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DER KONSTRUKTEUR 4/2020

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19073<br />

04 APRIL <strong>2020</strong><br />

AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />

TITELSTORY<br />

SANFTE ZEITREISE<br />

Maßgeschneiderte Antriebe beweisen<br />

Feingefühl beim Transport wertvoller<br />

Uhren im Montageprozess<br />

DerKonstrukteur.de


MULTIMEDIAL VERNETZT<br />

KUNDEN GEWINNEN!<br />

FÖR<strong>DER</strong>TECHNIK<br />

MATERIALFLUSS<br />

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einmaligen Mediennetzwerk!<br />

Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne!<br />

Carmen Nawrath<br />

Leitung Zentrales Marketing<br />

& Corporate Services<br />

Telefon: 0049/6131/992-245<br />

c.nawrath@vfmz.de


EDITORIAL<br />

WENDEPUNKT!?<br />

<strong>2020</strong> war das Jahr, das alles verändert hat. Viele Menschen sind gestorben<br />

und es gab immense wirtschaftliche Verluste, aber es war nicht umsonst.<br />

Es war der Beginn einer neuen Zeit! Die Menschen gingen auf Distanz<br />

zueinander und rückten gleichzeitig enger zusammen. Solidarität ist<br />

gewachsen, über alle Grenzen hinweg. Die Menschen haben sich wieder<br />

geerdet. Prioritäten wurden neu gesetzt! Damit wurde die Basis geschaffen<br />

für unser heutiges friedlicheres, nachhaltigeres und damit zukunftsfähiges<br />

Leben als Menschheit.<br />

An diese Vision eines Rückblicks aus der Zukunft möchte ich glauben!<br />

Denn, so schlimm es auch sein mag: Jede Krise bietet auch eine Chance.<br />

Wir werden aus dem Alltag, aus unserer vermeintlichen Sicherheit herausgerissen<br />

und sind gezwungen, innezuhalten. Dabei stellen sich grundlegende<br />

Fragen wie: Ist der Weg, den ich gehe der richtige oder sollte ich den Kurs<br />

ändern? Und: Was ist wirklich wichtig? Ich hoffe sehr, dass wir diese Chance<br />

ergreifen!<br />

Auf jeden Fall wird von uns derzeit eins in besonderem Maße gefordert:<br />

Flexibilität. Denn nur wer sich an Veränderungen anpasst, wird bestehen.<br />

Technologien können uns dabei unterstützen – und das tun sie bereits: Lesen<br />

Sie in unseren aktuellen Meldungen auf den Seiten 7 und 9, wie digitale<br />

Angebote Konstrukteure bei der Vernetzung und Kollaboration sowie beim<br />

Lernen unterstützen und wie Sie mit Ihrem Entwicklungs-Know-how und<br />

mittels 3D-Druck in der Covid-19-Pandemie helfen können. „Ausnahmezustand<br />

– was könnte sich für den Konstrukteur ändern?“, das haben wir<br />

Uwe Burk, Vice President Eurocentral & Customer Role Experience von<br />

Dassault Systèmes, gefragt. Seinen Standpunkt finden Sie auf Seite 6.<br />

Passen Sie gut auf – auf sich und die Menschen, die Ihnen wichtig sind!<br />

Martina Klein<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

m.klein@vfmz.de<br />

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INHALT<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

08<br />

03 Editorial: Wendepunkt!?<br />

06 Standpunkt: Ausnahmezustand – was könnte sich für<br />

den Konstrukteur ändern?<br />

08 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> persönlich:<br />

Dennis Yilmaz, Elektrokonstrukteur, Eckelmann AG,<br />

Wiesbaden<br />

10 Whiteboard: Zielstrebig<br />

Fünf Fragen, fünf Bilder zum Leben von Selfmademan<br />

Helmut Pirthauer, Geschäftsführer der Heidrive GmbH<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

10<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

12 TITELSTORY<br />

Maßgeschneiderte Antriebslösung: Sanfte Zeitreise<br />

16 Antriebsmodul: Einer für vier<br />

18 Servoantriebe: Elegant bewegen<br />

22 Keramische Antriebskomponenten:<br />

Wenn andere Materialien versagen<br />

26 Bremsen: Sicher zu mehr Lagerplatz<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

28 Laserscanner: Sicherheit kompakt verpackt<br />

30 Sicherheitsschalter und Sicherheitsmodul: Teamplayer<br />

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18<br />

TITELBILD<br />

Dr. Fritz Faulhaber GmbH<br />

& Co. KG<br />

4 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

34 Schützen und schalten<br />

38 Kabel und Leitungen: Adrenalinkick – aber sicher<br />

40 Gleitlager und Energieketten: Im Dauereinsatz<br />

28<br />

SERVICE<br />

42 Impressum<br />

43 Vorschau<br />

34<br />

38<br />

22<br />

Eine runde Sache:<br />

ROTOCLAMP INSIDE<br />

UND OUTSIDE<br />

Die montagefreundliche RotoClamp-Baureihe gibt es in einer innen- und einer<br />

außenklemmenden Version. Das pneumatische Klemmsystem arbeitet nach dem<br />

Federspeicher-Prinzip und fixiert die Achse deshalb bei einem Ausfall der Druckluft innerhalb<br />

kürzester Zeit. RotoClamp bietet Haltemomente bis zu 6500 Nm bei der Outside-<br />

Version RC520XL und ist auch als Komplettlösung mit Wellenflansch erhältlich.<br />

HEMA Maschinen- und Apparateschutz GmbH<br />

Am Klinggraben 2 | 63500 Seligenstadt<br />

Tel.: +49 6182 773-0 | info@hema-group.com<br />

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Werte hydraulischer<br />

Klemmungen werden<br />

erreicht und übertroffen<br />

geringe Systemkosten im<br />

Vergleich zur Hydraulik<br />

INSIDE<br />

OUTSIDE<br />

Sicherheit – bei Ausfall der<br />

Pneumatik erfolgt Klemmung<br />

geeignet für alle Wellengrößen<br />

BOOSTER-<br />

FUNKTION<br />

zusätzliche Druckluft<br />

erhöht die<br />

Klemmkraft<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 5


STANDPUNKT<br />

AUSNAHMEZUSTAND –<br />

WAS KÖNNTE SICH FÜR DEN<br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong> ÄN<strong>DER</strong>N?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Die jetzige Situation konnte niemand erahnen und die<br />

Ausmaße, die sie bereits jetzt auf unser aller Leben hat,<br />

konnte sich vor wenigen Wochen niemand so richtig<br />

vorstellen. Eine Lehre können wir aber bereits jetzt daraus<br />

ziehen – besser gesagt, wir müssen sie ziehen: Man sollte auf solche<br />

Situationen vorbereitet sein. Und damit meine ich im übertragenen<br />

Sinne Situationen, die tagtäglich eintreten können: Nehmen<br />

wir einen Brand an, der es nötig macht, das gesamte Gebäude zu<br />

evakuieren, und das auf längere Zeit, da Einsturzgefahr besteht.<br />

Auch dann müssen ad hoc Arbeitsplätze verlegt werden, auch<br />

dann werden Prozesse unterbrochen werden und auch dann<br />

werden Initiativen ergriffen werden müssen, welche die komplette<br />

Unternehmensstruktur vor große organisatorische Herausforderungen<br />

stellt. Es ist der Beginn einer ganzen Reihe an kritischen<br />

Fragestellungen, die von der Geschäftsleitung durchdacht, beantwortet<br />

und entschieden werden müssen, wie beispielsweise<br />

„Welchen Einfluss hat die remote Arbeit auf das IP-Management?“,<br />

„Wie wird Echtzeit-Zugriff auf unternehmenskritische<br />

Daten ermöglicht“ oder „Wie kann die Produktionssicherheit<br />

gewährleistet werden?“. Letztlich alles Faktoren, die zu einer funktionierenden<br />

Wertschöpfungskette beitragen.<br />

Das hat in erster Linie nicht spezifisch etwas mit dem Arbeitsplatz<br />

des Konstrukteurs zu tun, dennoch kommt dem Konstrukteur<br />

eine für das jeweilige Unternehmen systemrelevante<br />

Position zu. Denn das 3D-Mastermodell versorgt alle Schritte<br />

in der Fertigung und in der Qualitätssicherung mit den<br />

erforderlichen Informationen wie etwa die Arbeitsplanung,<br />

die CNC-Programmierung und so weiter.<br />

Damit wird der Konstrukteur zur Achillesferse der<br />

Wertschöpfungskette.<br />

Das Stichwort lautet digitale Durchgängigkeit.<br />

Die Herausforderungen spezieller Situation<br />

werden nur die Unternehmen erfolgreich<br />

meistern, die auf eine sichere, hochverfügbare<br />

Plattformtechnologie setzen. Um<br />

aus dieser Notwendigkeit einen Nutzen<br />

zu generieren, sollte diese Plattformtechnologie<br />

in der Lage sein, auch die<br />

Business-Logik der Konstruktionsdaten<br />

zu ver stehen. Denn in der Konstruktion<br />

arbeitet man mit komplexen Baugruppen,<br />

welche umfangreiche Bauteileinformationen<br />

und neben den Konstruktionsdaten<br />

auch Lifecycle-Daten des Endprodukts<br />

enthalten müssen. Wird die<br />

Arbeit des Konstrukteurs also von einer<br />

Plattform unterstützt, welche Ortsunabhängigkeit<br />

ermöglicht und gleichzeitig<br />

relational mit allen anderen Datenpools<br />

oder bestenfalls mit einer einzigen Datenquelle,<br />

der Single-Source-of-Truth arbeitet,<br />

entsteht ein enormer Vorteil für alle am<br />

Unternehmensprozess Beteiligten. Zudem sollte<br />

die Plattform Online- und Offline-Funktionalität<br />

unterstützen, um jeder aktuell vorhandenen Arbeitsumgebung<br />

gerecht zu werden, und von jedem Device aus erreichbar sein.<br />

Die momentane Ausnahmesituation zwingt die Unternehmen,<br />

neue Wege zu gehen. Die Cloud wird dabei eine zentrale Rolle<br />

einnehmen, denn sie ermöglicht es, auf Basis der Plattformtechnologie<br />

von jedem Ort aus auf Daten zuzugreifen. Ich bin mir<br />

sicher, dass Cloud-Dienste daher verstärkt in Anspruch genommen<br />

werden, da sie unschlagbare Vorteile bieten, denen sich selbst<br />

hartnäckige Kritiker nicht entziehen können. Und von diesen Vorteilen<br />

können Unternehmen langfristig profitieren. Bspw. lässt sich<br />

damit die Flexibilität von Unternehmen erhöhen, da von überall<br />

aus mit kritischen Unternehmensdaten sicher gearbeitet werden<br />

kann. Arbeitseinsätze werden somit künftig selbst bei notwendigen<br />

Planänderungen schneller und effizienter organisierbar.<br />

www.3ds.com/de<br />

DIE CLOUD WIRD EINE<br />

ZENTRALE ROLLE EINNEHMEN<br />

UWE BURK, VICE PRESIDENT EUROCENTRAL, CUSTOMER<br />

ROLE EXPERIENCE, DASSAULT SYSTÈMES, MÜNCHEN<br />

6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 1-2/2018 <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


CORONA-KRISE: NETZWERK AUS DESIGNERN UND 3D-DRUCKERN<br />

FÜR DIE PRODUKTION MEDIZINISCHER KOMPONENTEN<br />

Siemens stellt seine 3D-Druck-Plattform Additive Manufacturing Network (AM Network) zur Bewältigung der<br />

Corona-Krise zur Verfügung und schließt seine Anlagen an, um bei Bedarf und Eignung benötigte Komponenten<br />

zu drucken. Unter Dauerbenutzung kommt es bei medizintechnischen und medizinischen Geräten zu Verschleiß,<br />

sodass Teile ersetzt werden müssen. Ziel der Initiative von Siemens ist es, einen schnellen und unkomplizierten<br />

3D-Druck von Ersatzteilen wie Ventilatoren zu ermöglichen. Das AM Network verbindet Nutzer, Designer und<br />

3D-Drucker. Das weltweit verfügbare Netzwerk deckt dabei die gesamte Wertschöpfungskette ab – von Upload<br />

und Simulation über die Prüfung der Designs bis hin zu Druck und Service.<br />

Ärzte, Krankenhäuser und Organisationen, die medizinische und medizintechnische Teile benötigen, können sich ab sofort kostenlos beim<br />

AM Network anmelden. Gleiches gilt für Designer und Service-Provider mit Druckerkapazitäten, die für Medizinanwendungen zertifiziert sind.<br />

Auch Designer und Ingenieure der Siemens AG sind über das AM Network für Designanfragen verfügbar und helfen, diese in druckbare<br />

Dateien umzuwandeln. Die so designten Teile können anschließend von ebenfalls am Netzwerk angebundenen, medizinisch zertifizierten<br />

Service-Providern gedruckt werden.<br />

www.siemens.com<br />

KOLLABORATIONS-<br />

PLATTFORM FÜR<br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong>E<br />

Die Community-Plattform Kitunit,<br />

ein Corporate-Startup der Item<br />

Industrietechnik GmbH, bietet<br />

Konstrukteuren umfassende<br />

Unterstützung bei der Erledigung<br />

ihrer Aufgaben. Das Web-Angebot<br />

ermöglicht einen schnellen und<br />

unkomplizierten Austausch mit<br />

Experten zu Konstruktionsthemen<br />

im Bereich Maschinenbau sowie<br />

Betriebsausstattung. Im Fokus<br />

stehen die kompetente Beantwortung<br />

von fachlichen Fragen und die<br />

Bereitstellung zahlreicher CAD-<br />

Vorlagen in gängigen Formaten.<br />

Diese sind einfach in bestehende<br />

Lösungen zu integrieren und<br />

lassen sich individuell verändern.<br />

Konstrukteure profitieren von der<br />

Erfahrung anderer Community-<br />

Teilnehmer und erhalten eine<br />

schnelle sowie direkte Hilfe bei<br />

Konstruktionsproblemen.<br />

Im Forum können registrierte<br />

Nutzer im Bereich Systembau und<br />

angrenzenden Themen technische<br />

Fragen stellen. Sie erhalten direkt<br />

Antworten von anderen Community-Mitgliedern.<br />

Sind mehrere<br />

Antworten zu einer Frage vorhanden,<br />

bleiben diese im System als<br />

mögliche Alternativlösungen<br />

hinterlegt. So baut sich durch die<br />

lebendige Community eine ständig<br />

wachsende Wissensdatenbank auf.<br />

Zusätzlich bietet die Kitunit eine<br />

Vielzahl an 3D-Vorlagen an.<br />

Dabei hat Kitunit nicht nur<br />

CAD-Daten von Einzelteilen oder<br />

Unter-Baugruppen im Portfolio,<br />

sondern komplette Lösungen, z. B.<br />

Regale oder Gehäuse.<br />

www.kitunit.com<br />

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Ihr Nutzen ist unser Antrieb


DENNIS YILMAZ<br />

arbeitet als Elektroniker in der<br />

Elektrokonstruktion bei der<br />

Eckelmann AG in Wiesbaden.<br />

Seine besondere Leidenschaft<br />

gilt dem Thema 3D-Konstruktion<br />

und Visualisierungen.<br />

Was konstruieren Sie?<br />

Ich konstruiere hauptsächlich Schaltkästen<br />

für Kühlmöbel sowie deren Gehäuse und<br />

Mechanik. In Supermärkten sieht man sie<br />

zwar nicht, aber sie sind wichtig, damit<br />

Lebensmittel optimal gekühlt werden.<br />

Welche Rolle spielt 3D-Visualisierung in<br />

Ihrem Arbeitsalltag?<br />

3D-Visualisierungen werden zunehmend<br />

wichtig in der Elektrokonstruktion. Gerade<br />

die Konstruktion von Gehäusen für Elektrogeräte<br />

profitiert sehr davon, wenn Kunden<br />

schon in einer frühen Entwicklungsphase<br />

das Produkt in 3D sehen können. Hier geht<br />

es sowohl um das „Look and Feel“ als auch<br />

konstruktive Details, wie z. B. den möglichst<br />

einfachen Einbau und die Verkabelung.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Haben Sie den Umgang mit 3D-CAD-<br />

Software in Ihrer Ausbildung gelernt?<br />

Nein, aber es ist schon lange mein Hobby,<br />

das ich nun bei Eckelmann auch in meinen<br />

Beruf einbringen kann. So unterstütze ich<br />

die gesamte Produktentwicklung – von<br />

Vorabzeichnungen über mechanische<br />

Unterlagen im DXF-Format bis hin zum<br />

CAM-Programm für die CNC-Fräse. Auch<br />

Marketing und Dokumentation greifen<br />

zunehmend auf meine 3D-Visualisierungen<br />

zurück, weil man anders als bei der klassischen<br />

Produktfotografie einfach viel mehr<br />

Möglichkeiten hat, Objekte zu inszenieren<br />

oder bestimmte Aspekte hervorzuheben.<br />

Ende 2019 haben Sie sich nebenberuflich<br />

damit selbständig gemacht?<br />

Ja, gemeinsam mit einem Partner habe ich<br />

Yilmaz + Ihly Engineering gegründet, um<br />

auch anderen Firmen Produktdesign,<br />

Visualisierungen und Animationen anbieten<br />

zu können. Das lässt sich gut mit meinem<br />

Job bei Eckelmann verbinden.<br />

MIT MEINEN 3D-VISUALI-<br />

SIERUNGEN UNTERSTÜTZE<br />

ICH DIE GESAMTE<br />

PRODUKTENTWICKLUNG<br />

DENNIS YILMAZ, Elektrokonstrukteur<br />

Eckelmann AG, Wiesbaden<br />

8 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


COVID-19-PANDEMIE: 3D-GEDRUCKTE PERSONENSCHUTZGERÄTE UND ENTWICKLUNGSLEISTUNG<br />

Stratasys Ltd. hat eine weltweite Mobilisierung der 3D-Druckressourcen und des Fachwissens des Unternehmens angekündigt, um auf<br />

die Covid-19-Pandemie zu reagieren. Dazu gehören Stratasys, GrabCAD, Stratasys Direct Manufacturing und das gesamte Partnernetzwerk<br />

die Druckkapazitäten in allen Regionen spenden. Der anfängliche Schwerpunkt liegt auf der Bereitstellung von Tausenden von<br />

Einweg-Gesichtsschutz-Visieren für medizinisches Personal. Dies umfasst sowohl einen 3D-gedruckten Kunststoffrahmen als auch<br />

einen durchsichtigen Kunststoffschutz, der das gesamte Gesicht bedeckt.<br />

Jeder 3D-Druck-Shop, die beim Drucken von Kunststoffrahmen helfen möchte, kann ein Online-Formular ausfüllen, um zur Teilnahme<br />

eingeladen zu werden. Die vollständigen Druck- und Montageanweisungen für den Gesichtsschutz stehen unter<br />

www.stratasys.com/covid-19 online. Auf dieser Website können Unternehmen 3D-gedruckte Produkte anfordern, um bei der Krise zu<br />

helfen, 3D-Druckkapazitäten anbieten oder 3D-Drucker oder -Material für medizinische oder sicherheitsrelevante Zwecke anfordern.<br />

Stratasys will außerdem, eine Initiative unterstützen, die von den Anästhesisten des Massachusetts General Hospital geleitet wird und<br />

sich CoVent-19 Challenge nennt. Diese plant Ingenieure und Designer zu bitten, bei der Entwicklung eines neuen, schnell einsetzbaren<br />

Beatmungsgeräts und anderer innovativer Lösungen für den Beatmungsgerätemangel mitzuwirken. Stratasys will die Initiative über<br />

seine GrabCAD Plattform mit mehr als 7 Mio. professionellen Designern, Ingenieuren, Herstellen und Studenten fördern.<br />

www.stratasys.com<br />

ONLINE-LERNPLATTFORM<br />

FÜR SOLIDWORKS<br />

Durch die derzeitige Verlagerung<br />

der Arbeitswelt auf das mobile<br />

Arbeiten von zu Hause aus rückt<br />

die Online-Wissensvermittlung<br />

zu komplexen Themenstellungen<br />

wie der Produktentwicklung mit<br />

CAD-Systemen noch stärker in<br />

den Fokus. Das deutsche PLM-<br />

Systemhaus SolidLine baut bereits<br />

seit eineinhalb Jahren kontinuierlich<br />

sein E-Learning Angebot für<br />

Solidworks auf einer modernen<br />

Online-Lernplattform aus. Der<br />

Name: SolidLine SmartLearning.<br />

Auf der Plattform können auch<br />

individuelle Ausbildungsszenarien<br />

flexibel über Remote Sessions<br />

initiiert werden. Mit SolidLine<br />

SmartLearning können die<br />

Kunden der SolidLine AG<br />

24 Stunden am Tag und an<br />

7 Tagen die Woche ihre Fähigkeiten<br />

in der Handhabung von<br />

Solidworks ausbauen – sowohl<br />

am Arbeitsplatz als auch von zu<br />

Hause aus. In den Aufbau der<br />

Lernplattform wurde die gesamte<br />

Kompetenz aus 20 Jahren<br />

Wissensvermittlung eingebracht.<br />

Die Lerninhalte sind an die<br />

Themen aus den Präsenzschulungen<br />

angelehnt und wurden für<br />

Online-Schulungen komprimiert<br />

und optimiert. Das Angebot wird<br />

zudem kontinuierlich ausgebaut.<br />

Bei Fragen der Schulungsteilnehmer<br />

steht ihnen ein erfahrener<br />

Trainer via E-Mail, Chat oder auch<br />

per Telefon zur Verfügung.<br />

www.solidline.de<br />

Wir können mehr<br />

als perfekte<br />

Stoßdämpfer.<br />

5-Sterne-Service inklusive!<br />

Jedes unserer über 3.800 Produkte für die industrielle Dämpfungstechnik<br />

entspricht höchsten Anforderungen an Zuverlässigkeit, Präzision und Funktionalität.<br />

Das gilt gleichermaßen für unseren Service.<br />

Das Ergebnis: Gemeinsame Erfolge.<br />

Alles. Immer. Top.<br />

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T+49 (0)2173-9226-10<br />

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WHITEBOARD<br />

ZIELSTREBIG<br />

FÜNF FRAGEN,<br />

FÜNF BIL<strong>DER</strong> ZUM LEBEN<br />

VON SELFMADEMAN<br />

HELMUT PIRTHAUER<br />

Wie wurden Sie zum<br />

Geschäftsführer?<br />

Was treibt Sie an?<br />

Ihr Portfolio umfasst Elektromotoren,<br />

Getriebemotoren,<br />

Servotechnik und Motion<br />

Control. Was unterscheidet Ihre<br />

Produkte von denen anderer<br />

Hersteller?<br />

Wie sieht der Antrieb der<br />

Zukunft in Ihren Augen aus?<br />

Sind Sie im privaten Bereich<br />

auch so zielstrebig?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Bilder: 1.: Tiko - stock.adobe.com;<br />

2.-4.: HeiDrive; 5.: privat<br />

10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


Befestigung<br />

Lauffläche<br />

Elektronik<br />

Motor<br />

Getriebe<br />

Bremse<br />

HELMUT PIRTHAUER<br />

GESCHÄFTSFÜHRER,<br />

HEIDRIVE GMBH, KELHEIM


ANTRIEBSTECHNIK<br />

SANFTE<br />

ZEITREISE<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In unserer digitalen Zeit sind mechanische Uhren<br />

eigentlich ein Anachronismus. Dennoch gibt es<br />

eine ungebrochene Nachfrage, gerade nach<br />

hochwertigen Exemplaren. Um diese kleinen<br />

Wunderwerke der Handwerkskunst herzustellen,<br />

müssen zahllose Arbeitsschritte präzise<br />

ineinandergreifen. Heute gibt es dafür<br />

Montagestationen, die die Uhrmacher mit<br />

automatisierten Abläufen unterstützen. Beim<br />

Transport der wertvollen Produkte während der<br />

Montage sorgt ausgewählte Antriebstechnik für<br />

das notwendige Feingefühl, damit die filigranen<br />

Uhrwerke keinen Schaden nehmen.<br />

Autoren: Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen, FAULHABER<br />

und Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee<br />

Liebhaber hochwertiger mechanischer Uhren wollen nicht nur<br />

einen schönen und prestigeträchtigen Armschmuck, sondern<br />

empfinden auch Wertschätzung und Bewunderung für die<br />

raffinierte Feinmechanik ihrer Zeitmesser. Die Grundlage<br />

dafür liefert eine hochentwickelte Handwerkskunst, die vor allem<br />

in der Schweiz über Jahrhunderte von Generation zu Generation<br />

weitergegeben wurde. Allerdings fertigen die meisten Hersteller ihre<br />

Produkte heute in Stückzahlen, die sich in reiner Handarbeit nicht<br />

mehr bewältigen lassen. Zwar werden weiterhin die wichtigen<br />

Arbeitsschritte durchweg von Hand ausgeführt. Der gesamte Ablauf<br />

ist jedoch arbeitsteilig in verschiedene Prozesse unterteilt und die<br />

Facharbeiter werden maschinell unterstützt, z. B. mit automatischen<br />

Fördereinrichtungen, die den Montageablauf deutlich<br />

erleichtern. Ein gutes Beispiel dafür liefert die Montagestation von<br />

Precitrame. Das Schweizer Unternehmen, das auf Rundtakt-Transfer-<br />

und Finishing-Anlagen für feinmechanische Produkte spezialisiert<br />

ist, hat diese Station speziell für die halbautomatische Fertigung<br />

hochwertiger Uhren entwickelt.<br />

MONTAGEFABRIK IM MINIATURFORMAT<br />

Bei geschlossenem Maschinengehäuse sieht man nicht viel vom<br />

technischen Innenleben der Montagestation. In der Mitte der<br />

Arbeitsfläche ist vorne lediglich eine kleine runde Aussparung<br />

sichtbar. Hierhin bekommt der Uhrmacher das Uhrwerk angeliefert,<br />

12 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

PASSENDE KOMBINATION<br />

Die Automatisierung der Montageabläufe bei mechanischen<br />

Präzisionsuhrwerken verlangt kompakte, leistungsfähige<br />

Antriebe, die vergleichsweise hohe Drehmomente rastfrei<br />

zur Verfügung stellen und den hinterlegten Bewegungsprofilen<br />

präzise folgen. Nur dann ist sichergestellt, dass<br />

die filigranen Werkstücke beim automatisierten Transport<br />

keinen Schaden nehmen. Eisenlose DC-Servomotoren mit<br />

22 mm Durchmesser in Kombination mit darauf abgestimmtem<br />

Motion-Controller liefern dafür gute Voraussetzungen.<br />

beispielsweise noch ein mikroskopisch feiner Tropfen Öl automatisch<br />

aufgebracht werden. Vor allem ist diese Einheit aber für die<br />

Qualitätssicherung zuständig. Es wird geprüft, ob die vorangegangenen<br />

Montageschritte mit der gewünschten Präzision gelungen<br />

sind. Optische und akustische Messgeräte überprüfen z. B. die Vollständigkeit<br />

der Komponenten und vermessen Gang und Amplitude<br />

des Regelorgans. Alle Messdaten werden automatisch erfasst, über<br />

CANopen weitergeleitet und in einer Datenbank hinterlegt. Ein<br />

kleiner QR-Code auf dem Werkstückträger erlaubt die Zuordnung<br />

dieser Fertigungsdaten zur einzelnen Uhr. So entsteht für jedes einzelne<br />

Uhrwerk eine vollständige Dokumentation aller Montageschritte,<br />

die an dieser Station durchgeführt wurden.<br />

GROSSE VERFAHRWEGE, RUCKFREIE<br />

BESCHLEUNIGUNG<br />

Vom Förderband heben und einem Prozessschritt zuführen – das<br />

hört sich einfach an. Doch der Vorgang stellt an die eingesetzte<br />

Technik beachtliche Anforderungen. Die filigranen Uhrwerke liegen<br />

lose in ihren flachen Trägern. Bei einer ruckartigen Bewegung<br />

01 Sieht aus wie eine<br />

Werkbank, doch im Innern<br />

verbirgt sich eine Montagefabrik<br />

im Miniaturformat für Uhren<br />

DIE MASSGESCHNEI<strong>DER</strong>TE<br />

ANTRIEBSLÖSUNG: EISENLOSE<br />

DC-SERVOMOTOREN MIT 22 MM<br />

DURCHMESSER IN KOMBINATION<br />

MIT DARAUF ABGESTIMMTEM<br />

MOTION-CONTROLLER<br />

um den nächsten Montageschritt auszuführen. Ist dieser beendet,<br />

legt er es dort wieder ab. Das Werkstück wird nun unter der Abdeckung<br />

weitertransportiert, während der Mitarbeiter das nächste zur<br />

Bearbeitung bekommt. Unter der Abdeckung stecken unterschiedliche<br />

Fördereinrichtungen, die wie die Miniaturversion einer Montagefabrik<br />

aussehen. Die Werkstücke fahren auf zahlreichen nebeneinanderliegenden<br />

Förderbändern hin und her, passieren Weichen<br />

und können ganz unterschiedliche Wege nehmen, je nachdem<br />

welcher Arbeitsschritt am Los gerade durchgeführt wird.<br />

Schlussendlich gelangen alle Uhrwerke in einen Lader im hinteren<br />

Bereich der Station, der sie vom Förderband hebt und für den<br />

folgenden Prozessschritt in eine weitere Einheit einlegt. Hier kann<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 13


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02<br />

02 Treibende Kraft der Vertikalachse des Laders: Kompakter DC-Servomotor<br />

mit 22 mm Durchmesser, Motion-Controller mit CANopen-Schnittelle und<br />

eine Spindel mit besonders steilem Gewinde<br />

03 Im Verhältnis zu den kleinen Dimensionen müssen beträchtliche Wege<br />

zurückgelegt werden; der vertikale Hub des Laders etwa beträgt gut 20 cm,<br />

seine Arbeit darf die Taktzeit der gesamten Maschine nicht verzögern<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ZUSAMMENSPIEL AUF<br />

KLEINSTEM RAUM<br />

Precitrame war einer der ersten Anwender unserer<br />

integrierten CANopen-Antriebe. Das Zusammenspiel<br />

der Antriebe auf kleinstem Raum in der<br />

Maschine ist beeindruckend und zeugt von hoher<br />

Kunstfertigkeit, passend zur Uhrenindustrie.<br />

Durch die optimierten Parameter werden die<br />

Uhren sicher und ohne Zeitverlust bewegt.<br />

DR. ANDREAS WAGENER,<br />

Elektronikentwicklung, Faulhaber<br />

könnten sie herausfallen, beschädigt werden und den Prozessablauf<br />

durcheinanderbringen. Zugleich sind – im Verhältnis zu den<br />

kleinen Dimensionen, in denen sich hier alles bewegt – beträchtliche<br />

Wege zurückzulegen. Der vertikale Hub des Laders etwa<br />

beträgt gut 20 cm. Seine Arbeit soll aber die Taktzeit der gesamten<br />

Maschine natürlich nicht verzögern. Also ist es nicht damit getan,<br />

die einzelnen Abläufe langsam und damit im sicheren Bereich<br />

durchzuführen.<br />

Zudem sind drei Abläufe präzise zu synchronisieren: Die Transportpalette<br />

mit dem Werkstückträger wird auf einer horizontalen<br />

Achse zum Greifer befördert. Dieser fasst den Träger und wird<br />

vertikal nach oben geführt. Dort angekommen, fährt der Greifer<br />

wieder horizontal zur Messstation, wo die vorgesehene Routine<br />

abläuft. Für jede dieser Bewegungen wird ein genau abgestimmtes<br />

Profil benötigt: langsam anfahren, sanft beschleunigen, vorsichtig<br />

bremsen und den Vorgang in langsamem Tempo beenden. Die<br />

Antriebslösung für diese dreiachsige Bewegung hat Faulhaber auf<br />

die Applikation maßgeschneidert.<br />

MASSGESCHNEI<strong>DER</strong>TE ANTRIEBSLÖSUNG<br />

Ihr Kernstück ist ein bürstenloser DC-Servomotor mit 4-Pol-Technologie<br />

der Serie 2250 BX4. Bei 22 mm Durchmesser und ca. 50 mm<br />

Länge liefert er ein Drehmoment bis 32 mNm. Die integrierten Hall-<br />

Sensoren geben ein präzises Positionssignal an die Steuerung und<br />

bilden damit die Grundlage für exakt reproduzierbare Bewegungsabläufe.<br />

Da dieser Motor die Vertikalachse bewegt, verfügt er<br />

zudem über eine Bremse. Bei einer Prozessstörung, etwa einem<br />

Stromausfall, kann dadurch auch die Position gehalten und ein<br />

Herunterfallen des Greifers verhindert werden.<br />

Eine eigens für diese Anwendung entwickelte Spindel mit besonders<br />

steilem Gewinde der Faulhaber-Tochter MPS überträgt die Kraft des<br />

Motors auf die gesamte Strecke. Das optimale Material für die Nuss,<br />

die auf der Spindel hin- und herfährt, wurde in aufwendigen Dauertests<br />

ermittelt: Der hochstabile Kunststoff PEEK, der auch als Material<br />

für medizinische Implantate verwendet wird, hat sich in 3 Mio. Zyklen<br />

am besten bewährt.<br />

14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


PRÄZISE ANSTEUERUNG, KOMPAKTE BAUFORM<br />

Für das Abfahren der einzelnen Bewegungsabläufe ist der Profilgenerator zuständig, eine<br />

Software, die im Motion-Controller integriert ist. Die Parameter wurden von den Faulhaber-<br />

Experten direkt bei Precitrame auf die Applikation abgestimmt. Der Servomotor 2250 BX4<br />

ist der kleinste auf dem Markt, der diese komplexe Aufgabe übernehmen kann. Zugleich<br />

erfüllt er die anderen Anforderungen, welche die Montagestation stellt. Er ist robust, langlebig<br />

und liefert ein hohes, rastfreies Drehmoment. Angesteuert wird er von einem<br />

MCBL 3002 SCO – ein äußerst kompakter Servo-Controller für bürstenlose DC-Motoren.<br />

Wegen seiner geringen Abmessungen von lediglich ca. 47 mm Länge, 23 mm Breite und<br />

7,5 mm Tiefe wird ein solcher Controller in der Montagestation auch als zusätzlicher<br />

CANopen-Sensorknoten eingesetzt. Für die beiden Horizontalachsen erwiesen sich die<br />

Motoren der Serie 2232 BX4 COD als geeignet. Hier ist die komplette Servoelektronik mit<br />

CANopen-Schnittstelle bereits im Motor integriert, was bei 22 mm Durchmesser und<br />

32 mm Länge durchaus eine Besonderheit ist. Die Motoren liefern ein Drehmoment von<br />

16 mNm. Ihr eisenloses Design eliminiert das Rastmoment. Das „Ruckeln“ bei jeder<br />

Umdrehung, das bei Elektromotoren mit Eisenanker unvermeidlich ist, kann hier<br />

kon struktionsbedingt nicht entstehen. Das sorgt für einen sanften Transport der Uhrwerke.<br />

Die gesamte Maschine entspricht den Dimensionen, in denen diese Branche arbeitet<br />

und ist entsprechend kompakt bis filigran aufgebaut. Da je nach Ausführung bis zu drei<br />

Lader integriert werden müssen, wird der Platz noch knapper. Die Greifereinheit, die auf<br />

den drei Achsen bewegt wird, wiegt dennoch gut 600 g. Von den Antrieben ist also Höchstleistung<br />

gefragt, bei minimalem Volumen.<br />

Precitrame und sein Endkunde freuen sich über die gute Zusammenarbeit mit dem<br />

Antriebslieferanten: „Die Experten von Faulhaber haben mit großem Einsatz an der<br />

Entwicklung dieser Lösung gearbeitet. Neben dem hervorragenden Produkt haben wir<br />

auch optimale technische Unterstützung erhalten. Das hat dazu beigetragen, dass unsere<br />

Montagestation ein Erfolgsmodell wurde.“<br />

Bilder: Aufmacher: Rudenkoi/iStockphoto, 01 und 03: Precitrame,<br />

Aufmacher Einklinker und 02: FAULHABER<br />

www.faulhaber.de<br />

03


ANTRIEBSTECHNIK<br />

EINER FÜR<br />

VIER<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Weniger antriebstechnische Komplexität,<br />

effizientere Nutzung von Bauraum und<br />

wirtschaftlichere Antriebslösungen – ein<br />

neues Antriebsmodul ermöglicht es, bis zu<br />

vier Motoren selektiv mit einem einzigen<br />

Antriebsverstärker anzusteuern.<br />

Das neue Antriebsmodul Cyber-Motor-Select-Switch ist<br />

integraler Bestandteil des industrietauglichen Kleinservoantriebssystems,<br />

das Wittenstein Cyber Motor im Vorfeld<br />

der SPS 2019 im Markt eingeführt hat. Der Motor-Select-<br />

Switch ermöglicht es, in der Funktion einer elektronischen Weiche<br />

ähnelnd, aktuell bis zu vier der kompakten und massenträgheitsoptimierten<br />

Kleinservomotoren der Familie Cyber Dynamic Line<br />

funktionsselektiv mit einem einzigen Cyber-Simco-Drive-2-Regler<br />

anzusteuern. Die Auswahl des Motors erfolgt über einen Digitaleingang,<br />

der vom Antriebsverstärker selbst oder einer SPS geschaltet<br />

werden kann. Der ausgewählte Motor wird sowohl über die Motorphasen<br />

als auch über das Motor-Feedback-System mit dem Regler<br />

verbunden. Hinsichtlich Funktionalität, Konnektivität und Echtzeitfähigkeit<br />

bleibt die volle Performance des Antriebsstranges<br />

erhalten – zumal die Umschaltzeit gering ist und eine neue Verbindung<br />

von Servomotor und Regler schnell aufgebaut ist. Wird ein<br />

Motor angesteuert, sind die anderen, nicht selektierten Motoren,<br />

drehmomentfrei. Um sie gegen das unerwünschte Verlassen ihrer<br />

Ruheposition zu sichern, bietet das neue Kleinantriebssystem<br />

verschiedene Optionen: eine Haltebremse im Motor, die im strom-<br />

Autor: Dr. Oliver Barth, Stellvertretender Leiter Entwicklung<br />

Elektronik & Software, WITTENSTEIN cyber motor GmbH<br />

losen Zustand schließt; die Ausstattung des Motors mit dem batterieund<br />

getriebelosen Multiturn-Absolutwertgeber, den das Kleinantriebssystem<br />

optional bereithält; oder die Integration eines hochübersetzenden<br />

NP-Planetengetriebes von Wittenstein Alpha mit<br />

großem Rückdrehmoment oder mit Selbsthemmung.<br />

Ein Ziel von Maschinenbauern ist es, die Grund- oder Aufstellfläche<br />

einer Maschine zu minimieren. Besonders deutlich wird der<br />

Trend in Richtung Miniaturisierung im Bereich autonomer<br />

Transportlösungen – vom klassischen fahrerlosen Transportsystem<br />

(FTS) über kompakte Automated Guided Carts (AGC) bis hin zu<br />

Autonomous Mobile Robots (AMR). Die Fahrzeuge und mobilen<br />

Plattformen werden nicht nur kleiner, sondern auch immer multifunktionaler.<br />

Es lohnt sich also darüber nachzudenken, wie sich<br />

eine bauraumoptimierte, massenminimierte und energieeffiziente<br />

Antriebstechnik realisieren lässt.<br />

ANTRIEBSOPTIMIERUNG IM STATIONÄREN UND<br />

MOBILEN MATERIALFLUSS<br />

Stationäre Transportstrecken im intralogistischen Materialfluss<br />

sind üblicherweise modular in Fördersegmente aufgebaut. Darin<br />

integriert sind Weichen, die das Transportgut entsprechend der<br />

Zielsteuerung durch den Materialflussrechner an verschiedenen<br />

Stellen in Richtung Lager, Produktion, Kommissionierung oder<br />

Versandbereitstellung umlenken. Hubwerke und Drehtische verändern<br />

Förderrichtungen in vertikaler und horizontaler Ebene. Ein<br />

breites Einsatzfeld also für elektrische Motoren, die sich an vielen<br />

Stellen einen gemeinsamen Servoregler teilen können. Wird beispielsweise<br />

ein Kommissionierbehälter in Richtung eines Hubwerkes<br />

transportiert, kann über den Motor-Select-Switch mit dem gleichen<br />

Controller zunächst das anliefernde Fördersegment, dann die Hubeinrichtung<br />

und schließlich die abtransportierende Materialflussstrecke<br />

angesteuert werden. Der gesamte Prozess ist in der Regel<br />

nicht taktzeitkritisch – das Umschalten von einem Antrieb zu einem<br />

anderen hat also keine Auswirkungen auf die Performance der<br />

16 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

betrachteten Materialflusstrecke. Dafür aber spart der Maschinenbauer<br />

die Anschaffung, Integration und Verdrahtung von zwei<br />

Antriebsreglern ein und gewinnt so Platz im Schaltschrank. Noch<br />

wichtiger ist das Nutzenpotenzial des Motor-Select-Switches im<br />

Bereich autonom-mobiler Transportlösungen. FTS, AGC oder AMR<br />

DIE REDUZIERUNG VON REGLERN<br />

ERMÖGLICHT EIN BAURAUM-,<br />

LEISTUNGS-, ENERGIE- UND<br />

KOSTENEFFIZIENTES<br />

ANTRIEBSDESIGN<br />

haben neben den Fahrantrieben in der Regel auch weitere Servoantriebe<br />

für das Lasthandling, beispielsweise Hubtische, aktive Förderrollen<br />

oder Klemmmodule an Bord. Während der Transportfahrt<br />

sind diese Antriebe nicht im Einsatz – benötigen also keinen<br />

Controller. Beim Aufnehmen oder Übergeben von Last können diese<br />

Servoantriebe die Controller der jetzt vom Motor-Select-Switch<br />

nicht angesteuerten Fahrantriebe nutzen. Die Vorteile sind Platzeinsparung<br />

im Fahrzeug-Schaltkasten und weniger Gewicht.<br />

SERVOREGLER INTELLIGENT KOORDINIERT<br />

Moderne Verpackungsanlagen, leistungsfähige Abfülllinien und<br />

etikettengestützte Kennzeichnungssysteme sind ohne elektrische<br />

Servoantriebstechnik nicht vorstellbar. Aber auch hier benötigt<br />

nicht jeder einzelne Motor immer seinen eigenen Controller. Die<br />

automatische Formatverstellung ist so ein Beispiel. Die Antriebe<br />

werden dann aktiv, wenn eine Anlage, beispielsweise ein Tray- oder<br />

Kartonaufrichter, zu Beginn einer neuen Produktionscharge auf ein<br />

anderes Packmaterial, auf geänderte Produktgrößen oder neue<br />

Verpackungsgeometrien eingestellt wird. In dieser Zeit werden die<br />

Motoren von Transporteuren, Greifern, Umsetzern oder Füllern<br />

Die Servoregler sind bis zu 30 % kompakter als die<br />

Vorgängerversion (rechts) und bieten maximale Konnektivität<br />

nicht benötigt – ihre Controller können jetzt mit dem Motor-Select-<br />

Switch kurzzeitig zur Regelung der Formatverstellantriebe genutzt<br />

werden. Als automatische Maschineneinrichtung, die immer öfter<br />

bislang genutzte, manuell betätigte Stellglieder ersetzt, spielen diese<br />

Servoantriebe für die Taktzeit der Maschine eine untergeordnete<br />

Rolle – eine hochdynamische Auslegung ist nicht erforderlich.<br />

Sequenzielle Vorgänge in Werkzeugmaschinen, die mit Hilfsantrieben<br />

gelöst werden, sind ebenfalls ein Einsatzfeld des neuen<br />

Kleinservoantriebssystems wie auch des Motor-Select-Switches.<br />

Das Positionieren des Werkstücks und der Vorschub des Werkzeugs<br />

zum Fräsen oder Bohren oder Werkzeugwechsel sind ein Beispiel<br />

dafür, wie ein Servoregler – intelligent koordiniert – alternierend die<br />

Servoantriebe von zwei unterschiedlichen Applikationen ansteuern<br />

kann. Für den Werkzeugwechsel oder das elektrische Öffnen der<br />

Maschinentür können entsprechend die Servoregler der in diesem<br />

Augenblick nicht aktiven Vorschub- und Spindelachsen genutzt<br />

werden.<br />

Bilder: WITTENSTEIN SE, Aufmacher-Hintergrund: kentoh – stock.adobe.com<br />

www.wittenstein.de<br />

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hochdynamischer Servoverstärker<br />

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www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 17


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEGANT BEWEGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wenn ein olympischer Speerwerfer Präzision, Kraft<br />

und Bewegung punktgenau miteinander vereint,<br />

nennt man das nicht mehr Sport, sondern Eleganz.<br />

Greifen in einer maschinellen Bewegungssequenz<br />

Dynamik, Kraft und Präzision ineinander, kann<br />

man darin elegante Automation sehen. Motoren<br />

und Getriebe sind hierfür der Schlüssel. Ein<br />

Spezialist in der elektrischen Antriebstechnik hat<br />

eine Generation von Servoantrieben mit Hohlwelle<br />

entwickelt, die dieser Vision ein Stück näher<br />

kommen und das Fundament für hochpräzise<br />

Bewegungen schaffen soll.<br />

Charakteristisch für eine elegante Automation ist für uns<br />

nicht nur die Art ihrer Bewegung“, sagt Alois Buss, Produktmanager<br />

Servotechnik bei der Harmonic Drive SE, und erklärt:<br />

„Mit minimalem Energieaufwand muss der maximale<br />

Effekt an Geschwindigkeit und Präzision erreicht werden – bei möglichst<br />

geringem Verschleiß und langer Wartungsfreiheit aller Komponenten.<br />

Mit anderen Worten: Kein Muskel zu wenig, kein Steuerimpuls<br />

zu viel. Nur so bleibt Automation wettbewerbsfähig und kann ihre<br />

Stärken in der Wertschöpfung von Unternehmen voll ausspielen“.<br />

DIE ANWENDUNG IM BLICK<br />

Die Servoantriebe der Baureihe BHA wurden speziell für die Integration<br />

und den Einsatz in automatisierten Handhabungseinrichtungen<br />

entwickelt, darunter zum Beispiel robotergestützte Pick-and-<br />

place-Anwendungen. Ihre Eigenschaften stimmen mit den erforderlichen<br />

Leistungsprofilen aus Intralogistik, Automation und Handling<br />

daher genau überein. Möglich machen dies in erster Linie die perfekt<br />

aufeinander abgestimmten Komponenten: Servoantriebe der Baureihe<br />

BHA vereinen hochdynamische, kompakte Synchron-Servomotoren<br />

und spielfreie Getriebe mit Abtriebslager. In Kombination können die<br />

kompakten Synchron-Servomotoren ihre Stärken ausspielen, während<br />

die spielfreien Getriebe mit Abtriebslager für eine exakte Skalierung<br />

der Bewegung bei gleichbleibender Präzision sorgen.<br />

Die Hohlwelle des Antriebs lässt Raum zur Durchführung von<br />

Medien. Dies bringt eine Gewichtseinsparung und ermöglicht bei<br />

der Integration konstruktive Freiheiten. Das spielfreie Harmonic-<br />

Drive-Wellgetriebe sorgt für Verschleißarmut, vermeidet Wartungssequenzen<br />

und garantiert eine hohe Lebensdauer. Gerade in automatisierten,<br />

auf Effizienz und Effektivität ausgerichteten Handhabungseinrichtungen<br />

ist das ein wichtiger Punkt.<br />

INDIVIDUELL UND FLEXIBEL IN DIE ZUKUNFT<br />

Bei der Wahl der Motorwicklung und des Motorfeedbacksystems<br />

als auch der Bremse, des Anschlusskabels und der Anschluss stecker<br />

sind zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten gegeben. Weiterhin sind<br />

die Servoantriebe der BHA-Baureihe zu beinahe allen Servoreglern<br />

des Markts kompatibel und stellen so die Weichen, um in Zukunft<br />

schnell auf Erweiterungen und Verbesserungen der Software-Leistung<br />

reagieren zu können. Besagte Flexibilität ist von immenser<br />

Bedeutung, weil die Effizienzsteigerung moderner Anlagen zukünftig<br />

immer häufiger durch Software erreicht werden wird.<br />

LEISTUNGSDICHTE, WIRTSCHAFTLICHE<br />

SERVOMOTOREN<br />

Die Grundlage des Antriebssystems stellen neue Synchron-Servomotoren<br />

der Harmonic Drive SE mit besonders hoher Leistungsdichte<br />

dar. Diese wurde mithilfe eines optimierten Blechschnitts,<br />

eines ausgeklügelten Isolationssystems, eines hohen Kupfer-Nutfüll-<br />

18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

faktors und schließlich durch orthozyklisches Wickeln maximiert.<br />

Aufgrund ihrer teilautomatisierten Fertigung über eine Wickelmaschine<br />

sind die Servomotoren als Kernkomponente der BHA-<br />

Baureihe sowohl in großer Stückzahl als auch bei marktüblichen<br />

Lieferzeiten verfügbar. Zur wirtschaftlichen und schnellen Fertigung<br />

wurde das gesamte Motorendesign auf automatisierbare<br />

maschinelle Herstellungsverfahren abgestimmt.<br />

MOTORFEEDBACKSYSTEM MIT<br />

ELEKTRONISCHEM TYPENSCHILD<br />

Als Motorfeedbacksystem stehen singleturn absolute als auch multiturn<br />

absolute Messsysteme zur Auswahl. Um eine möglichst umfassende<br />

Kompatibilität zu üblichen Servoregler-Herstellern zu bieten,<br />

setzt die Harmonic Drive SE auf die bekannten Schnittstellen EnDat,<br />

Hiperface und BiSS-C. Im Vergleich zu anderen Motorfeedbacksystemen<br />

bietet das eigenentwickelte Motorfeedbacksystem BiSS-C einen<br />

wesentlichen Kostenvorteil und gehört daher zur Basisausstattung<br />

DIE GRUNDLAGE DES ANTRIEBS-<br />

SYSTEMS STELLEN NEUE SYNCHRON-<br />

SERVOMOTOREN MIT BESON<strong>DER</strong>S<br />

HOHER LEISTUNGSDICHTE DAR<br />

des BHA. Dank magnetischem Wirkprinzip ist es immun gegen<br />

Verschmutzung durch Schmierstoffe, Flüssigkeiten aller Art und<br />

nichtmetallische Partikel, während die Lebensdauer der Pufferbatterie<br />

(zum Betrieb des multiturn Absolutwertes notwendig) durch elektronische<br />

Modifikationen auf über zehn Jahre erhöht wurde. Sollte die<br />

Batterielebensdauer in einzelnen Anwendungen überschritten<br />

werden, ist ein unkomplizierter Wechsel der Batterie gesichert.<br />

Weiterhin unterstützt das neue Motorfeedbacksystem den Einsatz<br />

eines elektronischen Antriebstypenschilds. Mit diesem werden<br />

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www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 19


ANTRIEBSTECHNIK<br />

HARMONISCHE ELEGANZ<br />

Tatsächlich gibt es zwischen Antriebstechnik<br />

und Sport deutliche Parallelen. Denn auch<br />

im Sport geht es um Bewegung, Effizienz,<br />

Leistungssteigerung und um das perfekte<br />

Zusammenspiel – der Fähigkeiten, der einzelnen<br />

Elemente des Bewegungsapparats, verschiedener<br />

Körperteile oder Bewegungsabläufe.<br />

Eleganz steht laut Duden für Gewandtheit,<br />

Geschmeidigkeit [in der Bewegung].<br />

Eine gute Idee also, diesen Begriff für die<br />

Vision der perfekten Antriebstechnik bzw.<br />

Automatisierung zu übernehmen. Aber bei<br />

dem Unternehmensnamen klingt das auch<br />

einfach nach einer logischen Ergänzung.<br />

MARTINA KLEIN, Stv. Chefredakteurin<br />

Der Servoantrieb BHA mit Hohlwelle wurde<br />

speziell für die Anforderungen von Intralogistik,<br />

Automation und Handling entwickelt<br />

umständliche Einstellungen am Antriebsmodul für Anwender bei<br />

der Umsetzung verschiedener Maschinenvarianten überflüssig.<br />

Das Antriebstypenschild unterstützt die rasche Identifikation von<br />

Motoren im Netzwerkverbund und kennzeichnet sie zuverlässig.<br />

Der gesamte Antriebsstrang bleibt so vom Anwenderprogramm<br />

ausgehend eindeutig identifizierbar, da er mit mechanisch und<br />

elektronisch relevanten Daten wie Seriennummer, Typ und Herstellerangaben<br />

ausgestattet ist.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

<strong>DER</strong> ATHLETISCHE MUSKEL: DAS WELLGETRIEBE<br />

Hochpräzise und spielfrei – der integrierte Getriebe-Einbausatz<br />

CSG folgt dem Harmonic-Drive-Prinzip und erlaubt die kompakte,<br />

gewichtsorientierte Konstruktion des BHA. Das Getriebe besteht<br />

aus nur drei Präzisionsbauteilen: Circular Spline, Flexspline und<br />

Wave Generator. Der Circular Spline ist als starrer Ring mit Innenverzahnung<br />

ausgeführt. Seine Verzahnung weist zwei Zähne mehr<br />

auf als die des Flexsplines, welcher im Kontrast dazu mit einer<br />

Außenverzahnung versehen ist und sich als hochfestes, torsionssteifes,<br />

aber dennoch flexibles Bauteil definiert. Der ellipsenförmige<br />

Wave Generator stellt das Antriebselement des Getriebes dar und<br />

trägt ein speziell entwickeltes Kugellager.<br />

AUF DEN PUNKT GEBRACHT<br />

Die Servoantriebe der Baureihe BHA kombinieren hochdynamische,<br />

kompakte Synchron-Servomotoren mit spielfreien<br />

Getrieben mit Abtriebslager. Geringes Gewicht, kleines Volumen,<br />

hohe Drehmomentdichte, Lebensdauer und Zuverlässigkeit<br />

zählen neben Präzision und Wirtschaftlichkeit zu den Vorteilen<br />

der Servoantriebe mit Hohlwelle. Aufgrund der Flexibilität in<br />

der Konfiguration der Motorwicklung und des Motorfeedbacksystems<br />

ist die Kompatibilität zu nahezu allen Servoreglern des<br />

Markts gegeben.<br />

Bilder: Aufmacher rechts: vectorfusionart – stock.adobe.com;<br />

Sonstige: Harmonic Drive SE<br />

www.harmonicdrive.de<br />

NEBEN PRÄZISION STAND<br />

BEI <strong>DER</strong> ENTWICKLUNG AUCH<br />

KOSTENEFFIZIENZ IM FOKUS<br />

Das auf Kosteneffizienz justierte Design der<br />

Servoantriebe BHA und unsere optimierten<br />

Fertigungsmethoden bieten ein ökonomisch<br />

durchdachtes und präzises Antriebssystem –<br />

auch für große Fertigungsvolumina und bei<br />

marktüblichen Lieferzeiten.<br />

ALOIS BUSS, Produktmanager Servotechnik,<br />

Harmonic Drive SE<br />

20 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ERWEITERTER AKTIONSRADIUS FÜR COBOTS<br />

Um die Reichweite<br />

von Robotern und<br />

Cobots zu steigern,<br />

hat Schaeffler<br />

angetriebene<br />

Lineareinheiten<br />

entwickelt, die als<br />

horizontale Achse<br />

installiert werden<br />

können. Sie werden<br />

als individuell<br />

ausgelegte<br />

Komplettlösung<br />

angeboten. Die<br />

Plug-and-Play-fertige Linearachse besteht aus einem Tandemmodul<br />

MDKuve, einer Adapterplatte für den Cobot, einer<br />

Motorgetriebe-Einheit, konfektionierten Motorkabeln, einer<br />

Schleppkette für die Versorgungsleitungen und dem Motorcontroller.<br />

Eine Anbindung an die Kundensteuerung erfolgt über<br />

Profibus, Profinet oder Ethercat. Bei dem Tandemmodul wird der<br />

Führungsschlitten auf zwei parallel angeordneten Profilschienen<br />

geführt. Die kompakte Bauform ermöglicht den Einsatz bei<br />

hohen Trag- und Momentbelastungen. Mithilfe mehrteiliger<br />

Achsen lassen sich auch längere Strecken abdecken. Möglich<br />

sind Verfahrwege bis 18 m. Dabei können Geschwindigkeiten<br />

bis zu 5 m/s erzielt werden. Die Wiederholgenauigkeit beträgt<br />

± 0,1 mm.<br />

www.schaeffler.com<br />

KOMPAKTE HOCHLEISTUNGSKUPPLUNG<br />

Die High-Speed-<br />

Kupplung FD-HS<br />

von Reich ist im<br />

Vergleich zu<br />

anderen Lamellenkupplungen<br />

leichter, hat einen<br />

kleineren Außendurchmesser,<br />

kürzere Einbaulängen<br />

und ist für<br />

höhere Drehzahlen<br />

ausgelegt. Das<br />

Drehmoment der<br />

Kupplung wird mit hochfesten Passschrauben verdrehspielfrei<br />

über die Lamellenpakete übertragen, die aus korrosionsbeständigem<br />

Federstahl bestehen. Die Lamellen sind abwechselnd auf<br />

demselben Lochkreis mit dem Antriebs- und Abtriebsflansch<br />

verschraubt, wodurch Verlagerungen zwischen den zu verbindenden<br />

Komponenten ausgeglichen werden. Die Baureihe findet<br />

Anwendung in Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsbereichen.<br />

Die Kupplungsform kann je nach der Anwendung und<br />

den Funktionen der dazugehörigen Geräte oder Maschinen<br />

verschieden sein. Für die optimale Bestimmung der Kupplungsform<br />

sind vollständige Daten erforderlich. Dafür wurden speziell<br />

verschiedene Bauformen konstruiert. In Prüfständen wird die<br />

Kupplung in Kombination mit Messflanschen verwendet.<br />

www.reich-kupplungen.de<br />

MOTORSPINDELN AUF MEHR<br />

LEISTUNG GETRIMMT<br />

SycoTec hat zwei<br />

neue Baureihen<br />

an Hochfrequenz-<br />

Motorspindeln<br />

vorgestellt:<br />

4036 DC-T und<br />

5045. Ihre Stärke<br />

spielen die kompakt<br />

konzipierten<br />

Antriebe speziell in<br />

der Metall- und<br />

Kunststoffbearbeitung<br />

aus. Die<br />

HF-Spindeln<br />

4036 DC-T sind<br />

dank Vierfach-<br />

Lagerung hochbelastbar. Sie weisen in der Basisvariante ein<br />

Gewicht von 1,3 kg auf und sind mit einer Länge von 195 mm<br />

prädestiniert für Einsätze auf engem Raum. Erweiterte Möglichkeiten<br />

bieten Ausführungen mit Spannzangensystem oder<br />

integrierter Flanschaufnahme. Zudem wurde der Spannzangenbereich<br />

auf einen Durchmesser bis 8 mm erhöht. Die HF-<br />

Spindel 5045 mit integrierter Kegelreinigung und Spannzangenanschlag<br />

in Schutzart IP55 ersetzt die Serien 4040 sowie 4041.<br />

Neu sind leistungsstärkere Motorelemente für den Betrieb von<br />

48 V bis 180 V sowie Drehzahlen bis 70 000 min -1 . Spannsysteme<br />

unterstützen die Rundlauf- und Wiederholgenauigkeit. Ferner<br />

ist eine variable Lageranordnung mit Zweifach- oder Dreifach-<br />

Hybrid-Kugellagern realisierbar.<br />

www.sycotec.eu<br />

COG SETZT ZEICHEN:<br />

Werkstoffkompetenz<br />

zum Quadrat.<br />

Präzisions-O-Ringe<br />

aus eigener Entwicklung und Fertigung.<br />

www.COG.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

WENN AN<strong>DER</strong>E<br />

MATERIALIEN VERSAGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

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

verstärken. Aus diesem Grund hat ein Antriebspezialist vor<br />

20 Jahren eine eigene Pulverspritzguss-Abteilung gegründet.<br />

Hier werden nicht nur Keramikspindeln produziert, sondern<br />

auch Spezialteile für die Uhren- und Musikindustrie.<br />

01 Getriebe mit<br />

Keramikkomponenten (oben);<br />

Spindelantriebe mit schwarzen<br />

Keramikspindeln und weiteren<br />

Keramikkomponenten innerhalb<br />

des Getriebes (unten)<br />

Autor: Stefan Roschi, maxon group, Sachseln<br />

22 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Der größte Stolz der Abteilung kriegt standesgemäss ein<br />

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

Pulverspritzguss bei Maxon, steuert schnurgerade auf die<br />

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

auf die einzige Maschine, die im Raum untergebracht ist – eine<br />

Lasermaschine zur Hartbearbeitung von Keramikbauteilen. „Die<br />

neuste Anschaffung ist in der Lage, Keramik auf 2 µm genau zu<br />

schneiden“, erklärt Philipp. „So können Federelemente mit einer<br />

Wandstärke von 17 µm bearbeitet und gleichzeitig präzise Messungen<br />

durchgeführt werden.“<br />

KERAMIK FÜR LÄNGERE LEBENSDAUER<br />

im Start-Stop-Betrieb eingesetzt wird. Aus diesem Grund hat Maxon<br />

vor rund zwanzig Jahren begonnen, die Keramikteile selbst herzustellen.<br />

Heute arbeiten in der Spritzgussabteilung 45 Personen,<br />

darunter Entwickler, Applikationsingenieure, Qualitätsfachleute<br />

und Produktionsmitarbeitende.<br />

VOM MOTOR BIS ZUR SPINDEL<br />

Die Pulverspritzguss-Fachleute sind Teil des Maxon-Produktionswerks<br />

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

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

KERAMIK IST IM VERGLEICH ZU<br />

STAHL BESTÄNDIGER GEGEN<br />

CHEMIKALIEN, VERSCHLEISS<br />

UND HOHE TEMPERATUREN<br />

Dass Maxon überhaupt eine eigene Spritzguss-Abteilung für Keramik<br />

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

ist das Unternehmen hauptsächlich wegen seinen 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 Maxon 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 Verstärkung<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<br />

Lebensdauer beträchtlich. Besonders, wenn der Antrieb schließlich<br />

02 Das Granulat beinhaltet ein<br />

Bindemittel, damit das Material in<br />

Gussformen gepresst werden kann<br />

MEIN UMRICHTER IST VON NORD!<br />

<strong>DER</strong> NEUE NORDAC PRO<br />

Integrierte Multi-Protokoll Ethernet-Schnittstelle<br />

Multi-Geber Interface für Mehrachs-Betrieb<br />

Spannungsfreies Parametrieren über USB-Schnittstelle<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Abteilung verlassen, in Maxon-Antrieben<br />

eingesetzt. Besonders begehrt sind die Keramikspindeln<br />

für Linearantriebe, da sie<br />

leichtgängig und verschleißfest sind. „Wir<br />

sind das einzige Unternehmen, dass dem<br />

Kunden Motor, Getriebe und Keramikspindel<br />

aus einer Hand bieten kann“, sagt Produktmanager<br />

Walter Kuhn.<br />

Die Entwicklung und Produktion von<br />

präzisen Keramikbauteilen ist aufwändig<br />

und nicht ganz billig. Die Prozesse sind<br />

komplex und für die Hartbearbeitung werden<br />

Diamantwerkzeuge oder – wie bereits<br />

erwähnt – Lasermaschinen benötigt. Deshalb<br />

wird Keramik meistens nur aufgrund<br />

von sehr spezifischen Anforderungen gewählt,<br />

die mit anderen, gängigeren Werkstoffen<br />

nicht erfüllt werden können. Oder<br />

wie es Philipp sagt: „Keramik kommt zum<br />

Einsatz, wenn alle anderen Materialien versagt<br />

haben.“<br />

ZWEI TAGE IN DEN OFEN<br />

Am Anfang des Produktionsprozesses<br />

steht das Granulat, auch Feedstock genannt.<br />

Dieses beinhaltet einen bestimmten<br />

Anteil an Bindemittel, damit das Material<br />

überhaupt in Gussformen gepresst<br />

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

Spritzgussmaschine verlassen haben,<br />

können sie bereits leicht bearbeitet werden,<br />

mit fertigen Keramikkomponenten<br />

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

Diese sogenannten Grünlinge sind spröde,<br />

leicht brechbar und viel größer als das<br />

SO EINFACH WIE MÖGLICH<br />

In Zeiten der additiven Fertigung entstehen am<br />

Kon-struktionstisch immer komplexere Designs.<br />

Keramik-gerechtes Konstruieren wirkt dagegen fast<br />

rudimentär. Denn hier müssen Bauteile so einfach wie<br />

möglich gestaltet werden, um mögliche Spannungsspitzen<br />

und daraus resultierende Risse zu verhindern. Das setzt<br />

bereits vor Beginn der Konstruktion eine enge Zusammenarbeit<br />

mit dem Keramikherstellter und umfassendes<br />

Werkstoffwissen voraus. Zudem ist es eine regelrechte<br />

Kunst, bereits vor dem Sintern das Schwinden<br />

des Bauteils auf die gewünschten Endmaße mit<br />

einzuberechnen und so kostenintensive Nacharbeiten<br />

zu minimieren. Keramik ist ein spannender Werkstoff,<br />

der durch seine hohe Härte, seine gute thermische<br />

und elektrische Isolationsfähigkeit sowie seine hohe<br />

Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit anderen<br />

Werkstoffen in manchen Anwendungen überlegen ist.<br />

INGA RONSDORF, Redakteurin<br />

Endprodukt. Damit sie die herausragenden<br />

Eigenschaften von Keramik erhalten,<br />

wird ihnen zuerst in einem chemischen<br />

Verfahren das Bindemittel wieder entzogen.<br />

Danach geht’s für zwei Tage in den<br />

Ofen zum Sintern, wo die Bauteile bei maximal<br />

1 500 °C um bis zu 30 % schrumpfen.<br />

Dieser Volumenverlust ist schwierig zu<br />

kalkulieren, besonders wenn Toleranzen<br />

im Mikrometerbereich das Ziel sind. Aus<br />

diesem Grund geht es für viele Bauteile<br />

nach dem Ofen in die Nachbearbeitung,<br />

wo durch Schleifen die geforderten Toleranzen<br />

erreicht werden. Bei manchen<br />

Bauteilen reicht dagegen ein einfaches<br />

Polierverfahren, danach sind sie bereit zur<br />

Auslieferung.<br />

SCHNELLE BEARBEITUNG<br />

VON PROTOTYPEN<br />

Die besonderen Eigenschaften von Keramik<br />

sorgen dafür, dass Maxon nicht nur<br />

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

Produkten zählen kleinste Düsen<br />

für die Industrieautomation, Klinken für<br />

die Uhrenindustrie, aber auch Gehäuse für<br />

Kopfhörer.<br />

Das Grundprinzip in der Pulverspritzguss-Verarbeitung<br />

ist in den letzten Jahren<br />

gleich geblieben. Trotzdem sind gewisse<br />

Veränderungen spürbar. Laut Philipp wird<br />

wohl in Zukunft die Bearbeitung von Grünlingen<br />

abnehmen. Stattdessen geht man<br />

vermehrt dazu über, einfache Grundformen<br />

zu spritzen und diese danach mit<br />

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

die perfekte Form haben. „Dadurch erhalten<br />

die Kunden viel schneller einen Prototypen“,<br />

sagt Philipp. Auch Kleinserien können<br />

rascher ausgeliefert werden. Was sich nicht<br />

verändert, ist die Faszination für Pulverspritzguss,<br />

die durch die ganze Abteilung<br />

spürbar ist. „Jeder Auftrag ist anders, nichts<br />

ist Standard. Keramik ist ein massiv herausforderndes<br />

Material und genau das macht<br />

es so spannend.“<br />

Bilder: Maxon<br />

www.maxongroup.de<br />

03 Zu den gefertigten Produkten<br />

zählen kleinste Düsen für die<br />

Industrieautomation, Klinken für<br />

die Uhrenindustrie, aber auch<br />

Keramikachsen für die Plattentellerlagerung<br />

eines Plattenspielers<br />

24 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

NEUE GERÄTEFAMILIE FÜR AKTIVES ENERGIE-<br />

MANAGEMENT ELEKTRISCHER ANTRIEBE<br />

Die Michael Koch GmbH stellt die Geräte PxtFX, PxtEX und PxtRX<br />

vor, die neue Möglichkeiten für das aktive Management von<br />

Energie elektrischer Antriebe eröffnen. Sie zeichnen sich durch<br />

einen Weitspannungsbereich sowie Unabhängigkeit vom<br />

Hersteller der Antriebselektronik aus.<br />

Die Anwendungsmöglichkeiten sind zahlreich, dabei bauen sie<br />

alle darauf auf, die überschüssige oder notwendige elektrische<br />

Energie weitgehend netzunabhängig zwischenzuspeichern. Die<br />

Auswahl der Speichermedien erfolgt ebenfalls anwendungsabhängig,<br />

so werden bei Koch spezielle Aluminium-Elektrolytkondensatoren<br />

bei kurzen und<br />

sehr häufigen<br />

Zyklen genutzt,<br />

bei höheren<br />

Energien und<br />

weniger häufigen<br />

Zyklen Doppelschicht-Kondensatormodule<br />

und<br />

bei seltenen Zyklen kommen Batterien zum Einsatz. Das Verbindungsteil<br />

zwischen Antrieb und Speicher ist das aktive Energiemanagementgerät<br />

oder -system. Seit 2010 ist Koch mit solchen<br />

Geräten auf dem Markt aktiv. Die neue Produktfamilie erreicht<br />

mit deutlich höherer Funktionalität eine neue Dimension. Der<br />

Name Pxt, der auch „P mal t“ ausgesprochen werden darf, geht<br />

zurück auf die Formel Pxt=E (Power x time = Energy).<br />

Zwei aktive Geräte mit der Bezeichnung PxtFX und PxtRX werden<br />

ergänzt durch den PxtEX, der modularen Speichereinheit mit<br />

einem oder mehr Aluminium-Elektrolytkondensatoren.<br />

www.bremsenergie.de<br />

EFFIZIENTES MOTOR-UMRICHTER-PAKET<br />

ÜBERTRIFFT VORGABEN <strong>DER</strong> IE5-NORM<br />

MINIATURISIERTER MULTITURN-ENCO<strong>DER</strong><br />

Klein, kleiner, am kleinsten. Posital hat den Prototyp eines<br />

energieautarken Multiturn-Encoders vorgestellt, der einen<br />

Durchmesser von nur 22 mm und eine Bauhöhe von 23 mm<br />

aufweist.<br />

Die neuen Mini-Kits eigenen sich für kompakte Servo- und<br />

Schrittmotoren, sind aber auch für den Einsatz in Cobots prädestiniert.<br />

„Während das<br />

Elektronikpaket unserer<br />

klassischen Servo- und<br />

Stepper-Kits auf einer<br />

36 mm-Platine verbaut<br />

ist, kommen die neuen<br />

22-mm-Kits mit rund 40 %<br />

weniger Platz aus“, sagt<br />

Jörg Paulus, Europa-Chef<br />

von Posital. Die elektronische<br />

Auflösung liegt<br />

bei 17 Bit, im Multiturn-<br />

Betrieb bis 32 Bit. Ein Permanentmagnet sowie Selbstkalibrierung<br />

vereinfachen die Montage der Winzlinge. Der Rollout der 22-mm-<br />

Kits mit integriertem Temperatursensor erfolgt nach Abschluss<br />

und Auswertung von Tests bei Motorherstellern und wird im<br />

Laufe des Sommers erwartet. In Planung sind auch spezielle<br />

Wellenversionen mit integriertem Lager, die zusätzliche Anwendungen<br />

ermöglichen können.<br />

www.posital.de<br />

NEU<br />

Beta<br />

Release<br />

<strong>2020</strong><br />

Baldor-Reliance EC<br />

Titanium von ABB<br />

kombiniert die<br />

„Ferrite Assisted<br />

Synchronous<br />

Reluctance“-Technologie<br />

(FASR) mit<br />

Magnetwerkstoffen<br />

ohne Seltene Erden.<br />

Resultat ist eine um<br />

bis zu 16 % erhöhte<br />

Energieeffizienz. Mit dieser Steigerungsrate werden die Vorgaben<br />

der IE5-Norm übertroffen. EC Titanium eignet sich für Anwendungen<br />

mit konstantem und variablem Drehmoment und erzielt im<br />

Drehzahl- und Lastbereich sowie oberhalb der Grunddrehzahl<br />

Performancewerte ohne Einbuße, auch im Teillastbetrieb. Die<br />

Produktlinie ist als integriertes Motor-Umrichter-Paket oder als<br />

autarker Motor erhältlich. Sie weist einen Leistungsfaktor nahe<br />

1 auf lässt den Einsatz kleiner Antriebe zu, sodass Baugröße und<br />

Gewicht des einzubindenden Systems reduziert werden können.<br />

Auch die Motorsteuerung beansprucht wenig Platz. Da der<br />

Frequenzumrichter auf dem Motor oder an der Antriebsseite<br />

montiert wird, fallen zudem weiniger Verdrahtungskosten an.<br />

Erhältlich ist EC Titanium in IEC- und Nema-Standardmaßen.<br />

www.abb.com<br />

KISSsoft AG<br />

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T. +41 55 254 20 50<br />

info@KISSsoft.com<br />

KISSsoft Highlights<br />

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Zuverlässigkeitsbewertung mit AGMA 6006,<br />

VDMA 23904 und Bertsche<br />

Überarbeitete Zahnfuss- und Flankenberechnung<br />

nach ISO 6336:2019<br />

Skriptsprache zur Automatisierung und Erweiterung<br />

von Berechnungen<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

SICHER ZU MEHR<br />

LAGERPLATZ<br />

Ein modernes Antriebskonzept sorgt in Regalbediengeräten<br />

für maximale Umschlagsleistung und Raumeinsparungen.<br />

Unverzichtbare Komponenten sind dabei geprüfte<br />

Sicherheitsbremsen, die eine hohe Lebensdauer sowie<br />

wenig Wartungsaufwand aufweisen und zudem schnell<br />

zu montieren sind.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ob Onlinehandel oder große Verbrauchermarkt-Ketten,<br />

die ihre Logistikzentren<br />

mehr und mehr auf<br />

Automatik umstellen – die Anforderungen<br />

an moderne Hochregallager steigen.<br />

Regalbediengeräte müssen hochdynamisch<br />

sein, mit größter Genauigkeit positionieren<br />

und maximale Raumausnutzung ermöglichen.<br />

Um bei den starken Belastungen die Sicherheit<br />

von Personen, Maschinen und Material<br />

zu jeder Zeit zu gewährleisten, ist moderene<br />

Sicherheitstechnik unverzichtbar. In ihren<br />

Regalbediengeräten Wega und Sirius setzt<br />

die Firma Raiser daher auf die Roba-stop-M-<br />

Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik.<br />

DURCH DAS SICHERHEITS-<br />

BREMSSYSTEM KÖNNEN DIE<br />

HYDRAULISCHEN PUFFER<br />

AM GASSENENDE ENTFALLEN<br />

Das Bremssystem in den Regalbediengeräten<br />

erfüllt die strengen Anforderungen des Performance<br />

Level PL d für hohes Gefährdungsrisiko<br />

nach EN ISO 13849-1 und ist vom TÜV<br />

geprüft. Die Sicherheitsbremsen überzeugen<br />

zudem durch einen minimalen Energiebedarf,<br />

eine sehr geringe Eigenerwärmung und<br />

kurze Schaltzeiten. Die hohe Lebensdauer,<br />

der niedrige Wartungsaufwand sowie die einfache<br />

und schnelle Montage machen die<br />

Bremsen darüber hinaus zu einer besonders<br />

wirtschaftlichen Lösung.<br />

ANTRIEBSKONZEPT UND<br />

MASTKONSTRUKTION<br />

Die Raiser Regalbediengeräte zeichnen sich<br />

durch ein neuartiges und besonders dynamisches<br />

Antriebskonzept aus. Ein<br />

frequenzgeregelter Zentralantrieb<br />

greift an der oberen und unteren<br />

Fahrschiene formschlüssig jeweils mit einem<br />

Zahnrad in eine Zahnstange ein. Die Synchronisation<br />

erfolgt mechanisch über eine<br />

Kardanwelle. „Der Mast ist dadurch zweifach<br />

gestützt und erreicht so eine hohe Steifigkeit<br />

ohne Lastpendeln“, erklärt Dipl.-Ing.<br />

Thomas Riffert, Geschäftsführer der Raiser<br />

Engineering GmbH & Co. KG. „Zudem schafft<br />

der Synchronantrieb die Voraussetzungen<br />

für eine leichtere mechanische Bauweise<br />

mit geringerem Gewicht. So reicht auch ein<br />

kleinerer Antrieb mit weniger Stromverbrauch<br />

aus. Damit arbeitet das Regalbediengerät<br />

trotz der hohen Dynamik äußerst energieeffizient.“<br />

Der Mast in den Regalbediengeräten Wega<br />

und Sirius ist als statisch bestimmter Einfeldträger<br />

ausgeführt und nicht wie bei herkömmlichen<br />

Geräten als Kragarmträger. „Das ergibt<br />

in allen vorkommenden Lastfällen geringere<br />

Verformungen und Auslenkungen“, beschreibt<br />

Riffert die Vorteile. „Darüber hinaus sind die<br />

Ausschwingzeiten deutlich geringer. Das führt<br />

zu einer schnelleren Positionierung am angefahrenen<br />

Regalplatz.“ Hinzu kommt, dass die<br />

Einfeldträgerlagerung das Gesamtgewicht erheblich<br />

reduziert.<br />

Um die Sicherheitsauflagen zu erfüllen, erfordern<br />

herkömmliche Regalbediengeräte auf<br />

horizontaler Achse eine Pufferzone zwischen<br />

Regal und Gebäudewand, das sogenannte Anfahrmaß.<br />

Das besondere Antriebssystem in<br />

den Raiser-Regalbediengeräten, mit dem sicherheitsgerichtete<br />

Positionen angefahren<br />

werden können, garantiert dagegen hohe Sicherheit<br />

auf kompaktem Bauraum. „Das TÜVgeprüfte<br />

Sicherheitsbremssystem sorgt dafür,<br />

dass die hydraulischen Puffer entfallen können,<br />

die normalerweise am Gassenende als<br />

Endbegrenzung dienen“, erläutert Riffert.<br />

„Dies spart zusätzlichen Raum, den Anwender<br />

mit Ware füllen können. Die Lagerfläche bleibt<br />

also vollständig nutzbar.“ Zudem führt das System<br />

turnusmäßig einen funktionalen Bremsentest<br />

durch.<br />

26 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


FAIL-SAFE-PRINZIP<br />

Direkt an der oberen und unteren Zahnstange<br />

des Regalbediengeräts ist je eine<br />

Roba-stop-M-Sicherheitsbremse von Mayr<br />

Antriebstechnik montiert. Diese elektromag -<br />

netischen Federdruckbremsen arbeiten<br />

nach dem Fail-safe-Prinzip, das bedeutet,<br />

sie sind ausfallsicher. Sie sind im stromlosen<br />

Zustand, also auch bei Stromausfall oder<br />

Not-Aus, geschlossen. Wird der Strom eingeschaltet,<br />

baut sich in den Bremsen ein<br />

Magnetfeld auf. Die Ankerscheibe wird dadurch<br />

gegen den Federdruck an den Spulenträger<br />

gezogen. Der Rotor, der über eine<br />

Zahnnabe mit der gelagerten Ritzelwelle<br />

verbunden ist, ist damit frei, d. h. die Bremse<br />

ist gelüftet. Die Welle kann frei durchlaufen,<br />

das Ritzel läuft in der Zahnstange mit. Bei<br />

Fehlerzuständen wie Stromausfall oder Not-<br />

Aus greifen die Roba-stop-M-Bremsen als<br />

eigenständige Bremssysteme unabhängig<br />

vom Antrieb direkt in die Zahnstange ein<br />

und bringen das Gerät vor dem Gassenende<br />

innerhalb kürzester Zeit zuverlässig zum<br />

Stillstand. Aber auch bei einer Beschädigung<br />

der Bremse, verursacht beispielsweise<br />

durch Kabelbruch oder Ausfall der Magnetspule,<br />

bleibt das Bremsmoment erhalten.<br />

SICHERHEIT KENNT KEINE<br />

KOMPROMISSE<br />

Die Roba-stop-M-Bremsen gewährleisten<br />

volle Sicherheit, auch wenn der Antrieb<br />

beispielsweise zu Montage- oder Wartungsarbeiten<br />

abgebaut wird. Zudem können<br />

die Sicherheitsbremsen von Mayr<br />

Antriebstechnik in Bezug auf Betriebssicherheit<br />

und Wartungsfreundlichkeit im<br />

Vergleich zu zahlreichen anderen Federdruckbremsen<br />

entscheidend punkten. Sie<br />

zeichnen sich durch eine geschlossene<br />

Bauform und die damit verbundene hohe<br />

Schutzart IP 54 beziehungsweise IP 65 in<br />

abgedichteter Ausführung aus. Ausgelegt<br />

für eine Einschaltdauer von 100 % sind die<br />

Roba-stop-M-Bremsen wartungsfrei auf<br />

Lebensdauer der Reibbeläge. Ihr kompakter<br />

und funktionssicherer Aufbau ermöglicht<br />

eine schnelle und kostengünstige<br />

Montage. Durch den kon struktiv vorgegebenen,<br />

geprüften und unveränderbaren<br />

Arbeitsluftspalt werden zudem Montageund<br />

Einstellfehler vermieden. Die variable<br />

Federbestückung für verschiedene Drehmomente<br />

macht die Sicherheitsbremsen<br />

darüber hinaus besonders flexibel.<br />

Bilder: Regalbediengerät: Raiser Engineering GmbH,<br />

Sicherheitsbremse: mayr Antriebstechnik<br />

www.mayr.de<br />

GEPRÜFTE<br />

SICHERHEITSBREMSEN<br />

Sicherheitsbremsen von Mayr<br />

Antriebstechnik tragen entscheidend<br />

dazu bei, das Gefährdungsrisiko<br />

nach EN ISO 13849-1 zu minimieren.<br />

Das Unternehmen stellt dabei die<br />

für die Sicherheitsbetrachtung<br />

nötigen Sicherheitskennwerte für<br />

seine Bremsen bereit. Zudem stellen<br />

bewährte Konstruktionsprinzipien<br />

und permanente Kontrollen eine<br />

gleichbleibend hohe Qualität sicher.<br />

So muss jede einzelne Sicherheitsbremse,<br />

die das Werk verlässt, nach<br />

der Komplettmontage und Einstellung<br />

eine 100-%-Prüfung bestehen.<br />

Alle ermittelten Messwerte werden<br />

zusammen mit der dazugehörigen<br />

Seriennummer der Bremse in einer<br />

elektronischen Datenbank archiviert.<br />

Nur so ist eine 100%ige Rückverfolgbarkeit<br />

gewährleistet.<br />

Das Bremssystem in den<br />

Regalbediengeräten<br />

erfüllt die Anforderungen<br />

des Performance Level d<br />

nach EN ISO 13849-1 und<br />

ist vom TÜV geprüft


SICHERHEIT KOMPAKT VERPACKT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Autonome Transportfahrzeuge werden immer<br />

kleiner, die Anforderungen an ihren sicheren<br />

Betrieb jedoch bleiben nach wie vor hoch. Doch<br />

wohin mit der Sicherheitssensorik, wenn die<br />

Montagesituationen immer enger werden?<br />

Ein neuer Sicherheits-Laserscanner passt dank<br />

minimierter Baugröße in engste Einbauräume<br />

und bietet gleichzeitig maximale Performance.<br />

Der Trend bei fahrerlosen Transportfahrzeugen, mobilen<br />

Plattformen sowie autonomen Karts und Cobots geht in<br />

Richtung immer kompakterer Systeme. Der neue Sicherheits-Laserscanner<br />

NanoScan3 bietet hierauf eine Antwort,<br />

denn er ist das kompakteste Gerät im Sick-Portfolio – mit der<br />

äußerst geringen Sensorhöhe von lediglich 80 mm. Seine smarten<br />

Sicherheitsfunktionen, beispielsweise die über Encodersignale<br />

dynamisch umschaltbaren Schutzfelder, kombiniert der NanoScan3<br />

mit einer exzellenten Messgenauigkeit. Diese gewährleistet zum<br />

einen ein hohes Maß an Detektionssicherheit, zum anderen liefert<br />

sie präzise Messdaten über den Abstand und die Richtung von<br />

Objekten im Umfeld, die für die Lokalisierung des Fahrzeugs<br />

genutzt werden können. Das macht ihn zum multifunktionalen<br />

Wegbereiter für innovative Fahrzeugkonzepte.<br />

KOMPAKT GEBAUT, OPTISCH ROBUST<br />

Der NanoScan3 wurde speziell für eine Intralogistik entwickelt, in<br />

der die autonomen Fahrzeuge unterschiedlichster Art immer kleiner,<br />

wendiger und vielseitiger werden. Mit seinen Abmessungen von<br />

gerade einmal 101 × 101 × 80 mm gehört der 2D-Safety-Sensor zu<br />

den kleinsten Sicherheits-Laserscannern seiner Art am Markt.<br />

Dadurch passt er selbst in kompakteste Fahrzeugabmessungen<br />

beispielsweise von Unterfahr-Plattformen. Gleichzeitig bietet der<br />

NanoScan3 einen Scanwinkel von 275° – bei diagonal gegenüberliegender<br />

Eckmontage im Fahrzeug lässt sich so eine horizontale<br />

360°-Rundumabsicherung umsetzen. Der NanoScan3 eröffnet<br />

zusätzliche konstruktive Freiheitsgrade und unterstützt so innovative<br />

Konzepte für kleine autonome Fahrzeuge, Plattformen und Karts.<br />

Der neue NanoScan3 ist die konsequente Adaption der Detektionsleistung,<br />

der Funktionalität und der Industrietauglichkeit des<br />

„großen Bruders“ MicroScan3 an die besonderen integrationstechnischen<br />

Anforderungen in autonomen Kleinfahrzeugen. Trotz<br />

kompaktester Außenmaße ist es gelungen, die von Sick entwickelte<br />

Scantechnologie SafeHDDM in den wesentlich kleineren 2D-Safety-<br />

Sensor zu integrieren. Dieses hochauflösende, digitale Verfahren<br />

zur sicherheitsgerichteten Zeit- und Abstandsmessung, bei dem<br />

mehr als 170 Mal so viele Laserpulse ausgesendet werden, als bei<br />

sonst üblichen auf Lichtlaufzeitmessung basierenden Sicherheits-<br />

Scannern, bietet gerade in mobilen Applikationen eine Reihe von<br />

Vorteilen. So ermöglicht es das Multipuls-Verfahren in Verbindung<br />

mit der speziellen, digitalisierten Auswertung, wesentlich stabilere<br />

Messwerte zu generieren und somit Personen besonders sicher zu<br />

detektieren, ohne von Störsignalen wie beispielsweise Staub und<br />

Schmutz überlagert zu werden. Durch ihre SafeHDDM-Scantechnologie<br />

erreichen NanoScan3-Laserscanner zudem eine besonders<br />

hohe Fremdlichtfestigkeit bis 40 000 Lux. Damit sind sie nahezu<br />

unblendbar – weder durch helles Tageslicht, das durch ein offenes<br />

Hallentor scheint, noch durch hochfrequente künstliche Umgebungsbeleuchtung,<br />

wie sie in vielen Lägern und innerbetrieblichen<br />

Transportstrecken üblich ist. Auch andere, direkt in die Optik strahlende<br />

Lichtquellen haben keinen Einfluss auf die sichere Detektion<br />

von Personen. Höchste optische Robustheit ist also gewährleistet –<br />

und damit höchste Zuverlässigkeit bei der Absicherung und Lokalisierung<br />

fahrerloser Fahrzeuge.<br />

Autor: Patrick Hochleitner, Produktmanager, Global Business<br />

Center Industrial Safety, Sick AG, Waldkirch<br />

28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ABGESTUFTES SENSORKONZEPT …<br />

Der Sicherheits-Laserscanner NanoScan3 berücksichtigt mit seinen<br />

Varianten Core I/O und Pro I/O unterschiedliche Applikationsanforderungen<br />

und Integrationswünsche. So umfasst der Systemumfang<br />

von Core I/O zwei konfigurierbare Überwachungsfälle sowie<br />

einen OSSD-Ausgang. Für Applikationen mit hoher Dynamik steht<br />

der NanoScan3 Pro I/O zur Verfügung. Er bietet bis zu 128 Überwachungsfälle,<br />

zwei OSSD-Paare sowie Encodereingänge zur<br />

dynamischen Umschaltung von Überwachungsfällen. Damit bietet<br />

die Variante Pro I/O vielfältige Möglichkeiten, um autonome Fahrzeuge<br />

sicherheits- und leistungstechnisch perfekt in ihr Umfeld zu<br />

integrieren. Die Überwachungsfälle können individuell an unterschiedlichste<br />

Fahrszenarien angepasst werden, beispielsweise<br />

Kurvenfahrten in unterschiedlichen Radien mit und ohne Last,<br />

Beschleunigung und Abbremsen, Andocken an Quellen und Senken<br />

im Materialfluss, Steigungen und Gefälle der Fahrstrecke oder<br />

Durchfahrten durch Tore. Dadurch kann die Produktivität und<br />

Verfügbarkeit der Fahrzeuge optimiert werden – bei gleichzeitiger<br />

Gewährleistung von Betriebssicherheit in jeder Situation. Das<br />

Praktische dabei ist, dass der Nutzer bei der Konfigurierung der<br />

Überwachungsfälle mit der lizenzfreien Software Safety Designer<br />

jeweils einen „sprechenden Namen“ vergeben kann. Dies vereinfacht<br />

wesentlich die Inbetriebnahme wie auch den Service, denn<br />

die Programmierung wird einfacher nachvollziehbar.<br />

… MIT SMARTEN LEISTUNGSMERKMALEN<br />

Ob Core I/O oder Pro I/O – der NanoScan3 weist in beiden Ausführungen<br />

eine Reihe weiterer, smarter Merkmale auf. So werden Informationen<br />

für die Schnelldiagnose durch Status-LED und ein Display<br />

am Sensor visualisiert. Tiefergehende Diagnosedaten werden in der<br />

Software Safety Designer angezeigt. Hier ist es auch möglich, bis zu<br />

100 Ereignisse im NanoScan3 zu speichern, zu analysieren und so die<br />

Konfiguration zu optimieren. Dadurch wird die Produktivität der<br />

Fahrzeuge erhöht – unvorhersehbare Störungen und Ausfallzeiten<br />

werden minimiert. Auch die Integration des NanoScan3 in das Fahrzeug<br />

gestaltet sich smart – mechanisch wie elektrisch. Ausrichthalterungen<br />

und Befestigungswinkel – bei Bedarf mit Schutz der Optikhaube<br />

– lösen auch anspruchsvolle Montagesituationen. Als physischen<br />

Schnittstellen stehen Micro-USB und Ethernet für die Konfigu­<br />

ration und Diagnose über das Netzwerk zur Verfügung – letztere<br />

dient zudem als Messdatenschnittstelle. Sichere lokale I/Os ermöglichen<br />

die flexible Integration des NanoScan3 in verschiedene Steuerungswelten.<br />

Und sollte einmal ein Sensortausch erforderlich sein,<br />

sind alle Einstellungen im Systemstecker des Safety-Scanners vorhanden<br />

– einfach auf das neue Gerät aufstecken, und schon ist dieses<br />

wieder startklar.<br />

INTEGRIERTE LOKALISATION<br />

Aus sicherheitstechnischer Sicht ist der NanoScan3 für Schutzfeldreichweiten<br />

bis 3 m und Warnfeldreichweiten bis 10 m spezifiziert.<br />

Dabei können zwischen 20 und 200 mm acht unterschiedliche Auflösungen<br />

konfiguriert werden. Die Scantechnologie safeHDDM kann<br />

jedoch noch mehr: sie ist in der Lage, auf Entfernungen bis zu 40 m<br />

mit einer Winkelauflösung von 0,17° hochauflösende Messdaten<br />

zu generieren. Nach jedem nur 30 ms dauernden Scan stehen<br />

2 160 Messwerte zur Verfügung. Sie liefern exakte Informationen zu<br />

Entfernung und Richtung erkannter Konturen, die sich weit vor oder<br />

um das Fahrzeug herum befinden. Mithilfe dieser Messdaten lässt<br />

sich das Fahrzeug in seinem Einsatzumfeld präzise lokalisieren, beispielsweise<br />

durch Nutzung der Lidar-Lokalisierungs-Software LLS,<br />

die Sick zusammen mit dem Safety-Sensor als integrationsfertiges<br />

Komplettpaket anbietet. Aber auch die Übernahme der Messwerte in<br />

Lokalisierungslösungen von Dritten wie Fahrzeugherstellern oder<br />

Integratoren ist möglich – hierfür stellt der NanoScan3 die Abstandsund<br />

Winkelinformationen als Rohdaten zur Verfügung. Zulassungstechnisch<br />

erfüllt der kompakte NanoScan3 nach IEC EN 61496-3,<br />

SIL2 nach IEC 61508 bzw. SIL2CL2 nach EN 62061, Kategorie 3 sowie<br />

Performance Level d nach EN ISO 13849.<br />

Bilder: Sick AG<br />

www.sick.com<br />

<strong>DER</strong> SICHERHEITS-LASERSCANNER<br />

ERÖFFNET ZUSÄTZLICHE<br />

KONSTRUKTIVE FREIHEITSGERADE<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 29


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

TEAMPLAYER<br />

FÜR DIE SICHERHEIT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Optimierte Kommunikation ist gefragt in der<br />

Sicherheitstechnik. Im Fokus stehen dabei aber<br />

nicht nur die komplexen Anwendungen von<br />

morgen nach dem Modell Industrie 4.0, sondern<br />

auch die eher unscheinbaren Innovationen, die<br />

sich schon heute als wahre Wirtschaftswunder<br />

erweisen. Intelligente Sicherheitslösungen<br />

versprechen vor allem in kleineren Anlagen eine<br />

signifikante Verkürzung der Stillstandszeiten.<br />

Alle reden über Industrie 4.0“, sagt Jens Rothenburg,<br />

Produktmanager beim Sicherheitsspezialisten Euchner.<br />

„Das tun wir als einer der Technologieführer im Bereich<br />

Safety natürlich auch, aber mindestens genauso wichtig<br />

ist für uns etwas anderes: dass unsere Innovationen ihre verbesserten<br />

kommunikativen Fähigkeiten nicht erst in der komplett<br />

vernetzten Fabrik von morgen ausspielen können, sondern ab<br />

sofort – in der nächsten Maschine, die ein Anlagenbauer konzipiert<br />

oder ein Anwender in Betrieb nimmt oder umrüstet.“<br />

Genau das ist bei den beiden neuen Produkten von Euchner der<br />

Fall. So unscheinbar der Sicherheitsschalter CES-C07 und das Sicherheitsmodul<br />

ESM-CB auf den ersten Blick auch aussehen<br />

mögen: Sie sind in der Lage, auf Industrie-4.0-Niveau zu kommuni-<br />

zieren und eröffnen dadurch – im Vergleich zu konventionellen<br />

Sicherheitsschaltern – ganz neue Freiheiten bei der Konzeption<br />

höchst effizienter Safety-Lösungen für kleinere Anlagen bis zur<br />

Kategorie 4/PLe.<br />

SCHLANKES UND TRANSPARENTES SYSTEM<br />

Mit Sicherheitsschaltern ohne Kommunikation war es bei Reihenschaltungen<br />

von Sensoren nur mit sehr hohem Aufwand möglich,<br />

denjenigen Schalter zu lokalisieren, der einen Maschinenstopp<br />

ausgelöst hat. Die anschließende Fehlersuche war oft ziemlich<br />

schwierig und sorgte für unnötig lange Stillstandzeiten. Der CES-C07<br />

dagegen liefert jetzt prozessrelevante Parameter in Echtzeit. So<br />

lassen sich nicht nur akute Probleme identifizieren, sondern auch<br />

jede Menge Informationen für die präventive Wartung gewinnen.<br />

Die Sensoren messen beispielsweise relevante Umgebungsparameter<br />

und signalisieren rechtzeitig, ob demnächst ein Ausfall<br />

der Anlage droht. Sogar Manipulationsversuche meldet das<br />

System.<br />

Um den Datenverkehr auf dem Bus nicht zu sehr zu belasten,<br />

haben die Entwickler bei Euchner eine intelligente Informationshierarchie<br />

ausgetüftelt. „Bei den Prozessdaten können wir mit Fug<br />

und Recht sagen, dass jedes einzelne Bit dem Anwender essenzielle<br />

Hinweise darauf gibt, was er in einer bestimmten Problemsituation<br />

beachten muss“, sagt Rothenburg. „Nähere Erläuterungen dazu kann<br />

er dann anschließend ganz bequem über die azyklischen Daten<br />

abrufen.“ Und das Schönste: Für die Kommunikation genügt eine<br />

einzige Leitung, für den Anschluss ein bereits integrierter achtpoliger<br />

M12-Stecker. Das spart Hardware und macht das gesamte System<br />

schlank und transparent.<br />

30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


Ganz groß,<br />

wenn’s eng wird:<br />

der neue RFD-4000<br />

Präzise Winkelmessung auf<br />

engstem Raum:<br />

Der neue RFD-4000 ist die<br />

Sensorlösung, wo Platz knapp<br />

und Budgets klein sind.<br />

Unsere mehr als 65-jährige<br />

Erfahrung sorgt für starke<br />

Leistung bis ins Detail:<br />

• 7 mm flacher Sensor<br />

• hochwertige Ausführung<br />

• magnetisch, absolut<br />

• misst berührungslos<br />

• ein- und mehrkanalig<br />

• robust, IP69k<br />

• Messbereich bis 360°<br />

• einfache Montage<br />

• Kennlinien nach Wunsch<br />

Datenblatt-Download<br />

SCHNELLE LOKALISATION UND<br />

BEHEBUNG DES FEHLERS<br />

Von jedem Schalter werden 4 Bit an Prozessdaten<br />

an die Steuerung übertragen.<br />

Das Signal OD meldet beispielsweise, ob<br />

die Schutzeinrichtung offen steht. Der Bediener<br />

weiß also genau, welche Tür für den<br />

Stillstand der Anlage verantwortlich ist.<br />

Zu diesen azyklischen Daten gehören etwa<br />

die aktuellen Diagnosecodes, die ganz<br />

exakt beschreiben, was rund um den betreffenden<br />

Schalter nicht stimmt. Insgesamt<br />

sind über 30 verschiedene Meldungen<br />

hinterlegt. Jeder einzelne Verdrahtungsfehler<br />

wird dabei angezeigt, was vor allem<br />

bei Inbetriebnahmen für enormen Zeitgewinn<br />

sorgt. Gleichzeitig verbirgt sich hinter<br />

DAS SICHERHEITSMODUL STEHT IM STÄNDIGEN<br />

DIALOG MIT DEN ANGESCHLOSSENEN GERÄTEN<br />

Wenn die Schwachbereichsanzeige OW<br />

erscheint, befindet sich ein Betätiger im<br />

Randbereich des Transponderfelds. Ursache<br />

dafür ist meist ein Absenken der Türen<br />

nach längerem Gebrauch. Bisher machten<br />

die Schalter darauf lediglich durch Blinken<br />

aufmerksam, das im industriellen Alltag<br />

allerdings leicht zu übersehen war.<br />

Mit der entsprechenden Meldung der<br />

Steuerung auf dem Human-Machine-Interface<br />

(HMI) kann das kaum noch passieren.<br />

Die Anzeige OI informiert den Bediener<br />

darüber, dass eine aktuelle Meldung<br />

vorliegt, die er möglichst bald über die<br />

azyklischen Daten abrufen sollte.<br />

dem Code eine exakte Handlungsanweisung<br />

für den Bediener zur schnellstmöglichen<br />

Behebung des jeweiligen Fehlers.<br />

VERMEIDUNG VON STILL-<br />

STANDSZEITEN<br />

Wertvolle Informationen für die vorausschauende<br />

Instandhaltung bieten die Anzeigen<br />

der aktuell am CES-C07 anliegenden<br />

Spannung und der im Schalter gemessenen<br />

Temperatur. Bei Unter- oder Überschreiten<br />

bestimmter Schwellwerte lässt sich bei<br />

entsprechender Einstellung automatisch<br />

eine präventive Wartung anfordern. Weitere<br />

www.novotechnik.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Indizien für einen demnächst eventuell drohenden Defekt liefert die<br />

Erfassung der Anzahl von Schaltzyklen. Der Schalter selbst ist zwar<br />

verschleißfrei, nicht aber die Mechanik der Schutztür, die sich auf<br />

diese Art ganz einfach überwachen lässt. Ebenfalls einen großen<br />

Beitrag zur Vermeidung von Stillstandszeiten leistet die Tatsache,<br />

dass die Sicherheitsschalter problemlos unter Spannung ausgetauscht<br />

werden können.<br />

Ein ähnlich wichtiges Thema in modernen Produktionsbetrieben<br />

ist der Schutz der Anlagen vor Manipulation. Auch dafür stellen die<br />

azyklischen Daten nützliche Informationen bereit. Mit einer Überprüfung<br />

der Anzahl der Schalter, die sich in einer Reihe befinden,<br />

kann die Steuerung erkennen, ob sich die Schaltung seit dem letzten<br />

Check geändert hat, ob also etwa eine Verkürzung der Reihe vorgenommen<br />

wurde. Und mit der Funktion zur Abfrage des aktuell gelesenen<br />

Betätigers kann man bei Unicode-Schaltern feststellen, ob<br />

dieser Code vom Gelernten abweicht. Bei Multicode-Schaltern<br />

überprüft das System, ob der aktuelle Betätigercode mit denen<br />

UM DEN DATENVERKEHR<br />

AUF DEM BUS NICHT ZU SEHR<br />

ZU BELASTEN, WURDE EINE<br />

INTELLIGENTE INFORMATIONS-<br />

HIERARCHIE ENTWICKELT<br />

übereinstimmt, die in der Steuerung hinterlegt wurden. „Ein entscheidendes<br />

Plus in Sachen Sicherheit bietet das zum Beispiel bei<br />

Werkzeugmaschinen, deren Späneförderer lediglich mit Metallspänekörben<br />

versperrt sind“, erklärt Jens Rothenburg. „Dank Verifizierung<br />

des Codes ist gewährleistet, dass vor der jeweiligen Auswurföffnung<br />

immer der richtige Korb steht, auch wenn verschieden<br />

große Körbe im Einsatz sind.“<br />

All diese Informationen – und noch viel mehr – werden in Kombination<br />

mit dem Sicherheitsmodul ESM-CB von jedem Schalter in<br />

der Kette abgefragt und via IO-Link der Steuerung zur Verfügung<br />

gestellt. Das 18 mm schlanke Gerät erfüllt gleich mehrere Funktionen:<br />

Es ist Auswertegerät, Sicherheitsrelais und IO-Link-Device in<br />

einem – also alles was man für die Absicherung einer kleinen Maschine<br />

benötigt. Eingangsseitig lassen sich zwei Sicherheitskreise<br />

anschließen. Zum Beispiel einer, mit dem das Gerät eine Not-Halt-<br />

Kette oder die Schaltkontakte von mechanischen Sicherheitsschaltern<br />

überwacht – sowie ein zweiter für die Auswertung einer Kette aus<br />

den neuen Sicherheitsschaltern CES-C07. Zwei redundante, sichere<br />

Relaiskontakte ermöglichen das direkte Schalten von Lasten mit<br />

bis zu 6 A.<br />

Das Sicherheitsmodul steht dabei im ständigen Dialog mit den<br />

angeschlossenen Geräten und erfasst für jeden Sensor unter<br />

anderem den Systemzustand, die Umgebungsbedingungen und<br />

die sensoreigenen Daten.<br />

DIREKTER ANSCHLUSS AN DIE WELT<br />

<strong>DER</strong> AUTOMATION<br />

Bei der Entscheidung für die Kommunikation über IO-Link spielten<br />

neben Kostenaspekten vor allem die hervorragenden Teamplayereigenschaften<br />

des Punkt-zu-Punkt-Verdrahtungssystems eine Rolle.<br />

Ganz gleich, ob Profibus oder Profinet, ob AS-Interface, CC-Link<br />

oder Ethernet/IP: Über einen Zugang zu IO-Link verfügen alle gängigen<br />

Automatisierungssysteme. Das heißt: Der neue Sicherheitsschalter<br />

CES-C07 und das Sicherheitsmodul ESM-CB haben auf<br />

diese Art direkten Anschluss an die ganze Welt der Automation.<br />

Das macht sie zum einen interessant für alle Arten von Anlagen –<br />

von Werkzeug- und Verpackungsmaschinen bis hin zu Zäunen, die<br />

abgesichert werden müssen. Und es hat zum anderen für den<br />

Anlagenbauer den Vorteil, dass er seine Produkte mit identischer<br />

Sicherheitstechnik in alle Regionen der Erde liefern kann. „Wer dieselbe<br />

Maschine sowohl in den USA als auch in Europa anbieten<br />

möchte, muss in der Regel verschiedene Steuerungen verbauen“,<br />

weiß Jens Rothenburg. „Da ist es doch gut zu wissen, dass zumindest<br />

die Sicherheitsschalter unverändert bleiben können.“<br />

Mit dem neuen Sicherheitsschalter CES-C07 und dem Sicherheitsmodul<br />

ESM-CB schickt Euchner also echte Multitalente ins<br />

Rennen, die sich vor allem auch dank ihrer kommunikativen Fähigkeiten<br />

als echte Wirtschaftswunder erweisen – und zwar nicht erst<br />

in komplexen Anwendungen von morgen nach Modell Industrie 4.0,<br />

sondern schon heute in vergleichsweise kleineren Anlagen.<br />

Bilder: Aufmacher Hintergrund: vectorfusionart – stock.adobe.com, Sonstige:<br />

Euchner<br />

www.euchner.de<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

01<br />

02<br />

01 Der Sicherheitsschalter<br />

sichert<br />

Klappen, Zugänge<br />

und Türen von<br />

Maschinen ab und<br />

liefert wertvolle<br />

Informationen für<br />

die präventive<br />

Wartung<br />

02 Von Werkzeugund<br />

Verpackungsmaschinen<br />

bis hin<br />

zu Zäunen – der<br />

Sicherheitsschalter<br />

ist vielfältig<br />

einsetzbar


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

SCHARNIERBAND-FÖR<strong>DER</strong>SYSTEM<br />

AUS DEM BAUKASTEN<br />

Das Scharnierband-<br />

Fördersystem Versaflex<br />

von MK ist nach dem<br />

Baukastenprinzip<br />

aufgebaut. Dank der<br />

standardisierten<br />

Module und Komponenten<br />

kann es einfach und<br />

kostengünstig in jeden<br />

Produktionsprozess<br />

integriert, angepasst<br />

und erweitert werden. Versaflex ist ein Fördersystem, das mit der<br />

Aufgabenstellung der Anwender mitwächst und kompatibel zu<br />

am Markt bestehenden Systemen ist. Insbesondere für den<br />

Transport von primär und sekundär verpackten Erzeugnissen,<br />

aber auch für den Transport von Werkstückträgern in Montagelinien<br />

und zur Verkettung von Maschinen in der produzierenden<br />

Industrie ist das System gut geeignet. Dank des einspurigen<br />

Aufbaus und Kurvenradien ab 150 mm können komplexe<br />

Streckenverläufe in beengten Platzverhältnissen abgebildet<br />

werden. Die Kette läuft verschleißarm auf Gleitleisten und kann<br />

im Standard mit nur einem Antrieb mit Geschwindigkeiten von<br />

bis zu 50 m/min bei Systemlängen bis zu 40 m betrieben werden.<br />

www.mk-group.com<br />

MINIATURKUPPLUNG FÜR PALETTENHANDLING<br />

MIT KLEINROBOTERN<br />

Get connected.<br />

Das Komponentenprogramm Schmalz Connect macht den<br />

Weg frei für die vernetzte Produktion: Sofort einsatzbereit,<br />

maximale Performance, Null Stillstand.<br />

WWW.SCHMALZ.COM/CONNECT Schmalz Connect.<br />

J. Schmalz GmbH · Johannes-Schmalz-Str. 1 · 72293 Glatten · schmalz@schmalz.com<br />

Die schlanken, störkonturminimierten<br />

Roboterkupplungen<br />

der Baureihe Schunk<br />

Vero-S NSR kommen seit<br />

Jahren für den hocheffizienten,<br />

robotergestützten<br />

Palettenwechsel auf<br />

Werkzeugmaschinen in der<br />

Gewichtsklasse von 1 bis<br />

1 000 kg zum Einsatz. Mit<br />

der kompakten Miniaturkupplung<br />

Vero-S NSR<br />

Mikro 60 überträgt Schunk das Prinzip des Palettenschnellwechsels<br />

nun auf die wachsende Welt der Kleinroboter. Aufgrund des<br />

Eil- und Spannhubs erlaubt das nur 60 mm breite Modul bei einem<br />

Eigengewicht von nur 150 g eine Momentenaufnahme bis 12 Nm<br />

(Mx und Mz). Es eignet sich für die zuverlässige Handhabung von<br />

Paletten bis 5 kg (bei maximal 100 x 100 mm). Die Verriegelung<br />

erfolgt formschlüssig und ist selbsthemmend. Zur Entriegelung,<br />

die auch mit nicht geölter Luft möglich ist, genügt ein Pneumatiksystemdruck<br />

von 5 bar. Die Wiederholgenauigkeit beträgt<br />

0,02 mm. Die spezielle Hybridbauweise des Moduls gewährleistet<br />

eine hohe Robustheit bei geringem Gewicht: Sämtliche Funktionsteile<br />

sind in gehärtetem, rostfreiem Stahl ausgeführt; alle übrigen<br />

Teile bestehen aus einer hochfesten, harteloxierten Aluminium-<br />

Legierung. Zur Versorgung von Spannmitteln kann das Modul mit<br />

Schunk-Standardmedienübertragungen für Pneumatik, Elektrik<br />

oder Fluid ausgestattet werden. Für eine prozesssichere Funktion<br />

ist die Kupplung komplett gegen Späne und Kühlschmiermittel<br />

abgedichtet. Sowohl der Kolbenhub als auch die Palettenanwesenheit<br />

lassen sich optional abfragen.<br />

www.schunk.com


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

SCHÜTZEN UND SCHALTEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ein Überstromschutz sorgt für die Sicherheit von<br />

Personal und Maschinen. Mit einem thermischen<br />

Kombi-Schutzschalter, der zudem als Ein- und<br />

Ausschalter des elektrischen Gerätes dient,<br />

entfällt bei einer Überlastung ein zeitaufwendiger<br />

Sicherungswechsel. Das ermöglicht eine schnelle<br />

Wiederinbetriebnahme.<br />

Elektromotoren können im Gegensatz zu Stromverbrauchern<br />

wie Glühbirnen, Leuchtstoffröhren und Heizwiderständen<br />

überlastet werden. Solche Überlastungen entstehen z. B.,<br />

wenn man in einem Aktenvernichter zu viele Blätter gleichzeitig<br />

schreddert. Sind die Überlastungen gering und nur vorübergehend,<br />

ist die Situation zumeist unkritisch. Bei größeren und<br />

länger andauernden Überlastungen besteht jedoch die Gefahr, dass<br />

die Wicklung des Motors Schaden nimmt und deren Isolation<br />

schmilzt – der Motor stirbt dann den Hitzetod. In aller Regel schaltet<br />

der Anwender in solchen Situationen das elektrische Gerät selbst<br />

aus. Falls nicht, übernimmt der eingebaute Überstromschutz eine<br />

rechtzeitige Abschaltung.<br />

Autor: Konrad Sörgel, Leiter Produktsparte Equipment,<br />

E-T-A Elektro-technische Apparate GmbH, Altdorf/Nürnberg<br />

Ein zuverlässiger Überstromschutz erhöht nicht nur Verfügbarkeit<br />

und Lebensdauer elektrischer Geräte. Er schützt auch das Bedienpersonal<br />

verlässlich vor den Gefahren überhitzter Geräte. Die am<br />

häufigsten eingesetzten Überstromschutzelemente sind Schmelzsicherungen<br />

und Geräteschutzschalter. Wie ein Airbag im Auto<br />

schlummern sie die meiste Zeit im Verborgenen. Wenn es brenzlig<br />

wird, sind sie jedoch sofort hellwach und schalten gefährliche<br />

Überströme blitzschnell und zuverlässig ab. Aber was sind die<br />

Vor- und Nachteile dieser beiden Lösungen?<br />

GEFAHR <strong>DER</strong> FALSCHABSICHERUNG<br />

Schmelzsicherungen zeichnen sich durch ein hohes Schaltvermögen<br />

aus. Kurzschlüsse lassen sich sicher abschalten. Nach dem<br />

Durchbrennen einer Schmelzsicherung muss jedoch ein Wechsel<br />

erfolgen. In der Praxis ist im Fehlerfall häufig nicht die passende<br />

Ersatzsicherung vorhanden. Kommt es versehentlich zum Einsatz<br />

von Sicherungen mit höheren Nennstromstärken oder trägeren<br />

Kennlinien, so sind Geräte oder Apparate anschließend bei Überstrom<br />

nicht mehr ordnungsgemäß geschützt. Steckt das Bedienpersonal<br />

die Ersatzsicherung bei noch nicht behobenem Fehler<br />

ein, entsteht ein gefährlicher Lichtbogen. Schmelzsicherungen<br />

unterliegen zudem einem Alterungsprozess. Aufgrund von Einschaltstromspitzen<br />

und Diffusionsprozessen werden sie im Zeitablauf<br />

immer flinker und daher unberechenbarer. Generell sind<br />

Schmelzsicherungen bei moderaten Überströmen bis zum Zweioder<br />

Dreifachen des Nennstromwertes ungenau und daher als<br />

Überlastabsicherung wenig geeignet.<br />

SICHERUNGSWECHSEL WAR GESTERN<br />

Der Kombi-Schutzschalter vom Typ 3120 kann dabei helfen, Montage-<br />

und Verkabelungsaufwand sowie Dispositions- und Lagerkosten<br />

deutlich zu senken. Der Clou dabei ist, dass es sich um<br />

34 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


einen 1- oder 2-poligen thermischen Schutzschalter mit Bimetall-Auslöser handelt.<br />

Dieser dient gleichzeitig als Ein- und Ausschalter von Geräten und Maschinen.<br />

Nach einer Überstromauslösung lässt sich der Typ 3120 einfach, sicher und vor<br />

allem schnell wieder einschalten. Ein zeitaufwendiger Sicherungswechsel ist<br />

dadurch überflüssig.<br />

E-T-A hat bei Anmerkungen von Kunden genau hingehört und deren Bedürfnisse<br />

aufgenommen und umgesetzt. Nun präsentiert der Hersteller die Produktfamilie<br />

Typ 3120-N, wobei „N“ für neues Design steht. Dabei ist es der Firma gelungen,<br />

eine deutlich verbesserte Funktionalität des Betätigungsbereichs mit einem<br />

modernen industriellen Design zu verbinden.<br />

DICHT GEGEN STAUB UND WASSER<br />

Besonders wichtig für den Hersteller von elektrischen Geräten und Maschinen ist<br />

die Abdichtung gegen Staub und Wasser, damit es bei rauen Umgebungsbedingungen<br />

zu keinen Geräteausfällen kommt. Für die Abdichtung der Variante mit Schaltwippe<br />

präsentiert E-T-A eine Weltneuheit: Den Typ 3120 mit Faltenbalg-Abdichtung. Diese<br />

Abdichtung erfüllt die Schutzart IP65 nach DIN EN 60529. So können selbst feiner<br />

Staub und Strahlwasser keine Schäden und damit Geräte- und Maschinenausfälle<br />

<strong>DER</strong> KOMBI-SCHUTZSCHALTER<br />

VERFÜGT ÜBER EINE ABDICHTUNG<br />

DES BETÄTIGUNGSBEREICHES<br />

UND <strong>DER</strong> EINBAUÖFFNUNG<br />

verursachen. Bei der Montage des Schutzschalters presst sich die umlaufende Gummilippe<br />

des Schutzschalters fest an das Gehäuse. So ist zusätzlich zum Betätigungsbereich<br />

der Schaltwippe auch die Einbauöffnung geschützt. Die Verantwortung<br />

dafür lag bisher beim Gerätehersteller und wird nun von E-T-A mit übernommen.<br />

Auch bei der Drucktastenvariante schützt eine umlaufende Lippe zusätzlich die<br />

Kabel & Leitungen<br />

• Über 33.000 Produkte ab Lager<br />

• Kundenindividuelle Lösungen<br />

• Alle Branchen und Anwendungen<br />

• Eigene Produktion in Spitzenqualität<br />

QUALITÄT<br />

Made in Germany<br />

helukabel.com


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Variante mit Betätigungsschutz lässt sich deutlich besser ein- und<br />

ausschalten. Da die dazu notwendige Erhöhung des Gehäuses um<br />

die Schaltwippe nicht mehr umlaufend ist, kann der Gerätebetreiber<br />

den Schaltzustand sehr gut ablesen. Dies trifft insbesondere auch<br />

auf die bereits erwähnte Version mit Faltenbalg-Abdichtung zu.<br />

Vergilbte oder verschmutze Schutzkappen aus PVC versperrten in<br />

der Vergangenheit häufig den Blick auf die Wippe und ihre Schaltstellung<br />

und erschwerten den Schaltvorgang. Dies gehört mit der<br />

Faltenbalg-Technologie von E-T-A der Vergangenheit an.<br />

UMWELTFREUNDLICHES SILIKON<br />

Einbauöffnung im Panel. So ist der Typ 3120-N jederzeit ausgezeichnet<br />

abgedichtet.<br />

ZEITSPARENDE MONTAGE<br />

01 Der Kombi-Schutzschalter findet unter<br />

anderem in der Medizintechnik Anwendung<br />

Die Faltenbalg-Abdichtung besteht aus umweltfreundlichem Silikon.<br />

Sie enthält keinerlei gesundheitsschädliche Weichmacher. Außerdem<br />

ist die Abdichtung deutlich kälteflexibler. Schaltvorgänge bei tiefen<br />

Temperaturen gehen daher ebenso leicht von der Hand wie beispielsweise<br />

bei Raumtemperatur. Zudem ist die Abdichtung aus Silikon<br />

weitestgehend unempfindlich gegenüber Ozon, UV-Licht und den<br />

meisten Säuren und Laugen. Hierdurch ergibt sich ein breites Anwendungsspektrum<br />

für den Gerätebetreiber auch bei wechselnden und<br />

ungünstigen Umgebungsbedingungen wie zum Beispiel in der Medizintechnik,<br />

der chemischen Industrie, der Lebensmittelverarbeitung,<br />

in Haushalts- und Gartengeräten oder bei Profi-Werkzeugen.<br />

Fotos: Aufmacher Hintergrund: Industrial Arts – stock.adobe.com,<br />

01: Kadmy – stock.adobe.com, Sonstige: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH<br />

www.e-t-a.de<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Alle Varianten des neuen Typ 3120-N – inklusive der Ausführungen<br />

mit Faltenbalg und aller Drucktastenversionen – verfügen in der<br />

aktuellen Ausführung über die einfache, schnelle und von den meisten<br />

Maschinenherstellern bevorzugte Snap-In-Montage. Zusätzliches<br />

Befestigungsmaterial ist nicht erforderlich. Außerdem wurden die<br />

Schnapparme für einen festeren Sitz im Panel verstärkt. Die Verkabelung<br />

zwischen dem Ein/Aus-Schalter und dem Schmelzsicherungshalter<br />

mit Schmelzsicherungen entfällt ohnehin, da alle Funktionen<br />

dieser Bauteile im Kombi-Schutzschalter bereits integriert sind.<br />

EINFACHE UND SICHERE BEDIENUNG<br />

Für den Arbeiter an der Maschine steht das sichere Ein- und Ausschalten<br />

des Schutzschalters an erster Stelle. Es sticht sofort ins<br />

Auge, dass die Drucktasten des 3120-N nun deutlich größer und<br />

somit – auch mit Handschuhen – sehr einfach zu bedienen sind. Bei<br />

den Drucktasten-Varianten haben wir den Betätigungsschutz sogar<br />

in alle Varianten standardmäßig integriert. Ein unbeabsichtigtes<br />

Einschalten wird somit verhindert. Die optimierte Schaltwippen-<br />

SICHERUNGSAUTOMAT IM ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ INTEGRIERT<br />

Der Kombiableiter OVR ZP+ von ABB gewährleistet den vorschriftsmäßigen Blitz- und Überspannungsschutz<br />

von elektrischen Anlagen. Zugleich versorgt er das intelligente Messsystem (iMSys) mit Spannung. Das iMSys<br />

ist eine Kommunikationseinheit, die aus einem Smart-Meter-Gateway besteht und über einen Router<br />

fernabgelesen wird. Die neue Baureihe ist eine besonders kompakte Lösung, die diese bisherige aufwendige<br />

Anordnung ersetzt. Die Ableiter versorgen das iMSys über einen im Überspannungsschutz integrierten,<br />

doppelten Spannungsabgriff direkt mit 230 V. Das geschieht werkzeuglos über Push-In-Kontakte am<br />

doppelten Spannungsabgriff für die Leitungen L und N. Der Clou besteht darin, dass ein im Überspannungsschutz<br />

integrierter Sicherungsautomat das iMSys schützt. Der Sicherungsautomat kann im Falle eines<br />

Auslösens bequem wieder eingeschaltet werden. Bei einer zweiten Variante ist der Sicherungsautomat zum<br />

einfachen Nachrüsten vorgesehen.<br />

www.abb.com<br />

Produkteigenschaft<br />

Abdichtung des Bestätigungsbereiches<br />

und der Einbauöffnung<br />

frei zugängliche Wippe<br />

große Drucktasten<br />

Snap-In Montage für alle<br />

Varianten<br />

hohe Schnappkräfte<br />

State-of-the-art Beschriftungsverfahren<br />

LED-Technologie<br />

Nutzen<br />

02 Nutzen der Produkteigenschaften des Kombi-<br />

Schutzschalters auf einen Blick<br />

hohe Maschinen- und Geräteverfügbarkeit<br />

einfache Betätigung<br />

einfache Betätigung<br />

zeitsparende, einfache Montage<br />

fester Sitz im Panel<br />

optimal ablesbare und haltbare<br />

Beschriftung<br />

langlebige und energiesparende<br />

Beleuchtung<br />

36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

LEITERPLATTENRELAIS MIT HOHER<br />

PACKUNGSDICHTE<br />

Meistens ist der Platz für die Steuerungstechnik begrenzt.<br />

Muss etwa die komplette Automatisierungstechnik in einem<br />

kleinen Gehäuse untergebracht werden, sollte auch die Leiterplatte<br />

entsprechend kompakt aufgebaut sein. Hier eignen sich<br />

die Printrelais der Serie 34 von Finder, die lediglich 5 mm breit<br />

sind. So lassen<br />

sich Leiterplatten<br />

mit einer hohen<br />

Packungs- und<br />

Funktionsdichte<br />

realisieren. Für Fälle,<br />

bei denen die Relais<br />

nicht direkt auf die<br />

Leiterplatte gelötet<br />

werden, stehen<br />

Fassungen für die<br />

DIN-Tragschienenmontage<br />

zur Verfügung. Diese können wahlweise mit Schraub-,<br />

Zugfeder- oder Push-in-Klemmen kontaktiert werden. Die Printrelais<br />

können einfach in die Fassungen eingesteckt werden.<br />

Ein Halte- und Demontagehebel erleichtert die Handhabung.<br />

Typische Anwendungen für diese Art von Relais finden sich<br />

überall dort, wo kompakte Automatisierungslösungen gefragt<br />

sind. Da die Schaltspielzahl der Relais sehr hoch ist, setzt man sie<br />

auch für Anwendungen ein, bei denen die Verbraucher relativ<br />

häufig geschaltet werden müssen. Beispiele hierfür sind Lötanlagen,<br />

Heizgeräte oder -regler sowie Anlagen, in denen die<br />

Magnetventile geschaltet werden. Die Relais sind unempfindlich<br />

gegenüber Vibrationen oder Schockbelastungen und weisen<br />

kaum Kontaktprellen auf.<br />

www.finder.de<br />

KABELTÜLLE MIT ABGESTUFTEN DICHTRINGEN<br />

Icotek hat seine<br />

neue Kabeltülle<br />

KT-SC mit<br />

abschälbaren<br />

Dichtringen<br />

vorgestellt. Sie<br />

verfügt über<br />

heraustrennbare<br />

Ringe mit<br />

abgestuften<br />

Dichtbereichen.<br />

Die KT-SC basiert<br />

von der Baugröße<br />

auf der „KT groß“ und ermöglicht, elektrische Leitungen und<br />

Pneumatikschläuche mit Durchmessern von 5 bis 28 mm durchzuführen<br />

und abzudichten. Die einzelnen Ringe werden je nach<br />

benötigtem Durchmesser der einzuführenden Leitungen abgeschält.<br />

Hierzu wird lediglich ein kleines Loch zwischen die Ringe<br />

gestochen. Anschließend kann der entsprechende Ring abgezogen<br />

werden. Die einzelnen Ringe sind mit den Buchstaben A bis F<br />

gekennzeichnet und geben so den entsprechenden Durchmesser<br />

der einzuführenden Leitung an. Die KT-SC lässt sich in alle<br />

teilbaren Kabeleinführungsrahmen für große KT-Kabeltüllen,<br />

integrieren. Die Kabeltülle besteht aus Elastomer, verfügt über die<br />

Schutzart IP54 und ist geeignet für einen Temperaturbereich<br />

zwischen -40 und +100 °C. Zudem ist sie halogen- und silikonfrei.<br />

www.icotek.com<br />

SICHERE STECKVERBINDUNGEN FÜR<br />

MODULARE ENERGIESPEICHER<br />

Han S ist Hartings neue<br />

sichere Verbindungstechnik<br />

für modulare<br />

Batteriespeicher. Die<br />

kompakten und<br />

flexiblen Gehäuse<br />

bieten Platz für<br />

Kontakte bis 200 A.<br />

Das Anbaugehäuse ist<br />

frei drehbar und die<br />

Verriegelung erschließt<br />

sich intuitiv. Die<br />

Farbgebung Rot für<br />

Plus und Schwarz für Minus mit zusätzlicher mechanischer<br />

Kodierung macht die Schnittstellen verwechslungssicher.<br />

Han S bietet dem Anwender Sicherheit, denn das Design hält<br />

sich an alle technischen Anforderungen sowie an die neueste<br />

Norm UL 4128 für stationäre Energiespeichersysteme. Die neuen<br />

Steckverbinder entsprechen damit laut Anbieter dem höchsten<br />

international am Markt geforderten Standardisierungslevel. Der<br />

Einsatz von Steckverbindern beschleunigt den Aufbau von<br />

Energiespeichern aus Lithium-Ionen-Zellen. Weltweit boomt die<br />

Nachfrage nach solchen Stromspeichern. Die Hersteller müssen<br />

immer mehr Zellen zu Systemen verbinden. Han S ermöglicht<br />

hier eine normgerechte und schnelle Kontaktierung und bildet<br />

somit eine passende Lösung für die Verarbeitung hoher Stückzahlen.<br />

www.harting.com<br />

KABELSCHUTZ IN ANSPRUCHSVOLLEN<br />

ANWENDUNGEN<br />

Das Wellrohrsystem ProTect von Pflitsch bietet ein hohes Maß<br />

an Sicherheit für Kabel in Industrieumgebungen. Die flexiblen<br />

Wellrohre und Fittings aus Polyamid decken ein breites Anwendungsspektrum<br />

ab. Sie sind ausgelegt für den Maschinen- und<br />

Anlagenbau, die Automation und Robotik, die Automobilindustrie,<br />

Marine<br />

und die<br />

Bahntechnik.<br />

Das System<br />

besteht aus<br />

sechs Wellrohrtypen<br />

in<br />

den Profil-<br />

Varianten<br />

grob und fein.<br />

Die Komponenten<br />

sind<br />

für Einsatztemperaturen<br />

von -40 bis +105 °C zugelassen, das Wellrohr für<br />

Hochtemperatur-Anwendungen sogar bis +150 °C. Auch gegenüber<br />

mechanischen und chemischen Belastungen erweist sich<br />

das Wellrohrsystem als widerstandsfähig. Einige Ausführungen<br />

erfüllen sogar die höchsten Brandschutznormen für Schienenfahrzeuge.<br />

Die Fittings runden die Systemsicherheit ab: Ihr<br />

Sicherungsring sorgt dafür, dass die Wellrohre selbst bei starken<br />

Vibrationen, Zugbelastungen oder schnellen Bewegungen fixiert<br />

bleiben.<br />

www.pflitsch.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 37


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

ADRENALINKICK – ABER SICHER<br />

Ob steil wie eine Rakete in den Himmel, mit<br />

Airtime über einen Camelback, oder waghalsig<br />

durch einen Slalomparcours mit echtem<br />

Rennfeeling – die Gerstlauer Amusement Rides<br />

GmbH in Münsterhausen baut spektakuläre<br />

Achterbahnen und energieeffiziente Riesenräder.<br />

Bei Zuverlässigkeit und Sicherheit verstehen die<br />

Schwaben aber keinen Spaß. Was Kabel und<br />

Leitungen angeht, verlässt sich das Unternehmen<br />

seit über zehn Jahren auf einen Spezialisten<br />

für Verbindungstechnik aus der Region. Neben<br />

zuverlässigen Produkten und kompetenter<br />

Beratung erweist sich dabei auch die flexible<br />

und schnelle E-Shop-Lösung als vorteilhaft.<br />

Wer gerne Vergnügungsparks besucht, egal ob in Europa,<br />

USA, Asien, Afrika oder Australien, ist der Firma<br />

Gerstlauer mit hoher Wahrscheinlichkeit schon einmal<br />

begegnet, ohne dass es ihm oder ihr bewusst war.<br />

Zum Beispiel bei einer Fahrt im „Gold Rusher“, der Achterbahn im<br />

Zoo und Tierpark Tatzmania in Löffingen. Auch ambitionierte<br />

Kundenwünsche setzt Gerstlauer professionell um: In Japan steht<br />

eine Gerstlauer Achterbahn mit der weltweit steilsten Abfahrt und<br />

einer Gesamtfahrtstrecke von über 1000 m. Und in einem der größten<br />

deutschen Freizeitparks gibt es eine Achterbahn, die als erste weltweit<br />

einen freien Rückwärtsfall bietet. Der 100-köpfige Betrieb ist in<br />

seiner Branche ein echter Hidden Champion mit internationaler<br />

Bedeutung.<br />

Die Ideen gehen den Konstrukteuren noch lange nicht aus. Neuerdings<br />

spielt das Thema Energieeffizienz eine zunehmende Rolle auch<br />

in der Freizeitindustrie. Deshalb baut Gerstlauer gerade das erste<br />

„grüne“, besonders energieeffiziente Riesenrad der Welt. Ein Rückgewinnungssystem<br />

für Bremsenergie versorgt einen Energiespeicher<br />

für den Elektroantrieb, was die Energiebilanz des Riesenrads spürbar<br />

verbessert – wie bei einem Hybridauto, nur mit viel höherer Leistung.<br />

„Dieses Projekt ist für uns genauso spannend wie eine spektakuläre<br />

Achterbahn“, erzählt der Leiter der Elektroabteilung, Erwin Haider.<br />

Der Entwicklungsaufwand sei enorm. „Jedes Fahrgeschäft beschäftigt<br />

uns über mehrere Monate. Das geht von den Simulationen am<br />

Computer über die Konstruktion in Münsterhausen bis zu Aufbau<br />

und Inbetriebnahme vor Ort. Und wenn man das dann fertig aufgebaut<br />

sieht, erfüllt einen das jedes Mal aufs Neue mit Stolz. Diese<br />

Arbeit macht richtig Spaß.“<br />

HOHE QUALITÄTSANFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />

AN DIE ZULIEFERER<br />

Nur bei einer Sache verstehen die Münsterhausener überhaupt keinen<br />

Spaß: „Wir transportieren Menschen und wollen ihnen Freude<br />

bereiten, bei Zuverlässigkeit und Sicherheit gehen wir daher keine<br />

Kompromisse ein“, so Erwin Haider. „Unsere Fahrgeschäfte sind<br />

20 Jahre oder länger im Einsatz und müssen immer funktionieren,<br />

und zwar sieben Tage die Woche.“ An die Zulieferer stellt Gerstlauer<br />

daher hohe Ansprüche bezüglich Qualität. Aufträge vergibt das<br />

außergewöhnliche Unternehmen nicht an den billigsten Anbieter,<br />

sondern an den, auf den es sich 100 % verlassen kann.<br />

Autor: Bernd Müller, freier Journalist im Auftrag von LAPP<br />

38 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


Ready for Industrie 4.0<br />

01 Jedes Fahrgeschäft beschäftigt die<br />

Mitarbeiter über mehrere Monate; das reicht<br />

von den Simulationen am Computer über die<br />

Konstruktion bis zu Aufbau und Inbetriebnahme<br />

vor Ort beim Kunden<br />

„Deswegen setzen wir überwiegend auf lokale<br />

Zulieferer aus Süddeutschland“, sagt Erwin Haider.<br />

„Wegen der hohen Qualität, aber auch, weil wir<br />

durch die räumliche Nähe ein enges persönliches<br />

Verhältnis entwickeln können. Das ist uns<br />

wichtig, weil daraus langfristige Partnerschaften<br />

entstehen, in denen beide Seiten auf Konsistenz<br />

und Zuverlässigkeit achten.“ Das gilt natürlich<br />

mobile Website des E-Shops zugreifen – auch<br />

von der Baustelle aus, wenn kurzfristig umdisponiert<br />

und klar wird, dass mehr oder andere<br />

Kabel benötigt werden. „Wir wissen selten zu<br />

100 %, was auf der Baustelle auf uns zukommt,“<br />

erklärt Erwin Haider. „Da ist es wichtig, dass wir<br />

schnell und flexibel reagieren können und auch<br />

Partner haben, die uns ebenso unterstützen.“<br />

Um ein Kabel zu bestellen, reicht es, einen Barcode<br />

einzuscannen. Sofort und verwechslungsfrei<br />

zeigt der Lapp E-Shop das Produkt samt seiner<br />

Verfügbarkeit an. Die bestellten Kabeltrommeln<br />

nummeriert Lapp für seinen Kunden vor und<br />

liefert sie an jeden gewünschten Ort, in der Regel<br />

am nächsten Tag, auch am Wochenende. Einen<br />

Umweg über den zentralen Einkauf kann sich<br />

Gerstlauer so sparen. „Dieses Servicepaket spart<br />

beim Kunden interne Ressourcen und erlaubt<br />

ihm, sich ganz auf seine Fahrgeschäfte zu konzentrieren“,<br />

berichtet Manuel Richter.<br />

Hermann Robl vom Lapp-Außendienst berät<br />

Gerstlauer zudem vor Ort über die optimalen<br />

Lösungen. „Dadurch kommt trotz des modernen<br />

digitalen Vertriebswegs die persönliche<br />

©industrieblick/Fotolia.com<br />

FÜR DIE FAHRGESCHÄFTE BENÖTIGT GERSTLAUER<br />

KABEL, DIE ALLE NORMEN ABDECKEN, JEDES<br />

WETTER AUSHALTEN UND AUCH NACH VIELEN<br />

JAHREN DIE FUNKTION SICHERSTELLEN<br />

auch für die Verkabelung. Bei dieser setzt Gerstlauer<br />

schon seit über zehn Jahren auf das breite<br />

Produktspektrum von Lapp und bezieht daraus<br />

alles von der Steuer- über die Servo- bis hin zur<br />

Datenleitung. Denn für die international beliebten<br />

Fahrgeschäfte benötigt Gerstlauer Kabel,<br />

die alle Normen abdecken, jedes Wetter aushalten<br />

und auch nach vielen Jahren die Funktion<br />

sicherstellen. So spielen etwa die VDE-registrierte<br />

ölbeständige PVC-Steuerleitung Ölflex<br />

Classic 110 und die geschirmte Servoleitung für<br />

hochdynamischen Einsatz in Energieführungsketten<br />

Ölflex Servo FD 796 CP von Lapp zentrale<br />

Rollen in der Verkabelung des Gold Rusher im<br />

Tatzmania Park.<br />

SCHNELL, DIGITAL UND<br />

PERSÖNLICH<br />

Im Sonderanlagenbau wie im Fall von Gerstlauer<br />

gibt es so gut wie keine Routine im Einkauf. Jedes<br />

Projekt hat seine eigenen Anforderungen, auf<br />

die Lapp als Zulieferer schnell und zuverlässig<br />

reagieren muss. Daher bestellt Gerstlauer über<br />

den Lapp E-Shop. „Gerstlauer ist einer unserer<br />

wichtigsten Kunden im digitalen Umfeld“, sagt<br />

Manuel Richter, Digital Sales Manager bei Lapp.<br />

„Aus diesem Grund war es selbstverständlich,<br />

dass wir unsere Prozesse ganz auf die spezifischen<br />

Bedürfnisse anpassen.“<br />

Mit ihrem Smartphone können Mitarbeiter<br />

von Gerstlauer von überall auf der Welt auf die<br />

Beziehung nicht zu kurz, ganz im Gegenteil“, so<br />

Manuel Richter. Erwin Haider betont: „Lapp<br />

deckt unseren kompletten Bedarf ab, und das<br />

mit einer sensationellen Liefertreue und einem<br />

für uns optimalen Bestellprozess. Genau das<br />

wünschen wir uns von einem Zulieferer.“<br />

Bilder: U.I. Lapp GmbH<br />

www.lappkabel.de<br />

02 Gerstlauer bezieht schon seit über<br />

zehn Jahren seine Verbindungslösungen von<br />

Lapp – von der Steuer- über die Servo- bis hin<br />

zur Datenleitung<br />

ControlPlex ®<br />

System CPC20<br />

Intelligente<br />

DC 24 V-Absicherung<br />

Schützt Ihre DC 24 V-Stromversorgung<br />

vor Überlast und Kurzschluss.<br />

Ihr Nutzen:<br />

l Maximiert Ihre Anlagenverfügbarkeitdurch<br />

umfangreiche Diagnosefunktionen<br />

l Erhöht den Schutz vor Spannungseinbrüchen<br />

- durch selektive Absicherung<br />

der Verbraucher<br />

l Steigert die Flexibilität Ihrer Anlagenplanung<br />

- durch modulares Sockelsystem<br />

facebook.com/eta.germany<br />

www.e-t-a.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

IM DAUEREINSATZ<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die zunehmende Automatisierung der<br />

Intralogistik in Unternehmen vereinfacht die<br />

Abwicklung von Lieferketten. Fahrerlose<br />

Transportsysteme, automatische Regalbediengeräte<br />

und Shuttle-Systeme sind hier<br />

daher immer häufiger zu finden. Für den<br />

zuverlässigen und wartungsfreien Dauereinsatz<br />

der automatischen Helfer kommen Komponenten<br />

aus Hochleistungspolymeren zum Einsatz.<br />

Als Hersteller von leistungsfähigen Kunststoffkomponenten<br />

beliefert Igus schon seit Jahren Hersteller von Staplerfahrzeugen.<br />

Die schmiermittelfreien und reibungsoptimierten<br />

Kunststoffteile finden ihren Einsatz sowohl in Kabinen als<br />

auch in Hubmechanismen. Ob Gleitlager mit einer Flächenpressung<br />

von 250 MPa oder hochflexible Leitungen für kleinste Biegeradien:<br />

Igus hat für Flurförderfahrzeuge wie z. B. Gabelstapler und<br />

Industrieschlepper wartungsfreie Lösungen mit hoher Lebensdauer.<br />

Denn Defekte, Reparaturen oder wartungsbedingte Stillstandszeiten<br />

möchte jedes Unternehmen vermeiden. Gerade dann, wenn<br />

logistische Prozesse immer feiner ineinandergreifen und der Materialfluss<br />

gewährleistet sein muss.<br />

Mit fahrerlosen Transportsystemen, Regalbediengeräten und<br />

Shuttle-Systemen ist die Automatisierung von Materialhandling-<br />

Prozessen einen entscheidenden Schritt weitergekommen. Waren<br />

können im 24/7-Betrieb bewegt und Aufträge bearbeitet werden.<br />

Autor: Christian Strauch, Branchenmanager<br />

Material Handling, igus GmbH, Köln<br />

Schmier- und wartungsfreie Iglidur-Gleitlager und langlebige Drylin-<br />

Linearantriebe überzeugen im Warenfluss durch seltene Ausfallzeiten<br />

und eine berechenbare Lebensdauer. Das geringe Gewicht<br />

der Hochleistungspolymere ist ein weiterer Pluspunkt, denn sie<br />

bringen zum Beispiel bei Iglidur-Gleitlagern bis zu 60 % weniger<br />

Gewicht auf die Waage als herkömmliche metallische Lager, und<br />

weniger Last braucht weniger Energie. Hochflexible Chainflex-<br />

Leitungen und E-Ketten komplettieren das Portfolio an Bauteilen<br />

für bewegte Anwendungen, die Igus für die Materialhandling-Branche<br />

anbietet.<br />

AUTONOME FLITZER<br />

Sie können klein, flach, hoch, breit oder schmal sein: fahrerlose<br />

Transportsysteme. Präzise und automatisch bewegen sie sich durch<br />

ihr Einsatzgebiet, nicht selten bis zu 24 Stunden am Tag. Motion<br />

Plastics von Igus sorgen mit dafür, dass sie zuverlässig funktionieren<br />

und keine Wartungspausen benötigen. Um Waren zu bewegen,<br />

sind FTS oft mit einer Hubtechnik und einer Kippvorrichtung ausgestattet.<br />

Die Art der Ausführung ist dabei den Gegebenheiten des<br />

Lagers und den Produkten angepasst. So werden die schmiermittelfreien<br />

Iglidur-Gleitlager aus Hochleistungskunststoffen in Kippvorrichtungen<br />

und Scherenliften eingesetzt. In Hubeinheiten sorgen<br />

Drylin-ZLW- und Drylin-SLW-Achsen ausgestattet mit Polymergleitfolien<br />

für die lineare Bewegung. Letztere verwendet die Firma<br />

Knapp Industry Solutions in ihrem Open Shuttle der neuen Generation.<br />

Zwei Drylin SLW Spindelhubtische mit Gleitmuttern leisten<br />

hier den Hub, mit dem sich unterschiedliche Übergabehöhen ausgleichen<br />

lassen. Die Open Shuttles sind besonders flexible Transportlösungen,<br />

denn als autonome Fahrzeuge passen sie sich adaptiv<br />

40 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Drehkranzlager zur Anwendung. Sie überzeugen dank integrierten<br />

Kunststoffgleitelementen mit einer hohen Verschleißfestigkeit und<br />

Steifigkeit sowie einem günstigen Preis im Vergleich zu herkömmlichen<br />

Lagern dieser Art.<br />

Umstrukturierungen im Lager an und entscheiden selbst, wo sie<br />

langfahren. Neben der Wartungsfreiheit aufgrund des Einsatzes<br />

von verschleißfesten Gleitfolien, spricht das Baukastenprinzip der<br />

Drylin-Produkte für Igus. „Durch den Linear-Baukasten konnte sich<br />

Igus bei der Konfiguration der Einheit sehr gut an unsere Anforderungen<br />

anpassen. Wir schätzen die exzellente Beratung. Ohne die<br />

wäre es fast nicht möglich gewesen“, so Gregor Lebernegg, Produktmanager/Sales<br />

bei Knapp. Neben dem Heben ist auch das Drehen<br />

von Plattformen mit Igus-Produkten möglich, hier kommen PRT-<br />

01 In Hubeinheiten sorgen Drylin-ZLW- und Drylin-SLW-Achsen,<br />

ausgestattet mit Polymergleitfolien, für die lineare Bewegung<br />

ENERGIEKETTEN FÜR KLEINSTE BAURÄUME<br />

GLEITLAGER AUS HOCHLEISTUNGS-<br />

POLYMEREN BRINGEN BIS ZU<br />

60 % WENIGER GEWICHT AUF<br />

DIE WAAGE ALS HERKÖMMLICHE<br />

METALLISCHE LAGER<br />

Je kleiner ein FTS ist, desto weniger Bauraum steht zur Verfügung,<br />

um die passende Energieführung zu installieren. Für solche Gegebenheiten<br />

hat Igus die E-Kette E2 Micro im Programm. Sie ist leicht,<br />

stabil und einfach zu öffnen. Mit ihrem kleinen Biegeradius und<br />

einer Innenhöhe ab 5 mm bildet sie zusammen mit den hochflexiblen<br />

und langlebigen Chainflex-Leitungen ein starkes Team.<br />

Die über 1 350 Chainflex-Leitungstypen sind speziell für den Einsatz<br />

in der Energiekette entwickelt worden und in Wunschlänge ab Lager<br />

und ohne Mindestbestellmengen erhältlich. Probleme wie „Korkenzieher“<br />

oder Aderbrüche werden durch das spezielle Konstruktionsprinzip<br />

der Leitungen vermieden. Das Schlüsselwort lautet<br />

hier: Bündelverseilung. Chainflex-Leitungen gibt es in vielfältigen<br />

Ausführungen, auch solche, die bis zu - 35 °C und damit beispielsweise<br />

in Kühllagern einsetzbar sind. Mit verschiedenen Biegeradien<br />

und den Mantelwerkstoffen PVC, PUR und TPE hat Igus die richtigen<br />

Lösungen für die jeweiligen Lageranwendungen. Ein weiteres<br />

großes Plus von Chainflex liegt in der Lebensdauerberechnung: Bei<br />

jeder Leitungsserie kann diese mit dem Onlinerechner individuell<br />

für jede Anwendung ermittelt werden. Die Daten entstammen dem<br />

3 800 m² großen hauseigenen Testlabor. Hier werden alle Leitungen<br />

unter realen Bedingungen getestet. Aufgrund der Tests vergibt Igus<br />

eine 36-monatige Garantie.<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 41


HOCH HINAUS<br />

02<br />

Mit der Größe eines Hochregallagers nimmt auch dessen Komplexität zu.<br />

Neben Regalbediengeräten sind Shuttles eine Lösung, um Waren innerhalb<br />

der Regale zu bewegen. Sie verfahren auf einer horizontalen Linie. 1 000 Stück<br />

in einem Lager sind keine Seltenheit. Drylin-ZLW-Zahnriemenachsen und<br />

Drylin SLW greifen im Zusammenspiel mit Sensoren stufenlos Waren unterschiedlicher<br />

Größe und ziehen sie auf die Shuttles. Igus bietet für flexible<br />

Verwendungen Drylin-Linearführungen als Baukastensystem mit Schienenführungen<br />

und Gehäuselagern an. Für die Energieversorgung der Linearführungen<br />

werden auch hier kleine E2-Micro-E-Ketten eingesetzt, bestückt mit<br />

abriebfesten Chainflex-Leitungen. Möchte der Kunde Zeit und damit Kosten<br />

sparen kann er mit Readychain auf direkt einbaufertige konfektionierte<br />

Energieführungen zurückgreifen.<br />

03<br />

02 Für den kleinen Bauraum in FTS kommen<br />

Miniatur-E-Ketten zum Einsatz<br />

MATERIALFLUSS<br />

Ein zuverlässiger Materialfluss ist die Basis jedes Unternehmens. Er ist daher<br />

auch bestimmend für den Erfolg einer Firma. Ein zufriedener Kunde geht<br />

deshalb mit kurzen Lieferzeiten, geringen Instandhaltungskosten, keinen<br />

Stillständen ebenso wie mit einem strukturierten und individuell angepassten<br />

Lagersystem einher. Igus ermöglicht seinen Kunden rund um die Uhr Motion<br />

Plastics online zu bestellen, und zwar nicht nur Bestandsartikel, sondern<br />

auch aufwendigere Konfektionierungen wie komplett anschlussfertige Energiekettensysteme<br />

für bis zu 100 m Verfahrweg. Die 43 Online-Tools unterstützen<br />

hierbei einfach und schnell, vor allem mit individuellen Lösungen, gleich ob<br />

es sich um Energieketten, Leitungen oder Lineartechnik handelt. Auch die<br />

Lebensdauer von Igus-Produkten lässt sich nicht nur für Chainflex-Leitungen,<br />

sondern auch für Energiekettensysteme ebenso wie für Gleitlager oder auch<br />

Linearführungen mit den Online-Tools unter Berücksichtigung der Gegebenheiten<br />

berechnen.<br />

Bilder: igus GmbH<br />

03 Durch das Baukastensystem kann sich jeder Kunde<br />

seine Lösung ganz individuell konfigurieren<br />

www.igus.de<br />

IMPRESSUM<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

erscheint <strong>2020</strong> im 51. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />

Redaktion<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Klein (mak),<br />

Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.klein@vfmz.de<br />

Redakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz: Doris Buchenau, Ulla Winter<br />

Tel.: 06131/992-347, E-Mail: u.winter@vfmz.de,<br />

Melanie Lerch, Petra Weidt,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

Gestaltung<br />

Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder,<br />

Anna Schätzlein,<br />

Chef vom Dienst<br />

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Sales<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Heike Rauschkolb, Auftragsdisposition,<br />

Tel. 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 50: gültig ab 1. Oktober 2019<br />

Leserservice:<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 13,50 (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement: Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten)<br />

Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

Verlag<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />

E-Mail: info@vfmz.de,<br />

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Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Head of Sales: Beatrice Thomas-Meyer<br />

Tel.: 06131/992-265, E-Mail: b.thomas-meyer@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Grazin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

Druck und Verarbeitung<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

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schriftlich beim Verlag widersprochen werden<br />

(vertrieb@vfmz.de).<br />

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge<br />

und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit<br />

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Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere<br />

das Recht zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art<br />

sowie entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung,<br />

das Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und<br />

Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke,<br />

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z. B. Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen<br />

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sowie Datenträger jedweder Art, wie z. B. die Darstellung<br />

im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen,<br />

CD-ROM, CD und DVD und der Datenbanknutzung<br />

und das Recht, die vorgenannten Nutzungsrechte<br />

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42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 www.derkonstrukteur.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 5/<strong>2020</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 11. 05. <strong>2020</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 23. 04. <strong>2020</strong><br />

01<br />

03<br />

02<br />

01 Unterschätzter Werkstoff: Aus technischer Keramik mittels<br />

Spritzgussverfahren komplexe Bauteile wirtschaftlich fertigen<br />

Bild: Sembach<br />

04<br />

<strong>DER</strong> DIREKTE WEG<br />

INTERNET:<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

E-PAPER:<br />

digital.derkonstrukteur.de<br />

REDAKTION:<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

WERBUNG:<br />

sales@vfmz.de<br />

SOZIALE NETZWERKE:<br />

www.Facebook.com/DerKonstrukteur<br />

www.twitter.com/derkonstrukteu<br />

02 Effizienzsteigerung im Schaltanlagenbau: Mit Daten standard<br />

hohe Qualität und weitere Verwendung der Daten im gesamten<br />

Engineering- und Fertigungsprozess sichern<br />

Bild: Eplan<br />

03 Ein Leichtgewicht für alle Fälle: Kompakter Steckverbinder<br />

ermöglicht leistungsstarke Verbindungen auf kleinstem Raum<br />

Bild: Harting<br />

04 Antrieb für den Roboter: Ob in Fertigungstechnik, Logistik<br />

oder Medizintechnik – um etwas zu bewegen, brauchen Roboter<br />

Antriebe, die vielseitige Anforderungen erfüllen müssen<br />

Bild: Faulhaber<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/04 43


PDMD-A10165-00-7600<br />

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