vordringen gegen die Luftseite hin<br />

ausgeschlossen wird. Während äußere<br />

Membranteller zu Verschleißerscheinungen<br />

im Dehnbereich führen würden, verhindert<br />

die Oberfläche des integrierten Nopped-<br />

E4-Membrantellers die Gratbildung auf der<br />

Medienseite und verbessert dadurch die<br />

Lebensdauer der Membran bei gleichzeitiger<br />

Kostenersparnis. Das Nopped-Design sorgt<br />

für hohe Stabilität und reduziert die mecha -<br />

Bild: Crane ChemPharma & Energy<br />

nische Beanspruchung, während eine dreifach<br />

koaxiale Verstärkung (Größen 25 bis 80)<br />

über den gesamten Umfang die Betriebs -<br />

beständigkeit der Membran erhöht. Die<br />

spezielle Gewindekonstruktion ermöglicht<br />

einen einfachen Einbau der Membran ohne<br />

Spezialwerkzeuge und gewährleistet dadurch<br />

einen einheitlichen und mittigen Sitz in der<br />

Pumpe.<br />

bec<br />

www.depapumps.com<br />

www.cranecpe.com<br />

Türk+Hillinger präsentiert Heizpatronen für Klein- und Normspannungsanwendungen<br />

Komplexe Systeme punktgenau und präzise beheizen<br />

Bild: Türk+Hillinger<br />

Die Türk+Hillinger GmbH, Tuttlingen, ein führender<br />

Anbieter für verdichtete elektrische<br />

Heizelemente, hat ihre bewährten Hochleistungsheizpatronen<br />

weiter miniaturisiert. Mit<br />

der Reduzierung des Durchmessers auf<br />

2,0 mm bewege man sich in einem abso -<br />

luten Grenzbereich, so der Hersteller. Die<br />

Entwicklung sei herausfordernd<br />

und die Tests seien umfangreich<br />

gewesen. Jetzt können<br />

diese Mikroheizelemente<br />

den Anwendern angeboten<br />

werden. Die kompakten Heiz -<br />

elemente sind in den Längen<br />

von 10 bis 150 mm mit einer<br />

maximalen Oberflächenbelastung<br />

bis zu 70 W/cm 2 und einer maximalen<br />

Manteltemperatur bis zu +750 °C erhältlich.<br />

Die Miniaturheizpatronen werden mit isoliert<br />

herausgeführten PTFE-Litzen hergestellt. Die<br />

Besonderheit ist, das diese Miniaturheiz -<br />

patronen sowohl für Kleinspannungs- als<br />

auch für Normspannungsanwendungen bis<br />

250 V verfügbar sind. Die kleinen Hoch -<br />

leistungsheizpatronen bieten gerade in<br />

anspruchsvollen Anwendungen der Medizintechnik,<br />

der Automobilindustrie, Labor- und<br />

Analysentechnik, Halbleiterindustrie und<br />

Verpackungsmaschinen neue Möglichkeiten.<br />

Ein weiteres Anwendungsfeld der Mikroheiz -<br />

elemente ist die Beheizung von miniaturi -<br />

sierten Kunststoffspritzdüsen in der Heiß -<br />

kanaltechnik. Auch in der Kosmetik- und Consumerindustrie<br />

wird in komplexen Systemen<br />

mit diesen miniaturisierten Heizelementen<br />

punktgenau beheizt.<br />

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Messe SPS: Halle 4, Stand 570<br />

Besuchen Sie uns<br />

auf der sps in<br />

Nürnberg<br />

26. – 28. 11. 2019<br />

Halle 4, Stand 210<br />

8!·3 8·12!·2<br />

12<br />

KOMBINATIONEN<br />

EINE<br />

PERFEKTE LÖSUNG<br />

Wussten Sie, dass nur 5% der Bevölkerung einen Zauberwürfel lösen können? Genau wie beim Zauberwürfel gibt es auch unzählige<br />

Kombinationsmöglichkeiten für eine Automatisierungslösung. Aber welche ist die perfekte für Ihre Maschine? Lassen Sie uns<br />

gemeinsam 150 K|E|M an der <strong>Konstruktion</strong> Realisierung 11 arbeiten. 2019 Wir haben die richtigen Komponenten, jahrzehntelange Erfahrung und das entsprechende<br />

Know-How. No Magic – just Proficiency.<br />

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Fördertechnik-Baukasten von E-M-M-A und Maschinenbau Kitz<br />

Lösungen zum Zuführen und Verketten<br />

Wir sehen uns auf der...<br />

Bild: E-M-M-A<br />

Aus einem Baukasten aus modularen<br />

Fördersystemen auf Basis<br />

von Profiltechnik bieten E-M-M-A<br />

und Maschinenbau Kitz (mk)<br />

Lösungen zum Zuführen und Verketten.<br />

Durch die Verbindung<br />

verschiedener Fördersysteme<br />

lassen sich maßgeschneiderte<br />

Transportlösungen für nahezu alle<br />

Güter und Einsatzbedingungen<br />

realisieren. Neben den Emma-<br />

Scharnierbandförderern und einem<br />

Spiralförderer (Bild) für den<br />

vertikalen Transport gibt es eine<br />

Vielzahl standardisierter Förder-<br />

systeme von mk. Die Scharnierbandförderer,<br />

auch Kunststoff-<br />

Kettenförderer genannt, sind in<br />

sämtlichen Bereichen der Industrie<br />

erfolgreich im Einsatz. Nahezu<br />

jeder Streckenverlauf im dreidimensionalen<br />

Raum ist kostengünstig<br />

und mit geringem Platzbedarf<br />

realisierbar. Schnell projektiert<br />

und problemlos aufgebaut,<br />

werden mit verschiedenen<br />

Kettenbreiten, Mitnehmern und<br />

Seitenführungen Produkte von 10<br />

bis 600 mm gefördert, alternativ<br />

auch auf Werkstückträgern. Der<br />

kompakte Spiralförderer SV Nano<br />

ermöglicht den vertikalen und<br />

platzsparenden Transport von<br />

Produkten über einen Höhenunterschied<br />

von bis zu 10 m Mit einem<br />

Durchmesser von 790 mm<br />

eignet er sich auch perfekt für<br />

beengte Platzverhältnisse. bec<br />

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NBR-Dichtungen von COG für die Lebensmittelindustrie<br />

Ohne tierische Bestandteile hergestellt<br />

THE GEAR COMPANY<br />

Mit der Neuentwicklung P 300<br />

erweitert der Dichtungshersteller<br />

C. Otto Gehrckens (COG) sein<br />

Sortiment jetzt um einen NBR-<br />

Werkstoff, der über wichtige Zulassungen<br />

für den Einsatz in der<br />

Lebensmittel- und Getränkeherstellung<br />

verfügt. P 300 ist zertifiziert<br />

nach FDA 21. CFR 177.2600<br />

sowie 3-A-Sanitary-Standard und<br />

entspricht zudem der wichtigen<br />

VO (EG) 1935/2004. Hergestellt<br />

ohne tierische Bestandteile, erfüllt<br />

der COG-Compound darüber<br />

hinaus auch die immer häufiger<br />

gestellte Forderung nach garantiert<br />

ADI-freien Werkstoffen (Animal<br />

Derived Ingredients free) für<br />

Dichtungen, die mit Lebensmitteln<br />

in Kontakt kommen. Als<br />

NBR-Werkstoff kann P 300 mit<br />

guten mechanischen Eigenschaften<br />

punkten, die in Kombination<br />

mit der hohen Abrieb- und Standfestigkeit<br />

viele unterschiedliche<br />

Einsatzmöglichkeiten erlauben.<br />

Die robuste Neuentwicklung<br />

überzeugt daher vor allem in Anlagenteilen,<br />

die einer intensiven<br />

Materialbeanspruchung ausgesetzt<br />

sind, und eignet sich auch<br />

für dynamische Anwendungen.<br />

Zudem beweist P 300 im Kontakt<br />

mit Ölen und Fetten eine<br />

sehr gute Widerstandsfähigkeit<br />

und zeigt sich auch gegenüber<br />

verdünnten Säuren und Laugen<br />

beständig. Diese Eigenschaften<br />

und die verschiedenen Zulassungen<br />

machen diesen NBR-Werkstoff<br />

besonders für die Lebensmittelindustrie<br />

interessant. In<br />

diesem Bereich bieten sich<br />

zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten<br />

an.<br />

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Bild: COG<br />

DAS MULTI-<br />

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unübertroffene Multifunktionsfähigkeit.<br />

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neue EvoGear Servogetriebe. Überzeugt durch seine Multifunktionsfähigkeit<br />

und Effi zienz, mit seiner äußerst hohen Übersetzungsvielfalt<br />

und nicht zuletzt durch sein optimiertes Design.<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 151


FLUIDTECHNIK<br />

PNEUMATIK<br />

Ventilinseln von Bürkert Fluid Control Systems für sichere Anlagen<br />

Risiken minimieren<br />

In der Prozesstechnik sind automatisierte Anlagen für einen langjährigen und sicheren Betrieb<br />

ausgelegt. Das gilt für alle Branchen, angefangen von Molkereien und Brauereien bis hin zur Pharma -<br />

industrie oder Anlagen zur Aufbereitung industriellen Prozesswassers. Die sicherheitstechnischen<br />

Anforderungen verändern sich jedoch; die Akzeptanz gegenüber Restrisiken sinkt. Gefragt sind deshalb<br />

Lösungen, die dem individuellen Sicherheitsbedürfnis der jeweiligen Anwendung gerecht werden.<br />

Werner Bennek, Field Segment Manager Hygienic, Christian Bürkert GmbH & Co. KG, Ingelfingen<br />

Je nach Anlage gilt es bestimmte Performance-Level<br />

zu erfüllen, um das Leben<br />

und die Gesundheit von Personen<br />

zu schützen, etwa wenn Arbeiten an<br />

Rohrleitungen, Ventilen oder Verbindungsstücken<br />

durchgeführt werden<br />

Bild: Bürkert Fluid Control Systems<br />

Die Mindestanforderungen an die Sicherheitsstandards von Maschinen<br />

und Anlagen sind in der Maschinenrichtlinie<br />

2006/42/EG geregelt. Demnach gilt es, je nach Anlage bestimmte<br />

Performance-Level zu erfüllen, um das Leben und die Gesundheit<br />

von Personen zu schützen, zum Beispiel, wenn Arbeiten an Rohrleitungen,<br />

Ventilen, Verbindungsstücken oder ähnlichem durchgeführt<br />

werden. Je nach Anlagenstruktur bietet Bürkert Fluid Control<br />

Systems hierfür unterschiedliche Lösungsansätze, angefangen von<br />

Ventilinseln, über Steuerköpfe bis hin zu schlichteren Lösungen mit<br />

speziellen Ventiltypen, die sich auch in Bestandsanlagen unkompliziert<br />

nachrüsten lassen.<br />

Ventilinseln in dezentrale<br />

Peripheriesysteme integrieren<br />

Maschinen und Anlagen müssen so beschaffen sein, dass weder<br />

Menschen noch die Umwelt oder Sachwerte durch ihre Funktion<br />

Schaden nehmen. Typischerweise werden solche Anforderungen –<br />

vor allem in Neuanlagen – über eine Profisafe-Steuerung, das Profi-<br />

safe-Protokoll und entsprechende<br />

fehlersichere IO-Module gelöst. Seit<br />

vielen Jahren kombinieren deshalb<br />

der Fluidikexperte Bürkert und Siemens<br />

immer wieder ihr Know-how:<br />

Die Ventilinsel Airline SP Typ 8647 ist<br />

jetzt beispielsweise in die dezentralen<br />

Peripheriesysteme Simatic ET<br />

200SP und ET 200SP HA integrierbar.<br />

Die neue Integrationsstufe erhöht<br />

nochmals die Anlagenverfügbarkeit<br />

und -sicherheit. Erstmals<br />

können dadurch Ventilinseln in hochverfügbaren<br />

und bis zu R1 redundanten<br />

Profinet-Umgebungen mit Profisafe-Protokoll direkt an einem<br />

dezentralen Peripheriesystem betrieben werden. Pneumatische<br />

Segmente oder einzelne Ventile lassen sich dann gezielt über<br />

entsprechende Sicherheitsrelais abschalten.<br />

„Sichere Abschaltungen“ einfach nachrüsten<br />

Werden erst im Laufe der Zeit die Anforderungen an die Sicherheit<br />

einer Anlage erhöht, kann das Umrüsten auf eine Profisafe-Lösung<br />

aufwendig, teuer und mit unerwünschten Stillstandszeiten verbunden<br />

sein. Der Hersteller bietet deshalb eine praxisgerechte Alternative:<br />

Pneumatikventile mit zusätzlicher Abschaltfunktion (Typen<br />

6524 und 6525) können einfach auf jedem beliebigen Ventilplatz der<br />

Ventilinseln nachgerüstet und damit unabhängig von der regulären<br />

Schaltsignalsteuerung der Ventilinsel abgeschaltet werden. Dabei<br />

benötigt das Plus an Sicherheit keine größeren Schaltschränke. Die<br />

Ventile bestehen aus einem Vorsteuer-Flipper-Magnetventil und einem<br />

Pneumatiksitzventil. Das Flipper-Wirksystem erlaubt das Schalten<br />

hoher Drücke bei geringer Leistungsaufnahme und mit kurzen<br />

Schaltzeiten. Die Abschaltfunktion ist über einen zweiten Anschluss<br />

realisiert. Die Ventile werden also weiterhin über den Bus angesteuert,<br />

bieten aber zusätzlich vorn einen zweiten elektrischen An-<br />

152 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Bild: Bürkert Fluid Control Systems<br />

schluss, über den der Stromkreis der Magnetspule unterbrochen<br />

werden kann. Bei Auslösen einer Sicherheitskette schalten die Öffnerkontakte<br />

eines Notausrelais die Spule des Pneumatikventils ab,<br />

unabhängig von der Ansteuerung des Ventils über die SPS. Die Ventile,<br />

mit denen sich Prozesse bis zum Performance Level C gemäß<br />

Maschinenrichtlinie sicher abschalten lassen, gibt es als 3/2-, 5/2-<br />

und 2x 3/2-Wegeventil. Anlagenbetreiber aus der Prozessindustrie<br />

können so mit einfachen Mitteln auf steigende Sicherheitsanforderungen<br />

reagieren. Darüber hinaus kann durch die Einbindung eines<br />

sogenannten Redundanzblockes sogar das Performance Level D erreicht<br />

werden.<br />

Redundanzblock erhöht die Sicherheit<br />

Der Redundanzblock (MKRS) für das sicherheitsgerichtete Abschalten<br />

wurde für Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen<br />

entwickelt. Er ist mit Ventilen und Druckschaltern ausgestattet, die<br />

pneumatisch in Reihe hinter den Ventilen auf der Ventilinsel installiert<br />

werden. Die Montage in Reihe gewährleistet eine redundante<br />

Abschaltmöglichkeit. Zusätzlich überwachen die Druckschalter auf<br />

dem Redundanzblock vor und nach dem Abschaltventil den anstehenden<br />

Druck. Der Einsatz des Redundanzblocks bietet sich an,<br />

wenn bei einem Notfall ein sofortiger Prozessstopp notwendig ist.<br />

Typisch sind beispielsweise Prozesse, bei denen eine Inspektionsluke<br />

für Wartungsarbeiten geöffnet werden kann. Hier gilt es, den<br />

Prozess unbedingt zu stoppen und gegen Wiederanlauf zu schützen,<br />

falls eine Abdeckung zum falschen Zeitpunkt entfernt wird. jg<br />

www.buerkert.de<br />

Die Integration der Pneumatikventile<br />

für sichere Abschaltung ist auf jedem<br />

Ventilplatz der Ventilinsel möglich.<br />

Durch die Abschaltfunktion lassen<br />

sich Prozesse bis zum Performance<br />

Level C gemäß Maschinenrichtlinie<br />

sicher abschalten<br />

Details zu den pneumatischen Ventilinseln von Bürkert<br />

für Siemens Simatic ET 200SP und ET 200SP HA:<br />

hier.pro/X47RA<br />

Messe SPS: Halle 7, Stand 690<br />

Die Ventilinsel Airline SP<br />

Typ 8647 ist in die dezentralen<br />

Peripheriesysteme<br />

Simatic ET 200SP und ET<br />

200SP HA integrierbar<br />

Bild: Bürkert Fluid Control Systems<br />

Druckbegrenzungsventil<br />

Ø 5,5 mm<br />

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Ganz aus Edelstahl<br />

Schnelle Öffnungsrate<br />

Stabiler Durchfluss<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 153<br />

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FLUIDTECHNIK<br />

PNEUMATIK<br />

Parker Hannifin entwickelt P2H IO-Link-Knoten für ISO-Ventile der Serie H<br />

Permanent gut überwacht<br />

Die Punkt-zu-Punkt Netzwerkverbindung IO-Link ist eine kostengünstige Möglichkeit, Ventilinseln an<br />

übergeordnete SPS-Steuerungen anzuschließen. Dabei können auch hilfreiche Diagnose- und Betriebsparameter<br />

übertragen werden. Mit Hilfe von IO-Link-Knoten, wie sie Parker Hannifin mit dem P2H<br />

für die ISO-Ventile H anbietet, lassen sich so pneumatische Systeme erstellen, die die Predictive-<br />

Maintenance-Prinzipien von Industrie 4.0-Konzepten unterstützen.<br />

Die Parker Hannifin GmbH, Kaarst, hat einen IO-Link-Knoten<br />

entwickelt, mit dem H-ISO-Ventilinseln zuverlässig an einen<br />

IO-Link-Master angeschlossen werden können. Das P2H IO-Link-<br />

Netzwerkmodul wird als Endplatten-Kit für die ISO-Ventilbaureihe H<br />

mit Universalgrundplatte für vier Größen (HB, HA, H1 und H2) angeboten.<br />

Es eignet sich für die Verwendung von bis zu 24 Magnetventilausgängen.<br />

Der P2H IO-Link-Knoten ist in zwei Versionen erhältlich:<br />

• Das Modul der Klasse A verfügt über einen 3-poligen M12-Steckverbinder<br />

für die Kommunikation und die Spannungsversorgung<br />

von einem beliebigen IO-Link Master der Klasse A sowie<br />

7/8-“-Steckverbinder für einen Hilfsventilstrom-Eingang und<br />

-Ausgang.<br />

• Das Modul der Klasse B verfügt über einen 5-poligen<br />

M12–Steckverbinder zum Anschluss an einen IO-Link-Master<br />

Klasse B. Dieser stellt eine zusätzliche 24V-Spannungsversorgung<br />

zur Verfügung.<br />

Stromversorgung des IO-Link-Knotens<br />

Der P2H IO-Link-Knoten ist sicherstromfähig, das heißt die Hilfsenergie<br />

des Ventils kann von einer sicherheitsgerichteten 24V-Spannungsversorgung<br />

zur Unterstützung der europäischen Maschinenrichtlinie<br />

bereitgestellt werden. Das bedeutet:<br />

• Das Modul ist für Testimpulsstrom (OSSD) ausgelegt und kann<br />

somit an einer fehlersicheren 24V-Spannungsversorgung betrieben<br />

werden, welche den Maschinenrichtlinien entspricht. Die sichere<br />

Spannungsversorgung ist sowohl bei Modulen der Klasse<br />

A als auch bei Modulen der Klasse B verfügbar. Module der Klasse<br />

A ermöglichen die Reihenverschaltung (Daisy-Chaining) der sicheren<br />

Spannungsversorgung über den 7/8“-Spannungsausgangsanschluss.<br />

• Ein Spannungsausgang ist bei einem Modul der Klasse A verfügbar<br />

und als industrieller 7/8“-Standardsteckverbinder ausgeführt.<br />

Dies sei, laut Hersteller, derzeit die einzige IO-Link Ventilinsel auf<br />

dem Markt, die eine Spannungsausgangsoption anbietet.<br />

Der IO-Link-Knoten bietet mit seiner Diagnose über das Netzwerk<br />

einen einfachen Zugriff auf Parameter für Überwachungszwecke,<br />

wie Spannungs- und Temperaturwarnungen und Kommunikationsfehler.<br />

Diese Daten sind über das Netzwerk zur einfachen vorbeugenden<br />

Wartung sowohl für Module der Klasse A als auch für Modu-<br />

Mit dem neuen P2H IO-Link-Knoten von<br />

Parker Hannifin lassen sich bis zu 24<br />

Magnetventile steuern. Dadurch werden die<br />

Gesamtsystem- und Installationskosten im<br />

Vergleich zum Einsatz von Ethernet oder<br />

fester Verkabelung gesenkt<br />

Bild: Parker Hannifin<br />

154 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


PNEUMATIK<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Beim Modul der Klasse B erfolgen Strom- und<br />

Kommunikationsfluss über einen einzigen<br />

fünfpoligen M12-Stecker<br />

le der Klasse B verfügbar. Darüber hinaus geben die visuellen Anzeigen<br />

mit vier LEDs am Modul für den IO-Link Kommunikationsstatus,<br />

Modulfehler, Ausgangsfehler und externe Spannungsversorgung<br />

den Zustand des P2H Moduls zur Überwachung permanent<br />

wieder.<br />

Mit seinem robusten, industrietauglichen PBT-Gehäuse bietet der<br />

IO-Link-Knoten Schweißspritzerbeständigkeit, UV-Schutz und<br />

flammhemmende Eigenschaften. Damit ist er für Anwendungen<br />

wie Karosserieschweißen und Montageprozesse geeignet. Weitere<br />

typische Anwendungen sind Systeme zum Auftragen von Kleb- und<br />

Dichtstoffen, End-of-Arm-Tooling (EOAT) und Nieten. Darüber<br />

hinaus wird er in Blasformmaschinen und Kartonaufrichtern<br />

verwendet.<br />

Die ISO-Ventile der H-Serie<br />

Mit der Entwicklung des IO-Link-Knotens stehen für H-ISO-Ventilinseln<br />

noch folgende weitere Netzwerkknoten zur Verfügung: Ethernet/IP,<br />

Profinet IO, EtherCAT, POWERLINK, Modbus/TCP, Device-<br />

Net, ControlNet, Profibus DP, CANopen, AS-I und InterBus-S. Die<br />

ISO-Ventile sind für Flanschmontage konzipiert und in fünf Größen<br />

(ISO 15407 und 5599 – Größen 01, 02, 1, 2 und 3) mit einem Nenndurchfluss<br />

Qn von 540 bis 5890 l/min erhältlich. Die Produktfamilie<br />

ist sowohl in Plugin- als auch in Non-Plugin-Ausführung erhältlich<br />

und wird als 5/2– und 5/3-Funktionen mit einer dualen 3/2-NC- oder<br />

NO-Funktion in Größe 02 angeboten. Das Ventil kann einzeln als Einzelflansch<br />

oder auf einem Verteilerblock montiert werden. In Verbindung<br />

mit einem H-Universalverteilerblock können mehrere Größen<br />

von 02 bis 2 angeschlossen werden. Ein Übergangskit entfällt und<br />

kein Platz wird verschwendet. Mit Zwischenversorgungsmodulen<br />

können mehrere Druckbereiche im Verteilerblock festgelegt werden,<br />

wobei der interne oder externe Steuerdruck entsprechend der<br />

jeweiligen Anwendung konfigurierbar ist. Die linke Anschlussplatte<br />

vereinfacht vielfältige Verdrahtungsoptionen. Die elektrischen Anschlüsse<br />

für die Plugin-Ausführung können über den Verteilerblock<br />

entweder per Festverdrahtung, Sammelschiene oder industrieller<br />

Netzwerktechnologie erfolgen.<br />

Der P2H IO-Link-Knoten erweitert das IO-Link-Portfolio des Unternehmens<br />

um ein universelles Industrieventil und bietet dennoch<br />

weiterhin die Möglichkeit, Durchflussgrößen auf einer Universalverteilerbasis<br />

zu mischen. Er ergänzt damit die anderen IO-Link-Produkte<br />

von Parker, die darauf ausgerichtet sind, Komplexität und Kosten<br />

an der Maschine zu reduzieren und gleichzeitig die einfachen Diagnose-Prinzipien<br />

der Smart Factory und Industrie 4.0-Konzepte zu<br />

unterstützen.<br />

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Details zum IO-Link-Knoten:<br />

hier.pro/mpQiz<br />

Messe SPS: Halle 3, Stand 222<br />

Bild: Parker Hannifin<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 155


FLUIDTECHNIK<br />

PUMPEN<br />

Neue Features für Servopumpen sorgen für deutlich reduzierten Serviceaufwand<br />

Mehr Produktivität durch permanente<br />

Schmierung der Innenverzahnung<br />

Hoher Wirkungsgrad, bessere Prozessperformance und niedrige Wärmeentwicklung. Dies sind nur<br />

einige Vorteile einer Servopumpe. In zahlreichen Applikationen wie z. B. bei Pressen und Spritzgießmaschinen<br />

wird deshalb seit Jahren die Servopumpenlösung von Baumüller eingesetzt. Der Anbieter<br />

hat jetzt eine neue Servopumpenversion auf den Markt gebracht. Bei dieser Weiterentwicklung ist<br />

die Hydraulikpumpe mit einer Verzahnung direkt am Motor angebaut.<br />

Stefanie Lauterbach, Corporate Communications Manager, Baumüller Nürnberg GmbH, Nürnberg<br />

Mittlerweile gehört der Einsatz von Servopumpen, auch aufgrund<br />

der steigenden Energiekosten, bei Maschinenbauern<br />

zur Standardausrüstung. Endanwender betrachten immer häufiger<br />

die Gesamtbetriebskosten und sehen, dass sich der Anschaffungspreis<br />

für eine Servopumpe durch die deutliche Senkung des Energieverbrauchs<br />

sehr häufig schon innerhalb eines Jahres amortisiert.<br />

Die Baumüller Nürnberg GmbH, Nürnberg, hat gemeinsam mit<br />

Anwendern kontinuierlich an der Weiterentwicklung gearbeitet und<br />

jetzt ihre neue Servopumpenversion auf den Markt gebracht.<br />

Pumpendirektanbau: kompakt und wartungsarm<br />

Bei der jüngsten Weiterentwicklung ist die Hydraulikpumpe mit<br />

einer Verzahnung direkt am Motor angebaut. Kupplung und Pumpenträger<br />

wie bei klassischen Servopumpenversionen entfallen dadurch,<br />

was den Vorteil einer kürzeren Einbaulänge und demzufolge<br />

eine geringere Aufstellfläche der Maschine mit sich bringt. Der Direktanbau<br />

bedeutet zudem den Wegfall mechanischer Teile. Der Maschinenbauer<br />

profitiert dabei von niedrigeren Lagerhaltungskosten.<br />

Kupplung und Pumpenträger entfallen<br />

bei dem Pumpendirektanbau dieser neuen<br />

Servopumpenversion, was u. a. den Vorteil<br />

einer kürzeren Einbaulänge und einer<br />

geringeren Aufstellfläche der Maschine<br />

mit sich bringt<br />

Permanente Ölschmierung der Innenverzahnung<br />

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die intelligente Nutzung des<br />

Hydrauliköls. So wurden in der neuen Version sowohl beim Motor<br />

als auch bei der Konstantpumpe Anschlüsse ergänzt, damit der<br />

Leckagestrom der Pumpe zur permanenten Schmierung der Verzahnung<br />

genutzt werden kann. Eine notwendige Fettschmierung der<br />

Innenverzahnung, die durchschnittlich alle 3000 Betriebsstunden<br />

fällig ist, entfällt somit. Die Maschine kann ohne Unterbrechung produzieren.<br />

Baumüller ist nach eigenen Angaben der einzige Anbieter<br />

dieser Lösung, die damit zusätzlich zu einem deutlich reduzierten<br />

Serviceaufwand beim Maschinenbauer und Maschinenbetreiber<br />

führt.<br />

Die bauliche Veränderung bietet noch einen weiteren Nutzen. Da die<br />

Bohrungen der Anschlüsse beidseitig vorhanden sind, kann der<br />

Motor je nach Anwendung senkrecht oder vertikal eingebaut<br />

werden. Die Motorposition ist somit frei wählbar und passt sich der<br />

jeweiligen Maschinenkonstruktion an. Die neuen Features sind für<br />

die Drehstrom-Synchronmotor-Baureihe DSD2 von Baumüller in<br />

den Baugrößen 71 und 100 verfügbar und<br />

sehr gut für Kunststoff- und Druckgussmaschinen<br />

geeignet. Die Baugröße 132<br />

folgt in Kürze.<br />

Bild: Baumüller<br />

IoT-ready für<br />

Predictive Maintenance<br />

Die vorhandenen Bohrungen beim Motor<br />

kann der Anwender zudem auch für eigene<br />

Sensorik nutzen. So können z. B. ganz<br />

unkompliziert Drucksensoren zur Über -<br />

wachung der Ölschmierung der Innenverzahnung<br />

angebracht werden. Auch das<br />

Anbringen von Leckagesensoren zum<br />

frühzeitigen Anzeigen möglicher Undichtigkeiten<br />

ist einfach und ermöglicht ganz<br />

im Sinne von Predictive Maintenance eine<br />

vorausschauende Wartung. Durch die von<br />

Sensoren erfassten Messwerte und Daten<br />

werden unkontrollierte Ausfallzeiten<br />

minimiert und die Maschine kann proaktiv<br />

zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt<br />

einen Service erfahren.<br />

156 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


PUMPEN<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Der Leckagestrom der Pumpe wird<br />

zur permanenten Schmierung der<br />

Verzahnung genutzt. Eine notwendige<br />

Fettschmierung der Innenverzahnung,<br />

die durchschnittlich alle 3000<br />

Betriebsstunden fällig ist, entfällt<br />

Bild: Baumüller<br />

Wie die neuen Servopumpen-Features für reduzierten<br />

Serviceaufwand sorgen, zeigt dieses Video:<br />

hier.pro/Bs22i<br />

Messe SPS: Halle 1, Stand 560<br />

Energieeffiziente<br />

Servopumpenlösung<br />

Mit der Servopumpe kombiniert<br />

der Antriebsspezialist Baumüller<br />

die Vorteile der hydraulischen<br />

Leistungsübertragung mit den<br />

Vorteilen der elektrischen Servo-<br />

Antriebstechnik. Durch die Regelung<br />

des Antriebs und den ge -<br />

ringeren Energieverbrauch der<br />

Komponenten, vor allem im<br />

Teillastbereich, ergibt sich eine<br />

hochenergieeffiziente und dennoch<br />

wirtschaftliche Lösung, die<br />

Maschinenbauer und -anwender<br />

in der Kunststoff- und Druckgussindustrie<br />

als entscheidenden<br />

Wettbewerbsvorteil in ihren<br />

Maschinen umsetzen können.<br />

Das Antriebspaket besteht aus<br />

einer Konstantpumpe, einem<br />

DSx-Servomotor, einem B-maXX-<br />

5000-Umrichter sowie dem im<br />

Umrichter integrierten Softwaremodul<br />

der Servopumpe. Die<br />

umfassende Palette an dynamischen<br />

Motoren und Umrichtern<br />

in unterschiedlichen Kühlungsvarianten<br />

von Baumüller bietet hier,<br />

entsprechend des jeweiligen<br />

Lastprofils der Anwendung, die<br />

jeweils passende Antriebslösung<br />

für eine optimale und energieeffiziente<br />

Prozessgestaltung. Durch<br />

das integrierte Softwaremodul<br />

der Servopumpe kann diese<br />

Lösung herstellerunabhängig von<br />

der jeweiligen Maschinensteuerung<br />

eingesetzt werden. bec<br />

www.baumueller.com<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 157


FLUIDTECHNIK<br />

PUMPEN<br />

Auf die metallverarbeitende Industrie abgestimmtes Portfolio an Vakuumpumpen und -systemen<br />

Robuste Lösungen für effizienten Betrieb<br />

Im Spannungsfeld hoher Energiepreise, zunehmender Klimaerwärmung und knapper Ressourcen steigt der<br />

Bedarf an energieeffizienten, nachhaltigen Prozessen. Diese Anforderungen wirken sich auch unmittelbar auf<br />

diejenigen Vakuumpumpen und -systeme aus, die ein elementarer Bestandteil in Wärmebehandlungsanlagen<br />

und Metallurgieprozessen sind. Gerade für dieses Anforderungsprofil bietet die Leybold GmbH, Köln, ein<br />

breites Spektrum hochmoderner, bereits bewährter Vakuumlösungen an.<br />

Uwe Zöllig, Global Business Development Manager Industrial Vacuum, Leybold GmbH, Köln<br />

Drehschieberpumpen bewährt. Bei anspruchsvolleren Prozessen<br />

wie Löten, Sintern oder Aufkohlen werden auch hier trockenver -<br />

dichtende Schraubenpumpen eingesetzt. Hier bieten sich je nach<br />

Baugröße und Prozess Pumpen der Baureihen Dryvac, Screwline<br />

oder Varodry an.<br />

Bild: Leybold<br />

Emissionsfreie Drehschieberpumpen<br />

Eine moderne Vakuumtechnik muss ihre Anwender heutzutage<br />

durch Emissionsfreiheit, Laufruhe und Nachhaltigkeit überzeugen.<br />

Mit Blick auf diese Anforderungen hat Leybold mit der kompakten<br />

Die emissionsfreie Drehschieberpumpe Sogevac Neo D ist eine 2-stufige<br />

Vakuumpumpe mit integriertem auspuffseitigen Ölnebelabscheider<br />

Moderne mechanische Vakuumpumpensysteme sind leistungsstarke<br />

Werkzeuge für einen effizienten Betrieb. Sie verfügen<br />

über ein robustes Design, das es den Pumpen ermöglicht,<br />

auch in rauen Produktionsumgebungen zu bestehen. Unabhängig<br />

davon, welche Art von Vakuumanlagen betrieben werden: Innova -<br />

tive Vakuumlösungen reduzieren Betriebskosten und CO 2 -Emis-<br />

sionen bei gleichzeitig vollständiger Prozesskontrolle.<br />

Im Einsatz an sekundärmetallurgischen VD-, VOD- oder RH-Ent -<br />

gasern haben sich Pumpsysteme bestehend aus trockenverdich -<br />

tenden Schraubenvakuumpumpen vom Typ Dryvac, kombiniert mit<br />

Ruvac-WH-Wälzkolbenpumpen, bewährt. Durch den Einsatz dieser<br />

Standardpumpen können selbst hohe Anforderungen an das Saugvermögen<br />

mit großer Zuverlässigkeit zu wettbewerbsfähigen Preisen<br />

erfüllt werden. Um Hochvakuum in VIM- oder VAR-Installationen<br />

zu erreichen, bietet der Hersteller moderne Öl-Booster-Pumpen<br />

an, die in Kombination mit trockenverdichtenden Dryvac-Schraubenpumpen<br />

und Ruvac-Wälzkolbenpumpen für hohe Anlagenverfüg -<br />

barkeit bei niedrigen Betriebskosten sorgen.<br />

Für den Einsatz an Vakuum-Wärmebehandlungsöfen verfügt Leybold<br />

über ein noch größeres Produktportfolio: In sauberen Prozessen<br />

wie Härten oder Anlassen haben sich ölgedichtete Sogevac-<br />

Die trockenverdichtenden Schraubenvakuumpumpen Dryvac DV 200 und<br />

DV 300 sind für die moderne, intelligente Fertigung ausgelegt<br />

Sogevac Neo D eine 2-stufige Vakuumpumpe mit integriertem<br />

auspuffseitigem Ölnebelabscheider entwickelt. Das Arbeitsumfeld<br />

bleibt hierdurch beim Abpumpen sauber und ölnebelfrei. Ein Dauerbetrieb<br />

ist ohne einen externen Filter bei jedem Eingangsdruck<br />

möglich.<br />

Die robuste Sogevac Neo D ist optimiert für Anwendungen, die ein<br />

Saugvermögen im Bereich von 1 × 10 -2 bis 1 mbar erfordern, perfekt<br />

für kleine Wärmebehandlungsöfen oder als Haltepumpe für Diffu -<br />

sionspumpen. Sie bietet ein stabiles Prozessvakuum, ist jedoch im<br />

Vergleich zu den gängigen Alternativen günstiger in der Anschaffung<br />

und hat aufgrund der deutlich kleineren rotierenden Masse einen<br />

bis zu 10 % niedrigeren Energiebedarf. Eine zusätzliche Energie -<br />

einsparung kann durch den Betrieb der Pumpe mittels Drehzahl -<br />

regelung mit Frequenzwandler erreicht werden.<br />

Bild: Leybold<br />

158 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


PUMPEN<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Trockenpumpen für raue industrielle Anwendungen<br />

Die trockenverdichtenden Schraubenvakuumpumpen Dryvac DV<br />

200 und DV 300 sind für die moderne, intelligente Fertigung ausgelegt.<br />

Sie bieten hohe Energieeffizienz, Langlebigkeit sowie eine zukunftssichere<br />

Netzwerkintegration. Durch die optimierte Rotorgeometrie<br />

und das innovative Motordesign mit Effizienzklasse IE3 minimieren<br />

diese Pumpentypen den Stromverbrauch und die CO 2 –<br />

Emissionen. Wie die bereits etablierten größeren Dryvac-Pumpen<br />

sind auch die kompakten Modelle DV 200 und DV 300 für raue<br />

industrielle Anwendungen ausgelegt. Sie bieten eine lange Lebensdauer,<br />

auch unter anspruchsvollen Bedingungen mit viel Feuchtigkeit,<br />

Stäuben oder anderen Prozessbelastungen. Die Pumpen zeichnen<br />

sich zudem durch einen minimalen Wartungsaufwand aus.<br />

100 % ölfreie, trockenverdichtende Schraubenpumpe<br />

Die 100 % ölfreie, trockenverdichtende und luftgekühlte Schraubenpumpe<br />

Varodry gewährleistet den erforderlichen Betriebsdruck<br />

sowie eine kurze Zykluszeit, gerade in anspruchsvollen Prozessen.<br />

Durch ihre kompakte Bauform und die Reduktion auf das Wesent -<br />

liche lässt sich die Vakuumpumpe einfach in neue oder bestehende<br />

Systeme integrieren. Aufgrund des integrierten Schalldämpfers ist<br />

sie leise und hat dazu ein angenehmes Laufgeräusch.<br />

Die luftgekühlte Varodry ist dabei absolut trocken und sauber. Dadurch<br />

werden Partikel- oder Ölmigrationen in die Vakuumkammer<br />

oder die Umgebung verhindert. Ein weiterer Prozessvorteil ist ihre<br />

Belastbarkeit und Effizienz. Sie kann im Dauerbetrieb bei jedem<br />

beliebigen Ansaugdruck betrieben werden und ist völlig resistent<br />

gegenüber regelmäßigen Schockbelüftungen. Ohne Überlastungen<br />

können daher beliebig viele Zyklen gefahren werden. Unter dem<br />

Strich sorgt die Varodry für einen unterbrechungsfreien Betrieb ohne<br />

Anlagenstillstände. Dies qualifiziert sie als ideale Vakuumpumpe<br />

für Wärmebehandlungsanwendungen und Metallurgieprozesse.<br />

Pumpe für extrem schmutzige Anwendungen<br />

In anspruchsvollen Anwendungen wie dem Sintern oder der Aufkohlung<br />

werden bevorzugt trockenverdichtende Schraubenpumpen als<br />

Die 100 % ölfreie,<br />

trockenverdichtende<br />

Schraubenpumpe<br />

Varodry gewährleistet<br />

den erforderlichen<br />

Betriebsdruck und eine<br />

kurze Zykluszeit<br />

Vorvakuumpumpen eingesetzt. Der Grund: Sie sind im Vergleich zu<br />

ölgedichteten Pumpen leistungsfähiger und zuverlässiger. Speziell<br />

die Screwline-Pumpen haben sich in extrem schmutzigen Appli -<br />

kationen bewährt. Ihr wesentlicher Vorteil: Der Schöpfraum dieser<br />

Pumpenfamilie kann vor Ort einfach vom Anwender selbst gereinigt<br />

werden, z. B. in Prozesspausen durch Spülung.<br />

Geringe Leistungsaufnahme, hohes Saugvermögen<br />

Mit der luftgekühlten, ölfreien Scrollvac plus hält Leybold eine unkomplizierte,<br />

zuverlässige Vorvakuumpumpe im Programm. Ihre<br />

Eigenschaften prädestinieren sie für eine Vielzahl anspruchsvoller<br />

Anwendungen, wie etwa an Labor-Vakuumöfen. Dies liegt auch an<br />

der geringen Leistungsaufnahme der Vorvakuumpumpe bei gleichzeitig<br />

hohem Saugvermögen. Hinzu kommt, dass sie mit ihrer leichten,<br />

kompakten Bauweise nur wenig Platz beansprucht. Dies ermöglicht<br />

die Integration in neue und bestehende Vakuumsysteme.<br />

Ihre funktionalen und konstruktiven Merkmale vereinfachen den<br />

täglichen Umgang mit dieser Vorvakuumpumpe.<br />

bec<br />

www.leybold.com<br />

Bild: Leybold<br />

Detaillierte Informationen zu Vakuumtechnologien für<br />

industrielle Applikationen:<br />

hier.pro/3wJkk<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 159


FLUIDTECHNIK<br />

NEWS<br />

Vertikale Inline-Kreiselpumpe von KSB mit geschlossenem Laufrad und Gleitringdichtung<br />

Für Abgasreinigungssysteme auf Schiffen<br />

Um die weltweite Meeres- und Luftverschmutzung<br />

einzudämmen, wird es ab 2020<br />

von der EU und der IMO (für die Schifffahrt<br />

zuständige Behörde der UN) strengere<br />

Grenzwerte für den Schwefeldioxidgehalt<br />

in Schiffsabgasen geben. Technisch erreicht<br />

man das neben der Nutzung von Erdgas oder<br />

schwefelarmen Treibstoffen durch eine<br />

Wäsche der Abgase (Scrubber). Für das<br />

Abgasreinigungssystem auf Schiffen hat die<br />

im spanischen Zarautz sitzende und zur KSB-<br />

Gruppe gehörende KSB Itur Spain S.A. ihre<br />

Pumpenbaureihe ILN weiterentwickelt. Bei<br />

dieser handelt es sich um eine vertikale In -<br />

Bild: KSB<br />

line-Kreiselpumpe mit geschlossenem Laufrad<br />

und Gleitringdichtung. Mit ihrer neugestalteten<br />

Hydraulik erfüllen die Pumpen die<br />

strengen Vorgaben, die von den Behörden in<br />

Bezug auf das Betriebsverhalten und den<br />

Wirkungsgrad gestellt werden. Die Prozessbauweise<br />

(bis Baugröße 250) ermöglicht den<br />

Ausbau des Laufrades ohne Demontage der<br />

Rohrleitungen und des Motors, was bei den<br />

engen Platzverhältnissen auf Schiffen von<br />

großer Bedeutung ist. Ein selbstentlüftender,<br />

breiter Gleitringdichtungsraum sorgt für eine<br />

langlebige Abdichtung am Wellendurchgang.<br />

Auswechselbare Spaltringe im Pumpengehäuse<br />

und im Gehäusedeckel vereinfachen<br />

eine eventuell notwendige Wartung. Die<br />

wasserdichten Wälzlager erfordern weder<br />

Nachschmierung noch Wartung. Als Werkstoffe<br />

für die Gehäuse kommen Aluminiumbronze<br />

und Superduplexstähle zum Einsatz.<br />

Die maximale Fördermenge der Aggregate<br />

(60 Hz) beträgt 3700 m 3 /h. Die größte Förderhöhe<br />

liegt bei 160 m.<br />

bec<br />

www.ksb.com<br />

Grundfos unterstützt Systemintegratoren mit branchenübergreifendem EMSR-Auswahltool<br />

Pumpen in kurzer Zeit in ein BUS-System einbinden<br />

Bild: Grundfos<br />

Eine Pumpe in kurzer Zeit in ein BUS-System<br />

einzubinden und damit in ein Anlagenkonzept<br />

zu integrieren – das ist Aufgabe von Systemintegratoren,<br />

die sich branchenübergreifend,<br />

in der Industrie ebenso wie in der Wasserwirtschaft<br />

oder der Gebäudetechnik, mit allen<br />

Fragen des EMSR (Elektrisches Messen,<br />

Steuern und Regeln) beschäftigen. Speziell<br />

für diese Zielgruppe hat Grundfos auf seiner<br />

Website einen gesonderten Bereich eingerichtet,<br />

der u. a. ein EMSR-Auswahltool enthält,<br />

das unter hier.pro/jvamC verfügbar ist.<br />

Mithilfe des Tools findet der Systemintegrator<br />

alle für sein spezifisches Projekt nötigen<br />

Informationen zu dem passenden Kommu -<br />

nikationsmodul. Hierzu sind lediglich die zu<br />

installierende Pumpe und der gewünschte<br />

BUS-Protokoll-Typ auszuwählen. Neben dem<br />

geeigneten Kommunikationsmodul liefert<br />

das Tool weitere Informationen (Schnittstellenbeschreibung<br />

und Ressourcendateien,<br />

Schaltplan, externe Bibliotheken, Inbetriebnahme).<br />

Besonders attraktiv sind die kostenlos<br />

verfügbaren Funktionsblöcke für Siemens<br />

S7 als Programmierbeispiel, mit denen der<br />

Engineering-Aufwand (Zeit) deutlich sinkt.<br />

Das Auswahltool unterstützt EMSR-Tech -<br />

niker tatkräftig bei der Implementierung<br />

von Pumpe-4.0-Lösungen in das gewünschte<br />

BUS-System und macht das Engineering<br />

schneller sowie effizienter.<br />

bec<br />

www.grundfos.de<br />

Peristaltische OEM-Einbaupumpen von Watson-Marlow<br />

Fördermengen von wenigen Mikrolitern bis zu 2100 l/h<br />

Die Watson-Marlow Fluid Technology Group<br />

präsentiert ein breites Produktportfolio an<br />

OEM-Schlauchpumpen, Antrieben und Pumpenköpfen.<br />

Die Einbaupumpen bieten Fördermengen<br />

von wenigen Mikrolitern bis zu<br />

2100 l/h und bis zu 7 bar und sind in zahl -<br />

reichen Varianten mit bis zu zweiunddreißig<br />

Förderkanälen verfügbar. Pumpenköpfe,<br />

Getriebemotoren, Frontplatten und Drehzahlsteuerungen<br />

lassen sich genau auf die jeweiligen<br />

Anforderungen anpassen. Die Einbaupumpen<br />

und -Pumpenköpfe kommen in einer<br />

Vielzahl von Anlagen und Geräten zum<br />

Einsatz – von den Bereichen Labor, Pharma,<br />

Medizintechnik und Diagnostik bis hin zu<br />

Lebensmittel- und Umweltindustrie. Durch<br />

ihre modulare Bauweise lassen sie sich op -<br />

timal auf die jeweilige Anwendung abstimmen.<br />

Eine umfangreiche Auswahl an Motorvarianten<br />

und Pumpenköpfen stellt diese Flexibilität<br />

sicher. Auf Wunsch sind die Einbaupumpen<br />

auch in Atex-Ausführung verfügbar.<br />

Mit DriveSure steht außerdem eine integrierte<br />

Plug-and-play-Antriebslösung, bestehend<br />

aus bürstenlosem Gleichstrommotor, Ge -<br />

triebe und Steuerung zur Verfügung, die mit<br />

einer Vielzahl an Pumpenköpfen kompatibel<br />

ist. Der Betrieb des Motors ist sowohl im<br />

24-V- als auch im 48-V-Modus möglich und<br />

kann durch ein Regelverhältnis von 51:1 und<br />

einen Drehzahlbereich von 8 bis 408 min -1<br />

flexibel an die jeweilige Anlage angepasst<br />

werden.<br />

bec<br />

www.wmftg.de<br />

Bild: Watson-Marlow<br />

160 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


NEWS<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Dopag erweitert Portfolio zur Schmierstoffdosierung<br />

Modularer Aufbau für individuelle Anlagenkonzepte<br />

Bei der Produktion eines Fahrzeugs wird an<br />

mehr als 200 Stellen Fett oder Öl dosiert und<br />

aufgetragen. Dies dient der Verminderung<br />

von Geräuschen, der Haltbarkeit, dem Leichtlauf<br />

oder der Reibungsminderung. Die Anforderungen<br />

an diese Anwendungen sind unterschiedlich<br />

und steigen stetig. Für jede wird<br />

ein individuelles Anlagenkonzept benötigt.<br />

Speziell für die präzise und hochautomati -<br />

sierte Verarbeitung von Schmierstoffen in der<br />

Automobilindustrie hat Dopag die Produkt -<br />

linie LubriLine entwickelt, die nun um neue<br />

Dosierkomponenten erweitert wird. Mit der<br />

LubriLine bietet das Unternehmen indivi -<br />

duelle Lösungen aus einer Hand. Dank des<br />

modularen Aufbaus können verschiedene<br />

Anlagenkonzeptionen umgesetzt werden,<br />

sowohl einfache manuelle Dosierungen als<br />

auch komplexe, automatisierte Befettungssysteme.<br />

Die Produktlinie umfasst verschiedene<br />

Materialversorgungssysteme sowie<br />

eine Vielzahl an Dosier- und Auslassventilen,<br />

etwa für den Punktauftrag, das kontinuier -<br />

liche Auftragen oder für kontaktlose Schussund<br />

Sprühapplikationen. Komponenten zur<br />

Steuerung und Überwachung der Prozesse,<br />

etwa speziell entwickelte Dosiersteuerungen<br />

und Zahnrad-Durchflussmesszellen, sorgen<br />

für eine prozesssichere und jederzeit repro -<br />

duzierbare Dosierung. Neu ist zudem ein<br />

Bild: Dopag<br />

Online-Konfigurator für Fass- und Behälterpumpen,<br />

der unter hier.pro/eQgey erreichbar<br />

ist.<br />

bec<br />

www.dopag.de<br />

www.hilger-kern-group.com<br />

Schlauchanschlüsse aus Edelstahl von Eisele<br />

Korrosionsbeständig und leicht zu reinigen<br />

Bild: Eisele<br />

Absolut dicht, rostfrei und leicht zu reinigen:<br />

Die robusten Edelstahlanschlüsse der Inox -<br />

line von Eisele sind ideal für anspruchsvolle<br />

Einsatzbedingungen, denn sie sind korro -<br />

sionsbeständig und leicht zu reinigen.<br />

Die Edelstahl-Steckanschlüsse für Druckluft,<br />

Vakuum, Gase und Flüssigkeiten werden<br />

komplett aus Vollmaterial gearbeitet und sind<br />

auch in rauer Umgebung langlebig und beständig.<br />

Jetzt präsentiert der Hersteller seine<br />

aktuelle Weiterentwicklung zum Programm<br />

17B, bei dem das Dichtungssystem der Inoxline-Steckanschlüsse<br />

optimiert wurde. In<br />

Kombination mit Viton-Dichtungen empfiehlt<br />

sich dieses Programm für vielfältige Anwendungen<br />

in der Prozesstechnik und Lebensmittelindustrie.<br />

Eine komplette Neukonstruktion<br />

ist der Druckregler aus Edelstahl 1.4301.<br />

Dieser kann bei Versorgungsdrücken von<br />

2 bis 10 bar als Druckminderer eingesetzt<br />

werden und regelt den Ausgangsdruck konstant<br />

auf den gewünschten Arbeitsdruck. Der<br />

Einschraubanschluss hat einen Regeldruckbereich<br />

von 2 bis 8 bar und lässt sich sehr<br />

fein und schwankungsarm einstellen. Zudem<br />

sorgt der strömungsoptimierte Druckregler<br />

für ein reduziertes Schwingungsverhalten<br />

des Regelsystems und überzeugt durch eine<br />

minimale Geräuschentwicklung. Der Eisele-<br />

Druckregler wird mit einem 1/8“-Gewinde<br />

montiert und kann für Wasser- und Luft -<br />

anwendungen eingesetzt werden. bec<br />

www.eisele.eu<br />

Vielfalt bieten.<br />

Leistung steigern.<br />

Sicherheit maximieren.<br />

Klemmen- und Steuerkästen in neuer<br />

hocheffzienter GR-Serie in GFK Gehäuse<br />

Internationale Zulassungen für vielfältige<br />

Anwendungen<br />

Flexible Konfiguration verringert Planungsaufwand<br />

Durchdachtes Gehäusedesign vereinfacht Montage<br />

und Wartung<br />

Kundenindividuelle Lösungen für die Prozessindustrie<br />

unterstützt durch unsere globalen<br />

Solution Engineering Centers (SEC)<br />

www.pepperl-fuchs.com/GR<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 161


WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

WERKSTOFFE<br />

Drei Werkstoffentwicklungen erweitern das Einsatzspektrum für das Laserdurchstrahlschweißen<br />

Kunststoffteile schonend fügen<br />

Das Laserdurchstrahlschweißen, kurz auch Laserschweißen genannt, ist eine Technologie zum<br />

Fügen von Kunststoffteilen. Es ermöglicht die wirtschaftliche und schonende Fertigung auch sehr<br />

kleiner Komponenten mit komplexer Geometrie und entspricht dadurch dem Trend zur Miniaturisierung<br />

elektrischer und elektronischer Bauteile. Lanxess hat deshalb ein breites Sortiment an laser -<br />

schweißbaren Polyamiden und Polybutylenterephthalaten (PBT) Durethan LT bzw. Pocan LT<br />

(Laser Transparency) aufgebaut und kürzlich um drei neue Compounds erweitert.<br />

Frank Krause, Lanxess Deutschland GmbH, Geschäftsbereich High Performance Materials,<br />

Global Application Development – Advanced PA6 Solutions, Köln<br />

Lanxess hat sein Sortiment an laserschweißbaren Polyamidund<br />

PBT-Compounds Durethan LT bzw. Pocan LT um drei<br />

neue Produkte erweitert. Diese bieten neben einer guten und<br />

prozesssicheren Laserschweißbarkeit zusätzliche wertvolle<br />

Eigenschaften, die das Einsatzspektrum solcher Werkstoffe<br />

erweitern<br />

Bild: Lanxess<br />

Bild: Lanxess<br />

Heckklappengriffsystem mit<br />

einer Abdeckung aus Pocan<br />

C1202LT<br />

Die Vorstellung der Compounds erfolgte vor Kurzem auf der<br />

internationalen Fachmesse für Kunststoff und Kautschuk K in<br />

Düsseldorf. „Die drei Werkstoffentwicklungen bieten neben einer<br />

guten und prozesssicheren Laserschweißbarkeit zusätzliche wert -<br />

volle Eigenschaften, die das Einsatzspektrum solcher Werkstoffe erweitern“,<br />

erläutert Dr. Claudia Dähling, Expertin für technische Kunststoffe<br />

bei der Lanxess Deutschland GmbH, Köln. „Anwendungs-<br />

chancen bestehen z. B. bei Bauteilen für elektrifizierte Fahrzeug -<br />

antriebe und für Fahrerassistenzsysteme, aber auch in Geräten zur<br />

Digitalisierung unserer Lebenswelt – Stichwort: Internet der Dinge.“<br />

Hohe Hydrolysestabilität und doch gut schweißbar<br />

Mit Pocan B3233XHRLT (derzeit verfügbar als Pocan TP155-002)<br />

steht ein neues, mit 30 % Glasfasern verstärktes PBT-Compound<br />

zur Verfügung, das bei guter Lasertransparenz eine exzellente<br />

Beständigkeit in heiß-feuchter Umgebung aufweist. Bisher gab es<br />

im Markt kaum solche Werkstoffe, weil gängige Additive zur Hydrolysestabilisierung<br />

in der Regel die Lasertransparenz von PBT stark<br />

verschlechtern. Die exzellente Hydrolysebeständigkeit des Versuchsprodukts<br />

aus der neuen Generation von Pocan HR zeigt sich in<br />

den Langzeittests SAE/Uscar-2 Rev. 6 der amerikanischen Society of<br />

Automotive Engineers (SAE). „Diese Prüfung am Fertigteil gilt weltweit<br />

als Härtetest in puncto Hydrolysebeständigkeit. Unser Produkt<br />

erreicht in hausinternen, strengen Tests an Probekörpern analog zur<br />

Uscar-Prüfung Ergebnisse im Übergangsbereich zwischen Class 4<br />

und 5, den beiden höchsten Einstufungen“, so Dähling.<br />

Flammwidrig und dabei lasertransparent<br />

Auch die meisten Flammschutzmittel setzen die Lasertransparenz<br />

von Thermoplasten herab. Gut laserschweißbare PBT-, Polyamid-6-<br />

und Polyamid-66-Compounds mit hoher Flammwidrigkeit sind daher<br />

eine Rarität im Markt. Sie werden aber etwa für Bauteile in Batteriesystemen<br />

von Elektrofahrzeugen benötigt. Dähling: „Mit Durethan<br />

162 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Klebstoffe<br />

für intelligente<br />

Fertigungsprozesse<br />

Bild: Lanxess<br />

Mikroschliff einer<br />

Laserschweißnaht<br />

Multifunktionale<br />

Klebstoffe<br />

BKV30FN04LT können wir ein entsprechendes Compound auf Basis<br />

von Polyamid 6 anbieten. Mit seinem halogenfreien Flammschutzpaket<br />

erfüllt es den Brandtest UL 94 der US-Prüfgesellschaft<br />

Underwriters Laboratories Inc. bei geringen Prüfkörperdicken mit<br />

der besten Klassifizierung V-0.“ Das Material ist in einem stabilen<br />

Prozessfenster sicher verarbeitbar und bildet kaum Beläge im<br />

Werkzeug. Bei Bauteilen für Hochvoltbatterien wie Steckern macht<br />

sich seine hohe Kriechstromfestigkeit in Höhe von 600 V (CTI A,<br />

Comparative Tracking Index, IEC 60112) bezahlt.<br />

Maßgeschneidert für größere Wanddicken<br />

Die dritte Materialentwicklung für das Laserschweißen ist Pocan<br />

TP150-002. Das mit 30 % Glasfasern verstärkte PBT-Compound ist<br />

auf eine sehr hohe Lasertransparenz hin optimiert. Im Vergleich zu<br />

den meisten anderen lasertransparenten PBT-Produkttypen weist<br />

es mit 13 % eine rund doppelt so hohe Transmission auf (gemessen<br />

mit einem LPKF TMG-3 bei 980 nm und 2 mm Probekörperdicke).<br />

„Wir haben den Werkstoff für das wirtschaftliche Laserschweißen<br />

von Bauteilen maßgeschneidert, die konstruktionsbedingt größere<br />

Wanddicken aufweisen“, erläutert Dähling.<br />

Unterstützung rund um das Laserschweißen<br />

Lanxess unterstützt Anwender mit seinem Service der Marke HiAnt<br />

auch in der Entwicklung lasergeschweißter Bauteile. Zu den Leis -<br />

tungen zählt u. a. die werkstoffgerechte Bauteilkonstruktion mit<br />

CAE-Tools. „Zum Beispiel führen wir Simulationen zur Verzugsoptimierung<br />

durch, wodurch der Fügeprozess stabiler und sicherer wird“,<br />

so Dähling. Auch zahlreiche Bauteilprüfungen nach Kundennorm sind<br />

Teil des Services – wie etwa dynamische Prüfungen, die auch an<br />

größeren Bauteilen und auf Wunsch in Kombination mit Klimatests<br />

ausgeführt werden. Der Service schließt außerdem den technischen<br />

Support bei der Spritzgussverarbeitung, beim Schweißen, bei der<br />

Bemusterung und beim Start der Serienproduktion ein.<br />

bec<br />

www.lanxess.de<br />

Hochpräzise<br />

Dosierventile<br />

Hochintensive<br />

UV-Aushärtungslampen<br />

Ihr Produkt muss höchsten<br />

Ansprüchen genügen?<br />

Unsere Klebstoffe und Geräte<br />

leisten genau das. Dauerhaft.<br />

Jetzt informieren:<br />

www.DELO.de<br />

Detaillierte Informationen zu den Hightech-Kunststoffen<br />

für die Automobil- und Elektronikindustrie:<br />

hier.pro/6KY2f<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 163


WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

WERKSTOFFE<br />

Bild: Fraunhofer LBF/Raapke<br />

Eine optimale Kombination aus Flammschutz, Verarbeitungsfähigkeit<br />

und mechanischen Kennwerten ist das Ziel<br />

bei der Neuentwicklung von Kunststoffzusammensetzungen<br />

mit additivem Flammschutz<br />

Forscher entwickeln schnelleres Verfahren für flammgeschützte Kunststoffe<br />

Sicherere Produkte durch Flammschutz<br />

Viele moderne Kunststoffmaterialien kommen heute nicht ohne einen additiven Flammschutz aus. Bei der Neuentwicklung<br />

solcher Kunststoffzusammensetzungen gilt es, eine optimale Kombination aus Flammschutz, Verarbeitungsfähigkeit<br />

und mechanischen Kennwerten zu erreichen. Wie sich dieses Ziel schneller umsetzen lässt, das haben jetzt Wissenschaftlerinnen<br />

und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt,<br />

und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin, gezeigt. Dabei schlagen die Forscher<br />

sowohl beschleunigte Verfahren in der Verarbeitung als auch bei der Charakterisierung des Brandverhaltens vor.<br />

Dr. Michael Großhauser, wissenschaftlicher Mitarbeiter, Gruppe Additivierung, Bereich Kunststoffe, Fraunhofer-Institut<br />

für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt<br />

Die umfangreichen Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojekts<br />

„Schnelle Entwicklung von flammgeschützten<br />

Formulierungen für thermoplastische Polyurethane“ haben<br />

wertvolle Daten generiert, die insbesondere mittelständische Unternehmen<br />

in Zukunft für die Optimierung ihrer bereits vorhandenen<br />

oder für die Entwicklung neuer flammgeschützter Formulierungen<br />

nutzen können. Die Ergebnisse des Projekts tragen so zu sicheren<br />

Produkten am Markt bei.<br />

Entwicklung flammgeschützter TPU-Formulierungen<br />

Die zunehmende Elektrifizierung der Mobilität sowie die Digitalisierung<br />

von Alltagsgegenständen werden zu einem größeren Bedarf<br />

an spezialisierten Materialien führen. Thermoplastische Polyure -<br />

thane (TPU) als Hochleistungswerkstoffe gehören zu diesen Materialien<br />

der Zukunft. Der Markt für sie hat bereits jetzt einen Wert von<br />

1,5 Mrd. €, und bis zum Jahr 2025 erwarten Experten ein jährliches<br />

Wachstum von 5,3 %. Neben den hervorragenden Eigenschaften<br />

wie Dämpfungsvermögen, Kälteflexibilität, chemische<br />

Beständigkeit, Verschleiß- und Abriebfestigkeit<br />

zeigen diese Polymertypen aber auch<br />

eine thermische Instabilität und eine leichte<br />

Entflammbarkeit, was die Entwicklung von<br />

entsprechenden flammgeschützten Materialien<br />

besonders anspruchsvoll macht. Zugleich ist bei<br />

der Verarbeitung von TPU zu beobachten, dass<br />

es zu einer hohen Scherempfindlichkeit, und<br />

daraus resultierend, zu einem Aufbau von<br />

Scherspannung kommt, die eine gleichmäßige<br />

Dispersion des Flammschutzmittels erschwert.<br />

Die Entwicklung von flammgeschützten TPU-<br />

Formulierungen ist daher anspruchsvoll und<br />

Bild: Fraunhofer LBF<br />

Cone-Kalorimeter-HRR-Kurven während des<br />

Brandversuchs für TPU und TPU/MPP/MC/AlPi<br />

mit 5 Gew.-% AlPi und den MPP/MC-Verhält -<br />

nissen 0/25, 5/20, 10/15, 15/10, 20/5, 25/0 für<br />

jeweils TPU 1185A, TPU 1154D und TPU 785A<br />

sowie typische Brandrückstände<br />

164 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


kostenintensiv. Um die Industrie bei diesen Herausforderungen zu<br />

unterstützen, haben Wissenschaftler der beiden Institute im Rahmen<br />

des Vorhabens „Schnelle Entwicklung von flammgeschützten<br />

Formulierungen für thermoplastische Polyurethane“ kooperiert.<br />

Es zählt zum Programm „Industrielle Gemeinschaftsförderung<br />

und -entwicklung“ (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft<br />

und Energie.<br />

Deutlich beschleunigte Compound-Entwicklung<br />

Mit dem sogenannten CC/HTS-System (Combinatorial Compounding/High<br />

Throughput Screening) strebten die Forscher eine aus -<br />

sagefähige Charakterisierung der hergestellten flammgeschützten<br />

TPU-Formulierungen an. Die Compound-Entwicklung wurde<br />

dadurch deutlich beschleunigt und zugleich ressourcenschonender.<br />

Es wurden dazu flammgeschützte Compounds mit verschiedenen<br />

Formulierungen für drei TPU-Basismaterialien mit unterschiedlicher<br />

Shore-Härte hergestellt. Als Ziel wurde ein Lastenheft festgelegt, in<br />

dem die zu erhaltenden Materialeigenschaften definiert wurden.<br />

Der Schwerpunkt lag dabei auf den mechanischen Kennwerten, die<br />

durch die Zugabe an Flammschutzmitteln so gewählt wurden, dass<br />

der Einfluss auf die mechanischen Kennwerte so wenig wie möglich<br />

verändert werden sollte.<br />

Als schnelles Analytikverfahren für das Brandverhalten wurde das<br />

Rapid-Mass-Kalorimeter getestet und alle Ergebnisse mit den<br />

entsprechenden Messungen im Cone-Kalorimeter detailliert ver -<br />

glichen. Begleitende Untersuchung war die Pyrolyse mit thermo -<br />

analytischen Methoden wie der Thermogravimetrie gekoppelt<br />

mit der Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer-Pyrolysegasanalyse<br />

und der Pyrolyse-Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung.<br />

Es konnte so gezeigt werden, dass das Rapid-Mass-Kalorimeter geeignet<br />

ist, den erreichten Flammschutz jeglicher flammgeschützter<br />

TPU zu bewerten. Die verschiedenen TPU-Typen zeigten nur we -<br />

nige, aber dafür signifikante Unterschiede, z. B. im Massenverlust<br />

der einzelnen Abbaustufen der Pyrolyse und in der Mechanik. Einige<br />

Formulierungen mit stickstoffbasierten Flammschutzmitteln zeigten<br />

Mechaniken im Bereich des Reinmaterials. Manche erwiesen sich<br />

aber hinsichtlich Brandverhalten und Flammschutz als überraschend<br />

ähnlich. Vergleiche innerhalb von Materialsets, die auf den gleichen<br />

Flammschutzkonzepten, sprich Wirkprinzipien basieren, ergaben<br />

exzellente Korrelationen.<br />

Die gewonnenen Erkenntnisse können nun von Unternehmen<br />

direkt bei der Entwicklung von flammgeschützten Formulierungen<br />

für TPU genutzt werden. Der Einsatz von halogenfreien Flammschutzmitteln<br />

im Rahmen des Forschungsvorhabens zeigte zudem<br />

Synergien bei verschiedenen Flammschutzmitteln auf, womit die<br />

Entwicklung in den Unternehmen in diesem Wachstumsmarkt vereinfacht<br />

wird. Die beiden Forschungsinstitute stehen auch über das<br />

konkrete Projekt hinaus der Industrie mit ihrer breiten Expertise als<br />

Partner im Bereich flammgeschützte Kunststoffe zur Verfügung. bec<br />

www.lbf.fraunhofer.de<br />

www.bam.de<br />

Mehrsprachige<br />

Katalogproduktion<br />

Für die Produktion Ihrer mehrsprachigen oder versionierten<br />

Kataloge sind wir bestens gerüstet – speziell wenn es<br />

um das Know-how beim Projektmanagement Ihrer hochkomplexen<br />

Aufträge geht.<br />

Individuelle Tools, die perfekt auf Ihr Projekt abgestimmt sind,<br />

beschleunigen und vereinfachen den Gesamtprozess.<br />

Wir können viel für Sie tun, sprechen Sie uns an.<br />

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www.konradinheckel.de<br />

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mit einer Leistungsdichte von 5 W/cm 2 , einer Wärmeübertragung<br />

von 1 W/m K bei 100 °C und weiteren spannenden Features.<br />

Mehr Informationen zur Entwicklung flammgeschützter<br />

TPU-Formulierungen gibt es im Abschlussbericht:<br />

t1p.de/x2wt<br />

Anwendungstemperatur<br />

bis 270 °C<br />

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Wandstärke<br />

von 0,4 mm<br />

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durch neueste<br />

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Normen und<br />

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www.hotset.com/hotform<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 165


WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

WERKSTOFFE<br />

Einbaufertige Profile aus hochtemperaturfestem Polyvinylchlorid (High-Temp PVC)<br />

Hält die Form – auch wenn es heiß wird<br />

Hochwärmebeständiges Polyvinylchlorid (High-Temp PVC) rückt immer dann in den Fokus<br />

der Konstrukteure und Produktentwickler, wenn besondere Temperaturprobleme zu lösen sind.<br />

Insbesondere für Anwendungen, bei denen aus technischen oder klimatischen Gründen kurzzeitig<br />

bis zu +92 °C erreicht werden, erweist sich das thermoplastische Polymer meist als kostengünstiger<br />

Garant für eine dauerhafte Formbeständigkeit. Der Kunststoff-Extrudierer SLS fertigt daraus u. a.<br />

hitzefeste Montageschienen, Lichtleisten und Führungsprofile in kleinen und großen Serien.<br />

Manfred Stiller, freier Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der SLS Kunststoffverarbeitungs GmbH & Co. KG, Dahn<br />

Gehäusesystem für Lichtleisten, gefertigt aus hochwärmebeständigem Polyvinylchlorid (High-Temp-PVC)<br />

Bild: SLS Kunststoffverarbeitung<br />

Die SLS Kunststoffverarbeitungs GmbH & Co. KG, Dahn, rea -<br />

lisiert Profile und Profilsysteme für den Einsatz in Elektro -<br />

technik, Fahrzeugbau, Verpackungstechnik, Medizintechnik sowie<br />

für den Fenster- und Türenbau. Dazu nutzt das Unternehmen eine<br />

große Auswahl verschiedener technischer Kunststoffe. Zählt eine<br />

erhöhte Wärmeformbeständigkeit zu den zentralen Anforderungen<br />

an ein Bauteil, so fällt die Wahl häufig auf hochtemperaturfestes<br />

Polyvinylchlorid – international auch als High-Temp PVC bezeichnet.<br />

Denn dieser thermoplastische Kunststoff erweist sich für Anwendungen,<br />

bei denen kurzzeitig bis zu +92 °C erreicht werden als<br />

kostengünstige Alternative. Inzwischen millionenfach unter Beweis<br />

gestellt hat das High-Temp PVC seine dauerhafte Wärmeform -<br />

beständigkeit im Fensterbau, wo es häufig den Vorzug erhält vor<br />

den üblicherweise verwendeten Standardwerkstoffen.<br />

Kunststoffprofile als thermische Trennung<br />

Sowohl als Solowerkstoff als auch im konstruktiven Verbund mit<br />

anderen Kunststoffen wird das High-Temp PVC oft für Bauteile<br />

verwendet, die in der Anwendung starker Wärmeabstrahlung oder<br />

Hitzestaus ausgesetzt sind. SLS fertigt daraus beispielsweise Verstärkungsrippen<br />

für Verbundbauteile, die der thermischen Trennung<br />

von Aluminiumprofilen in Tür- und Fensterkonstruktionen dienen. Ein<br />

weiteres High-Temp-PVC-Produkt des Unternehmens sind extru -<br />

dierte Führungsschienen, die in Garagentor- und Rolladensystemen<br />

anliegende Blechteile gegen Abstrahlungswärme abschotten.<br />

Besonders hohe Sicherheitsanforderungen stellt auch die Herstellung<br />

von Montageprofilen für gläserne Aufzugsschächte; hier geht<br />

es ebenfalls um die Beständigkeit bei Hitzestau.<br />

166 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


WERKSTOFFE<br />

WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

Aus High-Temp PVC extrudiert: Verstärkungsrippen für Verbundbauteile zur<br />

thermischen Trennung von Aluminiumprofilen<br />

Bild: SLS Kunststoffverarbeitung<br />

High-Temp PVC erweist sich als kostengünstige Alternative für die<br />

Herstellung von Kunststoffprofilen, die in der Anwendung bei bis zu<br />

+92 °C dauerhaft wärmeformbeständig sein müssen<br />

Bild: SLS Kunststoffverarbeitung<br />

Effektvolles Schutzgehäuse<br />

Neben diesen Anwendungen realisierte SLS jüngst auch eine optisch<br />

reizvolle Designerlösung für die Beleuchtungstechnik aus<br />

High-Temp PVC. Im Mittelpunkt stand dabei die Herstellung eines<br />

schlanken und langen Gehäuses für die sichere Verlegung farbiger<br />

Lichtleisten zur Ambientebeleuchtung im Außenbereich. SLS realisierte<br />

die dafür nötigen Profile aus einem transluzenten High-Temp<br />

PVC. So entstand ein Gehäusesystem, das den eingeführten Lichtleisten<br />

einerseits den nötigen Schutz vor Sonnenbestrahlung und<br />

Wettereinflüssen bietet, andererseits aber ihren reizvollen Beleuchtungseffekt<br />

zur Geltung kommen lässt. Ähnliche Lösungen sind<br />

auch denkbar für Anwendungen in der Elektrotechnik und in der<br />

Automatisierungstechnik.<br />

Im Gesamtprogramm von SLS ist die Extrusion von High-Temp PVC<br />

eine Option unter vielen. Denn als einer der führenden Hersteller<br />

extrudierter Kunststoffprofile realisiert das Unternehmen auf derzeit<br />

28 Extrusions- und Co-Extrusionslinien starre und elastische Vollund<br />

Hohlprofile aus vielen technischen Kunststoffen. Die Werkstoffauswahl<br />

reicht von H-PVC, W-PVC und ASA über PE, PP, PS, POM,<br />

SB und ABS bis hin zu verschiedenen Blends. Daneben zählt die<br />

Herstellung von Hart/Weich-Kombinationen zu den besonderen<br />

Kompetenzen von SLS. Für Anwendungen mit erhöhten Anforderungen<br />

an die Festigkeit fertigt das Unternehmen auch Verbund -<br />

lösungen mit Glasfaser, Aluminium und Stahl.<br />

bec<br />

www.sls-kunststoffprofile.de<br />

Detaillierte Informationen zu den Voll- und Hohlprofilen<br />

aus verschiedenen technischen Kunststoffen:<br />

hier.pro/seKJJ<br />

Industrial Solutions.<br />

Systemlösungen für innovatives Kleben<br />

Panacol bietet eine große Auswahl an Hightech-Klebstoffen,<br />

auch mit niedrigem Ionengehalt, speziell für Anwendungen in<br />

der Elektronikfertigung, Optoelektronik und Sensorik.<br />

UV-Spezialist Hönle liefert die passenden UV- und UV-LED-<br />

Punkt-, Linien- und Flächenstrahler sowie Bestrahlungskammern<br />

für die perfekte Aushärtung.<br />

www.panacol.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 167<br />

Member of Hönle Group


WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

NEWS<br />

Magnetokalorischer Werkstoff von Vacuumschmelze<br />

Energieeffiziente Alternative ohne Treibhausgase<br />

Bild: Vacuumschmelze<br />

Die magnetische Kühlung bietet eine energieeffiziente,<br />

zukunftssichere Alternative ohne<br />

Treibhausgase. Der von Vacuumschmelze<br />

(VAC) entwickelte magnetokalorische Werkstoff<br />

Calorivac ist nun serienreif und in großem<br />

Maßstab erhältlich. Mit dem magnetokalorischen<br />

Effekt wird mechanische Energie<br />

in thermische Energie umgewandelt. Der<br />

Kühleffekt wird durch wiederholte Magnetisierung<br />

und gleichzeitige Ableitung der erzeugten<br />

Wärme erreicht. Calorivac gibt es in<br />

mehreren Legierungszusammensetzungen,<br />

die jeweils einen Temperaturbereich von 5 °C<br />

abdecken. Die Werkstoffe werden durch Kaskadierung<br />

als „Wärmepumpen“ eingesetzt<br />

und können so individuelle Temperaturbereiche<br />

von -50 bis +100 °C abdecken. Der große<br />

Vorteil gegenüber Kompressoren besteht darin,<br />

dass Wasser mit Zusatz eines Korrosionsmittels<br />

als Kühlmedium verwendet werden<br />

kann. Der Einsatz von giftigen Gasen oder gefährlichen<br />

Ersatzstoffen ist nicht erforderlich,<br />

ebenso kann bei normalen Drücken gearbeitet<br />

werden. Die größte Herausforderung<br />

beim Übergang von der Laborfertigung zur<br />

Serienproduktion war es, sehr feine Struktu-<br />

ren zu realisieren. Das neue Herstellverfahren<br />

erreicht dies durch eine strukturierte Calorivac-Folie,<br />

die gestapelt, geschnitten und anschließend<br />

gesintert wird. Der Durchbruch zur<br />

Serienreife der Mikrostrukturen ist gelungen<br />

und das Herstellverfahren erreicht eine nahezu<br />

100%ige Ausbringung. Diese Technologie<br />

ist bereits Grundlage mehrerer großer Entwicklungsprojekte<br />

in Europa und Asien, denn<br />

die Energieeinsparungen können gerade bei<br />

größeren Anlagen bis zu 70 % gegenüber herkömmlichen<br />

Kompressoren betragen. bec<br />

www.vacuumschmelze.com<br />

BASF-Kunststoffadditiv schützt 5G-Basisstationen<br />

Witterungseinflüssen und Sonnenlicht standhalten<br />

Bild: BASF<br />

Shenzhen Xingshengdi New Materials Co.<br />

Ltd., ein Hersteller von Telekommunikationsausrüstung,<br />

Elektronik und Elektrogeräten in<br />

China, hat unter Verwendung der Kunststoffadditive<br />

von BASF 5G-Basisstationen für große<br />

internationale Telekommunikationsunternehmen<br />

hergestellt. Mit Tinuvin 360 können<br />

die 5G-Basisstationen im Außenbereich Witterungseinflüssen<br />

und Abnutzung durch intensives<br />

Sonnenlicht standhalten und so einen<br />

stabilen Betrieb mit längerer Lebensdauer<br />

gewährleisten. Die Basisstation, die die<br />

Kommunikation zwischen der mobilen Vorrichtung<br />

und dem Basisnetzwerk über Funkwellen<br />

weiterleitet, wird üblicherweise außerhalb<br />

eines Gebäudes montiert. In der Regel<br />

wird das Gehäuse aus Polycarbonat hergestellt,<br />

das unter Sonneneinstrahlung verschiedene<br />

Abbauprozesse durchläuft und daher<br />

lichtbeständig sein muss. Tinuvin 360<br />

wird den Polycarbonatharzen während der<br />

Produktionsphase zugesetzt, da es sich besonders<br />

für die Verarbeitung und Witterungs-<br />

bedingungen eignet, bei denen hohe Belastungen,<br />

sehr geringe Flüchtigkeit und gute<br />

Verträglichkeit gefordert sind. Geringe Volatilität<br />

reduziert Ablagerungen an Austrittsdüsen<br />

und ermöglicht längere Laufzeiten, was zu einer<br />

stabileren Verarbeitung, reduzierten Produktionszeiten<br />

und Wartungskosten führt.<br />

Außerdem kann Tinuvin 360 eine hohe UV-<br />

(ultraviolette) Abschirmleistung im fertigen<br />

Elektronikgehäuse erreichen: Es absorbiert<br />

UV-Licht und gibt die überschüssige Energie<br />

als Wärme ab. Mithilfe von Tinuvin 360 lassen<br />

sich maßgeschneiderte Kunststoffgeräte entwickeln,<br />

die mechanisch widerstandsfähiger<br />

und wetterbeständiger sind.<br />

bec<br />

www.plasticadditives.basf.com<br />

UV-Lampe für die Klebstoff-Aushärtung von Delo<br />

Kompakte LED-Aushärtungslampe<br />

Delo hat eine besonders platzsparende UV-<br />

Lampe für die Klebstoff-Aushärtung entwickelt.<br />

Die leistungsstarke Delolux 503 ist für<br />

industrielle Klebanwendungen mit kleinen<br />

Flächen und sekundenschnellen Serienprozessen<br />

konzipiert, zum Beispiel für das Kleben<br />

von Kameras für das automatisierte Fahren.<br />

Beim Entwickeln der neuen Lampe wurde<br />

auf ein besonders geringes Einbaumaß<br />

geachtet. Zudem weist die Lampe eine Besonderheit<br />

auf: Sie leuchtet schräg nach unten,<br />

wodurch sie nicht auf einer Ebene mit<br />

den zu verklebenden Bauteilen eingebaut<br />

werden muss. Dies erhöht den Bewegungsfreiraum<br />

von Achsen oder Greifern und erleichtert<br />

die Integration in komplexe Anlagen.<br />

Mit einem typischen Arbeitsabstand von 15<br />

mm belichtet die Delolux 503 eine Fläche von<br />

18 x 6 mm. Die Hochleistungs-Punktlichtquelle<br />

gibt es in zwei Varianten. Das Modell<br />

mit 365 nm Wellenlänge und einer Nennintensität<br />

von mehr als 1000 mW/cm² ist für eine<br />

schnelle Klebstofffixierung in unter einer<br />

Sekunde optimiert. Die Version mit 400 nm<br />

und einer Intensität von über 1600 mW/cm²<br />

wurde für eine optimierte Tiefenhärtung des<br />

Klebstoffs entwickelt und zum besseren<br />

Durchdringen schwer durchstrahlbarer Kunststoffe<br />

konzipiert.<br />

Dank der stufenlosen Intensitätsregelung<br />

und der internen Steuerung und Überwachung<br />

wichtiger Parameter wie der LED-Temperatur<br />

ermöglicht die UV-Lampe eine hohe<br />

Prozesssicherheit. Über die Steuergeräte<br />

oder eine externe SPS können bis zu vier<br />

LED-Köpfe angesteuert werden, womit sich<br />

der Klebstoff von mehreren Seiten gleichmäßig<br />

belichten lässt.<br />

www.delo.de<br />

Bild: Delo<br />

168 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Winkelschrauber von Desoutter<br />

Flexibles Akkuwerkzeug für die Einhand-Montage<br />

Proven Productivity<br />

Bild: Desoutter<br />

Desoutter bringt für die Montage kritischer<br />

Verschraubungen einen echten Einhand-Winkelschrauber<br />

auf den Markt. Der EABS kombiniert<br />

geringe Abmessungen mit Leistungsstärke<br />

und bietet damit auf engstem Raum<br />

ein Höchstmaß an Ergonomie und Produktivität.<br />

Insgesamt zehn Modelle mit Sechskantoder<br />

Vierkant-Abtrieb decken Drehmomente<br />

zwischen 1,5 und 24 Nm bei Drehzahlen bis<br />

zu 1500 min -1 ab. Der EABS ist je nach Variante<br />

um 20 bis 36 % kürzer als bisher marktgängige<br />

Winkelschrauber. Die Werkzeuge<br />

können sowohl mit 18-Volt- als auch mit<br />

36-Volt-Akkus betrieben werden. Dabei müssen<br />

sich Anwender nicht mehr zwischen Arbeitsplatzergonomie<br />

und Produktivität ent-<br />

scheiden; denn beide Varianten haben die<br />

gleichen Kenndaten. Das heißt, die EABS-<br />

Schrauber erreichen auch bei Verwendung<br />

des leichteren 18-V-Akkus die volle Leistung.<br />

Durch die Möglichkeit, den Akku in zwei Positionen<br />

aufzustecken, findet der Anwender<br />

immer die für sich und die Applikation optimale<br />

Balance des Werkzeugs bei bestmöglicher<br />

Zugänglichkeit zur Schraubstelle.<br />

Schraubstellen werden mittels einer Front-<br />

LED in direkter Nähe zum Abtrieb perfekt<br />

ausgeleuchtet. Nach Abschluss der Verschraubung<br />

wechselt dieses Licht die Farbe:<br />

Je nach Ergebnis der Verschraubung wird das<br />

Bauteil rot oder grün angeleuchtet. Zusätzlich<br />

macht eine seitliche Status-LED das Schraubergebnis<br />

sofort aus allen anderen Richtungen<br />

sichtbar, unabhängig davon, wie der Anwender<br />

das Werkzeug hält. Der verschleißfreie,<br />

staubdichte Starttaster erlaubt mit seiner geringen<br />

Haltekraft von 0,8 N ein nahezu ermüdungsfreies<br />

Arbeiten. Der EABS kann autark<br />

im Stand-alone-Modus sowie als Teil eines<br />

Funk-Netzwerks betrieben werden. bt<br />

www.desoutter.de<br />

SICHER.<br />

VERSCHLOSSEN.<br />

Diamant Metallplastic: Metallpolymer für festen Stand<br />

100%ig formschlüssige Verbindung<br />

Im Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH<br />

Aachen wurde jetzt ein neuer Industrieroboter<br />

installiert. Besonders wichtig dabei: die<br />

100%ig formschlüssige Verbindung zwischen<br />

der absolut planen Grundplatte des Roboters<br />

und dem Betonboden. Für den sicheren<br />

Spaltausgleich sorgt ein besonderes Metallpolymer<br />

von Diamant Metallplastic. Der Roboter<br />

verfügt über sechs Rotationsachsen,<br />

kombiniert mit einer hochentwickelten Sensorik<br />

und darauf abgestimmter Software.<br />

Durch unterschiedliche Armaufsätze eignet<br />

sich der Roboter generell für klassische Beschickungen,<br />

Schleif- und Schweißarbeiten<br />

bei einer maximalen Traglast von bis zu<br />

150 kg. Er wird auf einer mechanisch angefertigten<br />

und dadurch sehr glatten Bodenplatte<br />

befestigt. Wichtig für den sicheren Stand des<br />

Roboters: die 100%ig kraftschlüssige Verbindung<br />

dieser Bodenplatte zum Untergrund –<br />

im Fall des WZL ein materialbedingt nicht planer<br />

Betonboden. So galt es hier, eine minimale<br />

Differenz von teilweise 1 bis 2 mm auszugleichen.<br />

Mit einem eigenen Referenzschreiben<br />

zur funktionellen Sicherheit setzte<br />

das WZL auf das Metallpolymer MM1018<br />

des Beschichtungs- und Polymerspezialisten<br />

Diamant Metallplastic. MM1018 kann pastös<br />

sowie flüssig angewendet werden und wird<br />

dabei entweder gespachtelt oder injiziert.<br />

Beim Verbinden der Grundplatte des Roboters<br />

mit dem Betonboden des WZL-Labors<br />

entschied man sich für die pastöse Variante.<br />

Ohne Vorarbeiten wurde das Material kreuzförmig<br />

auf den Beton aufgetragen und mit<br />

der Bodenplatte des Roboters zusammengebracht.<br />

Das überschüssige, aus dem nun<br />

kraftschlüssig verschlossenen Spalt herausgepresste<br />

MM1018 konnte danach problemlos<br />

vor dem Aushärten entfernt werden. bec<br />

www.diamant-polymer.de<br />

Bild: Diamant Metallplastic<br />

SOUTHCO ® VERSCHLÜSSE<br />

sind die professionelle Lösung für alle<br />

Anwendungsbereiche und Herausforderungen,<br />

die sicher verschlossen<br />

werden müssen.<br />

DZUS ® Vierteldreh-Schnellverschlüsse<br />

Schlösser<br />

Scharniere<br />

Griffe<br />

Unverlierbare Schrauben<br />

Kipp- und Drehhebel<br />

Riegel<br />

BESUCHEN SIE UNSER LIVE-WEBINAR<br />

AM 27. NOVEMBER UM 14:00 UHR<br />

GLEICH ANMELDEN<br />

ÜBER QR-CODE!<br />

Telefon +49 7306 782 - 0<br />

info-DE@kvt-fastening.com<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 169<br />

www.kvt-fastening.de


<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> präsentiert Ihnen Partner für Engineering<br />

3D-Druck Elektrotechnik<br />

Bussysteme Automatisierung<br />

Weiterbildung Steuerungen<br />

Verbindungstechnik<br />

Werkstoffe Pneumatik<br />

PLM/CAD/CAE<br />

Kupplungen/Bremsen<br />

Verfahren<br />

Dienstleistungen<br />

Hier finden Sie leistungsstarke Lieferanten, Dienstleister und<br />

kompetente lösungsorientierte Partner für Engineering!<br />

Weitere Fakten zu Unternehmen, Details zum Angebots- und<br />

Leistungsspektrum finden Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />

Unter folgendem Link gelangen Sie zur Übersicht aller Online-<br />

Firmenprofile.<br />

Bookmark!<br />

www.kem.de/firmenverzeichnis<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

BÜRSTEN<br />

Bauer Gear Motor GmbH<br />

www.bauergears.com<br />

Innovation seit 1927<br />

Die Ingenieure von Bauer Gear Motor entwickeln seit<br />

über 90 Jahren hochwertige, extrem zuverlässige und<br />

energieeffiziente Getriebemotoren welche über ein<br />

weltweites Vertriebsnetz angeboten werden.<br />

Unsere Produkte<br />

• Stirnrad- und Flachgetriebemotoren<br />

• Kegelrad- und Schneckengetriebemotoren<br />

• Hängebahngetriebemotoren und Aseptikantriebe<br />

• Kundenspezifische Lösungen für alle Applikationen<br />

Die Antriebslösungen von Bauer kommen weitläufig in<br />

allen bedeutenden Märkten in einer Vielzahl von Anwendungen<br />

zum Einsatz, wie z.B. Nahrungsmittel und Getränke,<br />

Energie, Abwasser, Beton, Metalle und Fördertechnik.<br />

ÜV Überlastschutz und Verbindungssysteme<br />

GmbH<br />

www.uev-gmbh.de<br />

Überlastschutz und Verbindungssysteme GmbH bietet<br />

als Hersteller sowohl Ausgleichskupplungen verschiedener<br />

Arten und Baugrößen als auch Sicherheitskupplungen<br />

für unterschiedliche Anwendungsfälle an.<br />

Im umfangreichen Produktportfolio finden Sie:<br />

– Metallbalgkupplungen<br />

– Federstegkupplungen<br />

– Sicherheitskupplungen<br />

30 Jahre Erfahrung in Entwicklung und Produktion<br />

ermöglichen es auch auf spezielle Kundenanforderungen<br />

zu reagieren und Sonderlösungen zu realisieren.<br />

KULLEN-KOTI GmbH<br />

www.kullen.de<br />

Technische Bürsten, die perfekt passen – Kullen-Koti<br />

ist der innovative Lösungspartner weltweit. Seit über<br />

100 Jahren.<br />

Für kundenspezifische industrielle Anwendungen in<br />

jeder Branche bietet Kullen-Koti genau die richtige<br />

Bürste – bis hin zu individuellen Sonderlösungen.<br />

Kullen-Koti macht die Auswahl und Realisierung der<br />

besseren Lösung einfacher, schneller und sicherer –<br />

durch Expertenkompetenz und eines der größten Produktprogramme<br />

der Welt.<br />

Bürstentechnologie von Kullen-Koti – für mehr Produktivität,<br />

Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in vielen<br />

Prozessen und für hocheffiziente Anwendungslösungen<br />

der Zukunft.<br />

C-TEILE-MANAGEMENT<br />

FEDERN<br />

FLUIDTECH<br />

REIFF Technische Produkte GmbH<br />

www.reiff-tp.de, www.reiff-tpshop.de<br />

REIFF Technische Produkte – kompetenter Partner der<br />

Industrie mit Schwerpunkt in der Erstausrüstung. Als<br />

Vollsortimenter verfügt REIFF über mehr als 140 000<br />

Produkte aus den Bereichen Antriebstechnik, Dichtungstechnik,<br />

Klebetechnik, Kunststofftechnik, Profiltechnik,<br />

Schlauchtechnik und Schwingungsdämpfung.<br />

Enge Partnerschaften zu namhaften Herstellern, eigene<br />

Produktionsstätten zur Be- und Verarbeitung und<br />

umfassende E-Business-Lösungen zeichnen REIFF aus.<br />

Ergänzt durch Vertriebstechniker, die beraten und entwickeln,<br />

wird REIFF zum verlässlichen Partner, dessen<br />

Leistungen weit über den Begriff Handel hinausgehen.<br />

Schweizer GmbH & Co. KG<br />

www.schweizer-federn.de<br />

Die Schweizer GmbH & Co. KG aus Reutlingen bietet<br />

bereits seit 1986 technische Federn in allen Variationen.<br />

Am Rande der schwäbischen Alb fertigen ca. 90<br />

Mitarbeiter hochwertige Drahtfedern und Stanzbiegeteile<br />

aus allen gängigen Federmaterialien in Klein- und<br />

Großserien.<br />

Das umfangreiche Produktportfolio der Schweizer<br />

GmbH & Co. KG umfasst:<br />

• Druck-, Zug- und Schenkelfedern<br />

• Draht- und Stanzbiegeteile<br />

• Mikrofedern und Laserschneidteile<br />

RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />

www.rct-online.de<br />

Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip<br />

„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />

mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />

und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />

Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />

ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />

Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />

Labortechnik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />

Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />

Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />

Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />

Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />

170 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


PARTNER FÜR ENGINEERING<br />

KOMPONENTEN<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

SPANNTECHNIK<br />

SPANNTECHNIK mit<br />

SYSTEM<br />

Lechler GmbH<br />

www.lechler.de<br />

Die Lechler GmbH ist ein international ausgerichtetes<br />

Familienunternehmen mit einer über 135 jährigen Firmengeschichte.<br />

Das Stammhaus befindet sich im badenwürttembergischen<br />

Metzingen. Das Unternehmen entwickelt<br />

und produziert Präzisionsdüsen und Düsensysteme<br />

für die allgemeine Industrie, Hüttentechnik, Umwelttechnik<br />

und Landwirtschaft. Als Europas größter Düsenanbieter<br />

ist Lechler mit rund 680 Mitarbeitern weltweit vertreten,<br />

mit Produktionsstätten in Ungarn, England, USA,<br />

Indien und China, sowie Vertriebsniederlassungen und<br />

Vertretungen in über 40 Ländern. Überall dort, wo es darum<br />

geht, Flüssigkeiten in definierter Form zu zerstäuben, z.B.<br />

beim Reinigen, Beschichten, Befeuchten oder Kühlen,<br />

kommt die Düsentechnik von Lechler zum Einsatz.<br />

Smalley Europa<br />

www. smalley.com/de<br />

Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen<br />

Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer<br />

bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox<br />

Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem<br />

Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat<br />

mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte<br />

vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine<br />

Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin<br />

aufzeigen.<br />

D. Mengemann<br />

www.d-mengemann-spanntechnik.com<br />

Seit vielen Jahren sind wir auf dem Gebiet der Werkstückspannung<br />

für kleine und bis zu großen Werkstücken<br />

auf Bearbeitungszentren, Fräsmaschinen und<br />

Portal- oder Lateral-Fräswerke erfolgreich tätig.<br />

Beginnend mit<br />

– Beratung über Entwicklung<br />

– <strong>Konstruktion</strong> bis hin zur Fertigung<br />

werden auch die bisherigen Erfahrungen des Kunden<br />

mit in eine optimale Spannlösung berüchsichtigt.<br />

Sie erreichen uns unter:<br />

Tel. Mobil: 01 72/2 68 22 52<br />

E-Mail: d-mengemann-spanntechnik@t-online.de<br />

TROCKNUNGSANLAGEN<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Harter GmbH<br />

www.besser-trocknen.de<br />

Die Kunst des Trocknens<br />

Die von Harter entwickelte Kondensationstrocknung<br />

mit Wärmepumpe vereint scheinbar widersprüchliche<br />

Qualitäten: niedrige Temperaturen, schonende Trocknung,<br />

hochwertige Ergebnisse, kurze Trocknungszeiten,<br />

individuelle Luftführung, integrierte Wärmepumpentechnik,<br />

energetisch geschlossenes System. Trocknungsanlagen<br />

Airgenex®, AIRGENEX®med und<br />

AIRGENEX®food für mehr Innovation.<br />

Bossard Deutschland GmbH<br />

www.bossard.com/de<br />

Die Bossard Gruppe ist ein weltweit führender Anbieter<br />

von Produktlösungen und Dienstleistungen in der<br />

industriellen Verbindungs- und Montagetechnik. Mit<br />

einem über 1.000.000 Artikeln umfassenden Produktsortiment,<br />

der technischen Beratung (Engineering) und<br />

der Lagerbewirtschaftung (Smart Factory Logistics) hat<br />

sich Bossard als Komplettanbieter und Partner der<br />

Industrie positioniert.<br />

Gemeinsam mit unseren Kunden vorwärtskommen<br />

heißt für uns, Lösungen zu entwickeln, die besser,<br />

schneller, effizienter und kostengünstiger sind – und<br />

somit unseren Kunden helfen, ihre Konkurrenz zu überflügeln.<br />

Diese ganzheitliche Sicht nennen wir „Proven Productivity“.<br />

Ferdinand Gross GmbH & Co. KG<br />

www.schrauben-gross.de<br />

Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik<br />

und C-Teile-Management und bietet Kunden und<br />

Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.<br />

Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen<br />

über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.<br />

Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über<br />

107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management<br />

bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen<br />

zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.<br />

WEITERBILDUNG<br />

Fakten zu Unternehmen, Details zu Angebots- und Leistungsspektrum finden<br />

Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />

Unter folgendem Link gelangen Sie zur Übersicht aller Online-Firmenprofile.<br />

Bookmark!<br />

www.kem.de/firmenverzeichnis<br />

Technische Akademie Esslingen – TAE<br />

www.tae.de<br />

Die Technische Akademie Esslingen (TAE) mit Sitz in<br />

Ostfildern – nahe der Landeshauptstadt Stuttgart – ist<br />

seit über 60 Jahren für Unternehmen und Privatpersonen<br />

internationaler Partner für effektive Fort- und<br />

Weiterbildung.<br />

Mit rund 1000 Veranstaltungen, einem Kompetenznetzwerk<br />

von mehr als 4000 Referenten und über<br />

10 000 Teilnehmern pro Jahr gehören wir zu den größten<br />

Weiterbildungsanbietern im deutschsprachigen Raum.<br />

Auch in den Bereichen Studium und Ausbildung bietet<br />

die TAE jahrzehntelange Erfahrung. Sie finden bei uns<br />

berufsbegleitende Bachelor-, Master- und Online-<br />

Studiengänge, mit denen Sie Beruf und Studium perfekt<br />

verbinden.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 171


INSERENTENVERZEICHNIS<br />

ABB Automation Products GmbH<br />

Motors & Drives, Ladenburg ...... 174<br />

ABB Stotz-Kontakt GmbH,<br />

Heidelberg .............................. AW13<br />

AMK Arnold Müller GmbH & Co.<br />

KG, Kirchheim ............................ 150<br />

AMO Automatisierung Meßtechnik<br />

Optik GmbH, AT-ST. PETER .......... 61<br />

Bauer Gear Motor GmbH,<br />

Esslingen ................................. 87,17<br />

Baumüller Holding GmbH & Co. KG,<br />

Nürnberg .................................... 113<br />

Beckhoff Automation GmbH & Co.<br />

KG, Verl ........................................ 23<br />

Bihl + Wiedemann GmbH,<br />

Mannheim .............................. AW15<br />

bopla Gehäuse Systeme GmbH,<br />

Bünde ......................................... 110<br />

Bossard Deutschland GmbH,<br />

Illerrieden ................................... 171<br />

COMSOL Multiphysics GmbH,<br />

Göttingen ..................................... 35<br />

C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG,<br />

Pinneberg ................................... 145<br />

D. Mengemann Spanntechnik<br />

GmbH, Frankfurt ........................ 171<br />

DELO Industrie Klebstoffe<br />

GmbH & Co. KGaA, Windach ..... 163<br />

Dunkermotoren GmbH,<br />

Bonndorf ................................ AW13<br />

Eichenberger Gewinde AG,<br />

CH-BURG AG ............................... 51<br />

Elmo Motion Control GmbH,<br />

Viernheim ............................... AW10<br />

elobau GmbH & Co. KG,<br />

Leutkirch ..................................... 115<br />

ElringKlinger Kunststofftechnik<br />

GmbH, Bietigheim-Bissingen ....... 13<br />

Endress+Hauser Messtechnik<br />

GmbH+Co. KG,<br />

Weil am Rhein ........................ 19–20<br />

ENGEL Elektroantriebe GmbH,<br />

Walluf ........................................... 65<br />

EPLAN Software & Service GmbH<br />

& Co. KG, Monheim ..................... 53<br />

ESCHA GmbH & Co. KG, Halver .. 89<br />

EUCHNER GmbH + Co. KG,<br />

Leinfelden-Echterdingen .............. 45<br />

Fernsteuergeräte Kurt Oelsch<br />

GmbH, Berlin ............................... 39<br />

Festo Vertrieb GmbH & Co. KG,<br />

Esslingen ................................ AW10<br />

Fiessler Elektronik GmbH & Co. KG,<br />

Aichwald ..................................... 114<br />

Fischer Connectors GmbH,<br />

Zorneding ..................................... 17<br />

BEILAGENHINWEIS<br />

Dieser Ausgabe liegt ein<br />

Prospekt folgender Firma bei:<br />

Brewes GmbH,<br />

Markersdorf<br />

Wir bitten unsere Leser um<br />

freundliche Beachtung<br />

VORSCHAU<br />

Bild: NSK Deutschland<br />

Bei dieser Kugelgewindetriebe-Serie kommt eine<br />

neuartige Oberflächenbehandlung zum Einsatz<br />

CARLO GAVAZZI GmbH,<br />

Darmstadt ................................ AW6<br />

Nidec Graessner GmbH & Co. KG,<br />

Dettenhausen ............................. 151<br />

Ferdinand Gross GmbH & Co KG,<br />

Leinfelden-Echterdingen ............ 171<br />

Harter GmbH, Stiefenhofen ....... 171<br />

HARTING Deutschland GmbH & Co.<br />

KG, Minden .................................. 41<br />

Heidrive GmbH, Kelheim ............ 159<br />

HELU KABEL GmbH,<br />

Hemmingen ................................ 101<br />

HepcoMotion Deutschland,<br />

Feucht .......................................... 21<br />

HIWIN GmbH, Offenburg ............. 47<br />

Höhl & Westhoff GmbH,<br />

Wuppertal .................................... 65<br />

Hotset GmbH, Lüdenscheid ....... 165<br />

Hummel AG, Denzlingen ............. 91<br />

IDS Imaging Development<br />

Systems GmbH, Obersulm .......... 93<br />

igus GmbH, Köln ...................... AW7<br />

iniNet Solutions GmbH,<br />

CH-Muttenz ............................ AW10<br />

Kabeltronik Arthur Volland GmbH,<br />

Denkendorf ................................. 110<br />

Fritz Kübler GmbH,<br />

Villingen-Schwenningen ............... 82<br />

KULLEN-KOTI GmbH,<br />

Reutlingen .................................. 170<br />

KVT-Fastening GmbH,<br />

Illerrieden ................................... 169<br />

Lechler GmbH & Co.KG,<br />

Metzingen .................................. 171<br />

LEE-Hydraulische Miniatur-<br />

Komponenten GmbH, Sulzbach . 153<br />

Friedrich Lütze GmbH,<br />

Weinstadt .................................... 95<br />

Metrofunkkabel-Union GmbH,<br />

Berlin .......................................... 173<br />

MB connect line GmbH Fernwartungssysteme,<br />

Dinkelsbühl .... AW13<br />

MICRO-EPSILON-MESS- TECHNIK<br />

GmbH & Co. KG, Ortenburg .......... 3<br />

Moog Holding GmbH & Co. KG,<br />

Böblingen ..................................... 27<br />

Moxa Europe GmbH,<br />

Unterschleißheim ................... AW15<br />

GMN Paul Müller Industrie GmbH &<br />

Co. KG, Nürnberg ....................... 112<br />

MSF-Vathauer Antriebstechnik<br />

GmbH & Co.KG, Detmold ........ AW8<br />

MULCO-Europe EWIV, Garbsen .... 2<br />

Neugart GmbH, Kippenheim ........ 71<br />

Novotechnik Messwertaufnehmer<br />

oHG, Ostfildern .......................... 147<br />

Nürnberg Messe GmbH,<br />

Nürnberg ...................................... 49<br />

Oswald Elektromotoren GmbH,<br />

Miltenberg ..................................... 9<br />

PANACOL-ELOSOL GmbH,<br />

Steinbach ................................... 167<br />

Panduit GmbH, Schwalbach ..... AW6<br />

F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG,<br />

Schwerte .................................... 145<br />

Pepperl+Fuchs AG, Mannheim .. 161<br />

Phoenix Contact GmbH & Co. KG,<br />

Blomberg ..................................... 33<br />

Pilz GmbH & Co. KG,<br />

Ostfildern ....................... AW5, AW6<br />

Precision Motors Deutsche<br />

Minebea GmbH, Villingen-<br />

Schwenningen ........................... 151<br />

R + W Antriebselemente GmbH,<br />

Klingenberg .................................. 15<br />

Rafi GmbH & Co. KG, Berg ........ 105<br />

RCT Reichelt Chemietechnik GmbH<br />

+ Co., Heidelberg .................. 116,17<br />

REIFF Technische Produkte GmbH,<br />

Reutlingen .................................. 170<br />

Richter Elektrotechnik GmbH & Co.<br />

KG, Niederdreisbach ................... 114<br />

Ross Europa GmbH, Langen ...... 155<br />

K.A. Schmersal Holding GmbH &<br />

Co. KG, Wuppertal ........... AW 15, 59<br />

Schmidt-Kupplung GmbH,<br />

Wolfenbüttel ............................... 148<br />

Schweizer GmbH & Co.KG,<br />

Reutlingen .................................. 170<br />

SICK AG, Waldkirch ...................... 11<br />

Smalley Steel Ring Company,<br />

US-Lake Zurich, IL ............... 149,171<br />

SMC Deutschland GmbH,<br />

Egelsbach ..................................... 25<br />

Schneider Electric GmbH,<br />

Ratingen ................................... AW7<br />

Spectra GmbH & Co. KG,<br />

Reutlingen .................................... 57<br />

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf<br />

GmbH, Nördlingen ....................... 17<br />

Stoz Pumpenfabrik GmbH,<br />

Weingarten ................................. 157<br />

Stäubli Electrical Connectors<br />

GmbH, Weil am Rhein .... AW15, 109<br />

Stöber Antriebstechnik GmbH & Co.<br />

KG, Pforzheim ................... 77, 79, 81<br />

Technische Akademie Esslingen<br />

e.V., Ostfildern ....................... 55,171<br />

Tecnotion GmbH, München ......... 97<br />

Topcon Electronics GmbH & Co.<br />

KG, Geisenheim .......................... 111<br />

Türk & Hillinger GmbH, Tuttlingen .. 5<br />

Hans Turck GmbH & Co. KG,<br />

Mülheim ................... AW9, AW13, 7<br />

Joachim Uhing GmbH & Co. KG,<br />

Flintbek ........................................ 75<br />

VISION & CONTROL GmbH,<br />

Suhl .......................................... AW6<br />

W+P PRODUCTS GmbH,<br />

Bünde ......................................... 103<br />

Herbert Waldmann GmbH & Co. KG<br />

Waldmann GmbH & Co. KG,<br />

Villingen-Schwenningen ............... 29<br />

Weidmüller Interface GmbH & Co.<br />

KG, Detmold ....................... AW7, 43<br />

WIBU-SYSTEMS AG,<br />

Karlsruhe ....................... AW9, AW11<br />

WSCAD GmbH, Bergkirchen ....... 31<br />

.........................................................<br />

ZAE-AntriebsSysteme GmbH & Co.<br />

KG, Hamburg ............................... 83<br />

ÜV Überlastschutz und<br />

Verbindungsysteme GmbH,<br />

Mömlingen ................................. 170<br />

Eine neue Baureihe von Kugelgewindetrieben erreicht<br />

vor allem bei besonderer Beanspruchung eine zweieinhalb-<br />

bis dreimal längere Lebensdauer. Möglich<br />

wird dies durch eine spezielle Textur der Oberfläche,<br />

die für eine verbesserte Ölfilmbildung sorgt. Damit<br />

zielt NSK auf anspruchsvolle Anwendungen von<br />

Linearantrieben, z. B. in Schleif- und Funkenerodier -<br />

maschinen oder in der Messtechnik.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 12/2019 erscheint am 05.12.2019<br />

IMPRESSUM<br />

ISSN 1612–7226<br />

Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />

Verlag:<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

Redaktion:<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417<br />

Stellvertretende Chefredakteure:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />

Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />

Korrespondent:<br />

Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />

Redakteure:<br />

Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />

Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 711 7594–4653;<br />

Jörn Kehle (jke), Phone +49 711 7594–407;<br />

Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;<br />

Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Carmelina Weber<br />

Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />

carmelina.weber@konradin.de<br />

Layout:<br />

Ana Turina, Phone +49 711 7594–273<br />

Gesamtanzeigenleiter:<br />

Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 55 vom 1.10.2019<br />

Auftragsmanagement:<br />

Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />

Leserservice:<br />

Ute Krämer,<br />

Phone +49 711 7594–5850<br />

Fax +49 711 7594–15850<br />

E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />

<strong>KEM</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos nur an<br />

qualifizierte Empfänger geliefert.<br />

Bezugspreise: Inland 85,00 € inkl. Versandkosten und<br />

MwSt.; Ausland: 85,00 € inkl. Versandkosten.<br />

Einzelverkaufspreis: 8,60 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />

Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />

werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist<br />

von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />

Auslandsvertretungen:<br />

Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />

862589, Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.<br />

co.uk USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox, 5<br />

Penn<br />

Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212<br />

8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />

Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />

nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />

eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />

erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich geschützt.<br />

Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen<br />

gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung<br />

des Verlages.<br />

Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />

Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />

Printed in Germany.<br />

© 2019 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen.<br />

EDA<br />

172 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019


Die DNA von Metrofunk<br />

sichert bei Hitze<br />

und Geschwindigkeit<br />

Metrofunk Kabel-Union GmbH<br />

D-12111 Berlin, Tel. 030 79 01 86 0<br />

info@metrofunk.de – www.metrofunk.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019 173


—<br />

ABB Industrial Drive.<br />

Anspruchsvolle Anwendungen<br />

präzise regeln.<br />

Der ABB Industrial Drive ACS880 ist trotz umfangreicher Funktionen ausgesprochen<br />

bedienerfreundlich und lässt sich in verschiedenste Automatisierungssysteme flexibel<br />

einbinden. Asynchron- und Permanentmagnetmotoren regelt er präzise. Zahlreiche integrierbare<br />

Sicherheitsfunktionen sorgen für hohe funktionale Sicherheit. Als Teil der digitalen<br />

Lösungen von ABB kann der ACS880 des Weiteren effizient mit dem Internet der Dinge verbunden<br />

werden. Erfahren Sie mehr über den ABB Industrial Drive unter www.abb.de/drives.<br />

174 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 11 2019

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