DER KONSTRUKTEUR 4/2020
DER KONSTRUKTEUR 4/2020
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
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Carmen Nawrath<br />
Leitung Zentrales Marketing<br />
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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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Schaltschrankbau
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 />
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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 />
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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 />
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HELMUT PIRTHAUER<br />
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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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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 />
GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = <strong>DER</strong> ANTRIEB.<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 />
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Zuverlässigkeitsbewertung mit AGMA 6006,<br />
VDMA 23904 und Bertsche<br />
Überarbeitete Zahnfuss- und Flankenberechnung<br />
nach ISO 6336:2019<br />
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von Berechnungen<br />
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Antriebstechnik_KISSsoft_BetaRel<strong>2020</strong>_90x130mm.indd 1 05.03.<strong>2020</strong> 13:33:59
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 />
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Heike Rauschkolb, Auftragsdisposition,<br />
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Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<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 />
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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 />
ORIGINAL.<br />
flender.com/original