DER KONSTRUKTEUR 7-8/2020
DER KONSTRUKTEUR 7-8/2020
DER KONSTRUKTEUR 7-8/2020
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19073<br />
07-08 JULI / AUG . <strong>2020</strong><br />
501970 – <strong>2020</strong><br />
<strong>DER</strong><br />
AM<br />
50 JAHRE<br />
PULS<br />
TECHNIK !<br />
WIE AUS IDEEN<br />
INNOVATIONEN WERDEN<br />
DerKonstrukteur.de
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EDITORIAL<br />
TEIL DES WANDELS<br />
Unglaublich, wie sich die Welt der Technik in den letzten 50 Jahren gewandelt hat. Sie als Konstrukteure<br />
erleben diesen Wandel nicht nur, sie gestalten ihn mit. Dabei helfen Ihnen immer neue Technologien, denn<br />
auch Ihr Handwerkszeug und die Art, wie Sie arbeiten, hat sich extrem verändert. 3D-CAD, Simulation,<br />
KI – digitale Verfahren bieten heute in der Konstruktion ungeahnte Möglichkeiten. Gehen Sie mit uns auf<br />
die Reise vom Reißbrett in die Zukunft der digitalen Produktentwicklung. Insgesamt blicken wir in dieser<br />
Jubiläumsausgabe zum 50. Geburtstag von <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> sowohl zurück als auch nach vorn. Dabei<br />
haben wir einen Fokus auf die Frage gelegt, wie Innovationen entstehen.<br />
Und auch wir sind Teil des Wandels. Seit einem halben Jahrhundert sind wir für Sie am Puls der Technik und<br />
unser Magazin <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> hat sich in dieser Zeit enorm weiterentwickelt, wie ich finde. Oder was<br />
meinen Sie?<br />
Ich bin jedenfalls gespannt, wie die Reise weitergeht und<br />
kann Ihnen versprechen: Wir bleiben für Sie dran!<br />
Herzliche Grüße und viel Spaß<br />
mit unserem Jubiläumsheft!<br />
Martina Klein<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
m.klein@vfmz.de<br />
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INHALT<br />
06<br />
14<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
03 Editorial: Teil des Wandels<br />
06 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> persönlich:<br />
Ulrike Rißmann, CAD-Administratorin<br />
08 Konstruktion 2030:<br />
Wo geht die Reise bei Drehgebern hin?<br />
10 STATEMENTS<br />
Konstruktion im Wandel<br />
14 INTERVIEW<br />
Besondere Geschichten – Frank Blase,<br />
Geschäftsführer der Igus GmbH<br />
16 Digitale Innovationsschau<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
24<br />
16<br />
ELEKTROTECHNIK/INDUSTRIEELEKTRONIK<br />
18 Innovationsstrategie eines Verbindungsspezialisten<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
24 Sensortechnik: Das Tor zur Welt von Industrie 4.0<br />
28 Automatisierung der Zukunft<br />
32 INTERVIEW<br />
„Wir sind da, wo die Musik spielt“ – Tobias Keller,<br />
Geschäftsführer der Keller AG<br />
34 62 Jahre induktive Näherungsschalter<br />
36 Vom Lochstreifen zum digitalen Zwilling<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
38 KLARTEXT<br />
Was sind die Trends in der Antriebstechnik?<br />
42 Industriegetriebe: Von Fortschritt getrieben<br />
46 Energiemanagementsysteme: Energiegeladen<br />
S10<br />
48<br />
4 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
1_KON_AG_<strong>2020</strong>_07 KON_Titel_Jubi_7-8_<strong>2020</strong>.indd 1 1 27.07.<strong>2020</strong> 24.07.<strong>2020</strong> 09:51:31 09:19:01<br />
19073<br />
SOFTWARE & PROTOTYPING<br />
48 Evolution der Konstruktion – vom Reißbrett zur<br />
digitalen Produktentwicklung<br />
52 INTERVIEW<br />
„Der Konstrukteur muss mit Traditionen brechen“ –<br />
Detlev Reicheneder, Senior Director Business Strategy<br />
Design & Manufacturing der Autodesk GmbH<br />
WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />
54 Ein Gewindeeinsatz erobert die Welt<br />
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
56 INTERVIEW<br />
Von der Lederdichtung zur Hochleistungskomponente –<br />
Ingo Metzger, techn. Geschäftsführer bei COG<br />
SUPPLEMENT: MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
S02 Zahnstangengetriebe: Effizienz auf ganzer Linie<br />
S06 KLARTEXT<br />
Bahnbrechende Entwicklungen in der<br />
Montage und Handhabung<br />
S08 Clinchen: Saubere Verbindung<br />
S10 Greiftechnik: Eine griffige Geschichte<br />
S14 Meilensteine der Robotik<br />
SERVICE<br />
59 Impressum<br />
501970 – <strong>2020</strong><br />
07-08 JULI / AUG . <strong>2020</strong><br />
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<strong>DER</strong><br />
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50 JAHRE<br />
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ULRIKE RISSMANN<br />
ist Konstrukteurin mit Leib und<br />
Seele. Ende der 70er-Jahre des<br />
20. Jahrhunderts begann sie<br />
eine Ausbildung zur technischen<br />
Zeichnerin bei einem Hersteller<br />
von Feinmessgeräten.<br />
Heute ist sie selbstständige<br />
CAD-Administratorin.<br />
Wie hat sich die Arbeit des Konstrukteurs<br />
in den letzten 50 Jahren verändert?<br />
Früher waren die Zeichnungen und die<br />
Stückliste führend, die Übergabe an die<br />
weiterführende Abteilung erfolgte händisch.<br />
Heute geschieht das durch abgestimmte<br />
Software automatisch. Es gibt Simulationssoftware,<br />
deren Einsatz erhebliche Zeiteinsparungen<br />
mit sich bringt.<br />
Früher wurde mehr zusammen gesprochen,<br />
Maschinenbediener, Monteure, ... dieser<br />
Austausch müsste aus meiner Sicht auch<br />
heute mehr gepflegt werden, denn er kann<br />
dabei helfen, ein Produkt noch besser zu<br />
machen.<br />
Vermissen Sie das Zeichenbrett?<br />
Nein, jedoch habe ich die Tuschezeichnungen<br />
geliebt. Ich war damals unglaublich stolz,<br />
eine saubere DIN-A0-Tuschezeichnung mit<br />
allen Schnitten abzugeben. Heute hat man<br />
ja ganz andere Möglichkeiten …<br />
Was ist aus Ihrer Sicht das Wichtigste, um<br />
als Konstrukteur für die Zukunft gerüstet<br />
zu sein?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Ganz klar die Grundausbildung. Trotz der<br />
technischen Möglichkeiten in 3D muss die<br />
Vorstellungsgabe unbedingt geschult<br />
werden. Die darstellende Geometrie sollte<br />
bei der Ausbildung verstärkt eingesetzt<br />
werden, sowie das Skizzieren, es reicht ein<br />
kleines Stück Papier, um die Gedanken<br />
festzuhalten. Eine solide Grundausbildung<br />
an den Maschinen zu haben, erleichtert<br />
die Entstehung eines Produkts und hilft<br />
dabei, Abteilungsübergreifend zu denken<br />
(AV/PDM/Dokumentationen ...). Und das<br />
Allerwichtigste ist die Leidenschaft, diesen<br />
Beruf zu lieben und offen für die Entwicklungen<br />
zu sein.<br />
TROTZ <strong>DER</strong> TECHNISCHEN<br />
MÖGLICHKEITEN IN 3D<br />
MUSS DIE VORSTELLUNGS-<br />
GABE GESCHULT WERDEN<br />
ULRIKE RISSMANN,<br />
SELBSTSTÄNDIGE CAD-ADMINISTRATORIN<br />
6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
STRATEGISCHE PARTNERSCHAFT VON SIKO UND STW<br />
Siko und Sensor-Technik Wiedemann (STW) vertiefen mit einer strategischen<br />
Partnerschaft die langjährige gute Zusammenarbeit und schaffen die Basis für<br />
gemeinsame Entwicklungen und Abstimmungen der Produktportfolios. STW<br />
bietet für den Markt der mobilen Arbeitsmaschinen Lösungen von Sensorik,<br />
Steuerungen, Mensch-Maschine-Schnittstellen bis hin zu Vernetzung,<br />
Datenmanagement und Cloud-Anbindungen. Siko ist ein Spezialist für<br />
robuste und innovative Messtechnik für unterschiedlichste Messaufgaben,<br />
wie z. B. Längen-, Winkel- und Drehzahlmesstechnik. Auf vertrieblicher Ebene<br />
sind gemeinsame Vermarktungsaktivitäten auf Basis des Eco-Systemgedankens<br />
vorgesehen. Darüber hinaus sind auch gemeinsame Entwicklungsprojekte<br />
geplant. Dazu gehört der Ausbau des Sensorikbaukastens für die Mobil hydraulik<br />
mit neuen bzw. erweiterten Funktionalitäten und die Bereitstellung funktional<br />
sicherer Systeme.<br />
www.siko-global.com<br />
MSR-SPEZIALMESSEN:<br />
OPTIMISTISCHER<br />
AUSBLICK<br />
Die Messegesellschaft Meorga<br />
gibt aufgrund der sich verbessernden<br />
Corona-Lage einen optimistischen<br />
Ausblick auf die kommende<br />
MSR-Spezialmesse am 4. November<br />
in Bochum. Ein Unternehmenssprecher:<br />
„Wir als erfahrener<br />
Veranstalter glauben fest daran,<br />
dass Live-Veranstaltungen in<br />
puncto Face-To-Face-Kommunikation<br />
auch in Zukunft unschlagbar<br />
bleiben. Auf das Messe-Flair,<br />
intensive Gespräche, die Markeninszenierungen<br />
und den persönlichen<br />
Eindruck vor Ort werden<br />
die Experten in der Industrie bei<br />
Japanese quality – trusted worldwide since 1921<br />
Bearings for<br />
productivity<br />
wichtigen Themen nicht verzichten<br />
wollen. In einer immer<br />
kom plexeren Welt mit ihren<br />
immer umfassenderen Herausforderungen<br />
sind interdisziplinäre<br />
Problemlösungen gefragt. Aus<br />
diesem Grund sind unsere<br />
Messen auch in der Zeit nach<br />
Corona verstärkt Treiber technologischer<br />
und wirtschaftlicher<br />
Entwicklung.“ Die Messegesellschaft<br />
Meorga veranstaltet<br />
Spezialmessen für die Mess-,<br />
Steuerungs- und Regeltechnik,<br />
Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik<br />
in ausgesuchten<br />
Wirtschaftsregionen.<br />
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KONSTRUKTION 2030<br />
WO GEHT DIE REISE<br />
BEI DREHGEBERN HIN?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
1918 gegründet, blickt Fraba auf eine über 100-jährige<br />
Geschichte zurück. In den 1960er-Jahren kamen Drehgeber<br />
ins Portfolio. Können Sie die Entwicklung der Komponenten<br />
bis heute kurz skizzieren?<br />
Miniaturisierung ist wichtigster Treiber. Anfangs waren Durchmesser<br />
von über 100 mm normal. Geber, in denen komplexe<br />
Feinmechanik steckte, waren schwer wie Ziegelsteine. Integrierte<br />
Opto-ASICs und Magnetsensoren sorgten ab den 1990er-Jahren<br />
für spürbare Verschlankung. Aus 70 wurden rasch 58 mm – lange<br />
der Quasi-Standard. Für einen Quantensprung sorgte Energy<br />
DIE ZEICHEN <strong>DER</strong> ZEIT<br />
STEHEN AUF INTEGRIERTES<br />
MOTOR-FEEDBACK<br />
Harvesting per Wiegand-Effekt, der Getriebe und störanfällige<br />
Batterien obsolet machte und 2016 den Rollout von magnetischen<br />
Multiturn-Kits mit 36 mm Baugröße ermöglichte. Dass da noch<br />
Luft nach oben ist, zeigen wir aktuell mit unseren 22-mm-Geräten,<br />
den weltweit kleinsten Montage-Kits für Multiturn.<br />
Welche Trends sehen Sie, was Drehgeber angeht, wenn Sie auf<br />
die nächsten 10 Jahre blicken?<br />
Die Zeichen der Zeit stehen auf integriertes Motor-Feedback. Hier<br />
wird der Geber als Montage-Kit direkt in den Motor eingebaut.<br />
Gepusht wird dieser Trend, bei dem die Position direkt am<br />
Antrieb statt über den Umweg an den unterschiedlichen Achsen<br />
ermittelt wird, durch die weitere Miniaturisierung und Kostensenkung<br />
der magnetischen Messtechnik.<br />
Dies bedeutet aber nicht das Ende der klassischen Stand -<br />
alone-Geber. Sie werden auch künftig in spezifischen Nischen<br />
benötigt. Daneben existiert ein riesiger Bedarf an klassischen<br />
Drehgebern, die weltweit in Retrofit- beziehungsweise Maintenance-Situationen<br />
gefordert sind.<br />
Retrofit erfordert flexible Lösungen, um spezifische Vorgaben<br />
in Sachen Mechanik, Schutzart oder Interface schnell, sicher<br />
und kostengünstig umzusetzen. Mit unserer digitalen Fertigung<br />
und dem intuitiven EncoderMatch-Portal, in dem die Specs von<br />
Millionen marktgängiger Drehgeber hinterlegt sind, kommt der<br />
User rasch zum passgenauen Ersatzprodukt.<br />
Was bedeutet das für Konstrukteure?<br />
Alles ist viel schneller und direkter! Und das nicht nur beim<br />
Retrofit, sondern auch beim integrierten Motorfeedback. Ein<br />
paar Handgriffe reichen – und der Kit Encoder ist „ready-to-go“.<br />
Zeitaufwändige Kalibrierung gehört der Vergangenheit an.<br />
Software-Algorithmen garantieren das Einhalten vorgegebener<br />
Toleranzen – ganz im Sinne von Plug-and-play.<br />
Bilder: Aufmacher Hintergrund: knssr – stock.adobe.com; Sonstige: Fraba<br />
www.posital.com<br />
JÖRG PAULUS,<br />
General Manager, Sales – Europe, POSITAL-FRABA, Köln<br />
8 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
NORD DRIVESYSTEMS: 15 JAHRE WACHSTUM IN CHINA<br />
Um der starken Nachfrage nach hochwertigen Investitionsgütern und Antriebssytemen<br />
aus der rasant wachsenden chinesischen Wirtschaft zu begegnen, gründete<br />
Nord Drivesystems vor 15 Jahren die erste chinesiche Niederlassung – und zwar in<br />
der Stadt Suzhou im Jangtse-Delta um Shanghai. Der Standort bedient seitdem den<br />
chinesischen Markt für Motoren, Getriebe und Antriebs elektronik. Seit Anbeginn ist<br />
Nord China kontinuierlich auf Wachstumskurs, expandiert in neue Märkte, erweitert<br />
seine Fabriken und erhöht die Produktions kapazitäten. Heute hat Nord 25 Vertriebsbüros<br />
in allen wichtigen Wirtschafts centren Chinas sowie Produktions- und Motagewerke<br />
in Suzhou und Tianjin. Ein weiteres Werk entsteht gerade in Yizheng. Das Areal<br />
in Suzhou umfasst eine Gesamtfläche von 65 000 m 2 und beherbergt unter anderem<br />
ein Getriebemontagewerk sowie eine Motorenproduktion. Darüber hinaus betreibt<br />
Nord China in Tianjin ein weiteres Getriebemontagewerk. Auch die Bereiche Motorentechnologie<br />
und Frequenzumrichter werden von Nord China abgedeckt.<br />
www.nord.com<br />
ONLINE-PIONIER <strong>DER</strong> BLECHBEARBEITUNG FEIERT 10. JUBILÄUM<br />
Laserteile4you feiert 10-jähriges Bestehen. Das Online-Portal der H.P. Kaysser GmbH + Co. KG gilt als<br />
Pionier für das professionelle Bestellen individuell gefertigter Blechteile über das Internet. Was 2010<br />
mit einer mutigen Idee begann, hat sich zu einem leistungsfähigen Bestellportal entwickelt.<br />
Deutschlandweit nutzen mehr als 10 000 Kunden die Möglichkeit, umfangreiche Blechbearbeitung<br />
in beein druckender Materialvielfalt rund um die Uhr zu kalkulieren und zu bestellen. „Wir haben<br />
damals wahrlich Pionierarbeit geleistet“, erinnert sich Achim Hinterkopf aus der Geschäftsleitung<br />
von H.P. Kaysser. Zum 10-jährigen Bestehen präsentiert sich das Webportal in neuem Look. Zudem<br />
können Benutzer das ganze Jahr über mit attraktiven Aktionen und Angeboten rechnen. Im Herbst<br />
rundet dann das große Jubiläumsfest die Feierlichkeiten ab.<br />
www.kaysser.de<br />
«<br />
Mein Kunde?<br />
Hat keine Kopfschmerzen mehr!<br />
Rita, 32<br />
«<br />
Wir sind zurück:<br />
Models gesucht 2.0<br />
Rita sucht Kollegen – Werde Teil unserer<br />
Werbekampagne und bewirb dich!<br />
www.ahp.de
STATEMENTS<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
KONSTRUKTION<br />
IM WANDEL<br />
Die Coronavirus-Pandemie<br />
war und ist auch für das<br />
Arbeiten in Konstruktion<br />
und Entwicklung eine<br />
Herausforderung und hat<br />
bisherige Strukturen auf<br />
den Kopf gestellt. Es ist<br />
also an der Zeit, digitale<br />
Strategien auszubauen.<br />
Wir sind daher der Frage<br />
nachgegangen, wie fit<br />
sind Unternehmen für die<br />
Zukunft aufgestellt und<br />
verschafft uns Corona nicht<br />
sogar die notwendige Zeit,<br />
die Digitalisierung weiter<br />
voranzubringen?<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
JÖRG DUGGEN<br />
Head of Engineering,<br />
R+W Antriebs elemente GmbH<br />
In Zeiten von Corona wird<br />
aufgezeigt, dass Unternehmen<br />
eine starke Verantwortung, vor<br />
allem für die Gesundheit der<br />
Angestellten, haben. R+W hat<br />
als mittelständischer Arbeitgeber<br />
sehr schnell beim Ausbruch von<br />
Corona reagiert und in vielen<br />
Bereichen und Abteilungen<br />
Teams gebildet, die abwechselnd<br />
im Büro und Homeoffice arbeiten. Die Kolleginnen und<br />
Kollegen liefen so keine Gefahr, sich am Arbeitsplatz<br />
anzustecken. Die Ausstattung für das Homeoffice wurde in<br />
kürzester Zeit geschaffen und bietet den Mitarbeitern und<br />
Mitarbeiterinnen und uns als Unternehmen eine ganz<br />
andere Flexibilität.<br />
Speziell im Bereich der Technik (Konstruktion und Entwicklung)<br />
konnten wir während der Hochphase der Corona-Pandemie<br />
weiter an der Einführung unserer neuen CAD-Software<br />
arbeiten. Das Projekt konnte so zügig vorangebracht und<br />
unsere Flexibilität weiter erhöht werden.<br />
UDO TRU<strong>DER</strong>UNG<br />
Qualitätsmanagement,<br />
Ruwac Industriesauger GmbH<br />
Bei Ruwac hat die Konstruktion zentrale<br />
Bedeutung, weil wir jeden Sauger und<br />
jede Sauganlage an die individuellen<br />
Anforderungen der Anwendung<br />
anpassen. Es gibt also (fast) kein<br />
Vertriebsprojekt, in das die Konstruktion<br />
nicht eingebunden ist.<br />
Umso wichtiger war es für uns in den<br />
letzten Monaten, die Handlungsfähigkeit<br />
der Konstrukteure aufrechtzuerhalten,<br />
was wir durch eine ganze Reihe von Hygiene- und Sicherheitsmaßnahmen<br />
wie zum Beispiel versetzte Pausenzeiten und<br />
Abstandsregelungen für die Arbeitsplätze gewährleistet haben.<br />
Die mobile Arbeit haben wir sehr flexibel gehandhabt, wobei aber<br />
immer ein Teil der Konstrukteure im Unternehmen ansprechbar war.<br />
Was wir gelernt haben: Es war eine sehr gute Entscheidung, schon<br />
vor Jahren ein zentrales, IT-gestütztes Wissensmanagement<br />
einzuführen. Davon hat das ganze Unternehmen jetzt profitiert.<br />
Wenn der persönliche Austausch erschwert wird, sind solche<br />
formalisierten Systeme und Plattformen eine große Hilfe – auch und<br />
gerade für Experten.<br />
10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
THOMAS SCHLIERBACH-<br />
KNOBLOCH<br />
Director,<br />
Crane Platform Demag Cranes & Components<br />
Unsere Entwickler- und Konstruktionsteams<br />
arbeiten seit der zweiten<br />
Märzhälfte ausschließlich mobil. Dank<br />
unserer sehr guten Infrastruktur und<br />
dem bereits früh vollzogenen Wechsel<br />
von Fileservern zu cloudbasierten<br />
Lösungen mit besserem Remote-Zugriff<br />
laufen alle Projekte reibungslos. Durch<br />
die Nutzung von Konferenzsoftware<br />
sind unsere internationalen Teams sehr gut vernetzt und die<br />
Kommunikation wurde sogar noch intensiviert. Mit der Einrichtung<br />
virtueller Kaffeepausen pflegen wir zudem verstärkt die sozialen<br />
Kontakte.<br />
Ein großes<br />
Stück<br />
Sicherheit<br />
ANDRÉ BATZ<br />
Director Research & Development,<br />
Schmersal Gruppe<br />
Die Coronavirus-Pandemie hat uns spontan vor<br />
einige Herausforderungen gestellt. So mussten<br />
einige Mitarbeiter sperrige Hochleistungs-<br />
Desktop-PCs für Spezialsoftware mit nach<br />
Hause nehmen, und wir mussten dafür sorgen,<br />
dass Lizenzen für Entwicklungssoftware im<br />
Homeoffice verfügbar sind. Aber wir konnten<br />
der Krise auch positive Aspekte abgewinnen:<br />
Wir haben die Digitalisierung erheblich<br />
vorangetrieben und z. B. selbst das<br />
Brainstorming und Visualisierungsmethoden auf onlinefähige<br />
Plattformen umgestellt. Alle Mitarbeiter waren sehr engagiert und haben<br />
zum Beispiel bei IT-Problemen selbstständig effektive Methoden<br />
gefunden, um untereinander zu kommunizieren. Die Akzeptanz für das<br />
Arbeiten im Homeoffice hat zugenommen, und wir sehen hier sogar die<br />
Chance, zukünftig noch stärker auf die individuellen Bedürfnisse der<br />
Mitarbeiter eingehen zu können. Deshalb werden wir künftig unsere<br />
IT-Strukturen konsequent darauf ausrichten, dass sie auch im Homeoffice<br />
funktionieren.<br />
... für Mensch<br />
und Maschine<br />
Die bewährte Technologie<br />
der Selbstverstärkung bei<br />
SITEMA-Klemmköpfen für<br />
große Haltekräfte hat<br />
endlich einen Namen:<br />
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GERMAN INNOVATION AWARD FÜR<br />
SPE-SCHNITTSTELLE VON HARTING<br />
Die Harting-T1-<br />
Industrial-Schnittstelle<br />
für Single<br />
Pair Ethernet (SPE)<br />
ist mit dem<br />
German Innovation<br />
Award <strong>2020</strong><br />
ausgezeichnet<br />
worden. Damit<br />
gewinnt Harting<br />
den begehrten<br />
Preis bereits das<br />
zweite Jahr in Folge. Für das Team, das die Einführung der<br />
Single-Pair-Ethernet-Schnittstelle als Standardsteckgesicht nach<br />
IEC 63171-6 Norm intensiv gepusht hat, ist die Auszeichnung<br />
einerseits Bestätigung der Arbeit, andererseits Motivation für<br />
künftige Projekte. Der Fokus bei der Einführung der neuen Lösung<br />
für Ethernet über nur noch ein Adernpaar lag klar darauf, nicht<br />
nur ein Produkt zu entwickeln, sondern letztendlich das Ganze<br />
auch erfolgreich in die internationale Normung einzubringen und<br />
im Markt zu etablieren. „Mit der T1-Industrial-Schnittstelle<br />
bringen wir die SPE-Technologie einen großen Schritt näher an<br />
den Kunden heran. Die Auszeichnung ist ein klarer Ansporn, diese<br />
Entwicklung weiter voranzutreiben, das Lösungsportfolio<br />
auszubauen und auch in Zukunft immer neue, maßgeschneiderte<br />
IIoT-Lösungen für unsere Kunden zu entwickeln“, betont Ralf Klein<br />
(Bild), Geschäftsführer Harting Electronics.<br />
www.harting-systems.com<br />
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Prozesssicherheit durch ausgereifte Technik<br />
60 JAHRE KÜBLER, 60 JAHRE INNOVATION<br />
Das Familienunternehmen Kübler feiert in diesem Jahr sein<br />
60. Jubiläum. Der Sensorspezialist bietet Lösungen zur<br />
Messung, Übertragung und Auswertung für den Anlagenund<br />
Maschinenbau, Schwerpunkte sind die Branchen<br />
Aufzug, Antrieb, Mobile, Kran, Stahl, Verpackung, Solar und<br />
Wind. Im Mittelpunkt des Produktportfolios stehen Drehgeber<br />
und Schleifringe.<br />
Gegründet 1960 von Fritz Kübler in Villingen-Schwenningen<br />
wird das Unternehmen heute von drei Geschäftsführern<br />
geleitet, von seinen beiden Söhnen Gebhard F. Kübler und<br />
Lothar W. Kübler sowie einem angestellten GF für Vertrieb<br />
Martin Huth. Knapp 500 Menschen arbeiten heute weltweit<br />
bei Kübler, das Unternehmen ist weltweit präsent in über<br />
50 Ländern, es gibt elf Tochterunternehmen und vier<br />
Produktionsstandorte in Deutschland, Indien und USA.<br />
Kübler sieht sich als Enabler für Industrie 4.0 und Smart<br />
Factory. Mit seiner Wachstumsstrategie und dem damit<br />
verbundenen „Innovation Marathon“ fokussiert sich das<br />
Familienunternehmen auf wachstumsstarke Marktsegmente.<br />
Gemeinsam mit den Kunden entwickelt Kübler dabei in<br />
Technologie-Workshops oder aus aktuellen Projekten<br />
zukunftssichere und wegweisende Produktinnovationen,<br />
die neue Möglichkeiten in unterschiedlichen Applikationen<br />
eröffnen. Im Bereich Forschung und Entwicklung wurde<br />
die Anzahl der Mitarbeiter signifikant erhöht. Neben dem<br />
Hauptsitz der Kübler Gruppe in Villingen-Schwenningen<br />
wurden zwei Kompetenzzentren wie das Engineering<br />
Solution Center Berlin, aus dem Innovationen zur digitalen<br />
Echtzeit-Signalverarbeitung, smart Technology sowie<br />
magnetische lagerlose Sensorsysteme entstehen, wie auch<br />
das Kompetenzzentrum München, welches zugeschnittene<br />
Schleifring-Lösungen entwickelt, gegründet. Zentrales<br />
Element sind im Innovation Marathon auch die enge<br />
Zusammenarbeit mit R&D-Partnern, Forschungsinstituten<br />
und Hochschulen. Für die Produktbereiche Messung,<br />
Übertragung und Auswertung sind auch in diesem Jahr im<br />
Zuge des Kübler Innovation Marathon neue Produkte und<br />
Lösungen für verschiedenste Anwendungen entstanden.<br />
Man darf gespannt sein, was es im Herbst Neues zu<br />
berichten gibt.<br />
www.kuebler.com<br />
www.mk-group.com<br />
www.derkonstrukteur.de<br />
12 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
MOTION-CONTROL-<br />
SPEZIALIST WIRD 50<br />
Aerotech feiert in diesem Jahr –<br />
genau wie die Zeitschriftenmarke<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> – das<br />
50. Firmenjubiläum. Die Historie<br />
des Herstellers leistungsstarker<br />
Motion-Control- und Positioniersysteme<br />
begann in der sprichwörtlichen<br />
Garage, und zwar mit<br />
dem Prototyp eines Ortungssystems<br />
für den industriellen Einsatz.<br />
Das erste gefertigte Positioniersystem<br />
war eine einfache<br />
elektromechanische Zwei-Achsen-<br />
Anwendung. Renommierte<br />
Kunden wie Du Pont oder IBM<br />
öffneten Aerotech das Tor zur<br />
Industrie.<br />
Bereits in den ersten Jahren<br />
verzeichnete Aerotech ein<br />
rasantes Wachstum. Maßgeblich<br />
trugen dazu das erste Patent<br />
(Bild) und die anschließende<br />
Einführung einer manuellen<br />
optischen Halterung bei. Den<br />
anfänglichen manuellen Stellungsreglern<br />
folgten schon bald<br />
EPLAN ERWEITERT ONLINE-ANGEBOTE<br />
Das Homeoffice ist derzeit für viele der tägliche Arbeitsplatz. Eplan<br />
bietet aus diesem Grund zahlreiche Online-Angebote, die<br />
Anwendern konkrete Praxisunterstützung geben. Ein neues Format<br />
sind die Webcasts „Eplan Virtual Café“, in denen Anwender ganz<br />
direkt praktische Unterstützung erhalten. Themen wie<br />
„Strukturierung nach IEC 81346“, „Blockeigenschaften“ oder<br />
„Tipps & Tricks für Eplan Electric P8“ werden in 30-minütigen<br />
Webcasts behandelt. Weitere Webcasts – beispielsweise zum Thema<br />
„Automatisierte Erstellung von Eplan Projekten“ oder „Integration<br />
von Eplan und Siemens Teamcenter“ stehen auf dem Programm.<br />
Erweiternd gibt es für Eplan-Kunden die Möglichkeit, sich auf digitalem Wege per Videokonferenz<br />
beraten zu lassen. Im „Schnupperkurs Consulting“ werden die Services dargestellt. Bernd<br />
Schewior (Bild), Bereichsleiter Professional Services, erklärt: „Wir lassen unsere Anwender in<br />
keinem Moment allein.“ Auch die Eplan Training Academy baut mit Hochdruck ihr Angebot im<br />
Bereich eLearning aus.<br />
www.eplan.de<br />
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WELLE-NABE-VERBINDUNGEN<br />
Spannsysteme • Schrumpfscheiben • Konus-Spannelemente<br />
6,5 - 4 225 000 Nm<br />
erste elektronische Steuerungen<br />
wie auch angetriebene Stellregler.<br />
Bis heute hat sich Aerotech eine<br />
solide Nische im Bereich der<br />
hochpräzisen Bewegungssteuerung<br />
herausgearbeitet. „Wir sind<br />
mit unserer breiten Produktpalette<br />
spezialisiert auf die<br />
Bearbeitung im Nanometerbereich“,<br />
erklärt Norbert Ludwig,<br />
Geschäfts führer der Aerotech<br />
GmbH in Fürth.<br />
Inzwischen ist das Unternehmen<br />
auf weltweit rund 500 Beschäftigte<br />
angewachsen. Und was dem<br />
Firmengründer mit ungarischen<br />
Wurzeln stets wichtig war,<br />
Aerotech ist immer noch ein<br />
familiengeführtes Unternehmen.<br />
Neben Sohn Mark Botos, der als<br />
Präsident das Unternehmen<br />
leitet, ist auch der zweite Sohn<br />
Steve Botos im Unternehmen<br />
als Chief Officer Communication<br />
& Strategy tätig.<br />
www.aerotechgmbh.de<br />
www.ringspann.de<br />
Ihr Nutzen ist unser Antrieb
01<br />
BESON<strong>DER</strong>E<br />
GESCHICHTEN<br />
INTERVIEW<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Den Motion-Plastics-Spezialisten Igus, gegründet<br />
1964, und die Vereinigten Fachverlage verbindet<br />
eine langjährige und intensive Beziehung. Zum<br />
50. Jubiläum von <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> sprachen<br />
wir mit Igus-Chef Frank Blase.<br />
Igus und <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> sind seit Jahrzehnten zusammen<br />
gewachsen. Und es gibt einige besondere Geschichten, die uns<br />
verbinden. Was fällt Ihnen als erstes ein?<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> begegnet mir persönlich nicht nur jeden<br />
Monat auf dem Schreibtisch, sondern die Redakteure treffe ich<br />
auch bei vielen Anlässen. Überall dort, wo es interessante News<br />
gibt. Sei es auf Messen, Igus-Pressekonferenzen oder unseren<br />
Fachpresseworkshops – <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> ist mit dabei und<br />
immer neugierig. Zum Beispiel auf der „Iglidur on Tour”-Weltreise.<br />
Hier sind wir anlässlich des 50. Igus-Firmenjubiläums 2014 in<br />
einem Smart einmal um die Welt gefahren. Anhand dieses kleinen<br />
Autos, in dem wir über 50 metallische Lagerstellen durch Tribo-<br />
Polymergleitlager getauscht haben, konnten wir vor Ort zeigen,<br />
welche Vorteile Kunststoff gegenüber Metall bietet.<br />
<strong>DER</strong> KONS TRUKTEUR hat diese Weltreise aktiv mitbegleitet: Ein<br />
Chefredakteur der Vereinigten Fachverlage hat sogar an der Tour<br />
durch Schweden teilgenommen, war im Designzentrum von<br />
Volvo, in der Entwicklungsabteilung von Koenigsegg und hat sich<br />
selbst durch widrige Wetterverhältnisse nicht beirren lassen, mitten<br />
im Winter in den schwedischen Wäldern aus dem Smart<br />
heraus Elche zu füttern.<br />
Das war natürlich nur möglich, weil Igus in Bezug auf Pressearbeit<br />
innovativ und immer offen für Neues ist. Wie sieht Ihre<br />
Kommunikationsstrategie aus?<br />
Wir bei Igus sind sehr experimentierfreudig und probieren gerne<br />
neue Sachen aus. Das betrifft eben nicht nur unsere Produkte,<br />
sondern auch unsere Kommunikationsstrategie. Wir sind hier<br />
sehr offen und treten auch gerne mit Themen, wie zum Beispiel<br />
unseren Projekten im Bereich der Nachhaltigkeit, in den Diskurs<br />
mit der Öffentlichkeit. Im Fokus steht bei uns immer der Leser,<br />
der potenzielle Kunde, deswegen möchten wir gute und spannende<br />
Geschichten erzählen, die ihn inspirieren. Das geht nur,<br />
wenn man immer mal wieder die ausgetretenen Pfade verlässt.<br />
So haben wir in Köln auf 400 m 2 einen Messestand aufgebaut<br />
und zum ersten Mal mehrere digitale Live-Pressekonferenzen<br />
von dort aus ausgestrahlt. Hier konnten die Journalisten, wie<br />
die Redakteure von <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong>, via Chat ihre Fragen<br />
einsenden und sich direkt von den aktuellen Neuheiten ein Bild<br />
machen und im Nachgang auch über Videochat Interviews führen.<br />
Ein Bild davon kann man sich unter www.igus.de/virtuelle-messe<br />
selbst machen.<br />
Welche Rolle spielen Fachmedien heute für Sie?<br />
Die Fachmedien spielen weiterhin eine wichtige Rolle: sie bieten<br />
Orientierung, ordnen ein und berichten, was es Neues auf dem<br />
Markt gibt, welche Trends sich abzeichnen und wie sich die<br />
Branchen entwickeln. Sie sind also auch oft der erste Touchpoint<br />
zwischen Leser/Kunde und Anbieter. Daher sind sie natürlich<br />
auch für uns ein wichtiger Kanal, um dem Kunden Produktneuheiten<br />
vorzustellen und mit spannenden Anwendungs-<br />
14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
02<br />
04<br />
01 Im Gespräch mit Igus-Chef Frank Blase blicken wir<br />
zurück auf unsere gemeinsame Vergangenheit und<br />
erinnern uns an viele besondere Geschichten: ...<br />
03<br />
02 ... z. B. an die spannende Reise mit „Iglidur on Tour“<br />
durch Schweden, ...<br />
03 ... den virtuellen Besuch der Igus-Produktionshalle<br />
in Köln per 3D-Brille von einer Presseveranstaltung<br />
in Karlsruhe aus ...<br />
04 ... oder die Montage einer Linearführung im<br />
Rahmen des letzten Igus-Fachpresseworkshops<br />
beispielen und Hintergrundberichten neugierig auf Motion<br />
Plastics zu machen.<br />
Wie hat sich die Zusammenarbeit mit den Vereinigten<br />
Fachverlagen in den letzten Jahrzehnten gewandelt?<br />
Ich freue mich, dass die gute Zusammenarbeit mit den Vereinigten<br />
Fachverlagen sich nicht grundsätzlich geändert hat. Der Verlag<br />
und das Magazin sind weiterhin neugierig und interessiert. Nicht<br />
nur an uns und unseren Produkten, sondern vor allem auch an<br />
dem, was den Leser interessiert. Ein Format, bei dem wir dann<br />
auch als erste direkt mit dabei waren, war das Whiteboard. (Anm.<br />
d. Red.: ein Interview in Bildern, in der Regel zu finden auf Seite 10<br />
des Magazins) Einfach mal was anders machen, neugestalten und<br />
ausprobieren, das ist ja auch das, was wir tagtäglich tun.<br />
Ein Erlebnis, an das wir uns gerne erinnern ist auch, dass wir von<br />
Igus einmal einen 3D-Drucker und Igus-Filamente zur Verfügung<br />
gestellt bekommen haben, um im Selbstversuch zu testen, wie<br />
einfach 3D-Drucken ist. Der Bericht ist in <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />
10/2017 erschienen. Das Thema 3D-Druck bringt mich übrigens<br />
darauf, dass Igus nicht nur im Marketing hochinnovativ ist. Als<br />
Spezialist für Motion Plastics erschließen Sie immer wieder neue<br />
Technologien und Anwendungen. Geschichten, über die wir gerne<br />
berichten. Aber wie entstehen bei Igus eigentlich Innovationen?<br />
Die Innovationen entstehen häufig aus konkreten Problemen der<br />
Kunden heraus. Und viele dieser Herausforderungen kennen wir sehr<br />
genau, sei es durch Vor-Ort-Besuche, Chats, die digitale Beratung<br />
oder Messen. Dabei versuchen wir stets eine technisch passende<br />
Lösung zu finden, die im besten Fall auch gleichzeitig die Kosten<br />
senkt, wie zum Beispiel zusätzliche Wartungs- oder Montagekosten.<br />
Andererseits haben wir ein erfahrenes Entwicklungsteam bestehend<br />
aus vielen Ingenieuren, das tagtäglich mit der Weiterentwicklung<br />
unserer Produkte beschäftigt ist, um sie noch langlebiger zu<br />
machen. Dafür haben wir bei Igus auch ein 3 800 m 2 großes Testlabor<br />
– das größte der Branche. Hier testen wir alle Produkte auf<br />
Herz und Nieren bis zum Totalausfall und können so direkte<br />
Verbesserungen vornehmen und gleichzeitig auch dem Kunden<br />
die Lebensdauer vorhersagen.<br />
Und wo geht die Reise als nächstes hin?<br />
Es sind momentan natürlich besondere Zeiten, bei denen<br />
sich nicht alles genau planen lässt. Derzeit versuchen wir die<br />
Auswirkungen der gegenwärtigen Situation auf Igus und die<br />
Mitarbeiter möglichst gering zu halten und unseren Kunden<br />
dabei weiterhin innovative Produkte und einen zuverlässigen<br />
und schnellen Service zu bieten. Gleichzeitig investieren wir<br />
weiterhin in langfristige Projekte wie die Erschließung des neuen<br />
Geländes und den zusätzlichen Neubau am Standort in Köln.<br />
Und auch die Investitionen in die Digitalisierung bleiben nach wie<br />
vor hoch. Ich freue mich darauf, wenn uns <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />
bei diesen Schritten auch weiterhin interessiert begleitet.<br />
Das werden wir gerne tun. Wir freuen uns auf die gemeinsame<br />
Zukunft und sind gespannt ...<br />
www.igus.de<br />
Das Interview führte Martina Klein, stv. Chefredakteurin.<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 15
DIGITALE INNOVATIONSSCHAU<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Auf dem OWL-Gemeinschaftsstand auf der<br />
Hannover Messe präsentiert der Spitzencluster<br />
it´s OWL jedes Jahr neue Forschungsansätze<br />
und Lösungen für Industrie 4.0. Da die Messe<br />
<strong>2020</strong> abgesagt werden musste, zeigen über<br />
40 Unternehmen, Forschungseinrichtungen,<br />
Start-ups und Netzwerke ihre Innovationen jetzt<br />
digital. Der Themenschwerpunkt der digitalen<br />
Innovationsschau liegt auf dem Thema künstliche<br />
Intelligenz für die Industrie von morgen.<br />
Auf der Hannover Messe wollten wir zeigen, wie Wirtschaft<br />
und Wissenschaft im Spitzencluster gemeinsam die<br />
Potenziale für künstliche Intelligenz erschließen“, sagt<br />
Günter Korder, Geschäftsführer it´s OWL Clustermanagement<br />
und erklärt weiter: „Das machen wir jetzt mit der digitalen<br />
Innovationsschau unter www.its-owl.de/hannovermesse. Besucherinnen<br />
und Besucher können sich über neue technologische Entwicklungen<br />
und Anwendungen informieren und mit Experten dazu<br />
austauschen.“ Das Format war Teil der Hannover Messe Digital<br />
Days am 14. und 15. Juli <strong>2020</strong> und ist weiterhin verfügbar.<br />
Zu den über 40 Ausstellern gehören unter anderem die bekannten<br />
Firmen Beckhoff, Böllhoff, Claas, Hettich, Lenze, Phoenix Contact,<br />
Wago und Weidmüller Start-ups sowie die Hochschulen und Fraunhofer-Einrichtungen.<br />
Sie präsentieren neue Ansätze in den Bereichen<br />
maschinelles Lernen, digitaler Zwilling, Plattformen und Robotik.<br />
Die Innovationsschau, die von der OstWestfalenLippe GmbH<br />
und OWL Maschinenbau organisiert wurde, ist in sechs Themenfelder<br />
gegliedert: KI-Forschung, Machine Learning durch intelligente<br />
Automatisierung, Maschinenbau, IT, Start-ups und Netzwerke.<br />
Besucherinnen und Besucher können sowohl nach Themenfeldern<br />
als auch nach Ausstellern recherchieren.<br />
KI-FORSCHUNG UND MASCHINELLES LERNEN<br />
An den Hochschulen und Fraunhofer-Einrichtungen in Ostwestfalen-<br />
Lippe arbeiten 350 Forscherinnen und Forscher in über 100 Projekten<br />
daran, künstliche Intelligenz für die industrielle Wertschöpfung<br />
nutzbar zu machen. Sie zeigen an konkreten Anwendungsbeispielen<br />
Forschungsergebnisse in den Bereichen autonome Systeme und<br />
maschinelles Lernen, vorausschauende Wartung, kognitive Robotik<br />
und Assistenzsysteme.<br />
Maschinelles Lernen ist ein wichtiger Erfolgsfaktor für vernetzte<br />
Fertigung und neue Geschäftsmodelle. Treiber und Impulsgeber<br />
MASCHINELLES LERNEN IST EIN<br />
WICHTIGER ERFOLGSFAKTOR FÜR<br />
VERNETZTE FERTIGUNG<br />
dabei sind die Weltmarktführer der Automatisierungstechnik. Im<br />
Spitzencluster entwickeln sie neue Lösungen, die zu erheblichen<br />
Optimierungen und Einsparungen führen.<br />
NEUE GESCHÄFTSMODELLE UND NETZWERKE<br />
Aus der Zusammenarbeit in den Netzwerken entstehen neue Geschäftsideen.<br />
Start-ups finden in Ostwestfalen-Lippe ein optimales<br />
Umfeld. Neun Gründer präsentieren ihre Ideen. Dabei geht es um<br />
Robotik in der Fertigung und Maschinenkommunikation, IT-Sicherheit<br />
und Transportsysteme, intelligente Wärmeübertragung und<br />
Materialrecycling sowie den Einsatz von agilen Methoden im Innovationsmanagement.<br />
Netzwerke bieten Unternehmen und Forschungseinrichtungen<br />
die Möglichkeit, neue Themenfelder gemeinsam zu<br />
erschließen.<br />
Bilder: OstWestfalenLippe GmbH, it’s OWL, Phoenix Contact, Uni Paderborn,<br />
www.its-owl.de<br />
16 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
25 JAHRE BILDVER<br />
ARBEITUNG VON VMT<br />
Im Mai <strong>2020</strong> feierte die VMT<br />
Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme<br />
GmbH (VMT)<br />
aus Mannheim ihr 25. Firmenjubiläum.<br />
Das Unternehmen, das<br />
seit Ende 2006 zur Pepperl+Fuchs-<br />
Gruppe gehört, ist Anbieter von<br />
Bildverarbeitungssystemen und<br />
Komplett lösungen für die<br />
sensorgestützte Roboterführung.<br />
VMT beschäftigt heute mehr als<br />
120 Mitarbeiter und ist inter -<br />
na tional vertreten. „VMT steht<br />
bis heute für Innovation“, so<br />
BERNER ENGINEERING FEIERT 30. JUBILÄUM<br />
Bereits seit drei Jahrzehnten bietet Berner<br />
Engineering aus Pfullingen als Engineering-<br />
Partner Lösungen für Maschinen- und Anlagenbau,<br />
Werkzeugmaschinen sowie Automatisierungstechnik<br />
und Verpackungsindustrie an. Die<br />
Kunden bekommen ein Rundum-Paket von der<br />
FEM-Analyse über das Konzept und die Entwicklung<br />
hin zur Konstruktion und letztlich der<br />
Erstellung der Fertigungsunterlagen. Das Unternehmen<br />
ist an vier Standorten im In- und Ausland<br />
tätig und hat inzwischen mehr als 50 Mitarbeiter.<br />
Eine der Erfolgsmethoden bei Berner ist die<br />
„Agile Entwicklung“, die das Unternehmen für<br />
alle Projekte seiner Kunden seit 2017 einsetzt.<br />
www.berner-engineering.net<br />
Dr. Stefan Gehlen, seit 2008<br />
Geschäftsführer des Unternehmens.<br />
Dr. Michael Kleinkes,<br />
Entwicklungsleiter bei VMT,<br />
ergänzt: „Unsere schlüsselfertigen<br />
Komplett lösungen setzen<br />
auf eigenent wickelten Softwaretools<br />
und Produktstandards<br />
auf, sodass kundenindividuelle<br />
Anpassungen bei Hard- und<br />
Software schnell, effizient und<br />
wirtschaftlich durchgeführt<br />
werden können.“<br />
www.vmt-systems.com<br />
MAXON: AUTOMATION<br />
ÜBERHOLT<br />
MEDIZINTECHNIK<br />
Die Maxon-Gruppe hat 2019<br />
trotz konjunktureller Abkühlung<br />
ihren Umsatz um 7,9 % auf<br />
567,8 Mio. CHF (532,3 Mio. EUR)<br />
gesteigert. Erstmals war die<br />
Medizintechnik nicht die stärkste<br />
Sparte. Die Sparte Industrial<br />
Automation and Robotics<br />
entwickelte sich in dem Unternehmen<br />
stärker als die Medizintechnik.<br />
In die Forschung und<br />
Entwicklung wurden 38,1 Mio.<br />
CHF investiert. Zu den Neuentwicklungen<br />
des Jahres gehörte<br />
die Industriemotorenreihe IDX.<br />
Für das laufende Jahr erwartet<br />
die Gruppe corona bedingt einen<br />
Umsatzrückgang von rund 10 %,<br />
vor allem, weil Aufträge aus der<br />
Automobil- und Flugzeugindustrie<br />
wegbrechen.<br />
www.maxongroup.de
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
ELEKTROTECHNIK/INDUSTRIEELEKTRONIK<br />
VERBINDUNG IN DIE ZUKUNFT<br />
Innovationen sind Zukunft. Ein Spezialist für integrierte<br />
Verbindungssysteme aus Stuttgart misst diesem Thema<br />
daher seit jeher einen hohen Stellenwert bei. Nun hat<br />
das Unternehmen einen neuen Innovationsprozess<br />
entwickelt, mit dem auch radikale, transformative<br />
und disruptive Innovationen möglich sind, die<br />
bisher beim klassischen Stage-Gate-Prozess<br />
gescheitert wären.<br />
Während noch vor zehn Jahren in den Unternehmen<br />
die Lean-Themen, also die Kosten-Optimierung<br />
von Produkten und Prozessen, dominierten, dreht<br />
sich heute alles um das Thema Innovation. Der<br />
Innova tionsdruck ist je nach Branche unterschiedlich. Bei<br />
Consumer- Produkten sind die Produktlebenszyklen oft sehr<br />
kurz. Hersteller von Smartphones etwa müssen<br />
ihre Produkte jedes Jahr neu erfinden.<br />
Anders sieht es bei der Verbindungstechnologie<br />
aus. Hier sind die Produktlebenszyklen<br />
lang. Zahlreiche Produkte bleiben über Jahre im<br />
Programm. „Unsere Kunden verlangen nicht die ständige<br />
Neuerfindung des Rades, sondern die verlässliche Erfüllung<br />
von Normen, Standards und Anforderungen aus der Applikation“,<br />
erklärt Georg Stawowy, Vorstand Innovation und<br />
Technik bei Lapp.<br />
Trotzdem hat das Thema Innovation bei Lapp einen hohen<br />
Stellenwert. „Innovationen zu generieren bedeutet für uns, den<br />
Kunden zu verstehen, ihn in den Mittelpunkt des Leistungsangebotes<br />
zu stellen, und immer wieder neue, bessere Lösungen für seine<br />
Anforderungen zu finden“, betont Georg Stawowy. Die Innovationsaktivitäten<br />
beziehen sich bei Lapp aber nicht auf einzelne Produkte,<br />
sondern auf die Betrachtung eines Portfolios für eine Kundengruppe.<br />
So erfolgt der Einstieg in neue Märkte oder Sektoren bei Lapp immer<br />
über ein Minimum-Viable-Portfolio. Wer etwa eine Ölflex-Steuerleitung<br />
für seine Maschine benötigt, braucht meist auch Steckverbinder<br />
und Kabelverschraubungen sowie Kabelmarkierungen. In<br />
der Lebensmittelindustrie braucht der Kunde oft noch Kunststoffdeckel,<br />
um Steckverbindersockel während Reinigungsvorgängen<br />
abzudecken. Lapp hat den Anspruch, dass der Kunde alles aus einer<br />
Hand bekommt – auch den Deckel.<br />
18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
INNOVATIONSTEMPO STEIGT<br />
Lapp will aber auch wichtige Technologietrends aufgreifen, noch<br />
bevor die Kunden nach entsprechenden Produkten fragen. Wichtig<br />
für die Erkennung und Einschätzung neuer technischer Möglichkeiten<br />
und ihrer Potenziale sind ein Technologie-Radar und der<br />
Lapp-Innovationsbeirat mit namhaften unabhängigen Experten.<br />
Nach wie vor praktiziert das Unternehmen den klassischen Stage-<br />
Gate-Prozess. Dabei durchläuft ein Innovationsprojekt bestimmte<br />
definierte Reifephasen und am Ende jeder Phase werden Zielkriterien<br />
geprüft, und dann entscheidet der Gatekeeper, ob das Projekt<br />
weitergeführt oder abgebrochen wird. Stage Gate funktioniert<br />
hervorragend bei der inkrementellen Entwicklung von Produkten,<br />
die zum Kerngeschäft gehören.<br />
Doch bei mehreren Projekten in der jüngsten Zeit stieß der Stage-<br />
Gate-Prozess bei Lapp an Grenzen. Vor allem bei transformativen<br />
Innovationen, also bei Produkten, Lösungen oder Services, die außerhalb<br />
des Kerngeschäfts liegen, war Stage Gate nicht geeignet, weil für<br />
radikale oder disruptive Innovationen die technische Lösung und das<br />
Geschäftsmodell zu Beginn noch nicht klar sind. Deshalb hat Lapp<br />
2019 einen Innovationsprozess für transformative Innovationen entwickelt.<br />
Der neue Prozess heißt Innovation for Future. Es gibt drei<br />
Voraussetzungen, die parallel zu erfüllen sind: Es muss eine technische<br />
Lösung entwickelt werden, man muss mit mindestens einem<br />
potenziellen Kunden sprechen und man muss einen Business Model<br />
AM BESTEN KOMMT MAN AUF<br />
NEUE IDEEN, WENN MAN SICH<br />
AUS SEINER KOMFORTZONE<br />
HERAUSWAGT UND HINEIN IN<br />
EINEN NEUEN KONTEXT BEGIBT<br />
Canvas entwickeln. Der entscheidende Unterschied zum Stage-Gate-<br />
Prozess ist die Rolle des Managements. Statt bisher nur in definierten<br />
Intervallen „Ja“ oder „Nein“ zu einem Entwicklungsstand zu sagen,<br />
sind Führungskräfte künftig als Ideengeber und Unterstützer gefragt.<br />
Sie knüpfen für das Innovationsteam Netzwerke und stellen das<br />
Budget bereit, womit nicht nur Geld gemeint ist, sondern auch zeitlicher<br />
Freiraum – genau jener Raum, in dem der Traum von einem<br />
neuen Produkt oder einem neuen Service Wirklichkeit werden kann.<br />
Der neue Prozess erfordert aber auch eine neue Kultur beim<br />
Innovationsmanagement. Georg Stawowy: „Innovation bezieht sich<br />
weniger auf Produkte, sondern vielmehr auf alles, was wir tun.“ Die<br />
Ein Rezept für eine erfolgreiche Innovationsstrategie ist es, die richtige<br />
Balance zu finden, zwischen Effizienz und Kreativität sowie zwischen<br />
Market Pull und Technology Push<br />
große Herausforderung ist es dabei, Kreativität und Effizienz beim<br />
Innovationsprozess Hand in Hand gehen zu lassen. Das ist ein<br />
Balanceakt. Wir müssen Kreativität, Offenheit und Fehlerkultur<br />
einfordern und vorleben. Und auf der anderen Seite müssen wir<br />
Disziplin, klare Führung und Kritikfähigkeit fördern, damit es nicht<br />
bei einem reinen Fail fast bleibt, sondern ein Learn fast sichergestellt<br />
wird.“ Letztlich ist Stawowy überzeugt, dass Innovation von<br />
Innen kommen muss: „Wir benötigen externes Wissen und Impulse<br />
von außen, und ein wichtiger Bestandteil sind Partnerschaften und<br />
Kooperationen mit anderen Unternehmen ebenso wie mit wissenschaftlichen<br />
Instituten.“ Doch Kernkompetenzen müssen organisch<br />
aus der Organisation heraus entwickelt werden. „Ein agiles, schnelles<br />
Beiboot, dem die Anbindung fehlt, halten wir nicht für zielführend,<br />
denn am Ende muss klar sein: Innovation geht alle an und sie muss<br />
von der Breite der Mitarbeiter getrieben werden, nicht nur von einer<br />
kleinen Gruppe an Vordenkern.“<br />
„Am besten kommt man auf neue Ideen, wenn man sich aus seiner<br />
Komfortzone herauswagt und hinein in einen neuen Kontext begibt“,<br />
berichtet Stawowy. Das kann genauso bei einem Kundengespräch<br />
passieren wie im Austausch mit einem anderen Unternehmen.<br />
Dabei gibt es grundsätzlich zwei „Motoren“: auf der einen Seite<br />
den Market Pull, also von Kunden und Markt formulierte Anforderungen<br />
an Produkteigenschaften und Technologien und auf der<br />
anderen Seite den Technology Push, bei dem die Innovation aus<br />
dem F&E-Bereich heraus kommt.<br />
Optimierte Kühlung<br />
· Extrudierte, Druckguss- und Flüssigkeitskühlkörper<br />
· Riesige Profilauswahl, mit und ohne Clipbefestigung<br />
· Komplette CNC-Bearbeitung und Oberflächenveredelung<br />
· Thermische Simulationen und individuelles Kühlkörperdesign<br />
www.ctx.eu . info@ctx.eu
ELEKTROTECHNIK/INDUSTRIEELEKTRONIK<br />
EIN GEWISSER<br />
ZEITDRUCK IST<br />
WICHTIG<br />
Die Firma Lapp hat sich für die<br />
Weiterentwicklung ihres Innovationsprozesses<br />
Unterstützung geholt,<br />
von dem Beratungsunternehmen<br />
Launch labs in Berlin. Dort waren wir<br />
bei den Lapp-Fachpressetagen 2019<br />
zu Besuch. Zwei äußerst spannende<br />
Tage! Ich habe u. a. an einem Workshop „Agile<br />
Methoden“ teil genommen. Es ging darum,<br />
sich anhand von Fotos, die ein Mensch<br />
aufgenommen hatte, in diese Person<br />
hineinzudenken und für sie ein<br />
bestimmtes Produkt zu entwickeln.<br />
Teamwork und Kreativität liegen mir.<br />
Als problematisch habe ich dagegen<br />
den Zeitdruck erlebt, der aber nötig ist,<br />
um sich nicht zu verzetteln und schnell zu<br />
Ergebnissen zu kommen. Irre, was wir in einer<br />
Stunde mit Knete, Lego & Co. entwickelt haben …<br />
MARTINA KLEIN, Stv. Chefredakteurin<br />
BEISPIELHAFT: NEUE TECHNOLOGIE<br />
FÜR PREDICTIVE MAINTENANCE<br />
Technology-Push-getrieben, also auf Basis einer<br />
Idee aus der F&E, hat Lapp mit dem Innovationfor-Future-Prozess<br />
eine neue Technologie für<br />
die vorausschauende Wartung eines Kabels<br />
entwickelt. Dafür ist keine Veränderung des<br />
Leitungsaufbaus notwendig. Die Vorhersage<br />
basiert allein auf einem Protokoll und einem<br />
speziellen Algorithmus. So ist auch ein Retrofit<br />
bestehender Anlagen möglich. Die Messung<br />
und Auswertung erfolgt in der sogenannten<br />
PMBx (Predictive Maintenance Box). Sie wird<br />
in eine Ethernet-Leitung eingebracht und überwacht<br />
das Leitungsstück zwischen Anwendung<br />
und PMBx. Die Datenpakete laufen ohne merkliche<br />
Verzögerung vom einen Ethernet-Port<br />
zum anderen Port. Aus einem Mix aus übertragungsrelevanten<br />
Parametern ergibt sich der<br />
Lapp Predictive Indicator.<br />
Je mehr Daten es gibt, umso genauer die Vorhersage.<br />
So lässt sich der passende Austauschzeitpunkt<br />
besser planen. Aktuell erfolgen erste<br />
Umsetzungen mit Pilotkunden.<br />
Bilder: U.I. Lapp GmbH<br />
www.lappkabel.de<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
URSULA IDA LAPP FEIERT<br />
90. GEBURTSTAG<br />
In diesem Jahr wollte LAPP „60 Jahre<br />
Lapp – 60 Jahre Zukunft“ feiern. Dann<br />
kam Corona. Grund zum Feiern gibt es<br />
dennoch. Denn Unternehmensgründerin<br />
Ursula Ida Lapp feierte Ende Mai ihren<br />
90. Geburtstag. Mit Mut, Weitblick und<br />
einer unglaublichen Schaffenskraft hat<br />
sie Lapp zum Weltmarktführer für<br />
integrierte Verbindungssysteme<br />
geformt.<br />
Ihr Mann Oskar Lapp (1921 - 1987) war<br />
ein genialer Erfinder. Er entwickelte<br />
Ende der 50er-Jahre die erste industriell<br />
gefertigte Anschluss- und Steuerleitung,<br />
die die Verbindungstechnik revolutionierte.<br />
Dazu kam eine weitere Innovation:<br />
Das Ehepaar erfand den dazu<br />
passenden Markennamen: Ölflex.<br />
Dieser steht heute noch weltweit für<br />
besonders ölbeständige und flexible<br />
Leitungen.<br />
1959 gründeten die Lapps ihr Unternehmen<br />
mithilfe eines Bankkredits in Höhe<br />
von 50 000 Mark. Der Firmenname:<br />
U.I. Lapp KG – U.I. steht für Ursula Ida.<br />
Anfangs wurden die Geschäfte von der<br />
Garage des Wohnhauses in Stuttgart-<br />
Vaihingen ausgeführt. Oskar Lapp<br />
übernahm den Außendienst, Ursula Ida<br />
Lapp kümmerte sich zu Hause um die<br />
Buchhaltung, die Bestellungen, die<br />
Werbung und die noch kleinen Kinder.<br />
Ölflex war das richtige Produkt zur<br />
richtigen Zeit. Das Ehepaar Lapp setzte<br />
damit Qualitätsstandards, die in der<br />
Kabelproduktion bis heute weltweit<br />
gültig sind. Bereits 1963 wurde die erste<br />
eigene Fabrik eröffnet, um die Ölflex-<br />
Leitungen selbst zu fertigen. 1965<br />
wurde der Firmensitz vom Wohnhaus<br />
der Familie in Stuttgart-Vaihingen in<br />
die Schulze-Delitzsch-Straße verlegt.<br />
Als Oskar Lapp 1987 starb, übernahm<br />
Ursula Ida Lapp mit ihren Söhnen<br />
Siegbert und Andreas die Leitung des<br />
Unternehmens. Die Internationalisierung<br />
wurde fortgesetzt. In Osteuropa,<br />
Asien und Australien wurden neue<br />
Märkte erschlossen und neue Standorte<br />
gegründet. Heute ist Sohn Andreas<br />
Lapp Vorstandsvorsitzender der Lapp<br />
Holding AG, sein Bruder Siegbert E. Lapp<br />
ist Aufsichtsratsvorsitzender. Enkel<br />
Matthias Lapp übernahm 2017 die<br />
Position des CEO für die Region Europa<br />
einschließlich Südamerika, Afrika und<br />
Mittlerer Osten. Enkel Alexander Lapp<br />
verantwortet in der Holding die<br />
Themen Digitalisierung und e-Business.<br />
Damit ging ein Lebenswunsch für<br />
Ursula Ida Lapp in Erfüllung: Auch die<br />
3. Generation sollte fortführen, was sie<br />
aufgebaut hat.<br />
20 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
SCHALTER MIT<br />
GESCHICHTE<br />
Die Geschichte der Firma Kraus<br />
& Naimer begann im Zeitalter<br />
der aufkommenden Elektrizität.<br />
Franz Kraus und Lorenz Naimer<br />
gründeten das Unternehmen<br />
1907 in Wien. Im Laufe der<br />
Jahrzehnte hat die Firma einige<br />
Produktinnovationen hervorgebracht,<br />
die ihr einen weltweiten<br />
Ruf als Spezialist auf dem Gebiet<br />
der Schaltgeräte technologie<br />
eingebracht haben. Bereits 1948<br />
wurde der erste Nockenschalter<br />
weltweit in Modulbauweise<br />
(Modell C15) vorgestellt, mit dem<br />
kunden spezifische, maßgeschneiderte<br />
Produkte hergestellt werden<br />
können. Mit dem modularen<br />
ENERGIEFÜHRUNG FÜR FREITRAGENDE LÄNGEN BIS 9,5 M<br />
SEW-EURODRIVE—Driving the world<br />
Die Energieführung YE von Igus ist 50 % leichter als herkömmliche<br />
Stahlketten und weist 50 % mehr freitragende Länge als Energieketten<br />
aus Kunststoff aus. Sie besteht aus Kunststoff und Stahlelementen<br />
und besitzt daher eine besonders hohe Steifigkeit.<br />
Die tragenden Kettenglieder sind aus Stahl, während die Bolzen,<br />
die Außenlaschen und die Öffnungsstege aus einem tribologisch<br />
optimierten Hochleistungskunststoff bestehen. Bisher konnte sie<br />
an Baumaschinen und Teleskoparmen für freitragende Längen bis<br />
7 m eingesetzt werden. Um auch große Hydraulikschläuche und<br />
extreme Zusatzlasten an Hubsteigern und Baumaschinen sicher in<br />
die Höhe führen zu können, wurde die Hybridkettenserie um zwei<br />
Größen erweitert. Mit diesen lassen sich freitragende Längen von<br />
bis zu 8,5 m (Modell YE.56) bzw. 9,5 m (Modell YE.108) realisieren.<br />
www.igus.de<br />
System aus mehr als 15 000 Einzelteilen<br />
können kundenspezifische<br />
Schalter konfiguriert werden, die<br />
genau auf die jeweiligen Anforderungen<br />
zugeschnitten sind –<br />
selbst kleinste Losgrößen sind<br />
möglich. „Wir haben uns den<br />
Pioniergeist und das Streben nach<br />
Perfektion stets bewahrt. Wir<br />
nehmen die Herausforderung<br />
der Zukunft gerne an und setzen<br />
weiterhin auf Technologie,<br />
Qualität und Know-how“, sagt<br />
Joachim (Ted) Laurenz Naimer, der<br />
derzeitige Konzernpräsident. Er<br />
trat 1981 in die Geschäftsführung<br />
ein und leitet das Unternehmen<br />
seit 2004 in der dritten Genera tion.<br />
Aktuell betreibt das familiengeführte<br />
Unternehmen sechs Werke<br />
sowie 18 eigenen Verkaufs- und<br />
Servicegesellschaften mit rund<br />
900 Mitarbeitern weltweit.<br />
Mit Kraus & Naimer Controls<br />
(KN-C) schaltet das Unternehmen<br />
neue Möglichkeiten und Konzepte<br />
für die Industrie 4.0 frei. Vier<br />
leistungsstarke Touch-Panel-<br />
Serien und umfassendes Zubehör<br />
erweitern die Produktlinie für das<br />
intelligente Schalten und Steuern<br />
im digitalen Zeitalter.<br />
www.krausnaimer.com<br />
Weil wir Sie verstehen,<br />
liefern wir mit der neuen Produktgeneration PxG ® nicht nur<br />
innovative Technologie, sondern auch intelligente Services<br />
und eine zukunftssichere Partnerschaft für Ihre Maschinenautomatisierung.<br />
PxG ® erweitert unser Komplettangebot für<br />
den gesamten Antriebsstrang.<br />
Einfach mehr wert<br />
®<br />
Servoplanetengetriebe<br />
• Ein perfektes Zusammenspiel mit den leistungsfähigen<br />
Servomotoren von SEW-EURODRIVE<br />
• Ein konsequenter Baukastenansatz zur genauen<br />
Abstimmung von Präzision, Leistung und Lebensdauer<br />
an Ihrer Applikation<br />
• Flexibel, langlebig und kompakt<br />
www.sew-eurodrive.de/pxg
ELEKTROTECHNIK/INDUSTRIEELEKTRONIK<br />
SCHALTSCHÜTZ-SERIE FÜR ELEKTRIFIZIERUNGSANWENDUNGEN<br />
Sensata Technologies, ein Industrietechnologieunternehmen<br />
und Anbieter von Sensoren, stellt seine GV210-Serie hermetisch<br />
abgedichteter, gasgefüllter Schaltschütze vor. Diese Geräte vereinen<br />
hohe Leistung und kompakte Größe und sind auf Anwendungen<br />
mit einer elektrischen Leistung bis 150 A bei 12 bis 900 V<br />
DC ausgelegt. Diese Serie ist der jüngste Neuzugang zum Produktportfolio<br />
von Sensatas Marke Gigavac und eignet sich als Hauptschütz<br />
für schnell zu elektrifizierende<br />
Anwendungen wie Gabelstapler, Energiespeicherlösungen<br />
in Wohngebäuden und<br />
kleine Elektrofahrzeuge sowie als Vorladeschütz<br />
in größeren Batterieapplikationen,<br />
etwa für Energiespeicherlösungen von<br />
Versorgungsunternehmen und große<br />
Elektrofahrzeuge.<br />
Der Schütz ist auf hohe Impulsströme für<br />
die Koordination von Sicherungen ausgelegt<br />
und kann für einen sicheren Betrieb<br />
Lasten schalten. Die hermetische Abdichtung übertrifft die Vorgaben<br />
gemäß IP67 und IP69 und verhindert eine Oxida tion, was<br />
den zuverlässigen Einsatz in korrosiv wirkenden oder nassen<br />
Umgebungen während der langen mechanischen Lebensdauer<br />
von einer Million Zyklen ermöglicht. Das eigensichere Design<br />
gewährleistet die Sicherheit der GV210-Serie unabhängig von<br />
der Montageposition. Die Geräte sind somit für eine große Bandbreite<br />
von Installationen in als gefährlich<br />
klassifizierten Betriebsum gebungen<br />
geeignet. Die kompakten, mit Gas gefüllten<br />
Schütze der Serie GV210 sind bei einem<br />
Durchmesser von 40 mm nur 52 mm hoch<br />
und mit unter 200 g wahre Leichtgewichte.<br />
Dies ermöglicht den problemlosen Einsatz<br />
in Ausrüstung mit oft geringem Raumangebot.<br />
www.sensata.com<br />
SCHALTSCHRANK- UND GEHÄUSEHERSTELLER<br />
DOPPELT ZERTIFIZIERT<br />
Der Qualitätsanbieter für<br />
Schaltschränke und Maschinengehäuse<br />
Häwa darf sich<br />
über zwei Rezertifizierungen<br />
freuen. Zum einen wurde das<br />
Unternehmen wiederholt<br />
nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert,<br />
der bedeutendsten<br />
Norm im Qualitätsmanagement.<br />
Zum anderen erfüllt<br />
Häwa die Anforderungen der<br />
DIN EN 15085-2 CL4, die maßgeblich ist für Unternehmen, die<br />
mit geschweißten Komponenten im bahntechnischen Umfeld<br />
handeln. „Dass wir diese vielfältigen und teils sehr hohen<br />
Anforderungen erfüllen, freut uns sehr“, sagt Marcel Pahnke, bei<br />
Häwa Beauftragter für das Qualitätsmanagement. „Es befähigt<br />
uns dazu, entsprechend anspruchsvolle Produkte zu liefern und<br />
Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen.“ Ein akkreditiertes<br />
Zertifikat nach DIN EN ISO 9001 schaffe nicht nur Vertrauen bei<br />
den Anwendern, sondern sei auch ein Zeichen für die Innovationskraft<br />
von Häwa.<br />
www.haewa.de<br />
2-KANAL-PID-REGLER FÜR INDUSTRIE 4.0<br />
Das Unternehmen Gefran hat seine 2-Kanal-PID-Regler mit erweiterten<br />
Regelfunktionen für Motorventile ausgestattet. Neu ist<br />
auch die Möglichkeit, synchrone oder asynchrone Sollwertprofile<br />
zu erzeugen, um etwa Temperatur und Feuchtigkeit unabhängig<br />
voneinander zu<br />
kontrollieren. Über<br />
einen Webserver<br />
können die Regler<br />
im Remote-Verfahren<br />
überwacht<br />
werden. Der Fernzugriff<br />
auf ihre<br />
Daten erfolgt via<br />
PC, Smartphone<br />
oder Tablet. Ein Ethernet-basiertes Modbus-TCP-Slave-Protokoll<br />
unterstützt den Informationsaustausch innerhalb der Automatisierungsnetzwerke.<br />
Gleichzeitig lässt der Modbus-Master die<br />
Steuerung weiterer Modbus-Slave-Geräte zu. Ebenfalls integriert<br />
sind PLC- und HMI-Funktionen für die Verwaltung von Steuerlogiken<br />
sowie ein Energie- und ein Zykluszähler. Die mit drei Eingängen<br />
bestückten PID-Regler erfüllen den Luft- und Raumfahrtstandard<br />
AMS2750 sowie den CQI9-Standard der Automobilindustrie.<br />
www.gefran.com<br />
NEU: EBS-Serie<br />
• federbetätigt, hydraulisch geöffnet<br />
• Bremskräfte von 15 bis 400 kN<br />
• Fest- und Schwimmsattelbremsen<br />
verfügbar<br />
ELEPHANT BRAKES BY RIETSCHOTEN.<br />
Industrie-Scheibenbremsen nach Maß.<br />
So individuell wie Ihr Bedarf.<br />
Made in Germany.<br />
E-Mail: info@rietschoten.de • www.rietschoten.de<br />
Telefon: 0511 – 37207-0
KOMPLEXE VERKABELUNGEN EINFACH UMSETZEN<br />
Anschlusstechnikspezialist Escha bietet nicht nur einzelne Anschluss-<br />
und Verbindungsleitungen an, sondern auch konfektionierte<br />
Kabelbäume, die an individuelle Kundenanforderungen<br />
angepasst werden können. Mit diesen Kabelbäumen lassen sich<br />
komplexe Verkabelungsstrukturen<br />
einfach umsetzen. Die umspritzten<br />
Rundsteckverbinder können zu zentimetergenauen<br />
Kabelbäumen zusammengefasst<br />
werden, wodurch die<br />
Montage wesentlich erleichtert und<br />
beschleunigt wird. Durch eine Vielzahl<br />
unterschiedlicher Markierungen und<br />
Bedruckungen ist es möglich, Leitungen<br />
zu kennzeichnen. Das erleichtert die Zuordnung der Kabel und<br />
verkürzt die Einbauzeit. Auf Kundenwunsch stattet Escha die<br />
zu Kabelbäumen gebündelten Rundsteckverbinder mit Markierungen,<br />
Bedruckungen und Etiketten aus, wodurch die<br />
Kabelsätze auch von ungeschultem<br />
Personal verlegt werden können.<br />
Um sicherzustellen, dass die Kabelbäume<br />
direkt eingebaut werden<br />
können, werden sie vor der Auslieferung<br />
einer 100%igen elektrischen<br />
Prüfung unterzogen.<br />
www.escha.net<br />
INTEGRIERTE<br />
KABELFÜHRUNG ÜBER<br />
PROFILKNOTEN<br />
Bosch Rexroth hat eine neue<br />
Profilreihe für die Konstruktion<br />
von Maschinengestellen auf<br />
den Markt gebracht. Besonderheit<br />
ist ein Profilknoten, der<br />
eine durchgängig innenliegende<br />
Kabelführung zulässt. Die<br />
funktionsintegrierten Profile<br />
(FIP) machen eine nachträgliche<br />
Kabelkanal-Installation, die die<br />
Konstruktion verändern kann,<br />
DIE KUPPLUNG.<br />
FÜR DIE WELT <strong>DER</strong><br />
PRÄZISION<br />
überflüssig. Das Programm<br />
umfasst zunächst vier Profilquerschnitte.<br />
Speziell konzipierte<br />
Profilknoten setzen die<br />
innenliegende Kabelführung<br />
der Eck- und Längsprofile fort.<br />
Über Profilstöße hinweg lässt<br />
sich so eine integrierte Verkabelung<br />
realisieren, die an beliebiger<br />
Stelle aus dem Rahmen<br />
hinausgeführt werden kann.<br />
Trennstege bedienen die<br />
EMV-Vorgaben, indem sie eine<br />
Separierung von Daten-, Stromoder<br />
Schlauchleitungen ermög -<br />
lichen. Die VDE-zertifizierte<br />
FIP-Lösung basiert auf dem<br />
40er-Raster-Standard und ist<br />
mit allen Profilen aus dem<br />
Rexroth-Mechanik-Grundelemente-Bau<br />
kasten kombinierbar.<br />
Sicherheitskupplungen<br />
Metallbalgkupplungen<br />
Elastomerkupplungen<br />
www.boschrexroth.com<br />
RW-KUPPLUNGEN.DE
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
DAS TOR ZUR WELT VON INDUSTRIE 4.0<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Sensoren sind die Sinne der Maschinen. Sie<br />
dienen dazu, Informationen aus der Umgebung<br />
aufzunehmen und gegebenenfalls elektronisch<br />
weiterzuverarbeiten. Ein ausgebildeter Optiker<br />
und Feinmechaniker zählte vor 70 Jahren zu den<br />
Pionieren der Sensortechnik. Seit damals hat sich<br />
viel getan. Intelligente Sensoren sind heute das<br />
Tor zur Welt von Industrie 4.0. Werfen Sie mit<br />
uns einen Blick in die interessante Vergangenheit<br />
und die spannende Zukunft der Sensortechnik.<br />
Autor: Melanie Jendro, PR Manager, SICK AG, Waldkirch<br />
Erwin Sick – ausgebildeter Optiker und Feinmechaniker sowie<br />
viele Jahre angestellter Konstrukteur für optische Themen –<br />
hatte sich zum Ziel gesetzt, den menschlichen Sehsinn für<br />
die Überwachung von Maschinen und Emissionen nutzbar<br />
zu machen. Er erarbeitete seine Vision der Sensorik mit optischer<br />
und mechanischer Präzision. Damit schuf er ab den fünfziger Jahren<br />
zuvor nicht da gewesene intelligente Lösungen, beispielsweise zur<br />
Maschinenabsicherung und zur Emissionskontrolle.<br />
<strong>KONSTRUKTEUR</strong> MIT WEITSICHT<br />
Mit dem „Lichtvorhang nach Patent Sick“ akquirierte er 1952 Aufträge<br />
bei der aufstrebenden Automobilindustrie und legte die erste<br />
Geräteserie auf. Vier Jahre später stellte Sick das erste optoelektronische<br />
Messgerät zur Bestimmung der Rußkonzentration von Anlagen<br />
vor. Beide Sensorerfindungen verhalfen dem Unternehmen zum<br />
Durchbruch – wirtschaftlich wie technologisch. Denn die Philosophie<br />
von Dr. Erwin Sick ging auf: seine Sensoren waren kein<br />
„Massenmurks“, wie er es drastisch ausdrückte, sondern von Beginn<br />
an die Messlatte für moderne Technik, hohe Robustheit und<br />
besonderen Kundennutzen. Es ging zwar zunächst immer darum,<br />
24 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
einer Maschine oder einem Prozess „Sehkraft“ zu verleihen und<br />
das, was der Sensor sieht, an eine Steuerung zu melden. Die Entwicklung<br />
von optoelektronischen Sensoren in den folgenden Jahren – seien<br />
es Lichttaster und Lichtschranken, Barcodelesegeräte, Gasmessgeräte<br />
oder Distanzsensoren, um nur einige zu nennen – fokussierte<br />
sich jedoch nicht alleine auf eine einfache Detektionsfunktion,<br />
sondern bot immer einen zusätzlichen, intelligenten Mehrwert für<br />
den Kunden. Von Anfang an lösten Sensoren von Sick so komplexe<br />
Aufgabenstellungen, die ihrerseits der industriellen Automatisierung<br />
neue Wege aufzeigten. Diese Entwicklung – inzwischen erweitert<br />
auf alle anderen physikalischen Wirkprinzipien – hält bis<br />
heute an.<br />
Bilder: Aufmacher: vencav – stock.adobe.com, alphaspirit – stock.adobe.com;<br />
Sonstige: Sick AG<br />
www.sick.de<br />
01<br />
01 Dr. Erwin Sick,<br />
Gründer der Sick AG<br />
02 Handschriftliche<br />
Skizze von Dr. Erwin Sick<br />
vom 25.12.1974<br />
IM GESPRÄCH MIT DR. KAY FÜRSTENBERG,<br />
SENIOR VICE PRESIDENT RESEARCH<br />
& DEVELOPMENT BEI <strong>DER</strong> SICK AG<br />
Dr. Fürstenberg, Sie sind schon über 20 Jahre in der Forschung<br />
und Entwicklung tätig. Was verblüfft Sie heute noch?<br />
Was mich bei Sick fasziniert, ist die große Breite spannender<br />
Technologien die uns zur Verfügung steht und die Breite an<br />
Wissen, die durch die Kolleginnen und Kollegen repräsentiert<br />
wird. Eine Sache herauszupicken, fällt mir sehr schwer. Für<br />
jemanden mit technischen Schwerpunkt ist Sick in puncto<br />
Produkt, Technologie und Wissen außerordentlich interessant.<br />
Was hat Dr. Erwin Sick von Anfang an anders gemacht?<br />
Nehmen wir das Beispiel mit dem Lichtvorhang. Dr. Erwin<br />
Sick hatte damit zwei Dinge im Blick: das eine ist die Sicherheit<br />
der Arbeiter – der Personenschutz. Das zweite ist die<br />
Effizienz im Prozess seiner Kunden. Dr. Sick wusste, dass der<br />
Kunde durch den Lichtvorhang sicherer und schneller war<br />
und damit einen Wettbewerbsvorteil erzeugt hat. Heute<br />
sprechen wir von Safe Productivity.<br />
Das heißt, wenn<br />
wir ein Automatisierungsprojekt<br />
starten, stehen das<br />
Wohl des Menschen und der<br />
Kundennutzen im Fokus.<br />
Neben Arbeitssicherheit,<br />
welche Bereiche hat Sick in<br />
seiner langjährigen Entwicklung<br />
außerdem maßgeblich<br />
mitgestaltet?<br />
02<br />
Neben der Arbeitssicherheit<br />
hat Sick die Automatisierung<br />
an sich und Lösungen für den
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Umweltschutz vorangetrieben. Schon früh hat Dr. Erwin Sick mit<br />
den Lösungen zur Rauchgasmessung Handlungsbedarf gesehen.<br />
Auch an diesen Entwicklungen sieht man, dass bei Sick der<br />
Mensch und die Umwelt im Mittelpunkt stehen. Das ist auch für<br />
mich persönlich ein wesentlicher Faktor, warum ich gerne bei<br />
Sick arbeite.<br />
Welche Rolle spielt Deep Learning für Sie?<br />
Deep Learning ist ein wichtiger Treiber in der Digitalisierung.<br />
Deep Learning bietet uns im Rahmen der künstlichen Intelligenz<br />
eine sehr kraftvolle Möglichkeit, unsere Daten noch ein wenig<br />
besser als bisher zu verarbeiten. Indem man aus einer Vielzahl<br />
von aufgezeichneten Daten lernt und das gelernte als Software<br />
bereitstellt, wird eine Verbesserung in der Anwendung des Kunden<br />
erzeugt. Für mich war Deep Learning ein großer Sprung in der<br />
Forschung, der nach und nach in die Industrieautomatisierung<br />
einzieht. Beispielsweise konnten wir mit diesen Methoden unsere<br />
Sensorsysteme zum Sortieren von Paketen weiter verbessern und<br />
so eine noch geringere Fehlerrate im Sortierprozess erreichen.<br />
Ist das für Sie Sensor Intelligence?<br />
Ja, genau. Die Fortschritte in der Elektronik brachten die Miniaturisierung<br />
von Sensoren voran und stellten damit einen wesent<br />
WIE ENTSTEHEN BEI SICK INNOVATIONEN?<br />
Sick investiert mehr als 10 % seines Umsatzes in Forschung<br />
und Entwicklung. Aber mit Geld allein ist Innovation nicht<br />
getan. Sick taucht seit Jahren immer wieder in verschiedenen<br />
Rankings als innovatives Unternehmen auf. Das Interesse<br />
daran, etwas Neues zu schaffen oder Bestehendes zu<br />
verbessern, spielt dabei eine entscheidende Rolle. Flexibilität<br />
im Denken, auch Querdenken, gehört zur Ideenfindung.<br />
Sick bietet ein Umfeld, das es zulässt, Visionen zu realisieren.<br />
Dabei orientieren sich Mitarbeiter des Unternehmens an<br />
zehn Werten und Prinzipien:<br />
1. Der Kunde wird frühzeitig in die Produktentwicklung<br />
eingebunden.<br />
2. Die kompetenten und kreativen Menschen bei Sick<br />
tragen die Verantwortung.<br />
3. Fail fast – früh erkannte Fehler sind okay. Nur dadurch<br />
lernt man. Und kann das Produkt verbessern bevor ein<br />
Schaden entstanden ist.<br />
4. Änderungen sind willkommen, da auch die Sicht auf die<br />
Zukunft sich ändert.<br />
5. Die Erhöhung des Produktwerts ist wichtiger als die<br />
Planerfüllung.<br />
6. Kurze, regelmäßige und kontinuierliche Feedbackschleifen<br />
innerhalb des Teams und mit dem Kunden sind<br />
die Basis für kontinuierliches Lernen.<br />
7. Funktionsübergreifende Teams tragen den Erfolg der<br />
Produktentwicklung gemeinsam.<br />
8. Vorhandene Entwicklungen (Synergien) nutzen, um<br />
schneller und besser zu werden.<br />
9. Wiederholte Zyklen und kleinere Aufgaben ermöglicht<br />
eine konstante Annäherung an die Lösung.<br />
10. Bürokratie reduzieren und nur das dokumentieren, was<br />
auch wirklich sinnvoll ist.<br />
IN <strong>DER</strong> NÄCHSTEN DEKADE WIRD<br />
SICH DIE MINIATURISIERUNG<br />
AUF DIE SENSOREN AUSDEHNEN<br />
lichen Technologietreiber dar. Seit Jahren ermöglicht die ständig<br />
wachsende Rechenleistung und Speicherkapazität moderner<br />
Chips die dezentrale Verarbeitung von immer größeren Datenmengen.<br />
Das hat zu völlig neuen Dimensionen in Umfang,<br />
Genauigkeit und Robustheit der Messergebnisse geführt.<br />
Rechenleistung ermöglicht somit noch intelligentere Sensoren –<br />
sie wird aber erst mit der passenden Software und einem detaillierten<br />
Applikations wissen zu „Sensor Intelligence“. Damit<br />
können Sensoren umfangreichere Auswertungen vornehmen,<br />
sich autonom an Veränderungen anpassen, im Netzwerk kommunizieren<br />
und komplexe Aufgabenstellungen innerhalb eines<br />
größeren Fertigungsverbunds dezentral lösen. Der Sensor verbindet<br />
sich mit der Maschine, Anlage, der gesamten Fabrik<br />
sowie mithilfe von Cloudtechnologien mit der gesamten Wertschöpfungskette<br />
und sorgt für Transparenz in der Fertigung und<br />
Logistik. Der intelligente Sensor ist damit das Tor zur Welt von<br />
Industrie 4.0.<br />
Welche Entwicklungen sehen Sie für den Sensor in den nächsten<br />
fünf bis zehn Jahren?<br />
In der nächsten Dekade wird es darum gehen, dass man immer<br />
mehr auf einem Sensorchip oder einer kleinen Schaltung integrieren<br />
kann und dass unser Sensor-Know-how dort untergebracht<br />
wird. Die Miniaturisierung wird sich auf die Sensoren<br />
ausdehnen. Außerdem werden durch die Entwicklungen im<br />
Bereich des autonomen Fahrens die dort verwendeten Sensortechnologien<br />
noch attraktiver. Komplexe Sensoren werden dafür<br />
in großen Stückzahlen produziert. Damit sinken die Preise und<br />
die Technologie-Entwicklung wird vorangetrieben. Daran<br />
können wir partizipieren. Auch die Softwaretechnologie wird<br />
enorme Schritte machen. Die vielen Datenmengen können von<br />
Menschen nicht mehr überblickt werden. Die zuverlässige Datenverarbeitung<br />
kann nur noch auf Basis von kontinuierlichem<br />
Lernen, von künstlicher Intelligenz, beispielsweise auf Basis von<br />
Deep Learning, realisiert werden. Auch von dieser Weiterentwicklung<br />
können wir profitieren.<br />
In welchen Feldern wird Sick zukünftig Fuß fassen?<br />
Wir haben bisher über den Bereich Fabrik- und Logistikautomation<br />
gesprochen. Bedingt durch die gerade besprochenen Entwicklungen<br />
in der Automobilbranche, werden weitere neue Outdoor-Anwendungsfelder<br />
dazu kommen. Auf Basis unserer vielfältigen Sensordaten<br />
können wir den Kundennutzen immer weiter verbessern.<br />
Wir werden noch häufiger als in der Vergangenheit Aufgaben über<br />
zusätzliche Software-Applikationen lösen. Nehmen wir das Beispiel<br />
einer Paketsortieranlage. Hier können wir deutlich zeigen,<br />
wie man die traditionelle und neue Welt verbindet. Schon in der<br />
traditionellen Welt sind Sensoren essenziell für die Automatisierung<br />
eines Prozesses. In der neuen Welt führen unsere Sensorlösungen<br />
weitere Berechnungen auf Basis der Messdaten und<br />
dem Wissen aus der Vergangenheit zur Verbesserung des Kundennutzens<br />
durch. In der sicheren Cloud werden Daten verarbeitet,<br />
gespeichert und geteilt. z<br />
26 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
SKALIERBARE MESSGERÄTE FÜR DIE APPLIKATIONSSPEZIFISCHE ANTRIEBSSTEUERUNG<br />
Vielfalt ermöglicht Standardisierungen.<br />
Das zeigen die<br />
Drehgeber und Winkelmessgeräte<br />
von Heidenhain, Amo<br />
und Renco für die Antriebssteuerung.<br />
Denn durch die<br />
große Variantenvielfalt der<br />
Messgeräte haben Motorenhersteller<br />
sowie Maschinenund<br />
Anlagenbauer flexible<br />
Möglichkeiten, ihre Antriebe über die Messtechnik an verschiedenste<br />
Applikationen anzupassen.<br />
So stehen beispielsweise für die Standardbauformen 35 mm<br />
sowie 58 mm Drehgeber mit induktiver oder optischer Abtastung,<br />
unterschiedlichen Genauigkeitsklassen und Single- oder Multiturn-Funktionalität<br />
bei identischer mechanischer Schnittstelle zur<br />
Verfügung. Die induktiven, ungelagerten Drehgeber ECI/EQI 1100<br />
und ECI/EQI 1300 sind anbaukompatibel zu den optisch abgetasteten,<br />
gelagerten Drehgebern der Baureihe ECN/EQN 1100 und<br />
ECN/EQN 1300. In der Praxis heißt das: Durch den Wechsel zwischen<br />
induktiven und optischen Drehgebern können Robustheit, Baulänge<br />
und Genauigkeit applikationsspezifisch variiert werden. So kann<br />
sich die Systemgenauigkeit ein und desselben Motors von ± 65<br />
auf ± 20" verbessern.<br />
Die Anbindung an alle gängigen Motorsteuerungen ermöglicht<br />
die breitgefächerte elektronische Kompatibilität, z. B. über die<br />
seriellen Schnittstellen EnDat, Drive-CLiQ, Fanuc Serial Interface,<br />
Mitsubishi High Speed Interface und viele mehr.<br />
ww.heidenhain.de<br />
INTELLIGENTES<br />
SPOTFIN<strong>DER</strong>-<br />
PYROMETER<br />
Mit dem Pyrometer Thermometer<br />
Tim 8 von Micro-Epsilon lassen<br />
sich Flächenmessungen in<br />
industriellen Anwendungen<br />
vornehmen. Es zeichnet sich<br />
durch einen neuartigen Motorfokus<br />
aus, der eine Remote-<br />
Scharfstellung der Optik ermöglicht.<br />
Ist der Schwellwert erreicht,<br />
kann über das integrierte<br />
Prozessinterface ein Alarmsignal<br />
Online-Shopping für Dämpfungslösungen:<br />
Gehen Sie doch einfach<br />
den schnellsten Weg.<br />
Wir sind die Experten für Dämpfungs- und Schwingungstechnik sowie für<br />
Geschwindigkeitsregulierung und Sicherheitstechnik.<br />
Deshalb bieten wir unseren Kunden den kürzesten Weg zur idealen<br />
Lösung. Inklusive präziser Berechnung mit unserem Online-Konfigurator.<br />
An 7 Tagen – rund um die Uhr: www.ace-ace.de<br />
Press the button!<br />
ausgegeben werden. Es bietet<br />
eine automatische Hot- und<br />
Cold-Spot-Erkennung und vereint<br />
die Vorteile eines Pyrometers mit<br />
denen einer Wärmebildkamera<br />
und wurde für den Stand-Alone-<br />
Betrieb ohne PC entwickelt.<br />
Eingesetzt wird das kompakt<br />
ausgeführte Messgerät zur<br />
Überwachung von Schaltschrankanlagen,<br />
für Prozesskontrollen<br />
oder bei der Detektion überhitzter<br />
Backwaren in einem Temperaturbereich<br />
von - 20 bis + 900 °C.<br />
Die Bedienung erfolgt via<br />
Konfigurationssoftware. Daten<br />
werden über einen Analogausgang<br />
ausgegeben, sodass<br />
auch ein OEM-Serieneinsatz<br />
möglich ist.<br />
www.micro-epsilon.com<br />
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S E R V<br />
I C E
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
AUTOMATISIERUNG <strong>DER</strong> ZUKUNFT<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die letzten Jahre haben Potenziale und Grenzen<br />
der Digitalisierung in der Konstruktion und<br />
Produktion aufgezeigt. Digitale Steuerungskonzepte<br />
und Cloud-Lösungen erweitern und<br />
komplettieren die physischen Maschinen, die in<br />
Produktionshallen stehen – ersetzen aber nicht<br />
die direkte Steuerung vor Ort. Gleichzeitig<br />
muss der Konstrukteur den passenden Mix aus<br />
Wirtschaftlichkeit und Effizienz für seine Anlage<br />
finden. Lesen Sie mehr über eine Zukunft, in<br />
der die Grenzen zwischen mechanischer und<br />
elektrischer Konstruktion verschwimmen.<br />
Autor: Oliver Prang, Digital Business Development,<br />
SMC Deutschland GmbH, Egelsbach<br />
Im Zuge der Digitalisierung ist die umfassende und intelligente<br />
Vernetzung aller Komponenten im Maschinenbau in vollem<br />
Gange. Tatsächlich wird das Internet der Dinge (IoT) künftig alle<br />
Produktionsmittel einschließen. Als Folge daraus werden die<br />
Daten von Maschinen, Anlagen, stationären und mobilen Geräten<br />
sowie einzelner Sensoren und Aktoren einen enormen Wirtschaftsfaktor<br />
darstellen.<br />
Entwickler und Konstrukteure sehen viele Optimierungspotenziale<br />
durch die Digitalisierung. Eines davon ist die Verlegung der Hardware-Steuerung<br />
und Logik für Anlagen in die Cloud. Dies würde<br />
Platz sparen, die Parametrierung vereinfachen und eine zentrale<br />
Schnittstelle etwa für den Remote-Zugriff schaffen. Die Umsetzbarkeit<br />
dieser Idee stößt jedoch mit der verfügbaren Bandbreite schnell<br />
an ihre Grenzen. Die Herausforderung: Eine Verpackungsmaschine,<br />
deren Komponenten im Millisekundentakt synchronisiert werden<br />
und bei der ebenso schnell logische Entscheidungen gefällt werden<br />
müssen, kann nicht lange auf den Datenverkehr warten. Selbst<br />
wenn alle Leitungen aus Glasfaser wären, dürfte der Server, auf<br />
dem die Software-SPS läuft, nur wenige hundert Kilometer von der<br />
Anlage entfernt sein. Zudem schreitet der Breitbandausbau in<br />
Deutschland zwar voran, doch viele Gebiete sind von einer kompletten<br />
Anbindung, geschweige denn von einem Glasfaser-Ausbau,<br />
noch weit entfernt.<br />
28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
01<br />
01 Bei dem neuen Konzept<br />
legen die Entwickler ihren<br />
Fokus auf die einfache<br />
Vernetzung intelligenter<br />
Sensoren und Aktoren sowie<br />
die schnelle Datenverarbeitung<br />
mittels Edge Computing<br />
02 Pneumatische Antriebe<br />
haben auch in der vernetzten<br />
Produktion ihren Platz – mit<br />
Durchfluss- und Längenmesssensoren<br />
werden sie zu<br />
Datensammlern und<br />
ermöglichen eine optimale<br />
Betriebsüberwachung<br />
NUR EINEN<br />
KLICK<br />
ENTFERNT<br />
DATEN BILDEN DAS<br />
FUNDAMENT<br />
Da Produktionen sowohl aus rechtlichen<br />
Gründen als auch im Rahmen von Instandhaltung<br />
und Wartung immer stärker<br />
überwacht werden, werden zunehmend<br />
Daten aus der Maschine und dem Produktionsprozess<br />
gesammelt. Auf der Sensor-<br />
und Aktorebene kommen hierfür<br />
vielfältige Sensoren zum Einsatz. Einige<br />
sind bereits in der Maschine verbaut. Sie<br />
dienen aber der Ablaufkontrolle innerhalb<br />
der Maschine und sind daher in deren<br />
02<br />
Logik eingebunden, statt Daten für die<br />
übergeordnete Steuerung und Überwachung<br />
zu sammeln. Für die Qualitäts- und<br />
Prozesskontrolle braucht es daher weitere<br />
Sensorik. Faktoren wie beispielsweise die<br />
Umgebungstemperatur oder auch die Luftfeuchte<br />
innerhalb der Produktionshalle<br />
<strong>KONSTRUKTEUR</strong>E SOLLTEN IN ZUKUNFT<br />
SOWOHL IN <strong>DER</strong> MECHANISCHEN ALS AUCH<br />
IN <strong>DER</strong> ELEKTRISCHEN KONSTRUKTION<br />
EXPERTISE BESITZEN<br />
können die Qualität des Endprodukts stark<br />
beeinflussen. Anlagen, die diese Informationen<br />
selbst erheben und zur Analyse an<br />
die übergeordnete Steuerung aufnehmen,<br />
verbessern damit die Produktivität und<br />
Effizienz insgesamt. Bei ihrer Konzeptionierung<br />
gilt es, auch Perspektiven außer-<br />
In unserem Online-Shop<br />
findenSiediegleicheVielfalt<br />
undQualitätanProdukten,die<br />
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
03 Gemeinsam haben SMC, Dell Technologies und die Software AG<br />
ein Konzept entwickelt, das Prozesse in der Produktion fit für die<br />
Industrie 4.0 macht<br />
ZUKUNFTSTREND<br />
EDGE COMPUTING<br />
Beim Edge Computing werden Daten<br />
direkt an ihrer Quelle verarbeitet und<br />
analysiert. Das hat für die produzierende<br />
Industrie einen wichtigen Vorteil, denn<br />
anfallende Daten müssen nicht erst den<br />
Umweg über ein Netz in die Cloud oder<br />
ein Rechenzentrum nehmen, sondern<br />
können schneller genutzt werden.<br />
Als Folge dieser effektiven Datenverarbeitung<br />
können zeitsensible<br />
Prozesse, wie z. B. das Erkennen<br />
einer Leckage, beschleunigt und<br />
somit die Sicherheit im Prozess<br />
erhöht werden. In Kombination<br />
mit 5G verspricht Edge Computing<br />
in den nächsten Jahren eine große<br />
Chance für den Maschinenbau.<br />
INGA RONSDORF, Redakteurin<br />
halb der „klassischen“ Konstruktion einzubinden – beispielsweise<br />
aus dem Produktdesign. Wie können jedoch die so gesammelten<br />
Daten verarbeitet werden, wenn sich die Cloud dafür aufgrund<br />
fehlender Bandbreiten (noch) nicht eignet?<br />
KOMMUNIKATIONSFÄHIGE AUTOMATISIERUNGS-<br />
TECHNIK & VORKONFIGURIERTE IT-INFRASTRUKTUR<br />
SMC hat gemeinsam mit weiteren Projektpartnern die Lösung für<br />
zeitsensible Prozesse und effektive Datenverarbeitung entwickelt:<br />
smart field analytics. Kern dieses innovativen Konzepts ist eine<br />
de zentrale Informationssammlung und -vorverarbeitung am Rand<br />
der Cloud, auch Edge Computing genannt. Dabei werden die Daten<br />
nicht „roh“ in die Cloud übertragen, sondern von eigens dafür<br />
konzipierten dezentralen Recheneinheiten vor Ort verarbeitet. Auch<br />
die Steuerungslogik bleibt direkt vor Ort. Die Voranalyse der Betriebsdaten<br />
reduziert Latenz- und Reaktionszeiten deutlich und ermöglicht<br />
eine schnelle Fehlererkennung. Auf dem Edge Computer ist die IoT-<br />
Anwendung installiert, die die gesammelten Daten abholt. Funktionen<br />
wie integrierte Streaming-Analyse, vorkonfigurierte Smart Rules und<br />
viele API-Schnittstellen erlauben den reibungslosen Aufbau komplexer<br />
Systeme. Dank der konsistenten Architektur der Software ist die<br />
Lösung zudem skalierbar: Sie kann mit dezentralen Recheneinheiten,<br />
in der Cloud oder als hybrides Modell eingesetzt werden. Hier sind<br />
die Daten nach einer schnellen, dezentralen Vorverarbeitung auch in<br />
der Cloud mit ausgewählten Informationen verfügbar.<br />
PNEUMATIK UND HYDRAULIK IN ZEITEN<br />
<strong>DER</strong> DIGITALISIERUNG<br />
Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung wirft oft auch die<br />
Frage auf: Haben Pneumatik und Hydraulik noch einen Platz in der<br />
Anlage der Zukunft? Ist eine rein elektrische Ausführung aller Antriebe<br />
erstrebenswert? Eine vollständige Umrüstung ist oftmals<br />
nicht sinnvoll. Der Hauptvorteil elektrischer Antriebe ist ihre genaue<br />
Positionierbarkeit und integrierte Überwachungsfunktion – dafür<br />
kosten sie deutlich mehr als pneumatische Zylinder. Ihr Vorteil wird<br />
allerdings nicht in allen Anwendungen benötigt – einfache Zubringbewegungen<br />
zwischen zwei Punkten müssen beispielsweise hauptsächlich<br />
zuverlässig ausgeführt werden. Längenmesssysteme sind<br />
zudem eine kostengünstige Möglichkeit, auch pneumatische Antriebe<br />
zu überwachen und damit fit zu machen für eine voll vernetzte<br />
Anlage. Die Leistungsdaten und Messergebnisse der integrierten<br />
Durchfluss- und Drucksensoren lassen sich darüber hinaus nutzen,<br />
um beispielsweise Leckagen oder Druckverluste zu erkennen. Für<br />
Maschinenbauer eröffnen sich damit über die reine Konstruktion<br />
und den Verkauf der Anlage sowie ihre vorausschauende Wartung<br />
hinaus weitere Geschäftsmodelle – etwa die Erstellung regelmäßiger<br />
Reportings mit konkreten Empfehlungen zur Optimierung des<br />
Druckluftverbrauchs und damit der Energieeffizienz. Wichtig für<br />
Konstrukteure ist dabei schon heute, die Gesamtheit der Maschine<br />
im Auge zu behalten und einen optimalen, wirtschaftlichen Technologiemix<br />
zu realisieren. Die Grenzen zwischen Mechanik und Elektrik<br />
verschwimmen dabei zusehends. Dementsprechend werden<br />
Konstrukteure in Zukunft Expertise in beiden Feldern benötigen.<br />
Die Montage entwickelt sich in Richtung der Ausbildung zum<br />
Monteur für Mechatronik – diese unterscheidet bereits kaum noch<br />
zwischen den mechanischen und elektrischen Berufszweigen. Zwar<br />
wird es immer Personen geben, die in ihren Bereichen Spe zialisten<br />
sind, denn detailliertes Wissen ist weiterhin notwendig. Zukünftig<br />
sollte jedoch der mechanische Konstrukteur immer mindestens<br />
Grundwissen in Elektrik und der elektrische Konstrukteur umgekehrt<br />
ein mechanisches Grundverständnis haben. Nur dann gelingt<br />
die Umsetzung einer Maschine, in der Wirtschaftlichkeit und Produktivität<br />
harmonieren.<br />
Bilder: Aufmacher: phonlamaiphoto – stock.adobe.com; 01: panuwat –<br />
stock.adobe.com; Sonstige: SMC Deutschland GmbH<br />
www.smc.de<br />
WICHTIG FÜR DEN <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />
IST ES, EINEN OPTIMALEN<br />
TECHNOLOGIEMIX ZU REALISIEREN<br />
30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
LASER-DISTANZSENSOR MIT IO-LINK UND<br />
FREMDLICHTUNTERDRÜCKUNG<br />
Balluff stellt den Laser-Distanzsensor<br />
BOD 24K mit IO-Link für die Objekterfassung<br />
und Positionierung vor. Er<br />
entspricht Laserklasse 1 und erkennt auch<br />
Kleinteile sowie Details. Kennzeichnend<br />
sind ein Präzisionsmodus, ein Filter gegen<br />
Störeinflüsse und eine zuschaltbare<br />
Fremdlichtunterdrückung. Der in ein<br />
IP67-Kunststoffgehäuse integrierte<br />
Sensor wird für Arbeitsabstände von 50<br />
bis 100 mm bzw. 50 bis 650 mm bei einer<br />
Auflösung von < 10 µm bzw. 50 µm<br />
angeboten. Er liefert ein stetiges, proportionales Spannungs- und<br />
Stromsignal von 0 bis 10 V bzw. 4 bis 20 mA. Zwei digitale<br />
Ausgänge samt einstellbarer PNP/NPN-Schaltfunktion (Schließer/<br />
Öffner (NO/NC)) stehen ebenfalls zur Verfügung. Mit einer Schaltfrequenz<br />
von 500 Hz erfasst der BOD 24K auch schnelle Bewegungen.<br />
Modi und Funktionen lassen sich über ein OLED-Display und<br />
zwei Tasten anwählen. Alternativ können die Einstellungen via<br />
IO-Link vorgenommen werden. Zwei farbige LEDs zeigen die<br />
Betriebsbereitschaft und den Schaltzustand an.<br />
www.balluff.com<br />
MAGNETISCHE SENSORIK – SERIENMÄSSIG<br />
UND HOCHSPEZIFISCH<br />
NCTE hat einen sehr kleinen berührungslosen Drehmomentsensor<br />
für Serienanwendungen entwickelt. Dieser wurde, wie<br />
es heißt, für einen Automobilzulieferer auf einer Welle, nicht<br />
viel dicker als ein<br />
Zahn stocher, realisiert.<br />
Darüber hinaus hat der<br />
Hersteller Sensoren mit<br />
aktiver Temperaturkompensation<br />
vorgestellt.<br />
„Ob für Großserien,<br />
Spezial anwendungen<br />
oder die Nachrüstung, ob<br />
in kleinsten Bauräumen,<br />
bei Temperaturen bis zu 125 °C oder in Wasser und Öl – sobald es<br />
darum geht, Kräfte auf einer Welle zu messen, ist unsere magnetische<br />
Technologie die richtige Wahl“, so NCTE-Vorstand Verena<br />
Graf. Mithilfe von Magnetfeldern messen die Sensoren von NCTE<br />
Größen wie Drehmoment, Kraft, Scherung, Drehzahl oder Biegung<br />
berührungslos und wartungsfrei. Anwendung finden sie etwa in<br />
E-Bike-Antrieben, auf Rennstrecken, in der Medizintechnik, im<br />
Fahrzeugbau und in der Prozessautomatisierung.<br />
www.ncte.de<br />
<strong>DER</strong><br />
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SCHLÜSSELTECHNOLOGIEN FÜR INDUSTRIE 4.0<br />
Ob RFID, IO-Link, OPC UA oder Ethernet – als Spezialist für die Schlüsseltechnologien von Industrie 4.0<br />
ebnet Turck den Weg zur intelligenten Fabrik der Zukunft.<br />
Mit dem RFID-System BL Ident hat Turck z. B. Lösungen zum flexiblen Steuern von Produktionsprozessen<br />
umgesetzt, aber auch für Ersatzteil-/Servicegeschäft, Plagiatschutz oder Serialisierung.<br />
Zusammen mit den IP67-I/O-PLC-Modulen stehen Anwendern robuste Systeme mit dezentraler<br />
Intelligenz zur Datenverarbeitung oder für Steuerungsaufgaben zur Verfügung.<br />
Der Automatisierungsspezialist bietet<br />
darüber hinaus ein umfangreiches<br />
Portfolio an IO-Link-Lösungen – angefangen<br />
von zahlreichen Sensoren über<br />
Anschlusstechnik bis hin zu Feldbusund<br />
Ethernet-I/O-Systemen mit IO-Link-<br />
Mastern in den Schutz arten IP20 und<br />
IP67. Auf diese Weise profitieren<br />
Anwender von intelligenten Datenerfassungs-<br />
und -kommunikationslösungen<br />
aus einer Hand.<br />
Ethernet ist der Standard für die Kommunikation,<br />
nicht nur in der IT-Welt, sondern<br />
auch im industriellen Umfeld. Turck stellt besonders anwenderfreundliche Lösungen wie etwa<br />
die Multi protokoll-Technologie zur Verfügung, die den automatischen Einsatz von I/O-Systemen<br />
in den Ethernet-Protokollen Profinet, Modbus TCP oder EtherNet/IP unterstützt.<br />
Und nicht zuletzt OPC-UA: Das Framework etabliert sich zunehmend als weltweiter Standard für<br />
die integrative Kommunikation über alle Ebenen der Automatisierungspyramide hinweg. In enger<br />
Zusammenarbeit mit Wissenschaft und Industrie entwickelt Turck den Standard mit und setzt<br />
ihn bereits in ersten Produkten um.<br />
So unterstützt der Automatisierungsspezialist Maschinenbauer und -betreiber auf dem Weg zu<br />
Industrie 4.0 mit innovativen Lösungen zum Erfassen, Aufbereiten und Übertragen relevanter<br />
Produktionsdaten.<br />
www.turck.de<br />
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
WIR SIND DA,<br />
WO DIE MUSIK<br />
SPIELT<br />
Der Schweizer Drucksensorik-Spezialist Keller AG<br />
ist seit 46 Jahren erfolgreich am Markt. Kein<br />
besonderes Jubiläum, aber trotzdem gibt es<br />
Interessantes zu erzählen. Wir sprachen mit dem<br />
Geschäftsführer Tobias Keller, einem Sohn des<br />
Firmengründers, über Vergangenheit,<br />
Gegenwart und Zukunft.<br />
Ihr Vater hat die Keller AG 1974 gegründet. Wie kam es dazu?<br />
INTERVIEW<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Nach seinem Physikstudium an der ETH Zürich entwickelte unser<br />
Vater, Hannes W. Keller, am Honeywell-Forschungszentrum in<br />
Minneapolis/USA Ende der 1960er-Jahre die integrierte Silizium-<br />
Messzelle. 1971 brachte er diese Technologie in die Schweiz, wo die<br />
Firma Kistler Instrumente AG, unser geschätzter Nachbar hier in<br />
Winterthur, 1973 die ersten piezoresistiven Druckaufnehmer mit<br />
isolierter Messzelle auf den Markt brachte. Vaters starker Drang nach<br />
Unabhängigkeit und Eigenständigkeit, gepaart mit einer kristallklaren<br />
Vision, liess ihn 1974 seine eigene Firma gründen.<br />
Was fasziniert Sie selbst an der physikalischen Messgröße Druck?<br />
Mich fasziniert das enorm breite Spektrum, wo überall die physikalische<br />
Messgröße Druck wirkt und zu welchem Zweck man sie<br />
messbar machen möchte. Ob tief unter der Erdoberfläche oder<br />
hoch oben in der Raumstation ISS, ob zur Überwachung von<br />
Kleinstdrücken mittels filigranen Druckkathetern oder zur<br />
Messung von Drücken bis 2000 bar bei bis zu 200 °C, dazwischen<br />
findet man alles. Meine Faszination gilt ebenso den höchst komplexen<br />
Her stellungsprozessen, die erforderlich sind, um qualitativ<br />
hochstehende Druckmesstechnik anbieten zu können.<br />
Was waren die Meilensteine in der Firmenhistorie?<br />
Da gibt es sicherlich viele. Der gewichtigste Meilenstein meines<br />
Erachtens war der Entscheid, Anfang der 1980er-Jahre als etablierter<br />
OEM-Lieferant von Druckaufnehmern – und damit Quelle für viele<br />
„Veredler“, die aus unseren Druckaufnehmern Geräte wie zum<br />
Beispiel Prozesstransmitter mit konfektionierten, elektrischen<br />
Schnittstellen herstellten – selbst als Anbieter von Drucktransmittern<br />
am Markt aufzutreten. Dieser Schritt hat die Entwicklung und das<br />
Überleben der Firma maßgeblich beeinflusst und gesichert.<br />
32 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
Integration ist – speziell im OEM-Bereich – ein heißes Thema.<br />
Einerseits die Integration von Funktionalitäten in den Sensor,<br />
andererseits die Integration des Sensors in die Applikation bis<br />
hin zur völligen Verschmelzung. Wo stehen Sie hier?<br />
Salopp ausgedrückt: Wir sind da, wo die Musik spielt. Unsere<br />
Entwickler beobachten die Trends sehr aufmerksam. Mit dem<br />
weltweit wohl kleinsten gekapselten Drucktransmitter mit 11 mm<br />
Durchmesser bei 4,2 mm Höhe haben wir es schon vor Jahren<br />
geschafft, den Signalprozessor mit digitaler Schnittstelle in das<br />
metallische Sensorgehäuse zu integrieren.<br />
Das Verschmelzen unserer Sensoren mit der Applikation geschieht<br />
bei den Kunden. Diese schätzen unsere fundierte Erfahrung<br />
und Kompetenz in Sachen Druck und verfügen selbst über spezifisches<br />
Applikationswissen – eine fruchtbare Kombination.<br />
Tobias Keller, der zusammen mit seinem Bruder Michael die<br />
Geschäfte der Keller AG verantwortet, ist fasziniert vom breiten<br />
Einsatzspektrum der Drucksensoren<br />
Wie setzt sich Ihr Produktspektrum heute zusammen?<br />
In über 35 hochspezialisierten Fertigungsinseln werden mit modernsten<br />
automatisierten Herstellungsverfahren Großserien industrieller<br />
OEM-Aufnehmer sowie Sonderbauformen in kleinsten<br />
Stückzahlen hergestellt. Herzstück dabei ist stets ein piezoresistiver<br />
Siliziumchip. Zum Lieferumfang gehören nebst konventionellen<br />
Druckaufnehmern und Drucktransmittern auch Pegelsonden,<br />
Datenlogger, digitale Manometer, Druck kalibratoren sowie<br />
Geräte zur Messung und Übertragung von Druckwerten über<br />
drahtlose Schnittstellen wie LoRa, Bluetooth, 3G, 4G und RFID.<br />
Liefern Sie hauptsächlich Standard-Produkte oder entwickeln<br />
Sie vielfach kundespezifische Lösungen?<br />
Man kann sagen, bei Keller gibt es keinen Standard. Es gibt Produktlinien,<br />
deren Eigenschaften in Datenblättern beschrieben sind.<br />
Diese nehmen wir indes eher als „Anleitung zum Handeln“ wahr.<br />
In unserem Portfolio von jährlich über einer Million ausgelieferten<br />
Geräte sind über 80 % in irgendeiner Art kundenspezifisch. Die<br />
enorme Vielfalt an in Applikationen hineinentwickelten und optimierten<br />
Lösungen verschaffen uns Kombinationsmöglichkeiten,<br />
die einzigartig sind. Somit liegt unsere Zukunft klar in der kundenspezifischen<br />
Entwicklung für anspruchsvolle Anforderungen.<br />
Sie schreiben auf Ihrer Website „Keller ist anders“, was meinen<br />
Sie damit?<br />
Unser Wirken im sozialen, kulturellen und sportlichen Bereich ist<br />
auf unserer Webseite beschrieben. Sicher speziell ist unsere Firmenkultur,<br />
wo gegenseitiger Respekt und wertschätzendes Mit einander<br />
rigiden Hierarchiestrukturen vorgezogen werden. Oder, wie ich<br />
es einmal formulierte zur Frage, wer bei Keller eigentlich zur<br />
Geschäftsleitung gehört: Jeder Einzelne unserer Mitarbeitenden<br />
leitet täglich mit seinen Worten und Taten das Geschäft entweder<br />
in eine stärkende oder schwächende Richtung. Mutig oder mutlos.<br />
Lösungsorientiert oder problem-fokussiert. Inspiriert oder freudlos.<br />
Insofern haben wir 450 Geschäftsleitende.<br />
Wie rüsten Sie sich für die Zukunft?<br />
Nebst dem Fokus auf die Weiterentwicklung unserer hochqualitativen<br />
Produktpalette setzen wir uns intensiv mit der<br />
Komplexität verbunden mit den Themen Industrie 4.0 und IoT<br />
auseinander. Hierbei sind wir bestrebt, das Potenzial durch<br />
Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette voll auszuschöpfen,<br />
von der Produktentstehung und dem Produktmanagement<br />
über die Produk tion bis hin zum Produktverkauf. Es bleibt<br />
hochspannend, und wir freuen uns sehr auf die kommenden<br />
Herausforderungen!<br />
Bilder: Keller AG<br />
www.keller-druck.com<br />
Das Interview führte Martina Klein, stv. Chefredakteurin.
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
62 JAHRE INDUKTIVE NÄHERUNGSSCHALTER -<br />
EINE ERFINDUNG, DIE DIE AUTOMATISIERUNGSWELT VERÄN<strong>DER</strong>TE<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Im Jahre 1958 wurden nicht nur das Modem,<br />
Kontaktlinsen und der Hula-Hoop-Reifen erfunden.<br />
Damals erblickte eine für die Automatisierungswelt<br />
bahnbrechende Erfindung das Licht der Welt: der<br />
induktive Näherungsschalter. Als eine der ältesten<br />
elektronischen Komponenten setzte er neue<br />
Maßstäbe für die zuverlässige, berührungslose<br />
und verschleißfreie Erfassung metallischer<br />
Objekte.<br />
Los Angeles hat den Hollywood Walk of Fame, Mannheim die<br />
Kurpfälzer Meile der Innovationen. Hier werden Erfinder und<br />
kluge Köpfe der Metropolregion Rhein-Neckar auf ganz besondere<br />
Weise geehrt: Ihr Andenken wird in Form einer Bronze tafel<br />
auf der Kurpfälzer Meile der Innovationen, dem „Walk of Fame“<br />
Mannheims, verewigt. Eine dieser Bronzetafeln ist auch Wilfried<br />
Gehl, Walter Pepperl und Ludwig Fuchs gewidmet – den Erfindern<br />
des ersten induktiv arbeitenden Näherungsschalters der Welt. „Als<br />
in Mannheim verwurzeltes Unternehmen macht es uns sehr stolz,<br />
den Erfindern auf diese Art und Weise ein würdiges Denkmal zu<br />
setzen“, betont Dr. Gunther Kegel, CEO von Pepperl+Fuchs.<br />
<strong>DER</strong> BEGINN EINER ERFOLGSGESCHICHTE<br />
Ihre Anfänge nahm die Geschichte von Pepperl+Fuchs allerdings<br />
nicht in Mannheim, sondern im bayrischen Freising. Dort lernten<br />
sich der damalige Bankkaufmann Ludwig Fuchs und der gelernte<br />
Radiotechniker Walter Pepperl durch dessen Frau Anny kennen.<br />
Schnell kam die Idee auf, beruflich gemeinsame Wege zu gehen. So<br />
entschlossen sich die beiden, im Jahr 1945 nach Mannheim, der<br />
Heimatstadt von Ludwig Fuchs‘ Frau Amalie, zu ziehen, wo sie am<br />
15. November eine gemeinsame „Rundfunkinstandsetzungswerkstätte“<br />
im Elternhaus von Amalie Fuchs eröffneten. Da der Betrieb<br />
sehr gut anlief, bezogen sie bereits kurze Zeit später ihr eigenes<br />
Ladengeschäft in Sandhofen, in dem neben Radios auch Waffeleisen<br />
und Glühbirnen verkauft wurden.<br />
MUT ZU NEUEM UND EIN GUTES GESPÜR<br />
Die Radios der Nachkriegszeit teilten jedoch alle dieselbe Schwäche:<br />
Der darin verbaute Netz-Transformator enthielt eine Papierzwischenlage,<br />
die ihn anfällig für Feuchtigkeit machte. Da neue Transformatoren<br />
allerdings nur schwer zu beschaffen waren, kam Walter<br />
Pepperl die Idee, diese mithilfe von Kupferdraht selbst zu wickeln.<br />
Mit dem Kurbelantrieb eines alten Telefons, dem Windungszähler<br />
eines Fahrrad-Tachometers samt Gestänge, Halterung, Drahtführung<br />
und Wickeldorn erbaute er die erste Wickelmaschine für Transformatoren,<br />
die er fortan verkaufte.<br />
Nach und nach konnten die ersten „richtigen“ Wickelmaschinen<br />
bestellt und damit auch die Produktion vergrößert werden. Bereits<br />
1950 baute Pepperl+Fuchs Vorschaltgeräte für die Stromversorgungsnetze<br />
im Raum Ludwigshafen, die in der Lage waren, die Spannung<br />
von 110 V in 220 V umzuwandeln; nur kurze Zeit später entwickelte<br />
das Unternehmen Steuertransformatoren für Industriezwecke.<br />
Die Entwicklung automatischer Förderbänder zur Mitte des Jahrhunderts<br />
sowie der Beginn der industriellen Massenproduktion<br />
brachten ein rasantes Wachstum der Automatisierungstechnik mit<br />
sich. Zu dieser Zeit baute Ludwig Fuchs eine enge Beziehung zur<br />
nahegelegenen BASF auf, die damals Probleme mit dem vielfach<br />
eingesetzten mechanischen Kontaktschalter hatten. Auf der Suche<br />
nach einer Alternative, die idealerweise berührungslos arbeiten<br />
34 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
01 02<br />
und noch dazu abrieb- und korrosionsbeständig sein sollte, wandte<br />
sich die BASF an die beiden Firmeninhaber. So begannen Walter<br />
Pepperl und Ludwig Fuchs, einen Magnetverstärker – damals noch<br />
Transduktor genannt – zu entwickeln und befassten sich vermehrt<br />
mit dem Thema der „eigensicheren Zündschutzarten“.<br />
EINE ZÜNDENDE IDEE<br />
Mit dem Ziel, ein robustes Bauteil zu entwickeln, das auch nach<br />
tausenden Schaltspielen noch zuverlässig funktioniert und einen so<br />
geringen Leistungsbedarf aufweist, dass es ohne Probleme in explosionsgefährdeten<br />
Bereichen eingesetzt werden kann, entstand<br />
nur ein Jahr später, im Jahr 1958, der erste induktive Näherungsschalter<br />
der Welt – eine Erfindung, bei der der Ingenieur Wilfried<br />
Gehl eine entscheidende Rolle spielte.<br />
Der junge Diplom-Ingenieur war im Jahr 1956 für eine Stelle bei<br />
BBC – heute bekannt als ABB – mit seiner Familie in ein Mehrfamilienhaus<br />
nach Mannheim-Sandhofen gezogen, das im Besitz<br />
HEUTIGE NÄHERUNGSSCHALTER<br />
FOLGEN NOCH IMMER DEM VON<br />
GEHL UND PEPPERL ENTWICKELTEN<br />
FUNKTIONSPRINZIP<br />
von Pepperl+Fuchs war. Schnell wurden die beiden Firmeninhaber<br />
auf dessen Talent aufmerksam und es entstand eine langjährige, erfolgreiche<br />
Zusammenarbeit, die bis zu Gehls Ruhestand andauerte.<br />
Gehl, der im April 1957 als freier Mitarbeiter im Unternehmen zu<br />
arbeiten begann, unterstützte Walter Pepperl bei der Entwicklung<br />
des ersten Transistor-Schaltverstärkers mit eigensicherem Steuerstromkreis.<br />
Die beiden hatten die zündende Idee, ein Schaltelement<br />
zu entwickeln, das induktiv arbeiten, durch die Annäherung an ein<br />
metallisches Objekt zu betätigen und schließlich in ein Schaltsignal<br />
umwandelbar sein sollte. Schlussendlich gelang es dem ambitionierten<br />
Ingenieur, gemeinsam mit Walter Pepperl, die Bedämpfung<br />
eines Schwingkreises mithilfe eines Bipolar-Transistors auszuwerten<br />
und in ein Schaltsignal umzuwandeln. Mit diesem sogenannten<br />
Kontex-System für berührungsloses Schalten in Ex-Bereichen war<br />
der Grundstein für den induktiven Näherungsschalter, wie er heute<br />
vielfach in der Industrie eingesetzt wird, gelegt.<br />
SINNESORGANE <strong>DER</strong> MASCHINEN IM WANDEL<br />
<strong>DER</strong> ZEIT<br />
01 Das Kontex-System von Pepperl+Fuchs für berührungsloses<br />
Schalten in explosionsgefährdeten Bereichen legte den Grundstein<br />
02 Induktive Näherungsschalter gibt es heute in<br />
vielen Varianten, unterschiedlichsten Bauformen und -größen<br />
Nachdem induktive Näherungsschalter anfänglich in der chemischen<br />
Industrie ihren Einsatz fanden, wurde der Sensor mit nahezu unbegrenzter<br />
Lebensdauer ab 1960 auch in anderen Branchen zu einer<br />
geschätzten Komponente. So war es keine Überraschung, dass<br />
Ende der 80er-Jahre allein in Deutschland knapp vier Millionen<br />
Näherungsschalter verkauft wurden.<br />
In den darauffolgenden Jahrzehnten wurde der Näherungsschalter<br />
stetig weiterentwickelt – doch das von Gehl und Pepperl entwickelte<br />
Grundprinzip blieb immer gleich. Da Sensoren überall dort in der<br />
Maschine montiert sind, wo Bewegung stattfindet und widrige<br />
Umwelteinflüsse – in Form von besonders hohen oder niedrigen<br />
Temperaturen, Feuchtigkeit oder mechanischen Belastungen – vorherrschen,<br />
sind über die Jahre hinweg unterschiedliche Modelle<br />
zur Familie der Näherungsschalter hinzugekommen. So etwa auch<br />
Magnetfeldsensoren zur Positionserfassung von Kolben in Stahlzylindern<br />
oder kapazitive Sensoren, die neben metallischen Objekten<br />
nahezu alle anderen Materialien detektieren können und u. a. der<br />
Füllstands- oder Durchflussmessung dienen.<br />
Das Portfolio an induktiven Näherungsschaltern umfasst mittlerweile<br />
rund 2 600 Varianten in unterschiedlichsten Bauformen und<br />
-größen. In Anbetracht der zunehmenden Automatisierung und<br />
den sich ändernden Herausforderungen, die mit Industrie-4.0-Szenarien<br />
einhergehen, wird der induktive Näherungsschalter auch in<br />
Zukunft noch weiterentwickelt werden.<br />
Bilder: Porträt: Hyp Yerlikaya Photography, Sonstige Pepperl+Fuchs,<br />
www.pepperl+fuchs.com<br />
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CEO von Pepperl+Fuchs<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 35
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
VOM LOCHSTREIFEN ZUM<br />
DIGITALEN ZWILLING<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Ohne Werkzeugmaschinen und ohne CNC sähe das<br />
moderne Leben sicherlich anders aus. In ihrer nun<br />
sechzigjährigen Geschichte haben die Sinumerik-<br />
Steuerungen die Welt der Produktion tiefgreifend<br />
verändert. Ob bei der Produktion von Zahnbürsten,<br />
von Smartphones oder von Autos und Gitarren –<br />
überall sind Werkzeugmaschinen und mit ihnen CNCs<br />
beteiligt. Ihre Geschichte ist geprägt von Innovationen.<br />
Ein gleichmäßig surrendes Werkzeug, fliegende Späne und<br />
blankpoliertes Metall – die Arbeit einer Werkzeugmaschine<br />
hat eine schlichte Schönheit. Schicht für Schicht wird Material<br />
abgetragen, bis ein perfektes Werkstück entsteht. Wieder und<br />
wieder und wieder. Das digitale Gehirn der Maschine ist die CNC<br />
(Computerized Numerical Control), die den Produktionsvorgang –<br />
sei es nun Schleifen, Drehen, Fräsen, Bohren oder auch die additive<br />
Fertigung – steuert. Seit inzwischen sechzig Jahren leisten Steuerungen<br />
von Siemens auf der ganzen Welt ihren Dienst. In dieser<br />
Zeit haben sie sich stetig weiterentwickelt. Wurde die erste NC von<br />
Siemens noch mit Lochstreifen gefüttert, so ist die Bedienung mittels<br />
Touchpanel heute Standard. Und mit der neuesten Steuerungsgeneration<br />
Sinumerik One entstand die erste vollständig digitale<br />
Werkzeugmaschinensteuerung, mit der Herstellungs- und Produktionsprozesse<br />
mithilfe des digitalen Zwillings komplett digitalisiert<br />
und optimiert werden.<br />
Von der ersten NC zur „digital native CNC“<br />
Ihren Ursprung hat die Erfolgsgeschichte der Sinumerik im Jahr 1960.<br />
Nach intensiver Entwicklungsarbeit der Ingenieure Dr. Werner Feist<br />
und Paul Volk wurde die erste NC von Siemens auf der Werkzeugmaschinenausstellung<br />
in Hannover vorgestellt In mehreren Pilotmaschinen<br />
konnten die Besucher der Ausstellung die Steuerung bestaunen, die<br />
mittels Relaistechnik die Punkt- und Streckensteuerung von Maschinen<br />
und damit Bearbeitungstechniken wie Drehen, Fräsen, Schleifen und<br />
Nibbeln ermöglichte. Die NC zeigte bereits damals das Potenzial einer<br />
automatisierten Steuerung von Werkzeugmaschinen, auch wenn sie<br />
mit ihrer Größe eher einem Schaltschrank ähnelte.<br />
Während die Entwicklung von Werkzeugmaschinen damals von<br />
Erfahrung und Prototypenbau geprägt war, finden Design, Entwicklung<br />
und Engineering heute virtuell statt. So wartet die Steuerung<br />
Sinumerik One mit Softwarepaketen zur Erstellung der digitalen<br />
Zwillinge für Engineering und Produktion auf. Damit können Maschinenhersteller<br />
ihre Maschinen mit dem digitalen Zwilling im<br />
Virtuellen entwickeln und testen, lange bevor die reale Maschine<br />
gebaut wird. „Der digitale Zwilling bietet Maschinenherstellern die<br />
Möglichkeit, die Entwicklung der Maschine völlig neu zu denken.<br />
Von der ersten Idee über das Konzept bis hin zur ersten Inbetriebnahme<br />
können sie alles an der digitalen Maschine machen“, erklärt<br />
Nils Brüdigam, Projektleiter der Sinumerik One. Auch Maschinenbetreiber<br />
profitieren vom digitalen Zwilling. Sie können CNC-Programme<br />
zunächst offline in der Arbeitsvorbereitung erstellen und<br />
verifizieren und anschließend auf die reale Steuerung übertragen.<br />
Rüstvorgänge werden vorab optimiert und das Risiko von Kollisionen<br />
beim Einfahren neuer Teile minimiert. Das beste Beispiel dafür, dass<br />
die Entwicklung mit einem digitalen Zwilling funktioniert, ist die<br />
Sinumerik One selbst. Sie ist ein echter digital Native. Lange bevor<br />
die erste Hardware gebaut wurde, wurde die CNC virtuell entwickelt,<br />
getestet und optimiert.<br />
Apple I oder Sinumerik System 7<br />
Von der ersten NC bis zur „digital native CNC“ war es ein langer Weg.<br />
Zunächst musste die NC zur CNC, also zur Computerized Numerical<br />
Control werden. Der Siegeszug der Transistoren und die breitere Ver-<br />
Autoren: Thomas Kiessling, Presse-Volontär, Siemens Digital Industries und<br />
Anna Mann, Marketing Manager, Siemens AG, München<br />
36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
fügbarkeit von Mikroprozessoren in den Siebzigern veränderte<br />
die Welt der NCs und machte diese Entwicklung möglich.<br />
Schon 1973 führte Siemens die mit einem Minicomputer<br />
ausgestattete Sinumerik 500C ein, die auf Dreh- und Fräsanwendungen<br />
spezialisiert war. Schließlich wurde 1976 nicht<br />
nur der erste Personal Computer Apple I vorgestellt, sondern<br />
auch die Sinumerik System 7, die erste CNC mit Mikroprozessor<br />
und Halbleiterspeicher. Und nur drei Jahre später erschien<br />
mit Sinumerik System 8 eine mehrkanalfähige CNC mit integrierter<br />
SPS. Dank der Mikroprozessoren frei programmierbar,<br />
waren CNCs deutlich flexibler als die klassischen NCs und<br />
lösten diese bald ab.<br />
Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Mikroprozessoren<br />
finden sich auch heute noch in CNCs wieder. So<br />
ist mit der Simatic S7-1500 in der Steuerung Sinumerik One<br />
eine der leistungsfähigsten PLCs der Welt verbaut. Und dank<br />
eines NC-Kerns mit Multi-Core-Technologie werden Bearbeitungsaufgaben<br />
sogar auf mehrere Rechnerkerne verteilt.<br />
„Gerade im rechenintensiven Formenbau stellen wir Maschinenbauern<br />
und Maschinenanwendern durch die neue Hardund<br />
Softwarearchitektur noch einmal eine höhere Performance<br />
zur Verfügung“, erklärt Brüdigam. Die Basis für das Engineering der<br />
Sinumerik One bildet das TIA-Portal. Dort wird die CNC mit durchgängigen<br />
und automatisierten Workflows projektiert, was opti males<br />
Engineering und zuverlässige Inbetriebnahmen ermöglicht.<br />
Offenheit und Safety Integrated als neues Konzept<br />
Den nächsten Meilenstein in der Geschichte der CNC präsentierte<br />
Siemens 1981 mit Sinumerik System 3. Die Steuerung erschien erstmals<br />
mit Bildschirm und Grafikfunktion. Was heute selbstverständlich<br />
scheint, veränderte damals die Produktion. Der Bildschirm und<br />
die Grafikfunktionen ermöglichten nicht nur eine neue, einfachere<br />
Bedienung. Sie waren auch die Voraussetzung für das Prinzip der<br />
„Offenheit“, mit dem Siemens seither die Welt der Werkzeugmaschinen<br />
prägt. Mit einem offenen Human Machine Interface (HMI) ermöglichte<br />
Siemens den Maschinenherstellern, eigene Bedienoberflächen<br />
zu projektieren. Und mit dem offenen NC-Kern konnten Maschinenbauer<br />
einige Jahre später auch eigene Softwarekomponenten in die<br />
EIN ECHTER DIGITAL<br />
NATIVE IM HIER UND JETZT<br />
Eine unglaublich spannende<br />
Geschichte und Entwicklung<br />
verbindet die erste Sinumerik<br />
mit der heutigen Steuerungsgeneration<br />
Sinumerik One. Und<br />
man kann wirklich sagen: Sie<br />
bewegt die Welt. Sie steuert<br />
Werkzeugmaschinen jeder Größe<br />
und ist zur Highend-Lösung<br />
für komplexeste Aufgaben<br />
geworden. Und ich bin mir<br />
sicher, die Geschichte ist<br />
noch lange nicht zu Ende<br />
erzählt.<br />
NICOLE STEINICKE<br />
Chefredakteurin<br />
01<br />
01 Nach der ersten „labormäßigen“ öffentlichen Präsentation einer<br />
NC-Steuerung von Siemens im Herbst 1960 kommt 1964 die erste<br />
„Sinumerik“ auf den Markt<br />
02 Die Bedienoberfläche einer Sinumerik System 500; in dieser Reihe<br />
präsentiert Siemens 1973 ein erstes Modell mit dem Zusatz CNC<br />
CNC einbringen. Ab Mitte der 90er-Jahre bot Siemens schließlich mit<br />
Sinumerik Safety Integrated eine CNC-integrierte Sicherheitslösung an<br />
und ermöglicht damit seither die einfache, schnelle und zuverlässige<br />
Umsetzung von Safety im Bereich der Werkzeugmaschinen.<br />
Noch heute ist der sichere Betrieb von Werkzeugmaschinen ein<br />
wichtiger Aspekt im Maschinenbau. Und noch immer heißt der<br />
Siemens-Standard Safety Integrated. Das antriebsbasierte Sicherheitskonzept,<br />
das bei Sinumerik One zum Einsatz kommt, vereinfacht<br />
die Entwicklung und Anwendung von Programmen, die den<br />
sicheren Betrieb der Maschine gewährleisten.<br />
Die Geschichte der Sinumerik geht weiter<br />
Mit der Einführung von Maschinensimulation und virtuellem Prototyping<br />
legte Siemens Anfang des neuen Jahrtausends bereits vor gut<br />
zwanzig Jahren die Grundsteine für den durchgängigen digitalen<br />
Zwilling. Und die 2005 vorgestellte offene und flexible Hochleistungssteuerung<br />
Sinumerik 840D sl dürfte für Maschinenhersteller und<br />
Maschinenanwender eine alte Bekannte sein. Gemeinsam mit ihren<br />
kompakten Schwestern Sinumerik 828D und Sinumerik 808D steuerte<br />
sie in den letzten Jahren Werkzeugmaschinen jeder Größe. Mit der<br />
Vorstellung der „digital native CNC“ Sinumerik One im Jahr 2019<br />
kommt die Geschichte der Sinumerik schließlich in der aktuellen<br />
Zeit an.<br />
Zu Ende erzählt ist die Geschichte allerdings nicht. „Sinumerik<br />
One ist so etwas wie der ideale Startpunkt in die Zukunft“, schwärmt<br />
Brüdigam. „Der digitale Zwilling bietet für Maschinenbauer und<br />
Maschinenanwender viele neue Möglichkeiten – ob beim Training<br />
an der virtuellen Maschine, bei der Optimierung von Programmen<br />
und Arbeitsabläufen oder bei den Servicemöglichkeiten. Ich glaube,<br />
der digitale Zwilling wird in Zukunft ebenso selbstverständlich, wie<br />
es heute Mikroprozessoren, Bildschirme und integrierte Sicherheitstechnik<br />
sind.“ Damit können die nächsten 60 Jahre kommen.<br />
Bilder: Aufmacher Siemens AG, 01 und 02 Siemens Historical Institute<br />
02<br />
www.siemens.com<br />
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KLARTEXT<br />
WAS SIND DIE<br />
TRENDS IN <strong>DER</strong><br />
ANTRIEBSTECHNIK?<br />
DR. STEFFEN HAACK<br />
Leiter Business Unit Industrial Hydraulics, Bosch Rexroth AG, Lohr a.M.<br />
Die Antriebstechnik der Zukunft ist noch technologieoffener als bisher, denn<br />
der Umgang mit Hydraulik, Elektrik und Mechatronik wird gleichermaßen<br />
digitalisiert sein. Für den Konstrukteur spielt die Antriebsphysik nur noch in<br />
Bezug auf die Bewegung eine Rolle: Wie stark, kompakt und robust muss der<br />
Antrieb sein, wie stoß- und vibrationsfest? Den Rest erledigt die Software.<br />
Bei einbaufertigen Hydraulik-Aktoren oder neuesten Aggregate-<br />
Generationen ist das Engineering schon heute komplett digitalisiert,<br />
genauso die Funktionalität. Die moderne Hydraulik ist vernetzbarer und<br />
nachhaltiger denn je: Sie arbeitet bis zu 80 % energieeffizienter als früher.<br />
Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag für den Klimaschutz, denn<br />
moderne Hydraulik verkleinert heute und in Zukunft den CO 2<br />
-Fußabdruck<br />
von Maschinen und Anlagen, auch bei höchsten Kräften.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Elektrik, Pneumatik,<br />
Hydraulik, Mechanik,<br />
Software, … die<br />
Antriebstechnik ist ein<br />
weites Feld und birgt<br />
viele unterschiedliche<br />
Blickwinkel. Wir haben<br />
Experten aus den<br />
einzelnen Bereichen<br />
gebeten, einen Blick in<br />
die Zukunft zu werfen<br />
und haben gefragt: Was<br />
sind die Trends in der<br />
Antriebstechnik?<br />
PNEUMATIK<br />
DIE ANTRIEBSTECHNIK<br />
<strong>DER</strong> ZUKUNFT IST<br />
NOCH TECHNOLOGIE-<br />
OFFENER ALS BISHER<br />
DR. WOLFGANG GAUCHEL<br />
HYDRAULIK<br />
Leiter Applied Research, Festo SE & Co. KG, Esslingen am Neckar<br />
DIGITALISIERUNG,<br />
KI UND<br />
BERATUNG SIND<br />
DIE GRÖSSTEN<br />
TRENDS<br />
Die Pneumatik als verhältnismäßig einfach umzusetzende Disziplin der<br />
Antriebstechnik wird in naher Zukunft mit Digitalisierung und künstlicher<br />
Intelligenz neue Sphären der Leistungsfähigkeit erreichen. Die Verschmelzung<br />
der Pneumatik mit der Digitalisierung gelingt heute schon beispielsweise im<br />
Festo Motion Terminal. Motion Apps übernehmen dabei viele Funktionen, für die<br />
man bisher bis zu 50 Einzelkomponenten benötigt hat. Dies führt zu mehr<br />
Flexibilität, zu einer Beschleunigung von Produktionsprozessen, zu mehr<br />
Energieeffizienz gepaart mit Nachhaltigkeit. An Bedeutung wächst auch der<br />
Trend, Kunden zukünftig noch intensiver bei der Auswahl, Dimensionierung und<br />
beim Betrieb der Antriebstechnologie zu beraten. Auch das führt zu mehr<br />
(Energie-)Effizienz. Genauso wird künstliche Intelligenz das Produktportfolio der<br />
Pneumatik beeinflussen, indem KI-Algorithmen sowohl in die Cloud als auch<br />
direkt in Pneumatik-Komponenten eingebunden werden.
NORBERT PASTOORS<br />
Geschäftsführer Technik bei Wittenstein alpha GmbH, Igersheim<br />
Bei Getrieben liegen die großen Innovationspotenziale nicht mehr nur in der Mechanik, sondern auch in<br />
der Digitalisierung. Moderne Getriebe brauchen Intelligenz und Konnektivität, um Teil einer vernetzten<br />
Produktionsumgebung im Kontext einer smarten Fabrik sein zu können. Unsere Getriebe mit Cynapse-<br />
Funktionalität, also mit integrierter Sensorik, Logik und IO-Link-Datenausgabe, ermöglichen es, direkt an<br />
der Komponente prozessrelevante Werte wie Temperatur, Vibration, Beschleunigung und Einbaulage zu<br />
erfassen und zu überwachen. Dies ist die Grundlage für digitale smarte Services mit Mehrwert, die weit<br />
über Predictive-Maintenance-Szenarien hinausgehen und neue Geschäftsfelder eröffnen. Mit der<br />
Anomalie-Erkennung sind wir beispielsweise in der Lage, Fehler zu erkennen, bevor sie auftreten,<br />
Verschleiß zu bemerken, bevor er sich als Maschinenausfall bemerkbar macht oder auch Ausschuss zu<br />
vermeiden, bevor er produziert wird. Predictive Quality wird ebenso möglich wie Predictive Availability –<br />
weil smarte Getriebe das Betriebsverhalten der Antriebsachsen erkennen und smarte digitale Services<br />
diese Informationen analysieren und für bessere Prozesse bereitstellen können.<br />
MECHANIK<br />
MO<strong>DER</strong>NE GETRIEBE<br />
BRAUCHEN INTELLIGENZ<br />
UND KONNEKTIVITÄT<br />
DIE REDUKTION VON<br />
CO 2<br />
RÜCKT IN DEN<br />
MITTELPUNKT<br />
ELEKTRIK<br />
KARL-PETER SIMON<br />
Geschäftsführer und Präsident Bauer Gear Motor GmbH, Esslingen am Neckar<br />
Klimaschutz und damit die Reduktion von CO 2<br />
rückt in den Mittelpunkt der<br />
nächsten Jahrzehnte. Jede KW/h, die nicht verbraucht wird, muss nicht erzeugt<br />
werden. Damit wird der Anteil von drehzahlveränderbaren Motoren von heute<br />
35 % auf über 70 % steigen. Technologische Treiber, um dies wirtschaftlich zu<br />
ermöglichen sind die Verfügbarkeit von Silizium-Carbid-Halbleitern, die die<br />
Schaltverluste dramatisch reduzieren. Dies wird zusätzlich durch die Einführung von<br />
zentraler DC-Stromversorgung unterstützt, da damit auch die AC/DC-Gleichrichtung<br />
im Umrichter entfällt. Elektromaschinen optimiert für Netzbetrieb verlieren an<br />
Bedeutung. Ressourcenschonendes Design erfordert die Optimierung des Motors<br />
für den Betrieb mit Umrichter. Damit entstehen neue kompakte mechatronische<br />
Antriebe die zukünftige Ökodesignanforderung erfüllen. Alle elektrischen Antriebe<br />
werden Industrie-4.0-fähig und damit digital abgebildet. Die herstellerunabhängige<br />
Bereitstellung der Daten spielt eine zentrale Rolle.<br />
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KLARTEXT<br />
DR. STEFAN BEERMANN<br />
CEO, KISSsoft AG, Bubikon, Schweiz<br />
Simulationssoftware im Maschinenbau ist ungefähr so alt wie die Computer-Industrie. Schaut man<br />
zurück, ist vom Prinzip her eigentlich nichts Neues dazugekommen − es werden nach wie vor<br />
statische Spannungen und dynamische Verformungen berechnet. Durch die heutzutage verfügbare<br />
Rechenleistung hat Berechnungssoftware jedoch einen völlig anderen Stellenwert bekommen:<br />
Innerhalb von Sekunden können zahlreiche Varianten gerechnet und bewertet werden. Für den<br />
Ingenieur von heute eine Selbstverständlichkeit. Was uns Covid 19 heute auf menschlicher Ebene<br />
unmöglich macht, stellt den aktuellen Trend bei der CAE-Software dar − eine enge Umarmung. Mit<br />
REXS und GDE sind ausreichend standardisierte Schnittstellen verfügbar, sodass der kombinierte<br />
Einsatz verschiedener Berechnungsprogramme tatsächlich sinnvoll wird. Was im Bereich der<br />
Schwingungssimulation mit Modelica und bei den CADs mit Step schon vor Jahrzehnten Realität<br />
wurde, scheint sich nun auch bei der statischen Festigkeitsberechnung zu etablieren: und zwar weg<br />
von der Insellösung hin zur integrierten Lösung – hoffentlich virenfrei.<br />
DIE ENTWICKLUNG<br />
GEHT WEG VON <strong>DER</strong><br />
INSELLÖSUNG HIN ZUR<br />
INTEGRIERTEN LÖSUNG<br />
SOFTWARE<br />
MECHANIK<br />
STEIGENDE ENERGIEEFFIZIENZ<br />
STELLT LAGER VOR NEUE<br />
HERAUSFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />
HELMUT TREFFER<br />
Senior Vice President Business Unit Power Transmission, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Schweinfurt<br />
Der Trend geht klar zu energiesparenden Lösungen, unter anderem um die Vorgaben des Pariser<br />
Klimaschutzabkommens zu erfüllen. 70 % des Energiebedarfs der Industrie entfallen auf Elektromotoren.<br />
Es gilt also, die Energieeffizienz elektrischer Antriebe zu erhöhen. Dies gelingt in erster Linie durch variable<br />
Drehzahlen und Frequenz umrichter. Das Problem: Der verstärkte Einsatz von Frequenzumrichtern kann zu<br />
Stromdurchgang an den Lagern bis hin zu Lagerausfällen führen. Unsere Lösung sind keramisch beschichtete<br />
Lager und Hybridlager, die durch ihre Stromisolierung zuverlässigen Schutz gegen Stromdurchgang bieten. Eine<br />
weitere Maßnahme zur Erhöhung der Energieeffizienz ist das Downsizing der Aggregate. Das stellt auch die<br />
Lager technik vor neue Herausforderungen. Denn kleinere, leichtere Elektromotoren müssen höhere Dreh zahlen<br />
leisten. Diese erfordern in den Getrieben zusätzliche Übersetzungsstufen, um die benötigten Drehmomente<br />
zu erzielen. Häufig werden dafür zusätzliche, schnelldrehende Planeten stufen eingesetzt. Schaeffler hat<br />
Wälzlager lösungen entwickelt, die sich speziell für hohe Drehzahlen in Elektromotoren und Planetenstufen eignen.<br />
40 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
ANDREAS MERZ<br />
Produktmanager, Chr. Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten<br />
Im Bereich Kupplungen und Bremsen geht der Trend klar in Richtung smarter, vernetzter<br />
Maschinenelemente. Die Komponenten liefern wichtige Messdaten. Sie sorgen damit für<br />
Transparenz im Antriebsstrang und unterstützen eine effiziente und vorausschauende<br />
Maschinenwartung. Entscheidend ist, dass die Maschinen aus der Fülle an Daten<br />
diejenigen mit dem größten Nutzen auswerten. Elektromagnetische Bremsen sind hier<br />
prädestinierte Komponenten, denn sie lassen Rückschlüsse auf den Anlagenbetrieb zu und<br />
spielen eine essenzielle Rolle für Wartung, Sicherheit und Anlagenverfügbarkeit. Mayr<br />
Antriebstechnik bietet Lösungskonzepte für die vorausschauende Wartung seiner<br />
Sicherheitsbremsen. Im Fokus steht dabei das Modul Roba-brake-checker. Das kann die<br />
Bremsen nicht nur sensorlos überwachen und versorgen, sondern liefert auch Daten, die<br />
Verläufe auswertbar machen und Auffälligkeiten im Bearbeitungsprozess erkennen lassen.<br />
Sicherheit wird sozusagen sichtbar.<br />
MECHANIK<br />
KUPPLUNGEN UND<br />
BREMSEN WERDEN<br />
SMART UND VERNETZT<br />
ANTRIEBSSYSTEME<br />
MÜSSEN IMMER KLEINER,<br />
LEISTUNGSFÄHIGER UND<br />
INTELLIGENTER WERDEN<br />
ELEKTRIK<br />
EUGEN ELMIGER<br />
CEO, Vorsitzender der Geschäftsleitung, maxon motor ag, Sachseln<br />
Die Miniaturisierung ist ein anhaltender Trend. Antriebssysteme müssen immer<br />
kleiner, leistungsfähiger und gleichzeitig intelligenter werden. Sensorik spielt eine<br />
immer wichtigere Rolle sowie die Vernetzung der Systeme, um Technologien wie<br />
Predictive Maintenance und Industrie 4.0 zu bedienen. Maxon bewegt sich deshalb<br />
immer stärker in Richtung Systemspezialist. Auch wenn wir mit präzisen Elektromotoren<br />
bekannt geworden sind: Künftig werden wir ganze Systeme in die<br />
Kundenanwendungen integrieren, die aus Motor, Getriebe, Sensoren und Steuerung<br />
bestehen. Hinzu kommen Mastersteuerungen, Software, Interfaces und – bei mobilen<br />
Anwendungen – das ganze Batteriemanagement.<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
01<br />
VON FORTSCHRITT<br />
GETRIEBEN<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die Fertigung von Industriegetrieben und<br />
-kupplungen blickt auf eine mehr als 100-jährige<br />
Geschichte zurück. Eng verknüpft mit der<br />
Entwicklung des Getriebes und seiner Technologie<br />
ist der Name Flender. Der Getriebebauer aus dem<br />
Münsterland begann 1899 mit der Produktion<br />
hölzerner Riemenscheiben und fertigt bis heute<br />
als einer der weltweit führenden Hersteller<br />
Getriebe und Kupplungen für Anwendungen<br />
in Industrie- und Rohstoffgewinnung in der<br />
ganzen Welt.<br />
Um das Jahr 1900 sind Riemenscheiben für die Kraftübertragung<br />
in industriellen Anwendungen üblich. Auch die<br />
A. Friedr. Flender & Co., die Firmengründer Alfred<br />
Friedrich Flender in Düsseldorf-Reisholz aus der Taufe<br />
gehoben hat, spezialisiert sich zunächst auf diese Technologie.<br />
Mit der Ablösung der Dampfmaschinen durch den Elektromotor<br />
haben auch die Riemenscheiben zur Kraftübertragung bald ausgedient.<br />
Die ersten Vorgänger der Getriebe, wie wir sie heute<br />
kennen, kommen auf den Markt. Mit dem Variator präsentiert<br />
Flender 1927 ein stufenlos regelbares Getriebe und „wird damit<br />
Autor: Felix Henseler, General Manager Business Line Applications,<br />
Flender GmbH, Bocholt<br />
zum Branchenführer und Schrittmacher der stufenlosen Antriebstechnik“<br />
wie es in der Unternehmenschronik heißt. Mit dem<br />
Start der Getriebeproduktion in Bocholt wird auch der Hauptsitz<br />
des noch jungen Unternehmens ins Münsterland verlegt. Bereits<br />
zu dieser Zeit fertigt Flender auch Kupplungen. Die erste Version<br />
der noch heute im Portfolio befindlichen elastischen Eupex-<br />
Kupplung wird im Jahr 1924 hergestellt.<br />
Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelt sich die Antriebstechnologie<br />
rasant weiter. Anlagenbetreiber suchen nach immer effizienteren<br />
Antriebslösungen für ihre Anwendungen. Mit Beginn der<br />
1950er-Jahre lösen die Serienfertigung und Baukastengetriebeprogramme<br />
die Einzelfertigung ab. Größere Stückzahlen zu geringeren<br />
Kosten werden möglich. Bei Flender entstehen das Schneckengetriebeprogramm<br />
Cavex und das Redurex-Getriebe als Standard-<br />
Zahnradgetriebe. Technologisch setzen Getriebe zu dieser Zeit<br />
noch auf naturharte Räder und Wellen. Erst in den 70er-Jahren<br />
werden Verzahnungen einsatzgehärtet und somit langlebiger und<br />
zuverlässiger für den Betrieb mit hohen Lasten. Gleichzeitig werden<br />
die Getriebe immer kleiner und können höhere Drehmomente<br />
übertragen.<br />
LEISTUNGSVERZWEIGUNG FÜR<br />
HÖHERE DREHMOMENTE<br />
Vor allem in Industrien in denen Rohstoffe wie Zement, Kohle oder<br />
Zucker verarbeitet werden, bedarf es oft Getrieben mit großer Leistung.<br />
Dafür wird das Prinzip der Leistungsverzweigung angewandt.<br />
Mehrere Ritzel greifen in ein großes Rad, um an mehreren Stellen<br />
des Umfangs gleichzeitig Kräfte aufzubringen und so Leistung und<br />
Drehmoment aufzuteilen. Für diese Anwendungen mit hohem<br />
Drehmoment führt Flender die Duored- und Trired-Getriebe ein.<br />
Letztere sind die seinerzeit größten Getriebe mit Leistungen bis<br />
8 Mio. Nm und bis zu 160 t Gewicht. Ende der 80er-Jahre bietet<br />
42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
01 Getriebe gestern und heute: Produktbilder aus den 1950er-Jahren<br />
(links) und ein Antriebsstrang in Zeiten von Industrie 4.0 bestehend<br />
aus Getriebe, Kupplung und Sensorik<br />
02<br />
Flender seinen Kunden somit Getriebe und Kupplungen in einem<br />
Drehmomentbereich von 100 Nm bis 8 Mio. Nm an.<br />
Bereits in den 1960er-Jahren entsteht mit der Planetengetriebetechnologie<br />
eine weitere Ausprägung der Leistungsverzweigung.<br />
Planetengetriebe nutzen den Innenraum des Getriebegehäuses<br />
optimal. Mehrere Räder (Planeten) sind drehbar auf dem Planetenträger<br />
gelagert und kreisen in einer Umlaufbewegung um ein Zentralritzel<br />
(Sonne). Das Ganze wälzt sich über ein Hohlrad ab, das<br />
fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Flender tauft seine Planetengetriebe<br />
Planurex. Sie stehen für hohen Wirkungsgrad, geringes Gewicht<br />
und wenig Geräuschemissionen. Diese Technologie wird von<br />
Flender bis heute im Sinne von Effizienz und Drehmomentstufung<br />
sowie mit Blick auf konkrete Applikationen immer weiter optimiert.<br />
So entstehen z. B. standardisierte, kompakte Getriebe für Rollenpressen<br />
und die Zuckerindustrie.<br />
EIN WEGWEISENDES PRODUKT<br />
Einen Meilenstein in der Getriebetechnologie setzt Flender 1991<br />
mit der Einführung des revolutionären Baukastensystems „Flender-<br />
Zahnradgetriebe“, häufig einfach FZG abgekürzt. Die Getriebereihe<br />
löst das Redurex-Getriebe ab und prägt einen neuen Standard<br />
für industrielle Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe. Das Flender-<br />
Zahnradgetriebe wird zum Trendsetter und findet weltweit Nachahmer.<br />
Der neue Baukasten mit seiner Gleichteilestrategie und<br />
seiner degressiven Größenstufung im oberen Drehmomentbereich,<br />
erlaubt es, die Getriebe noch genauer für die jeweilige Anwendung<br />
auszuwählen und die Kostensprünge klein zu halten.<br />
Die Variantenvielfalt steigt auf das doppelte. Monoblockgehäuse<br />
sorgen für mehr Steifigkeit. Das laut damaligem Vorstand Dr. Heinz<br />
Benthake „überlegene Produkt“ wird bis heute von Flender ständig<br />
weiterentwickelt. Bauteile werden seit den 90er-Jahren immer<br />
weiter standardisiert. Die dadurch geschaffenen Skaleneffekte<br />
führen zu einer Kostenreduktion für den Kunden. Gleichzeitig<br />
werden um die Jahrtausendwende auf Basis der Standardisierung<br />
Tochterprogramme für spezielle Applikationen und Branchen mit<br />
ihren unterschiedlichen Anforderungen entwickelt. Damit können<br />
auch applikations- oder branchenspezifische Lösungen in Serie<br />
gefertigt werden. Die langjährige Erfahrung in Anwendungen wie<br />
Förderbändern, Kränen oder Extrudern ermöglicht eine ständige<br />
Optimierung der Getriebe.<br />
Auch in einer anderen Branche, die heute eine der Säulen für<br />
eine nachhaltige Energieversorgung ist, spielt Flender eine entscheidende<br />
Rolle: die Windenergie. Als einer der Pioniere startet<br />
Flender 1981 mit der Produktion für Getriebe in Windkraftanlagen.<br />
Zu Beginn war die Leistung mit 65 kW für eine Windturbine noch<br />
überschaubar. Inzwischen produziert Flender unter der Marke<br />
Winergy mehrstufige Planetengetriebe bis zu 10 MW für moderne<br />
Offshore-Anlagen in Serie. Eine solche Turbine kann eine gesamte<br />
Kleinstadt mit grüner Energie versorgen. Mit der Einführung der<br />
Schrägverzahnung (1996) und Gleitlagern (2013) in Planetengetrieben<br />
setzt Flender Technologietrends in der Windindustrie. Der<br />
HybridDrive läutet 2012 das Zeitalter der mittelschnellen Antriebe<br />
ein, bei dem Getriebe und Generator zu einem Produkt verschmelzen.<br />
Besonders für die Offshore-Industrie aufgrund des geringeren<br />
Bauraums und Gewichts eine reizvolle Alternative mit großem<br />
Zukunftspotenzial.<br />
03<br />
02 Seit mehr als<br />
60 Jahren ist dieses<br />
Redurex-Getriebe in einer<br />
Kugelmühle im Einsatz<br />
03 Dreistufiges<br />
Flender-Kegelstirnradgetriebe<br />
mit erweiterter<br />
Gehäuseoberfläche und<br />
Lüfter für besonders<br />
heiße Umgebungen<br />
04 Mit dieser<br />
historischen Titelseite<br />
stellte Flender 1927<br />
sein erstes Getriebe<br />
vor: den stufenlosen<br />
Variator<br />
DIGITALE TECHNOLOGIEN<br />
FÜR DIE ZUKUNFT<br />
Für alle Getriebeanwendungen wird bei Flender an den Technologien<br />
für die Zukunft gearbeitet. Das Ziel ist immer, zuverlässige,<br />
effiziente und exakt dimensionierte Antriebslösungen für die anspruchsvollen<br />
Herausforderungen der jeweiligen Anwendung zu<br />
04<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 43
ANTRIEBSTECHNIK<br />
05 Applikations-Know-how in allen Details:<br />
ein modernes Stirnradgetriebe besteht aus einer<br />
Vielzahl an hochentwickelten Bauteilen<br />
entwickeln. Das Applikations-Know-how ist hier der entscheidende<br />
Aspekt. Digitalisierung und Sensorik helfen, den Anwendungsfall<br />
und die Anforderungen der jeweiligen Anlage zu kennen. Wie der<br />
Antriebstrang während des Betriebs belastet wird, wird unter anderem<br />
durch Lastmessungen über Sensoren und die Analyse der<br />
Daten sichergestellt. So lassen sich nicht nur die Zuverlässigkeit<br />
des Antriebstrangs, sondern unter Umständen der ganzen Anlage<br />
optimieren.<br />
VIELE ENTWICKLUNGEN DES<br />
HERSTELLERS PRÄGTEN DIE AN-<br />
TRIEBSTECHNIK MASSGEBLICH UND<br />
GEHÖREN HEUTE ZUM STANDARD<br />
<strong>DER</strong> GETRIEBETECHNOLOGIE<br />
Dazu werden digitale Services und Prozesse rund um das Kernprodukt<br />
immer wichtiger. Cloud-Technologien helfen mit der Auswertung<br />
von Feld- und Produktionsdaten bei der Weiterentwicklung<br />
der Getriebe. So legt Flender die Getriebe und den gesamten Antriebstrang<br />
exakt auf die Anforderungen der verschiedensten Applikation<br />
aus und liefert genau das Getriebe, das für die Anwendung<br />
benötigt wird. Nach mehr als 100 Jahren ist das Ende der Entwicklung<br />
somit noch lange nicht erreicht. Auch in Zukunft werden<br />
mechanische Antriebe dafür sorgen, dass indus trielle Anlagen auf<br />
der ganzen Welt zuverlässig und nachhaltig ihren Dienst tun.<br />
Bilder: Flender GmbH<br />
www.flender.com<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
IM GESPRÄCH MIT ANDREAS EVERTZ –<br />
CEO <strong>DER</strong> FLEN<strong>DER</strong> GMBH<br />
Herr Evertz, Sie sind zurück bei Flender nachdem Sie Ende 2007<br />
das Unternehmen in Richtung Walter AG verlassen haben.<br />
Wie fühlt es sich an, Flender nun zu leiten?<br />
Ich freue mich riesig, wieder zurück zu sein. Als ich Flender als<br />
Leiter des Geschäftsbereichs für Getriebemotoren verließ, war<br />
auch eine Portion Wehmut dabei. Flender ist eine der absoluten<br />
Top-Adressen im weltweiten Maschinenbau, und dazu noch mit<br />
dem gern gesehenen Label „Made in Germany“. Es macht mich<br />
stolz, nun die weltweit agierende Flender Gruppe mit dieser<br />
langen Tradition zu leiten und weiter erfolgreich zu führen.<br />
Ich bin felsenfest davon überzeugt, dass wir optimale Voraussetzungen<br />
haben, unsere hervorragende Marktposition noch<br />
weiter auszubauen.<br />
Durch die Auswirkungen der Corona-Pandemie und die<br />
An kündigung der Integration des Wind-Energy-Generation-<br />
Geschäfts sowie den anschließend geplanten Spin-off von<br />
Flender aus dem Siemens-Konzern liegen ereignisreiche<br />
Wochen hinter Ihnen. Wie sind Ihre ersten Eindrücke?<br />
Meine Eindrücke sind durchweg positiv. Flender verfügt weltweit<br />
über ein hochmotiviertes Team und exzellentes Know-how in der<br />
Antriebstechnik. Unser Portfolio entwickeln wir konsequent an<br />
den Anforderungen unserer Kunden weiter. Mithilfe der Digitalisierung<br />
soll jeder Anwender genau das Getriebe bekommen was<br />
er für seine Applikation benötigt. Zudem bietet der geplante Spinoff<br />
große Chancen für die Zukunft. Auch mit Blick auf die Corona-<br />
Pandemie bin ich positiv gestimmt. Es ist beeindruckend wie wir<br />
sie bisher gemeistert haben. Ein herzlicher Dank hierfür an alle<br />
Kolleginnen und Kollegen. Wie sie die vielen Herausforderungen,<br />
beruflich wie privat, angehen, ist bewundernswert.<br />
Wo liegt für Sie die Faszination der Antriebstechnik?<br />
Ich bin seit je her eng mit dem Maschinenbau verbunden, und<br />
spätestens seitdem ich 2002 die Leitung der Flender Getriebemotorensparte<br />
übernommen habe, auch mit der Antriebstechnik.<br />
Als Maschinenbauingenieur fasziniert mich der Getriebebau<br />
sehr. Es ist für mich immer wieder beeindruckend, wie mithilfe<br />
der Ingenieurskunst enorme Kräfte übertragen und gleichzeitig<br />
hocheffizient industrielle Prozesse gewährleistet werden.<br />
Das Interview führte Inga Ronsdorf, Redakteurin.<br />
44 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
WÄLZLAGER – DARF ES ETWAS<br />
SPEZIELLES SEIN?<br />
Die Lösungen von Knapp finden überall dort ihren Einsatz, wo<br />
sich etwas bewegt. Mehr als 14 000 lagerhaltige Wälzlager und<br />
Linearkomponenten hat das Unternehmen im Online-Angebot.<br />
Neben den Standardprodukten liegt ein Fokus des Anbieters auf<br />
kundenspezifischen Entwicklungen. Der Wälzlagerprofi besetzt<br />
dabei mit Spezialentwicklungen für den Maschinen- und<br />
Apparatebau sowie für die Fahrzeugtechnik erfolgreich eine<br />
Nische. Mit diesem kreativen Engineering unter der Eigenmarke<br />
KBT, Knapp Bearing Technology, erwirtschaftet das Unternehmen<br />
bereits mehr als<br />
80 % des Umsatzes.<br />
Variationen<br />
der Wälzlager und<br />
Linearführungen<br />
sind fast unbegrenzt<br />
möglich. Es<br />
gibt sie hinsichtlich<br />
Abmessung,<br />
Material, Form,<br />
innerer Aufbau, Käfigausführung, Oberflächenschutz, Befettung,<br />
Abdichtung sowie Verpackung und Lieferung. Die Bandbreite<br />
ihrer Größe sowie der Toleranz reicht beispielsweise vom Nanobereich<br />
bis zu einem Durchmesser von mehr als 2 m. Die<br />
Gebrauchstemperaturen, die die Lager aushalten müssen, liegen<br />
zwischen - 40 und + 150 °C, im Extremfall auch bis zu + 280 °C.<br />
Eine herausragende Anwendung ist die Mars-Mission, für die KBT<br />
mehrere, speziell entwickelte Wälzlager geliefert hat, die höchste<br />
Ansprüche hinsichtlich der Präzision erfüllen.<br />
Der Wälzlagerspezialist verfügt über ein hauseigenes Mess zentrum<br />
und ist nach ISO 9001:2015 zertifiziert. Er bietet anwendungsspezifisches<br />
Engineering auf Basis jahrzehntelanger Erfahrung. Die<br />
Knapp-Konstrukteure und -Entwicklungsinge nieure führen dabei<br />
technische Bedarfsbestimmungen für die Produktveredelungskomponenten<br />
durch, liefern Lebensdauer berechnungen und<br />
machen Einbauvorschläge für die Lager und Lineareinheiten.<br />
www.knapp-waelzlagertechnik.de<br />
E-MOTORSCHIEBER FÜR WERKZEUG- UND<br />
FORMENBAU<br />
Hydraulische Schieber sind eine Sonderform hydraulischer<br />
Zylinder. Sie wurden für besondere Einsatzbedingungen im<br />
Formenbau und der Verpackungsmaschinenindustrie, entwickelt.<br />
Ihr Einsatzgebiet ist häufig dort, wo eine hohe Axialkraft benötigt<br />
wird, die jedoch in vielen Fällen nicht mittig eingebracht werden<br />
kann. Ihre Besonderheit besteht darin, dass sie im Gegensatz zu<br />
hydraulischen Zylindern auch Querkräfte, Biegemomente und<br />
sogar Drehmomente aufnehmen können. Die Firma Wumo stellt<br />
ihren neuen E-Motorschieber vor, einen elektromechanischen<br />
Aktuator, der eine Alternative zu den hydraulischen Schiebern<br />
darstellt. Er besteht aus einem Spindelgetriebe und einem<br />
Servoantrieb und kann durch seine integrierte Bauweise sehr<br />
kompakt ausgeführt werden. Das aufwändige Verlegen von<br />
komplexen Ölleitungen, das Betätigen sperriger Steuerventile,<br />
Pumpen und Drucktanks usw. entfällt. Leckagen in den Hydrauliksystemen<br />
werden ausgeschlossen und auch deren Anschlussleitungen<br />
verspröden<br />
nicht. Auch Stör-<br />
Faktoren wie die<br />
Verschmutzung des<br />
Hydraulik-Öls und<br />
dessen veränderliche<br />
Viskosität bei<br />
höheren Temperaturen<br />
entfallen beim<br />
Einsatz der E-Motorschieber.<br />
Neben dem<br />
großen Leistungsbereich<br />
z. B. bei<br />
langsamer Bewegung mit hoher Kraft sowie bei schneller<br />
Bewegung mit kurzer Impulskraft, können mit dem E-Motorschieber<br />
von Wumo auch einfache Programmierfolgen<br />
abgefahren werden. Innerhalb des Bewegungsraums können laut<br />
Anbieter alle Positionen mit einer Genauigkeit von 0,01 mm<br />
angefahren und kontinuierlich wiederholt werden.<br />
www.wumo.de<br />
Wir stellen aus – all about automation Chemnitz<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
ENERGIEGELADEN<br />
Das Thema Bremsen ist äußerst<br />
energiegeladen – genau wie Michael Koch.<br />
Der dynamische Firmengründer beschäftigt<br />
sich im Rahmen seiner gleichnamigen GmbH<br />
seit 23 Jahren mit Bremsenergie. Dieses Jahr<br />
gibt es für das Unternehmen einiges zu feiern:<br />
das 10. Jubiläum seiner Produktsparte der<br />
aktiven Energiemanagementsysteme, eine<br />
neue Gerätefamilie ebendieser Systeme und<br />
den Bezug eines zusätzlichen Firmengebäudes.<br />
Und da man dies auch nach außen zeigen<br />
möchte, gab es gleich noch ein neues Corporate<br />
Design mit neuem Claim obendrauf.<br />
Für die Michael Koch GmbH ist <strong>2020</strong> ein ganz besonderes Jahr:<br />
Ihre aktiven Energiemanagementsysteme feiern Jubiläum.<br />
„Der Einstieg in die Elektronik vor 10 Jahren war für uns ein<br />
wichtiger Schritt, ein Meilenstein“, sagt Firmengründer<br />
Michael Koch und erklärt: „Seitdem hat sich viel verändert. Wir<br />
werden im Markt ganz anders wahrgenommen, man traut uns<br />
etwas zu. Vorher waren wir die mit den Bremswiderständen.“<br />
DIE MIT DEN BREMSWI<strong>DER</strong>STÄNDEN<br />
Und das kam so: 1997 hatte Michael Koch das Unternehmen – sein<br />
Fabrikle, wie die Firmenzentrale im baden-württembergischen<br />
Ubstadt-Weiher nicht nur von ihm liebevoll genannt wird, gegründet.<br />
Dahinter stand die Idee, Schaltschrankbrand zu verhüten mithilfe<br />
von sicheren, kompakten und speziell für den Umrichter betrieb<br />
entwickelten Bremswiderständen im Aluminiumgehäuse. „Unser<br />
Baukastensystem bietet heute eine Variationsbreite von über<br />
60 000 Widerständen von 10 W bis 7,2 kW Nenn-Dauerleistung bei<br />
sechs mechanischen Grundausführungen“, berichtet Michael Koch.<br />
BREMSENERGIE NUTZEN<br />
„Die Idee, Bremsenergie nicht nur abzuführen, sondern sie zu nutzen,<br />
war schon lange da“, erzählt der Firmenchef und Technik pionier.<br />
„Im Jahr 2010 kamen wir dann mit unseren Energiespeichern –<br />
heute nennen wir sie aktive Energiemanagementsysteme – auf den<br />
Markt. Im Prinzip ging es darum, einen intelligenten Bremswiderstand<br />
zu entwickeln.“ Heraus kamen die dynamischen Energiespeicher<br />
DES als aktive Puffermodule für Gleichstrom zwischenkreise,<br />
die dynamische Energieversorgung DEV für die kurzzeitige unterbrechungsfreie<br />
Stromversorgung und eine Kombination aus beiden,<br />
die DEK. Die Anwendungen sind zahlreich, dabei bauen sie alle<br />
darauf auf, die überschüssige oder notwendige elektrische Energie<br />
weitgehend netzunabhängig zwischenzuspeichern. Die Auswahl<br />
der Speichermedien erfolgt ebenfalls anwendungsabhängig. Das<br />
Verbindungsteil zwischen Antrieb und Speicher ist das aktive Energiemanagementsystem.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
ERFAHRUNG WIRD ZU PRODUKTEN<br />
Heute, pünktlich zum 10. Jubiläum dieser Portfolioerweiterung, geht<br />
die Michael Koch GmbH einen weiteren wichtigen Schritt: Sie stellt<br />
ihre neue Gerätefamilie der aktiven Energiemanagementsysteme<br />
vor: Pxt. Der Name, der auch „P mal t“ ausgesprochen werden darf,<br />
geht dabei zurück auf die Formel E = P × t (Energy = Power × time).<br />
Die Geräte eröffnen neue Möglichkeiten für das aktive Management<br />
der Energie elektrischer Antriebe. Sie zeichnen sich besonders durch<br />
einen Weitspannungsbereich, Unabhängigkeit vom Hersteller der<br />
Antriebselektronik und die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten<br />
aus. „So viel Erfahrung auf dem Gebiet der herstellerübergreifenden<br />
Energiemanagementlösungen hat sonst niemand, das kann ich mit<br />
Fug und Recht behaupten“, sagt Michael Koch und seine Begeisterung<br />
und sein Stolz sind ihm anzumerken. Schließlich haben die<br />
Bremsenergiespezialisten zweieinhalb Jahre mit voller Kraft an der<br />
neuen Familie gearbeitet. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen.<br />
„Im Vergleich zu den alten Geräten steigern die neuen die Energieersparnis<br />
um den Faktor 1,6 – der Preis ist aber fast gleich geblieben“,<br />
erklärt Michael Koch. „Dabei ist die Platine mehr als doppelt so groß,<br />
es sind fast doppelt so viel Bauteile und mehr Elektronik verbaut.“<br />
Die Gerätefamilie setzt sich wie folgt zusammen: Zwei aktive<br />
Geräte mit der Bezeichnung PxtFX und PxtRX werden ergänzt durch<br />
den PxtEX, die modulare Speichereinheit mit einem oder mehr<br />
Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Die Anwendungsfälle sind so<br />
vielfältig genauso wie der Nutzen, den Anwender daraus ziehen. Als<br />
erstes kommt die Rekuperation der Bremsenergie der Maschine in<br />
den Sinn, wodurch die Energieeffizienz gesteigert wird.<br />
46 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
FÜR HÄUFIGE, KURZE ZYKLEN<br />
Der PxtFX kann dabei in seiner kleinsten Ausbaustufe in Ein-<br />
Sekunden-Zyklen pro Betriebsstunde bis zu 1,2 kWh an Energie einsparen.<br />
Bezogen auf die Applikation an sich, sind mit dem aktiven<br />
Energiemanagementsystem auf der Grundlage des PxtFX Einsparungen<br />
bis gut 40 % erreichbar. Oft spielen aber andere Nutzen eine<br />
größere Rolle als die Steigerung der Energieeffizienz, wie z. B. der<br />
Ausgleich von sog. Brownouts, der sichere und definierte Stillstand<br />
bei Blackouts, die mögliche Beschleunigung von Produktionsprozessen<br />
mit Ausbringungssteigerungen bis 50 %, die Reduktion<br />
von Netzlastspitzen oder gar der Betrieb des elektrischen Antriebs<br />
unabhängig vom Stromnetz.<br />
Mit einer Stromlastfähigkeit von 20 A Dauer und 40 A Spitze für<br />
rund eine Minute gegenüber Speicher, der eine maximale Spannung<br />
von 450 V DC haben darf, kann der PxtFX bis 18 kW Leistung<br />
generieren. Das Gerät kann ab Werk mit einem Speichervolumen von<br />
2 oder 4 kWs ausgestattet werden. Serienmäßig im Gerät eingebaut ist<br />
die automatische Erkennung der Bremstransitor-Einschalt-Spannungsschwelle,<br />
was es dem Gerät ermöglicht, mit allen handels üblichen<br />
Frequenzumrichtern und Servoreglern in einer Plugand-Play-Weise<br />
zusammenzuarbeiten. Die weitreichenden Sicherheitseigenschaften<br />
des PxtFX schützen gegen Verpolung der Zwischenkreisanschlüsse,<br />
gegen das Zuschalten geladener Speicher und die<br />
Überlastung des Systems auf der Speicher- wie auch auf der Zwischenkreisseite.<br />
Interne Sicherungen sieht Koch als Standard. Neu<br />
sind am PxtFX die SD-Speicherkarte, eine externe 24-V-Versorgung,<br />
Zustandsanzeigen per LEDs, Bootloading- und Resetmöglichkeiten<br />
sowie sechs digitale I/Os.<br />
SPEICHERVOLUMEN ERWEITERN<br />
Reicht das Speichervolumen des PxtFX nicht aus, kommt das Gerät<br />
mit der Bezeichnung PxtEX zum Zug. 2, 4 oder 6 kWs Energie kann<br />
ein einzelnes PxtEX mit sein speziell für das Anwendungsspektrum<br />
der aktiven Energiemanagementsysteme entwickelten Aluminium-<br />
DIE NEUEN GERÄTE STEIGERN<br />
DIE ENERGIEERSPARNIS UM DEN<br />
FAKTOR 1,6<br />
Elektrolytkondensatoren speichern. Einfach über Kabel mit verpolungssicheren<br />
Steckern mit dem PxtFX verbunden, kommt die<br />
Speichererweiterung dem System direkt zu Gute.<br />
FÜR HÖHERE LASTEN<br />
Während das Gerät PxtFX speziell für den Einsatz in Anwendungen<br />
mit Wiederholungszyklen von Millisekunden bis wenigen Sekunden<br />
konzipiert ist und dies über seine Lebensdauer weit über 100 Millionen<br />
Mal schaffen können muss, ist sein größerer Bruder PxtRX für<br />
Applikationen in Verbindung mit Speichern höherer Energiedichte<br />
prädestiniert, wie Doppelschichtkondensatoren oder auch Batterien.<br />
Der PxtRX ist ausgelegt für eine Stromlastfähigkeit von 30 A Dauer<br />
und 60 A Spitze für 45 s. In Verbindung mit einer hohen Speicherspannung<br />
von bis zu 800 V DC ist es dem Gerät möglich, eine Leistung<br />
von knapp 50 kW zu generieren.<br />
Reicht diese Leistung für die Applikation nicht, können mehrere<br />
PxtRX-Geräte, wie übrigens auch die PxtFX-Geräte, parallelgeschaltet<br />
werden. Applikationsbezogen können so aktive Energiemanagementsysteme<br />
entstehen, die große Schaltschränke füllen.<br />
Allen Geräten gemein ist das sogenannte digitale Typenschild.<br />
Beim Scannen des QR-Codes eines Geräts mittels einer App für<br />
Android- oder iOS-Smartphones oder Tablets werden neben den<br />
Firmenchef Michael Koch erklärt stv. Chefedakteurin Martina Klein<br />
im neuen Technikum in Ubstadt-Weiher begeistert die Vorteile der<br />
neuen Energiemanagementsysteme<br />
technischen Daten des spezifischen Geräts und seines konkreten<br />
Aufbaus auch Prüf- und Testprotokolle sowie die zugehörigen<br />
Dokumente wie die Montage- und Betriebsanleitung angezeigt.<br />
PLATZ FÜR DIE ZUKUNFT<br />
Aber nicht nur das Produktportfolio entwickelt sich weiter, auch das<br />
Firmengelände des Bremsenergie-Spezialisten hat Zuwachs bekommen.<br />
Zusätzlich zum Fabrikle, der Firmenzentrale, gibt es jetzt<br />
auf der anderen Straßenseite das Technikum. „Das war ein großer<br />
Glücksfall“, berichtet Michael Koch. „Unser Nachbar schräg gegenüber<br />
hat sein Firmengebäude verkauft – 400 m 2 Büro- und etwa<br />
220 m 2 Hallenfläche.“ Dort sind Einkauf und Entwicklung der<br />
Michael Koch GmbH eingezogen. „Platz für die Zukunft“, sagt der<br />
Firmenchef, denn das Fabrikle ist inzwischen an seine Kapazitätsgrenzen<br />
gekommen. Vor allem die Entwicklung gewinnt Labor- und<br />
Testfläche. Die enge Verbindung zwischen Einkauf und Entwicklung<br />
wird ebenfalls gestärkt. Der freiwerdende Platz im Fabrikle<br />
wird für den weiteren Ausbau des Vertriebs genutzt, der im Hause<br />
Koch auch die Aufgabe des Applikationsengineerings erfüllt.<br />
NEUES GESICHT<br />
„Wir wollen auch nach außen zeigen, dass sich bei uns etwas<br />
ändert“, sagt Michael Koch und spricht damit das neue Corporate<br />
Design und den neuen Claim „Energizing Productivity“ an. „Produktivität<br />
steht bei unseren Kunden an erster Stelle“, berichtet der<br />
Firmeninhaber und erklärt: „für uns betrifft das nicht nur die Produktivität,<br />
die man mit unseren Geräten direkt erschließen kann,<br />
sondern auch die, die man über optimale Prozesse in Auslegung,<br />
Logistik usw. erreicht. Und Energizing steht natürlich einerseits<br />
für die Bremsenergie, bedeutet aber andererseits übersetzt auch<br />
‚be fähigen, ermöglichen‘.“<br />
Die Michael Koch GmbH hat <strong>2020</strong> also erneut einen großen<br />
Schritt gemacht. Nach wie vor versteht sich das Unternehmen aber<br />
als „industrielles Handwerk“. „Unser Erfolgsrezept ist seit jeher<br />
Verlässlichkeit“, betont der dynamische Firmenchef und bringt es<br />
abschließend auf den Punkt: „Der Kunde bekommt genau das, was<br />
er braucht, nicht mehr und nicht weniger.“<br />
www.bremsenergie.de<br />
mak<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 47
SOFTWARE & PROTOTYPING<br />
Vom Reißbrett zur digitalen Produktentwicklung –<br />
der Konstruktionsprozess hat in den vergangenen<br />
Jahrzehnten eine tiefgreifende Wandlung<br />
durchgemacht. Gehen Sie mit auf die Reise der<br />
Evolution der Konstruktion …<br />
Dabei hat die Computergrafik ihren Ursprung in den 1950er-Jahren,<br />
als am Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.) der Whirlwind-Computer<br />
entwickelt wurde. Geplant als Flugsimulator, in<br />
dem Piloten der US-Marine mit überraschenden Situationen umgehen<br />
lernen sollten, entstand hier der erste Rechner mit Echtzeitverarbeitung<br />
und einem Video-Display als Ausgabegerät. Zur<br />
Eingabe diente ein Lichtgriffel, mit dem direkt auf einem Röhrenbildschirm<br />
gearbeitet wurde.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Bereits die Griechen und Römer nutzten bei ihren Wandmalereien<br />
die Winkelperspektive, um mithilfe eines kon struktiven<br />
geometrischen Systems Raumillusion zu erzeugen. Der<br />
Maler und Mathematiker Francesca zeigte 1474 jene systematische<br />
Darstellung der mathematischen Fundamente auf, die<br />
knapp ein Jahrhundert später der Architekt Palladio präzisierte und<br />
damit ein System beschrieb, das bis heute für die Logik der Abbildung<br />
in Wissenschaft und Technologie sowie die virtuellen Visualisierungen<br />
der Computergrafik Gültigkeit bewahrte.<br />
VON <strong>DER</strong> DARSTELLENDEN GEOMETRIE ZU CAD<br />
Um die Evolution in der Konstruktion umfassend zu beschreiben,<br />
ist es allerdings nicht ausreichend, nur den perspektivischen Ansatz<br />
zu betrachten. Vielmehr geht es auch um den Weg vom analogen<br />
hin zum digitalen Zeitalter. Denn bevor es die computer gestützte<br />
Entwicklung (Computer Aided Design, CAD) gab, wurden Perspektivdarstellungen<br />
auf dem Reißbrett angefertigt. Erst in den 1990er-Jahren<br />
wurde das Reißbrett bzw. das Zeichenpult langsam aber sicher von<br />
Computergrafik-Programmen verdrängt.<br />
Autor: Andreas Spieler, Technical Director, Dassault Systèmes/SOLIDWORKS,<br />
München<br />
DIE RECHNERGESTÜTZTE KONSTRUKTION<br />
Die erste CAD-Anwendung mit dem Lichtgriffel geht auf das Jahr<br />
1963 zurück, das für viele Softwarehersteller zum Meilenstein wurde.<br />
Mit seiner Doktorarbeit „Sketchpad, a man-machine graphical com<br />
munication system“ legte Ivan Edward Sutherland damals den<br />
Grundstein für das CAD. Sutherland zeigte, dass die Arbeit mit<br />
einer Grafiksoftware um ein Vielfaches effektiver ist, wenn die<br />
Eingabe nicht über die Tastatur, sondern mithilfe einer Hardware<br />
erfolgt, die sich nach Gefühl handhaben lässt.<br />
Da die Beschreibung einer Form mit einer Tastatur deutlich eingeschränkt<br />
ist, entwarf er in seinem Programm seine Modelle mit<br />
dem Lichtgriffel direkt auf den Bildschirm. Das sparte eine Menge<br />
Zeit und ermöglichte intuitiveres und effektiveres Arbeiten, da<br />
Sutherland dem Modell bereits von Anfang an die von ihm gewünschte<br />
Form geben konnte. Interessanterweise enthielt das<br />
Programm „Sketchpad“ bereits Ansätze für eine Druck- und Belastungsanalyse<br />
der erstellten Modelle. Damit manifestierte Ivan<br />
Sutherland die Vision dessen, was später einmal mit CAD-Software<br />
möglich sein würde.<br />
Da Anfang der 60er-Jahre noch überwiegend mit Lochkarten gearbeitet<br />
wurde, war die Nachfrage nach interaktiven Benutzerschnittstellen<br />
zwar vorhanden, doch waren die dafür benötigten<br />
Systeme noch zu kostspielig. Erschwinglich wurden sie erst Ende<br />
der 60er-Jahre mit der Einführung von Computer-Terminals mit<br />
Speicherröhren-Grafikbildschirmen, einem Vorläufer der heute<br />
48 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
01 Assoziativ an das 3D-Modell gekoppelte Simulationsprozesse<br />
sparen Unternehmen Zeit und Geld und können<br />
auch ihren ökologischen Fußabdruck verbessern<br />
wender Computergrafiken erstellen konnten. Das war der Durchbruch<br />
von CAD und CAM sowie die Markteinführung von 3D-<br />
Grafikprogrammen, etwa für die Film- und Werbebranche. Als die<br />
Rechner über ausreichend Leistung verfügten und die Computergrafik<br />
mit Bild- und Toninhalten kombiniert wurde, markierte dies<br />
den Beginn der Multimedia-Technik.<br />
verwendeten pixelorientierten Hardware. Etwa zur gleichen Zeit<br />
wurden auch wichtige Verfahren der 3D-Computergrafik wie Raytracing-<br />
und Scanline-Algorithmen entwickelt.<br />
In den 1980er-Jahren stieg die Systemleistung von Personal Computern<br />
und Workstations signifikant an, sodass nun auch Endan-<br />
DIE GEBURT DES<br />
DIGITALEN ZWILLINGS<br />
Wurde ein neues Produkt früher immer auf Papier<br />
zweidimensional geboren, so entsteht es heute von<br />
Anfang an im dreidimensionalen Raum. Die Vorteile<br />
für die Konstruktion sind enorm: Die Daten<br />
ermöglichen umfangreiche Simulationen, die<br />
zuverlässige Voraussagen erlauben und so wertvolle<br />
Zeit sparen und den Konstruktionsprozess verschlanken.<br />
Die Daten sind aber auch weit<br />
über die Konstruktion hinaus äußerst<br />
nützlich: ob bei der Inbetriebnahme, der<br />
Prozessoptimierung oder der Wartung.<br />
Ziel ist es heute, dass alle Daten ein<br />
Produkt von der Wiege bis zur Bahre<br />
begleiten und mit dem Lebenszyklus<br />
des Produkts wachsen, Stichwort:<br />
Digitaler Zwilling. Wie das<br />
Produkt selbst wird dieser in der<br />
Konstruktion geboren.<br />
MARTINA KLEIN,<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
DIE WELT SPRICHT 3D<br />
Die Softwarehersteller haben schnell erkannt, dass in 3D als universelle<br />
Sprache unglaubliches Potenzial steckt. Auch wenn 2D-<br />
Lösungen nach wie vor ihre Daseinsberechtigung haben, hat die<br />
Entwicklung im 3D-CAD-Bereich eine unglaubliche Vielfalt an<br />
Funktionalitäten hervorgebracht, die die Arbeit des Konstrukteurs<br />
unterstützen. Allerdings wurde die Software durch den steten Ausbau<br />
des Funktionsumfangs immer komplexer. Die Herausforderung<br />
der Anbieter liegt daher darin, die Anwendung trotz hoher<br />
Funktionalität so einfach wie möglich zu gestalten. Dies gelingt nur,<br />
wenn intelligente Funktionen hinzukommen, die entweder Schritte<br />
selbständig ausführen oder durch die Bedienung des jeweiligen<br />
Anwenders hinzulernen.<br />
VORAUSSAGEN TREFFEN<br />
Ein Meilenstein sind bspw. Funktionalitäten zur Simulation. Wie<br />
beschrieben enthielt bereits das Programm „Sketchpad“ Ansätze<br />
für eine Druck- und Belastungsanalyse der erstellten Modelle. Ihren<br />
Siegeszug verdanken Simulationsmethoden der rasant gestiegenen<br />
Rechenleistungen und der Parallelisierung der Algorithmen für<br />
Rechner mit vielen Prozessorkernen. Vor allem nichtlineare Effekte<br />
wie Materialversagen können heute sehr genau modelliert werden.<br />
Die Dauer eines Rechenlaufs – speziell sehr großer Modelle – hat<br />
sich indes kaum geändert. Nur, dass die Ergebnisse bei weitem aussagekräftiger<br />
sind als noch vor einigen Jahren, weil bei gleicher<br />
Rechendauer eine wesentlich höhere Detailgenauigkeit möglich ist.<br />
Diese höhere Genauigkeit hat auch den Stellenwert der Simulation<br />
in den Unternehmen verändert. Diente sie früher lediglich<br />
dazu, auf experimentellem Weg gewonnene Daten mathematisch<br />
abzusichern oder eingetretene Problemfälle zu untersuchen, wird<br />
die Simulation heute bereits in einer frühen Entwicklungsphase<br />
eingesetzt, um das optimale 3D-Modell und die spätere Herstellbarkeit<br />
zu garantieren. Durch die enge Integration in den Kon s-<br />
truktionsprozess, erweitert das den Aufgabenbereich des Kon s-<br />
trukteurs, ohne dass dieser über spezielle Kenntnisse verfügen<br />
muss. Die intuitive Bedienung und die einfach zu interpretierenden<br />
Ergebnisse der Simulationsprogramme sind ein maßgeblicher<br />
Entwicklungstreiber und helfen, die Anzahl der Prototypen zu<br />
reduzieren. In manchen Fällen kann sogar gänzlich auf Ver suche<br />
verzichtet werden.<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 49
<strong>DER</strong><br />
<strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />
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<strong>DER</strong> E-MAIL-SERVICE<br />
für Konstruktions leiter<br />
und Konstrukteure, Entscheider<br />
in disziplinübergreifenden<br />
Konstruktions- und<br />
Entwicklungs prozessen<br />
im Maschinenbau<br />
und in der Elektrotechnik.<br />
AKTUELLE INFORMATIONEN<br />
rund um die Themen<br />
Antriebstechnik, Fluidtechnik,<br />
Automatisierungs technik,<br />
CAD/CAM/PLM, Verbindungsund<br />
Werkstofftechnik<br />
sowie Konstruktionselemente.<br />
02 Konstrukteure legen mit ihrer Arbeit den Grundstein für innovative Produkte;<br />
sie spannen dabei den Bogen von der ersten Idee über die Konzeption und das Design<br />
bis hin zur Fertigung, indem sie auch die Herstellbarkeit von Produkten prüfen<br />
DIE ENTWICKLUNG IM 3D-CAD-BEREICH<br />
HAT EINE VIELFALT AN FUNKTIONALITÄTEN<br />
HERVORGEBRACHT, DIE DIE ARBEIT DES<br />
<strong>KONSTRUKTEUR</strong>S UNTERSTÜTZEN<br />
Wurde die Erstellung von Prototypen auf Basis digitaler Konstruktionsdaten anfangs von<br />
externen Dienstleistern angeboten, so hat die 3D-Drucktechnologie das Rapid Prototyping<br />
häufig zurück in die Unternehmen und damit oftmals auch in den Aufgabenbereich<br />
des Konstrukteurs verlagert. Innerhalb weniger Tage lassen sich auf diese Weise<br />
mehrere 3D-Modelle gleicher oder unterschiedlicher Geometrie herstellen, die zudem<br />
später jederzeit reproduzierbar sind.<br />
AM<br />
PULS<br />
<strong>DER</strong><br />
TECHNIK !<br />
WAS BRINGT DIE ZUKUNFT?<br />
Heute liefert die Arbeit von Konstrukteuren die Grundlage für den kompletten digitalen<br />
Produktentstehungsprozess – von der ersten Idee bis hin zum fertigen Produkt. Durch<br />
die Bereitstellung der Softwarelösungen in der Cloud ist es Konstrukteuren zudem möglich,<br />
ihre Arbeiten orts- und zeitunabhängig sowie von jedem Device aus zu erledigen.<br />
Das verschafft Flexibilität, die gerade in der aktuellen Situation wichtiger denn je ist. Man<br />
darf gespannt sein, wie sich Technologien wie künstliche Intelligenz in den Lösungen<br />
manifestieren. Wird es bspw. irgendwann eine CAD-Lösung geben, die auf Sprachbefehle<br />
reagiert und dabei personalisierte Funktions- und Modelliervorschläge anbietet? Die<br />
letzten 30 Jahre haben einen enormen Innovationsschub geleistet und ein Ende der<br />
Weiterentwicklungen ist noch nicht in Sicht.<br />
Bilder: Aufmacher links: master1305 – stock.adobe.com, Sonstige: Dassault Systèmes<br />
www.3ds.om/de<br />
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BAHNBRECHENDES EINGABEMEDIUM<br />
Der Lichtgriffel wurde 1949 am M.I.T. nahe Boston, USA, entwickelt. Um auf dem<br />
Röhrenbildschirm zu arbeiten, wird das mit einem Fototransistor versehene<br />
Ende des stabförmigen Geräts auf den Bildschirm gehalten. Der beim Auftreffen<br />
des Elektronenstrahls auf der Leuchtschicht erzeugte Lichtblitz wird dabei in ein<br />
elektrisches Signal umgewandelt. Anhand des Zeitpunktes des vom Fototransistor<br />
ausgelösten Signals, der Startzeit und der Geschwindigkeit des über den Bildschirm<br />
geführten Elektronenstrahls lässt sich schließlich die Position des Lichtgriffels<br />
durch den Computer berechnen.
WEBSEMINARREIHE ZUM THEMA<br />
DIGITAL PROTOTYPING<br />
Ein automatischer Desinfektionsspender<br />
aus dem 3D-<br />
Drucker, ein smarter Knopf, der<br />
gleichzeitig als Datenspeicher<br />
dient, ein modularer Kameraschlitten<br />
und ein Spiegel mit<br />
Computerfunktionalität – diese<br />
vielseitigen Projekte entstanden<br />
in der „Digital Prototyping<br />
Academy“ – einer kostenfreien Webseminarreihe. Der Workshop<br />
zum Thema „Computational Design + Additive Manufacturing“<br />
wurde im Rahmen des Projekts<br />
Emscher-Lippe hoch 4 durchgeführt, das die Digitalisierung<br />
von kleinen und mittleren Unternehmen in der Region fördert.<br />
„Dieses Mal standen wir vor der Herausforderung, digitale<br />
Prototyping-Werkzeuge und Open-Source-Ressourcen zu<br />
nutzen. Aufgrund der Pandemie haben wir das Format des<br />
Workshops angepasst und konnten den Teilnehmern auch<br />
von Zuhause einen Raum für Zusammenarbeit und Learning<br />
by Doing bieten.“<br />
In den wöchentlichen Online-Terminen vermittelte Adriana<br />
Cabrera, Senior Beraterin für Innovation und Produktentwicklung<br />
der Matrix GmbH & Co. KG, die Grundlagen der<br />
Prototypen erstellung, führte durch Modellierungssitzungen<br />
und half beim gemeinsamen Brainstorming und Austausch.<br />
Die zweite Online-Workshopreihe ist bereits in Planung. Mit<br />
dem Thema „Soft Technologies“ werden Anwendungen für<br />
leitfähige Materialien, die Praxis der digitalen Herstellung<br />
von Prototypen sowie intelligente Materialien angesprochen.<br />
LEISTUNGSSTARKE E-CAD-SOFTWARE MIT<br />
NEUEN FUNKTIONEN<br />
Die neue WSCAD Suite X Plus in den drei Ausbaustufen Compact,<br />
Professional und Ultimate unterstützt Gebäudeautomatisierer<br />
und Elektrokonstrukteure bei der Bewältigung ihrer Aufgaben in<br />
den Disziplinen Gebäudeautomation, Elektroinstallation, Elektrotechnik,<br />
Verfahrens- und Fluidtechnik sowie beim Schaltschrankbau.<br />
„Die Suite X Plus ist unsere leistungsstärkste E-CAD-Software<br />
mit modernen Technologien wie Augmented Reality, Multi<br />
Threading und Automation. Sie verfügt über zahlreiche neue<br />
Funktionen, ist signifikant schneller bei besserer Qualität und<br />
sie lässt sich individuell an die Anforderungen der Anwender<br />
anpassen“, stellt Axel Zein, CEO der WSCAD GmbH, fest.<br />
Laut einer Umfrage unter E-CAD-Anwendern liegt das Thema<br />
Speed in den Top drei der wichtigsten Merkmale. Deshalb wurde<br />
die Geschwindigkeit der E-CAD-Lösung durch Parallel-Prozessing<br />
(Multithreading) und weitere Optimierungen des Codes erheblich<br />
gesteigert. Projekte mit mehr als 1 000 Seiten sind blitzschnell<br />
geöffnet, eine SPS ist im Handumdrehen erstellt, die Klemmenverwaltung<br />
geht zügig von der Hand und die Ausgabe einer<br />
kompletten Dokumentation ist laut Anbieter mehr als zehnmal<br />
so schnell wie in früheren Versionen.<br />
Verbessert wurde auch die Usability: Neben der optimierten<br />
Menüstruktur für schnelleres Arbeiten spart ein neuer und<br />
komfortabler Umgang mit Drehvarianten Zeit. Der Datenexport ist<br />
durch die Nutzung von Pfadvariablen jetzt flexibel konfigurierbar.<br />
Kabel werden gewerkeübergreifend einheitlich verwaltet.<br />
www.wscad.com<br />
www.matrix-gmbh.de<br />
BERECHNUNGSSOFTWARE: RELEASE <strong>2020</strong><br />
MIT ZAHLREICHEN NEUERUNGEN<br />
Kisssoft ist ein modular aufgebautes Berechnungsprogramm<br />
zur Auslegung, Optimierung und Nachrechnung von Maschinen -<br />
elementen nach internationalen Normen. Die für verschiedenste<br />
Anwendungsgebiete individuell zugeschnittenen Softwarepakete<br />
erlauben maßgeschneiderte Lösungen und Integrationen<br />
in alle gängigen CADs.<br />
Das neue Kisssoft-Release<br />
<strong>2020</strong> enthält zahlreiche<br />
Neuerungen – u. a. zusätzliche<br />
Methoden zur<br />
Zuverlässigkeitsbewertung<br />
von Getriebekonzepten.<br />
Nachdem neben Sicherheitsfaktoren<br />
vermehrt<br />
Resultate in Form einer<br />
zeitabhängigen Überlebenswahrscheinlichkeit<br />
oder<br />
Zuverlässigkeit gefordert werden, stehen nun in Kisssoft neben<br />
der Rechen methode nach Bertsche auch die nach AGMA 6006<br />
und VDMA 23904 zur Verfügung. Der Rechengang ist für<br />
einzelne Schadensmechanismen, Komponenten, Subsysteme<br />
und ganze Getriebe möglich. Damit lassen sich z. B. Wartungspläne<br />
erstellen, die Ersatzteilhaltung optimieren oder auch<br />
zwei Getriebevarianten mit einem ganzheitlichen Ansatz<br />
vergleichen.<br />
www.kisssoft.com<br />
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SOFTWARE & PROTOTYPING<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />
MUSS MIT TRADITIONEN<br />
BRECHEN<br />
Wie sieht die Zukunft der Konstruktion aus? Welche neuen Möglichkeiten<br />
bieten Technologien wie 3D-Druck, künstliche Intelligenz und VR?<br />
Wir sprachen mit Detlev Reicheneder, Senior Director Business Strategy<br />
Design & Manufacturing bei Autodesk, über Trends, Potenziale und<br />
Herausforderungen.<br />
INTERVIEW<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Können Sie uns einen Einblick in die Zukunft der Konstruktion<br />
geben und erläutern, welche Entwicklungen Sie hier sehen?<br />
Mensch und Maschine werden noch enger zusammenarbeiten:<br />
Die künstliche Intelligenz wird im Konstruktionsprozess Einzug<br />
halten, nicht wertschöpfende Abläufe werden automatisiert und<br />
wiederkehrende Tätigkeiten komplett eingespart. Wir werden<br />
auch beobachten, wie intelligente Algorithmen die Entwicklung<br />
neuer Lösungen unterstützen. Dabei verschwimmen die Grenzen<br />
zwischen Arbeitsbereichen wie Mechanik, Elektronik und Software<br />
zunehmend – ein digitaler Zwilling des Produkts entsteht.<br />
Auch neue Fertigungsverfahren, wie der 3D-Druck werden Konstruktionen<br />
beeinflussen. Insgesamt wird die Fertigung deutlich<br />
flexibler. Sequenzielle Arbeitsweisen wie Telefonate, E-Mails, versendete<br />
Daten, Meetings und Co. werden einer Echtzeit-Zusammenarbeit<br />
weichen. Cloud-Technologien werden Unternehmen<br />
in der Konstruktionsbranche die Möglichkeit geben, in verteilten<br />
Teams, standort- und unternehmensübergreifend zusammenzuarbeiten.<br />
So können sich alle Abteilungen und Parteien im Wertschöpfungsprozess<br />
nahtlos und effektiv miteinander verknüpfen.<br />
Wo liegen die Potenziale in der neuen Konvergenz von Design<br />
und Fertigung, vor allem aus Konstrukteurssicht?<br />
Durch die Arbeit auf einer Datenbasis wird es dem Konstrukteur<br />
möglich sein, die Auswirkungen von Designvarianten oder Änderungen<br />
auf Produktion und Lieferkette abzuschätzen. So erhält er<br />
schon während der Konstruktion volle Kostentransparenz und<br />
wichtige Rückmeldungen über die Fertigbarkeit des Projekts. Die<br />
Fertigung hat alle Informationen am Modell und ist deutlich besser<br />
in den Änderungsprozess eingebunden. Damit kommt das<br />
Wissen aus Konstruktion und Fertigung zusammen, wichtige<br />
Informationen über anstehende Änderungen oder Fertigungsprobleme<br />
stehen allen Beteiligten zur Verfügung. Der Konstrukteur<br />
kann seine Zeit für bessere Konstruktionslösungen verwenden<br />
und nicht für Iterationen mit der Fertigung und späte Änderungen.<br />
Wie kann der Konstrukteur der Vielzahl spezifischer Kundenanforderungen<br />
gerecht werden und inwiefern können Tools und<br />
Software den Konstrukteur heute bei seiner Arbeit unterstützen?<br />
Regelbasierende Konstruktion und Konfiguration hilft dem Konstrukteur<br />
dabei, Wissen direkt im 3D-Modell zu dokumentieren<br />
und unternehmensweit wiederzuverwenden. Es gibt einen Trend hin<br />
zu intelligenteren Standards, damit die Funktion neuer Produkte<br />
abgesichert wird. Eine virtuelle Inbetriebnahme reduziert das<br />
Risiko von späten Änderungen. Gleichzeitig wird der Kunde ebenfalls<br />
in den Prozess eingebunden und Änderungswünsche können<br />
früher und nicht erst bei Abnahme erkannt und umgesetzt werden.<br />
Welche Trends beeinflussen die Konstruktion von morgen?<br />
Die großen Trends sind der digitale Zwilling, IoT und Big Data,<br />
AR/VR und neue Fertigungsverfahren. 3D-Druck ist mittlerweile<br />
auch in der traditionellen Fertigung angekommen. Es werden<br />
vermehrt funktionale Teile und keine reinen Prototypen gefertigt.<br />
Die Konstruktion profitiert von der höheren Flexibilität in der<br />
DIE KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />
WIRD IM KONSTRUKTIONS<br />
PROZESS EINZUG HALTEN<br />
Formgebung, die im 3D-Druck möglich ist. Wir können also davon<br />
ausgehen, dass sich diese Rolle auch weiter ausweiten wird. Im<br />
Bereich VR sieht es ähnlich aus: Die Automobilindustrie setzt<br />
schon seit längerem auf VR, um kritische Entscheidungen im<br />
Designprozess zu treffen. Eine ähnliche Entwicklung beobachten<br />
wir im Maschinenbau, der damit standortübergreifend komplexe<br />
Entscheidungswege abkürzt.<br />
Wohin entwickelt sich der 3D-Druck und welche neuen<br />
Möglichkeiten und Herausforderungen ergeben sich für den<br />
Konstrukteur?<br />
Der häufigere Einsatz von 3D-Druck-Technologie wird durch<br />
kontinuierliche Kostenreduktion, hybride Fertigung und die<br />
bessere Leistung der gedruckten Bauteile weiter beschleunigt.<br />
Der Konstrukteur ist nicht mehr durch die derzeitigen Vorgaben<br />
einer traditionellen Fertigung limitiert. Baugruppen können als<br />
ein Teil gefertigt, Fertigungs- und Montagekosten reduziert und<br />
die Geometrie kann auf die Funktion optimiert werden. Die resultierende<br />
Geometrie hat nahezu keine Limitationen. Damit sind<br />
völlig neue Konstruktionsansätze möglich. Eine große Herausforderung<br />
resultiert auch aus diesen Möglichkeiten: Der Konstrukteur<br />
betritt Neuland und muss durchaus mit Traditionen brechen.<br />
52 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
Welche konkreten Vorteile kann der Einsatz von VR für den<br />
Konstrukteur erschließen?<br />
VR- und AR-Lösungen setzen sich mit immer besserer und günstiger<br />
Hardware auch im Maschinenbau durch. Wenn wir über VR<br />
in der Konstruktion reden, geht es um sichere Entscheidungen in<br />
verteilten Teams, weniger um Schönheit der Visualisierung. Die<br />
Natur einer virtuellen Umgebung erlaubt es, Informationen zu<br />
bündeln. So kann man zusätzlich zur Konstruktion auch Simulationsergebnisse,<br />
Sichtfeldanalysen, Produktionslinien, Gebäude und<br />
Daten aus dem Betrieb einer Anlage für eine Entscheidungsfindung<br />
heranziehen. Das verändert die Art der Daten, die benötigt wird.<br />
Was ist generatives Design und wird es die Konstruktion<br />
revolutionieren?<br />
Ein Konstrukteur kann in der ihm gegebenen Zeit nur eine<br />
begrenzte Anzahl von Optionen für ein Produkt bewerten und<br />
akzeptiert dabei, oft unterbewusst, suboptimale Lösungen. Generatives<br />
Design ermöglicht es dem Konstrukteur, eine Vielzahl<br />
von Varianten parallel zu untersuchen. Der Konstrukteur gibt die<br />
Randbedingungen vor und ein KI-Algorithmus ermittelt Lösungsvarianten.<br />
Ausgehend von Rahmenbedingungen wie Gewichtsreduktion<br />
und Sicherheitsfaktoren, über Materialien und<br />
Fertigungsverfahren hin zu Kosten findet die KI eine Vielzahl an<br />
optimierten Ergebnissen. Die Vorteile liegen auf der Hand: KI<br />
bewertet neutral, ist in keiner Weise voreingenommen und sucht<br />
nach dem optimalen Ergebnis. Das Ergebnis sind erstaunliche<br />
neue Problemlösungen und Geometrien.<br />
Wie können cloudbasierte Lösungen die Zukunft der Konstruktion<br />
verändern?<br />
Cloud-Lösungen ermöglichen eine hocheffiziente Echtzeit-<br />
Zusammenarbeit in verteilten Teams. Jeder Teilnehmer hat<br />
gesicherten Zugriff auf die Daten, die er benötigt. Die Cloud ermöglicht<br />
es, Rechenleistung auf Bedarf abzurufen, statt sie permanent<br />
vorzuhalten. KI-Anwendungen, wie Generative Design,<br />
wie es etwa in Autodesk PDMC oder Fusion360 enthalten ist,<br />
werden dank der Cloud in Unternehmen jeder Größe leicht<br />
anwendbar. Die größeren Datenmengen, die in der Cloud verarbeitet<br />
werden, verbessern auch die Möglichkeiten: Kunden<br />
als auch Zulieferer werden in den Prozess einbezogen und ein<br />
digitaler Zwilling schafft Mehrwert für neue Geschäftsmodelle.<br />
Der Konstrukteur wird diese neuen Geschäftsmodelle mitbestimmen<br />
da er den Mehrwert für seinen Kunden am besten kennt.<br />
Noch zu einem aktuellen Thema: Inwiefern hat Covid-19 Einfluss<br />
auf die Entwicklung von Kollaborationstools?<br />
Covid-19 hat sichtbar gemacht, ob Firmen effizient in verteilten<br />
Teams und mit Mitarbeitern im Homeoffice arbeiten können.<br />
Dabei zeigen sich die Defizite von Telefonaten und E-Mails. Wir<br />
bei Autodesk haben ab Mitte Februar, also seitdem die Arbeit ins<br />
Homeoffice verlegt wurde, einen massiven Anstieg der Nach frage<br />
nach unseren Kollaborations-Plattformen verzeichnet. Seit<br />
Covid-19 steht für Unternehmen zeitversetzte und ortsunabhängige<br />
Zusammenarbeit an zentralen Konstruktionsdaten im Fokus.<br />
Dabei werden Konstruktionsdaten oder auch nur reduzierte Daten<br />
gemeinsam bearbeitet und beurteilt. Das wird ergänzt durch Videound<br />
allgemeine Chat-Kommunikation. Die Weiterentwicklung der<br />
Lösungen für Entwicklungsabteilungen über die Firmen-Firewall<br />
hinweg steht derzeit im Fokus. Dabei haben Datensicherheit,<br />
Schutz des geistigen Eigentums und Integration in die Unternehmensabläufe<br />
höchste Priorität.<br />
Bilder: Autodesk GmbH<br />
www.autodesk.de<br />
Das Interview führte Inga Ronsdorf, Redakteurin.<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 53
WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />
EIN GEWINDEEINSATZ<br />
EROBERT DIE WELT<br />
Das Gewindeverstärkungsprinzip Helicoil wurde<br />
vor über 80 Jahren entwickelt. Der Grund für<br />
die Erfindung: Bei Sternmotoren für Flugzeuge,<br />
die aus Grauguss gefertigt wurden, trat bei der<br />
Verschraubung ein hoher Verschleiß auf. Die<br />
Technologie wurde stetig weiterentwickelt und<br />
ist heute weltweit bekannt.<br />
Entwicklungsteams die Gewindeeinsätze frühzeitig in Richtung<br />
Korrosionsbeständigkeit und Temperaturbelastbarkeit optimiert.<br />
Mit dem Helicoil Screwlock wurde erstmals am Markt ein Gewindeeinsatz<br />
mit integrierter Schraubenklemmung gegen selbsttätiges<br />
Losdrehen präsentiert. Da eine zusätzliche Sicherung der Verbindung<br />
durch Splinte nicht mehr notwendig ist, sinken die Ein- und<br />
Ausbauzeiten und somit die Kosten.<br />
Die Weiterentwicklung der Helicoil-Classic-Variante führte zur<br />
Helicoil-Plus-Free-Running-Version, die sich durch vereinfachten<br />
Einbau auszeichnet. Die nächste Innovationsstufe bildete die<br />
zapfenlose Helicoil-Technologie – der Helicoil Tangfree.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Das Gewindeverstärkungsprinzip Helicoil wurde bereits<br />
1938 patentiert. Seit 1954 fertigt Böllhoff den Helicoil-<br />
Gewindeeinsatz in Lizenz. Ein Schritt mit wegweisender<br />
Bedeutung. Denn damit stieg das Familienunternehmen,<br />
das sich bis dato ausschließlich dem Handel mit DIN- und Normteilen<br />
gewidmet hatte, erstmals in die eigene Produktion ein. Heute ist die<br />
Produktmarke weltweit bekannt.<br />
ÜBER 65 JAHRE EVOLUTION<br />
Über 65 Jahre Helicoil, das sind über 65 Jahre Innovationsleistung.<br />
Im Kern unverändert geblieben ist die Funktionalität. Damals wie<br />
heute sorgt der Gewindeeinsatz für hochbelastbare Verbindungen<br />
in Werkstoffen geringer Scherfestigkeit, wie Aluminium, Magnesium<br />
oder auch faserverstärkten Kunststoffen, wie Kohlefaser-Verbundwerkstoffen.<br />
Qualitäts- und wertsteigernd – egal, ob zur Panzerung<br />
oder bei Reparaturen von Gewinden. Bauformen, Variantenvielfalt<br />
und Montagesysteme sind seit 1954 kontinuierlich optimiert und<br />
auf anspruchsvolle Anwendungen zugeschnitten worden.<br />
Heute steht der Name Helicoil für eine Produktfamilie, die sich<br />
durch dauerhafte Verschleißfestigkeit, hohe Oberflächengüte, Korrosions-<br />
und Hochtemperaturbeständigkeit auszeichnet.<br />
Komplett vertreten auf der Helicoil-Kundenliste sind die Flugzeugbauer.<br />
Es gibt kein modernes Flugzeug, in dem der Gewindeeinsatz<br />
nicht verbaut ist, sei es in den Triebwerken, an der Innenverkleidung<br />
oder am Fahrwerk. Zu den Kunden der ersten Stunde<br />
gehörte auch Volkswagen. Beim Bau des VW Käfer verstärkte Helicoil<br />
z. B. die Gewinde im Motor. Bis heute ist die Automobil industrie<br />
eine bedeutende Kundengruppe für das Produkt geblieben. Helicoil<br />
kommt dort vorzugsweise im Bereich Leichtbau (Magnesium, Aluminium)<br />
zum Einsatz und ist auch in der E-Mobilität gefragt. Eine<br />
weitere wichtige Branche ist der Maschinenbau. Böllhoff ist Partner<br />
nahezu aller großen Druckmaschinenhersteller. Helicoil ist Vorreiter<br />
bei der Umsetzung industrieller Anforderungen. So haben Böllhoff-<br />
EINE SMARTE IDEE<br />
2019 war es dann soweit. Böllhoff präsentierte die nächste Entwicklungsstufe<br />
der bekannten Helicoil-Gewindetechnologie. Wie kann<br />
ein Produkt, das im Jahr 2019 seinen 65. Geburtstag gefeiert hat,<br />
noch intelligenter werden? Man kombiniere Funktionen des Helicoil<br />
Plus und des Helicoil Tangfree, färbe den Gewindeeinsatz blau<br />
und gebe ihm einen Zapfen, der nicht gebrochen werden muss. Die<br />
Innovation: Die Einbauspindel biegt den Zapfen beim Ausspindeln<br />
zurück und staucht ihn anschließend. Der Zapfenbruch und die<br />
Zapfenentfernung entfallen.<br />
Eine smarte Idee, die ihm letztendlich auch noch den Namen<br />
eingebracht hat – Helicoil Smart. Mit ihm fällt der Startschuss für die<br />
neue Generation Gewindetechnologie für hochfeste Verbindungen.<br />
Die aktuelle Innovationsstufe erweitert zusammen mit den entsprechenden<br />
Einbauwerkzeugen die bestehende Produktfamilie.<br />
Wie alle Stufen der Helicoil-Evolution ist auch das Smart-System<br />
von hoher Zuverlässigkeit. Die Palette der Einbauwerkzeuge reicht<br />
vom Handgerät bis hin zur Automation.<br />
Bilder: Weltkugel: freshidea – stock.adobe.com, Sonstige: Böllhoff<br />
www.boellhoff.com<br />
ERFOLGREICHE VERBINDUNGEN SCHAFFEN<br />
Böllhoff ist weltweit Partner für 360°-Verbindungstechnik<br />
mit Montage- und Logistiklösungen. Das familiengeführte<br />
Unternehmen steht seit 1877 für langfristigen Erfolg durch<br />
Innovationskraft und Kundennähe. Man kennt die spezifischen<br />
Anforderungen der Kunden aus allen Industrien und unterstützt<br />
sie dabei, erfolgreiche Verbindungen zu schaffen.<br />
54 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
TARTLER<br />
DOSIERSYSTEM VERARBEITET THERMISCH LEITFÄHIGE MATERIALIEN<br />
Die Verarbeitung von thermisch leitfähigen Materialien<br />
stellt erhöhte Anforderungen an die Dosiertechnik.<br />
Diese Substanzen erhalten meist einen hohen Anteil<br />
an Füllstoffen, um ihre Aufgabe – die Ableitung von<br />
Wärme – zu erfüllen. Speziell für die Verarbeitung von<br />
solchen gefüllten und abrasiven Materialien bietet<br />
Dopag das Dosiersystem Vectomix TC mit spezieller<br />
Ausstattung an. Im Bereich der Elektromobilität<br />
kommt es insbesondere bei der Herstellung von<br />
Batterien, aber auch beim Verguss von Leiterplatten<br />
oder Sensoren zum Einsatz.<br />
Das Dosiersystem besteht aus zwei Kolben-Dosiereinheiten, die in verschiedenen Baugrößen<br />
verfügbar sind und miteinander kombiniert werden können. Dieser modulare Aufbau ermöglicht<br />
ein breites Einsatzgebiet sowie variable Mischungsverhältnisse und Austragsmengen. Für die<br />
Verarbeitung von thermisch leitfähigen Materialien wurden die Komponenten mit einer speziellen<br />
Beschichtung ausgestattet, um sie vor übermäßigem Verschleiß zu schützen.<br />
Eine weitere Besonderheit des Systems ist die effiziente Servo-Steuerung. Beide Dosiereinheiten<br />
verfügen jeweils über einen eigenen, unabhängigen Antrieb, der separat angesteuert werden kann.<br />
Dies ermöglicht eine besonders präzise Steuerung des Mischungsverhältnisses. Zudem kann die<br />
Ausfluss-Rate während des Dosierens über ein Analog-Signal verändert werden. Der Materialaustrag<br />
kann schussweise oder als Raupe erfolgen.<br />
www.dopag.de<br />
3D-DRUCK AMORPHER METALLE WIRD INDUSTRIETAUGLICH<br />
Die Technologieunternehmen Heraeus Amloy und Trumpf haben eine<br />
Kooperation zum 3D-Druck mit amorphen Metallen gestarttet. Ziel ist, den<br />
Druck amorpher Bauteile durch gesteigerte Prozess- und Kosteneffizienz<br />
als festes Fertigungsverfahren in der Industrie zu etablieren. Amorphe<br />
Metalle sind doppelt so fest wie Stahl, dabei aber wesentlich leichter und<br />
elastischer. Sie verhalten sich isotrop, das heißt ihre Materialeigenschaften<br />
bleiben identisch, unabhängig davon, in welche Richtung der 3D-<br />
Drucker das Werkstück aufbaut. Das ermöglicht nicht nur besonders<br />
stabile Bauteile, sondern verschafft dem Konstrukteur auch mehr Freiheit<br />
bei der Entwicklung des Bauteils. Potenziale eröffnet der 3D-Druck<br />
amorpher Metalle vor allem bei stark belasteten Teilen und beim Leichtbau, etwa in der Luft- und<br />
Raumfahrt oder im Maschinenbau. Aufgrund der Biokompatibilität eignet sich das Material auch<br />
sehr gut für die Medizintechnik.<br />
Wer einen 3D-Drucker von Trumpf besitzt, kann damit ab sofort die zirkoniumbasierten Legierungen<br />
von Heraeus Amloy verarbeiten. Es ist auch möglich, amorphe Bauteile direkt bei Heraeus Amloy<br />
drucken zu lassen. Perspektivisch wollen die Partner auch kupfer- und titanbasierte Legierungen<br />
für den 3D-Druck nutzbar machen.<br />
www.trumpf.com<br />
EU-PROJEKT: NANOPARTIKEL AUF KNOPFDRUCK<br />
Zwei Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (Cenide) der Universität Duisburg-Essen<br />
(UDE) haben das Projekt „AutoProNano“ gestartet, in dem ihr bereits zum Patent angemeldeter<br />
Automat zur Produktion kolloidaler Nanopartikel marktreif gemacht werden soll. Kolloidale<br />
Nanopartikel sind winzige Teilchen von nur wenigen millionstel Millimeter Durchmesser, die<br />
möglichst vereinzelt in einer Flüssigkeit schwimmen.<br />
Die angehenden Gründer wollen Forschern und Entwicklern das Leben erleichtern: Ihr Automat<br />
liefert kolloidale Nanopartikel auf Knopfdruck, wann immer man sie benötigt. „Er lässt sich ohne<br />
Einweisung bedienen und benötigt lediglich eine Steckdose“, erklärt Chemiker Dr. Friedrich Waag,<br />
der das Projekt gemeinsam mit Tobias Bessel, einem chemietechnischen Assistenten, leitet. „Mir<br />
fällt keine Branche ein, in der grundsätzlich keine Nanopartikel eingesetzt werden“, ergänzt Bessel.<br />
Derzeit suchen Waag und Bessel noch Verstärkung für ihr Team. „Und wir freuen uns, wenn sich<br />
interessierte Pilotanwender aus Forschung und Entwicklung bei uns melden“, so Waag. Das Projekt<br />
wird über den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, kurz EFRE, gefördert.<br />
www.uni-due.de<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
VON <strong>DER</strong> LE<strong>DER</strong>DICHTUNG ZUR<br />
HOCHLEISTUNGSKOMPONENTE<br />
Ingo Metzger, der technische Geschäftsführer von COG, im Interview<br />
im historischen Seniorzimmer, das aus dem alten Firmengebäude<br />
ausgebaut und im Neubau 1:1 wieder aufgebaut worden ist<br />
INTERVIEW<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
2017 feierte der Dichtungshersteller COG ein ganz<br />
besonderes Firmenjubiläum: das 150-jährige<br />
Bestehen. Eine so beeindruckende Zeitspanne,<br />
dass man auch drei Jahre später noch darüber<br />
berichten kann – wie wir finden. Wir sprachen mit<br />
dem technischen Geschäftsführer Ingo Metzger<br />
über das Erfolgsgeheimnis und über Dichtungstechnik<br />
im Wandel der Zeit.<br />
Wie schafft man es, als Familienunternehmen über 150 Jahre<br />
erfolgreich zu sein?<br />
Ein 150 Jahre altes Familienunternehmen kann nur so erfolgreich<br />
sein wie die Mitarbeiter, die das Unternehmen geprägt haben<br />
und heute mitgestalten. Glücklicherweise wurde COG über die<br />
Generationen hinweg von Menschen mit Leidenschaft und unternehmerischen<br />
Mut geführt und begleitet. Wichtig für den Erfolg<br />
des Unternehmens war immer die Offenheit, mit notwendigen<br />
Ver änderungen umzugehen. So sind die COG-Meilensteine<br />
gleich bedeutend mit zum Teil gravierenden Veränderungen, wie<br />
z. B. der Produktionswechsel von Leder auf Gummi, dem Verkauf<br />
der Antriebssparte oder dem Neubau und der Weiterentwicklung<br />
der gesamten Firma. Der letzte wichtige Erfolgsbaustein ist die<br />
Un abhängigkeit, die COG seit jeher auszeichnet. Wir können das<br />
Unternehmen so führen und weiterentwickeln, wie wir das für<br />
richtig halten. Und nicht so, wie andere das meinen. Das haben<br />
wir bisher auch ganz gut hinbekommen!<br />
Was war für Sie das spannendste Projekt in all der Zeit?<br />
Das ist sicherlich der Firmenneubau mit Verwaltung, Produktion<br />
und Lager von COG als auch der gleichzeitige Rückbau des alten<br />
Firmengebäudes. Wir haben 2001 mit dem Neubau am heutigen<br />
Firmenstandort begonnen. Am alten Firmenstandort konnten<br />
wir uns nicht weiterentwickeln und auch ein optimieren war dort<br />
nicht mehr möglich. So entschlossen wir uns zu einer der größten<br />
Investitionen der COG-Firmengeschichte und nutzen die Chance,<br />
mit der zu diesem Zeitpunkt fast 140-jährige Kompetenz, die<br />
Firma auf der grünen Wiese direkt vor den Toren Hamburgs von<br />
Grund auf in den Idealzustand zu bringen. Das Rückbau-Projekt<br />
ist abgeschlossen, aber das spannende COG-Neubau-Projekt<br />
dauert bis heute an. Erst 2019 haben wir mit der Fertigstellung<br />
des Technikums die vierte Bauphase realisiert. Und es bleibt<br />
weiter spannend!<br />
Was fasziniert Sie an O-Ringen?<br />
Der O-Ring ist eigentlich ein sehr simples Dichtelement und<br />
gehört zur meistverbauten Dichtung der Welt. Ein generisches<br />
56 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de
Produkt einerseits, andererseits wiederum ein sehr spezielles<br />
Nischenprodukt. Wie so häufig steckt die Komplexität im Detail.<br />
Präzisions-O-Ringe werden im Maschinenbau, neben Standardkonstruktionen,<br />
immer wieder in Anwendungen mit neuen,<br />
herausfordernden Grenzbereichen eingesetzt. Dadurch werden<br />
immer neue Maßstäbe gesetzt und die O-Ring-Materialien müssen<br />
stetig weiterentwickelt werden, um den Marktanforderungen zu<br />
genügen.<br />
Zudem ist es immer wieder sehr spannend, wo O-Ringe überall<br />
eingesetzt werden. COG-O-Ringe wurden schon in Tiefseeforschungs-U-Booten<br />
oder der ISS-Raumstation verbaut. Aber<br />
auch kuriose Einsatzgebiete gibt es, wie bei einer historischen<br />
Nähmaschine aus einem Industriemuseum. Hier wurde ein<br />
speziell hergestellter O-Ring als Ersatz für den verschlissenen<br />
Lederrundriemen als Antriebselement eingebaut.<br />
Wie hat sich die Dichtungstechnik in den letzten Jahrzehnten<br />
verändert?<br />
Wenn wir noch ein paar Jahrzehnte weiter zurückblicken, quasi<br />
von der Lederdichtung hin zur Hochleistungskomponente. Die<br />
Elastomerdichtung war eher eine Standarddichtung und kann es<br />
auch heute noch sein. Aber es gibt mehr und mehr Spezialdichtungen.<br />
Einmal, weil es der Markt verlangt, andererseits, weil am<br />
Standort Deutschland nur schwer mit einer Standard-Dichtung<br />
Geld zu verdienen ist. Im Zuge der Globalisierung werden heute<br />
<strong>DER</strong> MOTOR FÜR UNSERE<br />
INNOVATIONEN SIND UNSERE<br />
MITARBEITER, DIE ENGAGIERT<br />
NACH NEUEN LÖSUNGEN<br />
SUCHEN<br />
viele Standard-Elastomerdichtungen aus Kostengründen z. B. in<br />
Asien produziert. So musste sich die Dichtungstechnik hierzulande<br />
anders aufstellen und sich diesen Veränderungen mit einem optimierten<br />
Produktportfolio neu positionieren, um am Markt erfolgreich<br />
bestehen zu können. Allerdings erkennen wir auch einen<br />
ganz klaren Trend beim Supply-Chain-Management, denn im<br />
Zuge der weltweiten ansteigenden Unsicherheit, auch aufgrund<br />
der Coronakrise, besinnen sich viele Unternehmen darauf zurück,<br />
ihre Zulieferer und deren Produktionen doch aus Sicherheitsgründen<br />
in West-/Zentral-Europa zu suchen, anstatt den letzten<br />
Euro-Cents-Einsparungen hinterherzurennen.<br />
Generell steigt das Anforderungsprofil bei den Spezialdichtungen<br />
und auch das Thema nachhaltige Produktion gewinnt an<br />
Bedeutung – beides Themen, die uns wichtig sind und die COG<br />
auch liegen!<br />
Welche Rolle spielt der Werkstoff bei der Dichtung?<br />
Der Dichtungswerkstoff spielt bei Elastomerdichtungen die<br />
Schlüsselrolle. Die Dichtungsgeometrie ist natürlich auch dichtungsrelevant,<br />
aber wenn der Werkstoff ungeeignet ist, führt das<br />
zwangsläufig zur Leckage. Gerade bei anspruchsvollen Anwendungen<br />
zählt der Dichtungswerkstoff zum Kern der ganzen<br />
Geschichte.<br />
Ein O-Ring wird immer ein O-Ring bleiben, aber die Materialien<br />
verändern sich. Ganz nach dem Motto „Höher, schneller, weiter“,<br />
verändert sich auch das Anforderungsprofil. Neue Zulassungen,<br />
höhere Anforderungen, etc. Daraus entstehen dann teilweise<br />
auch Werkstoffneuentwicklungen.<br />
Wie entstehen bei COG Innovationen?<br />
Innovationen entstehen häufig dann, wenn Kunden offen mit<br />
uns über ihr Dichtungsproblem oder ihre Anforderung sprechen.<br />
Stellt sich in diesem Austausch heraus, dass das bestehende<br />
Produktportfolio nicht geeignet, aber das Projekt interessant für<br />
COG ist, dann ist das der Antrieb für uns bei COG etwas Neues<br />
zu erschaffen. Hierbei bleibt es nicht zwangsläufig beim Thema<br />
O-Ringe, sondern richtet sich je nach Anforderungsprofil auf den<br />
zu entwickelnden Werkstoff, die Dichtungsgeometrie oder aber auf<br />
die Entwicklung ganzer Konstruktionsbauteile. So haben wir auch<br />
schon im Kundenauftrag komplett neue Förderrollen mit elastomeren<br />
Dämpfungselementen für sensible Einsatzbereiche entwickelt.<br />
Ein wichtiger Baustein für Werkstoffinnovationen ist unser 2018<br />
fertiggestelltes Technikum. In diesem ist die gesamte Produktion,<br />
inklusive Mischerei/Compoundierung, im kleineren Maßstab<br />
abgebildet. Das hilft uns dabei, noch zielgerichteter neue<br />
Produkte zu entwickeln.<br />
Aber der entscheidende Motor für unsere Innovationen sind<br />
zweifelsfrei unsere Mitarbeiter/innen, die immer wieder engagiert<br />
nach neuen Lösungen suchen. Schwerpunkt sind und bleiben<br />
hierbei unsere Elastomerdichtungen, aber auch andere Themen<br />
rund um Elastomere bleiben für uns interessant. Schauen wir<br />
einmal, wo unsere Reise noch hingeht.<br />
Was sehen Sie als die größten Herausforderungen in der<br />
Dichtungstechnik der Zukunft?<br />
Es gibt verschiedene Herausforderungen auf unterschiedlichen<br />
Ebenen. Beim Produktionsstandort Deutschland wird der ökonomische<br />
Aspekt eine immer wichtigere Rolle spielen. Inwieweit<br />
können Elastomerdichtungen hier zu marktgerechten Preisen<br />
produziert werden? Oder aber können nur noch Dichtungen<br />
aus High-Tech-Werkstoffen in Deutschland hergestellt werden?<br />
Ein weiterer Aspekt sind die zunehmend höheren Anforderungen<br />
seitens des Marktes. Die Wunschvorstellung ist klar, gleicht aber<br />
der Quadratur des Kreises: Der Anwender möchte eine Elastomerdichtung,<br />
die widerstandsfähig, universell einsetzbar und gleichzeitig<br />
sehr kostengünstig ist. Solch einen Werkstoff wird es aber<br />
auch zukünftig nicht geben. Es zeichnet sich aber jetzt schon deutlich<br />
ab, dass sich das Angebotsportfolio verstärkt in die Bereiche<br />
günstige Standardprodukte, Allroundwerkstoffe und Spezial- bzw.<br />
Hochleistungs-Compounds aufteilen wird. Hierfür sehen wir uns<br />
auch zukünftig gut, vielleicht sogar noch besser aufgestellt.<br />
Bilder: C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG<br />
www.cog.de<br />
Das Interview führte Martina Klein, stv. Chefredakteurin.<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 57
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
ALTERNATIVE ZU HERKÖMMLICHEN<br />
SCHNEIDRINGEN<br />
Das Rohrumformungssystem HF-Form von Hansa-Flex arbeitet mit<br />
den aus der Fluidtechnik bewährten Überwurfmuttern (24°-Dichtkonus-Verbindung<br />
nach DIN EN ISO 8434-1) und benötigt damit im<br />
Gegensatz zu anderen Lösungen keine kostspieligen Spezialkomponenten.<br />
Die komplett in Eigenregie entwickelte HF-Form setzt laut<br />
Anbieter neue Maßstäbe bei Dichtheit, Reinheit, Strömungsverhalten,<br />
Zuverlässigkeit und Montagefreundlichkeit.<br />
„Die Entwicklung der HF-Form ist ein Schlüsselstück für uns als<br />
Systemanbieter in der Fluidtechnologie. Wir werden damit in der<br />
Lage sein, unseren Kunden alle Komponenten von umgeformten<br />
und gebogenen Rohren über<br />
Gegenstücke bis zu Montagematerial<br />
aus einer Hand zu<br />
bieten“, erklärt Florian<br />
Burchards, Entwicklungsleiter<br />
bei Hansa-Flex.<br />
Unabhängig von Hersteller<br />
und System gilt: Durch die<br />
Umformung entsteht im<br />
Rohrinneren eine Art Konturfalte<br />
(Stauchsack). Hansa-Flex<br />
hat bei der Entwicklung der<br />
HF-Form großen Wert darauf<br />
gelegt, dass die ausgebildete Anschlusskontur am Rohrende nicht<br />
nur allen normativen Anforderungen entspricht, sondern auch<br />
darauf, die im Inneren entstehenden Stauchsackkontur so gering wie<br />
möglich zu gestalten. Das erleichtert die Reinigung, da sich im Rohr<br />
weniger Fremdkörper ansammeln können. Ein weiterer Vorteil:<br />
Durch den auf das Minimum reduzierten Stauchsack verbessert sich<br />
das Strömungsverhalten im Rohr. Verwirbelungen, die Druckverluste<br />
und damit Leistungsverluste verursachen, werden konsequent<br />
vermieden, wozu auch die äußerst geringen Spaltmaße beitragen.<br />
Die HF-Form ist eine echte Alternative zu herkömmlichen<br />
Schneidringen. Sie erfordert in der Konstruktion keine planerischen<br />
Änderungen. Bestehende Zeichnungen lassen sich einfach auf den<br />
Einsatz der HF-Form aktualisieren.<br />
Die HF-Form wird zukünftig ohne Einschränkungen für schwere und<br />
leichte Baugrößen zur Verfügung stehen. Neben Stahlrohren der<br />
DIN EN 10305-4 in den Qualitäten E235+N und E355+N (ST37.4 und<br />
ST52.4), verzinkt oder schwarz, lassen sich auch Edelstahlrohre<br />
umformen.<br />
www.hansa-flex.com<br />
SYSTEMBAUKASTEN UM NEUE<br />
KOMPONENTEN ERWEITERT<br />
Die neuen Komponenten aus dem Item MB Systembaukasten<br />
beschleunigen und vereinfachen Montageprozesse. Der rostfreie<br />
Automatik-Nutenstein V 8 St M6 wird an einer Schraube M6<br />
vormontiert und positioniert sich beim Einsetzen in die<br />
Profilnut durch seine abgeschrägten Flanken vollkommen<br />
eigenständig. Somit entfallen das separate Einsetzen und<br />
Ausrichten des Nutensteins komplett. Das ist besonders<br />
vorteilhaft bei Komponenten, die mit mehreren Schrauben<br />
befestigt werden. Aufgrund<br />
der integrierten Verdrehsicherung<br />
findet der Nutenstein<br />
die richtige Position<br />
beim Festdrehen der<br />
Schraube und stellt die<br />
korrekte Lage zur Lastabtragung<br />
sicher. Auch<br />
die Demontage lässt sich in<br />
kürzester Zeit bewerkstelligen.<br />
Mit dem Stellfußsatz 8 St 160 × 160 lassen sich freistehende<br />
Schutz- und Trennwände einfach montieren und<br />
durch entsprechendes Zubehör sicher am Boden befestigen.<br />
Die neuen Transportplatten bieten einen stabilen Anschlagpunkt<br />
für Gestelle, womit diese einfach und sicher angehoben<br />
werden können. Neu im Portfolio sind darüber hinaus die<br />
ESD-sicheren Abdeckkappen in verschiedenen Größen sowie<br />
die Abdeck- und Einfassprofile ESD für die Profile 5 und 6.<br />
www.item24.com<br />
ROBUST IN ANSPRUCHSVOLLSTEN<br />
UMGEBUNGEN<br />
NTN-SNR hat sein Angebot an<br />
metrischen und zölligen Kegelrollenlagern<br />
für den technischen Handel<br />
erweitert. Das Programm von<br />
Premium-Lagern aus japanischer<br />
Fertigung umfasst 812 Artikel. Alle<br />
Kegelrollenlager wurden für anspruchsvollste<br />
Anforderungen in<br />
Baumaschinen, in der Landwirtschaft<br />
und der Stahlverarbeitung entwickelt.<br />
Mehr als 70 % des Sortiments<br />
werden aus einsatzgehärtetem Stahl gefertigt, zu erkennen<br />
am Vorsetzzeichen 4T. Bei den so gekennzeichneten Lagern<br />
besteht jede Komponente – also Innen- und Außenringe sowie<br />
Wälzelemente – aus einsatzgehärtetem Stahl. Dieser weist<br />
gehärtete Oberflächen zur Verlängerung der Lebensdauer auf<br />
und besitzt eine hohe Kernzähigkeit zur Absorption anwendungsbedingter<br />
Stöße und hoher Lasten. Parallel wurde die<br />
Logistik und Beschaffung optimiert. Dank des Zugriffs auf<br />
eine spezifische Dokumentation zu diesem Sortiment können<br />
Händler im E-Shop direkt nach der passenden Lösung suchen<br />
und sie bestellen.<br />
www.ntn-snr.com/de<br />
www.derkonstrukteur.de<br />
58 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 www.derkonstrukteur.de<br />
LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39
GASZUGFE<strong>DER</strong>N ENTLASTEN MEDIZINISCHES PERSONAL<br />
Gerade während der Corona-Pandemie benötigen Intensivmediziner<br />
schnell Bilder vom Zustand der Lunge infizierter<br />
Patienten. Mobile Röntgengeräte gehören dabei zu den<br />
effektivsten medizinischen Hilfsmitteln bei der Diagnostik. Als<br />
Wuhan von der ersten Infektionswelle getroffen wurde, war das<br />
Unternehmen Wandong in der Lage, schnell Röntgengeräte zu<br />
liefern, auch weil man sich für Gaszugfedern von ACE entschieden<br />
hatte.<br />
Vor der Pandemie hatte Wandong bereits zur weiteren Erhöhung<br />
der Benutzersicherheit seiner mobilen Lösungen den Markt für<br />
Gasfedern sondiert und Produkte verschiedener Hersteller<br />
getestet, um die Betriebsrisiken beim Bewegen des Strahlarms<br />
des Geräts zu verringern: Da das medizinische Personal diesen<br />
Arm anheben und genau positionieren muss, um eine bestimmte<br />
Kontrollposition zu erreichen, die je nach Anatomie des<br />
Patienten jedes Mal variieren kann, sind Qualität und Zuverlässigkeit<br />
der Industriegasfedern<br />
bei der<br />
Aufrechterhaltung<br />
der Haltekraft während des mobilen Röntgenbetriebs sehr<br />
wichtig. Schon während der Testphase erwiesen sich die von<br />
ACE gelieferten Gaszugfedern als gute Wahl. Als dann aber die<br />
Gesundheitskrise in Wuhan ihren Höhepunkt erreichte und<br />
ACE in kürzester Zeit mehrere hundert Einheiten von gleichbleibender<br />
Qualität liefern konnte, war Wandong überzeugt,<br />
den richtigen Partner gefunden zu haben.<br />
Die ausgewählten Gaszugfedern vom Typ GZ-28-450 wirken<br />
sich in vielerlei Hinsicht positiv auf die Bedienfreundlichkeit<br />
aus: Sie halten den Strahlarm zuverlässig in der gewünschten<br />
Röntgenposition und unterstützen zudem die Muskelkraft<br />
beim Anheben, Absenken und Einklappen der Mechanik. Dabei<br />
wirken sie in umgekehrter Weise zu herkömmlichen Gasdruckfedern.<br />
Ihre Kolbenstange befindet sich im unbelasteten<br />
Zustand im Zylinder. Durch den Gasdruck im Zylinder wird die<br />
Kolbenstange nach innen gezogen. Konstrukteure haben bei<br />
den wartungsfreien und einbaufertigen Gaszugfedern von<br />
ACE die Wahl zwischen Körperdurchmessern von 15 bis 40 mm<br />
sowie Kräften von 40 bis 5 000 N. In den mobilen Röntgenlösungen<br />
von Wandong kommen Modelle mit einem Außendurchmesser<br />
von 28 mm und einer maximalen Zugkraft von<br />
1 200 N bei einer Hublänge von 450 mm zum Einsatz. Alle<br />
Gasfedern von ACE zeichnen sich durch hart verchromte<br />
Kolbenstangen sowie integrierte Gleitlager aus und bieten<br />
dadurch sehr hohe Standzeiten. Ein großer Zusatzvorteil: Egal,<br />
welche Hublänge, die Zugkraft ist nachträglich über ein Ventil<br />
anpassbar, indem man Gas entweichen lässt oder dieses mit<br />
dem von ACE lieferbaren Füllkoffer je nach Anforderung befüllt.<br />
Bilder: Beijing Wandong Medical Technology Co. Ltd & ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
www.ace-ace.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2020</strong> im 51. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />
Redaktion<br />
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />
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Melanie Lerch, Petra Weidt,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
Gestaltung<br />
Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder,<br />
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Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
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www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/07-08 59
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WITH A SENSOR<br />
keller-druck.com
MONTAGE UND<br />
HANDHABUNG<br />
SUPPLEMENT <strong>DER</strong> ZEITSCHRIFTEN <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> UND <strong>DER</strong> BETRIEBSLEITER<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG
EFFIZIENZ<br />
AUF GANZER<br />
LINIE<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
Die Anforderungen an Maschinen für die<br />
Kerzenproduktion sind hoch: Sie müssen eine<br />
Vielzahl von Produktvarianten fertigen können,<br />
dürfen nicht zu teuer sein und sollten eine lange<br />
Lebensdauer haben. In diesem Zusammenhang<br />
können hochgenaue Zahnstangengetriebe ihre<br />
Stärken ausspielen.<br />
Wenn man eine feierliche oder gemütliche Atmosphäre<br />
schaffen möchte, ist Kerzenlicht die beste Wahl. Die<br />
meisten Konsumenten wollen allerdings nicht viel<br />
Geld für eine Kerze ausgeben. In der Branche versucht<br />
man deshalb, möglichst kostengünstig zu fertigen. Das funktioniert<br />
aber nur, wenn die Produktionsanlagen große Stückzahlen<br />
und viele Kerzentypen auf einer Linie verarbeiten können. Bei der<br />
Arthur Weissbach GmbH aus Fulda kennt man das Geschäft seit<br />
mehr als 90 Jahren und entwickelt die passenden Lösungen dafür:<br />
Autor: Sven Schürmann, LEANTECHNIK AG, Oberhausen<br />
Das Unternehmen bietet ein breites Portfolio an Maschinen – von<br />
hydraulischen Presslinien für Stumpen-, Kugel- und Profilkerzen<br />
über Gießmaschinen für Stab- und Spitzkerzen bis hin zu Dochtwachsanlagen.<br />
„Unsere Anlagen sind in ihrer Funktion, Flexibilität und Stückzahlleistung<br />
einzigartig“, sagt Dipl.-Ing. Markus Weß, Geschäftsführer<br />
bei Weissbach. Aus diesem Grund verkauft das Unternehmen seine<br />
Kerzenmaschinen „made in Germany“ in der ganzen Welt. Für<br />
einen Kunden in den USA hat Weissbach gerade eine Maschine<br />
ausgeliefert, die Kerzen in Gläsern fertigt. „Dieses Produkt wird<br />
auch in Europa immer beliebter“, so Weß.<br />
Die Maschine wärmt die Gläser zunächst vor und bringt dann ein<br />
bis drei Dochte mit Dochthalter in sie ein. Anschließend werden die<br />
Gläser in großen Gruppen zur nächsten Station befördert und dort<br />
positioniert, um das Wachs einzufüllen. Hier wiegt die Maschine<br />
auch die Gläser, um sicherzustellen, dass die Füllmenge stimmt. Im<br />
Anschluss durchlaufen die Gläser-Kerzen eine Kühlstrecke und<br />
sind dann bereit für den Verpackungsprozess.<br />
Für die Beförderung der Gläser zur Füllstation und weiter zur Kühlstrecke<br />
sorgt eine Lineareinheit mit Überschiebe-Funktion, die mit<br />
zwei Lifgo-Zahnstangengetrieben von Leantechnik ausgestattet ist.<br />
Das Oberhausener Unternehmen hat sich auf die Entwicklung und<br />
Fertigung hochgenauer Getriebe auf der Basis von Zahnstangen spezialisiert<br />
und beliefert Kunden aus zahlreichen Branchen weltweit.<br />
Nach umfangreichen Vergleichen mit ähnlichen Produkten von<br />
Wettbewerbern entschieden sich Markus Weß und seine Kollegen für<br />
S2 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>
01<br />
die Leantechnik-Getriebe, weil hier das Gesamtpaket<br />
aus Leistung, Preis, Lieferzeit und Service<br />
stimmte.<br />
ALTBEWÄHRTES NEU GEDACHT<br />
Die hochpräzisen Zahnstangengetriebe, die<br />
bei Weissbach zum Einsatz kommen, fertigt<br />
Leantechnik bereits seit 1996. Auf der Euroblech<br />
im selben Jahr präsentierte das Unternehmen<br />
seine Neuentwicklung erstmals der<br />
Öffentlichkeit – und konnte sich vor Anfragen<br />
kaum retten. Leantechnik-Gründer und -Geschäftsführer<br />
Reinhard Janzen ist noch heute<br />
erstaunt, wie groß die Begeisterung der Fachwelt<br />
damals war, denn „wir haben ja eigentlich<br />
nur das altbewährte Zahnrad etwas modernisiert,<br />
in dem wir die Zahnstange linear und<br />
damit sehr genau an einem Ritzel entlangführen.“<br />
Das ist leicht untertrieben, denn durch<br />
die völlig neue Bauweise und die Würfelform<br />
bieten die Zahnstangengetriebe Maschinenbauern<br />
unzählige Anwendungsmöglichkeiten.<br />
Die Getriebe kommen in den verschiedensten<br />
Handling- bzw. Pick-and-Place-Anlagen weltweit<br />
zum Einsatz.<br />
02<br />
01 Die beiden<br />
Zahnstangengetriebe<br />
bewegen die<br />
Zuführeinheit, die die<br />
Kerzen zur Füllstation<br />
(Gitterboden) und<br />
anschließend zur<br />
Kühlstrecke befördert<br />
02 Die Getriebe<br />
sind mit einer vierfach<br />
rollengeführten<br />
Zahnstange<br />
ausgestattet<br />
und können die<br />
Zuführeinheit<br />
deshalb hochgenau<br />
positionieren<br />
„Viele Konstrukteure konnten sich anfangs<br />
nicht genau vorstellen, was man mit unseren<br />
Getrieben alles machen kann“, erinnert sich<br />
Janzen. „Deshalb haben wir in den ersten Jahren<br />
Modell-Anlagen gebaut und vorgeführt. So<br />
wollten wir den potenziellen Kunden vor Augen<br />
führen, was man aus den Zahnstangengetrieben<br />
alles bauen kann.“ Auf diese Weise entstanden<br />
bereits 1997/98 die ersten Positioniersysteme,<br />
die Leantechnik heute unter dem Namen Leantranspo<br />
fertigt und vertreibt.<br />
KOMPLEXE BEWEGUNGSABLÄUFE –<br />
KEIN PROBLEM<br />
Die Bewegungsaufgabe, die Weissbach an seinen<br />
Kerzen-Maschinen mit dem Lifgo-Zahnstangengetriebe<br />
lösen wollte, war anspruchsvoll,<br />
denn um die Kerzen-Gläser von einer Station<br />
zur nächsten zu befördern, ist ein relativ langer<br />
Hub erforderlich. „Früher hat man dafür Kurbel-<br />
und Stangengetriebe verwendet und sich<br />
eine eigene Lösung zurechtkonstruiert“, berichtet<br />
Markus Weß. Der technische Fortschritt gehe<br />
aber immer mehr in Richtung Standardisierung.<br />
„Fertige Lineareinheiten mit Zahnstangengetriebe<br />
Damit<br />
Ihre Ideen<br />
funktionieren!<br />
Systemlösungen,<br />
Sondermaschinen<br />
und<br />
Werkzeuge<br />
für Ihre Blechbearbeitung.<br />
Ottemeier Werkzeug- und<br />
Maschinentechnik GmbH<br />
Kapellenweg 45<br />
33415 Verl-Kaunitz<br />
Fon 05246 9214-0<br />
Fax 05246 9214-99<br />
m.esken@ottemeier.com<br />
www.ottemeier.com<br />
SUPPLEMENT <strong>2020</strong><br />
S3<br />
Ottemeier.indd 1 11.01.2018 13:54:10
sind nicht nur günstiger als eine individuelle Lösung, sondern auch<br />
zuverlässiger und langlebiger. Insbesondere dann, wenn es – wie in<br />
unserem Fall – um Kombinationsbewegungen aus hohem und seitlichem<br />
Verfahren geht.“<br />
Weissbach verwendet für die Bewegung der Lineareinheit an der<br />
Kerzenmaschine Lifgo-Zahnstangengetriebe der Baugröße 5.1, die<br />
eine Hubkraft von 3 800 N haben und ein Drehmoment von 76 Nm<br />
erzeugen können. Die Getriebe sind über Elastomer-Gelenkwellen<br />
an die Maschine angebunden und wurden aus dem Baukastensystem<br />
von Leantechnik zusammengestellt. Das System ermöglicht die<br />
WIE BEI LEANTECHNIK<br />
INNOVATIONEN ENTSTEHEN<br />
„Oft stoßen unsere Kunden die Entwicklung neuer<br />
Produkte an“, berichtet Leantechnik-Vorstand Reinhard<br />
Janzen. „Wir erfahren z. B., dass die Automobil-Industrie die<br />
Effizienz ihrer Fertigung steigern will und dafür Lösungen<br />
sucht. In abteilungsübergreifenden Projekt-Teams werden<br />
dann gemeinsam mit dem Kunden verschiedene Ansätze<br />
erarbeitet, wie man die jeweilige Positionieraufgabe optimal<br />
löst.“ Auf diese Weise hat Leantechnik unter anderem<br />
die Fertigung verschiedenster Pkw-Modelle auf einer<br />
einzigen Linie ermöglicht. Leantechnik-Getriebe kommen<br />
aber auch in der Elektronik-Fertigung oder in der Medizintechnik<br />
zum Einsatz. Aktuell betreuen die Konstrukteure<br />
aus Oberhausen verschiedene Projekte aus den unterschiedlichsten<br />
Branchen wie z. B. der Logistik, der Lebensmittelindustrie<br />
sowie der Luft- und Raumfahrttechnik.<br />
03<br />
Konfiguration individueller Zahnstangengetriebe aus Standardkomponenten.<br />
Jeder Anwender hat so die Möglichkeit, die Getriebe<br />
optimal an sein Einsatzgebiet anzupassen.<br />
Auch die Arthur Weissbach GmbH verfolgt bei der Fertigung ihrer<br />
Kerzen-Maschinen diese Philosophie, denn das Unternehmen konstruiert<br />
rund 80 % seiner Maschinen kundenindividuell. „Wir arbeiten<br />
viel mit standardisierten Bauteilen, die wir je nach den Anforderungen<br />
der jeweiligen Anwendung miteinander kombi nieren“, erläutert<br />
Markus Weß.<br />
Das bedeutet: Die Anlagen werden an die Gläsergrößen und die<br />
Abmessung der Kerzen angepasst. Hinzu kommt, dass die Kerzenhersteller<br />
oft verschiedene Kerzentypen auf einer Fertigungslinie produzieren<br />
wollen. „Deshalb sind unsere Maschinen in der Regel Kombinationsanlagen,<br />
auf denen bis zu acht verschiedene Glasgrößen<br />
gefertigt werden können“, berichtet Markus Weß. „In der mechanischen<br />
Welt mussten bei jedem Produktionswechsel viele Teile an der<br />
Maschine ausgetauscht werden. Moderne Linear- und Servotechnik<br />
erlaubt es dagegen, die dafür nötigen Einstellungen an der Anlage<br />
einfach über die Software zu ändern.“ Die Lifgo-Getriebe machen diese<br />
hochflexible, unkomplizierte Fertigung möglich und erfüllten damit<br />
die hohen Ansprüche des US-amerikanischen Kerzen-Herstellers.<br />
GETRIEBE ERMÖGLICHEN HOHE<br />
TAKTFREQUENZEN<br />
Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sind die Haupteigenschaften<br />
der Zahnstangengetriebe von Leantechnik. „Wir<br />
wollen dem Anwender volle Flexibilität ermöglichen“, erläutert Geschäftsführer<br />
Reinhard Janzen das Produktkonzept. Die Lifgo-Zahnstangengetriebe<br />
gibt es deshalb in vier verschiedenen Bau größen.<br />
Sie eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Querkraftaufnahme<br />
und eine hohe Positioniergenauigkeit erfordern und erzielen je<br />
nach Baugröße Hubkräfte zwischen 2 000 und 25 000 N. Aufgrund<br />
ihrer vierfach rollengeführten Zahnstange erfüllen die Zahnstangengetriebe<br />
höchste Ansprüche an Synchronizität und Belastbarkeit.<br />
Damit sind sie die ideale Komponente für die auf Effizienz und kurze<br />
Taktzeiten ausgerichtete Maschine, die Weissbach für den US<br />
Kunden konstruiert hat.<br />
Die Kerzenmaschine ist in den USA inzwischen in Betrieb gegangen<br />
und läuft einwandfrei. „Wir sind mit der Leistung der Leantechnik-Getriebe<br />
sehr zufrieden“, sagt Ingenieur Markus Weß. „Bei<br />
künftigen Projekten werden wir auf sie zurückgreifen, wenn es die<br />
Vorgaben des Kunden erfordern.“<br />
Bilder: Leantechnik, Arthur Weissbach<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
03 Mit den Zahnstangengetrieben<br />
kann ein Drehmoment von 76 Nm<br />
erreicht werden<br />
04 Die Lifgo-Zahnstangengetriebe<br />
wurden für Anwendungen<br />
entwickelt, die eine hohe Querkraftaufnahme<br />
und Positioniergenauigkeit<br />
erfordern<br />
www.leantechnik.com<br />
04<br />
S4 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>
DR. TRETTER IM JUBILÄUMSJAHR<br />
AUF WACHSTUMSKURS<br />
Mit der strategischen<br />
Übernahme des<br />
langjährigen Partners<br />
IGT aus Schwelm<br />
baut Dr. Tretter seine<br />
Fertigungstiefe von<br />
der Veredelung bis<br />
hin zur Herstellung<br />
von Gewindetrieben<br />
weiter aus und stärkt<br />
seine Position als Spezialist für Lineartechnik. Der Hersteller,<br />
Importeur und Engineering-Partner kann Kunden damit<br />
künftig noch passgenauere Lösungen anbieten. Durch die<br />
breite Erfahrung von Dr. Tretter in der anwendungsorientierten<br />
Lösungsfindung kombiniert mit den fundierten Herstellungskompetenzen<br />
der IGT GmbH lassen sich Synergien direkt<br />
an die Kunden weitergeben und deutlich steigern. Diese<br />
beziehen sich auf Funktionalität, Produktverständnis,<br />
Kosteneffizienz, Service und Vertrieb.<br />
Dr. Tretter feiert in diesem Jahr zudem ein besonderes<br />
Jubiläum: Das Unternehmen wird 50. Zum Produkt-Programm<br />
gehören heute Schienenführungen, Präzisionsstahlwellen,<br />
Kugelbuchsen, Drehmomentkugelbuchsen, Gewindetriebe,<br />
Linearachsen, Kugelrollen und Toleranzhülsen.<br />
www.tretter.de<br />
Einfach ergonomisch.<br />
Fördern, sortieren, verteilen – mit Vakuumhebern von<br />
Schmalz ist der innerbetriebliche Materialfluss ergonomisch,<br />
einfach und effizient.<br />
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J. Schmalz GmbH · Johannes-Schmalz-Str. 1 · 72293 Glatten · schmalz@schmalz.com<br />
IEF WERNER: 40. JUBILÄUM UND NEUER<br />
ANFRAGEKONFIGURATOR<br />
Die IEF-Werner<br />
GmbH feiert in<br />
diesem Jahr ihr<br />
40. Jubiläum<br />
und blickt auf<br />
eine erfolgreiche<br />
Firmengeschichte<br />
zurück. 1980<br />
als Ingenieurbüro<br />
gegründet,<br />
zählt IEF Werner heute zu den international führenden Unter -<br />
nehmen mit Automatisierungs- und Handhabungslösungen,<br />
die in zahlreichen Branchen zum Einsatz kommen. Der<br />
Anbieter hat unter anderem offene und modulare Palettiersysteme<br />
im Programm, die sich an jede Aufgaben stellung<br />
maßgeschneidert anpassen lassen. Anwender können die<br />
Anlagen mit einem integrierten IEF-Produkthandling betreiben<br />
oder an ein bereits vorhandenes Roboter- oder Handlingsystem<br />
anbinden. Im Jubiläumsjahr gibt es nun einen neuen<br />
Anfrage konfigurator, mit dem der Konstrukteur intuitiv und<br />
mit wenigen Klicks den passenden Palettierer zusammenstellen<br />
– und anschließend direkt eine Anfrage an IEF-Werner<br />
senden kann. Diese wird umgehend an die internen Produktspezialisten<br />
und Vertriebsmitarbeiter weitergeleitet und<br />
bearbeitet. Innerhalb kürzester Zeit erhält der Nutzer ein<br />
konkretes Angebot. Dieses kann als Basis für ein weiterführendes<br />
Beratungsgespräch dienen.<br />
Der Konfigurator ist unter dem folgenden Link zu finden:<br />
www.ief.de/produkte/systeme/palettierer/anfragekonfigurator.html<br />
www.ief.de
KLARTEXT<br />
BAHNBRECHENDE<br />
ENTWICKLUNGEN<br />
JÖRG REGER<br />
Leiter des Geschäftsbereichs Robotik und Fertigungsautomation, ABB Deutschland, Friedberg<br />
In den vergangenen 50 Jahren haben wir zahlreiche Meilensteine der Robotertechnologie<br />
gesehen und selbst auf den Weg gebracht. Besonders hervorheben<br />
möchte ich in diesem Zusammenhang die rasante Entwicklung der Mensch-Roboter-<br />
Kollaboration. Ob von der Koexistenz, bei der Arbeiter und Roboter nebeneinander<br />
arbeiten, bis hin zur echten Kollaboration, bei der sich die Arbeitsräume von Mensch<br />
und Roboter vollends überschneiden – die Kombination aus flexibel einsatzbaren<br />
Robotern, zertifizierter Sicherheitssoftware und einer zunehmend einfacheren<br />
Programmierung erlauben Unternehmen, ihre Fabrik der Zukunft zu gestalten. Davon<br />
profitieren immer mehr auch klein- und mittelständische Unternehmen: Kollaborative<br />
Roboter, wie etwa YuMi von ABB, spielen ihre Vorteile aus, wenn ein geringer<br />
Platzbedarf herrscht sowie eine schnelle Umrüstbarkeit und ein ortsflexibler Einsatz<br />
in einer agil gestalteten Fertigungsumgebung gefragt sind. Übrigens: YuMi feiert in<br />
diesem Jahr fünften Geburtstag – ein weiterer Meilenstein für mich und ABB.<br />
Die Montage und<br />
Handhabung ist ein<br />
zentraler Bereich der<br />
industriellen Produktion.<br />
Durch die Automatisierung<br />
hat sie sich in den letzten<br />
50 Jahren gravierend<br />
weiterentwickelt. Wir<br />
haben Akteure aus der<br />
Branche gefragt: Was<br />
war für Sie die wichtigste<br />
Entwicklung?<br />
DIE RASANTE ENTWICK-<br />
LUNG <strong>DER</strong> MENSCH-<br />
ROBOTER-KOLLABORATION<br />
ZUFÜHRTECHNIK<br />
ROBOTIK<br />
<strong>DER</strong> ÜBERGANG ZU<br />
DURCHGEHEND<br />
ENGINEERING-<br />
BASIERTEN LÖSUNGEN<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
KLAUS BOTT<br />
COO Feeding Technology, Afag, Huttwil (CH)<br />
Die Zuführtechnik, die sortierte Bereitstellung von Einzelteilen und Baugruppen,<br />
ist ein wesentlicher und qualitätsbestimmender Baustein bei automatisierten<br />
Handhabungs- und Montageprozessen. Sie war bisher jedoch nicht durch<br />
disruptive Innovationen gekennzeichnet. Die wichtigste Entwicklung ist aber<br />
der Übergang von kreativen Sortierkonzepten durch handwerkliche Kompetenz in<br />
der Blechbearbeitung zu durchgehend engineering-basierten, reproduzierbaren<br />
Lösungen. 3D-CAD, CAM und 5-Achs-Simultanbearbeitung haben die<br />
Zuführtechnik auf ein deutlich höheres Qualitätslevel gehoben. In den<br />
vergangenen Jahren hat sich die Entwicklung und Nutzung von<br />
Simulationstechnologien und additiver Fertigung sowie die Entwicklung<br />
intelligenter Vibrationsförderer und neuer Regelungskonzepte massiv<br />
beschleunigt. Dies ergänzen flexible Systeme mit Vision und Robotik sowie erste<br />
Ansätze beim Bin-Picking.
KLARTEXT<br />
DR. KURT SCHMALZ<br />
geschäftsführender Gesellschafter der J. Schmalz GmbH, Glatten<br />
Für mich zählt der Computer, auf die vergangenen 50 Jahre bezogen vor allem der<br />
erste Computer von Apple im Jahr 1976, zu den bahnbrechendsten Entwicklungen der<br />
Menschheit. Damit begann die Ära der PCs, die die Großrechner ablösten. Computer<br />
werden seitdem dank integrierter Schaltkreise und Mikroprozessoren immer kleiner,<br />
leistungsfähiger und preisgünstiger. Dieser Fortschritt führte auch zu steigenden<br />
Automatisierungsgraden: mit Robotern, vollautomatischen Produktionsstraßen bis zur<br />
Mustererkennung durch künstliche Intelligenz. Die technologischen Entwicklungen aus<br />
der Automation übertragen wir in die Vakuumtechnik. So entwickeln wir zum Beispiel<br />
intelligente Komponenten, die mit der übergeordneten Steuerung kommunizieren, um<br />
Daten über Zustand, Energieverbrauch oder den Prozess zu übertragen. Auch Software-<br />
Lösungen, wie unsere neue Schmalz Connect Suite, sind nur dank des enormen technischen<br />
Fortschritts der vergangenen Jahre und Jahrzehnte möglich – dafür hätte die<br />
Rechenleistung des Apple I noch nicht ganz ausgereicht.<br />
GREIFTECHNIK<br />
<strong>DER</strong> WANDEL VON<br />
<strong>DER</strong> KLASSISCHEN<br />
KOMPONENTE ZU<br />
KOMPLEXEN SYSTEMEN<br />
<strong>DER</strong> ERSTE PERSONAL<br />
COMPUTER<br />
LINEARTECHNIK<br />
RÜDIGER KNEVELS<br />
CEO Rollon Group, Managing Director Rollon GmbH, Düsseldorf<br />
50 Jahre, eine Zeitspanne, in der enorm viel passiert ist. In der Lineartechnik gibt es einen massiven<br />
Wandel des Anforderungsprofils von der klassischen Komponente über Linearachsen hin zu komplexeren<br />
Systemen. Kundenspezifische Anpassungen, ein wachsender Grad in der Automatisierung und hohe<br />
Flexibilität waren sicherlich die größten Treiber der letzten Jahrzehnte. Von Komponentenherstellern<br />
wird im Zeitalter der Automatisierung und der Digitalisierung aus der Perspektive der Systemlösungen<br />
und der „smarten Produkte“ deutlich mehr erwartet. Dies wird in den kommenden Jahren auf einem<br />
anspruchsvollen und herausfordernden Niveau bleiben. Linearführungssysteme müssen deutlich<br />
lösungsorientierter sein. Purer Katalogstandard war gestern. Heute geht es darum, von modularen<br />
Plattformen oder aus Baukästen heraus kunden- und anwendungsspezifische Lösungen zu schaffen.<br />
Gewichtsreduzierung, Wartungsfreiheit, Beständigkeit gegen schwierige Umgebungsbedingungen,<br />
Erhöhung der Verfahrgeschwindigkeit sind einige wichtige Kundenanforderungen. Dabei geht es auch<br />
darum, das Thema Überdimensionierung von Lineartechnik zu eliminieren. Auf der Entwicklungsebene<br />
befassen wir uns aktuell sehr intensiv mit „smarten Linearsystemen“.<br />
SUPPLEMENT <strong>2020</strong><br />
S7
SAUBERE VERBINDUNG<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
Das Clinchen hat sich als Verbindungstechnik<br />
in der blechverarbeitenden Industrie durch<br />
seine Effizienz und Zuverlässigkeit bewährt.<br />
Das schätzt auch ein Schweizer Haushaltsgeräte-<br />
Hersteller und investierte in eine neue Anlage.<br />
Auf ihr werden die Führungsbleche für Geschirrund<br />
Besteckschubladen mit der Seitenwand<br />
des Highend-Geschirrspülers verbunden.<br />
Wie man Geschirrspüler, Kochfelder und Waschautomaten<br />
auf die höchste Qualitätsstufe hebt, wissen<br />
die Entwickler der V-Zug AG. Die Geräte des Schweizer<br />
Haushaltsgeräte-Herstellers kommen in Privathaushalten<br />
wie auch im Gastronomiebereich zum Einsatz und<br />
warten mit innovativen Technologien auf. Eine Besonderheit der<br />
jüngsten Entwicklung setzt neue Maßstäbe in punkto Ergonomie:<br />
Anfang <strong>2020</strong> stellte V-Zug die neue Adora Geschirrspüler-Linie mit<br />
dem sogenannten Optilift vor. Dahinter verbirgt sich eine ergonomische<br />
Funktion, die den unteren Geschirrkorb hochschwenkt. So<br />
können Teller und Co. komfortabel einsortiert und später wieder<br />
leicht ausgeräumt werden. Um die Führungsschienen und die Mechanik<br />
dieser Schublade sowie der Ergoplus-Besteckschublade<br />
aufzunehmen, mussten Edelstahlbleche im Inneren des Spülmaschinengehäuses<br />
fixiert werden.<br />
CLINCHEN: EINE EFFIZIENTE LÖSUNG<br />
Für diese Aufgabe ist das Clinch-Verfahren der Tox Pressotechnik<br />
GmbH & Co. KG ideal: Es verbindet die dünnen Edelstahlbleche zuverlässig<br />
und schnell. Im Gegensatz zum Nieten oder Schweißen<br />
bleiben die Oberfläche und das Materialgefüge intakt und damit<br />
auch dicht. „Es ist für uns die effizienteste Lösung“, bekräftigt Patrick<br />
Bon, Leiter Konstruktion Geschirrspüler bei V-Zug. „Wir nutzen<br />
zwar schon seit einigen Jahren die Tox-Clinch-Werkzeuge, eine<br />
komplette Anlage von Tox Pressotechnik hatten wir bis jetzt jedoch<br />
noch nicht“, fügt er hinzu.<br />
Die konkrete Aufgabe lautete: Jeweils drei Bauteile müssen an<br />
den beiden Gehäuseseiten der Großraum-Bottiche fixiert werden.<br />
„Unsere Kunden erwarten Top-Qualität. Für uns ist damit klar, dass<br />
auch hierbei das Ergebnis optisch und technisch einwandfrei sein<br />
muss“, betont Patrick Bon.<br />
FEHLER AUSGESCHLOSSEN<br />
Tox Pressotechnik erarbeitete ein Anlagenkonzept, das das Clinchen<br />
zweier Gehäusewände in einem Arbeitsgang erlaubt. Herzstück ist<br />
die Tox-Einzelpunktzange TE-CM mit dem elektromechanischen<br />
Antrieb Tox-Electricdrive in Kompaktbauform. Der C-Bügel ist für<br />
eine maximale Presskraft von 80 kN ausgelegt. Die Werkzeugöffnung<br />
beträgt maximal 73 mm und ist damit völlig ausreichend für<br />
das Schweizer Projekt. Der Pressantrieb EPMR ist matrizenseitig<br />
verbaut und arbeitet mit einer Nennkraft von 80 kN. Sensoren<br />
BEIM CLINCHEN BLEIBEN OBER-<br />
FLÄCHE UND MATERIALGEFÜGE<br />
INTAKT UND DAMIT DICHT<br />
überwachen den Kraft- und Wegverlauf. Die Genauigkeit des hochpräzisen<br />
Kraftsensors liegt bei ± 1,0 % vom Messbereichsendwert.<br />
Der Kolben des Antriebs arbeitet hochdynamisch mit einer Geschwindigkeit<br />
von bis zu 200 mm/s. Vor jedem Setzen eines<br />
Clinch-Punkts wird die Bauteiloberfläche benetzt. Das reduziert die<br />
Reibung und schont damit die Werkzeuge und Blechoberflächen.<br />
S8 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>
01 Auf dem Arbeitstisch<br />
sind die Positionen für<br />
die zu fügenden Bleche<br />
klar vorgegeben und<br />
der Prozess wird erst<br />
freigegeben, wenn die<br />
Edelstahlteile korrekt<br />
aufgelegt sind<br />
02 Das Fügebild der<br />
Clinchpunkte ist sauber<br />
und exakt<br />
Mit Dr. TRETTER ®<br />
Kugelbuchsen<br />
und Wellen<br />
erreichen Sie genaue<br />
und leichtgängige<br />
Bewegungen Ihrer<br />
Führungsanforderung.<br />
01<br />
Dafür hat Tox Pressotechnik die Anlage um eine<br />
Sprüheinrichtung ergänzt.<br />
Nach dem Auflegen der drei Bleche auf den<br />
Arbeitstisch – eine Verwechslung und Fehlmontage<br />
ist dank der schablonenartigen Bauteilaufnahmen<br />
ausgeschlossen – legt der Werker die<br />
60-l-Großraum-Bottiche auf. Über die Tox-Einhandsteuerung<br />
STE gibt er den über den Weg<br />
geregelten Prozess frei. Die Gehäuse werden fixiert,<br />
und der Clinch-Prozess startet. Die Zange<br />
verfährt dabei auf einer X-Y-Achse, um zwei<br />
Seitenwände nacheinander mit je 15-Tox-Punkten<br />
zu bearbeiten.<br />
FÜGEVORGANG SICHER IM BLICK<br />
Es gibt zwei Programme: Eines zum Clinchen von<br />
drei und eines von zwei Blechen pro Seite. „So<br />
können wir die Gehäuse für Spülmaschinen mit<br />
und ohne Comfort-Slide-Funktion für die Besteckschublade<br />
auf einer Anlage fertigen“, erklärt<br />
Christoph Fässler, Projektleiter Anlageplanung.<br />
Sobald der Vorgang abgeschlossen ist, öffnet die<br />
Steuerung die Bauteilspanner automatisch. Der<br />
Werker nimmt daraufhin das Gehäuse ab, bestückt<br />
den Arbeitstisch neu und legt den um 180 °<br />
gedrehten Bottich wieder auf, um den Vorgang an<br />
der zweiten Seitenwand zu wiederholen. Bewegungsabläufe<br />
und Betriebsarten kann der Anwender<br />
über einen Touchscreen erstellen, Bewertungsergebnisse<br />
darüber einsehen. Der Bildschirm<br />
ist über eine Ethernet-Verbindung mit dem Achs-<br />
Controller verbunden.<br />
Um Fehler oder gar Verletzungen zu vermeiden,<br />
hat Tox Pressotechnik die Anlage mit mehreren<br />
Sicherheitsfeatures ausgestattet. So kontrollieren<br />
Sensoren, ob die erforderlichen Bauteile eingelegt<br />
und der Bottich aufgelegt wurden. Zugänglich<br />
ist die Anlage nur von vorne, wobei Lichtschutzgitter<br />
den Zutritt während des Prozesses<br />
überwachen. Die übrigen Seiten sind über Makrolonscheiben<br />
abgeschottet. So können die Werker<br />
den Fügevorgang gefahrlos im Blick behalten.<br />
Und bei V-Zug denkt man flexibel. So kann die<br />
Steuerung später für zusätzliche Bottich-Varianten<br />
erweitert werden. Ebenso sind alle Bauteilaufnahmen<br />
als Wechselteile ausgelegt und erlauben<br />
eine spätere Nachrüstung.<br />
SCHLÜSSELFERTIG UND<br />
DENNOCH FLEXIBEL<br />
Die Anlage kam schlüsselfertig bei V-Zug an und<br />
musste lediglich an Strom und Druckluft angeschlossen<br />
werden. „Es lief alles problemlos ab“,<br />
erinnert sich Christoph Fässler. „Bei uns kommt<br />
es nicht auf die Maximierung des Outputs an,<br />
sondern auf die Qualität, die bei Tox Pressotechnik<br />
technisch und optisch überzeugt.“<br />
Bilder: TOX PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG<br />
www.tox-pressotechnik.com<br />
02<br />
Service<br />
Beratung<br />
Auslegung<br />
Wellenbearbeitung<br />
Betriebstemperaturen<br />
–10 °C bis +200 °C<br />
Geschwindigkeiten<br />
bis zu 3 m/s<br />
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Stuttgart<br />
05.-08.10.<strong>2020</strong><br />
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Am Desenbach 10+12<br />
73098 Rechberghausen<br />
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EINE GRIFFIGE<br />
GESCHICHTE<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
Was in den 1980er-Jahren mit aufwändigen<br />
Einzelanfertigungen begann, stellt heute eine<br />
der wichtigsten Entwicklungen in der<br />
Handhabung dar – der Greifer. Greifsysteme<br />
meistern durch ihre Vielseitigkeit nahezu jede<br />
Aufgabe – ob mechanisch, pneumatisch,<br />
magnetisch oder adhäsiv. Lesen Sie die<br />
interessante Geschichte über die Entwicklung<br />
der Greifertechnologie eines deutschen<br />
Herstellers.<br />
Autor: Harald Dickertmann, Executive Vice President Sales Gripping Systems,<br />
SCHUNK GmbH & Co. KG, Lauffen/Neckar<br />
Über 2 550 Greifer umfasst das Standard-Greifkomponentenprogramm<br />
der Firma Schunk aus Lauffen am Neckar<br />
heute. Greifer-Legenden wie der vielzahngeführte Universalgreifer<br />
PGN-plus oder der Kleinteilegreifer MPG-plus<br />
gehören ebenso dazu wie intelligente Greifmodule für die smarte<br />
Produktion und handzahme Co-act-Greifer für die Mensch-Roboter-<br />
Kollaboration. Hinzu kommen unzählige Spezialgreifer vom Schwerlast-<br />
bis zum Mikrohandling. Die Entwicklung des automatisierten<br />
Greifens verlief in mehreren Stufen.<br />
Seit 75 Jahren begeistert Schunk mit Pioniergeist, Perfektion und<br />
Kümmerer-Kultur – zunächst in der Spanntechnik, seit Anfang der<br />
1980er-Jahre dann auch in der Automation. Auslöser für den Einstieg<br />
in die Automation war eine Beobachtung des Spann- und<br />
PLÖTZLICH WAR KLAR, DASS<br />
DAS INDUSTRIELLE GREIFEN<br />
IN ZUKUNFT WEIT MEHR SEIN<br />
WÜRDE, ALS ZWEI FINGER ZU<br />
ÖFFNEN UND ZU SCHLIESSEN<br />
Greiftechnikpioniers Heinz-Dieter Schunk zu Beginn des Robotik-<br />
Booms. Greifwerkzeuge für Roboter wurden zu diesem Zeitpunkt<br />
meist individuell als Einzelanfertigung hergestellt, waren klobig,<br />
schwerfällig und instabil. Pneumatikleitungen verursachten extreme<br />
S10 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>
Störkonturen. Genau hierin sah der findige<br />
Unternehmer eine Chance: Kleiner,<br />
leichter, zuverlässiger und erschwinglicher<br />
sollten Robotergreifer werden, so seine Vision.<br />
Über eine Standardisierung, die dem<br />
Unternehmer schon im Bereich Spannbacken<br />
und Werkzeughalter gelungen war,<br />
wollte er Kosten- und Lerneffekte realisieren,<br />
die in der Folge wiederum dem Markt<br />
zugutekommen sollten.<br />
STANDARDISIERUNG <strong>DER</strong><br />
GREIFTECHNIK<br />
Den Anfang machte 1983 der Schunk PPG,<br />
der wohl weltweit erste standarisierte Industriegreifer<br />
auf dem Markt. Dieser war<br />
vergleichsweise leicht und wurde über<br />
integrierte Luftkanäle betätigt, sodass die<br />
Verschlauchung erheblich vereinfacht<br />
wurde. Kurz darauf folgten ein Dreifingergreifer<br />
und ein Schwenkmodul. Schon<br />
bald ermöglichten abgestufte Baugrößen<br />
eine gezielte Auslegung. Sukzessive entstand<br />
ein umfassendes Modulprogramm,<br />
das Greifmodule, Drehmodule, Linearmodule<br />
und Roboterzubehör umfasst.<br />
Der mit patentierter Vielzahnführung<br />
ausgestattete PGN-plus gilt bis heute als<br />
Benchmark und wurde ständig weiterentwickelt.<br />
FRÜHER EINSTIEG IN DIE<br />
MECHATRONIK<br />
Bereits 1986, also lange bevor sich der<br />
Trend zur Mechatronik etablierte, präsentierte<br />
Schunk mit dem SEG 10 einen ersten<br />
servoelektrischen Greifer. In der Welt der<br />
Handhabung und Robotik, die bis dato<br />
von Hydraulik und Pneumatik geprägt war,<br />
setzte das Unternehmen mit dem SEG<br />
Maßstäbe. Plötzlich wurde klar, dass das<br />
industrielle Greifen in Zukunft weit mehr<br />
sein würde, als zwei Finger zu öffnen und<br />
zu schließen. Das Mechatronikmodul war<br />
für die damalige Zeit so außergewöhnlich,<br />
dass es den Weg bis in die populärwissenschaftliche<br />
„Knoff-Hoff-Show“ des ZDF<br />
fand. Neben seiner Kompaktheit, Leistungsdichte<br />
und universellen Einsetzbarkeit<br />
überraschte der Mechatronikgreifer<br />
01 1983 bringt Schunk den ersten standardisierten<br />
Industriegreifer auf den Markt: Er war<br />
vergleichsweise leicht und wurde ebenso wie<br />
das Linear- und Drehmodul über integrierte<br />
Luftkanäle betätigt<br />
02 Der PGN-plus-P verfügt in der neuesten<br />
Version über eine lebensdauergeschmierte<br />
Vielzahlführung<br />
01<br />
Positioniersysteme<br />
• Spindelantriebe<br />
• Zahnriemenantriebe<br />
• Direktantriebe<br />
• Auslegerachsen<br />
• Mehrachskombinationen<br />
• Schwenkantriebe<br />
• Drehtische<br />
• Steuerungstechnik<br />
• Transportbänder<br />
• Softwareentwicklung<br />
• Schaltschrankbau<br />
...alles aus<br />
einer Hand<br />
02<br />
www.ief.de
03<br />
04<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
vor allem mit einer einstellbaren Greifkraft sowie einer flexiblen<br />
Positionierung der Greiferfinger.<br />
MODULARE LEICHTBAUARME ALS VORREITER<br />
<strong>DER</strong> LEICHTBAUROBOTIK<br />
Wenige Jahre später ging es dann Schlag auf Schlag: Schunk erweiterte<br />
das Portfolio um die legendäre Power-Cube-Reihe, ein Programm<br />
aus Greifern, Drehmodulen und Schwenk-Neigeeinheiten.<br />
Die Idee der modularen Robotik war geboren und prägt von nun an<br />
vor allem die Entwicklungen in der Service- und Assistenzrobotik.<br />
Innerhalb weniger Jahre entwickelte sich der Baukasten weltweit zu<br />
einem Standard in der angewandten Forschung. Plötzlich war es<br />
möglich, unterschiedlichste, flexibel nutzbare Greifsystemstrukturen<br />
WAREN PNEUMATISCHE GREIFER<br />
KONSTRUKTIONSBEDINGT EHER<br />
UNFLEXIBEL, SO BOTEN<br />
ELEKTRISCHE GREIFER VOLL-<br />
KOMMEN NEUE MÖGLICHKEITEN<br />
aus dem Baukasten heraus zu realisieren, die zum Vorbild heutiger<br />
Leichtbauroboter wurden. Parallel dazu trieb Schunk die Mechatronisierung<br />
der industriellen Handhabung voran. So kam 2002 der<br />
EGN 100 auf den Markt, der erste servoelektrische Industrie greifer.<br />
2005 folgten die elektrische Miniatur-Dreheinheit MRD als Vorgänger<br />
der heutigen ERD sowie die Lirax-MLD, eine Linearachse mit<br />
Direktantrieb für hochpräzise Highspeed-Anwendungen, als Vorgänger<br />
der aktuellen LDx-Achsen.<br />
NEUE FLEXIBILITÄT DURCH ELEKTRISCHE GREIFER<br />
Nicht zuletzt die Integration des Ventil- und Linearachsspezialisten<br />
GAS Automation GmbH aus St. Georgen, die heute als Schunk<br />
Electronic Solutions firmiert, gab der Mechatronisierung des<br />
Schunk-Greifsystemprogramms zusätzlichen Schub. Höhepunkte<br />
waren 2009 die Vorstellung der Pick-and-place-Einheit PPU-E für<br />
Highspeed-Anwendungen und 2016 der Markteintritt der mit<br />
Auto-Learn-Technologie ausgestatteten ELP-24-V-Linearachse.<br />
Zu diesem Zeitpunkt zeichnete sich bereits ein Trend zur Mechatronisierung<br />
von Handhabungssystemen ab. Während pneuma-<br />
03 Der 24-V-Baukasten setzt neue Maßstäbe in der Montageautomation<br />
04 Die DGUV-zertifizierten Co-act-Greifer erschließen die Mensch-<br />
Roboter-Kollaboration und damit ein wichtiges Zukunftsfeld der Robotik<br />
tische Greifer konstruktionsbedingt eher unflexibel waren und im<br />
Regelfall lediglich geöffnet und geschlossen werden konnten,<br />
boten elektrische Greifer mit der ihnen eigenen Flexibilität vollkommen<br />
neue Möglichkeiten bei der Gestaltung von Greif-,<br />
Transport- und Montageprozessen. So kann der Öffnungshub frei<br />
variiert und von Zyklus zu Zyklus exakt an die Werkstückgröße<br />
angepasst werden. Damit steigt die Vielseitigkeit hinsichtlich des<br />
Teilespektrums, es ergeben sich Vorteile bei den Schließ- und<br />
Öffnungszeiten sowie höhere Taktraten und eine bessere Systemauslastung.<br />
Außerdem lassen sich Parameter wie Greiferstellung,<br />
Schließgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Kraft während<br />
des Betriebs abfragen. Erstmals konnten Bewegungs- und Halteströme<br />
der Greifer erfasst und in der Maschinensteuerung oder<br />
in externen Computern verarbeitet werden – ein Konzept, das<br />
Schunk heute im Rahmen des „Smart Gripping“ immer weiter<br />
verfeinert.<br />
GREIFER FÜR KOLLABORATIVE ANWENDUNGEN<br />
Wie vielfältig die Einsatzfelder mechatronischer Greifer mittlerweile<br />
sind, zeigt Schunk mit seinem Co-act-Programm für kollaborative<br />
Anwendungen. Als erster Anbieter hat das Unternehmen<br />
sowohl die anthropomorphe SVH-5-Fingerhand als auch den Coact-EGP-C-Kleinteilegreifer<br />
von der DGUV (Deutsche Gesetzliche<br />
Unfallversicherung e. V.) für kollaborative Anwendungen zertifizieren<br />
lassen. Das Zertifikat vereinfacht die Sicherheitsbetrachtung<br />
bei kollaborierenden Anwendungen und verkürzt den Zeitaufwand.<br />
Und auch für das laufende Jahr ist ein Meilenstein am<br />
Start: Der Großhubgreifer EGL-C wird der erste für kollaborative<br />
Anwendungen zertifizierte Großhubgreifer sein, der die Liga des<br />
Kleinteilehandlings verlässt und im Formschluss Werkstücke bis<br />
8 kg sicher handhaben kann. Der Schlüssel liegt in einer integrierten<br />
Kraft- und Wegmessung sowie einer eigens entwickelten und zum<br />
Patent angemeldeten Sicherheitsintelligenz, die unmittelbar in<br />
den Greifer integriert ist.<br />
Bilder: SCHUNK GmbH & Co. KG<br />
www.schunk.com<br />
S12 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>
SICHERE KLEMMUNG AUF MARKTÜBLICHEN<br />
LINEARFÜHRUNGEN<br />
Für das Klemmen oder Bremsen bewegter Massen in axialer<br />
Richtung eignet sich das pneumatische Klemm- und Bremssystem<br />
Linclamp von Hema. Es kann für nahezu alle Arten und<br />
Größen handelsüblicher Linearführungssysteme adaptiert werden.<br />
Ausgestattet mit<br />
Stahlbelägen<br />
kommt Linclamp<br />
zum schnellen<br />
und sicheren<br />
Klemmen auf<br />
bearbeiteten<br />
Flächen zum<br />
Einsatz. Ist eine<br />
Bremsfunktion<br />
erforderlich,<br />
werden widerstandsfähige<br />
Sinterbeläge verwendet. Die gesamte Produkt familie umfasst je<br />
nach Größe und Ausführung der Sicherheitsklemmung Versionen<br />
für Haltekräfte zwischen 300 und 10 000 N. Als passiv wirkende<br />
Ausführungen gibt es die Linclamp S und SK mit einteiligem<br />
Klemmkörper, zwei Federblechen und Luft kammer, wobei<br />
Linclamp S eine lange, schlanke und Linclamp SK eine breite,<br />
kurze Ausführung ist. Sie werden durch Druckluft geöffnet, ohne<br />
Druckluftbeaufschlagung oder durch Druckluftausfall wird sofort<br />
geklemmt. Linclamp SA ist eine breite, kurze, aktiv wirkende<br />
Ausführung mit einteiligem Klemmkörper, einem Federblech und<br />
Luftsack, die mit Druckluft klemmt. Im drucklosen Zustand sind<br />
die Bremsbacken geöffnet.<br />
www.hema-group.com<br />
AKTIONSRADIUS ERHÖHEN DURCH 7. ACHSE<br />
Gelenkarmroboter<br />
sind mit<br />
ihrer Kinematik<br />
für viele<br />
Applikationen<br />
einsetzbar.<br />
Durch Kombination<br />
mit einer<br />
7. Achse aus der<br />
Hiwin-Linearachsfamilie,<br />
erweitern sich<br />
die Einsatzmöglichkeiten<br />
um<br />
ein Vielfaches.<br />
Zwei oder mehr<br />
parallellaufende<br />
Maschinen können gleichzeitig bedient werden. Ebenso ist der<br />
Einsatz in der Maschinenverkettung möglich. Der Roboter kann<br />
eine Station entladen, linear zwischen den Anlagenteilen ver -<br />
fahren und das Werkstück an die nächste Station übergeben.<br />
Befinden sich die Werkstücke auf einem Band, kann der Roboter<br />
sie „on the fly“ bearbeiten. Die Linearachsfamilie HX bietet mit<br />
ihrem Baukastensystem die passende Lösung: angepasst an die<br />
Applikation, garantieren verschiedene Baugrößen und Antriebsarten,<br />
sowie die freie Wahl des Arbeitshubs in mm-Schritten,<br />
die uneingeschränkte Performance des Roboters.<br />
www.hiwin.de<br />
LINEARFÜHRUNG FÜR GLEITENDE UND<br />
ROTIERENDE VERSTELLUNGEN<br />
Linear bewegen<br />
und zeitgleich<br />
rotieren, das<br />
kann die neue<br />
Drylin-W-<br />
Linear führung<br />
von Igus.<br />
Neben Anwendungen<br />
in<br />
Steuer kabinen<br />
zum Beispiel<br />
in Traktoren<br />
oder auf Kranen ist sie auch für Kino-, Theater- und Flugzeugsitze<br />
gedacht. Überall dort, wo auf einem kompakten Raum<br />
Bedien elemente flexibel und ergonomisch bewegt werden<br />
müssen. Für die Neuentwicklung hat Igus einfach zwei bereits<br />
bestehende Produkte miteinander kombiniert: eine Drylin-<br />
W-Linearführung für die lineare Bewegung mit einem PRT-04-<br />
Rundtischlager für die Rotation. Das Lager ist bereits in die<br />
Schlittenplatte inte griert. Anstelle von Kugelführungen setzt<br />
Igus in den Gleit elementen des Linearschlittens und des Lagers<br />
auf tribologisch optimierte Hochleistungskunststoffe. Sie sind<br />
bis zu viermal leiser als Kugelführungen und zugleich schmiermittel-<br />
und wartungsfrei. Durch den Verzicht auf zusätzliches<br />
Schmiermittel und Öle ist die Linear-/Schwenkführung unempfindlich<br />
gegen Staub und Schmutz.<br />
www.igus.de<br />
PRÄZISIONSSTAHLWELLEN-FERTIGUNG<br />
IN GROSSSERIE<br />
Seit mehr als 30 Jahren ist Minitec bekannt als Anbieter eines<br />
ausgeklügelten Baukastensystems mit Aluminiumprofilen<br />
und Lineartechnik. Das Leistungsspektrum im Linearumfeld<br />
umfasst dabei nicht nur die Umsetzung einsatzfertiger Systeme,<br />
sondern auch die eigenständige Bearbeitung gehärteter<br />
Präzisionsstahlwellen in den vier Bereichen Zuschnitt, Axialund<br />
Radialbearbeitung sowie Fräsbearbeitung. Neueste CNC-<br />
Maschinen, ständige Weiterbildung der Mitarbeiter und ein<br />
umfassendes Qualitätsmanagement sind die Basis für Präzision,<br />
Wirtschaftlichkeit und sichere Termineinhaltung. Hierfür<br />
ist der Standort<br />
Waldmohr in<br />
Rheinland-Pfalz<br />
mit modernster<br />
Technik ausgestattet.<br />
Mit<br />
seinem Dreh-<br />
Fräs zentrum<br />
(9-Achsen) mit<br />
Stangenlager<br />
ist eine<br />
Großserien-<br />
Produktion<br />
von mehreren<br />
tausend Wellen möglich. Dazu bietet Minitec neben hoher<br />
Qualität und Präzision einen maßgeschneiderten Service.<br />
Die kompetente Beratung umfasst auch eine technische<br />
Machbarkeitsprüfung.<br />
www.minitec.de<br />
SUPPLEMENT <strong>2020</strong><br />
S13
MEILENSTEINE<br />
<strong>DER</strong> ROBOTIK<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
Die Robotik ist ein spannendes Feld – und sie<br />
hat sich in den letzten Jahrzehnten permanent<br />
weiterentwickelt. Doch es gibt auch Konstanten:<br />
Der Sechsachs-Knickarm-Roboter ist ein<br />
Dauerbrenner. Das Fraunhofer IPA blickt in<br />
einer Roboterausstellung auf Anwendungen seit<br />
Anfang der 1970er-Jahre zurück und gestaltet<br />
mit neuen Technologien gleichzeitig die Zukunft<br />
der Automatisierung mit.<br />
Als man in Deutschland noch nicht von Robotern sprach,<br />
sondern von programmierbaren Handhabungsgeräten,<br />
waren Roboter in anderen Ländern wie den USA oder<br />
Japan bereits vielfach im Einsatz. Doch auch in Deutschland<br />
traten diese Handhabungsgeräte für Werkstücke und Werkzeuge<br />
in den 1970er-Jahren ihren Siegeszug an. Ihr Clou: Zwar<br />
waren automatisierte Bewegungsabläufe für Montage und Handhabung<br />
bereits seit den 1960er-Jahren ein Thema und z. B. in Form<br />
von Kurvenscheiben umgesetzt. Die Herausforderung war aber,<br />
flexible, universelle, wiederverwendbare und umrüstbare Anwendungen<br />
umsetzen zu können, ohne die Mechanik aufwändig<br />
ändern zu müssen. Erst durch Roboter gelang hier ein Durchbruch,<br />
indem sie durch Ausnutzung neuester Steuerungs- und Antriebstechnik<br />
Bewegungen im Raum frei programmierbar machten.<br />
Autor: Dr.-Ing. Werner Kraus, Leiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme,<br />
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart<br />
ROBOTER AUF DEM VORMARSCH<br />
Heute ist Deutschland weltweit auf dem dritten Platz, was die Roboterdichte<br />
angeht. Während die ersten Roboter noch mit hydraulischen<br />
oder pneumatischen Antrieben versehen waren, gingen die Hersteller<br />
schnell zur Verwendung elektrischer Antriebe über. Sie waren sauberer<br />
und verbrauchten weniger Energie. Ein weiterer technischer<br />
Quantensprung ging von verbesserter Sensorik und auch Steuerungstechnik<br />
aus – letztere, um sechs Antriebe bewegen zu können.<br />
Auch dass die Antriebe zunehmend kleiner wurden, brachte die<br />
Robotik entscheidend voran, da diese immer mitbewegt werden<br />
müssen. Und was die Preise angeht, zeigt sich ebenfalls eine markante<br />
Veränderung: Während früher ein Roboter das teuerste Element in<br />
einer Anwendung war, macht er heute nur noch rund ein Fünftel des<br />
Gesamtinvests der Automatisierungslösung bestehend aus Peripherie<br />
wie Greifern aber auch Engineering-Aufwänden aus. Diese Kostenentwicklung<br />
dreht sich gegenwärtig wieder um, da die Wertschöpfung<br />
des Roboters durch zunehmende Integration von Funktionen<br />
wie z. B. Greifsystemen inklusive Algorithmen Safety integriert und<br />
die Inbetriebnahme schneller möglich ist.<br />
Was die Kinematik „klassischer“ Industrieroboter angeht, so ist<br />
diese seit vielen Jahren nahezu unverändert. Der serielle Sechsachs-Knickarm-Roboter<br />
ist mit über 60 % Marktanteil das Zugpferd<br />
im Markt. Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung<br />
IPA kann man einen solchen frühen Industrieroboter<br />
in der hauseigenen Ausstellung „Meilensteine der Robotik“ ansehen:<br />
Es ist der Puma (Programmable Universal Machine for Assembly)<br />
der Firma Unimation, die 1956 mit dem Unimate den ersten Roboter<br />
überhaupt entwickelte. Ausgehend von dieser wiederkehrenden<br />
Bauform haben sich Sechsachs-Knickarm-Roboter immens weiterentwickelt<br />
und mechanisch ausdifferenziert, sei es hinsichtlich<br />
Größe, Traglasten von wenigen 100 g bis über 1 t, Lebensdauer und<br />
Zuverlässigkeit. Ebenfalls verbesserte die Algorithmik im Zusammenhang<br />
mit Rechnerperformance die Regelungstechnik entscheidend,<br />
also das Bahnverhalten und die Dynamik der Roboter.<br />
S14 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>
Zu den seriellen Robotern gehören weiterhin die Scara-Roboter<br />
(Selectiv Compliance Assembling Robot Arm), erfunden von Professor<br />
Makino in den 1970er-Jahren. Sie waren mit ihren horizontalen<br />
Bewegungsabläufen ein Durchbruch in der Kleinmontage und<br />
auch am IPA wurden damit beachtliche Anwendungen realisiert, die<br />
zum Beispiel die SMT-Bestückung mit Taktzeiten von weniger als<br />
einer Sekunde schafften. Auch der Portalroboter ist ein serieller<br />
Roboter, in diesem Fall aber für sehr große Bewegungen und hohe<br />
Nutzlasten.<br />
WUN<strong>DER</strong>KINEMATIKEN HELFEN NICHT WEITER<br />
Das Fraunhofer IPA hat die Entwicklung der Robotik in Deutschland<br />
von Beginn an maßgeblich mitgeprägt. „Dabei ging es nicht<br />
darum, eine Art Wunderkinematik für einen speziellen Einsatzfall<br />
zu entwickeln. Stattdessen standen immer die Bedarfe der breiten<br />
ROBOTERKONSTRUKTION: DIE<br />
MUSIK SPIELT IM ENDEFFEKTOR<br />
Industrie und insbesondere des Mittelstands im Zentrum unserer<br />
Entwicklungen“, berichtet Professor Rolf-Dieter Schraft. Er war<br />
langjähriger Leiter des Instituts und fördert die Ausstellung bis heute<br />
sowohl inhaltlich als auch finanziell über den Alumni-Verein<br />
„Verein zur Förderung produktionstechnischer Forschung e. V.“<br />
Insbesondere neue Endeffektoren, d. h. durch den Roboter geführte<br />
Greifer und Werkzeuge und somit die Schnittstelle zwischen<br />
Roboter und „Automatisierungsproblem“, waren Inhalt zahlreicher<br />
Forschungsarbeiten am IPA. In der Ausstellung dokumentiert eine<br />
Leinwand mit Bildern von mehr als 150 Endeffektoren, wie vielfältig<br />
die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten sind. „Konstruktionsseitig<br />
steckt in den Endeffektoren und damit den automatisierten<br />
01 Die Ausstellung „Meilensteine der Robotik“ blickt anhand<br />
zahlreicher Exponate auf 50 Jahre Roboterentwicklung am<br />
Fraunhofer IPA zurück<br />
02 Einer der ersten Roboter überhaupt, der Puma von Unimate,<br />
ist in der Stuttgarter Ausstellung zu sehen<br />
Prozessen bis heute das meiste Know-how drin“, betont Schraft.<br />
„Es gab somit nie ein Roboterproblem, sondern ein Anwendungsproblem.“<br />
So gibt es beispielsweise Endeffektoren, die schneiden,<br />
Platinen bestücken, löten oder auch melken und sogar Maultaschen<br />
handhaben. Und dabei gilt tatsächlich manches Mal: Weniger<br />
ist mehr.<br />
TREND ZUR FLEXIBILITÄT<br />
Mit den Robotern selbst, die in ihrer Bewegungsfreiheit und kinematischen<br />
Kette dem menschlichen Arm nachempfunden sind,<br />
wurden ebenso aufwändig konstruierte Roboterhände mit fünf<br />
Fingern entwickelt. Sie sind allerdings kostspielig und in der Dauerfestigkeit<br />
nicht optimal. Parallel dazu entstehen zunehmend Greifer,<br />
die sich flexibel einem Werkstück anpassen können. Am IPA ist z. B.<br />
zusammen mit der Firma Formhand ein solcher Greifer für den<br />
Griff in die Kiste mit Blechteilen entwickelt worden. Er funktioniert<br />
ähnlich einem Saugnapf. Er enthält kleine Kugeln und durch das<br />
Erzeugen eines Vakuums passt sich der Greifer vielen Konturen an.<br />
Ein solcher Greifer kann mittlerweile ein komplexes mechatronisches<br />
System ersetzen.<br />
Flexibilität ist nicht nur für Greifer ein Mehrwert, sondern beeinflusst<br />
auch Bauformen von Robotern oder ihren Komponenten. So<br />
zeigt die IPA-Ausstellung den Baukasten für Softrobotiksysteme<br />
Myorobotics. Damit lassen sich Robotersysteme aufbauen, deren<br />
steife und nachgiebige Komponenten Armen und Beinen nachempfunden<br />
sind. Durch Sensoren und eine lokale Signalverarbeitung<br />
können die Systeme Reize wahrnehmen und reflexähnlich<br />
auf ihre Umwelt reagieren. Wie bei ihrem menschlichen Vorbild<br />
können die Roboter Kraft speichern und Stöße abfedern. Zukünftig<br />
kann diese Technologie dort genutzt werden, wo Menschen und<br />
Maschinen gemeinsam agieren, beispielsweise in der Haushaltsoder<br />
Rehabilitationsrobotik.<br />
WEICHEN STELLEN FÜR DIE ZUKUNFT<br />
Konzipiert und umgesetzt hat die Ausstellung Martin Hägele, langjähriger<br />
Leiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme am<br />
Fraunhofer IPA und Technik-Enthusiast. Ging man mit ihm durch<br />
die Ausstellung, so wusste er nicht nur Anekdoten und Detailwissen<br />
zum Besten zu geben. Noch wichtiger war ihm, den Blick auf das zu<br />
02<br />
01<br />
SUPPLEMENT <strong>2020</strong><br />
S15
03<br />
KI HILFT BEIM ROBOTERGERECHTEN<br />
KONSTRUIEREN<br />
Die Entwicklungen in der Robotik prägen die Konstruktion.<br />
Die Trends beeinflussen dabei nicht nur die Konstruktion von<br />
Automatisierungslösungen, sondern auch die von Bauteilen.<br />
Hierzu gibt es die elf Regeln zum „Design for Automation“.<br />
Erfahrene IPA-Automatisierungsexperten haben damit<br />
bereits Firmen unterschiedlichster Branchen weltweit<br />
dahingehend (auch virtuell) beraten, wie sie Bauteile<br />
automatisierungsfreundlich konstruieren sollten, um die<br />
Teilevereinzelung, Handhabung, das Positionieren und den<br />
Fügeprozess selbst zu vereinfachen. Und auch KI, genauer:<br />
das maschinelle Lernen gibt Hilfestellung für die Konstruktion<br />
von Bauteilen, die ein Roboter später einmal handhaben oder<br />
montieren soll. So ist am IPA die Software www.neurocad.de<br />
entstanden. Konstrukteure können dort ihre Step-Dateien<br />
hochladen und erfahren innerhalb weniger Sekunden, wie<br />
einfach oder schwer ein Bauteil zu vereinzeln ist. Eine<br />
Heatmap wird künftig anzeigen, welche Stellen am Bauteil<br />
zu dieser Einschätzung führten, was dem Konstrukteur hilft,<br />
diese Stellen zugunsten einer besseren Automatisierbarkeit<br />
zu überdenken. Außerdem bewertet das Tool die Ausrichtbarkeit<br />
des Bauteils und seine Greifflächen.<br />
03 Zu den neuartigen Konstruktionen gehören u. a. nachgiebige Komponenten,<br />
die z. B. das Myorobotics-System intrinsisch sicher machen<br />
04 Ein flexibler Greifer für den Griff in die Kiste, entwickelt vom<br />
Fraunhofer IPA und der Firma Formhand, ersetzt oftmals aufwändige<br />
Mechatronik<br />
MONTAGE UND HANDHABUNG<br />
04<br />
richten, was noch kommen wird. Entsprechend viele Zukunftsprojekte<br />
konnte er auf den Weg bringen, bevor er die Abteilung an<br />
seinen Nachfolger Werner Kraus übergab.<br />
Eines der Stichworte ist hier die „Automatisierung der Automatisierung“<br />
verbunden mit Technologien des maschinellen Lernens.<br />
Experimente und Optimierungen werden dann in die Simulation<br />
verlegt. So etwa zur Erkennung oder Lokalisierung von Objekten<br />
oder zur Generierung von Greifstrategien, Roboterbahnen oder<br />
ganzen Programmen. Dabei gilt es nach wie vor als Herausforderung,<br />
gelernte Fähigkeiten auf ähnliche Situationen zu übertragen.<br />
In diesem Kontext konnten mit Förderung des Ministeriums für<br />
Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg im<br />
KI-Fortschrittszentrum der Fraunhofer-Institute IPA und IAO bereits<br />
rund 90 industrielle KI-Anwendungsfälle in Rahmen von Quick<br />
Checks auf ihr Potenzial und ihre technische Machbarkeit analysiert<br />
werden. Die vielversprechendsten Anwendungsfälle werden jetzt<br />
im Falle von Quick Wins direkt mit der Industrie umgesetzt oder –<br />
falls Fragen offen sind, die eher die Grundlagenforschung beantworten<br />
kann – gemeinsam mit dem KI-Forschungsverbund Cyber<br />
Valley eruiert, um den Weg in die Praxis zu ebnen. Weitere Beratungsangebote<br />
bieten das Zentrum für Cyber Cognitive Intelligence und<br />
das Zentrum Kognitive Robotik am Fraunhofer IPA.<br />
Die Anwendungsorientierung ist also noch immer Haupttreiber<br />
der IPA-Forschung. Dabei unterscheiden sich die Anwendungen<br />
tatsächlich nicht wesentlich von denen aus den 1980er- oder<br />
1990er-Jahren. Seien es die automatisierte Schaltschrankverkabelung,<br />
der Griff in die Kiste, mobile Roboter für Transportaufgaben<br />
oder die feinfühlige, kraftgeregelte Montage – sie wurden bereits<br />
damals nachgefragt und gelten aktuell als Wachstumsmärkte. Aber<br />
heute profitieren sie hinsichtlich Programmierung und Taktzeit verstärkt<br />
von Künstlicher Intelligenz. Die heutigen Roboter sind zum<br />
einen autonomer, sie brauchen also signifikant weniger Expertenwissen<br />
zur Programmierung. In zunehmendem Maße sind sie auch<br />
interaktiver. „Nicht zuletzt griff das Team um Martin Hägele die<br />
Mensch-Roboter-Kollaboration bereits Ender der 1990er-Jahre als<br />
Forschungsthema auf und transferierte sie über Jahre hinweg in<br />
unterschiedlichste Anwendungen“, hebt Rolf-Dieter Schraft hervor.<br />
Bilder: Aufmacher: Nuthawut – stock.adobe.com,<br />
Sonstige: Fraunhofer IPA/Rainer Bez<br />
www.ipa.fraunhofer.de<br />
S16 SUPPLEMENT <strong>2020</strong>