DER KONSTRUKTEUR 10/2020

derkonstrukteur.de

DER KONSTRUKTEUR 10/2020

19073

10 OKTOBER 2020

AM PULS DER TECHNIK

ZU ENDE DENKEN

Leichtbau, Recycling und mehr: Tribopolymer-

Lösungen für nachhaltige Konstruktionen

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EDITORIAL

RECYCLINGGERECHT

KONSTRUIEREN

Aufgrund immer knapper werdender Rohstoffe gewinnt der Aspekt

der Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung zunehmend an

Bedeutung. Recyclingfähigkeit und Kreislaufwirtschaft sind hier

wichtige Schlagworte. Wie gut Bauteile bzw. die verwendeten

Materialien zu recyceln sind, entscheidet sich bereits während der

Konstruktionsphase. Wird die Konstruktion so ausgelegt, dass sie

lösbare Verbindungselemente enthält und aus möglichst wenig

verschiedenen recycelbaren Materialien besteht, kann das Produkt

nach Gebrauch, sortenrein zerlegt, dem Stoffkreislauf wieder

zugeführt werden. Optimistisch stimmt mich, dass die Forschung im

Bereich Nachhaltigkeit stetig Fortschritte macht. So soll z. B. eine

Track-and-trace-Lösung, in der physische Objekte mit einem einzigartigen

Barcode markiert und mit einem digitalen Zwilling

verbunden werden,

NACHHALTIG DENKEN –

VOM ENTWURF BIS

ZUM LEBENSENDE

zukünftig eine

globale Nachverfolgung

von Materialströmen

realisieren.

Auch die Bundesregierung

fordert gesetzliche Vorgaben für das Produktdesign, die

sich auf Langlebigkeit, Reparaturfähigkeit und auf die Verwendung

von kreislauffähigen, ökologisch verträglichen Materialien beziehen.

Diese gesetzlichen Vorgaben, verbunden mit staatlichen Subventionen,

könnten aus meiner Sicht als Innovationstreiber für die

Industrie dienen und weiter zum Umdenken anregen.

Wie ein deutscher Hersteller von Kunststoffkomponenten mit dem

Thema Nachhaltigkeit umgeht und wie er Konstrukteure bei der

Entwicklung umweltverträglicher Lösungen unterstützt, lesen Sie in

unserer Titelstory ab Seite 34.

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INHALT

MENSCHEN UND MÄRKTE

10

03 Editorial: Recyclinggerecht konstruieren

06 DER KONSTRUKTEUR persönlich:

Norbert Reisner, Leiter Produktentwicklung bei

Watt Drive

08 Konstruktion 2030: Quo vadis, Kabel?

10 Whiteboard: Traditionell und innovativ:

Sven Karpstein, Vertriebsleiter und geschäftsführender

Gesellschafter der KBK Antriebstechnik GmbH,

schafft die Symbiose

64 Taiwans Maschinenbau: Gerüstet für Industrie 4.0

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

12

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

12 Lineartechnik und Greifsysteme: Sensoren im Griff

16 Transportsystem: Punktgenauer Transfer

18 Linearachsportale: Dynamisch und präzise

20 Bildverarbeitungslösung: Raus aus der Kiste

22 Lineartechnik: Zusammen positionieren

ANTRIEBSTECHNIK

28 Planetengetriebemotoren machen Druck

30 DC-Kleinstmotoren: Den prüfenden Blick bewegen

FLUIDTECHNIK

32 Hydraulikschlauchsysteme:

Schnell zur passenden Kombination

KONSTRUKTIONSELEMENTE

34 TITELSTORY

Maschinenelemente aus Tribokunststoffen:

Zu Ende denken

38 In der Federform liegt die Kraft

40 Industriestoßdämpfer: Wenn die inneren

Werte zählen

34

4 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


SPECIAL

3D-DRUCK

54 Software-Tools: Möglichkeiten ausschöpfen

58 KLARTEXT

Sinnvolle Symbiose

60 3D-Druck-Service: Prototypen zum Abheben

SERVICE

62 Impressum

60

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 5


NORBERT REISNER

entwickelt als Leiter

Produktentwicklung bei dem

WEG-Tochterunternehmen

Watt Drive neue Getriebe

und Getriebemotoren. Eine

spannende Aufgabe. Außerdem

hat er ein eher ausgefallenes

Hobby ...

Wollten Sie schon immer Konstrukteur

werden?

Eigentlich nicht. Als Kind wollte ich eher

Koch oder Konditor werden. Da meine

Eltern bei mir aber ein gewisses technisches

Verständnis erkannt hatten, haben sie mir

eine eher technische Ausbildung empfohlen.

Das Kochen und Essen als Leidenschaft ist

geblieben – am liebsten zusammen mit

meiner Frau.

Was fasziniert Sie speziell an der

Getriebeentwicklung?

Es müssen bei der Entwicklung der Getriebe

nicht nur die Zahnräder optimal ineinander

greifen, sondern auch die Anforderung der

Kunden und internen Prozesse im Auge

behalten werden. Nur so schafft man ein

optimiertes Produkt, welches die Anforderungen

des Marktes erfüllt.

Was sehen Sie hierbei als die größte

Herausforderung?

MENSCHEN UND MÄRKTE

Die größte Herausforderung besteht darin,

dass das Produkt nicht über- oder unterdimensioniert

wird und die Kosten so gering

wie möglich gehalten werden müssen. Zielführend

sind also z. B. gewichtsoptimierte

Gehäuse mit weniger Bearbeitungszeit

und -flächen.

Und woran tüfteln Sie nach Feierabend?

Am perfekten Geschmack! Gemeinsam mit

einem Freund braue ich Rotbier, Weizenbier,

Stout und Pale Ale. Geruch, Geschmack,

Aussehen und Schaum – all das ist wichtig.

Wie in der Entwicklung ist alles iterativ:

Ein Rezept ermitteln, testen und dann

Verbesserungsmöglichkeiten umsetzen.

Das kommt meiner Affinität zur Technik

sehr entgegen.

BEIM BIERBRAUEN IST ALLES

ITERATIV – GENAU WIE IN

DER GETRIEBEENTWICKLUNG

NORBERT REISNER, MANAGER PRODUCT ENGINEERING

DEPARTMENT, WATT DRIVE ANTRIEBSTECHNIK GMBH

6 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


3. BEARING WORLD ALS ONLINE-EVENT

Bereits zum dritten Mal organisiert das Forschungs- und

Innovationsnetzwerks der Antriebstechnik FVA die Bearing

World – das internationale Expertenforum für Lager – Wälz- und

Gleitlager. Die Bearing World findet vom 19. bis 23. Oktober als

Online-Event statt und beschäftigt sich mit allen Lagerarten und

sämtlichen beteiligten Komponenten. Im Mittelpunkt stehen

Wälzlager – in Kombination mit oder im Vergleich zu Gleit- und

Magnetlagern. An insgesamt fünf Tagen werden den Teilnehmern

neun Sessions mit Spitzenreferenten aus der Automobilund

Zulieferindustrie und führenden Forschungsinstituten sowie

eine virtuelle Fachausstellung mit Live-Chat präsentiert. Kostenfreie

Tickets können unter folgendem Link gebucht werden:

www.bearingworld.org/tickets/comot/Shop/packageSelection/

www.bearingworld.org

HARTING: VORSTAND FÜR

NEUE TECHNOLOGIEN UND ENTWICKLUNG

Der Vorstand der Harting Technologiegruppe

hat ein neues Mitglied. Kurt D.

Bettenhausen ist seit dem 1. September

Vorstand „Neue Technologien und

Entwicklung“. Bettenhausen absolvierte

ein Studium der Elektrotechnik an der

Technischen Hochschule Darmstadt

und beendete es 1996 mit seiner

Promotion. Er war zuletzt als „Chief

Technology Officer und Chief Digital Officer“ bei dem Spezialisten

für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk in Lauffen am

Neckar tätig. Bettenhausen ist in zahlreichen Gremien vertreten,

u. a. ist er Vorsitzender des VDI-Gremiums „Digitale Transformation“,

Mitglied im Vorstand der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und

Automatisierungstechnik und Mitglied im Beirat der Zeitschrift

ATP – Automatisierungstechnische Praxis.

www.harting.com

MOTEK UND BONDEXPO

IN DIESEM JAHR REIN VIRTUELL

Die 39. Motek und die

17. Bondexpo sind

2020 aus bekannten

Gründen mit einem

neuen Format

gestartet: den

digitalen Messeplattformen

Motek-

Virtuell und Bondexpo-Virtuell.

In Showrooms präsentieren die Aussteller ihre

Messehighlights 2020. Vorgestellt werden zudem Web-basierte

Präsentationen mithilfe einer Webcast-Funktion. Fachbesucher

können über eine integrierte, thematisch fokussierte Suchmaschine

Informationen über eine Nomenklatur selektieren oder via

Stichworteingabe recherchieren. Es lassen sich individualisierte

Anfragen an die Aussteller versenden, um anschließend – wie auf

einer realen Messe – Lösungsansätze im intensiven Austausch

erarbeiten zu können. Das Produkt- und Leistungsportfolio der

Motek/Bondexpo – mit Komponenten, Baugruppen, Subsystemen

und Anlagen für die automatisierte Produktion und Montage samt

Fügetechnik – steht in dem neuen virtuellen Technologie-Treffpunkt

klar, somit strukturiert und fortwährend zur Verfügung.

www.schall-messen.de


KONSTRUKTION 2030

QUO VADIS, KABEL?

Was sind die Trends, die die Kabelentwicklung heute und in den

nächsten Jahren prägen?

Kabel und Leitungen sind die Nervenbahnen unserer technologiegeprägten

Welt. Sie sorgen für Sicherheit bei der Energie- und

Datenversorgung – analog wie digital. Es geht nicht ohne! Kabel

ermöglichen Zukunftstrends wie Smart Factory, IIoT, Energiewende

oder Elektromobilität. Selbst Mobilfunk und 5G benötigen Kabel –

etwa zur Verbindung der Basisstationen. Auf breiter Front sind

kabelbasierte Systeme Garant für eine sichere Infrastruktur. Hoch

im Kurs stehen Miniaturisierung und Hybridlösungen, die erweiterte

Funktionalität mit geringem Gewicht und Platzaufwand

kombinieren. Gefragt sind unterschiedlichste Technologien, bei

denen sich etwa modernste Datenkabel auf Kupfer- und LWL-

Basis sinnvoll ergänzen und zur Optimierung beitragen.

Daten-, Signal-, Strom- und ggf. sogar Medienversorgung in einem:

Welche Zukunft sehen Sie für Hybridleitungen?

Clevere Hybridlösungen, bei denen eine Vielzahl unterschiedlichster

Komponenten auf engstem Raum in einem einzigen Kabel integriert

ist, stehen schon länger hoch im Kurs. Neben schneller und

sicherer Montage – alles über einen Stecker mit bis zu 70 % Zeitersparnis

– sprechen auch Dispo und Logistik für die ‚all-inclusive’-

Leitungen. Statt viele Einzelkomponenten zu bevorraten, kommt

die Lagerhaltung beim Einsatz von ‚Hybrids’ mit deutlich weniger

Artikeln aus. Miniaturisierung und höhere Packungsdichte sind

ungebrochen auf dem Vormarsch, sodass der Trend in Richtung

Hybrid noch stärker an Fahrt aufnimmt.

www.tkd-kabel.de

MENSCHEN UND MÄRKTE

Welche Vorteile können Kabel Endanwendern und Konstrukteuren

also künftig verstärkt bieten?

Funktionssicherheit, Robustheit und Langlebigkeit bleiben auch

in Zukunft die Domäne von Kabeln. Geschützt durch passgenau

ausgelegte Isolations- und Mantelwerkstoffe und spezielle EMV-

Schirme bleiben sie selbst bei widrigsten Einsatzbedingungen voll

HOCH IM KURS STEHEN

MINIATURISIERUNG UND

HYBRIDLÖSUNGEN

auf ihrem Posten. Einmal richtig verlegt, bedarf es im Gegensatz

zur kabellosen Industriekommunikation keinerlei regelmäßiger

Software-Updates, was den Übertragungsweg – also das Kabel –

angeht. Oft sind Leitungen bis zum „End of Life“ einer Anlage

voll funktionstauglich verbaut. Mit kreativen Designs – etwa textilen

Gewebebandkonstruktionen für besonders leichte Hybridleitungen

– und innovativen Werkstoffen werden Kabel auf

Schlankheit, hohe Packungsdichte und Flexibilität getrimmt.

ANDRÉ BUBOLZ,

Geschäftsführer, TKD Kabel GmbH, Nettetal

8 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


MSR-SPEZIALMESSE LIVE VOR ORT IN BOCHUM

Die Meorga kündigt für den 4. November

2020 eine Spezialmesse für Mess-,

Steuerungs- und Regeltechnik, Prozessleitsysteme

und Automatisierungstechnik an.

Im RuhrCongress Bochum werden rund

140 Aussteller erwartet. Zwischen 8 und

16 Uhr werden Geräte und Systeme,

Engineering- und Serviceleistungen sowie

neue Trends im Bereich der Prozess- und

Fabrikautomation präsentiert. Parallel

stehen 18 begleitende Fachvorträge auf der Tagesordnung. Die Teilnahme an der Präsenzveranstaltung,

die vom Bochumer Gesundheitsamt unter Einhaltung des Hygieneschutzkonzepts

genehmigt wurde, ist kostenlos. „Wir als erfahrener Veranstalter glauben fest

daran, dass Live-Veranstaltungen in puncto face-to-face Kommunikation auch in Zukunft

unschlagbar bleiben. Auf das Messe-Flair, intensive Gespräche, die Marken-Inszenierungen

und den persönlichen Eindruck vor Ort werden die Experten in der Industrie bei

wichtigen Themen nicht verzichten wollen“, heißt es seitens der Organisatoren.

www.meorga.de

MURTFELDT-GRUPPE WÄCHST

Die Murtfeldt-Gruppe heißt ihr jüngstes

Mitglied Murtfeldt Additive Solutions

willkommen, das aus der ehemaligen

Jomatik GmbH hervorgegangen ist.

Durch das Verschmelzen der Expertisen

aus beiden Unternehmen entsteht mit

Murtfeldt Additive Solutions unter dem

Dach der Murtfeldt-Gruppe ein 3D-

Druck-Kompetenzcenter. Es zeichnet

sich durch ein komplexes Wissen rund um die Konstruktion und alle Verfahren der

additiven Fertigung aus. Johannes Matheis, Gründer und Geschäftsführer von Jomatik,

übernimmt als Geschäftsführer der Murtfeldt Additive Solutions GmbH die Gesamtverantwortung

für das 3D-Druck-Kompetenzcenter sowie für den gesamten Vertrieb

additiver hergestellter Produkte der Murtfeldt-Gruppe. „Als Kompetenzzentrum für

additive Fertigung verbinden wir klassische Industriekompetenz mit den vielfältigen

Möglichkeiten des industriellen 3D-Drucks“, so Matheis. „Für uns ist das Denken in

ganzheitlichen Lösungen wichtig – nicht nur im Bereich der additiven Fertigungsmöglichkeiten,

sondern vor allem hinsichtlich verschiedener Optionen zur Nachbearbeitung

sowie das Denken in hybriden Teilen.“

www.murtfeldt.de

75 JAHRE GLEITLAGER VON SCHAEFFLER

Die Gleitlager von

Schaeffler feiern in

diesem Jahr ihr 75. Jubiläum.

Am 1. August

1945 gründete Helmut

Elges die Mechanische

Werkstätten Helmut

Elges GmbH in Bielefeld,

die sich schon früh auf

Gelenklager und Gleitbuchsen spezialisierte. Viele Produkte, die heute standardmäßig

im Markt angeboten werden, sowie auch gültige Gleitlager-Normen, wurden hier

entwickelt. Ab 1984 waren die damals noch getrennt am Markt agierenden Firmen INA

und FAG zu gleichen Teilen Gesellschafter der Helmut Elges GmbH, die 2002 vollständig

in die Schaeffler Gruppe integriert wurde. 2017 wurde die Produktmarke Elges abgelöst

und Gleitlager von Schaeffler werden seitdem unter der Marke INA am Markt angeboten.

Schaeffler kann sich mit seiner umfangreichen Produktpalette zu den Technologieführern

für Gleitlager zählen: Im Angebot sind Gelenklager mit bis zu 1500 mm

Innendurchmesser, Gleitbuchsen und Gelenkköpfe mit bis zu 200 mm Innendurchmesser,

sowie kundenspezifische Lösungen.

www.schaeffler.de

So sehen Sieger aus:

Das Maschinengestell X-frame

ist eine unserer Top-Innovationen

der letzten Jahre.

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WHITEBOARD

DYNAMISCH

TRADITIONELL UND

INNOVATIV – SVEN

KARPSTEIN, DER DAS

KUPPLUNGSUNTERNEHMEN

VON SEINEM VATER

ÜBERNOMMEN HAT,

SCHAFFT DIE SYMBIOSE

Wie kamen Kupplungen in Ihr

Leben?

Was bieten Sie Konstrukteuren,

das andere Kupplungshersteller

nicht bieten?

Sie haben eine Initiative zur

Vermeidung von Plastikmüll

gestartet – wie sieht diese aus?

Welches Bild haben Sie vor

Augen, wenn Sie an die

Kupplung der Zukunft denken?

Gibt es auch ein Leben

außerhalb der Kupplungswelt?

MENSCHEN UND MÄRKTE

Bilder: KBK Antriebstechnik GmbH

10 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


SVEN KARPSTEIN

VERTRIEBSLEITER UND GESCHÄFTSFÜHRENDER GESELLSCHAFTER,

KBK ANTRIEBSTECHNIK GMBH, KLINGENBERG


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

SENSOREN

IM GRIFF

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Wer an Hochlohnstandorten wie der Schweiz

wirtschaftlich produzieren will, tut gut daran,

auch angestammte manuelle Prozesse auf

deren Automatisierungspotenzial zu prüfen.

Der Drucksensorspezialist Keller aus Winterthur

hat dazu im Betriebsmittelbau eigens eine

Projektgruppe installiert, die Konzepte zur

Prozessautomation entwickelt und die

entsprechenden Anlagen in Eigenregie baut.

Ein Spezialist für Greifsysteme und Spanntechnik

hat als Projektpartner sämtliche Komponenten

zur Prozessverkettung geliefert.

Wir sind Perfektionisten. 80 Prozent genügen uns nicht“,

beschreibt Robert Bätschi, Leiter des Betriebsmittelbaus

der Keller AG die Philosophie seines Teams. Schließlich

hängt von der einwandfreien Funktion der Keller-Drucksensoren

in der Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasindustrie, Wasserwirtschaft

sowie im Automobilbau jede Menge ab – oft sogar

Menschenleben: Sie überwachen den Kabineninnendruck in Flugzeugen,

sorgen für die reibungslose Umschaltung von Erdgas auf

Benzin in bivalenten Fahrzeugen und dienen als Referenzsensoren

in der Labortechnik. Das hohe Qualitätsniveau der Drucksensoren,

für das der Anbieter weltweit bekannt ist, bestimmt auch den Anspruch

im hauseigenen Anlagenbau. Der Auftrag war klar definiert:

Die Reinigung, Weiterverarbeitung und Prüfung von Membrankörpern

für Drucksensoren, die bislang manuell an Handarbeitsplätzen

erfolgten, sollten automatisiert werden. „Es handelt sich um eine

derart monotone Arbeit, dass sich kaum noch Personal findet“, erläutert

Projektleiter Florian Wernli die Hintergründe. Unabhängig

von der Erfahrung und Tagesform der Mitarbeiter sollte der automatisierte

Prozess eine nachvollziehbare und konstant hohe Qualität

erzielen. Dabei steckte die Tücke im Detail: Sämtliche Schritte, wie

die optische und technische Prüfung der Teile, deren Reinigung,

das Prägen oder die Kontrolle der Prägestempel, wurden bislang

von erfahrenen Mitarbeitern intuitiv erledigt. Entscheidend war, für

jeden Teilschritt geeignete Systeme zu finden beziehungsweise zu

entwickeln, die einen stabilen Prozess und hochwertige Ergebnisse

gewährleisten. Wurden im ersten Schritt vier Sensortypen ausgewählt,

sollen mittelfristig bis zu zwölf Typen automatisiert produziert

werden. Dass die Anlage modernste Vision-Sensorik mit

Deep-Learning-Technologien kombiniert, zeigt, auf welch hohem

Niveau das Unternehmen agiert. Letztlich ging es darum, selbst

kleinste Abweichungen zuverlässig zu erkennen und zu klassifizieren,

sodass am Ende ausschließlich qualifizierte Gutteile in den erforderlichen

Qualitätsstufen das Haus verlassen. Wichtigster Projektpartner

im Bereich Handling war dabei der Greifsysteme- und

Spanntechnikspezialist Schunk.

TESTAUFBAU BELEGT HOHE GENAUIGKEIT

Projektleiter Florian Wernli hat sich tief in die Materie eingearbeitet

und zahlreiche Aspekte der vollautomatisierten Produktions- und

Prüfzelle hinterfragt. „Vor der Installation wurden beispielsweise die

X-Achsen von Schunk in einem Testaufbau mit Messvorrichtung auf

ihre Genauigkeit untersucht. Heute steht für uns fest: Die Achsen

Autor: Harald Dickertmann, Executive Vice President Sales Gripping Systems,

SCHUNK GmbH & Co. KG, Lauffen/Neckar

01

02

12 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


sind schnell und sehr genau. Wir hatten in

der Testapplikation nicht einen Mikrometer

Spiel“, berichtet er und lobt im gleichen

Atemzug das Zusammenspiel der Achsen

mit den von der Keller AG vorgegebenen

Beckhoff-Motoren. „Zum Teil fahren wir

mit 1 000 mm/s und das hochpräzise.“ Dass

sich das Team letztlich für eine umfassende

Zusammenarbeit mit Schunk entschied,

habe zum einen an dem nachgewiesen hohen

Qualitätsniveau, zum anderen an der

breiten Produktpalette gelegen. „Uns war

wichtig, dass die Zahl der Lieferanten nicht

ins Unermessliche steigt. Deshalb hatten

wir einen Anbieter gesucht, der nicht nur

Linearachsen produziert, sondern auch

Drehmodule, Greifer und Drehdurchführungen

und zwar auf dem Qualitätsniveau,

das wir mit der Anlage insgesamt anstreben“,

erläutert Wernli weiter.

ROBUSTE UND PRÄZISE

ACHSSYSTEME

Insgesamt neun elektrische Linearmodule

der fein abgestuften Baureihen Schunk Beta

und Schunk Delta sind in der Anlage

verbaut und gewährleisten einen zuverlässigen,

schnellen und präzisen Transport

der bis zu 20 Werkstückträger, die jeweils

mit bis zu 380 Teilen bestückt sind. Die im

Fall der Keller AG spindelgetriebenen Linearmodule

erzielen in der maximal verfügbaren

Baugröße hohe Antriebskräfte bis

12 000 N, sie erreichen Verfahrgeschwindigkeiten

bis 2,5 m/s und eine hohe Wiederholgenauigkeit

von ± 0,03 mm.

Der Antrieb erfolgt in der Anlage wie

vorgegeben über einen Beckhoff-Servomotor,

der über einen Flansch und eine

Kupplung, zum Teil auch über Umlenkgetriebe,

mit der Achse verbunden ist. Um

die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der

Linearmodule zu erhöhen, schützen speziell

fixierte Abdeckbänder aus Kunststoff

die Führungen und Antriebselemente vor

Schmutz. Beide Baureihen kombinieren

einen robusten Aufbau mit einem rasanten

Tempo für kurze Zykluszeiten und eine

hohe Wiederholgenauigkeit. Die Module

der Delta-Baureihe verfügen aufgrund der

doppelten Profilschienenführung über eine

extreme Steifigkeit, sodass auch hohe Lasten

mit maximaler Präzision verfahren werden

können. Mit minimalem Konstruktionsund

Montageaufwand lassen sich aus dem

Linearmodulprogramm hocheffiziente Pickand-Place-Einheiten,

Kreuzschlitten, Greifschwenkeinheiten,

Portalsysteme oder ganze

Funktionsbaugruppen aufbauen. Selbst

Mehrachssysteme sind komplett mit Standardelementen

zu realisieren.

Ein Highlight der Anwendung ist sicherlich

der Lagerlift, bei dem zwei 1 400 mm

lange, synchron angetriebene Beta-40-Linearmodule

als Transferachsen in Y-Richtung

mit einem robusten Beta-60-Linearmodul

in Z-Richtung kombiniert wurden.

Mit dem Achssystem wird eine pneumatische

Schunk-SRU-plus-40-Schwenkeinheit

verfahren, auf der wiederum ein Beta-40-

Linearmodul für die Bewegung in X-Richtung

montiert ist. Mit dem Transfersystem

ist es möglich, komplett bestückte Werkstückträgerpaletten

aus dem Lager zu entnehmen,

um 180 ° einzuschwenken und in

einem Pick-and-Place-Lager abzulegen,

von wo aus die Bauteile einzeln per Roboter

entnommen und einem ersten Leak-Test

zugeführt werden.

Ein zweites Transfersystem übernimmt

den Teiletransport nach der Teilereinigung.

Dieses besteht aus einem besonders tragfähigen,

1 115 mm langen Delta-110-Linearmodul

am Boden (Y-Achse), über das eine

vertikal montierte Beta-60-Linearachse ver-

01 Membrankörperhandling: In der Anlage

werden künftig bis zu 12 Bauteilvarianten

vollautomatisiert produziert, hinter dem

Roboter ist ein Linearsystem zu sehen,

das aus Schunk-Linearmodulen konstruiert

wurde

02 Schweißnahtprüfung: Mithilfe eines

Roboters werden die Teile aus dem Pick-and-

Place-Lager vereinzelt und einer Schweißnahtprüfung

zugeführt, über eine

Schunk-Drehdurchführung wird der Greifer

mit Vakuum versorgt

03 Reinigungsstation: Kompakte elektrische

Drehmodule von Schunk versetzen die Teile

zur Reinigung in Rotation, in die Drehmodule

ist eine Mediendurchführung integriert, über

die die Greifer angesteuert werden

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03


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

bürstenlosen Synchronmotor mit Permanenterregung angetrieben.

Seine spezielle Geometrie gewährleistet eine hohe Dynamik und Beschleunigung.

Zudem können daran angeschlossene, pneumatische

Aktoren, wie im Falle der Keller AG die pneumatischen Greifer über

die optimierten Luftdurchführungen schnell betätigt werden. Beide

Faktoren in Kombination sorgen für kurze Taktzeiten und für eine hohe

Produktivität. Zur Übergabe der Teile lässt sich eine Dreh-Schwenkmodulkombination

auf einer Delta-110-Linearachse verfahren.

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

04 Achssystem: Mithilfe der kompakten Auslegerachse werden die

Teile aus der Reinigungskabine entnommen und dem Präge- und

Prüfprozess zugeführt; die Bewegung in Z-Richtung übernimmt eine

Beta 60, die über eine Delta 110 in Y-Richtung verfahren wird

fahren wird, die wiederum eine kompakte Schunk-ELS-Auslegerachse

bewegt. Letztere übernimmt das eigentliche Teilehandling in

X-Richtung und hat den Vorteil, dass lediglich der Schlitten teleskopartig

verfahren wird. Ein drittes Achssystem zur Handhabung von

Bauteilen und Prägestempeln kombiniert schließlich zwei synchron

angetriebene Beta 40 am Boden mit einer Delta 110 und drei ELS-

Auslegerachsen.

KOMPETENTE BERATUNG

Für das Team der Keller AG zahlte sich zum einen aus, dass das

Schunk-Standardprogramm alle denkbaren Antriebsvarianten vom

Spindelantrieb bis zum hochdynamischen Lineardirektantrieb mit

einer feinen Abstufung der Baugrößen umfasst. Zudem erleichtern

digitale Services die Komponentenauswahl und -auslegung. Das

entscheidende, so die einhellige Meinung, sei jedoch die Erfahrung

der Greifsystemspezialisten bei Schunk gewesen. So hatte sich

Florian Wernli beispielsweise bei der Auslegung der Motoren und

Linearmodule individuell von Schunk beraten lassen.

„Martin Kluge und Michael Rusch, unsere Schunk-Ansprechpartner

in der Schweiz, konnten uns genau sagen, über welches Drehmoment

die Motoren verfügen sollten oder welche Spindelsteigung

sinnvoll ist, um eine gewisse Geschwindigkeit zu erzielen“, so Wernli.

„Bei bis zu zwölf produzierten Baugruppen, die wir anstreben, gibt es

niemals nur einen Faktor der Einfluss nimmt, sondern es ist eine

Breite an Parametern, die hinterfragt werden müssen.“ Für das Team

sei entscheidend gewesen, dass die Komponenten nicht permanent

am Limit laufen, zuverlässig funktionieren und lange halten. „Die

Anlage möchten wir schon zehn Jahre lang nutzen, auch darauf

haben wir die Komponenten abgestimmt“, unterstreicht Robert Bätschi.

Zudem sollte der manuelle Rüstaufwand minimiert werden.

DREH-SCHWENKMODULKOMBINATION

Neben den Linearsystemen ist mit Blick auf das Teilehandling insbesondere

die gekapselte Reinigungsstation bemerkenswert: Bei ihr

wurden zwei pneumatische Schunk-SRU-plus-Schwenkeinheiten,

die die gegriffenen Teile um 90 °/180 ° schwenken, mit jeweils einer

elektrisch angetriebenen Schunk-ERD-Miniaturdreheinheit zur

Rotation der Teile kombiniert. Letztere verfügt standardmäßig über

zwei integrierte Luftdurchführungen und ist optional mit vier Elektrodurchführungen

sowie einem SIL2-zertifizierten Absolutwegmesssystem

erhältlich. Das elektrische Drehmodul wird von einem

FLEXIBILITÄT BEI INDIVIDUELLEN LÖSUNGEN

Dass in einigen Fällen auch individuelle Lösungen unbürokratisch

möglich waren, rechnet das Team der Keller AG Schunk hoch an. So

sei beispielsweise in der Reinigungsstation ein Schunk-Servoantrieb

im Einsatz, der individuell mit Beckhoff-Reglern ausgemessen

wurde. „Schunk hat speziell für uns ein Konfigurationsfile erstellt

und konnte im Voraus garantieren, dass der Servomotor mit den

Reglern von Beckhoff funktioniert. Wir haben das File eingelesen

und es hat auf Anhieb funktioniert“, erinnert sich Kadir Özel, der in

dem Projekt die Programmierung verantwortet. „Überhaupt waren

die Achsen einfach zu regeln und das Massenträgheitsverhältnis

zum Antrieb sehr gut ausgelegt.“

Martin Kluge, General Manager der Schunk Intec AG in der

Schweiz sieht insbesondere in der Kompatibilität der elektrischen

Schunk-Komponenten große Vorteile für Anwender: „Beckhoff,

Bosch und Siemens sind bei Schunk als Standard gesetzt. Gerade in

der Schweiz treffen wir darüber hinaus auf einen besonderen Automatisierungsgrad

und auf eine vielfältige Automation. Hier ermöglicht

Schunk immer wieder Kombinationen mit anderen Antriebsherstellern,

auch mit wenig verbreiteten Exoten. In der Regel entwickeln

und berechnen wir dann auf Grundlage unserer Erfahrungen

den jeweils besten Motorparameter und vergleichen die Motorhersteller“,

erläutert Kluge.

Bilder: SCHUNK GmbH & Co. KG

www.schunk.com

DEN DRUCK IM BLICK

Die Keller AG für Druckmesstechnik mit Hauptsitz in Winter -

thur (Schweiz) ist Spezialist für isolierte Druckaufnehmer

und Drucktransmitter. Das Unternehmen wurde 1974 vom

Erfinder der integrierten Silizium-Messzelle Dipl.-Phys.

Hannes W. Keller gegründet und beschäftigt weltweit rund

450 Mitarbeiter. Die gesamte Wertschöpfung von der

Fertigung der Einzelteile über die Kalibrierung des Sensors

bis hin zur Endkontrolle der fertigen Produkte erfolgt am

Hauptsitz in Winterthur. Die piezoresistiven Drucksensoren

der Keller AG bieten hohe Genauigkeit und Druckbereiche

von 5 mbar bis 2 000 bar. Neben mehr als 500 Standardprodukten

entwickelt und produziert der Spezialist für Drucksensorik

zahlreiche kundenspezifische Lösungen. In über

35 hochspezialisierten Fertigungsinseln werden mit automatisierten

Herstellungsverfahren Großserien industrieller

OEM-Aufnehmer sowie Sonderbauformen in kleinsten Stückzahlen

hergestellt. Pro Jahr produziert das Unternehmen über

eine Million Druckaufnehmer und Drucktransmitter.

www.keller-druck.com

14 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

ZYKLOIDGETRIEBE FÜR DIE MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK

Wenn exakte Bewegungen und ein präzises Positionieren bei hoher Beschleunigung

oder großen Lasten gefordert sind, empfiehlt sich der Einsatz von

Zykloidgetrieben. Eine breite Auswahl führt Nabtesco im Programm. Ob Fügen,

Montieren, Greifen, Bewegen oder Justieren: Ein Großteil der Fertigungszeit

entfällt auf Montage- und Handhabungsprozesse. Entsprechend hoch sind die

Anforderungen an die Performance der verwendeten Systeme. Diese lässt sich

durch Zykloidgetriebe von Nabtesco steigern. Dem Funktionsprinzip folgend

wird Kraft per Kurvenscheiben und Rollen übertragen. Folge sind ein hoher

Wirkungsgrad, Schockbelastbarkeit bis 500 % des Nenndrehmoments sowie

ein minimales Spiel bei einem Hystereseverlust < 1 arcmin. Dank ihrer

kompakten Bauweise sind Zykloidgetriebe prädestiniert für Roboter, Pick-and-Place-Geräte, Magazine oder Rundschalttische. Weitere

Merkmale sind Laufruhe und ein geringes Gewicht, das für eine niedrigere Massenträgheit und verbesserte Lastbedingungen sorgt.

www.nabtesco.de

SCHRAUBPROZESSE

EINFACH AUTOMATISIEREN

Mit dem Screwdriver erweitert

OnRobot sein Produktportfolio um

ein Tool, durch das Anwender

komplexe Schraub- und Montageprozesse

schnell und einfach

automatisieren können. Die

Komplettlösung lässt sich in

wenigen Minuten für unterschiedlichste

Aufgaben umrüsten und

ermöglicht so eine flexible

Montage. Dank der intelligenten

Funktionen präziser Drehmoment-

Kontrolle und integrierter Achssteuerung

ist der Screwdriver

besonders leicht zu programmieren.

Dabei sorgt er für konstantere

Verschraubungsprozesse und

steigert die Produktqualität.

„Unser Screwdriver bietet Fertigungsbetrieben

eine willkommene

Entlastung von repetitiven, ergonomisch

ungünstigen Schraubprozessen“,

betont Enrico Krog Iversen,

CEO von OnRobot. Der Screwdriver

ist nach dem Plug-and-play-Prinzip

installierbar und verfügt über ein

schnell auswechselbares Bit-System.

Er ist mit OnRobots One-

System-Solution kompatibel. Diese

einheitliche mechanische und

technologische Schnittstelle

ermöglicht Anwendern, die

OnRobot-Produkte problemlos mit

den Roboterarmen aller marktgängigen

Hersteller einzusetzen.

www.onrobot.com/de

DIE KUPPLUNG.

FÜR DIE WELT DER

INDUSTRIE

RW-KUPPLUNGEN.DE

LAMELLENKUPPLUNGEN

350 350 - 100.000 100.000 Nm Nm

einfach- einfach- und und doppelkardanische

doppelkardanische

Ausführungen

Ausführungen


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

PUNKTGENAUER

TRANSFER

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Um Lackiertrays aus Kunststoff nach der Fertigung

mit einer Lasermarkierung zu versehen, setzt

ein Hersteller auf ein spezielles Transfersystem.

Dieses fördert die Bauteile auf Werkstückträgern

punkt genau zu den einzelnen Stationen. Der

Anbieter der Lösung lieferte zudem die

Steuerungstechnik inklusive einer Leitstandlösung.

Das System erfüllt alle Anforderungen hinsichtlich

kurzer Taktzeiten und der exakten Ausrichtung

des Bauteils zum Laser.

MIT DEN STANDARDKOMPONENTEN

LASSEN SICH SO GUT WIE ALLE

AUFGABEN IM TRANSFER-, MONTAGE-

UND LOGISTIKBEREICH LÖSEN

Kratzer im Lack? Fingerabdrücke oder Verschmutzungen wie

Staubpartikel auf der Oberfläche? Das kann vor allem bei

hochwertigen Kunststoffteilen wie Zierblenden für die Automobilindustrie

schnell für Reklamationen sorgen. Hersteller

setzen deshalb oft auf Lackiertrays aus Kunststoff. Damit

können sie Bauteile nach dem Spritzguss transportieren und direkt

lackieren, ohne sie in die Hand nehmen zu müssen. Ein süddeutscher

Kunststoffverarbeiter wurde mit der Herstellung dieser Trays

beauftragt. Um die Serienteile anschließend mit Logo und einer

fortlaufenden Nummer für die Rückverfolgbarkeit zu markieren,

suchte der Verarbeiter ein Transportsystem, das die Trays automatisch,

schnell und präzise dem Laser-Kennzeichnungssystem zuführt.

Die Lösung sollte zudem die einzelnen Prozessschritte verbinden

– inklusive der vorgeschalteten Bearbeitungsstationen.

„Mit diesen Anforderungen wendete sich das Unternehmen an

uns“, erinnert sich Oliver Koch, Mitarbeiter im Bereich Vertrieb Systeme

bei IEF-Werner. Der Automatisierungsspezialist lieferte das

Montage-, Transfer- und Prüfsystem PosyArt und passte es an die

Spezifikation des Kunden an. Der modulare Aufbau der IEF-Lösung

ermöglicht eine einfache und wirtschaftliche Markierung der Bauteile.

Dabei lassen sich mit den zahlreichen Standardkomponenten

so gut wie alle Aufgaben im Transfer-, Montage- und Logistikbereich

lösen – von geraden Transferstrecken zwischen den verschiedenen

Automatikstationen oder Handarbeitsplätzen bis hin

zu verzweigten Transferanlagen. Die Schwalbenschwanz-Geometrie

an den Längsseiten der Profile erlaubt ein feinfühliges, stufenloses

Positionieren aller Baugruppen.

ZUVERLÄSSIGES TRANSPORTSYSTEM

„Das System haben wir mit 400 × 400 mm großen Werkstückträgern

(WT) zu je 6 kg und den entsprechenden Aufnahmen ausgestattet“,

erläutert Oliver Koch. An den sieben Handarbeitsplätzen legen Mitarbeiter

die Trays nacheinander lagerichtig auf die WT. Um diese in

Position zu bringen, kommen Seitenpositionierungen, Zentrierstationen

sowie eine Dreheinheit zum Einsatz. In der Zentriereinheit

werden die Trays platziert und anschließend dreidimensional mit

einer Genauigkeit von ± 0,05 mm fixiert. Den Richtungswechsel an

der Strecke übernimmt ein Drehteller, der die Werkstückträger um

180 ° umlenkt. Mit einer Geschwindigkeit von 21 m/min fährt der

beladene WT zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen. Dazu

gehört unter anderem eine Einheit, die die zu markierendende

Oberfläche reinigt, eine, die das Bauteil abbläst, zwei Laserstationen

sowie ein optischer Sensor, der die Position der Markierung prüft.

Vor jeder Station hält ein Stopper bei laufendem Band den bestückten

WT an.

LÜCKENLOS DOKUMENTIERT

Neben der Hardware lieferte IEF-Werner die komplette Steuerungstechnik

inklusive der Leistandlösung TransLogic. Darüber werden

Informationen der Werkstückträger als auch der einzelnen Stationen

verarbeitet. „Die Carrier sind standardmäßig für die Integration von

RFID-Chips vorbereitet“, erklärt Oliver Koch. „Produktionsrelevante

Informationen wie Bearbeitungsstände oder auch Prüfparameter

lassen sich somit über Leseköpfe auslesen, die Anlagenzustände

darstellen, Aufträge verwalten und Produktionsprozesse

überwachen.“ Die Leitstandlösung unterstützt zudem die Anlagenwartung.

Produktionsdaten lassen sich per CSV-File archivieren

und auswerten.

Bilder: IEF-Werner GmbH

www.ief.de

16 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

DIREKTANTRIEB FÜR SERVICEROBOTER & CO.

www.nsk.com

Für Anwendungen, die einen geräuscharmen Betrieb bei Lasten bis zu 100 kg erfordern,

hat NSK einen neuartigen Direktantrieb konzipiert. Dieser kommt unter anderem

bei mobilen Servicerobotern zum Einsatz. Sowohl autonome als auch kollaborative

Roboter (Cobots) sowie fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) agieren häufig in unmittelbarer

Nähe zum Menschen. Da diese konzentriert ihrer Arbeit nachgehen müssen, ist

eine übermäßige Geräuschentwicklung zu vermeiden. Vor diesem Hintergrund hat

NSK ein Antriebssystem entwickelt, das auf dem Megatorque-Motor des Herstellers

basiert. Dieser wird erstmals als Radantrieb genutzt. Die Steuerung wirkt dabei auf

zwei Radeinheiten. Beide sind mit Sensoren ausgestattet, die unter anderem die

Drehzahl, Beschleunigung und Lage erfassen. Die Signale der Sensoren lassen sich über

einen On-Board-PC auswerten. Bei Hindernissen stoppt die Antriebseinheit automatisch.

Auch kann sie bei Unregelmäßigkeiten manuell rückwärts bewegt werden.

BAUTEILE SCHNELL,

SICHER UND SANFT

VEREINZELN

Der Differential-Hubsauger

DHS3060-S von MM Engineering

ist konzipiert, um flächige

Werkstücke aus einem Stapel zu

vereinzeln oder Bauteile in einem

Fertigungsprozess sicher aufzugreifen

und gezielt abzulegen. Er

kann verschieden hohe Werkstücke

bis 60 mm sicher heben oder

entsprechend hohe Stapel

abarbeiten, ohne dass die

Werkstücke nachgeführt werden

müssen. Die Kolbenstange ist

verdrehgesichert. Eine Besonderheit

des Hubsaugers ist ein

einfaches Funktionsprinzip, das

mit nur einer Vakuumleitung für

den kompletten Hebe- und

Ansaugzyklus auskommt. Mit

dem Hubsauger lassen sich

Bauteile bis 700 g feinfühlig

heben. Da der Kolben beim

Berühren des Werkstücks sofort

wieder umkehrt, werden die

gestapelten Teile mechanisch

nicht belastet und durch Blasluft

vorvereinzelte Teile nicht wieder

zusammen gedrückt. Ein Kolbenring

aus hochgleitfähigem

Kunststoff gewährleistet die

Funktion des Greifers auch in

horizontaler Anwendung oder bei

Teilen in Bewegung.

www.mm-engineering.com


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

DYNAMISCH UND PRÄZISE

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Hohe Genauigkeit und Schnittkantenqualität

zeichnen das Wasserstrahlschneiden aus. Beim

Schneidvorgang sowie bei der Werkstückbeladung

ist hohe Dynamik gefragt. Ein österreichischer

Maschinenbauer setzt daher für die automatisierte

Beladung seiner Achtkopf-Reinwasserstrahl-

Schneidanlage modulare Linearachsportale ein.

Seit 1991 die erste Wasserstrahlschneidanlage gebaut wurde,

hat die Perndorfer Maschinenbau KG im österreichischen

Kallham eine ganze Palette an Serienmaschinen konstruiert

und eine passende Hochdruckpumpe sowie ein effizientes

Wasserrecyclingsystem zur Schwebstoffabtrennung und Filtration

für die Wasserstrahlschneidtechnik entwickelt. Das Serienprogramm

ergänzen zahlreiche Sondermaschinen, die bereits kurz

nach der Firmengründung für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke

gebaut wurden. Das Spektrum reicht von vollautomatischen

Fertigungslinien über Ultraschallinspektionsanlagen bis hin zu

Laserbeschriftungs- und Sonderfräsmaschinen.

AUTOMATISIERT UND FEHLERFREI BELADEN

Für einen Filterhersteller baute Perndorfer eine Achtkopf-Reinwasserstrahl-Schneidanlage

mit automatisch verstellbaren Schneidköpfen.

Die Maschine dient dazu, aus rechteckigen Filtermatten,

die als Stapel auf Europaletten angeliefert werden, unterschiedliche

Ausschnitte zu erzeugen. Mit den acht servomotorisch verstellbaren

Reinwasserstrahl-Schneidköpfen können acht exakt runde

Filter gleichzeitig geschnitten werden. Die Maschine verfügt über

vier umlaufende Wechseltische, die automatisch mit den Filtermatten

beladen werden. Für diese Aufgabe setzte Konstrukteur Andreas

Perndorfer auf ein lineares Automationskonzept von Rollon: ein

optimal auf die Anwendung zugeschnittenes Linearachsportal mit

zwei Tecline-Achsen des Bautyps Par aus der Rollon Actuator Line.

An der Z-Achse des Achsportals ist für den Transfer der Filtermatten

eine Rahmenkonstruktion mit Sauggreifern montiert. Mit den

Sauggreifern wird je eine Filtermatte vom Stapel angesaugt und

durch den Achsroboter auf einem der Wechseltische abgelegt. Es

können auch mehrere Schichten des Materials übereinandergestapelt

werden. Nach dem Beladen wird die Schneidpalette automatisch

in den Schneidbereich gefahren, um die Ausschnitte zu

erzeugen. Das Abräumen der fertigen Zuschnitte und der Verschnittreste

am anderen Ende der Maschine erfolgt manuell. Anschließend

wird die leere Schneidpalette unter der Maschine wieder

zur Beladestation durchgeschleust. Die Wasserstrahlschneidmaschine

selbst ist mit einer Lärmschutzeinhausung abgeschirmt. Die

Schneidpaletten werden über Sicherheitsschleusen in den und aus

dem Entnahmebereich transportiert.

MODULARES AUTOMATIONSKONZEPT ÜBERZEUGT

Das modulare Automationskonzept Rollon Actuator Line überzeugte

Perndorfer nicht nur wegen seiner hohen Präzision und Dynamik.

Auch die hohe Belastbarkeit und die robuste Ausführung der

Linearachsen und aller Zubehörteile sprachen für die automatisierte

Maschinenbeladung mit einem kartesischen Zweiachsrobotersystem

von Rollon. Pick-and-Place-Module aus Tecline-Achsen mit

Zahnstangenantrieb und Laufrollenführung gewährleisten eine

präzise, schnelle und leise Handhabung von Lasten von 10 bis

2 000 kg. Die gehärteten, schräg verzahnten Zahnstangen der Tecline-

Achsen können auf Anfrage auch geschliffen ausgeführt werden.

Der Linearachstyp Par als Grundlage des Linearachsportals wird in

sechs Baugrößen angeboten und ist auf maximale Geschwindigkeiten

von 3,5 m/s und Beschleunigungen von 10 m/s 2 ausgelegt.

Der maximale Verfahrweg eines Achsprofils liegt bei 10 800 mm.

Längere Strecken können durch Verbinden mehrerer Achsprofile

überbrückt werden.

Perndorfer setzt bei lineartechnischen Automationsproblemen

bevorzugt auf Rollon und das liegt nicht nur an der hohen Qualität:

„Wichtig und sehr angenehm sind auch der Service und die fachliche

Kompetenz der Rollon-Ansprechpartner hinsichtlich Konstruktion

und Maschinenbau. Es ist einfach wichtig, dass man die technische

Problemstellung mit einem Fachmann auf Augenhöhe diskutieren

kann.“

Bilder: Links und rechts: Perndorfer Maschinenbau KG, mittig: Rollon GmbH

www.rollon.de

NEBEN DER HOHEN PRODUKT-

QUALITÄT WAREN AUCH DER

SERVICE UND DIE FACHLICHE

KOMPETENZ ENTSCHEIDEND

18 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

DIGITALE LÖSUNGEN FÜR DIE VAKUUMTECHNIK

www.schmalz.com

Für den automatisierten Griff in die Kiste hat Schmalz einen Sauggreifer entwickelt

und bietet diesen inklusive 3D-Kamerasystem, Steuerungssoftware und

Zubehör an. Neu ist zudem die Schmalz Connect Suite. Die Besonderheit der

Bin-picking-Lösung besteht darin, dass Werkstücke direkt an den Ecken und

Kanten gegriffen werden können. Das Vakuum erzeugt die elektrische Cobot-

Pump ECBPi. Über eine Web-Plattform können Kunden ihren individuellen Greifer

konfigurieren. Auch besteht die Option, den digitalen Zwilling zu nutzen, der alle

relevanten Daten und Parameter liefert. Ergänzt wird das Programm für die

smarte Fabrik durch die Connect Suite. Die Software liest Daten aus Komponenten

aus und analysiert sie. Das System kann über mitgelieferte Hardware und künftig

auf kundeneigenen Servern, Edge-Plattformen oder aus der Cloud heraus bedient

werden. IO-Link-Komponenten verschiedener Hersteller lassen sich so schnell in

Betrieb nehmen und verwalten – auf einem Dashboard und vom Tablet aus.

SICHERER COBOT MIT

LEICHTEM TEACH-IN

Ein kollaborativer Roboter, der mit

menschlichen Bedienern ohne

Schutzvorrichtungen arbeiten

kann, ist der Melfa Assista von

Mitsubishi Electric. Er bietet

maximale Sicherheit und Performance

in Kombination mit

einfacher Bedienung und Programmierung.

Dabei ist er

genauso präzise und positioniergenau

wie ein Standard-Roboter.

Der Cobot führt komplexe und

anspruchsvolle Montageaufgaben,

präzises Halten von Werkstücken

oder sich wiederholende Pick-and-

Place-Vorgänge zuverlässig aus.

Gleichzeitig reagiert er flexibel auf

sich schnell ändernde Rahmenbedingungen.

Die Einrichtung des

Cobots wird durch eine direkte

Teach-Funktion vereinfacht, bei

der der Benutzer den Arm hält

und ihn in jede gewünschte

Position bewegt. Typische Arbeitsumfelder

sind Montageaufgaben

in der Automobilindustrie oder

die Durchführung von Verpackungsvorgängen

an Produktionslinien.

Er kann auch mit zertifiziertem

NSF H1-Fett für Anwendungsbereiche

wie die Lebensmittel-

und Getränkeindustrie

geliefert werden.

www.mitsubishielectric.de

Wenn‘s mal schnell gehen muss:

Gasdruckfedern von ACE sind solide Produkte,

auf die 100% Verlass ist. Das Gute

daran ist aber nicht nur die Qualität,

sondern auch der Service: Bei ACE bekommen

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

RAUS AUS DER KISTE

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Bin-Picking per Plug-and-play-Roboterführung

erweist sich in vielen Fällen nicht als eine

dauerhaft störungsfreie Lösung. Auswahl der

Sensorik, Design der Greifer, Berechnung von

Greifkoordinaten, Planung von Roboterbahnen,

Ausführung von Zwischenablagen oder Prozessübergaben

– zu komplex und ineinandergreifend

sind oftmals die Herausforderungen rund um

den „Griff in die Kiste“. Eine schlüsselfertige

Bildverarbeitungslösung ermöglicht zuverlässiges

Bin-Picking.

Vom stabilen, prozesssicheren Entnehmen von Teilen bis zur

gezielten, kontrollierten und bei Bedarf auch orientierten

Einzelablage berücksichtigt der ganzheitliche Ansatz der

Bildverarbeitungslösung VMT PickFinder3D der Mannheimer

VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH

alle Aspekte einer automatisierten Entnahme von Teilen aus chaotischen

Szenarien einschließlich der prozesssicheren Handhabung.

Hierunter fällt auch die Einbeziehung der Kunden in die Auslegung

und Optimierung ihrer Systemlösung – vom Projektstart über die

Inbetriebnahme und Schulung bis zum After-Sales-Service. Die Bildverarbeitungslösung

ermöglicht dabei ein optimiertes Design sowohl

von reinen Bin-Picking-Lösungen als auch von vollständigen Applikationszellen,

die sich nahtlos in Prozessketten integrieren lassen.

Das offene Konzept bietet dabei Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

an die Aufgabenstellung. So können nahezu beliebige 3D-Sensoren

Autor: Dr.-Ing. Michael Kleinkes, Technischer Leiter (CTO), VMT Machine

Vision Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH, Mannheim

angebunden und die Greiftechnik des Roboters individuell ausgelegt

und ausgewählt werden. VMT PickFinder3D unterstützt alle gängigen

Feldbusstandards sowie die Steuerungen aller großen Roboterhersteller.

Die mit Softwaremodulen frei konfigurierbare Auswertesoftwareplattform

MSS (Multi Sensor System) erlaubt die konsequente

Adaption des Griffs in die Kiste an die jeweilige Aufgaben stellung

wie auch an besondere Kundenwünsche. Die PXL+-Technologie –

eine eingetragene Marke der Pepperl+Fuchs AG, zu der die VMT

Bildverarbeitungssysteme GmbH gehört – eröffnet völlig neue Möglichkeiten

der Entnahme aus chaotischen oder teil-chaotischen

Szenarien, beispielsweise eine Teileselektion nach Farbauswahl,

Luminophor-Markierung oder nach Wärmestrahlung.

CHAOS IN DER KISTE MASCHINELL MEISTERN

Ob bei der Zuführung von Teilen in Verbau- und Montageprozesse

oder der Bereitstellung von Artikeln in der Kommissionierung – in

diesen und zahlreichen weiteren Fällen erfolgt die Bereitstellung

großer Teilemengen oft aus Prozessgründen als Schüttgut chaotisch

angeordnet in einem Kleinladungsträger oder einem Kommissionierbehälter.

Für eine Maschine ist die Aufgabe äußerst komplex,

denn die Teile müssen sicher identifiziert, in ihrer dreidimensionalen

Lage und Ausrichtung erkannt und eindeutig unterschieden werden.

Das Greifmittel – die Hand des Roboters – soll möglichst klein und

flexibel sein, ist aber auch exakt auf die Eigenschaften der zu greifenden

Teile abzustimmen – auch ein Verhaken oder Aneinanderhaften

von Teilen muss greif- und prozesstechnisch berücksichtigt werden.

Die zeitliche Performance der Detektions- und Greiflösung muss

optimal zu Robotertakt und Prozesszyklus passen. Wohl kein Plugand-play-System

zur Roboterführung kann all dies ab Werk berücksichtigen

– was dann am Maschinenbauer, Integrator oder gar dem

Betreiber hängen bleibt. VMT PickFinder3D hingegen steht für die

Planung und die optimierte Auslegung von Robot Vision durch

VMT. Das schüsselfertige Lösungskonzept aus Sensorik, MSS-Software,

Auswerte-PC, Verkabelung, Inbetriebnahme, Schulung und

After-Sales-Betreuung macht die automatisierte Teileentnahme aus

chaotischen Szenarien sehr integrations- und bedienfreundlich,

maschinell beherrschbar und dauerhaft verfügbar.

20 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

GENAUE ANALYSE DER ANFORDERUNGEN

Hochperformante Bin-Picking-Lösungen, wie sie VMT PickFinder3D

ermöglicht, entstehen deutlich vor dem erstmaligen Griff in die

Kiste. Das Wichtigste sind oftmals auch nicht der Sensor oder die

Software, sondern eine sorgfältige Analyse der Anforderungen, des

Prozesses und Randbedingungen. VMT gewährleistet ein fehlerfreies

Lösungsdesign, beispielsweise beim Layout der gesamten

Zellenlösung oder dem Auslegen von Übergabeprozessen und

Zwischenablagen. Entscheidend für die Performance des Bin-Picking

ist auch das richtig auf die Aufgabenstellung angepasste Design der

Greifelemente. VMT projektiert für jede Applikation die passende

Greiferlösung, die dann in der Folge auch bei der Berechnung der

sicheren Greifkoordinaten und der optimalen Roboterbahn berücksichtigt

wird.

VMT PickFinder3D punktet zusätzlich mit Sensoroffenheit – neben

den 3D-Sensoren VMT LightScan und VMT DeepScan von VMT

können auch die Geräte anderer Hersteller in die Lösung integriert

werden. Bei Bedarf ist es möglich, simultan mehrere 3D-Sensoren als

Sensorsystem einzusetzen, beispielsweise bei großen oder nicht gängigen

Behälterformaten. Ebenfalls integrierbar ist eine 2D-Flächenkamera

zur Nachkontrolle der gegriffenen Bauteile. Die Systemanbindung

bietet ebenfalls zahlreiche Freiheitsgrade, unter anderem

hinsichtlich unterschiedlicher Automatisierungssysteme und Robotersteuerungen

sowie der industrieüblichen Feldbusschnittstellen.

GRIFFATTRAKTIVITÄT FÜR EINEN

SICHEREN PROZESS

Jeder Griff in die Kiste beginnt mit einem Blick in die Kiste. Hierfür

macht der Sensor eine Aufnahme der Bauteile-Szenerie im Behälter

und ermittelt ein präzises 3D-Profil der darin befindlichen Objekte.

Dabei kann der PickFinder3D auch verschiedene Komponenten in

OPTIMAL BERECHNETE ROBOTER-

BAHNEN UNTERSTÜTZEN KURZE

TAKTZEITEN

derselben Szenerie unterscheiden und handhaben. Farben, Oberflächen

und Reflexionseigenschaften haben keinen Einfluss auf die

Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Erkennung. Die Rohdaten in

Form einer Punktwolke werden von der MSS-Software vorverarbeitet.

Hierbei werden zum einen die Geometrie, die Position und die

Ausrichtung des Behälters erkannt und die Kerndaten dieser „Region

of Interest“ aus den Rohdaten gefiltert. Zum anderen werden

messtechnische Ausreißer eliminiert. Die per CAD hinterlegten

oder über die Kamera eingelernten Teile werden dann durch effiziente

Matchingverfahren in der Punktwolke gesucht und identifiziert.

Die Software errechnet dabei für jedes erkannte Teil ein Profil

seiner Griffattraktivität und erstellt daraus eine Priorisierungsliste

der Greifkandidaten. Hierbei können besondere Vorgaben des Anwenders

berücksichtigt werden, um beispielsweise zunächst nur

Teile einer bestimmten Lage zu greifen. Für den letztlich ausgewählten

Greifkandidaten werden die Koordinaten für das sichere

Greifen ermittelt. Gleichzeitig wird die Roboterbahn für die Greifund

Entnahmebewegung des Roboters berechnet und auf Singularität

und Greifbarkeit des Teils sowie Kollisionsfreiheit geprüft.

Hierbei wird dem Roboter eine Vielpunktbahn vorgegeben, die alle

Hindernisse berücksichtigt, sodass ein Anfahren an das Teil und

Ausfahren aus der Kiste ohne Kollision sichergestellt ist.

ROBOTERFÜHRUNG ÜBER DIE

INTELLIGENTE PUNKTWOLKE

Die Komplettlösung PickFinder3D entwickelt sich stetig weiter. In

Kombination mit dem hybriden Ansatz der PXL+-Technologie ist es

künftig möglich, über neue Informationskanäle „intelligente 3D-

Punktwolken“ zu erzeugen. Diese bilden dann nicht nur die x-, y- und

z-Messwerte von 2D- oder 3D-Kameras ab, sondern fusionieren sie

mit zusätzlichen, nicht geometrischen Objektinformationen, die

beispielsweise von Lumineszenz- oder Infrarot-Wärmebildkameras

stammen können. Mit der so erweiterten Punktwolke wird es möglich,

die Griffattraktivität weiter zu differenzieren, beispielsweise,

um zuerst Teile einer bestimmten Klasse, einer präferierten Farbauswahl,

mit Luminophoren markierte Teile oder solche Komponenten

zu greifen, von denen eine prozessbedingte Wärmestrahlung

ausgeht.

Bilder: Aufmacher: Evgeniia – stock.adobe.com, 01: VMT Machine Vision Technic

Bildverarbeitungssysteme GmbH

www.vmt-systems.com

Vor dem Griff

in die Kiste

ermittelt die

Bildverarbeitungslösung

die Lage

von Teilen sowie

den Füllgrad im

Behälter

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

ZUSAMMEN

POSITIONIEREN

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Die fachübergreifende Zusammenarbeit lohnt

sich auch im Mittelstand. Das beweist ein Projekt,

bei dem ein Komplettanbieter von Linear-, Profil-,

Montage, Verbindungs- und Modultechnik

gemeinsam mit einem Spezialisten im Bereich

der Bewegungssensorik und integrierten

Antriebstechnik vollautomatische Positioniersysteme

für einen Etagenförderer realisierte.

Die Komponenten wurden dabei optimal

aufeinander abgestimmt und erschließen so

Vorteile in der Anwendung.

Im Zuge der allgemeinen Prozessautomatisierung sind automatisierte

Zustellachsen für industrielle Positioniersysteme sehr

gefragt – so auch bei der Maschinen-Förder-Produkte GmbH &

Co. KG (MFP) aus Finnentrop. Der Hersteller von Förderbandund

Anlagentechnik für die unterschiedlichsten Industriezweige

und Anwendungsbereiche wurde von einem Kunden mit der Modernisierung

eines bestehenden Förderkonzepts für eine Kunststoffspritzgießanlage

beauftragt. Die produzierten Palettenkufen

durchlaufen zum Abkühlen einen Etagenförderer von MFP, der

mehr als 30 Kufen gleichzeitig fasst. Warme Spritzgießteile aus

Kunststoff neigen zum Verformen. Daher müssen sie während des

gesamten Abkühlprozesses präzise in Form gehalten werden, um

die gewünschte Endqualität zu gewährleisten. Diese Aufgabe über-

Autor: Bernd Klöpper, RK Rose+Krieger GmbH, Minden

nehmen exakt positionierte Druckbalken. „Unser Kunde wünschte

eine vollautomatische Verstellung der Druckbalken, um Rüstzeiten

zu minimieren und zugleich eine 100%ige Wiederholbarkeit zu

erreichen“, erklärt MFP Firmengründer Andreas Melchers.

Die Positionierung der Druckbalken übernehmen automatisierte

Linearachsen, die sich aus Doppelrohr-Achsen von RK Rose+Krieger

und eigens darauf abgestimmte elektromotorischen Stellantrieben

von Lenord + Bauer zusammensetzen. Dass RK Rose+Krieger die

Linear achsen liefern sollte, stand für MFP schnell fest. „Da jedoch

Stell antriebe nicht zu unserem Portfolio gehören, arbeiten wir auf

diesem Gebiet seit einigen Jahren erfolgreich mit Lenord + Bauer zusammen

und bieten in Kooperation aufeinander abgestimmte

Lösungen für die automatisierte Lineartechnik an“, erklärt Jörg Töhte,

Key- Account-Manager bei RK Rose+Krieger. Insgesamt kommen

18 automatisierte Zustellachsen für die präzise Positionierung der

Druckbalken zum Einsatz – sechs auf jeder der drei Etagen des

Etagen förderers.

ROBUSTE ROHRSYSTEM-LINEAREINHEITEN

Da die Achsen bei diesem Einsatz vergleichsweise hohe Biegemomente

kompensieren müssen, wählte MFP-Doppelrohr-Einheiten

vom Typ EPX30. Die robusten, selbsthemmenden Rohrsystem-

Lineareinheiten verfügen über eine Gleitführung und eine Trapezgewindespindel

(Rechtsgewinde, Steigung 3 mm, Außendurch messer

14 mm, ). Gelagert ist die Spindel im vorliegenden Anwendungsfall

über ein Kugellager. Für Einsätze in Umgebungen mit feinen Stäuben

kann sie optional mit einem Gleitlager ausgerüstet werden. Sie

ist mit einem angetriebenen und einem mitlaufenden, zweiten

Führungsschlitten ausgestattet, die beide mit einer Aufspannplatte

verbunden sind. Der größere Stützabstand zwischen den Schlitten

sorgt für die hohe Biegemomentaufnahme der Achse. Gleitbuchsen

in den Führungsschlitten verringern das Antriebsmoment an den

Führungsrohren und minimieren den Verschleiß am Schlitten. Die

Doppelrohr-Einheit ist für die Hand- und Motorverstellung sowie

für den Einbau in beliebiger Lage und für Umgebungstemperaturen

22 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

von 0 bis + 60 °C geeignet. Diese Eigenschaften

und ihre Steigungsgenauigkeit von

± 0,2 m/300 mm Hub prädestinieren sie für

die präzise Druckbalkenpositionierung im

Etagenförderer von MFP.

KOMPAKTE, KRAFTVOLLE

STELLANTRIEBE

Jede Achse ist mit einem Stellantrieb vom

Typ SeGMO von Lenord + Bauer automatisiert.

Aufgrund der beengten Einbausituation

wurden die speziell für solche Einsätze

konzipierten Antriebe mit gestuftem Gehäuse

verwendet. Die kompakten Kraftpakete

bieten bei einer Einbautiefe von 96 mm

ein Nennmoment von 5 Nm. Jeder Stellantrieb

ist eine komplette mechatronische

Einheit bestehend aus Brushless-DC-Motor,

32-Bit-Mikroprozessor, kompakter Endstufe

und leistungsfähigem Getriebe. Die

Automatisierung der Linearachsen ist übrigens

auch noch nachträglich ohne großen

mechanischen Aufwand möglich. Dazu

müssen lediglich die Handräder für die

manuelle Verstellung demontiert und Stellantriebe

für die elektrische Verstellung montiert

werden.

Für einen festen Sitz des Antriebs direkt

auf dem Spindelende der Linearachse

sorgt ein eigens von Lenord + Bauer für

die EPX30 entwickeltes Adapterkit. Es enthält

neben der kraftschlüssigen Wellenverbindung

auch eine Drehmomentstütze,

die auftretende Kräfte aufnimmt und das

erforderliche Loslager bildet. „Für uns ist

das eine einfache Lösung, da sie ohne

konstruktive Änderungen in unserer Maschine

umgesetzt werden konnte“, veranschaulicht

Andreas Melchers.

Für die Anbindung der Stellantriebe in die

Anlage nutzt er die dezentrale Steu ereinheit

SeGMO-Box – ebenfalls von Lenord + Bauer.

Sie regelt bis zu fünf Antriebe, versorgt sie

mit Spannung und gewährleistet die Kommunikation.

Eine steckbare Schnittstelle erleichtert

das Einbinden der Box in gängige

Industrienetze und sichert den Datenaustausch

mit der Anlagensteuerung. In der

Maschine ist das Positioniersystem über

Profinet mit einer S7-314 von Siemens gekoppelt.

Fertige Softwarebausteine binden

das Positioniersystem in die Steuerung ein,

in der in einer Rezepturverwaltung die verschiedenen

Kufentypen abgelegt sind. Nach

dem Auswählen des Rezepts fahren die Stellantriebe

automatisch zur entsprechenden

Position. „Durch das vollautomatische Umrüsten

der Druckbalken erhält unser Kunde

perfekt geformte Kufen – und das reproduzierbar

und ohne Einstellfehler“, sagt

Melchers. Auch die Kooperationspartner

RK Rose+Krieger und Lenord + Bauer sehen

sich bestätigt: Die fachübergreifende Zusammenarbeit

verläuft reibungslos und zum

Vorteil aller Beteiligten.

Bilder: Lenord + Bauer; MFP/RK Rose+Krieger

www.rk-rose-krieger.com

Einer von 18 Druckbalken mit

automatisierter Linearachse an dem

Etagenförderer von MFP zum Abkühlen der

warmen Spritzgießteile aus Kunststoff

WIR HABEN UMFIRMIERT:

aus VSM Antriebstechnik GmbH

wird

Moog GmbH, Niederlassung Griesheim

weiterhin

Ihr Ansprechpartner für maßgeschneiderte Antriebslösungen.

64347 Griesheim • 06155 797421-0 • moog-servo.de • info.vsm@moog.com

BEISPIEL: ATEX MOTOREN

185x60mm für Der Konstrukteur.indd 1 28.08.2020 13:11:05

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 23


MAGNETGREIFER: HALTEKRAFT ERHÖHT

HYGIENIC

DESIGN.

DER PMS

AUS EDEL-

STAHL.

Beim Transport von ferromagnetischen

Werkstücken mit unregelmäßigen/unebenen

oder perforierten Oberflächen geraten reine

Vakuumanwendungen schnell an ihre

Grenzen. Hier kommen Magnetgreifer zum

Einsatz, die eine hohe Haltekraft bieten, ohne

das zu transportierende Material zu verformen.

Um Werkstücke noch genauer zu fixieren

und dabei stets auf verschiedene Anwendungsfälle

dynamisch reagieren zu können,

hat SMC seine Magnetgreifer der Serie MHM

weiterentwickelt und ihre maximale Haltekraft

erhöht. In verschiedenen Baugrößen

verfügbar, erreicht die Lösung eine magnetische

Haltekraft von 10 bis 1 000 N bei

unterschiedlichen Kolbendurchmessern. So

wird etwa auch bei einer unterbrochenen

Druckluftzufuhr der Schutz vor Herabfallen durchgehend gewährleistet. Für hohe

Flexibilität bei verschiedenen Werkstückgrößen sorgt zudem eine Einstellschraube an

der Oberseite, die den Abstand zwischen Magnet und Werkstück und somit die Anziehungskraft

definiert. Diese lässt sich etwa bei einem Kolbendurchmesser von 50 mm

zwischen 230 und 1 000 N einstellen. Die Anpassungsfähigkeit stellt neben einem

festen Halt auch sicher, dass ein Werkstück nicht durch zu hohe Krafteinwirkung

verformt oder ein zweites Teil unabsichtlich mit aufgenommen wird. Dank der geringen

Abmessungen von 30 × 30 × 40 mm (50 N) bis 70 × 68 × 80 mm (1000 N) fällt die

Baugröße besonders platzsparend aus. So können für den Transport von Teilen mit

großer Oberfläche sehr einfach auch mehrere Magnetgreifer parallel angeordnet

werden. Auch die neue Serie MHM funktioniert pneumatisch. Verschiedene Optionen

für die Montage machen den Magnetgreifer von SMC zum flexiblen Partner für Pickand-place-Anwendungen.

www.smc.eu

AUF SECHS FÜSSEN HOCHPRÄZISE UNTERWEGS

PMS

Der neue Ultraschallsensor pms aus

Edelstahl ist mit seinem intelligenten

Hygienic Design prädestiniert für anspruchsvolle

Aufgaben in der Lebensmittel- und

Pharmaindustrie.

+ 4 Tastweiten:

von 20 – 1.300 mm

+ 3 Ausgangsstufen: Push-Pull-Schaltausgang

mit IO-Link oder Analogausgang

+ 2 Gehäusevarianten: D12-Adapterschaft

und D12-Bajonettverschluss

Aerotech, Hersteller

leistungsstarker Motion-

Control- und Positioniersysteme,

hat einen neuen

Hexapod vorgestellt: Der

HEX150 RC mit 150 mm

Durchmesser ergänzt als

kleinerer Bruder die

bestehende Produktfamilie

mit 500 und 300 mm

Durchmesser. Neben dem

Einsatz für die Qualitätssicherung in der Mess- und Prüftechnik sieht Aerotech vor

allem auch Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Automotive, Elektronik,

Maschinenbau und Medizintechnik. Der unverkennbare Vorteil der mehrachsigen,

parallelkinematischen Hexapoden ist deren präzise Positionierung frei in alle Richtungen.

Bei einem mittigen Verfahrweg von 135 mm kann der kleine Bewegungskünstler

mit seinen sechs Füßen bis zu 10 kg Nutzlast quasi vollkommen frei im Raum bewegen.

Die sechs Freiheitsgrade machen das Mehrachssystem flexibel einsetzbar für die

unterschiedlichsten Anwendungen. Aufgrund der komplexen Kinematik ist der

Steuerungsaufwand eines Hexapoden nicht zu unterschätzen. Dem begegnet

Aerotech mit der innovativen Steuerungsplattform A3200, resultierend aus jahrelanger

Erfahrung mit anspruchsvollen kinematischen Anwendungen. Die darin integrierte,

intuitive Simulationssoftware „HexGen Hexapod“ ermöglicht die einfache Programmierung

und Steuerung der Hexapoden in jedem benutzerdefinierten Koordinatensystem.

Der Nutzer kann den verfügbaren Arbeitsraum visualisieren und simulieren,

um mit seinem Hexapod Kollisionsbetrachtungen durchzuführen. Zudem kann er

auch bereits vorkonfigurierte Modelle aus einer hinterlegten Bibliothek mit Standarddesigns

direkt auswählen.

www.aerotechgmbh.de

microsonic.de/pms


HEPCOMOTION JETZT AUCH IN TRACEPARTS

Hepco Motion hat bekanntgegeben, dass ein

großes Sortiment seiner Produkte jetzt auch

auf der CAD-Plattform Trace Parts unter

https://www.traceparts.com/de verfügbar ist.

Trace Parts ist ein Anbieter für digitale 3D-

Inhalte aus dem technischen Bereich. Mit über

3,5 Mio. registrierten Nutzern gehört die

Plattform für Ingenieure und Planer aus aller

Welt zu den wichtigsten Ressourcen, um

3D-CAD-Modelle industrieller Bauteile zu

finden und herunterzuladen. Trace Parts ist in

24 Sprachen verfügbar und stellt 3D-CAD-Modelle in über 60 Formaten bereit, wodurch

eine optimale Kompatibilität mit allen gängigen CAD-Systemen garantiert wird.

„Mit Trace Parts sind wir jetzt bei den beiden führenden Plattformen in diesem Bereich

vertreten. Damit machen wir es Maschinenbauingenieuren und anderen, die nach

hochqualitativen Führungssystemen für ihre Anwendung suchen, einfach, unsere

Produktvielfalt zu erkunden. Unsere Beratungsingenieure können dann im direkten

Gespräch mit ihnen die perfekte Lösung finden“, erklärt Peter Jones, Marketing Manager

bei Hepco Motion.

www.hepcomotion.com

FLACHE SAUGNÄPFE VERMEIDEN DRUCKSTELLEN

Piab bietet in seiner Familie von Friction-

Balgsaugnäpfen aus dem hauseigenen

Material Duraflex nun auch den Durchmesser

60 mm an. Die flachen Saugnäpfe

Modell BFFT60P-2 sind geeignet für sehr

dünne Bleche (0,6 bis 0,8 mm) und sollen

Druckstellen vermeiden. Das Modell weist

einen steiferen Balg und optimierte

Abmessungen auf, sodass er sich für

Automobil-Anwendungen eignet. Der Saugnapf kann an ebenen wie an unebenen bzw.

gewölbten Oberflächen angewendet werden, auch wenn ein Niveauausgleich erforderlich

ist, z. B. bei Entstapelungsanwendungen. Er ist auch für die Handhabung von

Karosserieaußenteilen in Formpressverfahren ausgelegt. Duraflex-Saugnäpfe sorgen,

unabhängig von der Ausrichtung, für Stabilität und Halt. Das Material hinterlässt laut

Anbieter keine Abdrücke auf den gehandhabten Objekten und hat ein gutes Formgedächtnis.

Die Saugnäpfe können hohen Scherkräften standhalten. Der Saugnapf funktioniert

am besten, wenn er mit Pressenöl auf Metallblechen verwendet wird.

www.piab.com

BERÜHRUNGSLOSE GLAS-HANDHABUNG MIT ULTRASCHALL

Eine Lösung zur berührungslosen Handhabung

von Bauglas, Autoglas und anderen Spezialgläsern

ist der RobotOverhead-Greifer von ZS-Handling.

Er besteht aus drei Sonotroden mit Vakuumkammer,

die in einem Gehäuse sitzen. Die

Ultraschallbewegung der Sonotroden erzeugt

einen tragenden Gasfilm zwischen der Sonotroden-Oberfläche

und dem Substrat. Das Substrat

schwebt auf dem Gasfilm in Abständen von 10

bis 150 μm, es können auch höhere Schwebhöhen erreicht werden. Unter Ausnutzung

von Auftriebskräften durch Vakuum ist auch eine Handhabung von oben möglich. Auf

diese Weise wird jeder mechanische Oberflächenkontakt vermieden. Um ein gleichmäßiges

Abstoßen durch Ultraschall und Ansaugen durch Vakuum zu erzeugen, sind über

die Sonotrode viele kleine Löcher verteilt. Dadurch wird gleichzeitig die Glasfolie

glattgezogen. Mit den gleichmäßigen Ultraschall-Schwingungen der Sonotrode kann

über das gesamte Substrat eine Ebenheit von ±75 μm erreicht werden.

Positioniersysteme

• Spindelantriebe

• Zahnriemenantriebe

• Direktantriebe

• Auslegerachsen

• Mehrachskombinationen

• Schwenkantriebe

• Drehtische

• Steuerungstechnik

• Transportbänder

• Softwareentwicklung

• Schaltschrankbau

...alles aus

einer Hand

www.zs-handling.com

www.ief.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

GROSSES ZUFÜHRSYSTEM FÜR

E-MOBILITÄTS-BRANCHE

Der Stufenförderer

ZEL480 von Weber

Schraubautomaten

ist leistungsstark und

robust. Das Modell

ist besonders für die

Verarbeitung

größerer Verbindungselemente

und

Bauteile geeignet.

Mit ihm können

Schrauben mit einem

Kopfdurchmesser

von bis zu 32 mm, einem Schaftdurchmesser von bis zu

16 mm und einer Schaftlänge von bis zu 120 mm automatisch

zugeführt werden. Bedarf für dieses größer dimensionierte,

automatische Zuführsystem besteht vor allem in der

E-Mobilitäts-Branche, wo Batterie-Packs mit größeren

Verbindungselementen montiert werden. In Taktraten von

bis zu 0,8 Sekunden pro zugeführtem Teil werden die

Elemente zunächst vibrationsfrei durch einen Hubschieber

der Linearstrecke zugeführt und aufgereiht. Der Vorratsbehälter

ruht dabei durchgehend. Durch sanfte Vibrationen

werden die ausgerichteten Teile im Anschluss in Richtung

Trennungseinheit bewegt, vereinzelt und über den Zuführschlauch

dem Werkzeug bereitgestellt.

www.weber-online.com

SCARA-ROBOTER: KOMPAKT, ROBUST, SCHNELL

Zwei neue, kompakte Scara-Roboter

ergänzen das Motoman-Portfolio

von Yaskawa: Die robusten Neuentwicklungen

Motoman SG400 und

Motoman SG650 sind konzipiert für

Traglasten von bis zu 3 bzw. bis zu

6 kg und decken einen Arbeitsbereich

von 400 bzw. 650 mm ab.

Damit eignen sie sich insbesondere

für Anwendungen, die sowohl hohe

Geschwindigkeiten als auch große

Präzision erfordern. Die Wiederholgenauigkeit

der neuen Scara-Roboter

liegt bei 0,01 mm. Typische

Aufgabenbereiche sind damit zum Beispiel Montageprozesse von

Kleinstteilen oder auch roboterbasiertes Picken und Packen, Dosieren

und Zuführen in der verarbeitenden wie auch in der Lebensmittel-,

Medizinprodukte- und Kosmetikindustrie. Geringe Störkonturen

reduzieren das Kollisionsrisiko und ermöglichen den Betrieb der

Roboter auf engstem Raum. Die interne Medienführung gewährleistet

zuverlässige Arbeitsabläufe und reduziert den Wartungsbedarf.

Gesteuert werden die 4-Achser mit der kompakten und leichten

Steuerung Motoman YRC1000micro. Neben den üblichen Funktionalitäten

bietet die YRC1000micro einfache Anschlussmöglichkeiten für

externe Hardware sowie schnelle und hochgenaue Motion Controller.

Darüber hinaus ist sie mit einer optionalen „Functional Safety“-Funktion

kompatibel, über die sich Arbeitsbereich und Geschwindigkeit sicher

überwachen und begrenzen lassen.

www.yaskawa.eu.com

SYNCRO-MAX®

Designed for Performance,

Engineered for Excellence.

SYNCHRON FÖRDERN

Verbessern Sie Ihre Leistungsfähigkeit:

SYNCRO-MAX überträgt die Vorteile

von Zahnriemen auf Fördergurte.

Lieferbare Profile:

- T10 ab 200mm bis 500mm Breite

- H (1/2“) ab 8“ bis 20“

(203,2mm bis 508mm Breite)

www.elatech.com

SIT Antriebselemente GmbH - Rieseler Feld 9 (Gewerbegebiet West) D-33034 Brakel

Tel. +49.5272.3928.0 - Fax +49.5272.392890 info@sit-antriebselemente.de

26 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


INTEGRIERTES MESSSYSTEM FÜR HANDLINGANWENDUNGEN

Das neue integrierte Wegmesssystem IMScompact von Rexroth erfasst mit einer komplett in

den Kugelführungswagen integrierten Sensorik die exakte Position mit einer hohen Wiederholgenauigkeit

von ± 1 µm. IMScompact ergänzt das Programm von Linearführungen mit

integrierten Messsystemen bereits ab

der Baugröße 15. So fügt sich das

Messsystem für Kugelschienenführungen

wirtschaftlich und kompakt in

kleine Maschinen ein. Die Integration in

den Führungswagen sorgt für einen

hohen EMV-Schutz. Damit eignet sich

IMScompact auch für den Einsatz in

Verbindung mit Linearmotoren. Das

verschleißfreie, wahlweise inkrementelle

oder absolute Messsystem steigert

die Präzision und Dynamik vor allem bei

Handling- und allgemeinen Automationslösungen.

IMScompact misst

berührungslos die Position des Führungswagens

mit einer absoluten Genauigkeit von ± 20 µm/m und einer Wiederholgenauigkeit

von ± 1 µm bei Geschwindigkeiten von bis zu 5 m/s. Dazu wird ein Magnetband über die

gesamte Länge der Profilschienenführung eingeklebt und fixiert. Der Stahlkörper des

Führungswagens schirmt den integrierten Encoder wie ein Faraday`scher Käfig gegenüber

magnetischen Störfeldern ab. Dadurch liefert es auch in Verbindung mit Linearmotoren

zuverlässig exakte Werte. Durch das berührungslose, verschleißfreie Messprinzip und die

Unempfindlichkeit gegenüber Stäuben, Stößen und Vibrationen ist das IMScompact besonders

langlebig. Die Baumaße entsprechen bis auf den seitlichen Kabelabgang am Führungswagen

denen der Standardführungen.

www.boschrexroth.com

TEILE-ZUFÜHRSYSTEM: PRÄZISE UND FLEXIBEL

Die Cretec GmbH hat die Generalvertretung für den Vertrieb des Teile-Zuführsystems

FlexiBowl von der italienischen Firma ARS in Deutschland übernommen. In Kombination

unterschiedlicher Roboter/Cobots und mit leistungsstarkem Vision-System können mit

FlexiBowl viele komplexe Aufgabenstellungen mit häufigem Produktwechsel und hoher

Flexibilität nachhaltig gestaltet werden. Bei FlexiBowl handelt es sich um eine einfache

und zuverlässige schlüsselfertige Systemlösung

sowohl für saubere als auch schmutzige

Umgebungen und für alle Branchen. Die

Produktfamilie der Teile-Zuführeinheiten

gewährleistet das zuverlässige Handling von

Bauteilen in der Größe von 1 bis 250 mm und

einem Gewicht von 1 bis 250 g. Ein oder zwei

motorische Magazine liefern die Teile präzise

auf die drehende runde Rütteleinheit. Hier

werden selbst empfindliche Bauteile zuverlässig

getrennt und ein Luftgebläse gewährleistet

den sicheren Teileabstand vom Rand.

Die Rotationsscheibe ist in unterschiedlichen

Farben, Texturen und Graden der Oberflächenhaftung

erhältlich. Integriert ist die

Hintergrund- oder Oberlichtbeleuchtung mit

Infrarot, Rot oder Optionen von Weiß. Weitere

Möglichkeit ist die Installation der von Cretec

entwickelten LED-Platinen mit beliebigen

geometrischen Anordnungen. Sie können

einzeln individuell sowohl als Dauerlicht oder Blitzlicht angesteuert werden und bieten das

ganze RGB-Spektrum. Das integrierte Vision-System liefert präzise Teil- und Positionsdaten

bezüglich Geometrie, Oberflächeneigenschaften, Materialbeschaffenheit und Gewicht für

den sicheren Griff mit dem Roboter. Das Ganze in einem schlanken Design mit einfacher

intuitiver Programmierung für die Qualitätskontrolle mit Vision-System und für Präzisionsmontage-Prozesse.

www.cretec.gmbh/de/

BLOCAN ® Schwerlastprofile

aus Aluminium

... leicht, flexibel, belastbar

▪ geringes Eigengewicht

▪ Aufnahme hoher

dynamischer Belastungen

▪ keinerlei mech. Bearbeitung

▪ leicht transportierbar (Alukonstruktion

segmentweise

zerlegbar)

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PLANETENGETRIEBEMOTOREN

MACHEN DRUCK

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Hackschnitzel und Sägemehl, die als Nebenprodukt

in jedem Sägewerk anfallen, sind ein begehrter

Rohstoff. Man nutzt sie zum Beispiel als Brennstoff

oder bei der Spanplatten- und Spanklotzherstellung.

Ein neues Trocknungsverfahren,

bei dem die Walzen einer mechanischen Presse

durch Planetengetriebemotoren angetrieben

werden, spart Energie.

Hackschnitzel erfreuen sich als erneuerbarer Energieträger

zunehmender Beliebtheit. Auch als Grundstoff für die

Herstellung von Spanplatten oder in der Papier- und Zellstoffindustrie

kommt ihnen eine große Bedeutung zu. Die

zerkleinerten Holzreste sind ein unvermeidliches Nebenprodukt in

Sägewerken. Etwa 30 % des Holzvolumens werden bei der Bearbeitung

eines Baumstamms zu Hackschnitzeln zerspant. Der hohe

Wassergehalt von erntefrischem Holz bedingt jedoch einen technischen

Trocknungsprozess, der der Weiterverarbeitung vorgelagert

ist. Konventionell geschieht das meist mit kontinuierlich betriebenen

Bandtrocknern, in denen die Hackschnitzel einem heißen Luftstrom

ausgesetzt sind.

Um den Trocknungsprozess effizienter zu gestalten, entwickelte

die Bohnert Technik GmbH in Seebach, etwa 35 km südlich von Baden-Baden,

ein Verfahren, bei dem das Holz mechanisch entwässert

wird. Das Unternehmen entwickelt, baut und vertreibt ihre

Hackschnitzelpressen in Eigenregie und gewann 2019 mit ihrer

Walzenpresse zur Trocknung von Sägeresthölzern den Innovationspreis

des Landes Baden-Württemberg.

Autor: Christian Rüttling, SEW-Eurodrive, Bruchsal

Mit dem neuen Verfahren gestaltet sich der Trocknungsprozess

energieeffizienter. Die technische Lösung ist eine Hackschnitzelquetsche

mit einer Förderkette, die zwischen zwei Presswalzen

läuft. Geschäftsführer Johannes Bohnert erläutert: „Die Kette dient

als Matrize, die das Material der Presszone zuführt. Man kann sich

diese Kette als eine Art Sieb vorstellen, die das Wasser durchlässt

und die Hackschnitzel zurückhält“. Die Walzen werden hydraulisch

mit einer Presskraft von etwa 100 t gegeneinandergedrückt. Diese

Presskraft entwässert die Hackschnitzel. Über die Spalten der Zuführungskette

erfolgt der Abfluss des Presswassers.

VOLLE TRANSPORTKAPAZITÄT NUTZBAR

Ein Vorteil der mechanischen Entwässerung ist die deutlich bessere

energetische Bilanz. So benötigt die Anlage durchschnittlich etwa

30 kW, um etwa 1 000 bis 1 500 l Holzsaft aus 25 Schüttraummetern

Hackschnitzel oder Sägespänen auszupressen. Um die gleiche Wassermenge

zu verdunsten, werden bei der Heißlufttrocknung ca.

70 kW elektrische Energie für den Ventilator und ca. 1 500 bis 2 000 kW

thermische Energie aufgewendet. Ferner wird durch die Entwässerung

im Sägewerk der Abtransport der Holzschnitzel per LKW effizienter.

Durch die geringere Masse der entwässerten Hackschnitzel

können die Fahrzeuge voll beladen werden, ohne das die Gefahr einer

Überladung besteht. So lassen sich etwa 20 bis 25 % der Transportkosten

einsparen. Die Gewichtseinsparung pro LKW beträgt etwa

5 bis 8 t – je nach Eingangswassergehalt.

KOMPAKTE BAUWEISE, HOHES DREHMOMENT

Die Pressen sind für den 24/7-Betrieb ausgelegt. Weil diese intensive

Nutzung hohe Anforderungen an die Anlagentechnik stellt, setzt

Bohnert auf Antriebe von SEW-Eurodrive. So werden neben Standard-

Getriebemotoren auch Industrie-Planetengetriebe der Baureihe P

verbaut. Diese treiben die beiden Presswalzen an und stellen zuverlässig

die zur Entwässerung benötigte Leistung bereit.

Bauartbedingt übertragen Planetengetriebe das Drehmoment in

einer Stufe über mehrere Planetenräder. Das Sonnenrad, die Planeten-

28 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK

räder und das Hohlrad können so platzsparend innerhalb einer

Planetenstufe angeordnet werden. Diese besondere Charakteristik

von Planetengetrieben resultiert in einer deutlich höheren Leistungsdichte

und entsprechend kleineren Baumaßen als bei anderen

Getriebebauarten. Die Planetengetriebe der Baureihe P kommen

daher bei allen Heavy-Duty-Anwendungen zum Einsatz, bei denen

ein robustes Design sowie Kompaktheit gefragt sind.

Mit einem Vorschalt-Kegelstirnradgetriebe und einer Gesamtübersetzung

von 543 werden die rund 1 500 min -1 des Motors auf

die zum Antrieb der Presse benötigen drei Umdrehungen in der

Minute reduziert. Das Nenndrehmoment der beiden verbauten

Getriebe ist mit ca. 124 000 Nm für die auftretenden Betriebsbedingungen

und Lastspitzen ausreichend groß bemessen – Sicherheit,

die für maximale Anlagenverfügbarkeit sorgt.

Die Anbindung der Getriebe an die Presswalzen erfolgt über eine

Hohlwelle mit Schrumpfscheibe. Die Maschinenwelle wird hierbei

in die Hohlwelle des Getriebes eingeführt und kraftschlüssig über

Spannschrauben fixiert. Zur Abstützung des Drehmoments wurde

der Getriebeflansch mit der maschinenseitigen Drehmomentstütze

PLANETENGETRIEBE KOMMEN BEI

ANWENDUNGEN ZUM EINSATZ, IN

DENEN ROBUSTES DESIGN SOWIE

KOMPAKTHEIT GEFRAGT SIND

verbunden. Interessant ist hierbei, dass sich die beiden Drehmomentstützen

gegenseitig abstützen, um die hohen gegenläufigen Antriebskräfte

außerhalb des Maschinenrahmens zu neutralisieren.

ANTRIEBSLÖSUNG AUS EINER HAND

Die Antriebseinheiten werden als Master-Slave-Antrieb gefahren.

Die Stromwerte aus dem Frequenzumrichter des Masters werden

dem Slave über einen PID-Regler vorgegeben. Diese Regelung

reduziert den Verschleiß und verhindert die Friktion des Pressguts.

Der Betrieb erfolgt mit SEW-Frequenzumrichtern des Typs Movitrac.

Neben Getrieben und Umrichtern lieferte SEW-Eurodrive

auch die beiden Asynchronmotoren. In der Baugröße 180 können

Das Nenndrehmoment der beiden verbauten P-Getriebe ist mit etwa

124 000 Nm für die auftretenden Betriebsbedingungen und Lastspitzen

ausreichend groß bemessen

sie bis zu 22 kW bereitstellen. Ausgeführt als energiesparender

IE3-Motor, tragen sie zum effizienten Betrieb der Hackschnitzelpresse

bei.

Mit der Baureihe P hat sich die Firma Bohnert für eine zuverlässige

und platzsparende Antriebslösung entschieden. Sie besteht aus elf

fein gestuften Baugrößen und deckt den Drehmomentbereich zwischen

24 830 und 631 300 Nm ab. Die Kombination aus Planetengetriebe

und Vorschaltgetriebemotor bietet dem Anwender maximale

Flexibilität im Hinblick auf Übersetzung und Varianz. Das engmaschige

Netz aus Service-Centern und Technischen Büros von SEW-Eurodrive

ermöglicht auch die Unterstützung des Kunden während der gesamten

Betriebszeit der Anlage – unabhängig von ihrem Einsatzort.

Bilder: Aufmacher: SEW-Eurodrive, Sonstiges: Bohnert

www.sew-eurodrive.de

Mehr Produktivität durch innovativen Leichtbau

Dynamik ↑

Produktivität ↑

Eigenmasse ↓

Bauraum ↓

Dynamisch, leicht und ressourcenschonend – prädestiniert für Automation, Medizintechnik, Productronic.

Die UPLplus-Linearmotoren sind gekennzeichnet durch ein besseres Kraft-Masse-Verhältnis von bis zu 42 %

gegenüber vergleichbaren Antrieben. Der Kundennutzen liegt klar auf der Hand: höhere Produktivität oder

reduzierte Kosten, Reduzierung der Taktzeiten, hochdynamische Positionierung, Downsizing und bauraumsparende

Anwendungen. www.schaeffler-industrial-drives.com


ANTRIEBSTECHNIK

DEN PRÜFENDEN BLICK

BEWEGEN

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Wo Strom im Spiel ist, gibt es unweigerlich

elektromagnetische Impulse, die sich negativ auf

andere elektronische Komponenten auswirken

können. Um bei EMV-Tests in den Prüfkammern

alles im Blick zu behalten, werden Kamerasysteme

eingesetzt. In ihren Schwenkköpfen sorgen

DC-Kleinstmotoren für die exakte Ausrichtung

der ferngesteuerten Systeme.

Moderne Fahrzeuge stecken heute voller empfindlicher

Elektronik. „Angefangen hat es, als im Pkw nicht mehr

nur ein Autoradio eingebaut wurde“, erinnert sich

Dr. Martin Kull, Gründer und Geschäftsführer von MK-

Messtechnik, einem kleinen, innovativen Unternehmen, das elektronische

Prüf- und Überwachungsgeräte für EMV-Labore konzipiert,

entwickelt und produziert. „Mit der Zeit kam immer mehr

Elektronik hinzu, von ABS und Airbag bis Mobilfunk und Navigation.“

Die einzelnen Systeme dürfen sich weder gegenseitig stören noch

andere Systeme außerhalb des Fahrzeugs beeinträchtigen. Auch

gegen Impulse von außen sollen sie möglichst unempfindlich sein.

Schon als Student an der Universität Stuttgart führte der Elektronik-

Ingenieur Messungen im Prüflabor von Daimler durch. In solchen

Labors werden zum Teil sehr starke elektromagnetische Wellen ‐

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

Schönaich; Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee

auch weit jenseits geltender Grenzwerte ‐ erzeugt. Die Laborkammern

werden deshalb während der Tests hermetisch abgeriegelt.

Was in ihrem Innern vorgeht, kann nur mithilfe von Kameras beobachtet

werden. „Damals bekamen wir die ersten Anfragen, Überwachungsgeräte

für die Testkammern zu bauen. Der Bedarf lag

zunächst bei weniger als 100 Kameras im Jahr, sodass sich die großen

Firmen aus dem Nischenmarkt zurückzogen.“ Hier sah Dr. Kull

seine Chance und begann mit der Entwicklung und Fertigung entsprechender

Kamerasysteme. Der Erfolg ließ nicht lange auf sich

warten und heute verwenden fast alle Automobilhersteller bei

ihren EMV-Tests die Kameras aus Notzingen.

PASSENDE SYSTEME FÜR VIELFÄLTIGE

PRÜFAUFGABEN

Je nach Prüfaufgabe kommen unterschiedliche Kamerasysteme

zum Einsatz, die dann entweder fest an der Wand montiert oder auf

verschiedenen Stativen befestigt werden. Außerdem gibt es eine

sogenannte „Sitzkiste“, die auf dem Fahrersitz platziert wird und bis

zu sechs Kameras aufnehmen kann. Damit lassen sich während der

Tests das komplette Armaturenbrett, sämtliche Displays, Anzeigen

und Steuerungselemente des Fahrzeugs beobachten. Der Trend zu

Elektromobilität kommt MK-Messtechnik entgegen, da die elektromagnetische

Verträglichkeit bei Elektrofahrzeugen eine noch wichtigere

Rolle spielt als bei Autos mit Verbrennungsmotor. Zudem

muss auch die Elektronik in Zügen, Flugzeugen und Schiffen solche

EMV-Tests durchlaufen.

Um die Abläufe beim EMV-Test zu vereinfachen, wurde das Portfolio

um schwenkbare Kameras mit Fernsteuerung erweitert. Ursprünglich

waren sie nur für die Wandmontage gedacht. Doch die

Nachfrage nach der beweglichen Variante wuchs bald auch bei den

mobilen Systemen. „So mussten wir uns mit dem Thema mechanische

Stabilität unter ganz neuen Aspekten auseinandersetzen. Unsere

30 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK

Systeme sind zwar sehr robust, aber wenn ein Stativ mit einem 800 g

schweren Kameraaufsatz umfällt oder dieser Aufsatz von einer groben

Hand gedreht wird, ist das eine Herausforderung für das Material.

Wir haben das Problem mit einer Art Rutschkupplung gelöst.“

Kameras von MK-Messtechnik überwachen nicht nur die Fahrzeugelektronik,

sondern auch den Wärmeverlauf. Dafür wurde die

Infrarot-Kamera Opto-LWIR entwickelt. Die elektromagnetischen

Felder, die bei den Tests aufgebaut werden, schaffen ein gewisses

Brandrisiko. Durch sehr starke Felder kann es zu einer Überhitzung

der Prüflinge oder von Teilen der Anlage kommen. Die Überwachung

mithilfe von Infrarotkameras erlaubt es, eine Überhitzung zu

vermeiden.

KLEINSTMOTOREN ZUR PRÄZISEN

AUSRICHTUNG

Um die Kameras exakt auszurichten, verwendet MK-Messtechnik

Antriebe von Faulhaber. „Wir haben zunächst mit Servomotoren

und Motoren aus dem Modellbau experimentiert, aber die waren

EDELMETALLKOMMUTIERTE

DC-KLEINSTMOTOREN SIND

DIE TREIBENDE KRAFT IM

KAMERA-SCHWENKARM

nicht präzise und robust genug. Bei Faulhaber haben wir die passenden

Motoren gefunden.“ In dem Schwenk-/Neigekopf, der die

Kamera ausrichtet, arbeiten zwei DC-Kleinstmotoren der Serie

1516 … SR mit Edelmetallkommutierung. Der Begriff Edelmetallkommutierung

bezieht sich auf die in den Bürsten und im Kommutator

verwendeten Materialien, die aus Hochleistungs-Edelmetalllegierungen

bestehen. Diese Art des Kommutierungssystems

wird hauptsächlich aufgrund seiner geringen Größe, des sehr

niedrigen Übergangswiderstandes und des präzisen Kommutierungssignals

verwendet. Es eignet sich besonders für Anwendungen

mit kleiner Strombelastung, wie z. B. batteriebetriebene Geräte.

Dabei haben edelmetallkommutierte Motoren ihren optimalen

Arbeitspunkt für Dauerbetrieb bei Last am Punkt oder nahe ihres

höchsten Wirkungsgrades. Diese Argumente sprachen ebenfalls

für den Antrieb, denn der Strom fürs Schwenken kommt aus den

Akkus der Kameras.

Die bei einem Durchmesser von 15 mm lediglich 16 mm langen

Kleinstmotoren liefern ein Dauerdrehmoment von 0,59 mNm. In

der beschriebenen Kameraanwendung wurden sie mit einem

Stirnradgetriebe der Serie 15 / 8 und einer Übersetzung von 900 : 1

kombiniert. „Anfangs hatten wir ein 500 : 1-Getriebe getestet, doch

das war zu schnell. Mit der höheren Übersetzung dreht der

Schwenkkopf zwar etwas langsamer, kann aber größere Gewichte

bewegen.“ Bis auf das eigentliche Kameramodul und die Antriebe,

die zugekauft werden, entwickelt und fertigt MK-Messtechnik das

gesamte System selbst, zum Nutzen der Kunden, wie Dr. Kull

betont: „Wenn die Aufgaben komplex werden oder individuelle

Änderungen notwendig sind, können wir so sehr flexibel reagieren.

‚Geht nicht‘ gibt es bei uns nicht, jedenfalls nicht innerhalb

der Grenzen der Physik.“

Bilder: Aufmacher: gorodenkoff/istockphoto.com, Motor: FAULHABER;

01: mk-messtechnik

www.faulhaber.com

Robuste Kamerasysteme

für den

Einsatz in EMV-Prüfkammern

sorgen für

eine Überwachung der

Fahrzeugelektronik

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 31


FLUIDTECHNIK

SCHNELL ZUR

PASSENDEN

KOMBINATION

Autor: Luca Pozzi und Alain Chaurand,

Parker Hannifin GmbH, Kaarst

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Die Auswahl der richtigen Schlauch- und

Armaturenkombination für ein Hydrauliksystem

ist ein kritischer Prozess, der oft unterschätzt wird.

Schließlich ist er entscheidend für die Gesamtfunktionalität

und die Lebensdauer des Hydrauliksystems

sowie die Sicherheit. Standardisierte

Schlauchsysteme mit passenden Armaturen

können diese Herausforderung erleichtern.

In der Vergangenheit basierten die wichtigsten Spezifikatio nen

für Hydraulikschläuche auf detaillierten Maßangaben und

Kon struktionsmerkmalen, heute orientieren sich Hydraulikschlauchhersteller

zunehmend an den neuen isobaren Spezifikationen

wie ISO 18752. Sie legt die Anforderungen für zehn isobare

Klassen im Bereich von 3,5 bis 56,0 MPa fest, ebenso vier Kategorien

sowie sieben Typen von Hydraulikschläuchen und Schlauchleitungen

mit Druckträgern aus Draht- oder Textilgeflecht. Nach dem

Außendurchmesser des Schlauchs werden diese Kategorien unterteilt

in Standardtypen und Compact-Schlauchtypen, die kleinere

Außendurchmesser und Biegeradien aufweisen als die Standardklassen.

ISO 18752-Schläuche sind für Hydraulikflüssigkeiten des

Typs HH, HL, HM, HR und HV geeignet und gemäß ISO 6743-4 für

einen Temperaturbereich von - 40 bis + 120 °C.

GOOD, BETTER, BEST

Als Teil seines Global-Core-Programms bietet Parker Hannifin

robuste Hydraulikschläuche nach ISO 18752-Spezifikation. Die

Schläuche halten den meist üblichen Betriebsdrücken in der

Industrie (21 bis 42 MPa) stand. Mit den Qualitätsstufen „Good“,

„Better“, „Best“ und kompakten Abmessungen decken sie einen

breiten Anwendungsbereich ab.

„Good“ bezeichnet eine Standardschlauchdecke für den Temperaturbereich

bis zu + 100 °C. Der Schlauch besteht aus langlebigem

synthetischem Gummi und ist beständig gegen leichten Abrieb sowie

UV-Strahlung und Ozon. „Better“ steht für eine Tough-Cover-

Schlauchdecke (TC) für den Temperaturbereich bis zu + 125 °C. Die

TC-Decke ist 80-mal abriebfester als die Standarddecke und bietet

eine erhöhte Abriebfestigkeit für starke Beanspruchung. Für extrem

starke Beanspruchung ist die Variante „Best“ ausgelegt: Die Super-

Tough-Schlauchdecke (ST) ist etwa 450-mal abriebfester als die

Standardversion. Weitere Vorteile sind eine garantierte Zuverlässigkeit

und längere Wartungsintervalle.

PERFEKTES ZUSAMMENSPIEL

Entscheidend für die Funktionalität und Lebensdauer einer Hy drau -

likanlage ist die richtige Kombination von Schlauch und Armatur.

Um die Schlauchauswahl und -auslegung so einfach wie möglich

zu gestalten, bietet die Global-Core-Familie fünf Schlauchtypen in

Verbindung mit zwei Armaturenserien als einheitliches System. Die

Bestandteile sind nach den Leistungsfestlegungen der ISO 18752

gefertigt und geprüft.

Das hochfeste und kompakte Design der Global-Core-Schläuche

vermindert die Biegekraft erheblich und erleichtert somit den

Einbau der Schlauchleitung – und das bei reduziertem Gewicht.

Global-Core-Schläuche sind mit zwei Millionen Zyklen auf Impulsfestigkeit/Lebensdauer

sowie auf Flex-Impuls geprüft und bieten

in allen Größen einen konstanten Betriebsdruck von 35 MPa.

Die vierlagigen Spiralschlauchtypen sind auch für Anwendungen

erhältlich, bei denen eine erhöhte Elastizität gefordert ist. Zudem

stehen Varianten zur Verfügung, die höhere Anforderungen an

Druckbeständigkeit oder Flexibilität erfüllen. Für den Einsatz in

stark korrosiver Umgebung sind Armaturen aus Edelstahl die

beste Wahl.

Bild: Parker Hannifin GmbH

www.parker.com

32 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


FLUIDTECHNIK

RÜCKSCHLAGVENTILE BIS 220 BAR

Bucher Hydraulics hat sein Angebot an betriebssicheren

Rückschlagventilen um Modelle für Anwendungen bis 220 bar

erweitert. Sie dienen als wirtschaftlichere Alternative zu den

bestehenden Modellen, die für Drücke bis 420 bar konzipiert

sind. Besondere Merkmale aller Rückschlagventile sind ihre

geringen

Druckverluste

auch bei

hohem

Durchfluss, die

hohe Betriebssicherheit

und

sehr geringe

Leckage. Auf

Weichdichtungen

wurde

komplett

verzichtet, was

den Einsatz bei Temperaturen von -30 bis +120 °C erlaubt. Eine

gekammerte, innenliegende Feder führt laut Anbieter zu einer

hohen Betriebssicherheit und Gebrauchsdauer. Lieferbar sind

diese Rückschlagventile in den Nenngrößen 04 (12 l/min), 06

(25 l/min), 08 (50 l/min) und 10 (80 l/min) mit Öffnungsdrücken

von 0,2 / 0,5 und 1 bar.

www.bucherhydraulics.com

ELEKTROPNEUMATISCHE

DRUCKREGLER FÜR VIEL LUFT

FLÜSSIGKEITSRING-VAKUUMPUMPE MIT

INTEGRIERTER INTELLIGENZ

Mit Elri hat

Edwards Vacuum

eine Serie neuer

Flüssigkeitsringpumpen

entwickelt.

Die Heavy-

Duty-Ausführung

mit einer Förderleistung

von

750-1050 m 3 /h

eignet sich für

nasse, feuchte und

korrosive Anwendungen. Dazu Megha Ajmal, Produktmanagerin

für Grobvakuumprodukte: „Unsere Heavy-Duty-Reihe ist so

konzipiert, dass alle prozessberührenden Teile aus Edelstahl

gefertigt sind. Alle Pumpen sind zudem mit Spritzdüsen ausgestattet,

die besonders bei hoher Dampfbelastung nützlich sind und es

ermöglichen, eine erhöhte Gaskapazität zu fördern. Darüber

hinaus sorgen die manuellen und automatischen Spülmodi dafür,

den Betrieb selbst in schmutzigsten Anwendungen mit minimalen

Ausfallzeiten zu sichern.“ Elri ist mit zwei drehzahlgeregelten

VSD-Antrieben ausgestattet, die über einen patentierten Algorithmus

kontinuierlich synchronisiert werden. Eine integrierte

Air-Logic-Steuerung überwacht die Parameter der Pumpe und

bietet die Option der Sollwertregelung zwecks Energieeinsparung.

www.edwardsvacuum.com

Die Hochleistungsventile der Serie VEX von SMC sind bereits

seit vielen Jahren im Markt etabliert. Jetzt haben die SMC-Ingenieure

die Druckregler der Serie ITV darauf aufgesattelt.

Herausgekommen sind

elektropneumatische

Druckregler, die den

Druck in Anwendungen

mit hohem

Durchfluss regeln

können. Als Haupteinsatzgebiete

der

Serie VEX nennt der

Hersteller die Druckluft-Hauptleitung

sowie alle Anwendungen,

die ein großes

Luftvolumen erfordern.

Je nach Baugröße

sind die Druckregler

der Serie VEX für

Durchflüsse von 1 400 bis 36 000 l/min geeignet. Insgesamt

stehen vier Baugrößen zur Verfügung. Die Ventile sind schmiermittelfrei

ausgeführt und dadurch weitgehend wartungsfrei.

Abhängig vom jeweiligen Einsatzgebiet können Anwender

passende Dichtungsmaterialien auswählen: NBR, FPM und EPR

stehen zur Wahl. „Gerade im Standby-Betrieb helfen die neuen

Druckregler der VEX- Serie, Energie zu sparen“, stellt Olaf

Hagelstein, Product Management bei SMC Deutschland, fest.

„Wird keine Druckluft verbraucht, erkennt das die Reglereinheit

und kann den Leitungsdruck herunterregeln. Der Kompressor

springt erst dann wieder an, wenn tatsächlich Druckluft

benötigt wird. Das senkt die Energiekosten erheblich.“

NUR EINEN KLICK ENTFERNT

In unserem Online-Shop fin den Sie die gleiche Vielfalt

und Quali tät an Produkten, die unsere Kunden aus unseren

Nieder lassungen gewohnt sind: von Hydraulikschläuchen

bis hin zu Kupplungen, Kugelhähnen und

Zylindern – alles aus einer Hand.

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TITELSTORY

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Ob 3D-Drucker-Filamente, Halbzeuge, Lager- und Lineartechnik oder wirtschaftliche

Automationslösungen – ein deutscher Mittelständler hat sein Portfolio über die Jahre

konsequent auf das Thema Kunststoffe für bewegte Anwendungen ausgerichtet und immer

weiter ausgebaut und abgerundet. Der Einsatz seiner Tribopolymer-Lösungen kann viele

Vorteile erschließen, auch im Hinblick auf die Ökobilanz. Jetzt will das Unternehmen das

Thema Nachhaltigkeit zu Ende denken. Ein spannender Weg, den wir näher beleuchten –

natürlich auch aus der Perspektive des Konstrukteurs …

Autorin: Martina Klein, stv. Chefredakteurin DER KONSTRUKTEUR

34 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE

Energieketten recyceln und Kunststoff wieder in Erdöl verwandeln

– der Motion-Plastics-Experte Igus macht aktuell

Schlagzeilen mit verschiedenen Projekten im Bereich Nachhaltigkeit.

Aber was steckt dahinter?

Fakt ist: Kunststoffe haben insgesamt einen schlechten Ruf, was

die Umweltverträglichkeit angeht. Igus sieht sich als Spezialist für

Tribokunststoffe hier in der Verantwortung und möchte dem entgegenwirken.

„Unsere Aufgabe ist es, diesen, aus unserer Sicht sehr

wertvollen, Rohstoff so zu begleiten, dass die negativen Effekte

minimiert oder vielleicht sogar eliminiert werden“, sagt Igus-Chef

Frank Blase. „Und zwar über den ganzen Lebenszyklus hinweg, von

der Herstellung über den Betrieb bis nach Erreichen der Lebensdauer.“

Einige Punkte hat Igus dabei schon lange im Blick. Andere

Aspekte, wie speziell die Frage „was passiert mit unseren Produkten

nach Ablauf der Nutzung?“ hat das Unternehmen neu in den Fokus

genommen. „Ich hatte da bisher ehrlich gesagt nicht so viel Wert

darauf gelegt“, gibt der dynamische Firmen-Chef offen zu. Wie in

der öffentlichen Wahrnehmung, so hat auch bei Frank Blase in

puncto Umweltschutz ein Wandel stattgefunden. Heute sagt er:

„Das Thema Nachhaltigkeit muss man zu Ende denken“ und ergänzt:

„Es muss sich lohnen, sonst wird es nicht funktionieren. Die

Dinge, die wir tun, müssen messbar sein und wirklich etwas nützen!

Das ist der Maßstab, den wir immer wieder anzulegen haben.“

HERSTELLUNG

„Im Bereich Herstellung stehen technische Kunststoffe gar nicht

schlecht da“, sagt Frank Blase. „Sie haben eine um ca. 50 % bessere

Energiebilanz als Stahl oder Aluminium.“

Um die Ökobilanz weiter zu verbessern, hat Igus bereits vor zehn

Jahren nach Alternativen gesucht. „Das Thema nachwachsende

Rohstoffe war damals in aller Munde, in den Medien, überall. Und

dann haben wir uns umgeschaut, ob man da etwas machen kann.“

2011 hat der Kunststoffspezialist schließlich ein Gleitlager aus

Iglidur N54 vorgestellt, einem Werkstoff, der zu 54 % auf nachwachsenden

Rohstoffen basiert. Gute Reibwerte gepaart mit Standzeiten,

die den Serieneinsatz in sporadisch bewegten Anwendungen erlauben,

gaben diesem Werkstoff einen festen Platz im Programm des

Anbieters. Allerdings lässt die Nachfrage nach dem grünen Lager

über all die Jahre zu wünschen übrig. „Aber das kann und wird sich

vielleicht noch ändern“, hofft Frank Blase. „Ich denke, es ist gerade

für Branchen, die konsumentennah sind, wie zum Beispiel die

Möbelindustrie, interessant.“

Im Zuge des Umdenkens in 2019 wurde dann eine Arbeitsgruppe

ins Leben gerufen, die sich in Projektarbeit mit dem Umweltschutz

im Unternehmen beschäftigt. Einige Vorschläge wie Fahrgemeinschaften,

umweltfreundliches Druckerpapier usw. wurden umgesetzt.

In diesem Rahmen entstand auch die Idee einer Umweltzertifizierung

des Unternehmens. „Hinzu kam, dass mehrere größere

Kunden gesagt haben: ‚Wenn die Firma Igus nicht nach 14 001 zertifiziert

ist, dürfen wir keine Projekte mehr platzieren‘“, berichtet

Quality Manager Jörg Krüger, der bei Igus für die ISO-Zertifizierung

verantwortlich ist. Mitte April 2020 wurde das Umweltzertifikat

ISO 14 001 : 25 dann an Igus Deutschland vergeben. Jörg Kürger

betont: „Ein wichtiger Bestandteil der ganzen Zertifizierung dieser

Managementsysteme ist ja die ständige Verbesserung. Letztlich ist

das für uns auch eine Kontrollfunktion, der Druck von außen, uns

ständig weiterzuentwickeln.“ Im Rahmen der Zertifizierung werden

Umweltaspekte ermittelt, um festzustellen, in welchen Bereichen das

Unternehmen den größten Einfluss auf irgendwelche Umweltfaktoren

hat. Bei Igus liegt der Fokus auf dem Spritzgieß-Prozess, der sehr

energieintensiv ist.

Mit der Umsetzung der Maßnahmen ist Angelina Donner betraut.

Als Lean Ingenieurin Green Production ist es ihre Aufgabe,

sich die komplette Produktion anzuschauen – von der Energieeffizienz

der Maschinen über die Produktionsprozesse bis hin zur

Beleuchtung – und den Grünstift anzusetzen. Angelina Donner:

„Wichtig ist es, sich hier nicht zu verzetteln. Wir müssen identifizieren,

wo die größten Potenziale liegen und diese Bereiche dann systematisch

angehen.“ Oberstes Ziel ist es, den Energieverbrauch – und damit

auch den CO 2

-Ausstoß – zu senken, zunächst um 10 %.

BETRIEB

Das, was bei Igus geschieht, die Produktion der Komponenten, ist

eine Sache. Ein entscheidender Bereich ist natürlich auch das, was

danach kommt, der Betrieb. Hier eröffnen die Motion Plastics vielfach

ökologische Vorteile. Durch ihr geringeres Gewicht ermöglichen sie

leichtere Konstruktionen und können so die Maschineneffizienz

verbessern. „Stahl ist achtmal schwerer als unsere Tribo polymere“,

hebt Frank Blase hervor.

Durch Ökodesign lassen sich noch weitere Potenziale erschließen.

Und das will Igus nutzen, wie der Firmen-Chef berichtet:

„2018 hatten wir Prof. Claus Mattheck zweimal hier im Haus – er hat

all unserer Konstrukteure geschult.“ Der „Baumpapst“ arbeitet als

Abteilungsleiter für Biomechanik am Institut für Angewandte Materialien

des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und gilt als

Koryphäe im Bereich Bionik. Die Schulung hat sich für den Kunststoffspezialisten

zwischenzeitlich bereits bezahlt gemacht. „Dank

einer speziellen bionischen Bauweise, Prof. Mattheck nennt das

Bachkiesel-Design, konnten wir bei unserer neuen Energiekette

E4Q im Vergleich zur E4.1 10 % Gewicht einsparen, die Bruchfestig-

01 Igus-Chef Frank Blase erklärt im Interview: „Das Thema Nachhaltigkeit muss

man zu Ende denken und es muss sich lohnen, sonst wird es nicht funktionieren!“


KONSTRUKTIONSELEMENTE

TITELSTORY

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

BEIM ÖKODESIGN IST

SOFTWAREUNTERSTÜTZUNG

GEFRAGT

Firmen, die umweltverträgliche Komponenten

bieten, sind wertvolle Partner für den Konstrukteur.

Aber nachhaltige Konstruktion ist eine komplexe

Herausforderung mit unglaublich vielen Facetten:

Recyclingfähigkeit, Regenerierbarkeit, biologische

Abbaubarkeit der Rohstoffe, Material effizienz,

Energieeffizienz im Betrieb, demontagegerechter

Aufbau …. Das schreit doch förmlich nach Unterstützung

durch Software. Und die gibt es bereits:

Solidworks Sustainability von Dassault

Systèmes. Das Tool misst die Umweltverträglichkeit

von Konstruktionen über den ganzen

Lebenszyklus des Produkts hinweg – einschließlich

der Auswirkungen von

Materialien, Herstellung,

Montage, Transport, Verwendung

und Entsorgung.

MARTINA KLEIN,

Stv. Chefredakteurin

keit konnte dabei sogar noch leicht erhöht werden.“ Das spart nicht

nur Material im Sinne der Ressourceneffizienz, sondern natürlich

auch Energie im Betrieb.

„Da steckt noch sehr viel drin, in dem Thema Ökodesign“, ist sich

Frank Blase sicher, „auch in Verbindung mit 3D-Druck.“ Speziell in

Bereichen wo Gewicht und Traglast eine entscheidende Rolle spielen,

wie z. B. in der Low-Cost-Robotik, sieht der Firmen-Chef besonders

große Potenziale. „Aber auch das ist – wie die Nachhaltigkeit insgesamt

– ein Prozess. Man muss es sich immer wieder ins Gedächtnis

rufen und immer wieder schulen.“

Ein weiterer ökologischer Vorteil der Antriebskomponenten aus

Tribopolymeren ist ihr schmiermittelfreier Betrieb. Die Lager benötigen

kein Öl oder Fett, also können auch keine dieser Kontaminationsstoffe

in die Umwelt gelangen. Und das ist ein wichtiger Punkt,

denn Forscher nehmen an, dass weltweit ca. 50 % der verwendeten,

größtenteils erdölbasierten Maschinengleitmittel in Boden und Gewässer

einsickern bzw. in die Atmosphäre gelangen (Quelle: Plant-oilbased

lubricants and hydraulic fluids, Manfred P. Schneider). Außerdem sind

die Bauteile aus Hochleistungspolymeren besonders verschleißfest

und widerstandsfähig und daher langlebig. Auch das ist natürlich

ein Aspekt, der den ökologischen Fußabdruck eines Produkts maßgeblich

beeinflusst.

02 Die Energieeffizienz der Spritzguss-Maschinen steigern: Angelina

Donner, Lean Ingenieurin Green Production bei Igus, zeigt, wo sie den

Grünstift in der Produktion ansetzen will

03 Bei der neuen Energiekette E4Q wurden durch das bionische

Bachkiesel-Design 10 % Gewicht eingespart, die Bruchfestigkeit

konnte sogar noch leicht erhöht werden

04 Den Kreislauf schließen: Mit der Cat-HTR-

Technologie wird aus Kunststoff wieder Erdöl

LEBENSENDE

Und wenn das Produkt dann das Ende seiner Lebensdauer erreicht

hat, was passiert damit? Diese Frage hat Igus sich jetzt gestellt und

daraufhin zwei Recycling-Programme gestartet. Das eine betrifft

Kunststoff-Energieketten. Bislang ist es üblich, ausgediente Energieund

Schleppketten von den Maschinen abzubauen und in Industriemüllcontainer

zu werfen. Die Kunststoffe werden normalerweise

anschließend verbrannt. Eine umweltfreundliche Alternative bietet

das „igus green chainge recycling program“, das im Okotber 2019

ins Leben gerufen wurde. Anwender können dabei ihre ausrangierten,

gereinigten Kunststoffketten an Igus schicken – und das völlig

unabhängig vom Hersteller der Kette. Anschließend werden die

Kunststoffe nach Materialtypen sortiert, gereinigt, geschreddert und

verpackt. Danach können sie von Igus oder anderen Unternehmen

für die Produktion hochwertiger technischer Produkte wiederverwendet

werden. Der Kunde erhält im Gegenzug einen Igus-Gutschein

in Höhe von derzeit 0,78 €/kg – das ist ein Marktpreis. Ob sich das

rechnet? Frank Blase sagt: „Wenn der Kreislauf funktioniert, ja. Es

hängt natürlich auch vom Ölpreis ab. Wenn der so niedrig ist, wie

im Moment, dann liegt der komplette Recycling-Kunststoffmarkt

am Boden. Die recycelten Kunststoffe sind teurer als die Neuwaren.“

Aber das darf und wird ja nicht dauerhaft so bleiben.

Und für Igus zählt hierbei natürlich auch der Aspekt der Kundenbindung,

schließlich wird das Geld in Form eines Gutscheins ausgezahlt.

Bislang haben erst wenige Kunden an dem Programm teilgenommen

und es wurden insgesamt ca. 5 t Energieketten recycelt. Die geringen

Zahlen führt Frank Blase u. a. auf die Corona-Krise zurück: „Die Unternehmen

hatten 2020 ganz andere Probleme. Wir hoffen, dass das noch

anzieht. Es gibt aber Kunden, die das nutzen und sagen: ‚Prima, darauf

habe ich gewartet!‘“ Das Thema Wiederverwertung ist dabei für Igus

selbst nicht neu. Von Anfang an wurde der Anguss wieder in den

Kreislauf zurückgeführt und heute werden bereits 99 % des in der

Produktion anfallenden Kunststoffabfalls als Re-Granulat wiederverwertet.

„Das Chainge-Programm ist jetzt der nächste wichtige

Schritt Richtung nachhaltigen Wirtschaftens“, sagt Frank Blase.

Igus will den Kreislaufgedanken so weit treiben, wie möglich. Bei

so kleinen Teilen wie Lagern wird es mit dem Thema Rückführung

allerdings schwierig werden. Wer baut schon ein winziges Kunst-

02

03

36 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE

stofflager aus einer Maschine aus, wenn sie ihr Lebensende erreicht

hat? Und auch bei nicht-technischen Kunststoffen will Frank Blase

aktiv werden. Deshalb hat er sich außerdem an dem spannenden

Projekt „Plastic2Oil“ beteiligt. Einfach gesagt geht es darum, klassisch

nicht recycelbare Kunststoffe chemisch zu recyceln, aus ihnen

wieder Erdöl herzustellen. „Mitte letzten Jahres bin ich in einem

Artikel der FAZ auf die Catalytic-Hydrothermal-Reactor-Technologie

– kurz: Cat-HTR – aufmerksam geworden und habe mit dem

deutschen Erfinder Professor Thomas Maschmeyer in Sydney den

Kontakt aufgenommen.“ Sieben Monate später, nach intensiven Recherchen,

investierte Igus vier Millionen Britische Pfund (4,7 Millionen

Euro) in die Mura Technology Limited und damit auch in den

Bau der ersten Cat-HTR-Anlage in Wilton/Großbritannien. Im Vergleich

zu dem Wettbewerbsverfahren, der Pyrolyse, weist die Cat-

HTR-Technologie laut ihrem Erfinder zwei bedeutende Vorteile auf:

Mit ihr lassen sich auch unsortierte Kunststoffabfälle umwandeln

und zwar mit relativ geringem Energieaufwand. Die Herstellung

des synthetischen Erdöls soll so ressourcenschonender sein als die

Gewinnung fossiler Erdöle. Lediglich Wasser, hohe Temperaturen

und Druck werde für das Trennen und Neuverbinden der Zellen

eingesetzt – so Maschmeier.

Frank Blase erklärt: „Nachdem die Technologie über zehn Jahre in

einer Pilotanlage in Australien getestet wurde, geht es nun darum,

eine Anlage im großen Stil zu bauen und Erfahrungen zu sammeln.

Langfristig könnten wir uns z. B. vorstellen, uns mit daran zu beteiligen,

dass irgendwann in Nordrhein-Westfalen so eine Anlage gebaut

wird. Wichtig ist, dass Firmen da sind, die den Ausgangsstoff liefern

und solche, die das synthetische Erdöl abnehmen.“ Eine langfristige

Vision, bei der es auch auf Zusammenarbeit in der Industrie ankommt.

„Im Moment ist das erstmal eine reine Finanzentscheidung,

eine Investition“, schließt Frank Blase ab. Eine faszinierende Idee,

denn so würde Erdöl quasi zum nachwachsenden Rohstoff …

ROLLE DER KONSTRUKTION

Bei dem Thema Recycling ist normalerweise der Betreiber gefragt,

da er die Teile am Ende ihrer Lebensdauer in seiner Obhut hat. „Wir

erhoffen uns, dass sich hier irgendwann Modelle ergeben werden,

bei denen der Maschinenbauer seinen Kunden ein Recycling-Paket

04

anbietet, nach dem Motto: Wenn Du die Maschine stilllegst, sag uns

Bescheid – wir sorgen dann für sortenreines Recycling“, spekuliert

Frank Blase. Letztendlich sind alle Beteiligten gefragt. Der Kon s -

trukteur ist dabei in einer besonderen Rolle. Denn schon bei der

Entwicklung muss er ans Ende denken. Er muss berücksichtigen,

ob Komponenten recycelbar sind. Und nicht nur im Hinblick auf

Wiederverwendung, sondern insgesamt ist Nachhaltigkeit ein Thema,

das – wie so vieles – in der Konstruktion beginnen und auch dort

schon zu Ende gedacht werden muss.

„Wir können Konstrukteure bei der Entwicklung nachhaltiger

Lösungen unterstützen“, sagt Frank Blase. „Ja, wir haben ein grünes

Lager, das zu 54 % aus nachwachsenden Rohstoffen besteht im Programm.

Und wir bieten Energiekettenrecycling an. Aber womit wir

dem Konstrukteur wahrscheinlich am meisten helfen, sind unsere

Berechnungstools.“ Igus hat über 30 Berechnungsprogramme für

seine unterschiedlichen Produktgruppen entwickelt, die Konstrukteuren

verlässliche Aussagen zu Lebensdauer und Belastbarkeit der

einzelnen Komponente an die Hand geben. „Seit 2001 haben wir

die Gleitlager-Lebensdauerberechnung. Bis heute ist kein Fall an

NACHHALTIGKEIT MUSS IN DER

KONSTRUKTION BEGINNEN

uns herangetragen worden, in dem der Kunde gesagt hat: ‚Ich habe

das berechnet, und jetzt klappt es nicht‘. Wir haben einen großen

Aufwand betrieben, um unsere Kunststofflager zu einem wirklich

berechenbaren Maschinenelement zu machen, auf das man bauen

kann.“ Und das nicht ohne Grund. „Die Vorbehalte vieler Maschinenbauer

gegenüber Antriebselementen aus Kunststoff sind immer

noch da“, berichtet Frank Blase. „Aber wir haben viele Beweise dafür,

dass der Einsatz unserer Kunststoffe gegenüber Metall, geschmiertem

Metall, in ganz vielen Fällen wirklichen Nutzen bringt“, sagt

Frank Blase. „Kostennutzen, technischen Nutzen und ökologischen

Nutzen. Und wenn es das nicht tut“, ergänzt er, „dann muss man das

natürlich auch sagen und anerkennen. Aber aus meiner Sicht liegt

hier noch ein großes Potenzial, in der Substitution von Metallen

durch Kunststoff, in der Gewichtsersparnis, dem Wegfallen von

Schmierstoffen etc.“

AUF DEM WEG

Der visionäre Firmenchef hat übrigens nicht auf alles eine Antwort –

noch nicht! „Ein Problem, das wir noch nicht gelöst haben, ist das

Thema Mikroabrieb. Und das betrifft uns natürlich auch, unsere

Komponenten haben ja Abrieb. Wir müssen schauen, wie man diesen

minimiert oder auffängt, oder, oder, oder.“ Frank Blase bekräftigt:

„Wir wollen das ganzheitlich angehen, aber wir fangen ja gerade erst

an. Wir können nicht alle Probleme auf einmal lösen.“ Der Igus Geschäftsführer,

der von sich selbst sagt, er sei „neu-gierig“ sieht das so:

„Man muss sich auf den Weg begeben. Oft kommen dann unterschiedliche,

teils unerwartete Lösungen heraus. Vielleicht gibt es

irgendwann auch einen ganz neuen Werkstoff, wer weiß ...?“ Er hofft

auch auf eine Kettenreaktion: „Wir wollen einfach versuchen, ob in dem

Thema Nachhaltigkeit etwas drinsteckt. Und wenn da etwas drinsteckt,

dann glaube ich, dass die Kunden das auch bei anderen Firmen

nachfragen werden.“ Frank Blase hat sich mit Igus jedenfalls auf

den Weg gemacht, das Thema Nachhaltigkeit zu Ende zu denken und

etwas zu bewegen. Man darf gespannt sein, wo die Reise hingeht …

Bilder: igus GmbH

www.igus.de

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 37


KONSTRUKTIONSELEMENTE

IN DER FEDERFORM LIEGT DIE IN DER FEDERFORM LIEGT DIE KRAFT KRAFT

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Was bedeutet der Begriff „technische Federn“

genau? Welche Metallfedernarten sind damit

gemeint und für welche Kraftzustände und

Anwendungen werden sie verwendet? Der

folgende Beitrag gibt auf diese Fragen

Antworten und geht auf weitere Eigenschaften

von technischen Federn ein.

Unter dem Begriff technische Federn sind alle Metallfedern

zusammengefasst, die in technischen Anwendungen eingesetzt

werden. Die besondere Eigenschaft von technischen

Federn ist ihre reversible Formänderung bei Belastung.

Ermöglicht wird dies durch die spezielle Formgebung und

den verwendeten Federwerkstoff. Technische Federn werden in nahezu

allen Branchen eingesetzt, beispielsweise im Maschinenbau,

in der Elektro- und Medizintechnik, der Lebensmittelbranche, der

Luft- und Raumfahrt, und erfüllen dort vielfältige Aufgaben. Technische

Federn, wie Formfedern, Flachfedern, Flachformfedern,

Kontaktfedern, Druckfedern, Zugfedern und Spiralfedern, werden

dabei als Speicherelemente, Messelemente, Schwingungselemente,

Ruheelemente und Lagerelemente verwendet.

FEDERTECHNIK

Die Grundtechnik aller technischer Federn beruht auf ihrem Vermögen,

potentielle Energie zu speichern und diese kontrolliert in

kinetische Energie umzuwandeln und umgekehrt. Für folgende

Kraftzustände werden häufig technische Federn eingesetzt:

■ Rückstellkraft: Die Federkraft wird hierbei als Gegenkraft eingesetzt,

um die bewegte Masse in die vorherige Ruhelage zurückzuführen.

Diese Rückstellkraft ist die häufigste Anwendung von technischen

Federn und wird von Formfedern, Flachfedern, Druckfedern,

Zugfedern und Schenkelfedern in gleichem Maße bereitgestellt.

■ Haftkraft: In kraftschlüssigen Verbindungen stellen Sicherungsund

Federscheiben Druck- und Haftkräfte bereit, die einer ungewollten

Lockerung, zumeist von Schrauben und Muttern, entgegenwirken.

■ Ausgleichskraft: Bei Form-, Maß- oder Positionsänderungen anderer

Bauteile, werden technische Federn oft verwendet, um einen

Ausgleich zu schaffen oder die elektrische Verbindung aufrecht zu

erhalten. Hierfür eignen sich, je nach Aufgabe, Formfedern, Flachfedern,

Kontaktfedern, Druck- oder Schenkelfedern.

■ Gewichtskraft: Die Feder wird zur gleichmäßigen Lastverteilung

zwischen Körpern genutzt. Bestes Beispiel hierfür ist die Federkernmatratze,

die diese Gewichtskraft mit speziellen konischen Druckfedern

bereitstellt.

■ Antriebskraft: Durch die Vorspannung einer technischen Feder

wird Energie gespeichert, die dann bei Entspannung freigesetzt

wird und bewegliche Geräte antreibt. Mit Spiralfedern werden beispielsweise

mechanische Uhren angetrieben oder flexible Hundeleinen

eingerollt.

■ Schwingungs- und Dämpfungskraft: Mit der Aufnahme von kinetischer

Energie durch eintreffende Kräfte oder Stöße verformt sich

die technische Feder. Beim Ausschwingen der Masse wird diese

kinetische Energie wieder in potenzielle Energie umgewandelt. So

sorgen beispielsweise Blattfedern für eine sichere Ladung vor einwirkenden

Kräften und Stößen.

FEDERENTWICKLUNG

Das Ziel bei der Neuentwicklung einer technischen Feder ist es, für

die gegebene Anwendung eine Feder zu konstruieren, die unter

Berücksichtigung aller Umstände perfekt passt. Funktion, Form

und Abmessungen müssen dabei so gewählt werden, dass die technische

Feder die geforderte Federarbeit optimal erfüllt. Dabei spielen

verschiedene Faktoren in der Federentwicklung eine wichtige

Rolle – etwa, welche Aufgabe die technische Feder erfüllen muss,

welche Federbewegung gewünscht ist, wie groß der vorhandene

Bauraum ist und welche Anschlussbauteile vorliegen. Dazu kommen

Eigenschaften und Besonderheiten aus der Gesamtkonstruktion

und aus den Einsatzbedingungen. So sind oft Korrosionsbeständigkeit,

elektrische Leitfähigkeit oder eine möglichst wirtschaftliche

Fertigung zu berücksichtigen beziehungsweise Grundlage der

Federnkonstruktion.

Bild: Gutekunst + Co. KG Federnfabriken

www.federnshop.com

38 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


2-BACKENMODUL: KLEINE ALTERNATIVE ZUM

GROSSEN ZENTRISCHSPANNER

Maximale Flexibilität

bei großem Teilespektrum

und geringen

Stückzahlen – das

verspricht das Hainbuch-Baukasten-System.

Ganz gleich, ob

runde, kubische, kleine

oder große Bauteile,

mit dem Baukasten-

System ist laut

Anbieter jede Werkstückspannung möglich. Die verschiedenen

Adaptionsspannmittel sind schnell umgerüstet. Der Spannmittelhersteller

erweitert seinen Baukasten permanent, damit der

Anwender für die jeweilige Spannsituation immer die am

besten geeignetste Lösung hat. Eines hat jedoch noch gefehlt,

eine Adaption, um kubische Teile zu spannen, und deshalb hat

Hainbuch das 2-Backenmodul auf den Markt gebracht. Mit den

bewährten Spannköpfen werden runde Werkstücke von außen

gespannt. Stoßen diese aber an ihre Grenzen, weil ein größerer

Werkstückbereich gespannt werden muss, greift man auf eine

Backenspannung mit dem 3-Backenmodul zurück. Für kubische

Teile, die zentrisch auf Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen

gefertigt werden, auf das 2-Backenmodul. In zwei Minuten kann

so von Außen- auf Zentrischspannung umgerüstet werden. Das

2-Backenmodul ist sogar bis zu 1 500 min -1

rotierend einsetzbar.


Aufgrund seiner kleinen und leichten Bauweise ist es laut

Hersteller die perfekte Alternative zu einem großen und


schweren Zentrischspanner. Die Grundeinheit, in die das


Backenmodul eingesetzt wird, ist ein Hainbuch-Spannfutter


oder Spannstock. Der Umbau ist ohne Spannmittelwechsel und

dank der integrierten Schnellwechsel-Schnittstelle Centrex


ohne Ausrichtaufwand möglich.

www.hainbuch.com







DEHNHÜLSEN-SPANNDORN:

MEHR SPIELRAUM BEIM VERZAHNEN

Der Dehnhülsen-Spanndorn

HDDS von Ringspann ist eine

präzise, flexible Alternative zu

hydraulischen Dehnspannzeugen.

Bei einigen Herstellern ist

er schon als Standardkomponente

für Verzahnungsmaschinen

in Erprobung. Der

mechanische Spanndorn hat

eine Rundlaufgenauigkeit von

≤ 5 µm und erreicht eine

absolute Aufweitung, die vier Mal größer ist als die der meisten

hydraulischen Spannzeuge. Er kann Werkstücke mit Bohrungen

bis Toleranzklasse IT10 aufnehmen. Seine einzige Verschleißquelle

sind seine Spannscheiben. Um diese auszutauschen,

muss er nicht von der Spindel abgezogen werden. Der Spanndorn

vereinfacht laut Anbieter die Umsetzung vollautomatisierter

Fertigungskonzepte. Im Gegensatz zu anderen hydraulischen

Dehnspanndornen, die Handlingsystemen eine hohe kinematische

Präzision abverlangen, weist er eine hohe Dehnrate

auf, die ihn deutlich toleranter macht.

www.ringspann.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE

WENN DIE

INNEREN WERTE

ZÄHLEN

Eine wirkungsvolle Art, bei automatisierten

Abläufen zerstörerische Energien schnell und

zuverlässig abzubauen, ist der Einsatz von

Klein- und Industriestoßdämpfern. Sie wandeln

kinetische Energie in Wärme um, schützen

Maschinen und Anlagen vor Schäden,

begünstigen schnellere, kostengünstigere

Arbeit und kommen mit wenig Platz aus.

Das Geheimnis dieser Fähigkeiten

verbirgt sich in der innen liegenden

Technik der Helfer.

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

Die ACE Stoßdämpfer GmbH führt das Thema bereits im

Namen. Sie ist bei Konstrukteuren in der Automation und

dem Handling, in Bereichen wie Automotive, Food, Medical

sowie bei Entwicklern von Sondermaschinen seit

Jahrzehnten als Spezialist für industrielle Dämpfungslösungen bekannt.

Kein Wunder, hat doch dieser ursprünglich aus den USA

stammende Hersteller vor fast 60 Jahren als Erster einstellbare Industriestoßdämpfer

auf den Markt gebracht. Inzwischen gehört das

Unternehmen mit Sitz in Langenfeld zur Stabilus-Gruppe und

bietet auch Komponenten wie Industriegasfedern, Rotationsbremsen,

Klemmelemente sowie zahlreiche weitere Lösungen unter anderem

zur Entkopplung von Schwingungen an. Klein- und Industriestoßdämpfer

sind ein zentraler Geschäftsbereich geblieben. Das Knowhow

ist durch die Entwicklungsingenieure in den USA und Europa

immer weiter ausgebaut worden.

DÄMPFUNGSELEMENTE IM VERGLEICH

Die große Stärke von Industriestoßdämpfern ist das konstante Abbremsen

über den gesamten Hub. Sie nehmen dabei die Masse

weich auf und verzögern gleichmäßig. Es entsteht dadurch eine

Autor: Robert Timmerberg, M. A., Fachjournalist im DFJV, plus2 GmbH

lineare Kennlinie und damit die geringste Belastung für die Konstruktion.

Zusätzlich wird eine erhebliche Lärmreduzierung erzielt.

Bei allen Stoßdämpfern von ACE spielt dabei die Druckhülse

und deren Aufbau eine wesentliche Rolle. Trifft die Masse von einem

bewegten Objekt auf den Klein- oder den Industriestoßdämpfer,

setzt der in der zylindrischen Druckhülse befindliche Kolben das

ebenfalls im Zylinder vorhandene Öl einer bestimmten Viskosität

in Bewegung. Dieses Öl drückt der Kolben nach und nach durch

eine Reihe von Drosselbohrungen, wodurch die eingeleitete Energie

in Wärme umgewandelt wird. Je nach Dämpfungsaufgabe sind

die Drosselbohrungen über den Hub auf eine ausgeklügelte Weise

in der Form angeordnet, dass die vordefinierte Masse immer mit

konstanter Dämpfkraft abgebremst wird. Dabei bleibt der hydraulische

Druck während des gesamten Bremsvorgangs nahezu

konstant.

Diese Eigenschaften zeichnen schon die wegen des kompakteren

Formats auch als Kleinstoßdämpfer bekannten Lösungen aus. Die

bei Kennern weltweit als Referenzklasse in den mittleren Baugrößen

geltenden Dämpfer von ACE aus den Magnum-Baureihen

verfügen darüber hinaus, wie auch einige der modernsten Kleinstoßdämpfer

von ACE, über weitere Besonderheiten. Dazu zählen

ein Membranspeicher, besondere Dichtungen und Druckhülsen

in Topfform. Während die kleinen Modelle Kraftbereiche von

0,68 Nm/Hub bis 210 Nm/Hub abdecken, steigert sich dies bei

den Magnum-Dämpfern bereits auf bis zu 5 650 Nm /Hub. Nach

40 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


DAS KNOW-HOW BEZÜGLICH ANPASSBARER

DRUCKHÜLSEN ERMÖGLICHT ANWENDUNGS-

SPEZIFISCHE BOHRUNGEN, DIE ZU

LEISTUNGSSTEIGERUNGEN FÜHREN

oben hin runden schwere Industriestoßdämpfer

die Produktpalette ab. Sie

sind in der Lage, sogar bis zu 126 500 Nm

abzubauen.

So beachtlich diese Werte auch sind,

ein Hauptanwendervorteil liegt darin,

dass die linearen Kennlinien der Industriestoßdämpfer

anderen Lösungen in

vielerlei Hinsicht überlegen sind. Im

Vergleich verzögern beispielsweise hydraulische

Bremszylinder die Massenkräfte

am Anfang zu stark. Stahlfedern

und Gummipuffer bieten größte Bremskraft

erst am Hubende und nehmen die

kinetische Energie dann auch nicht sofort

vollständig auf, was zu Rückfedereffekten

führt. Gerade in der Automation,

in der schnelle Taktungen gewünscht

sind, ist dies ein großer Nachteil. Mit

01 In Simulationen am innen liegenden

Dichtungspaket und der Druckhülse

von Industriestoßdämpfern werden bei

ACE individuelle Modifikationen sowie

kundenspezifische Lösungen mit

gesteigerter Leistung erzielt

einer nicht ganz so starken, aber ebenfalls

steigenden Bremskraft am Hubende

gehen die Leistungen von pneumatischen

Luftpuffern einher. Zwar federn

sie nicht zurück, sie schonen aber weder

Material noch Ressourcen, da sie aufgrund

des Luftverbrauchs die Betriebskosten

erhöhen. Fazit: Im Vergleich zu

Stoßdämpfern von ACE führen die ebenfalls

in der Industrie vorkommenden

anderen Lösungen teilweise zu überdimensionierten

Konstruktionen, zu mehr

Lärm, erhöhten Wartungskosten, Maschinenschäden

und im schlimmsten Fall

zu Produktionsausfall.

STOSSDÄMPFER IST NICHT

GLEICH STOSSDÄMPFER

Ingenieure wissen, dass es noch andere

und auch anders arbeitende Industriestoßdämpfer

auf dem Markt gibt. Wenn

es nur um die Robustheit geht, setzen

manche auf Lösungen, die mit einem

anderen Innenleben als die Dämpfer von

ACE arbeiten und kommen auf ver­

NEU

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Rastbolzen

mit Sensor

aus Edelstahl

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zur Positionsabfrage ermöglichen es, den

Raststiftzustand elektronisch abzufragen.

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KONSTRUKTIONSELEMENTE

02

Aufprallkopf

Kolbenstange

Rückstellfeder

Festanschlag

TUNING

FÜR DEN

STOSSDÄMPFER

Dichtungspaket

Führungslager

Membranspeicher

Nutmutter aus Edelstahl

Kolbenring

Kolben

Druckhülse mit Drosselbohrungen

Außenkörper aus Edelstahl

Wenn es Kundenanwendungen erfordern, können wir

unseren Stoßdämpfern dank ihres einzigartigen Aufbaus

und unseres langjährigen Know-hows ein regelrechtes

Tuning zukommen lassen und die sehr große Bandbreite

der Standardlösungen kundenspezifisch erweitern. Das

Innenleben vieler anderer Industriestoßdämpfer ermöglicht

dies rein technisch nicht.

DIPL.-ING. (FH) JÖRG KÜCHMANN, Forschungs- und

Entwicklungsabteilung, ACE Stoßdämpfer GmbH

massiver Körper ohne Sicherungsring

02 Aufbau und Innenleben von

ACE-Magnum-Industriestoßdämpfern

03 Selbsteinstellende Magnum-Dämpfer der Produktfamilie

MC33V4A-MC64V4A aus Edelstahl von ACE finden vor allem Gebrauch

in der Lebensmittel-, Medizin-, Elektro- und Offshore-Industrie

03

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

gleichbare Ergebnisse. Wenn es aber auf hochwertige und kundenspezifische

Lösungen mit dem gewissen Extra bei der Leistung ankommt,

bietet ACE entscheidende Vorteile. Das dort vorhandene

Know-how bezüglich anpassbarer Druckhülsen ist es, was anwendungsspezifische

Bohrungen für Leistungssteigerungen ermöglicht.

So erhöhen die Spezialisten von ACE bei Bedarf in enger

Abstimmung mit Vertriebspartnern und Kunden die sonst standardmäßig

zu erzielende Aufprallgeschwindigkeit um das 2,5 - fache

und die für Dämpfer von der Stange sonst zulässige Taktung sogar

um den Faktor 10. „Dafür haben wir die Hübe verkürzt, den Magnum-Dämpfer

mit einer stärkeren Rückstellfeder ausgestattet, die

Anzahl der Drosselbohrungen angepasst und den Ölrückfluss

optimiert“, verrät Jörg Küchmann aus der Forschungs- und Entwicklungsabteilung.

Sonderlösungen für Bestands- und Neukunden oder in Abstimmung

mit Forschungsabteilungen werden bei ACE regelmäßig verwirklicht.

Um möglichst vielen Konstrukteuren die Möglichkeit zu

geben, von der vorteilhaften Technik zu profitieren, bietet ACE

neben Dämpfern aus Tenifer gehärtetem Stahl unter anderem auch

Modelle aus Edelstahl an. Diese sind prädestiniert für Anwendungen

mit hohen Anforderungen durch Hygienerichtlinien wie etwa

in der Medizintechnik oder der Lebensmittelindustrie. Außerdem

haben die Stoßdämpferexperten spezielle Ausführungen für besonders

hohe und niedrige Temperaturen sowie ein reichhaltiges

Angebot an Zubehör und Anbauteilen im Portfolio. Dies erleichtert

unter anderem die Integration in bestehende Konstruktionen. Zum

Gesamtpaket gehört laut Ingenieur Küchmann ein außergewöhnlicher

Service. Auf diese Weise profitieren Kunden von Weiterentwicklungen.

Abgerundet wird das Angebot durch die interaktiven

Webseiten, auf denen zahlreiche Berechnungsprogramme, auch für

die schnelle Eigenauswahl optimaler Klein- und Industriestoßdämpfer

sowie ein angeschlossener Online-Shop zur Verfügung

stehen.

Bilder: ACE Stoßdämpfer GmbH

www.ace-ace.de

42 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


KB_PRODUKTE: BEISPIEL

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Nr. 8 | September 2020

OPTIMAL GESICHERT

Maßgefertigte Klemmringe von KBK

Mehr dazu auf Seite 5

IMPRESSUM

HERAUSGEBER

Köhler + Partner GmbH

Brauerstraße 42

21244 Buchholz i.d.N.

Tel.: +49 4181 92892-0

Fax: +49 4181 92892-55

info@koehler-partner.de

GESCHÄFTSFÜHRUNG

Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes

BILDNACHWEIS

Archiv, Köhler + Partner GmbH

www.koehler-partner.de


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SIEB & MEYER BIETET ERWEITERTE

ENTWICKLUNGSPLATTFORM

Servoverstärker SD3 erlaubt schnelle

Umsetzung von Schraubanwendungen

Mit dem SD3 bietet SIEB & MEYER eine Lösung für komplexe

Antriebsaufgaben wie zum Beispiel das servomotorische

Schrauben. Für diesen Einsatzbereich sind nun zusätzliche

Funktionen in der Engineering-Software verfügbar, sodass sich

EC-Schraubsteuerungen noch schneller realisieren lassen.

SIEB & MEYER hat die bestehende Funktionsbibliothek des

SD3-Software Development Kits (SDK) um Basisfunktionen

für komplexe Schraubabläufe erweitert. Zusätzlich können

Kunden Templates nutzen, mit denen sich schraubspezifische

Anzeige- bzw. Bedienoberflächen einfach erstellen lassen

– und zwar plattformübergreifend für Windows, Raspberry-PI

und DisplayLink-USB2-Anzeigemodule. Das bedeutet,

dass für Hersteller von Schraubsystemen jetzt eine

komplette Entwicklungsplattform bereitsteht: Sie umfasst

die Antriebs-und Steuerungselektronik, die relevanten Toolschnittstellen

und die passende Systemsoftware.

Der SD3 von SIEB & MEYER ist ein intelligenter Servoverstärker

in verschiedenen Leistungsklassen bis 55 kVA,

der sich kundenspezifisch flexibel anpassen lässt.

Neben einer offenen Systemarchitektur überzeugt die

Lösung auch mit einem integrierten Web-Server und frei

programmierbaren Steuerungsfunktionen. Mit Hilfe von

Funktionsbibliotheken können Anwender Funktionen, die

ihre Kernkompetenzen abdecken, komplett eigenständig

realisieren und ihr Know-how wirkungsvoll schützen. Für

den Servoverstärker SD3 sind Optionsmodule für eine

ProfiNet- und eine EtherCAT-Master-Schnittstelle sowie

für die Feldbus-Schnittstellen CANopen, EtherCAT (CoE),

Modbus und EtherNet/IP erhältlich, die vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

erschließen.

SIEB & MEYER AG

Auf dem Schmaarkamp 21 | 21339 Lüneburg | Tel.: +49 4131 203-0

info@sieb-meyer.de | www.sieb-meyer.de

MN 2


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ZUVERLÄSSIGE FIXIERUNG

VON STANGEN UND

PNEUMATIKZYLINDERN

Die PClamp von HEMA klemmt Kolbenstangen

mit großer Kraft

Das pneumatische Klemmsystem PClamp von HEMA

wurde speziell für die kraftschlüssige Fixierung von

Kolbenstangen in Pneumatikzylindern entwickelt

und zeichnet sich durch seine hohe Klemm- und

Haltekraft aus. Aufgrund seines modularen Aufbaus,

der den Einsatz von bis zu vier Klemmeinheiten in

einer PClamp ermöglicht, lassen sich die Klemmkräfte

variieren.

Das Wirkprinzip der PClamp ist einfach, aber sehr

effektiv: Bei einem Ausfall der Pneumatik klemmt

das System sofort und sichert die Anwendung mit

großer Kraft. Erst durch Druckbeaufschlagung wird

die Klemmung wieder aufgehoben. Dadurch ist das

Klemmsystem Fail Safe.

Die PClamp ist in drei Ausführungen erhältlich:

Die PClamp N wurde für lineare und rotatorische

Belastungen konzipiert, die Version PClamp ISO für

den Einsatz an Normzylindern und die PClamp E

für Anwendungen mit begrenztem Bauraum oder

Einsatzbereiche, in denen geringere Haltekräfte

benötigt werden.

Die Vorteile der HEMA PClamp:

- Pneumatische Klemmung

- Hohe Klemmkräfte

- Automatische Klemmung bei Pneumatikausfall

- Geringere Systemkosten als Hydraulik

- Montagefreundlich

- Kompakte Bauweise

Technische Daten PClamp:

- für Stangen von 12 bis 40 mm Durchmesser

- für Betriebsdrücke von 4 und 6 bar

- Haltekräfte von bis zu 36.000 N

- Haltemomente von bis zu 720 Nm (bei 6 bar)

HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH

Am Klinggraben 2 | 63500 Seligenstadt | Tel.: +49 6182 773-0

info@hema-group.com | www.hema-group.com

MN 3


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AUF DEM PRÜFSTAND

lifgo ® 5.3 Zahnstangengetriebe im Flugzeugbau

In Flugzeugen können starke Schwingungen den Komfort

und die Sicherheit der Passagiere beeinträchtigen.

Feder-Dämpferelemente sollen die Vibrationen deutlich

verringern und eine leichtere Bauweise der Kabine

ermöglichen. Bei der Erforschung der Bauteile spielt das

Zahnstangengetriebe lifgo ® 5.3 von LEANTECHNIK eine

wichtige Rolle.

Das Zahnstangengetriebe wird bis zu 30 Mal pro Sekunde nach

links und rechts geschwenkt. Es erzeugt eine rotatorische,

sinusförmig gesteuerte oszillierende Bewegung des Prüflings.

Momente von bis zu 100 Nm wirken dabei auf die Impedanz-Elemente

ein – in Frequenzen von bis zu 30 Hz und in

einem Winkel von ±30°. Die hohen Kräfte sorgen so für eine

Belastung der Dämpfungselemente, die der Realität ziemlich

nahekommt.

Um auf dem Prüfstand reale mechanische Eigenschaften

abzubilden, werden Impedanz-Elemente entwickelt, deren

Steifigkeits- und Dämpfungsverhalten sich an den jeweiligen

Testfall anpassen lässt. Bei der Konstruktion eines Teststandes

verwendeten Wissenschaftler das lifgo ® 5.3 Zahnstangengetriebe

von LEANTECHNIK. Sie wählten die Excenter-Ausführung

mit individuell einstellbarem Zahnflankenspiel zur Übersetzung

einer translatorischen Bewegung der Hydraulikzylinder

in eine rotatorische Bewegung.

Die Vorteile des Getriebes:

- es ist flexibel für jedes Testszenario einstellbar

- es kann selbst bestimmt werden, wie das

Zahnflankenspiel eingestellt und welche

Präzision benötigt wird

- es nimmt Hubkräfte von bis zu 15.900 N auf

- es überträgt Drehmomente von bis zu 477 Nm

LEANTECHNIK AG

Im Lipperfeld 7c | 46047 Oberhausen | Tel.: +49 208 495 25-0

info@leantechnik.com | www.leantechnik.com

MN 4


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BAUTEILE SICHER AUF

DER WELLE FIXIEREN

KBK Antriebstechnik hat sein Produktprogramm um Klemmringe erweitert. Das

Unternehmen bietet als einziger Hersteller nicht nur Standardgrößen an, sondern

auch individuell angepasste Ausführungen mit der kompletten Auslegung.

Klemmringe hat KBK schon immer

gefertigt – bisher allerdings nur als Bestandteil

der eigenen Kupplungen. Jetzt

gibt es das Maschinenelement bei den

Klingenberger Antriebstechnik-Spezialisten

auch als eigenständiges Produkt.

Die Idee dazu kam von den Kunden:

„Viele von ihnen finden am Markt keine

Klemmringe, die ihren Anforderungen

entsprechen“, so KBK-Geschäftsführer

Dipl.-Ing FH Sven Karpstein. „Da wir

Spezialisten für Sonderlösungen sind,

lag die Entscheidung nahe.“

KBK liefert ab sofort ein- und zweiteilige

Klemmringe aus brüniertem

Stahl und Edelstahl. Die Klemmringe

werden auf Wunsch mit Passfedernuten

ausgestattet, mit individuellen

Bohrungen versehen und sind darüber

hinaus in verschiedenen Verhältnissen

von Außen- zu Innendurchmesser lieferbar.

„Das gibt es bei den großen Anbietern

nicht“, so Karpstein. „Wir sind in

der Bauteilgestaltung deutlich flexibler

als unsere Wettbewerber.“

Die Klemmringe lassen sich zur

Sicherung von Bauteilen auf Vollwellen

ebenso einsetzen wie zur Drehmomentübertragung

auf Hohlwellen.

Ein weiteres Anwendungsgebiet sind

spielfreie Servogetriebe: Durch die

Erweiterung des Produktprogramms

von KBK können Getriebehersteller

jetzt alle Anbindungsmöglichkeiten mit

Komponenten der Antriebsspezialisten

aus Klingenberg realisieren.

KBK bietet als erster Hersteller auch

eine komplette Klemmring-Kalkulation

an. Die Maschinenelemente lassen sich

somit optimal an die Anforderungen

der jeweiligen Anwendung anpassen.

NEU

Klemmringe

jetzt auch als

eigenständiges

Produkt!

KBK ANTRIEBSTECHNIK GMBH

Unterlandstrasse 46 | 63911 Klingenberg am Main | Tel.: +49 9372 94061-0

info@kbk-antriebstechnik.de | www.kbk-antriebstechnik.de

MN 5


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KNOW-HOW RUND UM

DEN MASCHINENBAU

Als Hersteller und Lieferant von mehr als 60.000 Norm- und

Bedienteilen ist norelem Experte auf diesem Gebiet. Um

sein fundiertes Wissen weiterzugeben, bietet das Unternehmen

Konstrukteuren und Ingenieuren ein individuelles und

kostenfreies Schulungsprogramm im Rahmen der norelem

ACADEMY an.

Neben praxisorientierten Produktschulungen stehen mit dem

norelem ACADEMY Trainingscenter auch Online-Schulungen

zu Neuheiten, speziellen Produktgruppen oder Anwendungen

zur Verfügung. Die digitale Wissensdatenbank enthält zudem

detaillierte Erklärungen zu Funktionen und Eigenschaften der

Normteile sowie Anwendungsbeispiele und Best-Practice-

Videos.

Online und interaktiv

Im norelem ACADEMY Trainingscenter erhalten Kunden

und Konstrukteure tiefergehendes Produktwissen – vom

5-Achs-Spanner bis hin zum Kugelgewindetrieb:

- produktspezifische Mikro-Lerneinheiten

- technische Zeichnungen, Beschreibungen und Videos

- von überall aus und zu jeder Zeit abrufbar

- über die norelem ACADEMY App kostenfrei erhältlich

Produktschulungen

Für Schulungen vor Ort mit bis zu 15 Teilnehmern kommt der

norelem SHOWTRUCK als mobiler Schulungsraum sogar direkt

vor die Tür und vermittelt:

- Wissen zum Konstruieren mit Normteilen

Darüber hinaus finden technische Schulungen von norelem

auch direkt im Unternehmen statt. Konstruktionsthemen wie

Betriebsfestigkeit, Getriebeauslegungen oder FEM-Grundlagen

stehen darin im Mittelpunkt.

- Know-how direkt aus dem Maschinenbau

- Anwendungsbeispiele aus der Praxis

norelem NORMELEMENTE GMBH & CO. KG

Volmarstrasse 1 | 71706 Markgröningen | Tel.: +49 7145 206-0

info@norelem.de | www.norelem.de

MN 6


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ANWENDUNGS-

SPEZIFISCHES

SORTIMENT

Wälzlager für die Antriebstechnik:

Über 100 Jahre Kompetenz

In der Antriebstechnik werden

vielfältige Anforderungen an Wälzlager

gestellt: Sie müssen hohe

Drehzahlen und Lasten unterstützen,

möglichst geräuscharm sein

und hohen Temperaturen widerstehen

können. Um für die jeweilige

Anwendung das technisch wie

wirtschaftlich optimale Produkt

zu finden, unterstützt die Findling

Wälzlager GmbH ihre Kunden mit

fundierter Beratung.

© Adobe Stock – Sergey Ryzhov

Xspeed-Lager für hohe Drehzahlen

Rillenkugellager, Kegelrollenlager, Schrägkugellager, Pendelund

Zylinderrollenlager, Axiallager und Nadellager: Die Liste

der Wälzlagertypen, die in der Antriebstechnik zum Einsatz

kommen, ist lang. Im Sortiment der Findling Wälzlager

GmbH finden sich all diese Produkte und noch mehr – das

Portfolio umfasst über 35.000 unterschiedliche Lagertypen

in unzähligen Ausführungen. Zudem fertigt Findling Wälzlager

auch Sonderlösungen nach Kundenwunsch an. Für die

Antriebstechnik eignen sich zum Beispiel die Xspeed-Lager,

die zur Produktfamilie ABEG ® -eXtreme Serie für Leistungsanforderungen

jenseits des Standards gehören. Einsatzbereiche

für die Xspeed-Lager sind insbesondere Elektromotoren,

Pumpen, Verdichter, Ventilatoren, Drehgeber

oder Klimaanlagen. Auch in der Medizintechnik oder bei

besonders leisen Antrieben für Treppenlifte und Schnelllauftore

kommen sie zum Einsatz. Da in diesem Segment

die Laufeigenschaften eine besondere Rolle spielen, erfüllen

Xspeed-Lager höchste Ansprüche an die Oberflächengüte

und die Lagerluft, die Dichtungstechnik und die Befettung.

Schadensanalyse von Wälzlagern

Die Schadensanalyse gehört zum Dienstleistungsportfolio

von Findling Wälzlager. Als unabhängiger Partner erforschen

die Experten die Ursachen der Schäden und helfen bei der

Behebung der Probleme. Ein Praxisbeispiel: Ein auf Antriebstechnik

spezialisiertes Unternehmen hatte Rillenkugellager

eines Markenherstellers bezogen. Beim Dauertest ereignete

sich dann in zwei Fällen bereits nach ca. 5.000 Betriebsstunden

ein Wälzlagerschaden. Das Unternehmen beauftragte

Findling Wälzlager mit einem Schadensgutachten

inklusive Verbesserungsvorschlägen. Das Ergebnis der Untersuchung

und detaillierter Fettanalyse: Im vorliegenden Fall

wurde die Passung falsch gewählt; zudem lag eine konstruktionsbedingte

Kontamination des Schmierfetts vor. Mit der

Beseitigung dieser Mängel konnten die Tests erfolgreich abgeschlossen

werden.

Weitere Informationen finden Sie unter:

www.findling.com/antriebstechnik

FINDLING WÄLZLAGER GMBH

Schoemperlenstr. 12 | 76185 Karlsruhe | Tel.: +49 721 55999-0

info@findling.com | www.findling.com

MN 7 MN 7


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RK ROSE+KRIEGER BRINGT

DIE MESSE ZUM KUNDEN

Entdecken Sie die virtuellen Messeräume zu den Themen

Linear-, Profil- und Verbindungstechnik

„Wenn Interessenten und Kunden nicht

auf Messen gehen können, müssen wir eben

die Messe zu ihnen bringen“, dachten sich

die Mindener Spezialisten für Linear-, Verbindungs-

und Profilmontage-Technik angesichts

der Corona-Pandemie und entwickelten einen

virtuellen Messerundgang. In zwei thematisch

getrennten Messeräumen können Besucher

sich eingehend über das umfassende Portfolio

der Linear-, Profil- und Verbindungstechnik von

RK Rose+Krieger informieren. Anklickbare Textund

Videoinformationen liefern nähere Erläuterungen

zu jedem Produkt.

Bislang sind virtuelle Rundgänge durch real

existierende Räume vorwiegend aus Möbelhäusern,

Museen und der Immobilienbranche

bekannt. Für ähnliche Präsentationen im

industriellen Umfeld werden dagegen in der

Regel lediglich gerenderte Produkt- oder Anwendungsdarstellungen

genutzt. Anders bei

RK Rose+Krieger. Die Mindener verwandelten

ihren werkseigenen Ausstellungsraum in zwei

Messeräume, durch die sich der Besucher per

Mausklick intuitiv bewegen kann. Ein Raum

wurde mit den Messeexponaten aus dem

Bereich Lineartechnik bestückt, der andere ist

der Profil- und Verbindungstechnik gewidmet.

Besucher können sich mit einem 360°-Schwenk

einen Überblick über die Räume verschaffen

und nah an die einzelnen Exponate herantreten.

Durch einen weiteren Klick auf markierte

Infopunkte öffnen sich Textfenster mit ersten

Informationen und weiterführenden Links zu

Katalogseiten und Videoeinspielern.

Übrigens: Für die Nutzung via PC oder

mobilem Endgerät ist lediglich ein Internetzugang

erforderlich – eine gesonderte

App wird nicht benötigt.

360°

Virtueller

Messerundgang

bei RK Rose+Krieger:

www.rk-rose-krieger.com/

deutsch/aktuelles/

virtuelle-messe/

RK ROSE+KRIEGER GMBH

Potsdamer Str. 9 | 32423 Minden | Tel.: +49 571 9335-0

info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com

MN 8


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VARIANTENREDUZIERUNG

UND ENERGIEEFFIZIENZ IN

DER INTRALOGISTIK

NORD DRIVESYSTEMS erstellt individuell zugeschnittene

Antriebslösungen für Intralogistikanwendungen auf Basis

des LogiDrive-Konzeptes

Individuell zugeschnittene Antriebskonzepte auf Basis der Systemlösung

LogiDrive von NORD DRIVESYSTEMS ermöglichen

einen optimalen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und

Variantenreduzierung und bewähren sich insbesondere in großen

Intralogistikprojekten für Flughäfen oder Paketzentren, wo

Antriebseinheiten in hohen Stückzahlen installiert werden.

NORD DRIVESYSTEMS erstellt individuell zugeschnittene

Antriebslösungen für Intralogistikanwendungen auf Basis

des LogiDrive-Konzeptes. Das LogiDrive-Konzept ist ein

energieeffizientes, servicefreundliches und standardisiertes

Baukastensystem. LogiDrive-Antriebe bestehen aus einem

energieeffizienten Permanentmagnet-Synchronmotor mit Nennleistungen

von bis zu 5,5 kW, einem zweistufigen Kegelstirnradgetriebe

sowie einem motornah installierten NORDAC

LINK-Frequenzumrichter. Das gesamte System ist modular

aufgebaut, sodass alle Komponenten der Antriebstechnik

individuell gewartet werden können. Und mit dem aktuell

neuen IE5+ Synchronmotor von NORD DRIVESYSTEMS

Vorteile des LogiDrive-Konzeptes:

- Variantenreduzierung dank Standardisierung

- Plug & Play-Technik

- einfache Wartung / servicefreundlich

- kompaktes, platzsparendes Design

- 25 % Gewichtsersparnis dank leichtem Aluminiumgehäuse

- hohe Überlastfähigkeit möglich

können Energieeffizienz und Variantenreduzierung des

LogiDrive-Konzeptes nochmals optimiert werden. Die

standardisierten Getriebemotorvarianten sind hocheffizient,

dank Plug-and-Play-Technik extrem wartungsfreundlich und

bewirken eine deutliche Reduzierung des Ersatzteilvorrats.

GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = DER ANTRIEB.

GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG

Getriebebau-Nord-Straße 1 | 22941 Bargteheide | Tel.: +49 4532 289-0

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MN 9


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FLÜSSIGKEITSKÜHLKÖRPER

VOM SPEZIALISTEN CTX

Aktive Kühlung von Hochleistungselektronik

Moderne Hochleistungselektronik erzeugt bei hoher Leistung

auf kleinstem Raum hohe Verlustleistung, die schnell und sicher

abgeführt werden muss, um eine zuverlässige Funktionsfähigkeit

und lange Lebensdauer der Elektronik zu gewährleisten. Für Anwendungen,

bei denen passive oder lüftergestützte Kühllösungen

an ihre Grenzen stoßen, bietet CTX anwendungsspezifische,

effiziente Flüssigkeitskühlkörper an, insbesondere für Applikationen

in den Bereichen Elektromobilität, Bahntechnik, Medizintechnik,

Telekommunikation und Erneuerbare Energien. Direkt

am Hotspot montiert, transportieren die kompakten, leistungsstarken

Kühlkörper die Wärme zügig ab.

Das Prinzip der Flüssigkeitskühlung ist immer gleich: Wasser,

Glykol oder Öl fließen durch Rohre aus Kupfer, Aluminium oder

Edelstahl im Inneren einer Aluminium- oder Kupferplatte und

transportiert die Wärme schnell ab. Aufgrund der schnellen Abführung

der Verlustleistung kommen Flüssigkeitskühlkörper mit

sehr geringen Übertragungsflächen aus. Das ermöglicht eine

sehr kompakte Bauweise, wobei das Kühlkörper-Design an die

jeweilige Anwendung angepasst wird.

CTX bietet für jede Applikation den passenden Flüssigkeitskühlkörper:

Lieferbar sind anwendungsspezifische Systeme mit Kühlplatten

aus Kupfer oder Aluminium und eingelegten Rohren aus

Kupfer oder Edelstahl sowie mit extrudierten oder kernlochgebohrten

Kühlkanälen. Auch Flüssigkeitskühlkörper, deren Oberund

Unterplatte mittels Reibrührschweißen verbundenen sind,

sowie Varianten aus hochtemperaturverlötetem Aluminium –

wahlweise mit integrierten Turbulatoren – sind erhältlich. Speziell

für den Volumenbereich bieten sich Druckgusskühlkörper mit

eingepressten oder integrierten Kühlrohren an.

Vorteile auf einen Blick

- Extrem hohe Leistungsdichte

- Bis zu 25 % effektiver als lüftergestützte Kühllösungen

- Geringe Übertragungsfläche

- Wirkung direkt am Hotspot

- Applikationsspezifische Fertigungsverfahren

CTX THERMAL SOLUTIONS GMBH

Lötscher Weg 104 | 41334 Nettetal | Tel.: +49 21 53 7 37 4-0

info@ctx.eu | www.ctx.eu

MN 10


FLEXIBLER 5-ACHS-SPANNER MIT ZWEI FUNKTIONEN

Das Heinrich Kipp Werk hat den bewährten 5-Achs-

Spanner kompakt weiterentwickelt: Kippflexx ist

eine vielseitige Lösung für 5-Achs-Fräsmaschinen, die

sich sowohl für die Rohteil- als auch für die Niederzugspannung

einsetzen lassen. Die patentierte

Niederzugfunktion eignet sich vor allem für vorbearbeitete

Werkstücke. Dank des symmetrischen

Aufbaus des Spanners zentriert sich das Werkstück

immer mittig – eine hohe Wiederholgenauigkeit ist

gewährleistet. Zudem lässt sich das System wie ein

Standard-Schraubstock einsetzen: Bei der Rohteilspannung kommen Spannbacken mit

Pins zum Einsatz, die sich formschlüssig in das Material drücken, sodass ein zeitintensives

Vorprägen entfällt. Eine Auflagehöhe von 180 mm gewährleistet die optimale

Zugänglichkeit für das Werkzeug auf 5-Achs-Fräsmaschinen. Eine Flachführung sorgt für

mehr Stabilität und Steifigkeit des Spannsystems, das die hohe Spannkraft von 52 kN

erreicht. Für den Spannbereich auf einer Grundplatte benötigt der Anwender drei

Adapterwellen und eine Verlängerungswelle. Mit einer weiteren Grundplatte und

weiteren Verlängerungswellen kann der Spannbereich wesentlich erweitert werden.

Kippflexx eignet sich zur Montage auf Maschinentischen mit T-Nuten oder Gewindebohrungen.

Die Mittenbohrung sorgt für eine zentrische Ausrichtung. Die Grundplatte

ist mit Ausrichtnuten in Längs- und Querrichtung ausgestattet. Der 5-Achs-Spanner

lässt sich aber auch auf beliebige Rasterelemente sowie direkt auf Nullpunkt-Spannsysteme

aufbringen. Dabei sorgt die Spannphysik mit intelligenter Kraftverteilung dafür,

dass sich nur geringe Drehmomente auf den Maschinentisch übertragen.

www.kippwerk.de

KLEINSTE KOMPONENTEN AUS TECHNISCHER KERAMIK

Sembach Technical Ceramics fertigt seit kurzem

auch kleinste Komponenten aus technischer Keramik

im Mikrospritzgussverfahren. Von Mikrospritzguss

spricht man bei Komponenten, deren

Gewicht ca. zwischen 0,01 und 0,5 g liegt.

Manche Teile sind so klein, dass sie nur mithilfe

einer Lupe zu erkennen sind. Gefragt sind Teile,

die im Mikrospritzgussverfahren hergestellt

werden, beispielsweise in der Medizingerätetechnik.

Gerade die Fertigung medizinischer Komponenten unterliegt sensiblen Anforderungen,

insbesondere, wenn es um Komponenten an medizinischen Geräten geht, die im

direkten Kontakt zum Körpergewebe stehen. Hier lässt sich die spezielle Eignung des

Werkstoffs Keramik herausstellen, der besonders biokompatibel, korrosionsbeständig

und verschleißfest ist. Mit der strengen Zertifizierung nach IATF 16949, über die

Sembach verfügt, ist das Unternehmen bestens aufgestellt.

www.sembach.de

FLINK AUSGEWECHSELT: FÜHRUNGSSÄULE

MIT KONISCHEM SCHAFT

Meusburger bringt Führungssäulen mit konischem Schaft auf den Markt, die sich direkt

auf dem Stanzautomat bzw. in der Fertigung austauschen lassen. Bei der Demontage

muss nur eine seitliche Kraft aufgebracht werden. Wenn eine Führungssäule mit Bund

direkt auf der Maschine ausgewechselt werden soll, sind mitunter große Kraftanstrengungen

erforderlich, um die Säule aus der Bohrung heraus zu ziehen. Führungssäulen

mit konischem Schaft hingegen vereinfachen das Lösen aus der Haltebuchse. Sie können

zudem für Dauerläufer genutzt werden, bei denen die Führungssäule häufig zu wechseln

ist. Laufruhe beim Stanzen wird über die Oberflächengüte Ra 0,1 und eine h3-Passung

des Führungsdurchmessers erreicht. In Verbindung mit der Säulenhaltebuchse

konisch E 5061 lässt sich die Führungssäule E 5060 mit den SV-Standardgestellen und

SH-Zweisäulengestellen von Meusburger kombinieren. Sie sind ab Lager erhältlich.

www.meusburger.com

MEORGA

MSR-Spezialmessen

Prozess- u. Fabrikautomation

Fachmesse für

Prozess- und Fabrikautomation

+

Messtechnik

Steuerungstechnik

Regeltechnik

Automatisierungstechnik

Prozessleitsysteme

Fachvorträge

Der Eintritt zur Messe und die Teilnahme

an den Fachvorträgen ist für die Besucher

kostenlos.

Für die Wirtschaftsregionen

Rhein-Ruhr + Rheinland

Bochum

04.11.2020

8.00 bis 16.00 Uhr

RuhrCongress Bochum

Stadionring 20

44791 Bochum

Hygieneschutzkonzept

Aktuelle Informationen zu unserem

im Internet unter: www.meorga.de

MEORGA-Messen in 2021:

Halle (Saale) - 14.04.2021

Hamburg - 09.06.2021

Ludwigshafen - 15.09.2021

Landshut - 27.10.2021

www.meorga.de

MEORGA GmbH - Sportplatzstr. 27 - 66809 Nalbach

Telefon 06838 8960035 - info@meorga.de


SPECIAL

3D-DRUCK

SPECIAL


3D-DRUCK

MÖGLICHKEITEN

AUSSCHÖPFEN

Flexibilität in der Fertigung, Materialeinsparungen,

Leichtbau, schnelle Verfügbarkeit

von Prototypen, … – die additive Fertigung

eröffnet vielfältige neue Möglichkeiten.

Um diese Potenziale optimal ausschöpfen zu

können, sind Vernetzung und abgestimmte

Softwaretools gefragt.

In der additiven Fertigung werden Produkte und Bauteile auf

Basis digitaler Konstruktionsdaten in einem 3D-Drucker durch

einen schichtweisen Materialaufbau erzeugt. Voraussetzung dafür,

dass dies bestmöglich gelingt, sind ein optimales Zusammenwirken

von modernen Maschinen, intelligenter Vernetzung über

eine cloudbasierte Plattform, wie der 3DExperience Plattform von

Dassault Systèmes sowie ausgereifte Verfahren für 3D-Druck.

FLEXIBEL KUNDENWÜNSCHE ERFÜLLEN

Ein Vorteil additiver Fertigung, der speziell die Arbeit des Konstrukteurs

maßgeblich verändert hat, ist die flexible und im Vergleich zu

konventioneller Fertigung kostengünstige Erstellung von Prototypen

oder Einzelteilen. Die Time-to-Market verkürzt sich enorm.

Unternehmen können die Wünsche ihrer Kunden optimal berücksichtigen.

Vor allem die Konsumgüterbranche kann von dieser

Technologie profitieren. Die Schuhmarke Ecco startete mit Quant-

U Ecco ein Personalisierungsprojekt, das 3D-Scan und 3D-Druck

kombiniert. Kunden können in ausgewählten Läden ihre Füße

vermessen lassen und dadurch die Passform des Schuhs ideal

konfigurieren. Im Anschluss wird das personalisierte Schuhmodell

schnell angefertigt – und das direkt vor Ort.

Diese Flexibilität kommt Unternehmen auch bei der Herstellung

von aufwändigen Prototypen oder Ersatzteilen zu Gute. Denn sie

können dank additiver Fertigung in kurzer Zeit und flexibel in

Kundennähe produzieren. Fertigt ein Unternehmen üblicherweise

in Europa, benötigt aber ein Ersatzteil in Indien, so lässt sich dieses

problemlos per 3D-Druck vor Ort produzieren. Das bedeutet nicht

nur mehr Kundennähe, sondern trägt zudem zu einer Senkung der

Transportkosten bei.

Autoren: Michel Krause und Andreas Spieler,

Industry Consultants und 3D-Druck-Experten,

Dassault Systèmes, München

MATERIAL EINSPAREN UND

GEWICHT REDUZIEREN

Ein Vorteil, der mittels 3D-Druck erschlossen werden kann, ist die

Einsparung von wertvollen Materialien. Im Rahmen einer Topologie-

Optimierung mithilfe von Softwaretools können Unternehmen

gezielt die Verwendung der Baustoffe anpassen und verbessern. Das

reduziert die Menge an Restmaterial erheblich, die bei der konventionellen

Fertigung anfällt – etwa bei der Verwendung von Metallen.

Denn dabei wird das Bauteil üblicherweise aus einem großen Block

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 55


SPECIAL

3D-DRUCK

herausgefräst. Entsprechend viel Restmaterial bleibt nach der Fertigung

übrig, das nicht direkt wiederverwendet werden kann. Bei der

additiven Fertigung werden die Bauteile hingegen in Schichten aufgebaut,

was unmittelbar zu Materialeinsparungen führt.

Durch Additive Manufacturing ist es darüber hinaus möglich,

ganze Baugruppen in einem Stück zu produzieren. Dazu ist es nicht

nötig, zunächst Maschinen zeitaufwändig umzurüsten. Vielmehr

wird die ganze Baugruppe schichtweise im 3D-Druckverfahren hergestellt.

Dies minimiert nicht nur den Zeitaufwand für die Herstellung,

sondern auch für das Zusammensetzen der Einzelteile einer

Baugruppe. Unternehmen können so Zeit für die Produktion sparen

und ihre Materialkosten nachhaltig senken.

Neben der Materialeinsparung ist die Gewichtsreduktion von Bauteilen

ein wichtiger Aspekt, der gerade in Branchen, wie der Automobil-

und der Luftfahrtindustrie aber auch der Metall- und Medizinbranche

eine besondere Rolle spielt. In bewegten Applikationen

wirkt sich ein reduziertes Gesamtgewicht direkt auf die verbrauchte

Energie aus. Die additive Fertigung ermöglicht hochfeste Leichtbaustrukturen:

Hohlgeometrien, bionische Bauweisen, vieles wird möglich.

Auch das Thema Funktionsintegration spielt hier eine Rolle.

MATERIALZUSAMMENSETZUNGEN UND

THERMISCHEN VERZUG SIMULIEREN

Ein OEM aus der Lustfahrtindustrie setzt seit einigen Jahren auf die

3DExperience Plattform und Anwendungen von Dassault Systèmes

und kann dadurch heute Bauteile im Generative-Design-Verfahren

erstellen. Das bedeutet, neue Bauteile werden nicht mehr basierend

auf der Form als Ursprung entwickelt, sondern funktionsbasiert. Den

Konstrukteuren geht es darum, herauszufinden, welche Form eines

Bauteils die gegebenen Anforderungen im Flugzeug am besten erfüllt.

Daraus generiert die Software von Dassault Systèmes dann das

optimale Design des entsprechenden Bauteils für das Flugzeug. Im

Anschluss wird der Einsatz der neuen Bauteile simuliert. So können

bei Bedarf unterschiedliche Materialzusammensetzungen durchgespielt

werden. Als Werkstoffe im 3D-Drucker kommen derzeit vor

allem Metalle, spezielle Kunststoffe und Kunstharze sowie Keramik

zum Einsatz. Durch die Simulation können natürlich auch andere

Optimierungen an der Konstruktion vorgenommen werden. Dieses

Vorgehen beschleunigt die Entwicklung neuer Teile erheblich. Ein

weiterer Vorteil von Simulation besteht darin, den thermischen Verzug

von Bauteilen direkt in der Planung berücksichtigen zu können.

Dieser tritt während und nach der Erstellung im 3D-Drucker je nach

Beschaffenheit des Materials auf und kann die Funktionalität des

TRENDS IM 3D-DRUCK

Momentan wird additive Fertigung besonders in Branchen

eingesetzt, für die die Produktion von Prototypen, personalisierten

Einzelteilen oder Kleinserien im Vordergrund steht.

Aktuell gibt es jedoch bereits Bestrebungen, 3D-Druckverfahren

auch für die Serienproduktion zu etablieren. Gerade

in der Medizinbranche wird vor allem im Bereich der

einsetzbaren Materialien ausgiebig geforscht und entwickelt.

Interessante Möglichkeiten ergeben sich auch für die

High-Tech- und Elektronik-Branche, für die ein kleinstmöglicher

Formfaktor wichtig ist. Hier ist es denkbar, die

Sensorik oder Elektronikbauteile direkt in eine additiv

gefertigte Struktur zu integrieren – Stichwort Funktionsintegration.

So könnte beispielsweise die Sensorik von

Messgeräten unmittelbar in die Elektronik mit eingedruckt

werden. Aktuell gibt es bereits erste Anbieter, die komplexe

Multilayer-Leiterplatten im 3D-Druckverfahren innerhalb

von 15 Stunden statt 50 Tagen fertigen können.

Endprodukts verändern. Um dies zu umgehen, bietet die Software

von Dassault Systèmes die Möglichkeit, den thermischen Verzug zu

simulieren und das Ergebnis in die geometrische Verzugskompensation

direkt einfließen zu lassen. Dadurch ist sichergestellt, dass das

Bauteil am Ende exakt in der benötigten Form vorliegt.

SOFTWARE-TOOLS

ADDITIVE FERTIGUNG FÜR SOLIDWORKS-ANWENDER

EINFACH NUTZBAR

3DXpert, eine kostenfreie Zusatzsoftware für Dassault Systèmes Solidworks

macht die additive Fertigung für Solidworks-Anwender

einfach nutzbar. Die Software ist in Zusammenarbeit von Dassault

Systèmes mit 3D Systems, einem Anbieter von 3D-Druckern und

Lösungen im Gesundheitswesen, entstanden. Mit der Software

können Konstrukteure in der gewohnten Umgebung ihre Entwürfe

für additive Fertigung vorbereiten und optimieren. Sie deckt den

kompletten Prozess vom Design bis hin zur Fertigung ab. Das

01 02


03

bedeutet: Alle Vorüberlegungen und Vorbereitungen

für den 3D-Druck werden in

die gewohnte Konstruktionsumgebung

integriert. Native CAD-Daten können mit

einem Klick ins Programm importiert werden.

Danach kann das 3D-Modell möglichst

effizient platziert und an kritischen Stellen

optimiert werden. In der Software können

auch die Stützstrukturen für den 3D-Druck

konstruiert werden. Anschließend wird die

gesamte Konstruktion inkl. Nachbearbeitung

simuliert und die passende Druckstrategie

ausgewählt. Hier kann der Anwender aus

vordefinierten Parametern auswählen oder

alle Einstellungen selbst festlegen. Dabei

werden Konstruktionsabsicht und Bauteilgeometrie

so berücksichtigt, dass effiziente

Scan-Bahnen eingestellt werden. Nach Ausrichten

der Druckerplatte, entsteht das Bauteil

und kann dann bei Bedarf nachgearbeitet

werden. So werden Geometrieänderungen

in jeder Phase des Prozesses möglich.

MODELLIERUNGSLÖSUNG FÜR

KOMPLEXE GEOMETRIEN

3D Sculptor ist eine browserbasierte Sub-D-

Modellierungslösung auf der 3DExperience

Plattform und Teil des 3DExperience-Solidworks-Portfolios.

Mit dem Tool lassen

01 Bei dem Projekt Quant-U Ecco, das

3D-Scan und 3D-Druck kombiniert, können

Kunden im Laden ihre Füße vermessen

lassen; im Anschluss wird das personalisierte

Schuhmodell direkt vor Ort angefertigt

02 3D Sculptor ist eine browserbasierte Sub-D-

Modellierungslösung auf der 3DExperience

Plattform mit der sich komplexe Geometrien

u. a. für die additive Fertigung erstellen lassen

03 Die bionische Konstruktionsmethodik

kombiniert mit 3D-Druck reduziert Materialgewicht

und Gesamtmaterialverbrauch einzelner

Teile laut einer Bitkom-Studie um bis zu 90 %

sich schnell und einfach komplexe Geometrien

und organische, ergonomische 3D-

Modelle erstellen – eine der Grundlagen,

um Modelle für die additive Fertigung und

damit verbunden mittels Topologie-Optimierung

und generativer Konstruktion

aufzubauen. Mit der xShape App von 3D

Sculptor werden in wenigen Schritten

komplexe Oberflächen mit intuitiver Push-

Pull-Interaktion erstellt und Sub-D-Flächen

abschließend automatisch in NURBS-Geometrie

konvertiert. Werden mittels 3D Sculptor

Änderungen vorgenommen, so werden

diese automatisch an die Solidworks-

Anwendung weitergegeben und das 3D-

Modell wird aktualisiert.

SOLIDWORKS IN DER CLOUD

3DExperience Solidworks integriert die

Desktop-Software Solidworks nahtlos in die

cloudbasierte 3DExperience Plattform. Die

zentrale, cloudbasierte Produktentwicklungsumgebung

stellt Unternehmen umfassende

skalierbare Dienste bereit, um komplexe

Projekte mit geringem Administrationsund

Investitionsaufwand sowie ohne teure

Infrastruktur zu realisieren. Durch die Datenintegration

in die 3DExperience Plattform

steht Anwendern eine Vielzahl neuer

Möglichkeiten offen – dazu zählen nahtlose

Zusammenarbeit, vollständige Product-Lifecycle-Management

(PLM)-Funktionali täten,

eine sichere Infrastruktur und skalierbare

Rechenleistung für komplexe Simulationsaufgaben.

Projektteams können orts- und

geräteunabhängig gesichert auf alle Informationen

zugreifen und über Abteilungsgrenzen

hinweg zusammenarbeiten. So lässt

sich eine durchgängige Prozesskette für die

additive Fertigung vorteilhaft umsetzen.

Bilder: 01: ECCO, Sonstige: Dassault Systèmes

www.3ds.com


KLARTEXT

SINNVOLLE

SYMBIOSE

ANDREAS VELTEN

CEO IFA3D Medical Solutions GmbH, Verband 3DDruck e. V. – Themenpate Medizin

Symbiosen verschiedener Technologien mit der additiven Fertigung erschließen

auch im Bereich der Medizin völlig neue Perspektiven. Menschen sind individuell

und mit den technologischen Möglichkeiten, welche die additive Fertigung

eröffnet, sind Patienten-Versorgungen machbar, die vor ein paar Jahren undenkbar

waren. Im Bereich Beatmung ermöglicht die Kombination von Scanning und

generativer Fertigung individuelle Atemmasken, die bei besserem Tragekomfort

und höherer Abdichtung, bessere Therapieerfolge bei sinkenden Kosten generiert.

Geometrien, bei Schädel-Implantaten, die mit konventionellen Fertigungsmethoden

nicht herstellbar sind, können nun realisiert werden, da mit der generativen

Fertigung Strukturen geschaffen werden können, die uns die Natur vorgibt. Diese

können dann mit Standardkomponenten in höchster Präzision kombiniert werden.

Ob Werkzeugmaschine,

Roboter, Kunststoffspritzguss

oder künstliche

Intelligenz – verschiedenste

Technologien werden heute

mit dem 3D-Druck

kombiniert. Wir haben

Forscher aus den

verschiedenen Bereichen

und übergreifende Experten

gefragt: Wo können solche

Symbiosen Vorteile

erschließen?

DIE KOMBINATION

VON SCANNING

UND 3D-DRUCK

ERMÖGLICHT IN DER

MEDIZINTECHNIK

INDIVIDUALITÄT

IN VERBINDUNG

MIT EINEM GIESSV

VERFAHREN

KÖNNEN KOMPLEXE

BAUTEILE SCHNELLER

HERGESTELLT

WERDEN

OLIVER REFLE

Leiter Zentrum für Additive Produktion, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik

und Automatisierung IPA, Stuttgart

SPECIAL

Additive Fertigungsverfahren besitzen zahlreiche Vorteile gegenüber anderen

Fertigungstechnologien. So können beispielsweise komplexe, funktionsintegrierte

Bauteile aus unterschiedlichen Materialien in Kleinserien oder als Einzelteile

wirtschaftlich hergestellt werden. Gleichzeitig besitzen die additiven Verfahren

aufgrund des schichtweisen Aufbauprinzips Nachteile wie lange Herstellzeiten oder

anisotrope Bauteilfestigkeiten. Um dies zu umgehen, können unterschiedliche

Prozesse intelligent kombiniert und somit hybride Prozessketten aufgebaut werden.

Bei dem vom Fraunhofer IPA entwickelten additiven Freiformgießen wird die

additive Fertigung mit einem Gießverfahren in einer Anlage direkt kombiniert.

Somit können komplexe Bauteile in verkürzter Bauzeit und ohne Bindenähte mit

reaktiven Kunststoffen wie Silikon, Epoxidharz oder Polyurethan hergestellt werden.


KLARTEXT

PROF. DR.-ING. ALEXANDER VERL

Institutsleitung, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen

und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart

Die Additive Fertigung hat sich in zahlreichen Branchen zu einer etablierten

Produktionsmethode erhoben und wird diese Stellung in den nächsten Jahren weiter ausbauen.

Konventionelle Fertigungsverfahren wird sie zwar nie vollständig ersetzen können, durch ihre

große Flexibilität aber die Produktvielfalt und Produktgestalt signifikant positiv beeinflussen.

Die weitere Etablierung der additiven Fertigung wird jedoch nur durch eine Steigerung von

Produktivität und Bauteilqualität erreicht werden können. Dies bedeutet zum einen, dass

qualitätssichernde Prozessregelungssysteme dazu führen müssen, dass der Ausschuss

minimiert wird und zum anderen, dass die Prozessgeschwindigkeit erhöht werden muss.

Für beides steht ein großes Portfolio von CNC-Funktionalitäten schon heute zur Verfügung,

deren Potenzial in der additiven Fertigung noch zur Anwendung kommen muss.

CNC-FUNKTIONALITÄTEN

WERDEN DIE PRODUKTIVITÄT

UND BAUTEILQUALITÄT

STEIGERN KÖNNEN

GENERATIVES DESIGN

KANN IM ZUSAMMENSPIEL

MIT 3D-DRUCK ENORME

VORTEILE ERSCHLIESSEN

DETLEV REICHENEDER

Senior Director Business Strategy Design & Manufacturing, Autodesk GmbH, München

3D-Druck ist für die gesamte Industrie eine Schlüsseltechnologie. Er fördert

nicht nur Innovation in der Fertigung, sondern eröffnet auch völlig neue

Konstruktionslösungen und Möglichkeiten der Formgebung. Und hier werden

Synergien wichtig: So erlaubt z. B. generatives Design, mithilfe von KI-Algorithmen

eine Vielzahl von Lösungsvarianten zeitgleich zu untersuchen. Der Konstrukteur

gibt Randbedingungen vor und bekommt Lösungsvorschläge. General Motors

entwickelte so die erste 3D-gedruckte Sitzhalterung. Normalerweise aus acht

miteinander verschweißten Teilen bestehend, konnte mithilfe der Autodesk-

Software die Konstruktion auf ein Teil reduziert werden. Die GM-Ingenieure

erzeugten mehr als 150 alternative Designs und entschieden sich dann für die

beste Lösung. Das Endprodukt, nun aus einem Teil, ist 40 % leichter und 20 %

stärker als die bisherige Sitzhalterung von GM.

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 59


3D-DRUCK

PROTOTYPEN

ZUM ABHEBEN

SPECIAL

Konstruktionen in der Luft- und Raumfahrttechnik

müssen außergewöhnlichen Belastungen und

Herausforderungen standhalten. Die

Neuentwicklung eines speziell geschmierten

Propellergetriebes gelang durch die enge

Zusammenarbeit zweier deutscher Fertigungs-

Spezialisten in Rekordzeit.

Ein Flugobjekt mit E-Antrieb und einem Propellergetriebe, das

sowohl horizontal als auch vertikal funktioniert ist die neueste

Entwicklung, mit der sich Isar Getriebetechnik Geschäftsführer

Dr. Albert Wimmer und sein Team beschäftigen. „Eine sehr

spannende Sache, denn die Versorgung mit Getriebeöl muss in allen

Positionen gewährleistet sein.“ Warum der Auftraggeber für diese

Entwicklung gerade das kleine Team aus Ismaning auserkoren hat,

erkennt man, wenn man einen Blick auf die bisherigen Projekte wirft.

UMSETZUNG NEUER IDEEN

Getriebe mit Drehzahlen bis weit über 100 000 U/min und Turbogetriebe

im Megawatt-Bereich sowie jegliche Hochleistungsgetriebe

gehören zu den Spezialgebieten der Isar Getriebetechnik KG. Die

Spezialisten entwickeln vorwiegend Prototypengetriebe und Kleinserien.

Die Kunden schätzen die sehr kurzen Entwicklungszeiten

und nutzen die Getriebe in der Luftfahrttechnik, der Automobilbranche

oder der Forschung. Die Bandbreite reicht von Klein- und

Mikroantrieben bis zu wuchtigen Prüfständen, die auf extreme Belastungen

ausgelegt sind. Ein weiteres Geschäftsfeld befasst sich

mit Pionierleistungen in Form von Vorentwicklungen für zukünftige

Autor: Tobias Fischer, Proto Labs Germany GmbH, Feldkirchen

Serienprodukte. Hier findet man die eher filigranen Konstruktionen

in Leichtbauweise, die ebenfalls beachtliche Leistungsdaten vorweisen.

Kein Wunder also, dass Geschäftsführer Albert Wimmer mit dem

neuartigen Propellergetriebe betraut wurde. „Unser Kunde aus der

Luftfahrttechnik hatte die Idee für einen völlig neuen E-Motor mit

relativ hoher Drehzahl, die wir über unser Getriebe reduzieren sollen,

um einen Propeller anzutreiben. Die Schwierigkeit daran ist die

Schwenkbarkeit der gesamten Einheit, da in jeder Position eine

Schmierung des Getriebes gewährleistet sein muss.“

UNTERSTÜTZUNG DURCH ADDITIVE FERTIGUNG

Um dies zu erreichen, konstruierte das Isar-Team ein feinadriges

Kanalsystem mit Austrittsdüsen für Öl, das per Pumpendruck

transportiert wird. Das Anlegen und die Darstellung des Systems im

3D-CAD-System Creo zeigte zunächst die theoretische Lösung auf.

Anschließend war ein belastbarer Prototyp gefragt. Herkömmliche

CNC-Fertigungsverfahren schieden letztendlich aus, da viele Stellen

der komplexen Geometrie durch Fräsen nicht umsetzbar waren.

Albert Wimmer suchte daher nach einem leistungsstarken 3D-

Fertigungsdienstleister und wurde bei Protolabs fündig: „Wir entschieden

uns für das Metallsinterverfahren, das im nahegelegenen

Eschenlohe von Protolabs durchgeführt wird. Beeindruckend war

die unglaub liche Geschwindigkeit sowohl für die Angebotserstellung

als auch für die Durchführung des Auftrags in insgesamt

nur 15 Arbeitstagen.“

Die ersten Prototypen brachten sofort wichtige Erkenntnisse für

die weitere Entwicklung. In den verschlungenen Ölkanälen verblieben

Reste des Sinterpulvers, die nicht zu entfernen waren. Weshalb in

der nächsten Entwicklungsschleife breite Ausgänge geschaffen

wurden, um die Kanäle sauber entleeren zu können. Mit Inserts

lassen sie sich später wieder verschließen. Außerdem wurde die

Wandstärke an einzelnen Bereichen verdickt, um die Stabilität zu

erhöhen.

„Die erforderlichen Revisionsschritte sind mit Protolabs deutlich

schneller durchgeführt worden, als das mit klassischen Anbietern

60 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


3D-DRUCK

01 Um eine ausreichende Schmierung

des Getriebes zu erreichen, konstruierten die

Entwickler ein feinadriges Kanalsystem

mit Austrittsdüsen für Öl, das per

Pumpendruck transportiert wird

02

02 Das Anlegen und die

Darstellung des Systems im

3D-CAD-System zeigte zunächst

die theoretische Lösung auf

03 Der innenschrägverzahnte

Hohlradträger mit seiner

anspruchsvollern Zahnradgeometrie,

wurde in kurzer Zeit

per Metallsintern produziert

01

03

möglich gewesen wäre“, führt Wimmer aus. „Wir verfügen schon

heute über eine funktionierende Einheit bestehend aus Motor,

Getriebe, integrierter Pumpe und Ausgangsflansch. Es gibt bereits

eine nächste Entwicklungsstufe, in der die Pumpe nicht nur das

Getriebeöl umwälzt, sondern gleich noch den Motor kühlt“,

beschreibt Wimmer das weitere Vorgehen.

ZUSAMMENARBEIT AUF HOHEM NIVEAU

Zeitersparnis und Präzision sind wichtige Faktoren bei der Vergabe

von Fertigungsdienstleistungen, dies zeigte sich auch bei einem

weiteren kritischen Teil: „Ein innenschrägverzahnter Hohlradträger

besitzt eine sehr anspruchsvolle Zahnradgeometrie, für die man bei

Standardfertigungsverfahren extrem lange Werkzeugbeschaffungszeiten

in Kauf nehmen muss. Nicht so bei Protolabs. Hier wurde das

voll funktionsfähige Teil in gewohnt kurzer Zeit per Metallsintern

produziert“, führt Geschäftsführer Wimmer aus.

Das Konstruktionsmodell wird hierzu einfach auf die Angebotsplattform

von Protolabs hochgeladen, durch eine automatisierte

Machbarkeitsanalyse geprüft und anschließend gemeinsam mit

dem Anwender optimiert. Sind alle Beteiligten mit der fertigen

Kons-truktion zufrieden, kann die Produktion beginnen.

Albert Wimmer ist froh, für das komplexe Thema additive Fertigung

einen Partner mit breitem Spektrum gefunden zu haben:

„Für uns ist Protolabs einfach der 3D-Fertiger auf Knopfdruck.

Wir haben einen Anbieter mit der ganzen Bandbreite an Verfahren

und Materialien, der immer auf dem aktuellsten Stand der

Technik ist. Hinzu kommen noch die fundierte Beratung und die

einfache Bestellabwicklung. Auf diese Weise finden wir stets das

optimale Verfahren zur jeweiligen Anforderung. Dieses ganzheitliche

Angebot und die überaus schnelle und termingerechte

Produktion entlastet uns. Damit können wir uns voll auf unsere

MIT TEAMARBEIT IN WINDESEILE

ZUM HOCHFUNKTIONALEN

PRODUKT

Die Isar Getriebetechnik wird immer wieder für

absolute Neuentwicklungen hinzugezogen. Es

ist dann jedes Mal ein tolles Gefühl, wenn man

die eigenen Ideen in Prototypen umgesetzt sieht.

Für uns gehört Protolabs fest zum Team, wenn es

darum geht, aus Ideen und Computermodellen in

Windeseile hochfunktionale Produkte zu schaffen.

DR. ALBERT WIMMER, Geschäftsführer,

Isar Getriebetechnik KG

Projekte konzentrieren und gleichzeitig von modernster Technologie

profitieren.“

Wo genau das neuartige Getriebe verbaut wird und wo das futuristische

Flugobjekt zum Einsatz kommt, darf Albert Wimmer noch

nicht verraten. Er ist sich aber sicher, dass es aufsehenerregend

sein wird.

Bilder: Aufmacher: bluedesign – stock.adobe.com,

Sonstige: Proto Labs Germany GmbH

www.protolabs.de

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 61


3D-DRUCK

„MAGISCHE“

3D-DRUCKBETTKLEBSTOFFE

Essentium, Inc., ein führender Entwickler und

Anbieter von 3D-Drucktechnologie für die additive

Fertigung, hat Komplettklebstoffe für den

3D-Druck auf den Markt gebracht. Diese sind

speziell auf das Materialportfolio von Essentium

und die 3D-Druckplattform Essentium High Speed

Extrusion (HSE) zugeschnitten und sollen Herstellern

eine zuverlässige Klebelösung für den

3D-Druck im industriellen Maßstab bieten.

Essentium arbeitete mit Magigoo, einem führenden

Anbieter von Klebstofflösungen für 3D-Druckbetten,

zusammen, um die Betthaftung

verschiedener Polymere in technischer Qualität zu

verbessern. Die Essentium-3D-Druckbettklebstoffe

werden von Magigoo hergestellt und sind für die

Arbeit mit beheizten Druckbetten ausgelegt. Die

Klebstoffe kleben das auszudruckende Werkstück

während des Druckens fest an seinem Platz und

geben es dann „magisch“ frei, sobald das Bett

abgekühlt ist. Dies ermöglicht ein konsistentes

und zuverlässiges Drucken, ohne dass Rafts,

Klebebänder, scharfe Chemikalien oder andere

Lösungen verwendet werden müssen. Essentium

führt mit der Gebindegröße 120 ml einen

großvolumigen Klebstoff ein, um der wachsenden

Nachfrage nach industriellen 3D-Druckteilen

gerecht zu werden, die die heutigen Fabrikhallen

grundlegend verändern. Die Klebstoffe sind

lösungsmittelfrei und umweltfreundlich.

www.Essentium3d.com

HARZ ALS ERSATZ FÜR ABS

Weerg, ein italienisches E-Commerce-Unternehmen,

das CNC-Bearbeitung und

3D-Drucke online anbietet, hat eine neue

Produktionslinie für die Herstellung von

3D-Harzdrucken in Betrieb genommen.

Bisher war Nylon PA12 das Hauptmaterial

der Abteilung für additive Fertigung des

venezianischen Unternehmens. Die neuen

Harzdrucke werden in zwei Versionen

angeboten: ABS like grau und Tmax

transparent. Dieses Material wird mit MSLA LED mit der exklusiven proprietären

4KSPER-Technologie gedruckt. Die Technologie wurde von der internen Forschungs-

und Entwicklungsabteilung entwickelt, indem bereits auf dem Markt

vorhandene Systeme implementiert und neu ausgelegt wurden. Laut Anbieter

gewährleitet das Harz mechanische Leistungen, die hinsichtlich Härte und

Festigkeit mit dem bekannten ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) vergleichbar sind,

und kann dafür in vielen Anwendungen effektiv als Ersatz eingesetzt werden. Die

Teile, die in einer maximalen Größe von bis zu 58 × 120 × 159 mm hergestellt

werden können, sind massiv und weisen ein gleichmäßiges Eigenschaftsprofil auf.

Zu den mechanischen Eigenschaften komme noch die hohe Druckqualität, die

auch bei einzelnen Details sehr präzise Resultate gewährleiste, so der Anbieter.

Darüber hinaus eigne sich das Material aufgrund der extrem glatten Oberfläche

für die Herstellung von Prototypen, Teilen und Funktionskomponenten im

Automobil- und Mechanikbereich sowie für die Erstellung von ästhetischen

Modellen und Mock-ups. Vor allem die hellgraue Farbe sei auf dem Markt sehr

gefragt, da sie im Gegensatz zu Schwarz oder Weiß, die zur Vergilbung neigen,

eine hervorragende Basis für nachfolgende Veredelungen wie z. B. Lackierungen

darstelle. Das transparente Harz in den Versionen glänzend (bereits online) und

satiniert (demnächst erhältlich) bietet sich vor allem für Prototypen mit hohem

ästhetischen Wert und für Komponenten an, die die Sichtbarkeit durch das Stück

hindurch garantieren müssen.

www.weerg.com

IMPRESSUM

erscheint 2020 im 51. Jahrgang, ISSN 0344-4570

Redaktion

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

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

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)

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

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

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

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

Redaktionsassistenz: Melanie Lerch,

Tel.: 06131/992-261, E-Mail: m.lerch@vfmz.de,

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,

E-Mail: p.weidt@vfmz.de,

Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,

E-Mail: u.winter@vfmz.de,

(Redaktionsadresse siehe Verlag)

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Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder,

Anna Schätzlein

Chef vom Dienst

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer

Sales

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E-Mail: o.jennen@vfmz.de

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

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Heike Rauschkolb, Auftragsdisposition,

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

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62 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


GEDRUCKT MIT ZWEI FILAMENTEN

Igus hat den 3D-Druckservice um Zwei-Komponenten-

Drucker (2K) erweitert, über die sich verschiedene

Materialeigenschaften kombinieren lassen. So können

bei Einsatz zweier Filamente schmierfreie und

hochstabile Bauteile in nur einem Schritt erzeugt

werden. Erhöhte Flexibilität und eine beschleunigte

Entwicklung von Prototypen, Ersatzteilen, Werkzeugen

und Kleinserien sind die Folge. Die 2K-Drucker arbeiten nach dem Prinzip der Schmelzschichtung

(FDM). Dabei fließen die geschmolzenen Kunststoffe jeweils durch eine

eigene Druckdüse. Ein Wechsel ist während des Vorgangs jederzeit möglich, die

Verschmelzung erfolgt an den Übergängen. „Es gibt aus geometrischer Sicht kaum

Beschränkungen“, so Tom Krause, Leiter Additive Fertigung bei Igus. „Die Materialien

können sich umschließen, ineinander verschränken und schichtweise abwechseln.“ Zum

Filament-Portfolio von Igus zählen Schmier- und Hochleistungskunststoffe, unter

anderem mit brandhemmenden, hygienesicheren, antistatischen Eigenschaften.

www.igus.net

NACHBEARBEITUNG:

JEDER FORM GEWACHSEN

Ob Funktionsprototyp, Klein- oder Mittelserie –

nur in den seltensten Fällen kommen Werkstücke

und hergestellte Teile einsatzbereit aus dem

3D-Drucker. Verschiedenste Faktoren erfordern

eine Nachbearbeitung der Teile, wie Dr. Gerd Fischer, Leiter der Entwicklungsabteilung bei

dem Werkzeughersteller Lukas, näher erläutert: „Mithilfe der additiven Fertigung hergestellte

Teile sind sehr häufig auf Stützstrukturen angewiesen. Nur so ist es möglich Teile

Schicht für Schicht im Pulver aufzubauen. Diese Stützstrukturen müssen im Nachgang

aber entfernt werden, um die Funktionalität des Werkstücks nicht zu beeinträchtigen.“

Das Entfernen der Stützstrukturen erfordert meist den aufwendigen manuellen Einsatz

von Werkzeugen. Doch dabei bleibt es häufig nicht: „Auch das Glätten von Oberflächen,

z. B. zum Entfernen von Treppeneffekten an Schrägen und Radien, das Herstellen von

Planflächen oder das Reinigen von Bohrungen und ein abschließendes Polieren erfordern

viel Handeinsatz und möglichst flexible und dennoch präzise Werkzeuge“, so der Entwicklungsleiter

weiter. „Bei der notwendigen Nachbearbeitung von additiv gefertigten Teilen

können wir von Lukas effektiv helfen und 3D-Druck-Anwendern die Arbeit erleichtern.“

Das umfangreiche Standard-Produktsortiment des Werkzeugherstellers umfasst knapp

3 500 Produkte und beinhaltet Werkzeuge, die für die Nachbearbeitung von Werkstücken

bestens geeignet sind. Darüber hinaus bietet der Werkzeugspezialist, der über 80 Jahre

Erfahrung verfügt, auch kundenindividuelle Anpassungen und Lösungen an.

DER

KONSTRUKTEUR

Newsletter

DER E-MAIL-SERVICE

für Konstruktions leiter

und Konstrukteure, Entscheider

in disziplinübergreifenden

Konstruktions- und

Entwicklungs prozessen

im Maschinenbau

und in der Elektrotechnik.

AKTUELLE INFORMATIONEN

rund um die Themen

Antriebstechnik, Fluidtechnik,

Automatisierungs technik,

CAD/CAM/PLM, Verbindungsund

Werkstofftechnik

sowie Konstruktionselemente.

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NANOSILBER ERMÖGLICHT 3D-LASERDRUCK IN FARBE

Preiswerter und kleiner sollen Laserdrucker für den

Küchentisch werden – und farbig. Das hatte sich ein

Team vom Center for Nanointegration (Cenide) der

Uni Duisburg-Essen (UDE) zum Ziel gesetzt. „Statt

den in der Industrie üblichen CO 2

-Lasern setzen wir

auf deutlich günstigere Diodenlaser“, erklärt

Dr. Bilal Gökce aus der Technischen Chemie I der

UDE. Pulver-Polymer, der Rohstoff für den Druck, ist

weiß. Das bedeutet, dass es alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts reflektiert. Da hatten

die Forscher eine Idee: Sie beschichteten die Pulverkörnchen mit Nanopartikeln aus Silber.

Das weiße Polymer erschien nun gelb, und in Kombination mit einem Diodenlaser, dessen

Strahlung besonders gut von gelben Objekten absorbiert wird, entstand der erste

laserbasierte 3D-Druck in Farbe. Und was mit Silber funktioniert, geht auch mit Nanopartikeln

aus anderen Elementen. Als Bonus gibt es andere Charakteristika der Partikel

wie die antibakterielle Wirkung von Silber oder magnetische Eigenschaften von Eisenoxid.

www.uni-due.de

AM

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PULS

DER

TECHNIK !

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SMART FACTORY

GERÜSTET FÜR

INDUSTRIE 4.0

Vernetzte Maschinen und Anlagen, Informationen

in Echtzeit und ein hoher Automatisierungsgrad –

seit Jahren wird das Potenzial einer „smarten“

Fabrik diskutiert. Ein Land, das in diesem

Bereich eine Vorreiterrolle einnimmt, ist Taiwan.

Wir haben vier Unternehmen interviewt,

die Lösungen für die Fabrik der Zukunft bieten,

die besonders smart und interessant sind.

Bild: Yeong Chin Machinery Industries Co. Ltd

EXKLUSIV

MENSCHEN UND MÄRKTE

„WIR SIND NICHT NUR WERKZEUGMASCHINEN-

HERSTELLER, SONDERN AUCH ANBIETER VON

FERTIGUNGSLÖSUNGEN FÜR DIE SMARTE FABRIK“

YCM (Yeong Chin Machinery Industries Co. Ltd.) wurde 1954 gegründet

und hat sich auf die Herstellung von CNC-Bearbeitungszentren

spezialisiert, die weltweit für ihre Präzision, Steifigkeit und

Zuverlässigkeit bekannt sind. Heute umfasst das Sortiment an

Werkzeugmaschinen mehr als 70 Marken und Modelle, die vielfältigste

Anforderungen der Branche erfüllen. Das Produktportfolio

reicht von 3- und 5-Achsen-Bearbeitungszentren über Doppelständer-

und Horizontal-Bearbeitungszentren bis hin zu Mehrachs-

Drehzentren. Sämtliche Maschinen werden inhouse entwickelt und

gefertigt, d. h. Konstruktion und Design, das Gießen von Eisen für

die Herstellung der Gussteile, die Bearbeitung, die Best-Practice-

Montage, Qualitätsprüfung, Verpackung und Versand. Aber auch

den neuen Anforderungen durch Industrie 4.0 begegnet das Unternehmen

mit umfassenden Lösungen, die nicht nur digitale Transformation

beschleunigen, sondern auch die Gesamtrentabilität

verbessern.

YCM verfügt über mehr als 60 Jahre Erfahrung im Werkzeugmaschinenbereich.

Was zeichnet ihr Unternehmen aus?

Autor: Dipl.-Ing. Nicole Steinicke, Chefredakteurin DER KONSTRUKTEUR

Wir haben das Prinzip der schlanken Fertigung in all unsere Montagewerke

integriert. Ein wesentliches Element hierbei ist unser

eigenes „Pull-Produktionssystem“, d. h. die Maschinen werden

aufgrund der Auftragssituation und Nachfrage hergestellt und nicht

aufgrund von Prognosen. Nachgeschaltete Arbeitsgänge stellen

dementsprechend die Anforderungen an vorgeschaltete Prozesse,

z. B. hinsichtlich der erforderlichen Teile oder Materialien sowie

wann und wo sie benötigt werden. Jede Montagestufe erfordert von

unserem Fachpersonal Best-Practice-Erfahrung. Durch dieses

Prinzip sind wir in der Lage, unsere Montageprozesse mit gleichbleibender

Qualität sicherzustellen sowie die Fertigstellung und

Auslieferung der Anlagen just-in-time zu gewährleisten.

Sie unterstützen Unternehmen auf dem Weg zu einer Smart

Factory. Welche Lösungen bieten Sie dazu an?

Um Unternehmen den Sprung in die Industrie 4.0 zu ermöglichen,

bieten wir intelligente Fertigungslösungen und konzentrieren uns

dabei auf drei Schlüsselbereiche: Smart Automation, Smart Machines

und Smart Management.

Als erstes sehen wir die intelligente Automatisierung als einen

wichtigen Schritt zur Erhöhung von Produktivität und Effizienz.

Hier bieten wir Automatisierungslösungen für verschiedene Branchen

wie unser leistungsstarkes NFX 5-Achsen-Bearbeitungszentrum

sowie unser 6-achsiges Autopalettier-System. Letzteres eignet

sich ideal für die Produktion von Misch- und Kleinserien. Unsere

Lösungen lassen sich komfortabel einrichten und ermöglichen

Bild: Yeong Chin Machinery Industries Co. Ltd

64 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


SMART FACTORY

eine sogenannte Lights-Out-Produktion, d. h. eine vollautomatische

Produktion, die keine menschliche Anwesenheit vor Ort erfordert.

Stattdessen lassen sich Anlagen und Maschinen über mobile

Endgeräte von jedem Ort aus via Internet fernüberwachen und

steuern.

Ein weiteres Schlüsselelement der smarten Fertigung sind intelligente

Maschinen. Durch unser Fachwissen in der Metallbearbeitung sind

in unsere Software umfassende Funktionen eingebettet, die beispielsweise

dafür sorgen, dass Maschinen in der Endbearbeitung

eine höhere Profilgenauigkeit erreichen. Zudem bieten wir eine

Wertschöpfungsanalyse des Bearbeitungsprozesses an, um Parameter

zu optimieren und die Werkzeuglebensdauer zu erhöhen.

Der dritte Faktor nach der Optimierung der Produktivität ist ein

intelligentes Fabrikmanagement. Dadurch lassen sich Auslastung

und Leistung aller Maschinen überwachen. Möglich ist dies mit

unserem Smart-Manufacturing-System i-Direct, das Produktionsverantwortlichen

den Echtzeit-Status der Produktion sowie ein

tägliches Reporting bereitstellt.

Werfen wir einen Blick auf die Automatisierungsplanung. Was

ist Ihre Kernkompetenz in diesem Bereich? Wie unterstützen Sie

Anlagenhersteller bei Design und Entwicklung?

Wir sind in der Lage Industrieroboter, intelligente Werkzeugmaschinen,

automatisierte Messtechnik, statistische Analysen und

zentrale Steuerungssysteme als integriertes und ganzheitliches

Anlagenkonzept zu gestalten. Somit lässt sich ein hoher Automatisierungsgrad

erreichen, die Produktionsleistung verbessern

und gleichzeitig die Zusammenarbeit zwischen Mensch und

Maschine optimieren. Zum Einsatz kommt hierbei unser intelligentes

Produktionsbetriebssystem HMI iProsMX mit benutzerfreundlicher

grafischer Oberfläche. Sie beinhaltet die Standardfunktionen

der Steuerungen von Fanuc, Siemens und Heidenhain

und wurde um intelligente Funktionen erweitert, sodass

Anwender ein verbessertes Betriebsergebnis errreichen können.

www.ycmcnc.com

„UNSER FOKUS SIND INTEGRIERTE LÖSUNGEN

FÜR DIE MASCHINENAUSRÜSTUNG“

Tongtai Machine & Tool Co., Ltd. wurde 1969 in Kaohsiung, Taiwan,

gegründet und 2003 an der Börse notiert. Das Unternehmen

konzentriert sich auf Schneidemaschinen und anspruchsvolle

Verarbeitungstechnologien wie Ultraschall-unterstützte Zerspanung,

Laserbearbeitung und 3D-Metall-Druck. Das Unternehmen

verfügt über verschiedene Produktionslinien, darunter vertikale/

horizontale Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Multitasking-

Bearbeitungszentren sowie Geräte zur Herstellung von Metalladditiven.

Tongtai verfügt über umfassendes Know-how im Bereich

kompletter Produktionslinien, Automatisierung und in der

Abwicklung von schlüsselfertigen Projekten. Was macht Ihre

Lösungen so besonders?

Tongtai verfügt über eine umfassende Produktpalette mit einer

Vielzahl von vertikalen und horizontalen Bearbeitungszentren,

CNC-Drehmaschinen, fünfachsigen Bearbeitungszentren usw.

Mit 50 Jahren Erfahrung in der Produktindividualisierung und

Konstruktion sowie in der Herstellung von Sondermaschinen sind

wir in der Lage uns an den Bedürfnissen unserer Kunden zu orientieren.

In der Automobilindustrie beispielsweise genießen wir das

Vertrauen von Tier-1- und Tier-2-Herstellern und freuen uns

TAIWAN IST STARK IN DER

PRODUKTION VON WERKZEUG-

MASCHINEN, UND DEUTSCHLAND

ZÄHLT HIER ZU DEN WICHTIGSTEN

EXPORTMÄRKTEN

daher über eine bereits langjährige Zusammenarbeit. Im Bereich

der schlüsselfertigen Projekte sind wir in der Lage, lediglich aufgrund

von Informationen zur Produktspezifikation und Kapazitätsanforderung

alles Weitere in Eigenregie auszuführen. Dies reicht

von der technischen Analyse, Anordnung der Fertigungslinie,

Bild: Tongtai Machine & Tool Co.

Konstruktion von Werkzeugen und Vorrichtungen über die

Festlegung der Automatisierungstechnik bis hin zur Anwendungstechnik.

Nach einer abschließenden Zertifizierung der CPK-Inspektionsanforderungen

wird dann die fertige Produktionslinie zur

Installation an den Kunden exportiert. Es ist also ein All-inclusive-Paket.

Ein Unternehmen möchte eine neue Anlagen in ein bereits

bestehendes Anlagenkonzept integrieren. Wie unterstützen

Sie Entwickler und Designer in diesem Prozess?

Tongtai hat sich auf den beratenden Verkauf fokussiert. Nach

Auftragseingang werden zunächst die Anforderungen analysiert,

anschließend werden Prozess und Verfahren mit dem Kunden

besprochen und erste Lösungen aus unserem Portfolio vorgeschlagen.

Danach kommen Entwickler und Designer hinzu. Während

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 65


SMART FACTORY

des gesamten Entwicklungsprozesses arbeiten wir als Team mit

unseren Kunden an der Gestaltung der Produktionslinie und an

der Entscheidungsfindung.

Wir verfügen über eine professionelle Design-Abteilung sowie

über eine Anwendungsabteilung. Die Konstruktionsabteilung

entwickelt Maschinenproduktionslinien, die exakt auf die Kundenanforderung

abgestimmt sind. Der Konstrukteur führt eine Prozessanalyse

für das Produkt durch, wählt die geeigneten Maschinen

entsprechend aus und stellt Konfigurationsdiagramme zur Verfügung.

Nachdem die Informationen vervollständigt sind, wird

eine technische Überprüfung mit dem Kunden durchgeführt, um

die Spezifikationen Punkt für Punkt zu überprüfen und den endgültigen

Vorschlag festzulegen. Nach Abschluss der Maschinenmontage

befasst sich die Anwendungsabteilung noch mit der

Werkzeugeinstellung und dem Zusammenbau der Vorrichtungen.

Das Projekt kann somit perfekt umgesetzt werden.

Sie setzen auch auf additive Produktionsverfahren wie 3D-Druck,

mit denen ein Modell direkt als physisches Bauteil hergestellt

werden kann. Was sind die Vorteile dieser Technologie?

3D-Druck eignet sich für hochkomplexe kundenspezifische

Anpassungen und für verschiedene industrielle Anwendungen in

der Medizintechnik, im Formenbau, in der Luft- und Raumfahrt,

im Automobilbau sowie für kreative Produkte wie Schmuck.

3D-Druck ist prädestiniert für die Fertigung kleiner Serien und

erlaubt es, komplexe Geometrien während der Entwicklung neuer

Produkte zu verifizieren.

Tongtai hat eine vielseitige Forschungs- und Entwicklungsabteilung

für 3D-Druck von Metall eingerichtet. Dafür haben wir eine

Metallpulverbett-Schmelzmaschine der Serie AMP entwickelt.

Sie verwendet einen Laserstrahl, um Pulver Schicht für Schicht zu

Metallteilen mit hoher Dichte zu sintern. Diese einzigartige additive

Verarbeitung wird durch traditionelle Methoden nicht eingeschränkt

und so können Design-Ideen schnell umgesetzt werden,

um die Produktionszeit zu verkürzen. Hierfür wurden wir bereits

mit mehreren Auszeichnungen geehrt: der „AMP-250“ wurde mit

dem Taiwan Excellence Silver Award 2016 ausgezeichnet, der

„AMP-160“ mit dem Taiwan Excellence Gold Award 2018.

www.tongtai.com.tw

MENSCHEN UND MÄRKTE EXKLUSIV

„TRADITIONELLER MASCHINENBAU TRIFFT

AUF MODERNE PRODUKTION“

Traditioneller Maschinenbau trifft auf moderne Produktion – so

lässt sich das Unternehmen Kao Ming in wenigen Worten beschreiben.

Die Geschichte von Kao Ming begann 1968 mit der Produktion

von Dreharm-Bohrbetten. Heute gehört das Unternehmen zu den

führenden im Bereich der Bearbeitungszentren für Portalmaschinen.

Kao Ming war auch der erste Anbieter aus Taiwan, der in den chinesischen

Markt eintrat. Produkte sind z. B. Doppelständer-Bearbeitungszentren,

hydraulische Radialbohrmaschinen und Bearbeitungszentren

ohne Werkzeugwechselsystem. Das Unternehmen verfügt

derzeit über Vertriebsstandorte in Europa, einschließlich Deutschland,

Amerika und Asien.

Was zeichnet Ihre Werkzeugmaschinen aus und was macht sie

so besonders?

Aufgrund des Steifigkeitsproblems ist es schwierig, mit unterschiedlich

großen Bearbeitungszentren eine stabile und dauerhafte

Bild: Kao Ming Machinery

Industrial Co.

Bearbeitung auf großen Maschinen zu erreichen. Kao Ming

konzentriert sich seit über einem halben Jahrhundert auf die

Herstellung sehr großer Doppelsäulen-Bearbeitungszentren.

Durch präzise Schabetechniken kann unsere Maschine über

30 Jahre lang eingesetzt werden. Im Zuge des Marktwandels und

dank unseres Erfahrungsschatzes bieten wir heute über 250 verschiedene

Größen und Typen kundenspezifischer Maschinen an.

In welchen Anwendungen werden Ihre Werkzeugmaschinen

eingesetzt? Können Sie uns ein Beispiel nennen und was sind

die Vorteile?

Es gibt zwei verschiedene Typen von Kao-Ming-Doppelständer-

Maschinen: Box-Way- und Linear-Way-Bearbeitungszentren. Sie

sind mit einem großen Lastwagen und einem Sportwagen zu vergleichen.

Das heißt, die eine Maschine ist langsam, kann aber

schwere und sehr groß dimensionierte Güter transportieren. Die

andere Anlage ist schnell, kann jedoch keine schweren Gussteile

laden. Das Box-Way-Bearbeitungszentrum wird für die Schwerund

Schruppbearbeitung eingesetzt, ist nicht schnell im Vorschub,

erzielt aber eine hohe Abtragsleistung. Um eine möglichst

flexible Fertigung zu erzielen, ist unsere größte Maschine 14 m

lang. Eingesetzt werden derartige Bearbeitungszentren u. a. für

die Herstellung von Flugzeugfahrwerken und Eisenbahnen in

Taiwan, Indien und in den USA sowie für den Formenbau in der

Automobilindustrie bei Land Rover, Maserati und Porsche.

Was ist charakteristisch für Ihre Linearführungsmaschinen?

Unsere Linearführungsmaschinen sind für das Feinfräsen vorgesehen.

Sie müssen daher schnell, genau und wärmereduzierend

arbeiten. Um die geforderte Schnelligkeit und Genauigkeit zu

erreichen, sind die drei Achsen nicht nur mit einer übergroße,

maximal vorgespannte Rollenführung in V3-Qualität und mit

maximaler Vorspannung ausgestattet, sondern auch mit einer

Hochgeschwindigkeitsspindel mit 10 000 bis 15 000 min -1 .

Einsatzgebiete sind der Formenbau in der Automobilindustrie,

der Kunststoffspritzguss sowie allgemeine Hochgeschwindigkeitsfertigungen.

www.kaoming.com

66 DER KONSTRUKTEUR 2020/10 www.derkonstrukteur.de


SMART FACTORY

„UNSERE ZUKUNFT LIEGT IN DER INTELLIGENTEN

AUTOMATISIERUNG UND IM EINSATZ KÜNSTLICHER

INTELLIGENZ IN MASCHINEN UND ANLAGEN“

Ltd. Chin Fong Machine Industrial Co., Ltd. wurde 1948 gegründet

und ist heute der viertgrößte Hersteller von mechanischen Pressen

weltweit sowie der größte in Taiwan. Die Vision des Unternehmens

ist, der weltweit führende Anbieter von Umformtechnologien zu

werden. Chin Fong setzt Maßstäbe in der intelligenten Fertigung

und hat mehrere neue Entwicklungen auf den Markt gebracht.

Automatisiert und intelligent ist Ihre Antwort auf die neuen

Anforderungen der Maschinenhersteller. Welchen Weg

bestreiten Sie hin zur intelligenten Fertigung?

Aufgrund der von Deutschland initiierten Industrie 4.0 und der

rasanten Entwicklung der IoT- und KI-Techniken sind die Themen

Smart Factory, Smart Manufacturing und Digital Transformation

kontinuierlich populärer geworden. Und viele Unternehmen

denken mittlerweile darüber nach, wie sie ihre Fertigungslinie

Bild: Chin Fong Machine

Industrial Co.

DIE TAIWANESISCHE INDUSTRIE

BEGEGNET DEN AUFGABEN DER

ZUKUNFT SEHR AGIL, VOR

ALLEM IM BEREICH

INTELLIGENTER

SYSTEME UND

VERNETZTER

STRUKTUREN IN

PRODUKTION

UND FERTIGUNG.

NICOLE STEINICKE,

Chefredakteurin

verbessern können, die Effizienz steigern und ihr Leistungsmanagement

durch komfortable und schnellere Tools fördern. Um weiterhin

wettbewerbsfähig zu bleiben, ist es unabdingbar in intelligente

Technologien und Automatisierungstechnik zu investieren.

Wir haben jahrzehntelange Erfahrung im Druckmaschinenbau

und wissen um die Vorteile moderner Technologien. Daher haben

wir schon damit begonnen, großen Produktionslinien mit Automatisierungstechnik

auszustatten. Dazu haben wir ein Kompetenzzentrum

Automatisierung gegründet, und können somit Kunden

bei der Entwicklung ihrer Anwendung hinsichtlich Automatisierung

von z. B. Robotern, FTF, ARV und AOI unterstützen.

Welche Elemente gehören für Sie zu einer Smart Factory?

Im Jahr 2016 haben wir fünf Elemente formuliert: Produkte, Gerätetypen,

Fabrik-, Management und Service. 2019 haben wir unsere

eigenen Erfahrungen in eine Entwicklung umgesetzt: das Umformsystem

iForming. Gleichzeitig haben wir das sogenannte

iForming PMS (Productivity Management System) entwickelt,

e in Softwareprodukt, das Kunden dabei unterstützt, intelligente

Anwendungen komfortabel zu implemtieren.

Welche Ziele verfolgen Sie mit ihrer virtuellen Fabrik „Chin Fong

AR Virtual Factory“, in der Augmented-Reality-Techniken zum

Einsatz kommen?

Gegenwärtig verfolgen wir drei Ziele für die virtuelle AR-Fabrik.

Erstens hat der Anteil an Design und Fertigung von Großgeräten

zugenommen, jedoch ist es für solche Großgeräte schwierig, eine

vollständige Präsentation auf einer 3D-Zeichnung zu erstellen.

Daher nutzen wir die virtuelle AR-Fabrik, um die Gesamtkonfiguration

einer Produktionslinie mit unseren Kunden zu besprechen

und zu planen. Zweitens: Nachdem Siemens und GE den Digital

Twin im Jahr 2016 bei den jährlichen Trend-Highlights präsentierten,

haben auch wir die Gelegenheit genutzt, iForming zu entwickeln

und mit AR zu kombinieren. Wir können somit alle Geräte

und Anlagen kontinuierlich überwachen, dadurch die Entscheidungsfindung

optimieren, den Durchsatz in der Fabrik steigern

und so den Digital Twin ermöglichen. Drittens: Wir erwarten,

dass sich die Arbeits- und Lebensweise der Menschen in Zukunft

stark verändern wird und möchten weiteren Anwendungen

gegenüber offen sein.

Eine smarte Fabrik ist aber sicher nicht nur in Zeiten der Covid-19-

Pandemie hilfreich. Wird Sie auch zukünftigen Anforderungen

einer modernen Fertigung gerecht?

Die größte Herausforderung angesichts von Covid-19 besteht

darin, dass Menschen aufgrund von Social Distancing und Quarantäne

nicht in der Fertigung und Produktion arbeiten können.

Somit sind die Bedienbarkeit aus der Ferne, möglichst durchgängig

vernetzte Strukturen und autark arbeitende Systeme derzeit

die beste Lösung. Für die Zukunft wird sich die Entwicklung der

Industrie 4.0 oder Smart Factory fortsetzen. Die Covid-19-Pandemie

ist nur ein Katalysator dieses Trends. Viele High-Tech-Branchen wie

die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) und

viele große Automobil- und Elektronikfabriken haben bereits mit

der Implementierung der Smart Factory begonnen. Die meisten

kleinen und mittleren Unternehmen sind noch verunsichert und

haben nicht unbedingt das finanzielle Polster. Dennoch wird es

Zeit, sich den Herausforderungen der Zukunft zu stellen. Wir

sind bereit.

www.chinfong.com

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 67


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68 DER KONSTRUKTEUR 2020/7-8 www.derkonstrukteur.de

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