DER KONSTRUKTEUR 5/2020

19073 

05 MAI 2020 

AM PULS DER TECHNIK 

TITELSTORY 

EFFIZIENT, 

EFFIZIENTER ... 

High-End-Stromversorgung 

erschließt Einsparpotenziale 

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+

EDITORIAL 

ÖKOSYSTEME EINER 

INDUSTRIE 4.0 

TOX ® 

ElectricDrive 

moves 

Seit vielen Wochen erreichen uns tagtäglich neue Informationen über 

die pandemiebedingten Veränderungen unseres gesellschaftlichen und 

geschäftlichen Lebens. Doch so langsam sehnt man sich nach ein wenig 

Normalität. Und auch wenn im Moment viele Unternehmen in der 

Industrie um eine Schadensbegrenzung bemüht sind, brauchen wir 

konkrete Projekte, die uns optimistisch stimmen. Eines davon ist die 

Schaffung digitaler Ökosysteme im Anlagen- und Maschinenbau. Sie 

bilden die Basis für neue Formen des Wirtschaftens und Arbeitens und 

die Grundlage für Industrie 4.0. Ein solches Ökosystem integriert 

unterschiedliche Geräte, Maschinen und Anlagen, Roboter und Dienste, 

also Einzel- 

EINHEITLICHE STANDARDS 

ERÖFFNEN VÖLLIG NEUE 

INTEGRATIONSKONZEPTE 

und Systemlösungen, 

in 

ein Gesamtkonzept. 

Voraussetzung 

dafür ist ein 

einheitlicher Kommunikationsstandard wie OPC UA. Diese herstellerund 

plattformunabhängige Technologie ermöglicht eine durchgängige 

Vernetzung vom kleinsten Sensor über die Maschine bis in die Cloud. 

Ganz vorne mit dabei ist hier die Werkzeugmaschinenindustrie und damit 

der VDW, der das Label umati (universal machine technology interface) 

ins Leben gerufen. Was sich dahinter verbirgt und welche Rolle der 

VDMA hierbei spielt, lesen Sie auf Seite 7. Die Verbreitung des 

OPC-UA-Standards geht mit großen Schritten voran, und damit eröffnen 

sich auch für Entwickler und Konstrukteure neue Freiheitsgrade, 

insbesondere im Hinblick auf die fortschreitende Automatisierung. 

Mit Blick auf eine neue Ära des Internet of Things in digitalen 

Öko systemen grüßt Sie herzlich Ihre 

Nicole Steinicke 

Chefredakteurin 

n.steinicke@vfmz.de 

Die treibende Kraft 

der Industrie. 

tox-electricdrive.com

INHALT 

MENSCHEN UND MÄRKTE 

03 Editorial: Ökosysteme einer Industrie 4.0 

06 Standpunkt: Vom Datensammeln 

zur smarten Montage 

08 Whiteboard: Der Infotainer – Einblicke in das bunte 

Leben von „Unterhaltungskünstler“ Hansjörg 

Sperling-Wohlgemuth, zuständig für Veranstaltungsund 

Kongressmanagement bei Pilz 

10 

08 

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN 

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK 

10 INTERVIEW 

„Das Geheimnis unseres Werkstoffs basiert auf 

drei Technologien“ – Klaus Wagner, Leiter Forschung 

und Innovation der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG 

12 Infrarot-Systeme: Wärme, die verbindet 

16 Keramik top in Form 

KONSTRUKTIONSELEMENTE 

18 TITELSTORY 

Stromversorgung: Effizient, effizienter, … 

22 5 TRENDS 

bei Energieführungssystemen 

24 Steckverbinder: Ein Leichtgewicht für alle Fälle 

ANTRIEBSTECHNIK 

26 Lineartechnik auf neuem Level 

36 

12 

26 

4 DER KONSTRUKTEUR 2020/05 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL 

ROBOTIK 

28 CNC und Knickarmroboter: 

Wenn der Roboter mit der Werkzeugmaschine … 

32 KLARTEXT 

Was brauchen die Cobots? 

34 Encoder: Hohl – aber oho 

36 Planetengetriebe: Perfekte Kombination 

38 Vision Sensor: Koordinaten im Blick 

40 Antrieb für Dr. Roboter 

42 Linearmodul: Neue Horizonte 

SERVICE 

41 Impressum 

43 Vorschau 

38 

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STANDPUNKT 

VOM DATENSAMMELN 

ZUR SMARTEN MONTAGE 


Im Bereich der Montagtechnik hält der Begriff „Smart-Montage“ 

immer mehr Einzug. Was ist aber der Unterschied zwischen 

dem Sammeln von Daten und ihrer Bereitstellung für eine 

intelligente Montage? 

Das Datensammeln ist der erste Schritt. Er bringt für sich 

genommen noch keinen effektiven Mehrwert. Teilweise ist 

sogar der gegenteilige Effekt zu beobachten, da durch eine 

Vielzahl von Informationen und ihre Bewertung Störeffekte 

produziert werden, die den Montageablauf behindern. 

Als ein Vorteil der smarten Montage wird häufig die vorausschauende 

Wartung genannt, um über planbare Instandhaltungsmaßnahmen 

die Stillstandzeiten zu reduzieren und somit 

die Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu steigern. 

Die meisten Hersteller stoßen jedoch schon beim Sammeln 

der notwendigen Informationen auf Schwierigkeiten. Nur wenige 

Anlagenbetreiber wollen ihre Daten und die daraus resultierenden 

Erkenntnisse Dritten zur Verfügung stellen. Hersteller 

können die Informationen, die sie zur Effektivitätssteigerung 

ihrer Anlagen benötigen, daher meist nur aufwändig mithilfe 

entsprechender Langzeittests ermitteln. 

Wichtig dabei sind realistische Umweltbedingungen. Denn 

es ist ein Unterschied, ob Daten an einer Anlage unter den 

Bedingungen eines täglichen Temperaturwechsels 

beispielsweise im Nahen Osten erhoben werden 

oder im Testlabor einer klimatisierten Werkshalle 

in Hessen. Die Ergebnisse weichen voneinander 

ab – unabhängig davon, dass der 

zulässige Temperaturbereich des Herstellers 

zwischen - 10 und + 40 °C 

in beiden Fällen eingehalten wird. 

Veränderungen in den Prozessen 

zu erkennen und zuverlässige 

Kriterien für die Bewertung dieser 

Abweichungen zu entwickeln, 

werden in Zukunft daher auf die 

Konstruktion immer mehr Einfluss 

nehmen und zusätzliche 

Prozesse erfordern. 

In der manuellen oder 

teilautomatisierten Montage 

ist dieser neue Aspekt für 

die Konstruktion ebenfalls 

eine Herausforderung. Das 

Monitoren und Bewerten des 

vollständigen Montageprozesses 

wird hier ebenfalls immer 

wichtiger: Qualitätsmerkmale 

müssen definiert, überwacht 

und dokumentiert werden. 

Hier wird die Konstruktion eine 

führende Rolle übernehmen. 

Die somit erforderlichen smarten 

Montagearbeitsplätze werden durch 

die Kombination von kommunikations- 

fähigen Hub-, Dreh-, Kipp-, Wagen- oder Flurmodulen realisierbar. 

Manuelle Montagearbeiten können so auf mehreren Seiten 

am Werkstück ausgeführt und analysiert und die entsprechenden 

Zustandsinformationen erfasst werden. Diese können dann 

smart zur Prozessoptimierung, Qualitätssicherung und Dokumentation 

genutzt werden. Sie geben somit dem Konstrukteur 

neue Möglichkeiten zur Gesamtoptimierung bis tief in den 

Fertigungsprozess. 

Festzuhalten ist: Bis zur smarten Montageanlage ist es noch 

weit. Es gibt erfolgversprechende Ansätze, noch aber fehlen 

häufig sowohl ausreichende Daten als auch zuverlässige Kriterien 

zur Bewertung von Veränderungen in Prozessen. 

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6 DER KONSTRUKTEUR 1-2/2018 2020/05 www.derkonstrukteur.de

UMATI WIRD ZUR WELTSPRACHE DER PRODUKTION 

Künftig werden VDMA und VDW die Nutzung und Verbreitung von OPC-UA-Standards 

für den gesamten Maschinenbau unter der Marke Umati gemeinsam voranbringen. 

Denn OPC UA bietet einen einheitlichen Rahmen für die Interoperabilität zwischen 

Maschinen und Systemen. Über einen Bottom-up-Ansatz wurde deutlich, dass Grundelemente 

für einen großen Teil des vielfältigen Produktspektrums im Maschinen- und 

Anlagenbau einheitlich definiert werden müssen. Das einfachste Beispiel ist die 

Maschinenidentifikation, also Merkmale wie etwa Hersteller, Seriennummer, Baujahr 

und Maschinentyp. Deshalb arbeiten verschiedene Bereiche im VDMA – dazu gehören 

elektrische Antriebstechnik, Kunststoff- und Gummimaschinen, industrielle Bildverarbeitung, 

Metallurgy, Robotik und Werkzeugmaschinen – an den Grundlagen 

der Companion Specification OPC UA for Machinery. „Sie wird noch im laufenden Jahr in der ersten Version veröffentlicht“, kündigt 

Hartmut Rauen, stellvertretender Hauptgeschäftsführer des VDMA, an. 

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E-CAD-LÖSUNG 

FÜR DAS HOMEOFFICE 

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Mit der E-CAD-Lösung von 

WSCAD arbeiten viele Ingenieure 

und Elektrokonstrukteure in 

Zeiten von Corona im Homeoffice 

von zuhause aus – schnell, 

einfach und effizient. Weil die 

Netzwerk lizenz der WSCAD Suite 

über eine Ausleihfunktion 

verfügt, können Mitarbeiter mit 

der Electrical-Engineering-Lösung 

von jedem beliebigen Ort aus 

arbeiten. Für alle Unternehmen 

und Anwender, die keine Netzwerklizenz 

haben, bietet WSCAD 

bis 31.05.2020 ein spezielles 

Upgrade-Angebot. 

„Wir wollen, dass unsere Kunden 

auch in diesen für uns alle 

schwierigen Zeiten so effektiv 

wie möglich an ihren Projekten 

weiterarbeiten können. Deshalb 

bieten wir diesen zeitlich 

begrenzten Preisnachlass an“, 

sagt Axel Zein, Geschäfts führer 

der WSCAD GmbH. Für eine 

optimale Unterstützung hat 

WSCAD auch das Online- 

Schulungsprogramm der aktuellen 

Situation angepasst: In kleinen 

Gruppen zu maximal fünf 

Personen oder individuell und 

inhaltlich ganz auf den persönlichen 

Bedarf abgestimmt, 

schulen die erfahrenen Dozenten 

in Online-Sessions die Anwender 

zuhause oder am Arbeitsplatz. 

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WHITEBOARD 


INFOTAINER 

EINBLICKE IN DAS BUNTE 

LEBEN VON „UNTER- 

HALTUNGSKÜNSTLER“ 

HANSJÖRG SPERLING- 

WOHLGEMUTH 

Sie sind Lehrer, Spiel- und 

Theaterpädagoge und 

Entertainer, was hat Sie in 

die Industrie verschlagen? 

In welcher Rolle sehen 

Sie sich hier? 

Welches Bild von Automatisierung 

wollen Sie vermitteln? 

Welche Werte sind Ihnen beim 

Arbeiten in dem Familienunternehmen 

Pilz wichtig? 


Bilder: 1.-3.: Pilz GmbH & Co. KG; 

4.: Julien Eichinger - stock.adobe.com 


HANSJÖRG SPERLING-WOHLGEMUTH 

VERANSTALTUNGS- UND KONGRESSMANAGEMENT, 

PILZ GMBH & CO. KG, OSTFILDERN


DAS GEHEIMNIS UNSERES 

WERKSTOFFS BASIERT AUF 

DREI TECHNOLOGIEN 

Die Ursprünge liegen vor 95 Jahren in der Motorinstandhaltung – 

das erste eigene Produkt der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG 

war dann 1952 ein Hydraulikzylinder. Heute versteht sich das 

Unternehmen als Systemlieferant. Seit 2015 gehören auch 

Bauteile aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen zum Portfolio. 

Wie kam das? Und wo geht die Reise in dem Bereich hin? 

Darüber sprachen wir mit Klaus Wagner, dem Leiter Forschung 

und Innovation der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG. 

Sie sind Spezialist für Hydraulikzylinder 

und Antriebssysteme, wie kam es dazu, 

dass Sie sich mit kohlefaserverstärkten 

Kunststoffen beschäftigen? 

Ein Kunde aus der Prüftechnik fragte nach 

sehr leichten Kolbenstangen für einen 

hochdynamischen Prüfstand. Diese Anforderung 

war mit konventionellen Werkstoffen 

wie Stahl, Aluminium oder Titan nicht 

umsetzbar. Mit Stahl waren die projektierten 

Stangen aufgrund der hohen Werkstoffdichte 

zu schwer. Leichtbauwerkstoffe wie 

Titan oder Aluminium verfügen zwar über 

geringere Dichte, aber auch einen geringeren 

Elastizitätsmodul. Dadurch wäre eine 

stark erhöhte Baugröße der Kolbenstangen 

nötig gewesen, um die Anforderungen an 

die Steifigkeit zur Aufnahme von Seitenkräften 

zu erfüllen. Aus dieser Anforderung 

heraus haben wir entschieden, uns 

mit dem Thema Verbundwerkstoffe zu 

befassen. 

INTERVIEW 


Was leistet Ihr Werkstoff, das andere 

kohlefaserverstärkte Kunststoffe nicht 

können? 

H-CFK ist ein von Hänchen entwickelter, 

hochbelastbarer Verbund von Carbon und 

anderen Komponenten. Zur Aufnahme 

der Kräfte werden spezielle Laminataufbauten 

designt, die die hohen dreidimensionalen 

Belastungen aufnehmen können. 

Hierzu werden verschiedene Faserwinkel 

von verschiedenen Faserwerkstoffen 

kombiniert. Um eine hohe Kraft in die 

Kolbenstangen einleiten zu können, werden 

speziell entwickelte Verfahren angewandt, 

um metallische Gewindeende hochbelastbar 

in das Laminat einzubinden. Und um 

die Oberfläche druckfest und flüssigkeitsdicht 

auszuführen, ist eine spezielle Oberflächenbeschichtung 

erforderlich, die 

auch den Belastungen von Dichtungen 

bei hohen Hydraulikdrücken standhält. 

Hierbei unterscheiden wir uns von am 

Markt gängigen Methoden. 

Stv. Chefredakteurin Martina Klein im 

Gespräch mit Klaus Wagner, dem Leiter 

Forschung und Innovation der Herbert 

Hänchen GmbH & Co. KG in Ostfildern 



Wie erreichen Sie das? 

Die verschiedenen Verfahren und Maschinen, 

um diese Technologien umzusetzen, 

wurden von uns eigens entwickelt. Zum 

Beispiel haben wir mit unserem Geschäftsbereich 

Ratio-Drive eine 10-Achs- 

Wickelmaschine konstruiert und gebaut, 

die Fasern nicht nur rund wickeln kann, 

sondern in alle Richtungen, auch unidirektional 

– also in Längsrichtung – legen 

kann. In diesem Verfahren werden auch 

metallische Endstücke eingebunden. 

Auch das spezielle Verfahren zur Erzeugung 

der H-CFK-Oberfläche wurde von 

uns entwickelt und kann bei uns angewandt 

werden. Wichtig ist es, für jeden 

Anwendungsfall die möglichst genaue 

Belastung der Bauteile zu kennen, um die 

jeweils passende Technologie optimal 

anwenden zu können. 

Sie erzielen mit dem Werkstoff an 

verschiedenen Stellen Vorteile bei Ihren 

Produkten. Können Sie uns das erklären? 

Da der Geschäftsbereich H-CFK mit Mitarbeitern 

und Know-how aus dem Bereich 

Hydraulik aufgebaut wurde, liegen Anwendungen 

des neuen Werkstoffs am und 

im Hydraulikzylinder nahe. Neben der 

Kolbenstange und dem Zylinderrohr aus 

H-CFK ist hier insbesondere die Entwicklung 

des Dichtungssystems Servoseal zu 

nennen. Der Servoseal ist eine Hybriddichtung 

und besteht aus einem Kunststoffdichtring 

für die eigentliche Dichtwirkung 

und einem Verstärkungsring aus 

Carbon. Durch den hochsteifen Carbonring 

können die Belastungen auf die 

Dichtungslauffläche derart reduziert 

werden, dass eine Dichtung auch hochdynamische 

Anwendungen im Kurzhubbereich 

fast ohne Leckage und Reibung 

abdichtet. 

Aber es geht nicht mehr nur um die 

Optimierung Ihrer Hydraulikzylinder. 

Bauteile aus H-CFK sind heute ein eigener 

Geschäftsbereich bei Ihnen. Wo kommen 

die Produkte überall zum Einsatz? 

Die oben genannten drei Technologien 

von H-CFK – das Carbon-Design, der 

Metall-Carbon-Verbund und die Oberfläche 

– wurden für hoch belastbare 

BEI DER KONSTRUKTION VON CARBONBAUTEILEN 

IST ES WICHTIG, DASS MAN SICH VON 

VORGÄNGERBAUTEILEN AUS METALL LÖST 

Kolbenstangen entwickelt. Schnell haben 

wir gemerkt, dass die Anwendung dieser 

Technologien aber auch in anderen Bereichen, 

insbesondere auch in nicht hydraulischen 

Bereichen, sinnvoll sind, wenn 

auch in manchen Anwendungen nur 

eine dieser Technologien. So kommen 

H-CFK-Walzen aus Gewichtsgründen zum 

Beispiel in der Handhabungstechnik zum 

Einsatz, wenn große Vliesrollen für die 

Produktion von Fahrzeuginnenverkleidungen 

bewegt werden müssen. Oder 

als Antriebswelle in Schraubsystemen, 

um mit den niedrigen Massenträgheitsmomenten 

hohe Anzugsmoment-Genauigkeiten 

zu erreichen. 

Welche möglichen Anwendungsfelder 

sehen Sie für den Werkstoff in der 

Zukunft noch? 

H-CFK ist ein Werkstoff, der nicht nur ein 

geringes Gewicht bietet. Auch mit anderen 

Eigenschaften kann das Material punkten: 

So ist H-CFK amagnetisch, was zum Beispiel 

in der Sensortechnik ein Vorteil sein 

kann. Oder es kann als hochfestes Element 

zur Armierung von schnell laufenden 

Rotoren in Elektromotoren zur Fixierung 

der Magnete eingesetzt werden. Hierzu 

kann man eine H-CFK-Hülse aufpressen 

oder H-CFK in Dienstleistung auf den 

Rotor direkt aufwickeln. Ein weiterer Materialvorteil 

ist das Temperaturverhalten: 

H-CFK hat eine deutlich geringere Wärmeausdehnung 

als metallische Werkstoffe, die 

daraus gefertigten Produkte sind also sehr 

temperaturstabil. Dies kann zum Beispiel 

für wissenschaftliche Teleskope oder in 

der Satellitentechnik vorteilhaft sein. 

Was ist bei der Entwicklung von Bauteilen 

aus dem Werkstoff zu beachten? 

Wichtig ist bei der Konstruktion von Carbonbauteilen 

immer, dass man sich von Vorgängerbauteilen 

aus Metall löst. H-CFK ist 

ein nicht-isotroper Werkstoff aus Fasern, 

dessen Belastungsfähigkeit aus dem Aufbau 

des Laminats beziehungsweise der Faseranordnung 

kommt. Anders als bei isotropen 

Metallen, die in alle Richtungen gleich belastbar 

sind, muss bei H-CFK stets die genaue 

Belastung berücksichtigt werden und 

entsprechend muss das Laminat designt 

werden. Dadurch sehen Carbonbauteile 

oft anders aus bzw. sind nicht zu 100 % 

austauschbar. Auch kann es sein, dass 

H-CFK-Bauteile größer als Metallbauteile 

konstruiert werden müssen, um alle Belastungen 

realisieren zu können. Trotzdem 

können sie dadurch leichter als Metall sein. 

www.haenchen.de 

Das Interview führte Martina Klein. 

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WÄRME, DIE VERBINDET 


Flugzeuge und Automobile sollen leichter werden, 

um Kraftstoff zu sparen, für die Fahrgäste müssen 

sie jedoch genauso sicher bleiben. Rotorblätter 

von Windenergieanlagen dürfen nicht zu schwer, 

müssen aber gleichzeitig extrem belastbar sein. 

Infrarot-Wärme kann helfen, diese 

widersprüchlichen Anforderungen zu erfüllen. 

Und zwar indem sie bei der Herstellung 

faserverstärkter Kunststoffe für Effizienz und 

einen bestmöglichen Verbund sorgt. Der Einsatz 

von CAE kann dies noch weiter optimieren. 

Faserverstärkte Kunststoffe sind moderne Verbundwerkstoffe. 

Sie bestehen aus Kunststoffen wie Polyphenylsulfid (PPS), 

Polyetheretherketon (PEEK) oder Epoxidharzen (EP), in die 

Carbon- oder Glas-Fasern eingebettet wurden. Die Fasern 

machen das Bauteil fest und steif, die Kunststoffmatrix kann die 

auftretende Energie absorbieren. Viele hoch belastete Bauteile im 

Auto, wie Lenkrohre, die hohen Torsionskräften ausgesetzt sind, 

oder auch Elemente für den Seitenaufprallschutz werden aus diesen 

Kompositen hergestellt. Ein weiteres typisches Einsatzgebiet sind 

die riesigen Rotorblätter von Windenergieanlagen. 

Bei der Herstellung solcher modernen Bauteile kommen Infrarot-Systeme 

zum Einsatz, weil sie die Materialien schnell und 

homogen erwärmen und so die Prozesszeiten verkürzen können. 

Es gibt verschiedene Komposite, je nach ihrem späteren Einsatz. 

Kurzfaserverstärkte Duroplaste für große Karosserieteile, langfaserverstärkte 

Thermoplaste für hoch belastete Strukturbauteile oder 

gewebte Rovings für Windflügel, allen gemeinsam ist, dass sie möglichst 

kosteneffizient hergestellt werden sollen. 

Autorin: Dr. Marie-Luise Bopp, Projektmanager Marketing, 

Heraeus Noblelight GmbH, Kleinostheim 

Bei der Fertigung von Komposit-Materialien werden verschiedene 

Wärmeprozesse benötigt, etwa zum Aushärten der duroplastischen 

Kunststoffe. Thermoplasten werden erwärmt, um sie zu verschweißen, 

zu formen oder umzuformen. Faservolumengehalt und Faserorientierung 

haben einen erheblichen Einfluss auf die Wärmeleitung, 

daher ist die präzise und homogene Erwärmung von Komposit- 

Materialien grundsätzlich nicht trivial. Sie ist eine Grundvoraussetzung 

dafür, dass die Schichten optimal verdichtet werden können 

und so Strukturen mit hoher Integrität bilden. 

SCHNELL UND HOMOGEN HEIZEN 

Bisher führt man die erforderlichen Wärmeprozesse häufig mit konventionellen 

Heißluftöfen durch. Infrarot-Wärmetechnologie bietet 

dagegen einige Vorteile. Infrarot-Strahler zeigen Reaktionszeiten 

innerhalb von Sekunden, das macht Wärme regelbar und hilft, Energie 

richtig zu dosieren. Wenn die Wärmequelle nur dann angeschaltet 

sein muss, wenn sie gebraucht wird, spart man Energie. 

Infrarot-Systeme sind relativ kompakte Wärmeeinheiten, die 

große Werkteile am Band erwärmen, ohne dass ein großvolumiger 

Ofen für das komplette Teil benötigt wird. Infrarot-Strahlung kann 

EINE HOMOGENE ERWÄRMUNG DER 

KOMPOSIT-MATERIALIEN IST EINE 

VORAUSSETZUNG DAFÜR, DASS DIE 

SCHICHTEN STRUKTUREN MIT HOHER 

INTEGRITÄT BILDEN KÖNNEN 

genau an Produkt und Prozess angepasst werden. CAE kann mit 

modernen Simulations-Methoden zusätzlich helfen, große Flächen 

homogen zu erwärmen, indem beispielsweise die Energieverteilung 

auf der Fläche optimiert wird. 

EINSATZBEISPIEL FORSCHUNG 

So hat Heraeus Noblelight für ein Projekt des National Composites 

Centre (NCC) in Bristol, einer weltweit führenden Instanz für Verbundwerkstoffe, 

nicht nur Infrarot-Systeme geliefert, sondern auch 


TARTLER 

KUNDENSPEZIFISCHE 

DOSIER- UND 

MISCHANLAGEN 

FÜR FOLGENDE APPLIKATIONEN 

CAE STATT VERSUCH UND IRRTUM 

Durch den Einsatz von CAE-Werkzeugen können Wärmeprozesse, die üblicherweise im 

Labor zeit- und kostenaufwendig untersucht werden, schnell und effizient simuliert und 

optimiert werden. Mithilfe der CAE-Simulation werden präzise Informationen zu Temperaturverteilung 

in Substraten, Bauteilen bzw. Rückwirkungen auf Umgebungseinflüsse 

berechnet. Weiterhin können die Luftführung oder ein möglicher Druckabfall innerhalb 

verschiedener Anlagenkammern in Abhängigkeit der verwendeten Lüfter und Temperatur- 

Gradienten berechnet und visualisiert werden. Auf diese Weise werden bereits am Rechner 

Designänderungen der Anlagen geprüft und Optimierungsmaßnahmen evaluiert. Darüber 

hinaus lassen sich die Ursachen für Qualitätsschwankungen oder die Möglichkeiten zur 

Optimierung kritischer Produktionsschritte im Hinblick auf Energieeffizienz und Prozessqualität 

erkennen und das Potenzial für Energieeinsparungen aufdecken. 

GIESSEN 

RTM 

KLEBEN 

SPRÜHEN 

Simulationen angestellt, um die genaue Positionierung 

von Infrarotmodulen beim Auflegen von 

Pre-Preg-Material zu bestimmen. 

Und zwar beauftragte das NCC Heraeus Noblelight 

im Rahmen eines Projekts damit, eine optimale 

Wärmezufuhr für die herzustellenden Verbundwerkstoffe 

zu entwickeln. Die Experten 

von Heraeus nutzten dafür CAE-Simulationen, 

Ray Tracing und Computational Fluid. Es wurden 

Reflexionsmessungen durchgeführt, um die 

Materialeigenschaften des Komposits zu ermitteln, 

ein Drahtgittermodell erstellt und mit Ray 

Tracing die Bestrahlung simuliert. So konnte für 

den Zielbereich ein Konzept entwickelt werden, 

das die geforderte Homogenität bei einem Minimum 

an verwendeten Strahlern gewährleistet. 

Nach den CAE-Arbeiten bei Heraeus wurde 

im NCC ein Infrarotsystem mit schnell reagierenden, 

mittelwelligen Infrarot-Strahlern installiert. 

Dieses besteht aus sechs separaten Zonen, 

von denen jede PID-gesteuert ist und deren 

Oberflächentemperatur mit einem Pyrometer 

gemessen wird. 

Das IR-System wird derzeit im NCC eingesetzt, 

Richard Entwistle, der Projektleiter, erklärt: „Wir 

waren beeindruckt von der Arbeit von Heraeus, 

sowohl in Bezug auf ihre CAE-Expertise als auch 

auf die Qualität der gelieferten Strahler.“ 

SCHÄUMEN 

VAKUUM 

INFUSION 

PULTRUSION 

FASER 

WICKELN 

Bilder: Heraeus Noblelight 

www.heraeus-noblelight.com/infrared 

Die Erwärmung von Kompositen wird im 

hauseigenen Anwendungszentrum bei 

Heraeus Noblelight getestet 

Anwendungs-Videos 

finden Sie auf unserem 

YouTube Kanal 

https://yt.vu/+tartler 

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Kundenspezifische Dosier- u. 

Mischanlagen für Polyurethan, 

Silikon und Expoxidharze 

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NEUER SPEZIALWERKSTOFF FÜR HOHE 

TEMPERATUREN 

Dichtungshersteller C. Otto 

Gehrckens präsentiert seinen 

besonders temperaturbeständigen 

Hochleistungswerkstoff 

Vi 250. Speziell für 

hohe Einsatztemperaturen 

konzipiert, dichtet das neue 

FKM-Compound dauerhaft bis 

zu + 250 °C zuverlässig gegen 

Luft ab. Der Werkstoff Vi 250 

kommt aber nicht nur mit 

hohen Temperaturen zurecht: Er kann auch in kalten Umgebungen 

bis - 25 °C eingesetzt werden. Zudem zeigt er eine sehr gute Medienbeständigkeit 

und ist widerstandsfähig gegenüber Chemikalien wie 

etwa Kohlenwasserstoffen. Eine niedrige Gasdurchlässigkeit und die 

gute Beständigkeit gegen Dampf runden das Werkstoffprofil ab. 

www.cog.de 

HOCHTEMPERATURLÖTSYSTEME FÜR DIE 

KUPFERLACKDRAHTVERARBEITUNG 

Lackdrahthersteller entwickeln 

immer neue Produkte, die mit 

unterschiedlichsten, teilweise 

ebenfalls neu entwickelten 

Isolationsmaterialien versehen 

sind. Dadurch soll die Verbesserung 

der Isolationsklasse sowie die 

thermische Widerstandsfähigkeit 

für zukünftige Endprodukte verbessert werden. Eutect verfügt in 

seinem Modulbaukasten über alle selektiven Lötverfahren, die in 

der Lage sind, beschichtete Kupferlackdrähte in einem Schritt, ohne 

zusätzliche Entfernung der Isolierung, prozesssicher thermisch 

abzuisolieren. Der Hochtemperaturprozess zum Verzinnen von 

Eutect kann mit einem statischen Lötbad und einem dynamischen, 

frei programmierbaren Rakelsystem erfolgen. Dieses reduziert die 

Kontamination und hält die Basislegierung des Lotes konstant. 

Damit bleibt die Legierung über den gesamten Prozessverlauf in 

der ursprünglichen Zusammensetzung erhalten. 

www.eutect.de 

KOMPAKTE LED-AUSHÄRTUNGSLAMPE 

Delo hat eine 

platzsparende 

UV-Lampe für 

die Klebstoff- 

Aushärtung 

entwickelt. Die 

Delolux 503 ist 

für industrielle 

Klebanwendungen 

mit kleinen 

Flächen und 

sekundenschnellen 

Serienprozessen konzipiert, zum Beispiel für das Kleben von 

Kameras für das automatisierte Fahren. Mit einem typischen 

Arbeitsabstand von 15 mm belichtet sie eine Fläche von 

18 x 6 mm. Zudem weist die Lampe eine Besonderheit auf: Sie 

leuchtet schräg nach unten, wodurch sie nicht auf einer Ebene 

mit den zu verklebenden Bauteilen eingebaut werden muss. 

Dies erhöht den Bewegungsfreiraum von Achsen oder Greifern 

und erleichtert die Integration in komplexe Anlagen. Die 

Hochleistungs-Punktlichtquelle gibt es in zwei Varianten. Das 

Modell mit 365 nm Wellenlänge und einer Nennintensität von 

mehr als 1 000 mW/cm² ist für eine schnelle Klebstofffixierung 

in unter einer Sekunde optimiert. Die Version mit 400 nm und 

einer Intensität von über 1 600 mW/cm² wurde für eine 

optimierte Tiefenhärtung des Klebstoffs entwickelt sowie zum 

besseren Durchdringen schwer durchstrahlbarer Kunststoffe. 

www.delo.de 

DRUCKVERSCHRAUBUNGEN FÜR 

ÖL- UND GASINDUSTRIE 

Die Permanent- 

Druckverschraubungen 

der Serie 

Phastite von Parker 

Hannifin sind 

nun auch in 

unterschiedlichen 

korrosionsbeständigen 

Legierungen 

– einschließlich 

Alloy 

825, 625 und 

Super Duplex – sowie in neuen Größen erhältlich. Diese sind 

für Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie gedacht. Die 

Druckverschraubungen machen das Schweißen von Rohren bis 

1 Zoll überflüssig. Um eine dauerhaft leckagefreie Verbindung 

herzustellen, muss nur das Anschlussstück auf das Rohr-Ende 

gesetzt und die Abdeckmutter bis zum Anschlag geschoben 

und festgezogen werden. Mit Handwerkzeug dauert die 

Installation weniger als eine Minute und stellt sicher, dass 

Rohre beim ersten Mal richtig verbunden sind. Die Serie sorgt 

für reduzierte Kontroll- und Abkühlzeiten sowie minimierte 

Ausfallzeiten bei Rohrreparaturen. Sie hat eine integrierte 

Maßtoleranzkontrolle und eine Metall-Metall-Dichtung. 

Geeignet ist sie u. a. für Hydrauliköl, Wasser und Glykol- 

Wasser-Gemische, Schmieröl sowie weitere Medien. Sie kann 

in Anwendungen mit Drücken von bis zu 1 380 bar und bis zu 

Unterwassertiefen von 15 000 Fuß eingesetzt werden. 

www.parker.com 

14 DER KONSTRUKTEUR 2020/05 www.derkonstrukteur.de 

LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39


CAE-PROZESSKETTE FÜR DAS FASERWICKELN 

Bambusstäbe werden 

schon seit Jahrhunderten 

durch das Umwickeln 

mit Seilen zu 

stabilen und leichten 

Tragwerken verbunden. 

Am WBK Institut 

für Produktionstechnik 

des KIT Karlsruher 

Institut für Technologie 

umwickeln heute 

6-Achs-Roboter Hohlprofile aus Faserverbundwerkstoffen mit 

Carbonfasern. Das Besondere dabei ist nicht nur die Fügetechnologie 

an sich, sondern die durchgängige Abbildung des Prozesses 

in einer vollständigen CAE-Prozesskette. Durch eine grafische 

Benutzeroberfläche lässt sich der Vorgang des Wickelns auslegen, 

planen und bedienen. Dazu gehört, das Wickelmuster zu berechnen, 

die Verbindungen gemäß FEM auszulegen und die Bewegungen 

des Wickel-Roboters zu simulieren. 

Zu den Vorteilen des Verfahrens zählt, dass durch das Verbinden 

keinerlei Schäden an den Faserverbund-Profilen entstehen. 

Außerdem ist es besonders ressourceneffizient, da die Fasern 

lastpfadgerecht abgelegt werden können und so besonders 

wenig Material verbraucht wird. 

Das Fügeverfahren könnte insbesondere im Bau- und Kranwesen 

für besonders leichte, steife und gleichzeitig dennoch kostengünstige 

Fachwerkkonstruktionen sorgen. Weitere Anwendungen 

sind im Automobil- und Zweiradbau denkbar. Dort werden 

räumliche Fachwerke für Fahrgestelle als sogenannte Gitterrahmen 

verwendet. Das Verfahren wurde im Februar 2020 mit dem 

ThinKing-Award von Leichtbau BW ausgezeichnet. 

www.wbk.kit.edu 

www.leichtbau-bw.de 

WERKSTOFF FÜR DEN 3D-DRUCK VON 

DÄMPFUNGSELEMENTEN 

Ein flexibler Polymerwerkstoff für die additive Serienfertigung ist 

TPU 1301 von EOS. Dieses thermoplastische Polyurethan hat gute 

Stoßdämpfungseigenschaften und eignet sich damit u. a. besonders 

für Schuhe und den Automobilbau. Der Werkstoff bietet 

außerdem eine hohe Elastizität nach Verformung und ist sehr 

prozessstabil. Gleichzeitig verfügen die 3D-gedruckten Bauteile 

aus dem Material über eine glatte Oberfläche. Der Werkstoff 

eignet sich etwa für Sportsohlen, Schutzausrüstungen und 

Dämpfungselemente. TPU wird häufig eingesetzt, wenn Eigenschaften 

von Elastomeren und einfache Verarbeitbarkeit gefordert 

sind. Die für verschiedenste Anwendungen erforderliche Flexibilität 

sowie entsprechende Dämpfungseigenschaften können über 

die Struktur des Bauteildesigns und die verwendeten Prozessparameter 

angepasst werden. 

www.eos.info 

FORM- UND NORMPLATTEN AUS KUNSTSTOFF- 

FORMENSTAHL 1.2738 TSHH 

Oftmals sind Formenstähle 

auf die mit dem 

Kunststoff in Kontakt 

stehende Kavität 

konzipiert. Die für die 

konstruktive Formauslegung 

wichtigen 

Stahleigenschaften 

treten dabei häufig in 

den Hintergrund. Der 

modifizierte und vergütete Kunststoff-Formenstahl 1.2738 TSHH 

deckt hingegen beide Anforderungen ausgezeichnet ab: Er bietet 

zum einen gute Polierbarkeit bzw. beste Narbbarkeit und zum 

anderen besitzt er eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie einen 

hohen Verschleißwiderstand. Speziell bei Formplatten ohne 

Dimensionseinschränkungen, tiefen Kavitäten, hohen Kernbeanspruchungen 

sowie höchsten Oberflächenansprüchen eignet sich 

dieses Material bestens. Besonders im Automotive-Bereich, aber 

auch im Bereich der Konsumgüter findet dieser Stahl Verwendung. 

Meusburger bietet ab sofort Formplatten und Normplatten in der 

Materialqualität 1.2738 TSHH ab Lager an. 

www.meusburger.com 

VERBINDUNGSELEMENTE UND BEFESTIGUNGS- 

TECHNIK: 84 000 ARTIKEL 

Reyher hat seinen Katalog 

für Verbindungselemente 

und Befestigungstechnik 

in der aktualisierten 

Version herausgebracht. 

Der überarbeitete Katalog 

umfasst jetzt 84 000 Artikel 

und berücksichtigt die 

jüngsten Erweiterungen 

der Sortimente aus 

verschiedenen Anwendungsbereichen. 

Optimierte 

Artikelangaben 

unterstützen Einkäufer 

bei der Auswahl. Außerdem hat der Anbieter die technischen 

Informationen zu den Artikeln erweitert. Diese liefern Anwendern 

Know-how und Entscheidungshilfen. Der Katalog kann ab sofort 

bei dem Händler angefordert werden und steht außerdem als 

PDF-Version auf der Website (www.reyher.de) kostenlos zum 

Abruf bereit. Das Sortiment des Handelsunternehmens gehört 

mit insgesamt über 130 000 Artikeln am Lager zu den breitesten 

und tiefsten der Branche. Dazu kommt ein umfangreiches 

Dienstleistungsangebot rund um die C-Teile-Versorgung. 

www.reyher.de

KERAMIK 

TOP IN FORM 


Die Möglichkeiten technischer Keramik sind noch 

immer nicht vollständig bekannt. Es kursieren die 

Annahmen, der Werkstoff sei teuer und breche 

leicht, sei zu temperaturempfindlich oder es 

könnten nur simple Formen hergestellt werden. 

Tatsächlich ist technische Keramik äußerst 

vielfältig und kann, wenn sie mit der passenden 

Fertigungstechnologie – wie z. B. dem 

Spritzgussverfahren – in Form gebracht wird, ein 

gleichwertiger oder gar besser geeigneter Ersatz 

für Metall oder Kunststoff sein. 

Sembach Technical Ceramics ist, wie der Name schon vermuten 

lässt, Spezialist für die Entwicklung, Herstellung und Veredelung 

hochwertiger Komponenten aus technischer Keramik 

und das seit über 100 Jahren. Mit modernen Fertigungsverfahren 

wie der Spritzgusstechnologie realisiert das familiengeführte Unternehmen 

auch komplexe Geometrien oder Mikroteile. 

Folgende grundlegenden Eigenschaften technischer Keramik 

prädestinieren den Werkstoff für zahlreiche hochtechnologische 

Anwendungen beispielsweise im Automotive-Bereich, in der 

Medizingerätetechnik oder im Maschinen- und Anlagenbau: 

n ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit (bis 1 800 ° C) 

n sehr gute Verschleiß- und Korrosionseigenschaften 

n hohe bis sehr hohe Festigkeiten 

n hervorragende Härte (bei Aluminiumoxid nahezu 

ähnlich wie Diamant) 

n elektrische Isolation 

n thermische Isolation bzw. hohe thermische Leitfähigkeit 

n Formstabilität (auch bei hohen Temperaturen) 

n Feuerfestigkeit 

n Alterungsbeständigkeit 

n Biokompatibilität 

DAS PASSENDE FORMGEBUNGSVERFAHREN 

Der initiale Aufwand für die Herstellung eines Produkts aus Keramik 

ist tatsächlich manchmal höher als bei gewohnten Werkstoffen aus 

Metall oder Kunststoff. Im Produktionsprozess zeigt sich dann 

jedoch häufig, dass der integrale Aufwand wesentlich geringer und 

die Keramik in der Herstellung insgesamt günstiger, weil länger 

haltbar ist. Ein kleiner Überblick über die Formgebungsverfahren 

zeigt, welches Spektrum an Bauteilen und Anwendungen mit technischer 

Keramik möglich ist: 

EXTRUSION 

Achssymmetrische keramische Bauteile wie Rohre, Stäbe oder 

Profile lassen sich im Extrusionsverfahren herstellen. Zur Extrusion 

benötigt man eine bildsame oder plastische Arbeitsmasse mit einer 



Arbeitsfeuchte von ca. 15 bis 25 %. Die eigentliche Formgebung 

erfolgt mittels Vakuumschneckenextruder oder Kolbenstrangpresse, 

indem die plastische Masse durch ein formgebendes Mundstück 

gedrückt wird. 

TROCKENPRESSEN 

Das Trockenpressen ist ein zweiseitig axiales Pressverfahren. Komplexe 

Formen sind nur auf der Unterseite ausführbar. Beim uniaxialen 

Trockenpressen wird entweder durch einseitige Bewegung 

eines Stempels oder zweiseitige Bewegung von Ober- und Unterstempel 

eine Pulver- oder Granulatschüttung verdichtet. Das Verfahren 

eignet sich ausgezeichnet für die Großserienproduktion. 

Einsetzbar sind nahezu alle keramischen Werkstoffe. 

UM DIE IDEEN DER KONSTRUK- 

TEURE KERAMIKGERECHT UM- 

ZUSETZEN, IST EINE MÖGLICHST 

FRÜHE EINBINDUNG DER 

KERAMIKHERSTELLER SINNVOLL 

KERAMISCHER SPRITZGUSS 

Dank des Spritzgussverfahrens (CIM = Ceramic Injection Moulding) 

erhalten Entwickler und Konstrukteure mehr Spielraum bei der 

Gestaltung von keramischen Bauteilen höchster Festigkeit, höchster 

Zähigkeit und bester Oberflächenqualität. Da die Prozesssicherheit 

des CIM sehr hoch ist, können auch hochwertige und damit hochpreisige 

Rohmaterialien uneingeschränkt verarbeitet werden. Die 

Kombination der sicheren Formgebungsmethodik mit der werkstoffbedingt 

hohen Festigkeit der Formteile, die entsprechend mechanisch 

belastbar sind, verschafft dem CIM einen deutlichen Vorteil gegenüber 

anderen Formgebungsmethoden. Zunächst wird beim CIM eine 

Arbeitsmasse, der sogenannte Feedstock, durch Zugabe ausgeklügelter 

organischer Bindersysteme hergestellt. Die einzelnen chemischen 

Komponenten dieses Bindersystems müssen gewährleisten, dass 

durch Erhitzen des Feedstocks in der Spritzgussmaschine das Material 

ausreichend fließfähig wird und so unter hohem Druck in eine oder 

Mehrfachkavitäten eingespritzt werden kann. Darüber hinaus muss 

der Rohling in der Form wieder erstarren und ausreichende Festigkeit 

für das weitere Handling außerhalb der Maschine aufweisen. 

Die präzise Einstellung der Fließfähigkeit des keramischen Feedstocks 

über das Bindersystem ermöglicht eine hohe Prozesssicherheit 

bei der Formgebung. Es wird beim Füllen der Kavität immer 

dieselbe Menge Material eingespritzt, sodass eine gleich bleibende 

Verdichtung gewährleistet ist. Dies führt dazu, dass die Toleranzen 

auf ein Minimum eingegrenzt werden können. Unter Sintern ist die 

abschließende Temperaturbehandlung zu verstehen, bei der aus 

den Rohstoffen erst der eigentliche keramische Werkstoff entsteht. 

Dieser Prozess ist mit einem Schrumpfen des Bauteiles von bis zu 

50 Vol.-% verbunden. Auf diesem Weg lassen sich keramische Bauteile 

in einem hochautomatisierten Prozess extrem präzise fertigen. 

MIKROSPRITZGUSS 

Sobald Bauteile besonders winzig und filigran sein müssen, wie 

z. B. in der Medizingerätetechnik, ist der Mikrospritzguss das geeignete 

Fertigungsverfahren, das bisher in der technischen Keramik 

eher selten zur Anwendung kommt. Sembach bietet das Verfahren 

an, um Kleinstkomponenten mit einem Gewicht zwischen 0,01 und 

0,5 g, wie Spitzen für Endoskope für minimalinvasive Eingriffe oder 

Werkzeuge für Miniaturbauteile, zu fertigen. Mikrospritzguss unterscheidet 

sich zum klassischen Spritzguss durch eine sehr kleine 

Einspritzeinheit, die anstelle der normal großen Einheit in der 

Spritzgussmaschine integriert ist. Diese Einspritzeinheit basiert auf 

einer anderen Technik. Es handelt sich um eine Kolbenpresse mit 

Miniaturkolben, der sehr geringe Materialmengen befördern kann. 

Wichtig ist dabei die Überwachung des Prozesses, die bei Mikrospritzguss 

auf einer normalen Spritzgussmaschine nicht zu leisten 

wäre. Die Auflösung ist zu grob, um Einspritzdrücke, Spritzvolumen 

etc. zu messen. Mit der kleinen Einspritzeinheit ist es möglich, die 

minimalen Kolbenbewegungen wieder zu skalieren und damit diese 

Kleinstmengen zu messen und zu überwachen. So gewährleistet 

Sembach die Prozesssicherheit für die Mikroteile. 

KERAMIKGERECHTE KONSTRUKTION 

Der Keramikspritzguss trägt dazu bei, dass Werkstoffe wie Metall 

und Kunststoff in Anwendungen substituiert werden können. Deshalb 

ist es sinnvoll, dass eine möglichst frühe Einbindung der 

Keramikhersteller in die Entwicklung der Bauteile erfolgt, um die 

Ideen der Konstrukteure keramikgerecht umzusetzen. So kann 

beispielsweise gezielt auf die spezifischen Eigenschaften des keramischen 

Materials und deren wirtschaftliche Auswirkungen im für 

das Bauteil passenden Produktionsprozess eingegangen werden. 

Bilder: Sembach Technical Ceramics 

www.sembach.de 

01 Keramischer Spritzguss bietet Konstrukteuren gegenüber anderen 

Formgebungsverfahren die größten gestalterischen Freiheiten 

02 Komplexe Geometrien wie ein Trägerkörper für Potentiometer, 

können ohne Gratbildungen mit Keramikspritzguss realisiert werden 

03 Im Mikrospritzguss gefertigt: eine Endoskopspitze für 

minimalinvasive Eingriffe 

01 02 03

TITELSTORY 


EFFIZIENT, EFFIZIENTER, … 


Grundsätzlich muss eine moderne Stromversorgung eines leisten: Eine 

Wechselspannung in eine galvanisch sicher getrennte Gleichspannung wandeln. 

Und das soll sie möglichst effizient tun. Aber was braucht eine Stromversorgung, um 

maximal effizient zu sein? Und welcher Zusammenhang besteht zum Wirkungsgrad 

und der Baugröße? Eine kompakte High-End-Stromversorgung liefert Antworten. 

Autorin: Lena Kalmer, Communication Manager, WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden 



Welche ökonomischen und ökologischen Aspekte gilt 

es, bei der Auswahl der Stromversorgung im Blick zu 

haben? Welche Bedeutung hat ein hoher Wirkungsgrad? 

Und welche weiteren Anforderungen sollte ein 

modernes Netzgerät erfüllen? Wago hat sich mit diesen Fragen 

auseinandergesetzt und mit der Stromversorgung Pro 2 eine neue 

Lösung geschaffen, die den aktuellen und zukünftigen Anforderungen 

des Markts gerecht wird. 

EFFIZIENZ ALS KERNELEMENT 

Die Vielfalt der Stromversorgungen am Markt spiegelt die unterschiedlichen 

Einsatzgebiete und Applikationen wider. Wettbewerb 

ist gut für den Anwender, denn so kann er die für seine Applikation 

passende Stromversorgung auswählen. Effizienz und damit einhergehend 

ein hoher Wirkungsgrad können hierbei ein entscheidender 

Wettbewerbsvorteil sein. Damit verbunden ist eine geringere 

Verlustleistung und eine niedrigere Erwärmung im Schaltrank. 

Das Ergebnis? Weniger Systemkosten und eine höhere Lebensdauer 

des Netzteils für den Nutzer. Aber nicht nur die Total Cost of 

Ownership können durch einen höheren Wirkungsgrad reduziert 

werden, sondern auch ökologische Aspekte, wie die Einsparung 

von CO 2 

und die Wärmeverlustleistung im Schaltschrank spielen 

hierbei eine große Rolle. Wie genau, demonstriert die neue Wago 

Stromversorgung Pro 2. 

ERFOLGSFAKTOR DESIGN 

Die Anforderung der Anwender sind breit gefächert hinsichtlich 

Preis, Wirkungsgrad, Spannungsbereiche und Einstellbarkeit sowie 

Baugröße. Diese widersprechen sich zum Teil und sind somit 

Herausforderungen bei der Entwicklung eines Netzgeräts. 

Bereits bei der Auswahl der Topologie des Schaltnetzgeräts 

werden wichtige Weichen hinsichtlich Wirkungsgrad und Kosten 

gestellt. Zu den derzeit effizientesten und wirtschaftlichsten 

Topologien zählen die „soft“-schaltenden Resonanzwandler, bei 

denen die Verluste durch Schalten im Nulldurchgangspunkt 

verringert werden. 

Durch Kombination mit aktiver Synchrongleichrichtung und 

einer aktiven Leistungsfaktorkorrektur werden die Verluste weiter 

reduziert. Die Entwicklung eines eigenen, für jedes Netzgerät 

angepassten Übertragers sorgt für hohe Effizienz, Zuverlässigkeit 

und Baugrößenreduzierung. Und auch die Auswahl der Bauteile 

erfolgt unter den Gesichtspunkten Effizienz sowie Kostenoptimierung. 

LANGE LEBENSDAUER 

Durch die verlustarme Schaltungstechnik wird gewährleistet, dass 

die Bauelemente einem geringeren thermischen Stress ausgesetzt 

sind. Das steigert deren Lebenserwartung deutlich, insbesondere 

bei wärmeempfindlichen Kondensatoren oder Halbleitern. Es ergeben 

sich so sehr gute Werte in der Berechnung von MTBF (Mean Time 

Between Failures) sowie Cap-Lifetime. 

Anwendungen im 24/7-Dauerbetrieb, wie beispielsweise in 

Gebäuden, profitieren davon durch zuverlässige Versorgung. Dies 

ist besonders wichtig, wenn Geräte durch Verbau in Systemverteilern 

in Zwischendecken nur schwer erreichbar sind. Weitere Beispiele 

für Anwendungen im 24/7-Betrieb sind beispielsweise in der 

Produktion chemischer Erzeugnisse, auf Mautbrücken oder in 

Ortsnetzstationen zu finden. 

01 Das optional steckbare Kommunikations-Interface, die IO-Link-Schnittstelle 

und Konfigurationsmöglickkeiten der neuen Stromver sorgung Pro 2 

können den Anwender schon heute ins digitale Zeitalter bringen 

VERLUSTLEISTUNGSKOSTENRECHNER 

Wieviel der Einsatz der Stromversorgung Pro 2 in ihrer 

Anwendung einsparen kann, das können Konstrukteure jetzt 

ganz leicht herausfinden – mit dem Wago-Verlustleistungskostenrechner. 

Er steht online unter: wago.com/vlkr. 

„Lange Lebensdauer, höchste Effizienz, kleinste Baugröße und 

dadurch maximal reduzierte Betriebskosten. Das sind direkte Vorteile 

für unsere Kunden und auch für die Anlagenbetreiber – vom 

ersten Tag des Einsatzes an“, sagt Klaus Böhmer, BU-Leiter Interface 

Electronics bei Wago. 

DIE GRÖSSE ZÄHLT 

Durch den hohen Wirkungsgrad können die Verlustleistung und 

Dimensionen deutlich reduziert werden. Die Implementierung der 

Pro 2 senkt somit die Kosten für die Kühlung, außerdem wird der 

Platzbedarf im Schaltschrank minimiert. So fallen die Abstände 

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/05 19


02 

links und rechts zu anderen Komponenten geringer aus, und durch 

die steckbare Anschlusstechnik wird der für die optimale Kühlung 

benötigte Abstand nach oben und unten automatisch eingehalten. 

Außerdem wird die Installation deutlich vereinfacht. In einigen Fällen 

kann sogar der Schaltschrank verkleinert werden, was zu zusätzlichen 

Kosteneinsparungen führt. 

„Wir haben bei unseren Netzgeräten den Anspruch, uns durch 

eine hohe Effizienz und Zuverlässigkeit von anderen Anbietern am 

BEREITS BEI DER AUSWAHL DER 

TOPOLOGIE DES SCHALTNETZGERÄTS 

WERDEN WICHTIGE WEICHEN 

HINSICHTLICH WIRKUNGSGRAD 

UND KOSTEN GESTELLT 

Markt zu differenzieren. Das heißt konkret: Weniger Verlustleistung 

sowie eine höhere Packungsdichte für den Schaltschrankbau“ sagt 

Klaus Böhmer, BU-Leiter Interface Electronics bei Wago. 

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITELSTORY 

02 Der hohe Wirkungsgrad sorgt für platzsparende Abmessungen; 

ein einheitliches Gehäusedesign und ein digitaler Zwilling 

machen die Implementierung sehr einfach 

03 Ein typischer Wirkungsgrad bei einem einfachen Netzgerät mit 

960 W Nennleistung beträgt 91 %, bei der neuen Pro-2- 

Stromversorgung liegt der Wirkungsgrad bei 96,3 % 

KLEINER UNTERSCHIED, GROSSE WIRKUNG 

Gering erscheinende Unterschiede in den technischen Daten können 

große Auswirkungen haben. Wieso, zeigen wir anhand eines kleinen 

Beispiels: Ein typischer Wirkungsgrad bei einem einfachen Netzgerät 

mit 960 W Nennleistung beträgt 91 %. Bei der neuen Pro-2-Stromversorgung 

liegt der Wirkungsgrad bei 96,3 %. Auf den ersten Blick scheinen 

diese 5,3 Prozentpunkte nicht gerade viel zu sein – aber genau auf sie 

kommt es an: Dieser bessere Wirkungsgrad der Pro-2-Netzgeräte 

03 


escha.net 

DIE EINSPARPOTENZIALE 

WERDEN UNTERSCHÄTZT 

Die enormen Einsparpotenziale durch eine 

moderne Stromversorgung werden oftmals unterschätzt. 

Das zeigen erste Gespräche mit unseren 

Kunden. Die Reduktion der Verlustleistungskosten 

in Euro und die CO 2 

-Einsparungen durch die Pro 2 

sind deutlich höher, als vom Kunden zunächst 

angenommen. 

FLORIAN KOTHE, Business Development Manager 

Interface, WAGO, Minden 

spart 37 W an Verlustleistung. Auf eine Betriebszeit von fünf Jahren 

gerechnet bedeutet dies eine Einsparung von 209 EUR an Energiekosten 

und gleichzeitig eine Einsparung von 1 t CO 2 

. Zum Vergleich: 

Eine 80-jährige Buche mit 23 m Wuchshöhe hat in ihrem 

Leben 1 t CO 2 

gespeichert – bei mehreren hundert Netzgeräten in 

einer Produktionsstraße wäre das also schon ein ganzer Wald. 

Man sieht: kleiner Unterschied, große Wirkung! 

BIS 60 °C OHNE DERATING 

Bei Anwendungen ohne Klimatisierung muss der Konstrukteur 

Derating-Kurven einzelner Komponenten beachten. Ein Schaltschrank 

im Außenbereich kann eine Innentemperatur von 60 °C 

und mehr erreichen. Nicht alle Komponenten im Schaltschrank 

können bei diesen hohen Temperaturen die Nennleistung abgeben. 

Die Dearting-Kurven geben hier Aufschluss auf die notwendige 

Leistungsreduzierung in Abhängigkeit von der Temperatur. 

Nicht so bei den neuen Wago-Stromversorgungen Pro 2, die 

ohne Derating bis 60 °C zu betreiben sind und bei 70 °C mit 70 % 

Auslastung betrieben werden können. 

Anschlusstechnik für 

Roboterapplikationen 

PROFINET Anschlusstechnik 

für Robotik 

Sensor-/Aktorleitungen 

Maximale Biegewechsel & Torsion 

Höchste Verfügbarkeit in 

dynamischen Anwendungen 

Bilder: Aufmacher Hintergrund: liuzishan – stock.adobe.com, Sonstige: WAGO 

www.wago.com


TRENDS 

bei Energieführungssystemen 

Autor: Peter Sebastian Pütz, Head of Market /Product/Development, Head of Crane 

Business, TSUBAKI KABELSCHLEPP GmbH, Wenden

NACHHALTIGKEIT IN DER FERTIGUNG 

UND BEI DEN MATERIALIEN 

Warum nachhaltiges Wirtschaften immer wichtiger wird, liegt auf der Hand. Die 

Nachhaltigkeit in der Produktion umfasst idealerweise alle Schritte von der Planung 

über die Verarbeitung der Materialien bis zur Entsorgung und darüber hinaus. 

Die möglichen Maßnahmen sind vielfältig: Zum Beispiel können Produktionsabfälle 

aus der Kunststoffkettenproduktion zu Regranulat verarbeitet und in den Produktionskreislauf 

zurückgeführt werden. Auch Stahlkettensysteme sind recyclefähig. Darüber 

hinaus kann ein modularer Aufbau von Produktprogrammen dazu beitragen, dass 

weniger Materialien vorgehalten werden müssen als bei klassischen Einzel- und 

Sonderanfertigungen – das spart Platz bei der Lagerhaltung und reduziert das Risiko 

nicht verwertbarer Restmengen. Tsubaki Kabelschlepp nutzt all diese Methoden und 

forscht am Einsatz von Kunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. 

INDUSTRIE 4.0 – NEUE MÖGLICHKEITEN DER 

PROZESSSTEUERUNG UND -ÜBERWACHUNG 

Auch bei Energieketten kommt Industrie 4.0 ins Spiel. Denn die Digitalisierung 

eröffnet auch hier neue Möglichkeiten der Prozesssteuerung und -überwachung. 

Mit ihrer Hilfe lassen sich die Zug- und Schubkräfte überwachen, die auf die 

Energiekettensysteme wirken oder es lässt sich eine Verschleißprognose bei 

Gleitschuhen erstellen. Möglich wird dies z. B. mit einem standardisierten 

Hut schienenmodul von Tsubaki Kabelschlepp. 

ERWEITERTE SYSTEMKONZEPTE – 

ALLES AUS EINER HAND 

Turnkey-Konzepte sind gefragt. Im Rahmen dieser schlüsselfertigen Lösungen 

bekommen Kunden alle Leistungen aus einer Hand. Erweiterte Systemkonzepte 

umfassen nicht nur die reine Auftragsbearbeitung, sondern auch im Vorfeld die 

Planung und im Nachhinein Wartung und Service. Vom einfachen System bis zur 

komplexen Anlage – im Idealfall deckt, wie bei Tsubaki Kabelsschlepp, ein maßgeschneidertes 

Konzept mit den passenden Systemen und Materialien alles ab. 

Anwender erhalten darüber hinaus umfassenden Support, sodass die Anlage 

unmittelbar nach Lieferung und Montage in Betrieb gehen kann. 

BRANCHENSPEZIFISCHE LÖSUNGEN 

Große Verfahrwege, Abriebfestigkeit, Seewasserbeständigkeit: Die Anforderungen, 

die an Energieketten in der Intralogistik gestellt werden, unterscheiden sich 

mitunter deutlich von denen, die in der Medizin- und Reinraumtechnik oder in 

der Kran-Industrie gelten. Deshalb sind branchenspezifische Lösungen angesagt. 

Sie werden bei Tsubaki Kabelschlepp speziell auf die Bedürfnisse der verschiedenen 

Industrien zugeschnitten, auch Vertrieb und Marketing sind jeweils auf die 

Branchen abgestimmt. 

BAUKASTENSYSTEME: STANDARDISIERUNG 

BEI MAXIMALER FLEXIBILITÄT 

Baukastensysteme ermöglichen maßgeschneiderte Lösungen für jede Applikation. 

Standardisierte Einzelteile als kleinste Einheit lassen größtmögliche Flexibilität bei 

der Gestaltung und bei den Einsatzbereichen der Energiekettensysteme zu. Für jede 

Anwendung steht das passende Material – ob Kunststoff, Stahl oder Hybrid – bereit. 

Nebeneffekte standardisierter Einzelteile sind Liefertreue, ein hohes Maß an Qualität 

und Nachhaltigkeit (siehe 1). 

Bilder: 1: RFsole – stock.adobe.com, 2: Moonnoon – stock.adobe.com, 3 - 5: Kabelschlepp 

www. tsubaki-kabelschlepp.com 



EIN LEICHTGEWICHT 

FÜR ALLE FÄLLE 


Maschinenkomponenten in der Industrie 

werden immer kleiner, die Modularisierung 

schreitet voran. Antriebe und Sensorik sind 

zunehmend dezentral angeordnet und auch die 

Schnittstellen müssen sich an die veränderten 

Anforderungen anpassen. Eine Antwort auf 

den Trend bietet eine Steckverbinder-Reihe, 

die klein, leicht und flexibel ist. 

Die neue Steckverbinder-Reihe Han 1A stellt sich den Herausforderungen 

der Miniaturisierung. Die kompakten Steckverbinder 

ermöglichen leistungsfähige und wirtschaftliche 

Verbindungslösungen auf minimalem Bauraum – und 

werden damit den Anforderungen der Industrie 4.0 gerecht. Der 

einfache Aufbau, die Leichtigkeit sowie vielfältiges Zubehör beschleunigen 

die Montage und Vernetzung intelligenter Endgeräte. 

Die Rechtecksteckverbinder eignen sich besonders für die Installation 

Autor: Maximilian Tischler, Product Manager Han Connectors, 

HARTING Electric GmbH & Co. KG, Espelkamp 

dezentraler Verbraucher, ermöglichen ein modulares Design und 

unterstützt die Miniaturisierung. Tatsächlich benötigen sie bis zu 

30 % weniger Bauraum als der bisher kleinste Rechtecksteckverbinder 

im Harting-Portfolio, der Han 3A. 

Das Maschinen-Design gewinnt durch den modularen Han 1A 

an Flexibilität. Je nach Bedarf sind Einsätze sowohl im geschützten 

Bereich, z. B. als Schnittstelle in Schaltschränken oder Maschinen, 

als auch in rauer Industrieumgebung möglich. Vielfältige Konfigurationen 

gewährleisten eine zuverlässige Übertragung von Daten 

(Geschwindigkeit 10 Gbit/s), Signalen (bis 12 Kontakte) und/oder 

Leistungen (bis 16 A/400 V). 

BESONDERE KONSTRUKTION 

Die Vielseitigkeit des Steckverbinders beruht auf seiner besonderen 

Konstruktion: Isolierkörper und Gehäuse bilden beim Han 1A eine 

Einheit, die sich per Clip oder Bügel verriegeln lässt. Mithilfe von 

Einzeladerdichtmatten und Gehäuseelementen lässt sich das System 

schrittweise aus einer IP20- in eine IP65-Lösung verwandeln – und 

damit individuell auf eine Applikation zurechtschneiden. Durch die 

Möglichkeit, aus nur wenigen Grundelementen eine ganze Bandbreite 

an Schnittstellen zu entwickeln, ergeben sich für den Anwender 

erhebliche Vorteile: Erstens sinken die Kosten für die Bevor ratung 

durch die geringere erforderliche Lagerfläche. Zweitens gewinnt 

der Anwender Flexibilität, um auf spezifische Kunden anforderung 

reagieren zu können. 

24 DER KONSTRUKTEUR 5/2020


Eine weitere Besonderheit des Han-1A-Systems ist, dass sich 

Isolierkörper und Zubehör werkzeugfrei montieren lassen. Dies 

beschleunigt die Inbetriebnahme von Maschinen und Fertigungssystemen, 

was wiederrum Zeit und Kosten spart. Die Balance zwischen 

Sparsamkeit und möglichst großer Flexibilität hält auch die 

Ausstattung mit Anschlusstechniken: Es gibt Schraubanschlüsse 

für die schnelle und einfache Feldkonfektionierung sowie Crimpkontakte 

für die Konfektionierung im größeren Maßstab. 

IM MASCHINENBAU ZUHAUSE 

Naheliegend ist der Einsatz des Han 1A in Maschinenbau, Robotik 

und Automation, in der Energieerzeugung und -verteilung sowie im 

Schienenfahrzeugbau. Der Steckverbinder ermöglicht den effizienten 

Anschluss von Werkzeugen und Modulen wie Heiz- und Kühlaggregaten, 

Ventilatoren, Steuerungsterminals, Beleuchtungen und 

Vibrationsförderern. Er ist äußerst robust und resistent gegen Stöße 

und Vibrationen, wodurch sich unter anderem das Risiko von 

Maschinenausfällen verringert. 

Fördersysteme sind ein ideales Anwendungsfeld. Auch die Komponenten 

dieser Systeme werden zunehmend kleiner, daran müssen 

sich die Schnittstellen anpassen. In aktuellen Anwendungen kann 

es vorkommen, dass Steckverbinder eingesetzt werden, die größer 

DER KOMPAKTE RECHTECK- 

STECKVERBINDER ERMÖGLICHT 

LEISTUNGSSTARKE VERBINDUNGEN 

AUF KLEINSTEM RAUM 

sind als der angeschlossene Motor. Harting präsentiert mit dem 

Han 1A eine zugleich passgenaue und flexible Lösung. 

Ähnliches gilt für die Robotik: Große Stückzahlen werden vor 

allem im Pick & Place-Segment benötigt. Immer geringere Lasten 

und leichtere Antriebskomponenten stehen für den Trend. Entsprechend 

weniger Leistung muss transportiert werden. Dem wird 

der Han 1A mit seinem Leistungsbereich und dem rechteckigen 

Format gerecht. Darüber hinaus lassen sich nahezu unbegrenzt 

weitere Anwendungsmöglichkeiten finden: für den kostengünstigen 

Anschluss von Motoren ebenso wie für den Aufbau von Daten- und 

Signal-Schnittstellen für Steuerungen oder Sensoren. 

Bilder: Harting, Feder: Zbyszek Nowak – stock.adobe.com 

www.harting.com 

Der Steckverbinder ist robust und resistent gegen Stöße und Vibrationen 

5


LINEARTECHNIK AUF NEUEM LEVEL 


Die eigene Produktion schnell umstellen zu können, 

wird in Zeiten steigender Unsicherheiten für viele 

Unternehmen zum entscheidenden Kriterium. 

Das sollten auch Konstrukteure bedenken. 

Lösungen müssen einfach und schnell adaptierbar 

sein und sich ebenso schnell in Betrieb nehmen 

lassen. Die Digitalisierung auch vermeintlich rein 

mechanischer Komponenten wie der Lineartechnik 

hilft bei der technischen Umsetzung. 

Die Grundlagen für die Evolution der Lineartechnik hat Bosch 

Rexroth frühzeitig gelegt. So bietet das Unternehmen bereits 

heute eine ganze Palette digitaler Engineering-Tools und 

Konfiguratoren, mit denen die Auslegungsprozesse grundlegend 

vereinfacht werden. Doch das ist erst der Anfang. Die digitale 

Transformation ist für den Spezialisten für Antriebs- und Steuerungstechnologien 

ein Prozess, der kontinuierlich weitergeführt wird – und 

mit dem er die Lineartechnik jetzt auf ein neues Level heben will. 

NUR MECHANIK? 

Bosch Rexroth will zeigen, dass Lineartechnik auch als vermeintlich 

rein mechanische Technologie in der Fabrik der Zukunft ganz neue 

Möglichkeiten eröffnet. Auf Grundlage seines Produktprogramms 

bringt der Hersteller zusätzliche Intelligenz in die Lineartechnik. 

Angefangen von der vertikalen Integration mit Zusatzfeatures wie 

Software und Elektronik, bis hin zum gezielten Einsatz von Sensorik 

in seinen Lineartechnik-Komponenten. Ein erstes Lösungspaket 

dazu ist seit letztem Jahr auf dem Markt. Mit dem Smart Function 

Kit für Press- und Fügeanwendungen bekommt der Anwender einen 

modularen Baukasten aus Mechanik, Elektrik und Software als 

Subsystem. Eine Besonderheit ist dabei die intuitive Inbetriebnahme 

und Prozesskonfiguration. Für beides sind keine Programmierkenntnisse 

notwendig. Auch im späteren Betrieb kann die Software 

ohne Vorkenntnisse sofort intuitiv bedient werden. 

Autor: Dr. Ulf Lehmann, Leiter Geschäftsbereich Linear 

Motion Technology, Bosch Rexroth AG, Lohr a.M. 

VON FLEXIBILITÄT ZU WANDLUNGSFÄHIGKEIT 

Bei der Entwicklung der neuen Plattform für smarte mechatronische 

Lösungen standen die Bedürfnisse der Anwender im Fokus. 

Ziel war es, für jeden Prozessschritt die passende Lösung zu bieten. 

Das beginnt bereits bei der Produktauswahl und Auslegung: Der 

Anwender soll sich nicht erst aufwändig in die Technologie einarbeiten, 

sondern er realisiert seine Idee durch die Tools intuitiv in 

wenigen Schritten zur fertigen Konstruktion. 

Bei der Inbetriebnahme lautet das Credo „Plug-and-produce“, in 

Anlehnung an das Prinzip Plug-and-play, das vor allem aus dem 

Consumer-Bereich bekannt ist. In der Praxis bedeutet das z. B. im 

Fall von Linearachsen: Auspacken, anschließen und in nur wenigen 

Minuten kann der Funktionstest erfolgen. 

Im Betrieb selbst geht Rexroths Vision hin zu anpassbaren – und 

damit wandelbaren Handlingsystemen, die sich flexibel den neuen 

Produktionsprozessen anpassen. Konkrete Anwendung findet dieser 

Ansatz unter anderem beispielhaft mit einem Schnellwechselsystem 

für Linearachsen, die durch nur zwei Klicks einfach getauscht 

werden können, sich anschließend wieder selbst in Betrieb 

nehmen und umgehend bereit für neue Aufgaben sind. 

Der schnelle Wechsel einzelner Komponenten wirkt sich im 

letzten Schritt auch auf die Instandhaltung aus: Steht eine Linearachse 

zum Service an, kann der Techniker heute direkt ein Austauschexemplar 

einsetzen, sodass die Maschine ohne Stillstände 

weiterarbeiten kann. Zusätzlich eröffnen Sensoren die Möglichkeit, 

Predictive Maintenance und Condition Monitoring aktiv für 

die Verbesserung der Anlageneffizienz zu nutzen. Zur Anlageneffizienz 

tragen daneben auch völlig neue Produktansätze bei: 

So zum Beispiel ein nachrüstbares Ausgleichselement, mit dem 

sich die Positioniergenauigkeit von Robotern und kartesischen 

Systemen einzigartig verbessern lässt. 

Bild: Bosch Rexroth 

www.boschrexroth.com 

VIDEO 

Interessierte Anwender können die neuen Lösungen 

von Bosch Rexroth schon jetzt in Bild und Ton erleben: 

https://bit.ly/BoschRexroth_smarteLineartechnik 



NEUE DREHMOMENTSTARKE ANTRIEBE 

Maxon hat eine Reihe drehmomentstarker Antriebe vorgestellt. 

Dazu gehören leistungsverstärkte Flachmotoren, Antriebe mit 

zusätzlicher Drehmomentleistung, und auch die GPX-Getriebefamilie 

hat Zuwachs erhalten. Der Motor EC-i52 Power up deckt 

die Nachfrage nach zusätzlicher Drehmomentleistung ab. 

Die neue Version des bürstenlosen DC-Motors erreicht nun ein 

Drehmoment 

bis 1 Nm. 

Zudem hat der 

Antriebsspezialist 

einen Rotor 

für Flachmotoren 

entwickelt, 

bei dem das 

Rotorgehäuse 

im Kaltumformungsverfahren 

produziert wird. 

Das Ergebnis ist 

der leistungsverstärkte 

Flachmotor 

EC 45 flat 

Power up. Die bürstenlosen ECX-Torque-Motoren erreichen eine 

sehr hohe Drehmomentdichte bei moderater Drehzahl. Sie haben 

einen Durchmesser von 22 mm und sind in drei Längen erhältlich. 

In der GPX-Getriebefamilie gibt es nun neben den Durchmessern 

22 und 32 mm auch die größere Version GPX 42 UP. Diese 

Ultra-Performance-Getriebe zeichnen sich durch einen sehr 

hohen Wirkungsgrad aus. 

www.maxongroup.com 

GELENKLAGER: AUSGLEICHEND 

BEI SCHWENK- UND KIPPBEWEGUNGEN 

KBT Knapp 

bietet anwendungsspezifische 

Gelenklager 

an, die beim 

integrierten 

Schmiernutensystem 

be - 

ginnen und 

auch wartungsfreie, mit PTFE-Gewebe eingelegte Sondergelenklager 

beinhalten. Viele Anwendungen erfordern Lagerelemente, 

die sowohl für Schwenk- als auch für Kippbewegungen ausgelegt 

sind und dadurch Schiefstellungen ausgleichen können. Die 

meisten Wälzlager erfüllen diese Anforderungen nicht, da sie für 

kontinuierliche Umlaufbewegungen ausgelegt sind und Schiefstellungen 

nur begrenzt aufnehmen können. Gelenklager 

hingegen erfüllen diese Anforderungen. Sie werden als hochtragfähige 

Lagerelemente verwendet, um Bewegungen zwischen 

Welle und Gehäuse momentenarm auszugleichen. Das Gehäuse 

der KBT-Gelenkköpfe trägt das entsprechende Gelenklager. 

Abgestimmt auf die Anwendung werden als Trägermaterialien 

Vergütungsstahl, Grauguss bzw. Sphäroguss und Baustahl 

verwendet. Wartungspflichtige Gelenkköpfe sind nachschmierbar 

und mit Abdichtungen versehen. 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

Der Konstrukteur Mar quarter page.pdf 1 14.02.2020 09:37:25 

SYNCHRONMOTOR: 

NOCH MEHR ENERGIEEFFIZIENZ 

Nord Drive Systems kündigt einen neuen energieeffizienten 

Permanentmagnet-Synchronmotor (IE5+) an, der Verluste im 

Vergleich zur IE4-Baureihe weiter minimiert. Das Modell der 

jüngsten Generation ergänzt die Getriebemotorvarianten der 

LogiDrive-Systeme und soll dazu beitragen, die Variantenvielfalt 

in der Intralogistik zu reduzieren. Der kompakt konzipierte, 

unbelüftete 

Glattmotor 

erreicht seinen 

hohen Wirkungsgrad 

über 

einen breiten 

Drehmomentbereich 

und 

eignet sich für 

den Betrieb in 

Teillast. IE5+ 

wird zunächst 

in einer Baugröße 

für 

Leistungen von 0,35 bis 1,1 kW mit einem Dauerdrehmoment von 

1,6 bis 4,8 Nm sowie Drehzahlen von 0 bis 2 100 min -1 angeboten. 

Für eine verringerte Variantenzahl sorgt das konstante Drehmoment 

über einen weiten Drehzahlbereich. Damit sinkt der 

administrative und organisatorische Aufwand auf Lagerungsund 

Serviceebene. Der IE5+-Motor ist im Baukastensystem mit 

Getrieben und Antriebselektronik kombinierbar. 

www.nord.com 


SPECIAL 

ROBOTIK 

SPECIAL 


ROBOTIK 

WENN DER 

ROBOTER MIT 

DER WERKZEUG- 

MASCHINE … 

Roboterprogrammierung und -inbetriebnahme 

direkt über eine CNC, ohne spezielle 

Programmierkenntnisse – das klingt gut! Ein 

Automatisierungsspezialist hat genau das jetzt 

möglich gemacht, indem er seine 

Werkzeugmaschinensteuerungen mit einer 

Robotersteuerungs-Funktionalität ausgestattet 

hat. Seine Knickarmroboter bilden die perfekte 

Hardware-Ergänzung dazu. 

Autor: Michael Finke, Mitsubishi Electric 

Industrial Automation, Ratingen 

Mit weniger Fachkräften mehr erreichen – vor dieser 

Herausforderung stehen Unternehmen zunehmend. 

Wichtig sind dafür eine möglichst flexible Produktion 

und immer kürzere Taktzeiten. Automatisierte 

Fertigungen mit Industrierobotern sind zwar gefragt wie nie, 

allerdings ist die Hürde durch Unsicherheit bezüglich der Integration 

und Programmierung ohne Erfahrung oft ziemlich hoch. 

Mit seiner neuen Steuerungslösung beschleunigt Mitsubishi 

Electric nicht nur die Inbetriebnahme, sondern senkt gleichzeitig 

auch den Schulungs- und Fachkräftebedarf. Dazu erhöht 

sie die Flexibilität – besonders bei kleinen Losgrößen. Der Roboter 

lässt sich nun ohne Aufwand durch den Anwender mit der CNC 

bedienen und kontrollieren. Mit bereits vorhandenen Kenntnissen 

können Be- und Entladevorgänge automatisiert werden. 

Und das ohne zusätzlich externe Experten heranziehen zu 

müssen. 

Denn Mitsubishi Electric hat seine CNCs der Serie M8 mit der 

Direct-Robot-Control (DRC)- Funktionalität ausgestattet, speziell 

um die Automatisierung von Werkzeugmaschinen zu erleichtern. 

Dank dieser neuen Software-Lösung kann der Roboter per Plug 

and Play mit der Werkzeugmaschinen-Steuerung verbunden 

werden. Voraussetzungen sind, dass die Steuerung aus der 

M8-CNC-Serie von Mitsubishi Electric das neue Feature Direct- 

Robot-Control installiert hat und das System die Eckdaten des 

Roboters kennt. Sind diese Bedingungen erfüllt, kann der Roboter 

DANK DER NEUEN SOFTWARE- 

LÖSUNG KANN DER ROBOTER 

PER PLUG AND PLAY MIT DER 

CNC VERBUNDEN WERDEN 

direkt an der Werkzeugmaschine in Betrieb genommen werden. 

So entsteht auch die Möglichkeit, den Roboter an verschiedenen 

Werkzeugmaschinen einzusetzen – je nach Bedarf und 

Größe mobil verschiebbar oder fest installiert im Zentrum einer 

Fertigungsinsel. 

Sowohl die M800 mit großem Touchscreen als auch die M80 

von Mitsubishi Electric sind serienmäßig mit DRC ausgestattet. 

EINFACHE BEDIENUNG PER G-CODE 

Mithilfe der DRC-Funktion kann der Roboter ganz einfach über 

G-Code gesteuert werden. Dadurch entfällt das Starten des Programms 

via SPS oder auch die Bedienung per Teaching-Box und 

Smart Panel. Die neue Funktion bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, 

die vorher nicht gegeben waren: Funktionen, die 

aus der CNC-Technik bekannt sind, können jetzt auf den Roboter 

übertragen werden. 

EIN TOUCH, ZWEI SYSTEME 

Das Steuern des Roboters via Direct-Robot-Control ist kinderleicht: 

Über das integrierte Roboter-HMI auf der CNC lassen 

sich die Roboter problemlos im JOG-Modus verfahren. Ohne zusätzliche 

Programmierkenntnisse lässt sich der Roboter per 

G-Code oder SPS-Signal steuern, wodurch der Programmieraufwand 

erheblich reduziert wird. Dabei können sowohl der Roboter- 


SPECIAL 

ROBOTIK 

UNSERE 

ANWENDUNG 

BÜNDELT 

KNOW-HOW 

als auch der CNC-Status leicht überwacht werden. 

Die Synchronisierung der Bewegung von Roboter 

und Werkzeugmaschine erfolgt durch DRC mit nur 

wenigen Fingertips des Anwenders. Der Wechsel 

zwischen Roboter und CNC geht sehr zügig mit 

dem 1-Touch-Feature. Bei der Optimierung der 

Abläufe helfen weitere Features von Mitsubishi 

Electric wie Prozess- und Operationshistorien sowie 

Fehlerlogs. Je nach Auftragslage ermöglicht Direct- 

Robot-Control dem Anwender sehr flexibel mit der 

Roboterautomation reagieren zu können. 

Noch komfortabler als mit per HMI gestaltet sich 

die Steuerung über den optionalen 19"-Touchscreen. 

ZUGRIFF AUFS KOORDINATENSYSTEM 

Mit Direct Robot Control können über die CNC die Werkzeugmaschine 

und der Roboter gesteuert werden. Diese Anwendung deckt ein breites 

Spektrum von einfachen Zyklen bis hin zu komplexen Verfahrbewegungen 

ab. Für den normalen CNC-Benutzer ändert sich dabei gar nichts. Die 

G-Code-Programmierung bleibt und er kann direkt im Menü den Roboter 

steuern. Also wird nur noch ein Mann benötigt, der beide Komponenten 

steuert. Er kann sein Wissen aus der G-Code-Programmierung direkt auf 

den Roboter übertragen. Dadurch haben wir Know-how gebündelt. 

Bequem und besonders akkurat kann jetzt auch 

direkt auf das Koordinatensystem der Werkzeugmaschinenachsen 

zugegriffen werden. Werkstückkoordinaten 

können ohne Übergabe an ein weiteres 

System verwendet werden. Das Anfahren von 

Zielpunkten der Teaching-Methode bleibt davon 

unberührt und ist weiterhin möglich. Dies reduziert 

die Programmierzeiten, steigert simultan die 

Sicherheit und ermöglicht kürzere Zykluszeiten in 

der Praxis. 

DRC reduziert den Aufwand und die Komplexität 

spürbar und ermöglicht dadurch eine mühelose 

BENJAMIN BUZGA, CNC Sales & Business Development Manager, 

Mitsubishi Electric Factory Automation CNC 

01 Einfache Bedienung und Programmierung via G-Code 

über die CNC-Steuerung – und schon läuft der Roboter 

02 Die Knickarmroboter sind eine perfekte Hardware- 

Ergänzung für die Direct-Robot-Control-Software 

01 

02

03 Gutes Team für die Automatisierung von 

Werkzeugmaschinen: die CNC-Steuerungen 

mit der DRC-Funktionalität und der Knickarmroboter 

ermöglichen eine flexiblere Produktion 

und ein schnelleres Time-to-Market 

VIELFÄLTIGE VORTEILE 

Von der Direct-Robot-Control-Funktion profitieren sowohl Werkzeugmaschinen- 

Hersteller als auch -Anwender. Denn das einfache Einbinden von Robotern zum 

Be- und Entladen oder für nachgelagerte Arbeitsgänge eröffnet vielfältige 

Vorteile für maschinelle Bearbeitungsprozesse in der Industrie. Zunächst einmal 

sind nur noch eine Steuerung und ein Bediener nötig. Neben Kostenvorteilen 

erleichtert das die Roboterintegration deutlich. Durch die in die CNC integrierte 

Robotersteuerung können z. B. neue Roboterfunktionen ganz einfach vom 

Bediener selbst direkt an der CNC in G-Code programmiert werden. So müssen 

zum Ändern einfacherer Roboteraktionen keine Roboterspezialisten mehr 

hinzugezogen werden. In Summe kann der Einsatz der CNC mit DRC so zu einer 

flexibleren Produktion und einer schnelleren time to market (TTM) beitragen 

und damit die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen erhöhen. 

Integration von Robotern in eine automatisierte 

Fertigung. 

DER PASSENDE ROBOTER 

Die Melfa-Knickarmroboter von Mitsubishi 

Electric sind qualifizierte Kandidaten für 

die Automatisierung von Werkzeugmaschinen 

– und damit eine passende Hardware- 

Ergänzung für DRC. Dank ihrer speziellen 

Motoren und Verstärker eignen Sie sich gut 

VIDEO 

Die CNC und der Roboter: 

Der Clip zeigt das Team in Aktion 

und fasst die Besonderheiten 

zusammen – in 150 s. 

für Anwendungen mit hoher Präzision bei 

hohen Geschwindigkeiten. Sie ermöglichen 

Taktzeiten von bis zu 0,32 s mit Wiederholgenauigkeiten 

von bis zu ± 0,02 mm. Die 

Knickarmroboter haben eine Reichweite 

von 504 bis 2 055 mm bei kugelförmigem 

Arbeitsraum – d. h. auch der Raum hinter 

dem Roboter ist nutzbar. Schutzklasse IP67 

ist Standard und die Kabelführung verläuft 

intern. Dank Melfa-SmartPlus-Optionskarte 

ist sogar KI in die Roboter integrierbar. 

Das sind nur einige der Merkmale, die für 

den Einsatz der Melfa-Knickarmroboter in 

dieser Applikation sprechen. 

Ein weiterer Vorteil ist, dass sie nicht 

nur mit der CNC sondern auch mit anderen 

Komponenten von Mitsubishi Electric, 

wie SPS, Bediengeräte und Servos harmonieren. 

Dadurch sind sie gut gerüstet für 

einfache und komplexe Einsatzbereiche 

bei den unterschiedlichsten Produkten 

und Produktionsprozessen. Auch Arbeitsschritte 

wie das Entgraten oder Messen 

von Werkstücken können direkt übernommen 

werden. 

Bilder: Mitsubishi Electric 

WIR MACHEN 

IHRE MASCHINE 

SICHER 

SICHERHEITSLÖSUNGEN 

FÜR ROBOTER 

n Breites Produkt- und Leistungsspektrum, 

erfüllt ISO 10218-1 

und ISO 10218-2 

n Diverse Sicherheitskomponenten 

für die Zugangs- und Bereichsabsicherung 

n Sicherheitsrelaisbausteine und 

Sicherheitssteuerungen für größere 

Roboteranlagen 

n Umfangreiches technisches 

Know-how in allen Fragen der 

Robotersicherheit 

www.schmersal.com 

https://bit.ly/MitsubishiElectric_DRC 

https://de3a.mitsubishielectric.com

KLARTEXT 

WAS BRAUCHEN 

DIE COBOTS? 

BERND KEES 

Produktmanager, Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten 

Die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter wird immer enger. Damit 

steigt das Gefährdungspotenzial. An Bremsen werden hierbei im Hinblick 

auf die Sicherheit besondere Anforderungen gestellt. Fällt zum Beispiel 

während eines Arbeitsvorgangs der Strom aus, muss der Roboterarm, der 

den Arbeitsschritt vornimmt, sofort exakt gehalten werden. Speziell für die 

Robotik haben wir von Mayr Antriebstechnik zuverlässige, leistungsdichte 

und verschleißfeste Leichtbaubremsen mit extrem kurzen Schaltzeiten 

entwickelt, die den hohen Anforderungen standhalten. Wichtig ist, dass die 

Bremsen individuell anpassbar sind und sich direkt in die Robotergelenke 

integrieren lassen. Natürlich stellen wir die für die Sicherheitsbetrachtung 

erforderlichen Sicherheitskennwerte für die Bremsen bereit. 

Roboter haben in den 

letzten Jahren eine 

beachtliche Entwicklung 

durchlaufen. Sie haben die 

Käfige verlassen und 

arbeiten heute als Cobots 

mit Menschen zusammen. 

Und die Entwicklung geht 

weiter – sie werden immer 

kleiner, wendiger, smarter. 

Was fordern diese Trends 

von den eingesetzten 

Bauteilen? Wir haben 

Hersteller aus ganz 

verschiedenen Bereichen 

gefragt: „Was verlangen 

die Cobots von Ihren 

Komponenten?“ 

ZUVERLÄSSIGE, 

LEISTUNGSDICHTE 

LEICHTBAUBREM- 

SEN SIND GEFRAGT 

ES ZÄHLEN 

SICHERHEIT, 

EFFIZIENZ 

UND SMARTE 

KOMPATIBILITÄT 

SPECIAL 

THORSTEN HERGENRÖTHER 

Innovation Engineer, SMC Deutschland, Egelsbach 

Das Wort Cobot bezeichnet einen Roboter, der direkt mit Menschen interagiert – 

etwa bei der Bestückung von Maschinen. Dabei sind drei Aspekte elementar: 

Sicherheit, Effizienz und Kosten. Der Roboter darf niemanden verletzen, muss 

die Produktivität erhöhen und sollte nicht zu teuer sein. Um das zu realisieren, 

werden besonders kompakte, zuverlässige und preisgünstige Komponenten 

und Antriebe benötigt. Für die Industrie 4.0 sind zudem einfache und smarte 

Kompatibilität sowie Konnektivität wichtig. Jede Cobot-Anwendung benötigt 

eine individuelle Kombination aus Komponenten und Steuerung – unter 

Beachtung unterschiedlicher, länderspezifischer Sicherheitsvorschriften. 

Genau da setzen wir bei SMC an. Dank unserer umfangreichen Produktauswahl 

und hohen Expertise entwickeln wir Lösungen optimal abgestimmt auf die 

Anforderungen unserer Kunden hinsichtlich Sicherheit, Effizienz und smarter 

Kompatibilität.

KLARTEXT 

SVEN SEIBERT 

Leiter Produktmanagement, TKD Kabel GmbH, Nettetal 

Roboter und Cobots bedeuten Stress pur – auch für die eingesetzten Kabel. Bewegungen 

auf engstem Raum, Dynamik in alle Richtungen und Torsion ohne Ende sind und bleiben 

an der Tagesordnung. Diesen speziellen Anforderungen begegnen wir auch künftig mit 

hochagilen Spezialkabeln, die von A bis Z auf den mechanischen Megastress hin konzipiert 

sind. Langlebigkeit und Funktionssicherheit haben höchste Priorität, da Kabel und Leitungen 

auch im Zeitalter von Robotik 2.0 ihren Status als unverzichtbare Lebensadern beibehalten. 

Mehr denn je spielt Outdoor-Kompatibilität eine Rolle, da Cobots immer häufiger auch im 

Außeneinsatz zu finden sein werden. Während Schlankheit von Haus aus eine feste Größe 

bei Roboterleitungen bildet, wird sich der Trend zu Miniaturisierung nochmal verstärken. 

Filigrane Kabel mit noch höherer Packungsdichte passen einfach noch besser zu den immer 

kompakter werdenden Cobots! 

KABEL MÜSSEN FÜR 

MECHANISCHEN MEGASTRESS 

KONZIPIERT SEIN 

DER COBOT MUSS DAS 

SMARTPHONE UNTER 

DEN ROBOTERN WERDEN 

ALEXANDER BARTH 

Sales Manager Europe, KEBA, Linz (A) 

Damit Cobots tatsächlich im Alltag als flexible Assistenten eingesetzt werden können, 

müssen zwei Bereiche noch wesentlich verbessert werden: die Sensorik und die Art, wie 

sie zu ihren Fähigkeiten bzw. Fertigkeiten kommen. Anders gesagt: Der Cobot muss das 

Smartphone unter den Robotern werden! Ein Smartphone ist mit bester Sensorik, einem 

durchgängigen Betriebssystem und mit Apps ausgestattet. Letztere sorgen dafür, dass in 

kürzester Zeit „Aufgaben“ ausgeführt werden, die dem Smartphone zuvor unbekannt 

waren. Auch in der Cobotic müssen wir uns von vielen herstellerspezifischen Lösungen 

hin zum „Android für die Robotik“ entwickeln. Cobots benötigen ein Betriebssystem, das 

die Funktionen von Cobot-Mechaniken und deren Sensorik in gleicher Weise und einfach 

verwendbar zur Verfügung stellt. Experten könnten so Fertigkeiten und Fähigkeiten für 

Cobots entwickeln, die bequem via Download genutzt werden können. Zubehör wie 

Greifer oder andere Werkzeuge werden vom Betriebssystem auch via Plug-and-run 

übernommen. 


ROBOTIK 

HOHL – 

ABER OHO 

SPECIAL 

Multiturn-Funktionalität beim Motorfeedback in 

hochdynamischen Roboterarmen – was bislang 

kaum möglich war, ist ein Kinderspiel mit 

kapazitativen Hohlwellen-Kits. Dabei gibt es die 

präzisen Montage-Kits mit einer Zählelektronik, 

die dank Energy Harvesting ohne Batterien oder 

aufwendige Getriebe auskommt und komplett 

wartungsfrei ist. 

Installiert sind die Hollow-Shaft-Kits direkt in den Gelenken der 

Knickarmroboter. Von hier überwachen und steuern sie minutiös 

und detailliert die dreidimensionalen Bewegungsabläufe der 

einzelnen Roboterarme. Wie hoch die Messlatte in Sachen Präzision 

und Positionierung liegt, wird daran deutlich, dass moderne 

Industrieroboter mit Wiederholgenauigkeiten von bis zu 0,1 mm 

arbeiten. Während die kapazitative Messtechnik, die Platine mit der 

Auswerteelektronik sowie das Multiturn-System mit dem Wiegand- 

Harvester auf engstem Raum in den gegenüberliegenden Rotorbzw. 

Statorscheiben integriert sind, wird die zentrale Öffnung 

(wahlweise 30 und 50 mm) für die Führung von Kabeln und 

Medienschläuchen im Innern des Roboters genutzt. 

KAUM SCHWERER ALS EINE TAFEL SCHOKOLADE 

Orientiert sich der Außendurchmesser des Hollow Shaft-Kits mit 

80 mm gezielt an klassischen Standardmaßen von Hohlwellen- 

Drehgebern für die Robotik, fallen das geringe Gewicht und die 

minimale Bauhöhe auf. Mit gerade mal 110 g wiegt das komplette 

Kit, das mit einem Schutzgehäuse umhaust ist, kaum mehr als eine 

Autor: Jörg Paulus, General Manager, Sales – Europe, Posital-Fraba, Köln 

Tafel Schokolade. Mit einer Bauhöhe von 17,8 mm steht der neue 

Hohlwellen-Encoder überaus schlank da und sorgt laut Hersteller 

für eine neue Richtgröße in diesem Segment. 

Was sich mit den neuen Kits tatsächlich einsparen lässt, zeigt ein 

Blick auf die Ist-Situation. Während für die Drehzahlüberwachung 

und Positionssteuerung bislang zwei parallel arbeitende Singleturngeber 

– plus Getriebe für die Synchronisation – nötig sind, 

schafft der neue Kit-Encoder dies im Alleingang. Aus zwei mach 

eins – lautet die Devise. 

Prädestiniert sind die kapazitativen Hohlwellen-Kits für klassische 

Industrieroboter wie für die hochflexiblen, kleineren Cobots, 

die stark auf dem Vormarsch sind. Über mechanische Adapterplatten 

lassen sich die Hollow-Shaft-Geräte problemlos in verschieden 

große Robotergelenke einpassen. Montage wie Inbetriebnahme 

sind ein Kinderspiel. Wenige Schrauben reichen, und das System ist 

einsatzbereit – ganz ohne komplizierte Kalibrierung. 

Während Posital seit Jahren bei Gebern mit Vollwelle für den erfolgreichen 

Switch von optischer zu magnetischer Messtechnik, bei 

der robuste Präzision kostengünstig über Rechenpower und Algorithmen 

generiert wird, steht, wurde bei der Hollow-Shaft-Serie 

gezielt ein alternativer Weg eingeschlagen. Da sich magnetische 

Erfassungsprinzipien nur mit sehr großem Aufwand in Hohlwellen- 

Designs umsetzen lassen, gab man, ganz pragmatisch, der kapazitativen 

Messtechnik den Vorzug. Auch sie steht für Zuverlässigkeit 

und Präzision – zu moderaten Kosten. Dies zeigt sich in Performancedaten 

wie einer elektronischen Singleturn Auflösung von 

18 Bit, gepaart mit einer Genauigkeit von ± 0,02 °. 

Schlüsselkomponenten der kapazitativen Messtechnik sind die 

mit unterschiedlichen Mustern bzw. Rastern gestalteten leitfähigen 

Oberflächen von Rotor und Stator. Sie erzeugen elektrische Hochfrequenzsignale, 

die über spezielle ASIC-Prozessoren erfasst und 

gescannt werden. Dabei wird die aktuelle Weg- und Winkelposition 

ermittelt und als eindeutiger Positionswert über die Open Source- 

Schnittstellen SSI bzw. BiSS C an die zentrale Steuerung weitergegeben. 

Da beim Scannen immer die komplette Oberfläche erfasst 

wird, lässt sich das neue Hohlwellen-Kit auch von punktuellen 

Verschmutzungen nicht aus dem Takt bringen. 


ROBOTIK 

ENERGY HARVESTING STATT BATTERIEN 

Der eigentliche USP ist die Multiturn-Auslegung der Hollow Shaft- 

Serie. Bislang gab es Durchgangs- bzw. Hohlwellen-Geber fast ausschließlich 

als Singleturn-Lösung, da die richtige Multiturn-Technologie 

noch gefehlt hat. Diese Lücke konnte jetzt mit einer Variante des 

Wiegand-Sensors geschlossen werden. Statt Batteriepower sorgen 

hier Impulse aus einem von Posital in Eigenregie gefertigten Wiegand- 

Draht für die Energie-Ernte. Während der klassische Wiegand-Harvester, 

der seit 2005 erfolgreich bei Vollwellen-Gebern im Einsatz ist, 

im Tandem mit einem zentralen Permanentmagneten operiert, 

musste für das Hohlwellen-Design ein komplett neues Set-Up gefunden 

werden. Über intensive Magnetfeldsimulation und in praktischen 

Feldtests wurde im Aachener F&E-Zentrum eine zuverlässige 

DER ENCODER SPIELT SEINE 

STÄRKEN VOR ALLEM BEI DER 

HOCHPRÄZISEN POSITIONIE- 

RUNG UND STEUERUNG VON 

ROBOTERARMEN AUS 

Lösung mit vier Diametralmagneten entwickelt, die gleichmäßig im 

Rotor platziert wurden. Die vier Magneten sorgen für ein stabiles Magnetfeld, 

das von dem fest auf dem Stator installierten Wiegand-Sensor 

detektiert und genutzt werden kann. Mit jeder 360°-Rotation des 

externen Magnetfeldes erzeugt der haarfeine Wiegend-Draht, der in 

eine Kupferspule eingebettet ist, einen Spannungsimpuls. Er weckt 

die Zählelektronik auf, die jede einzelne Umdrehung exakt erfasst. 

Der Multiturn-Zähler verfügt über einen 43-Bit-Speicher für einen 

Messbereich von fast neun Billionen Umdrehungen. 

Die Bemusterung mit den neuen Hollow-Shaft-Kits erfolgt seit 

Mitte letzten Jahres. „Das Echo ist riesig, wobei wir den größten 

Schub vor allem bei Neuentwicklungen sehen, die im rasant schneller 

werdenden Robotergeschäft in immer kürzeren Intervallen auf dem 

Plan stehen,“ so Posital-Fraba-CEO Christian Leeser. 

Bilder: Posital Fraba Europe 

www.posital.de 

Rotor und Stator – die kapazitative Messtechnik setzt 

auf verschieden gestaltete leitfähige Oberflächen 

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ROBOTIK 

PERFEKTE KOMBINATION 

SPECIAL 

Ein einfach zu bedienender Industrieroboter, 

der leistungsfähig und zugleich preiswert ist – 

mit dieser scheinbar einfachen Geschäftsidee 

sorgt ein Roboterhersteller für Bewegung am 

Robotik-Markt. Möglich wird das auch durch ein 

neuartiges Antriebskonzept des Roboters, das 

Viergelenkketten mit Planetengetrieben 

kombiniert. 

Die Fruitcore Robotics GmbH mit Sitz in Konstanz ist spezialisiert 

auf die Entwicklung, Herstellung und Vermarktung 

technisch herausragender und einfach zu bedienender 

Industrieroboter. Im Fokus steht dabei ein selbst entwickeltes 

System, das Unternehmen aller Größen die Automatisierung 

erleichtert. 2017 gegründet, beschäftigt die junge Firma inzwischen 

rund 50 Mitarbeiter, darunter hochspezialisierte Fachleute für 

Konstruktion, Elektronik sowie Softwareentwicklung. 

Das modulare Portfolio umfasst neben dem Industrieroboter 

Horst (der Name steht für Highly Optimized Robotic Systems Technology) 

und der intuitiv bedienbaren Software HorstFX auch passendes 

Zubehör wie Greifer und eine mobile Roboter Basis. Der 

Autor: Marcel Geurts, Produktmanagement, Neugart GmbH, Kippenheim 

6-Achs-Industrieroboter mit einer Reichweite von 905 mm, einer 

Traglast von bis zu 5 kg und einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,05 mm 

basiert auf einem für die Robotik völlig neuartigen Antriebskonzept 

mit Viergelenkketten. Durch den Verzicht auf sonst übliche, kostenintensive 

Well- oder Zykloidgetriebe bietet Horst damit ein optimales 

Verhältnis von Reichweite und Traglast zu einem vergleichsweise 

geringen Preis. 

GETRIEBE ALS ZENTRALE KOMPONENTE 

Viergelenkketten, auch Koppelgetriebe genannt, haben ein nicht 

lineares und somit positionsabhängiges Übersetzungsverhältnis. 

Was das konkret in Bezug auf einen Roboterarm bedeutet, erklärt 

Manuel Frey, Mitgründer und Entwicklungsleiter von Fruitcore 

Robotics: „Durch das hohe Übersetzungsverhältnis der Viergelenkkette 

bei ausgestrecktem Arm, fällt die Drehmomentspitze, die zur Beschleunigung 

dieses ausgestreckten Armes inklusive Last aufzubringen 

wäre, deutlich geringer aus als bei herkömmlichen Robotern.“ 

Der Vorteil besteht darin, dass dadurch kleinere Motoren eingesetzt 

werden können, was den Preis des Roboters reduziert. Allerdings 

zeigte sich im Laufe der Entwicklungsarbeit: Die Übersetzung 

der Viergelenkkette allein reicht nicht aus. Als Lösung werden deshalb 

noch zusätzliche Getriebe an den Achsen eingesetzt. Diese 

Kombination macht die Einzigartigkeit von Horst aus. 

Als perfekte Getriebeform für diese spezielle Anwendung erwiesen 

sich dabei einstufige Planetengetriebe. Um bei der hohen Dynamik 

der Roboterbewegungen das Optimum in Bezug auf Traglast und 

Reichweite sicherzustellen, muss der gesamte Antriebsstrang effizient 

ausgelegt sein. Das richtige Übersetzungsverhältnis dient hierbei 

als Grundlage und wird maßgeblich durch das Planetengetriebe 


ROBOTIK 

bestimmt. „Ohne die Viergelenkketten hätten wir theoretisch zweistufige 

Getriebe einsetzen müssen, die wiederum ein höheres Verdrehspiel 

haben und somit für den Einsatz im Knickarm-Roboter 

nachteilig wären“, beschreibt Frey die wenig praktikable Alternative. 

HOHE PRÄZISION ZEICHNET SICH AUS 

Die Suche nach einem geeigneten Hersteller machten sich die 

Verantwortlichen bei Fruitcore Robotics nicht leicht, wie sich Frey 

erinnert: „Wir haben nach einem geeigneten Anbieter von Planetengetrieben 

gesucht, die exakt zu unserem System passen oder 

dementsprechend angepasst werden können – und die nicht zuletzt 

aus deutscher Fertigung stammen sollten.” Vor diesem Hintergrund 

fiel die Wahl auf den Getriebespezialisten Neugart im badischen 

Kippenheim. Das wichtigste Kriterium für Entwicklungsleiter Frey 

und seine Kollegen war eine hohe Präzision bzw. ein sehr geringes 

Verdrehspiel der Getriebe. Auch die Dauerfestigkeit der Getriebe ist 

durch den Betrieb im Nennbereich sichergestellt und eine hohe 

Lebensdauer des Roboters gewährleistet. 

Konkret kommen an den sechs Roboter-Achsen vier Neugart- 

Planetengetriebe in unterschiedlichen Baugrößen zum Einsatz. 

Diese sind besonders leicht, sehr leistungsstark und dank ihres 

WICHTIGSTES KRITERIUM WAR 

DIE HOHE PRÄZISION UND 

DAS GERINGE VERDREHSPIEL 

DER GETRIEBE 

reibungsarmen Lagerkonzepts und der optimierten Schmierung 

auch für anspruchsvolle, dynamische Lastzyklen geeignet. 

Neben den Produkteigenschaften sprach für Neugart nicht zuletzt 

auch die reibungslose Zusammenarbeit: „Die Implementierung der 

Getriebe lief absolut problemlos“, bestätigt Manuel Frey. „Neugart hat 

während der Entwicklungsphase immer schnell auf unsere Anpassungswünsche 

reagiert. Zudem waren alle von Neugart von Anfang an 

zur Verfügung gestellten Daten und Informationen – im Katalog und 

in den Konfigurationstools TDF oder NCP – sehr hilfreich und so 

Die Planetengetriebe sind besonders leicht, leistungsstark 

und dank ihres reibungsarmen Lagerkonzepts auch für 

anspruchsvolle, dynamische Lastzyklen geeignet 

umfangreich, dass wir gleich starten konnten. Natürlich gab es die eine 

oder andere technische Fragestellung, die aber in enger gegen seitiger 

Abstimmung immer schnell und einfach geklärt wurde.“ 

WEITERE ROBOTER IN PLANUNG 

Der von Fruitcore Robotics entwickelte Industrieroboter Horst bietet 

ein herausragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Voraussetzung 

dafür schafft die bisher in der Robotik noch nicht genutzte Kombination 

aus Viergelenkketten und Planetengetrieben. 

Für Neugart als Lieferant sprachen dabei zum einen die Qualität 

der in Deutschland gefertigten Planetengetriebe. Zum anderen ist 

der Hersteller mit seinem großen Portfolio schon auf künftige Anforderungen 

vorbereitet: „Es soll weitere Robotergrößen geben“, 

blickt Manuel Frey voraus. „Durch die große Auswahl an Getriebemodellen 

steht diesem Plan – und einer weiteren erfolgreichen 

Zusammenarbeit mit Neugart – nichts im Weg.“ 

Bilder: Neugart GmbH 

www.neugart.com 

KABEL MACHEN ROBOTER FIT FÜR GLEICHSTROM 

Lapp stellt erstmals eine Roboterleitung vor, die sich explizit für den Einsatz 

mit Gleichstrom eignet. Die Anschlussleitung Ölflex DC Robot 900 zeichnet 

sich vor allem durch ihre Torsions- und Biegefähigkeit aus. Sichtbarer Unterschied 

zu herkömmlichen Ölflex-Leitungen ist die andere Farbcodierung der 

Adern: rot, weiß und grün-gelb, entsprechend der Norm DIN EN 60445 (VDE 

0197):2018-02 für DC-Leitungen. Nicht weniger wichtig sind die verwendeten 

Materialien: Die Isolation der Adern besteht aus TPE, der Mantel aus PUR. 

Damit ist die Leitung halogenfrei und geeignet für Orte, wo sich Menschen 

aufhalten, denn im Fall eines Brands entweichen dem Kunststoff keine ätzenden 

Dämpfe. Außerdem ist das Material UV- und witterungsbeständig, wasserbeständig 

und kälteflexibel. 

Leitungen wie die Ölflex DC Robot 900 sind ein wichtiger Baustein für die 

künftige Gleichstrom-Infrastruktur in Fabriken. Ohne das bisher notwendige hin und her Wandeln zwischen Gleich- und Wechselstrom 

lassen sich enorme Mengen Energie sparen. Energieexperten plädieren deshalb für den Bau von Gleichstromnetzen. Die Industrie 

hat bereits damit begonnen, Fertigungszellen damit auszurüsten. Eine Umstellung auf Gleichstrom (DC) in der Industrie könnte 

20 % und mehr Energie einsparen. Noch sind etliche technische Herausforderungen zu meistern, bis eine Infrastruktur aus Gleichstrom 

Realität werden kann. 

www.lappkabel.de 


ROBOTIK 

KOORDINATEN 

IM BLICK 

SPECIAL 

Kollaborierende Roboter, sogenannte Cobots, 

unterstützen die Automatisierung von 

Handarbeit, mussten aber bislang manuell 

kalibriert werden. Durch einen automatischen 

Koordinatenabgleich per Vision Sensor sind sie 

jetzt innerhalb kurzer Zeit einsatzbereit. 

Ich sehe, was ich mache – für Menschen einfach, für Roboter eine 

Herausforderung. Um Robotik-Applikationen in immer mehr 

Bereichen der Automatisierung zu verankern, nimmt Bildverarbeitung 

eine Schlüsselrolle ein. Vision Sensoren wie die Baumer 

Verisens Modelle XF900 und XC900 können hier entscheidend 

unterstützen. Sie vereinen ein komplettes Bildverarbeitungssystem 

in einem kompakten, industrietauglichen Gehäuse und lassen sich 

zudem gut parametrieren. Bildverarbeitung wird für die Anwender 

damit deutlich einfacher. Es ist daher naheliegend, einen Verisens 

Vision Sensor und einen Universal Robots Cobot zu einem „sehenden“ 

Roboter zu vereinen, der einfacher, schneller und genauer einzurichten 

ist, als bisherige Lösungen. 

BILDVERARBEITUNG FÜR ROBOTER 

Roboter orientieren sich an eingelernten, festen Wegpunkten und 

fahren diese nacheinander ab. Bildverarbeitung erweitert diese 

Funktionalität enorm. Ein einfach mitgeführter Vision Sensor versetzt 

Autor: Michael Steinicke, Produktmanager, Vision Competence Center, 

Baumer Optronic GmbH, Radeberg 

den Roboter bereits in die Lage, Objekte sicher zu identifizieren. 

Gleichzeitig oder alternativ ist auch eine Qualitätskontrolle realisierbar, 

die der Roboter durch Verfahren des Sensors an festgelegten 

Positionen unterstützt. Objekte können anschließend auch automatisch 

sortiert werden. 

Die Königsdisziplin ist jedoch das Steuern des Roboters, bei der 

die Bildverarbeitung die Position von Objekten ermittelt, an den 

Roboter übergibt und ihm damit ein freies Greifen jenseits fester 

Wegpunkte ermöglicht. Objekte können dabei in beliebiger Orientierung 

auf einer Fläche liegen. Position, Rotation und optional weitere 

Daten, werden durch die Bildverarbeitung ermittelt und übergeben. 

SCHNITTSTELLE ZWISCHEN SENSOR UND COBOT 

Ähnlich dem von Smartphones bekannten App-Konzept nutzt 

Universal Robots für zertifiziertes Zubehör sogenannte Caps: Software-Plug-ins, 

die Anbauten wie einen Verisens Vision Sensor in 

der Universal Robots Programmierumgebung PolyScope nutzbar 

machen. Die Bildverarbeitungsaufgabe selbst wird komplett und 

wie gewohnt über die Verisens Application Suite parametriert – unabhängig 

vom Cobot in der dafür am besten geeigneten Umgebung. 

Die Funktionen des Verisens URCaps sind generisch und adressieren 

so alle denkbaren Applikationen einschließlich mitgeführter oder 

stationärer Anordnung des Vision Sensors. 

Neben der im URCap abgebildeten Routine zur Installation, werden 

für die Programmierung des Universal Robot lediglich zwei zusätzliche 

Knoten (Kommandos) in der Roboterprogrammierung benötigt. 

Für die Objektidentifizierung oder Qualitätskontrolle genügt bereits 

ein Knoten, um im Roboterprogramm einen Bildverarbeitungsjob 

auf dem Verisens auszulösen und die Ergebnisse als Variable im 

Programmablauf zur Entscheidungsfindung bereitzustellen. Damit 

kann der Cobot nun bereits Objekte sortieren. 

Für das bildbasierte Greifen kommt der zweite Knoten hinzu, der 

die festen Wegpunkte durch dynamische, bildbasierte ergänzt. Bei 


ROBOTIK 

der einfachen Realisierung von Pick-und-Place Applikationen hilft 

optional ein speziell dafür geschaffener Assistent. 

DER CLOU: AUTOMATISCHE KALIBRIERUNG 

Roboter und Vision Sensor arbeiten in eigenen Koordinatensystemen, 

was funktionell erst bei der Übergabe von Objektpositionen 

vom Verisens an den Cobot relevant wird. Die Koordinaten des 

Vision Sensors müssen umgerechnet werden, um dem Roboterkoordinatensystem 

zu entsprechen. Die Ermittlung der notwendigen 

Koordinatentransformation wurde bisher als Hand-Auge-Kalibrierung 

durch das mehrfache manuelle Positionieren des Cobots mit 

einer Tastspitze auf einem speziellen Kalibriertarget gelöst. In 

v ielen Einzelschritten wird so eine vom Hersteller vorgegebene 

Prozedur durchlaufen. Dies ist mühsam und durch den händischen 

Eingriff, im Sinne der menschlichen Steuerung der Tastspitze, auch 

ungenau und fehleranfällig. 

Mit dem Smartgrid geht Baumer für seine Verisens Vision Sensoren 

den neuen Weg einer automatischen Kalibrierung. Der Clou liegt 

im intelligenten Bitmuster, das sich im üblichen Schachbrett- 

Format versteckt. Es liefert wertvolle Zusatzinformationen, die Verisens 

als intelligentes Bildverarbeitungsgerät lesen kann. Eine dieser 

Informationen ist die Position des Vision Sensors über dem Muster. 

Da der Cobot seine Koordinaten immer kennt, genügen wenige 

Linear- und Rotationsbewegungen, um die Koordinatensysteme 

automatisch miteinander abzugleichen. Diese Prozedur ist nicht 

nur sehr genau und frei von manuellen Fehlern – sie ist auch ganz 

einfach am Touchscreen des Cobots durchführbar. 

01 Die Vision-Sensoren 

steuern die Cobots schon 

nach wenigen Minuten 

Einrichtung 

02 Der Sensor erkennt das 

Bitmuster und unterstützt 

den automatischen Abgleich 

des Koordinatensystems 

01 

02 

2D-VISON SENSOR FÜR 3D-ROBOTER 

Das Finden von Objekten ist aus Sicht der Koordinaten gelöst. Per 

Smartgrid wird jedoch viel mehr erreicht: Verisens nutzt auch das 

Raster, um ein ideales Bild zu lernen. Die Vision Sensoren können 

anschließend aufgenommene Bilder in Echtzeit entzerren, um u. a. 

die Objektiv-Verzeichnung zu korrigieren. Da das Bitmuster auch 

TRAUMPAAR DER 

AUTOMATION 

Im Bereich Qualitätskontrolle oder Handling 

sind sie ein Traumpaar: Cobots und 

Bildverarbeitungssysteme unterstützen 

den Menschen bei routinemäßigen Arbeitsabläufen 

und verringern das Fehlerrisiko in 

der Fertigung auf ein Minimum. Die Möglichkeit 

statt eingelernter Wege freie Positionen 

anzufahren, erhöht die Flexibilität 

und das Aufgabenspektrum der Cobots. 

Und auch der großen Herausforderung, den 

Roboter bis zum letzten Millimeter seines 

Einsatzes sicher und kontrollierbar zu 

machen, kommt die Industrie durch die 

Verwendung von intelligenten Bildverarbeitungssystemen 

wieder einen Schritt näher. 

Schön, wenn sich zwei so gut verstehen. 

INGA RONSDORF, Redakteurin 

Daten zur Größe vom jeweilig verwendeten Smartgrid liefert, liegen 

für Verisens nun alle Informationen zur Skalierung vor. Eine Umrechnung 

in Weltkoordinaten ist damit bereits automatisch eingestellt. 

Das Smartgrid unterstützt zusätzlich eine halbautomatische 

Z-Kalibrierung, mit der Verisens seine Position im Raum lernt und 

die Daten aus der Bildentzerrung auch im Raum anwenden kann. 

Damit wird eine letzte Herausforderung für Vision Guided Robotics 

gelöst: Der 2D-Vision Sensor muss einem 3D-Roboter Daten liefern. 

Es wäre nicht sehr nutzerfreundlich nur die Koordinaten der 

Bildebene nutzen zu können. Gerade ein Roboter benötigt auch 

Koordinaten in der Z-Achse, z. B. für den Greifer-Zugriff oder zur 

Erkennung von Markierungen. Dank Z-Kalibrierung ist die automatische 

Anpassung der Koordinaten in anderen Höhen möglich. 

Mit diesem innovativen Ansatz des automatischen Koordinatenabgleichs, 

der automatisieren Echtzeit-Bildentzerrung, der 

Umrechnung in Weltkoordinaten und Z-Kalibrierung, sind Vision 

Guided Robotics Anwendungen nun einfach realisierbar. 

Bilder: Aufmacher: attaphong – stock.adobe.com, Sonstige: Baumer Optronic GmbH 

www.baumer.com 


ROBOTIK 

ANTRIEB FÜR 

DR. ROBOTER 

Ob in der Fertigungstechnik, der Logistik oder im 

Haushalt – Roboter unterstützen den Menschen 

heute an verschiedenster Stelle. Den eingesetzten 

Antrieben wird dabei einiges abverlangt. Besonders 

hoch sind die Anforderungen in der Medizintechnik, 

schließlich führt Dr. Roboter immer öfter als Assistent 

des Arztes am Patienten Operationen durch. Es 

versteht sich von selbst, dass hier allerhöchste 

Präzision und Zuverlässigkeit gefragt sind. 

Um etwas zu bewegen, brauchen Roboter Antriebe, die 

allerdings vielseitige Anforderungen erfüllen müssen. Fast 

allen Anwendungen gemeinsam ist der geringe Einbauplatz 

und damit die Forderung nach kompakten und oft 

auch leichten Antriebseinheiten. Von den kleinen Antrieben werden 

meist dennoch hohe Drehmomente, gute Wiederholgenauigkeiten, 

große Dynamik und maximale Leistungsdichte gefordert. Gerade in 

der Zusammenarbeit mit menschlichen Kollegen müssen sie geräuscharm 

arbeiten, um die Konzentration nicht zu stören. Zudem 

sollen sie kommunikationsfreudig sein, damit sie sich mit anderen 

Komponenten im Roboter-Antriebsverbund zuverlässig „austauschen“ 

können. Besondere Anwendungen fordern zudem zum Beispiel 

Unempfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern, Vakuumfestigkeit 

oder geringen Energieverbrauch für den mobilen, batteriebetriebenen 

Einsatz. In manchen Fällen ist der zuverlässige Umgang mit Überlast 

bei hohen Drehzahlen gefragt. Je nach Anwendung müssen 

lange Verfahrwege oder Rotationen realisiert werden, sind selbsthemmende 

Antriebe gefordert oder solche mit extrem geringem 

Spiel. Andernorts ist die Sterilisierbarkeit der Antriebe essentiell. 

Kurz: die Anforderungen sind sehr vielfältig. 

Die Antriebsexperten von Faulhaber kennen all diese Ansprüche 

aus jahrelanger Praxiserfahrung und haben mittlerweile bei den 

unterschiedlichsten Robotiklösungen mitgewirkt. Die Einsatzbereiche 

der Antriebe gehen von Kanalisationsrobotern über Roboter für 

Handling und Logistik bis hin zu OP-Anwendungen. 

auch bei Operationen am Herz oder im Auge. Auch vor Haartransplantationen 

mach die Robotik nicht halt. 

Was für den Einsatz von Robotern im OP-Saal spricht, liegt auf der 

Hand: Ein Roboter wird nicht müde, bietet höchste Präzision und 

Schnelligkeit. Experten gehen davon aus, dass sie die Arbeit im OP 

künftig revolutionieren werden: Der Chirurg steuert dann von einer 

OP-Konsole via Joysticks die Roboterarme, die für den Eingriff am OP- 

Tisch eingesetzt werden. Auch nach einer 24-h-Schicht schneidet der 

Roboter absolut präzise und ohne Zittern. Rechnergestützt kann der 

Roboter jederzeit prüfen, ob der Arzt noch genau da operiert, wo es 

notwendig ist. Im Zweifel kann das System den Arzt stoppen und so 

potenzielle Behandlungsfehler verhindern. Hochdynamische, präzise 

Antriebssysteme sind für diesen Anwendungsfall gefragt. Faulhaber 

Antriebssysteme bieten hier dank ihrer eisenlosen Wicklungstechnik 

und flacher Drehzahl-/Drehmomentkennlinie die erforderlichen Eigenschaften 

wie etwa exakte Positionierung und Drehzahlkontrolle. 

0,1 MM 

OP-SCHNITTE 

HOCHDYNAMISCHE 

SYSTEME 

WENIGER 

BEHANDLUNGSFEHLER 

SPECIAL 

EINSATZBEREICH OP 

Mittlerweile gibt es kaum einen medizinischen Eingriff, bei dem ein 

roboter-unterstütztes Operieren nicht möglich wäre. Schon heute 

bieten mehr als 70 Unternehmen Systeme für verschiedenste Eingriffe 

an. So z. B. bei Eingriffen an der Wirbelsäule, dem Knie, der 

Hüfte, im Bauchraum, in der Neuro-Chirurgie, im Hals-Nasen- 

Ohren-Bereich, bei Biopsien, in der Gynäkologie und Urologie oder 

Autor: Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen, Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, 

Schönaich und Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll, Redaktionsbüro Stutensee 

DEUTLICH MEHR 

BEWEGUNGSFREIHEIT 

24/7 

ZITTERFREI 

UND PRÄZISE 

Bürstenlose DC-Flachmotoren mit integriertem Encoder Serie 3216 … 

BXT IEF3-4096 (1); sterilisierbare, bürstenlose DC-Servomotoren der 

Serie 2057… BA (2); DC-Kleinstmotoren Serie 1024 … SR (3) 


ROBOTIK 

ANTRIEBSLÖSUNG FLEXIBEL ANGEPASST 

Leistungsstarke Motorfamilien wie die BX4 oder BP4 sowie 

die neue BXT-Baureihe von Faulhaber lassen sich kombiniert 

mit weiteren Komponenten wie verschiedenen Getrieben, 

optischen, magnetischen oder absoluten Encodern sowie 

Speed bzw. Motion Controllern flexibel an anspruchsvolle 

Robotikanwendungen anpassen. Einsatzgebiete finden sich 

in der Medizintechnik aber auch in vielen weiteren Bereichen. 

JAHRELANGE ERFAHRUNG SCHAFFT 

PRAXISGERECHTE LÖSUNGEN 

Je mehr robotergestütztes Operieren in unterschiedlichsten Disziplinen 

eingesetzt wird, desto mehr steigt auch der Bedarf an Antriebssystemen, 

etwa für die Positionierung von Roboterarmen. Hier 

sind hochdynamische Systeme gefragt, die in kürzester Zeit die volle 

Drehzahl liefern. Dass die Experten für Kleinstantriebe über ein riesiges 

Portfolio an innovativer Miniatur- und Mikroantriebstechnologie 

verfügen, kommt Anwendern zugute. Dank eines Baukastensystems 

lassen sich im Standardprogramm rasch individuell passende Lösungen 

bestehend aus Antrieb, Getriebeeinheit und Motion Controller 

zusammenstellen. Die Kleinstmotoren stehen mit Durchmessern 

von 6 bis 22 mm zur Verfügung und lassen sich für besondere Anforderungen 

zudem noch modifizieren. Zu den häufigsten Anpassungen 

gehören beispielsweise Vakuumtauglichkeit, Erweiterung des 

Temperaturbereichs, modifizierte Wellen, andere Spannungstypen 

sowie kundenspezifische Anschlüsse oder Stecker. 

Bilder: FAULHABER 

www.faulhaber.de 

PASSGENAUE MOTION-CONTROL- 

GESAMTLÖSUNGEN BIETEN 

ANWENDERN EINEN MEHRWERT 

Entwicklungszyklen werden heute immer kürzer. Unsere 

Kunden haben selten Zeit, sich mit der Konzeption von 

Reglern oder der Integration von Encodern auseinanderzusetzen. 

Viele Robotikhersteller wissen es daher zu 

schätzen, dass sie in unserem Standardprogramm, das 

wie ein Baukastensystem aufgebaut ist, eine passgenaue 

Motion-Control-Gesamtlösung finden können. 

DIPL.-ING. (BA) ANDREAS SEEGEN, FAULHABER 

IMPRESSUM 

erscheint 2020 im 51. Jahrgang, ISSN 0344-4570 

Redaktion 

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni), 

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Klein (mak), 

Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.klein@vfmz.de 

Redakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro), 

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Doris Buchenau, Ulla Winter 

Tel.: 06131/992-347, E-Mail: u.winter@vfmz.de, 

Melanie Lerch, Petra Weidt, 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder, 

Anna Schätzlein 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

Sales 

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262, 

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206, 

E-Mail: a.zepig@vfmz.de 

Heike Rauschkolb, Auftragsdisposition, 

Tel. 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de 

Anzeigenpreisliste Nr. 50: gültig ab 1. Oktober 2019 

Leserservice: 

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Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266 

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ROBOTIK 

NEUE HORIZONTE 

SPECIAL 

Kleine, leichte, kollaborierende Roboter – die 

sogenannten Cobots – sind auf dem Vormarsch. 

Mit zunehmender Automatisierung haben sie 

sich für verschiedenste Handhabungs- und 

Bearbeitungsaufgaben bewährt. Eine horizontale 

Achse soll jetzt ihren Aktionsradius erweitern 

und so ihr Einsatzgebiet noch um ein Vielfaches 

steigern. 

Cobots haben sich in der Automatisierungswelt als tatkräftige 

Mitarbeiter etabliert. Doch in der Regel sind sie nicht mobil 

und damit ist ihr Aktionsradius begrenzt. Diese Grenzen 

will Schaeffler nun verschieben. Der Antriebsspezialist hat 

eine Linearachse als Reichweitenverlängerung für die kleinen 

Roboterkollegen entwickelt. Schaeffler bietet sein Linearmodul als 

individuelle Komplettlösung an. Die kompakte, einbaufertige Linearachse 

besteht aus einem Tandemmodul MDKUVE, einer passenden 

Adapterplatte für den Cobot, einer passenden Motorgetriebe- 

Einheit, konfektionierten Motorkabeln, einer Schleppkette für alle 

Versorgungsleitungen des Cobots und dem Motorcontroller. Zur 

Anbindung an die Steuerung des Anwenders stehen die Schnittstellen 

Profibus, Profinet oder Ethercat zur Verfügung. Die Linearachse 

verfügt dabei über variable Anschlussmöglichkeiten für die Motor-/ 

Getriebe-Einheit. Optional kann der Anwender neben der Schaeffler- 

Lösung auch seine eigene Antriebstechnik einsetzen. 

ANTRIEBE UND FÜHRUNGEN 

Die Linearachse ist, je nach Anforderung, in unterschiedlichen 

Längen, mit einem Kugelgewindeantrieb MDKUVE-KGT, einem 

Zahnriemenantrieb MDKUVE-3ZR oder optional auch mit einem 

Linearmotor als Antriebselement erhältlich. 

Bei dem Tandemmodul, Basis der Linearachse, wird der Führungsschlitten 

auf zwei parallel angeordneten Profilschienenführungen 

vom Typ KUVE (vierreihige Kugelumlaufeinheit) geführt. Aufgrund 

seiner kompakten Bauform ist es für den Einsatz unter hohen Tragund 

Momentenbelastungen und daher für den Einsatz im Bereich 

kollaborativer Roboter bestens geeignet. Verbunden mit einem 

Dreifach-Zahnriemenantrieb bieten Tandemmodule die höchstmögliche 

Zuverlässigkeit in der Anwendung. 

Bei höchsten Anforderungen an Tragfähigkeit und Momentenbelastbarkeit 

gibt es optional die Möglichkeit, den Führungsschlitten 

mit der sechsreihigen Kugelumlaufeinheit KUSE..-XL in X-life- 

Qualität als Führungssystem einzusetzen. 

VERFAHRWEGE, GESCHWINDIGKEITEN, 

WIEDERHOLGENAUIGKEITEN 

Je nach Antrieb sind die Linearachsen in verschiedenen Längen erhältlich. 

Es lassen sich sogar mehrteilige Achsen realisieren, um bei 

Bedarf längere Strecken abdecken zu können. Somit lässt sich die 

kompakte Linearachse problemlos in neue oder bestehende Automatisierungslösungen 

einbinden. Optional bietet Schaeffler dazu 

auch einen Montage- und Installationsservice an. 

Tandemmodule mit Kugelgewindeantrieb sind bis zu einer Länge 

von max. 5,9 m erhältlich. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei 

0,025 mm und die erreichbare Geschwindigkeit bei 1,7 m/s. Mit 

dem Zahnriemenantrieb lassen sich sogar bis zu 18 m lange, 

ALS MEHRTEILIGE KONSTRUKTION 

SIND VERFAHRWEGE BIS ZU 

18 METERN MÖGLICH 

mehrteilige Linearachsen realisieren, um besonders lange Verfahrwege 

zu ermöglichen. Hier können hohe Geschwindigkeiten 

von bis zu 5 m/s erzielt werden. Die Wiederholgenauigkeit beträgt 

± 0,1 mm. 

NICHT NUR FÜR ROBOTER 

Die einbaufertigen Linearachsen können aber nicht nur den Aktionsradius 

von Robotern erweitern. Aufgrund ihrer kompakten Bauart 

und ihrer Leistungsstärke kommen sie z. B. auch in der Peripherie 

von Handhabungs- und Montagevorrichtungen sowie in der Fabrik - 

automation zum Einsatz. 

Bild: Schaeffler, Hintergund: DrHitch – stock.adobe.com 

www.schaeffler.de 


VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 06/2020 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 03. 06. 2020 • ANZEIGENSCHLUSS: 15. 05. 2020 

01 

03 

04 

02 

01 Linearführungen, Rundtischlager und Energieketten aus 

Hochleistungskunststoff machen Schweißroboter wartungsfrei 

Bild: igus GmbH 

02 Ein Sondermaschinenbauer und Systemintegrator setzt 

auf die Automatisierung mit Cobots 

Bild: Universal Robots GmbH 

DER DIREKTE WEG 

INTERNET: 

www.DerKonstrukteur.de 

E-PAPER: 

digital.derkonstrukteur.de 

REDAKTION: 

n.steinicke@vfmz.de 

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SOZIALE NETZWERKE: 

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www.twitter.com/derkonstrukteu 

03 Induktive Näherungsschalter sind mehr als messende 

oder schaltende Schrauben 

Bild: Balluff GmbH 

04 Nichts ist unmöglich: Ein Spezialist für Industrie- und 

Präzisionskupplungen löst auch knifflige Kupplungsaufgaben 

Bild: R+W Antriebselemente GmbH 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


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