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DER KONSTRUKTEUR 10/2020

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19073<br />

<strong>10</strong> OKTOBER <strong>2020</strong><br />

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

ZU ENDE DENKEN<br />

Leichtbau, Recycling und mehr: Tribopolymer-<br />

Lösungen für nachhaltige Konstruktionen<br />

DerKonstrukteur.de


FÜHL DEN<br />

PULS<br />

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

TECHNIK !<br />

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

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

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Die Konturenlehre<br />

Das Kopieren eines Profils war noch nie so einfach!<br />

Mit dieser Konturenlehre können Sie die Form von unregelmäßigen Objekten<br />

messen, um eine Sofortvorlage zu erstellen, mit der präzise Schnitte markiert<br />

werden können. Messbreite 25 cm, Messtiefe 6 cm.<br />

(Die Farbe der Konturenlehre ist variabel)<br />

+


EDITORIAL<br />

RECYCLINGGERECHT<br />

KONSTRUIEREN<br />

Aufgrund immer knapper werdender Rohstoffe gewinnt der Aspekt<br />

der Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung zunehmend an<br />

Bedeutung. Recyclingfähigkeit und Kreislaufwirtschaft sind hier<br />

wichtige Schlagworte. Wie gut Bauteile bzw. die verwendeten<br />

Materialien zu recyceln sind, entscheidet sich bereits während der<br />

Konstruktionsphase. Wird die Konstruktion so ausgelegt, dass sie<br />

lösbare Verbindungselemente enthält und aus möglichst wenig<br />

verschiedenen recycelbaren Materialien besteht, kann das Produkt<br />

nach Gebrauch, sortenrein zerlegt, dem Stoffkreislauf wieder<br />

zugeführt werden. Optimistisch stimmt mich, dass die Forschung im<br />

Bereich Nachhaltigkeit stetig Fortschritte macht. So soll z. B. eine<br />

Track-and-trace-Lösung, in der physische Objekte mit einem einzigartigen<br />

Barcode markiert und mit einem digitalen Zwilling<br />

verbunden werden,<br />

NACHHALTIG DENKEN –<br />

VOM ENTWURF BIS<br />

ZUM LEBENSENDE<br />

zukünftig eine<br />

globale Nachverfolgung<br />

von Materialströmen<br />

realisieren.<br />

Auch die Bundesregierung<br />

fordert gesetzliche Vorgaben für das Produktdesign, die<br />

sich auf Langlebigkeit, Reparaturfähigkeit und auf die Verwendung<br />

von kreislauffähigen, ökologisch verträglichen Materialien beziehen.<br />

Diese gesetzlichen Vorgaben, verbunden mit staatlichen Subventionen,<br />

könnten aus meiner Sicht als Innovationstreiber für die<br />

Industrie dienen und weiter zum Umdenken anregen.<br />

Wie ein deutscher Hersteller von Kunststoffkomponenten mit dem<br />

Thema Nachhaltigkeit umgeht und wie er Konstrukteure bei der<br />

Entwicklung umweltverträglicher Lösungen unterstützt, lesen Sie in<br />

unserer Titelstory ab Seite 34.<br />

Mehr Präzision.<br />

Performante<br />

Wegmessung<br />

in rauer Umgebung<br />

eddyNCDT<br />

• Induktive Wegsensoren auf<br />

Wirbelstrombasis zur berührungslosen<br />

Messung von Weg, Abstand & Position<br />

auf allen Metallen<br />

• Hohe Grenzfrequenz für dynamische<br />

Messaufgaben<br />

• Höchste Genauigkeit & Stabilität<br />

• Robuste Bauformen für schwierige<br />

Umweltbedingungen (Öl, Schmutz,<br />

Hoch-Temperatur, Druck bis 2000 bar)<br />

Schlag / Rundlauf<br />

Inga Ronsdorf<br />

Redakteurin<br />

i.ronsdorf@vfmz.de<br />

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INHALT<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

<strong>10</strong><br />

03 Editorial: Recyclinggerecht konstruieren<br />

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

Norbert Reisner, Leiter Produktentwicklung bei<br />

Watt Drive<br />

08 Konstruktion 2030: Quo vadis, Kabel?<br />

<strong>10</strong> Whiteboard: Traditionell und innovativ:<br />

Sven Karpstein, Vertriebsleiter und geschäftsführender<br />

Gesellschafter der KBK Antriebstechnik GmbH,<br />

schafft die Symbiose<br />

64 Taiwans Maschinenbau: Gerüstet für Industrie 4.0<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

12<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

12 Lineartechnik und Greifsysteme: Sensoren im Griff<br />

16 Transportsystem: Punktgenauer Transfer<br />

18 Linearachsportale: Dynamisch und präzise<br />

20 Bildverarbeitungslösung: Raus aus der Kiste<br />

22 Lineartechnik: Zusammen positionieren<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

28 Planetengetriebemotoren machen Druck<br />

30 DC-Kleinstmotoren: Den prüfenden Blick bewegen<br />

FLUIDTECHNIK<br />

32 Hydraulikschlauchsysteme:<br />

Schnell zur passenden Kombination<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

34 TITELSTORY<br />

Maschinenelemente aus Tribokunststoffen:<br />

Zu Ende denken<br />

38 In der Federform liegt die Kraft<br />

40 Industriestoßdämpfer: Wenn die inneren<br />

Werte zählen<br />

34<br />

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


SPECIAL<br />

3D-DRUCK<br />

54 Software-Tools: Möglichkeiten ausschöpfen<br />

58 KLARTEXT<br />

Sinnvolle Symbiose<br />

60 3D-Druck-Service: Prototypen zum Abheben<br />

SERVICE<br />

62 Impressum<br />

60<br />

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www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 5


NORBERT REISNER<br />

entwickelt als Leiter<br />

Produktentwicklung bei dem<br />

WEG-Tochterunternehmen<br />

Watt Drive neue Getriebe<br />

und Getriebemotoren. Eine<br />

spannende Aufgabe. Außerdem<br />

hat er ein eher ausgefallenes<br />

Hobby ...<br />

Wollten Sie schon immer Konstrukteur<br />

werden?<br />

Eigentlich nicht. Als Kind wollte ich eher<br />

Koch oder Konditor werden. Da meine<br />

Eltern bei mir aber ein gewisses technisches<br />

Verständnis erkannt hatten, haben sie mir<br />

eine eher technische Ausbildung empfohlen.<br />

Das Kochen und Essen als Leidenschaft ist<br />

geblieben – am liebsten zusammen mit<br />

meiner Frau.<br />

Was fasziniert Sie speziell an der<br />

Getriebeentwicklung?<br />

Es müssen bei der Entwicklung der Getriebe<br />

nicht nur die Zahnräder optimal ineinander<br />

greifen, sondern auch die Anforderung der<br />

Kunden und internen Prozesse im Auge<br />

behalten werden. Nur so schafft man ein<br />

optimiertes Produkt, welches die Anforderungen<br />

des Marktes erfüllt.<br />

Was sehen Sie hierbei als die größte<br />

Herausforderung?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Die größte Herausforderung besteht darin,<br />

dass das Produkt nicht über- oder unterdimensioniert<br />

wird und die Kosten so gering<br />

wie möglich gehalten werden müssen. Zielführend<br />

sind also z. B. gewichtsoptimierte<br />

Gehäuse mit weniger Bearbeitungszeit<br />

und -flächen.<br />

Und woran tüfteln Sie nach Feierabend?<br />

Am perfekten Geschmack! Gemeinsam mit<br />

einem Freund braue ich Rotbier, Weizenbier,<br />

Stout und Pale Ale. Geruch, Geschmack,<br />

Aussehen und Schaum – all das ist wichtig.<br />

Wie in der Entwicklung ist alles iterativ:<br />

Ein Rezept ermitteln, testen und dann<br />

Verbesserungsmöglichkeiten umsetzen.<br />

Das kommt meiner Affinität zur Technik<br />

sehr entgegen.<br />

BEIM BIERBRAUEN IST ALLES<br />

ITERATIV – GENAU WIE IN<br />

<strong>DER</strong> GETRIEBEENTWICKLUNG<br />

NORBERT REISNER, MANAGER PRODUCT ENGINEERING<br />

DEPARTMENT, WATT DRIVE ANTRIEBSTECHNIK GMBH<br />

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


3. BEARING WORLD ALS ONLINE-EVENT<br />

Bereits zum dritten Mal organisiert das Forschungs- und<br />

Innovationsnetzwerks der Antriebstechnik FVA die Bearing<br />

World – das internationale Expertenforum für Lager – Wälz- und<br />

Gleitlager. Die Bearing World findet vom 19. bis 23. Oktober als<br />

Online-Event statt und beschäftigt sich mit allen Lagerarten und<br />

sämtlichen beteiligten Komponenten. Im Mittelpunkt stehen<br />

Wälzlager – in Kombination mit oder im Vergleich zu Gleit- und<br />

Magnetlagern. An insgesamt fünf Tagen werden den Teilnehmern<br />

neun Sessions mit Spitzenreferenten aus der Automobilund<br />

Zulieferindustrie und führenden Forschungsinstituten sowie<br />

eine virtuelle Fachausstellung mit Live-Chat präsentiert. Kostenfreie<br />

Tickets können unter folgendem Link gebucht werden:<br />

www.bearingworld.org/tickets/comot/Shop/packageSelection/<br />

www.bearingworld.org<br />

HARTING: VORSTAND FÜR<br />

NEUE TECHNOLOGIEN UND ENTWICKLUNG<br />

Der Vorstand der Harting Technologiegruppe<br />

hat ein neues Mitglied. Kurt D.<br />

Bettenhausen ist seit dem 1. September<br />

Vorstand „Neue Technologien und<br />

Entwicklung“. Bettenhausen absolvierte<br />

ein Studium der Elektrotechnik an der<br />

Technischen Hochschule Darmstadt<br />

und beendete es 1996 mit seiner<br />

Promotion. Er war zuletzt als „Chief<br />

Technology Officer und Chief Digital Officer“ bei dem Spezialisten<br />

für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk in Lauffen am<br />

Neckar tätig. Bettenhausen ist in zahlreichen Gremien vertreten,<br />

u. a. ist er Vorsitzender des VDI-Gremiums „Digitale Transformation“,<br />

Mitglied im Vorstand der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und<br />

Automatisierungstechnik und Mitglied im Beirat der Zeitschrift<br />

ATP – Automatisierungstechnische Praxis.<br />

www.harting.com<br />

MOTEK UND BONDEXPO<br />

IN DIESEM JAHR REIN VIRTUELL<br />

Die 39. Motek und die<br />

17. Bondexpo sind<br />

<strong>2020</strong> aus bekannten<br />

Gründen mit einem<br />

neuen Format<br />

gestartet: den<br />

digitalen Messeplattformen<br />

Motek-<br />

Virtuell und Bondexpo-Virtuell.<br />

In Showrooms präsentieren die Aussteller ihre<br />

Messehighlights <strong>2020</strong>. Vorgestellt werden zudem Web-basierte<br />

Präsentationen mithilfe einer Webcast-Funktion. Fachbesucher<br />

können über eine integrierte, thematisch fokussierte Suchmaschine<br />

Informationen über eine Nomenklatur selektieren oder via<br />

Stichworteingabe recherchieren. Es lassen sich individualisierte<br />

Anfragen an die Aussteller versenden, um anschließend – wie auf<br />

einer realen Messe – Lösungsansätze im intensiven Austausch<br />

erarbeiten zu können. Das Produkt- und Leistungsportfolio der<br />

Motek/Bondexpo – mit Komponenten, Baugruppen, Subsystemen<br />

und Anlagen für die automatisierte Produktion und Montage samt<br />

Fügetechnik – steht in dem neuen virtuellen Technologie-Treffpunkt<br />

klar, somit strukturiert und fortwährend zur Verfügung.<br />

www.schall-messen.de


KONSTRUKTION 2030<br />

QUO VADIS, KABEL?<br />

Was sind die Trends, die die Kabelentwicklung heute und in den<br />

nächsten Jahren prägen?<br />

Kabel und Leitungen sind die Nervenbahnen unserer technologiegeprägten<br />

Welt. Sie sorgen für Sicherheit bei der Energie- und<br />

Datenversorgung – analog wie digital. Es geht nicht ohne! Kabel<br />

ermöglichen Zukunftstrends wie Smart Factory, IIoT, Energiewende<br />

oder Elektromobilität. Selbst Mobilfunk und 5G benötigen Kabel –<br />

etwa zur Verbindung der Basisstationen. Auf breiter Front sind<br />

kabelbasierte Systeme Garant für eine sichere Infrastruktur. Hoch<br />

im Kurs stehen Miniaturisierung und Hybridlösungen, die erweiterte<br />

Funktionalität mit geringem Gewicht und Platzaufwand<br />

kombinieren. Gefragt sind unterschiedlichste Technologien, bei<br />

denen sich etwa modernste Datenkabel auf Kupfer- und LWL-<br />

Basis sinnvoll ergänzen und zur Optimierung beitragen.<br />

Daten-, Signal-, Strom- und ggf. sogar Medienversorgung in einem:<br />

Welche Zukunft sehen Sie für Hybridleitungen?<br />

Clevere Hybridlösungen, bei denen eine Vielzahl unterschiedlichster<br />

Komponenten auf engstem Raum in einem einzigen Kabel integriert<br />

ist, stehen schon länger hoch im Kurs. Neben schneller und<br />

sicherer Montage – alles über einen Stecker mit bis zu 70 % Zeitersparnis<br />

– sprechen auch Dispo und Logistik für die ‚all-inclusive’-<br />

Leitungen. Statt viele Einzelkomponenten zu bevorraten, kommt<br />

die Lagerhaltung beim Einsatz von ‚Hybrids’ mit deutlich weniger<br />

Artikeln aus. Miniaturisierung und höhere Packungsdichte sind<br />

ungebrochen auf dem Vormarsch, sodass der Trend in Richtung<br />

Hybrid noch stärker an Fahrt aufnimmt.<br />

www.tkd-kabel.de<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Welche Vorteile können Kabel Endanwendern und Konstrukteuren<br />

also künftig verstärkt bieten?<br />

Funktionssicherheit, Robustheit und Langlebigkeit bleiben auch<br />

in Zukunft die Domäne von Kabeln. Geschützt durch passgenau<br />

ausgelegte Isolations- und Mantelwerkstoffe und spezielle EMV-<br />

Schirme bleiben sie selbst bei widrigsten Einsatzbedingungen voll<br />

HOCH IM KURS STEHEN<br />

MINIATURISIERUNG UND<br />

HYBRIDLÖSUNGEN<br />

auf ihrem Posten. Einmal richtig verlegt, bedarf es im Gegensatz<br />

zur kabellosen Industriekommunikation keinerlei regelmäßiger<br />

Software-Updates, was den Übertragungsweg – also das Kabel –<br />

angeht. Oft sind Leitungen bis zum „End of Life“ einer Anlage<br />

voll funktionstauglich verbaut. Mit kreativen Designs – etwa textilen<br />

Gewebebandkonstruktionen für besonders leichte Hybridleitungen<br />

– und innovativen Werkstoffen werden Kabel auf<br />

Schlankheit, hohe Packungsdichte und Flexibilität getrimmt.<br />

ANDRÉ BUBOLZ,<br />

Geschäftsführer, TKD Kabel GmbH, Nettetal<br />

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


MSR-SPEZIALMESSE LIVE VOR ORT IN BOCHUM<br />

Die Meorga kündigt für den 4. November<br />

<strong>2020</strong> eine Spezialmesse für Mess-,<br />

Steuerungs- und Regeltechnik, Prozessleitsysteme<br />

und Automatisierungstechnik an.<br />

Im RuhrCongress Bochum werden rund<br />

140 Aussteller erwartet. Zwischen 8 und<br />

16 Uhr werden Geräte und Systeme,<br />

Engineering- und Serviceleistungen sowie<br />

neue Trends im Bereich der Prozess- und<br />

Fabrikautomation präsentiert. Parallel<br />

stehen 18 begleitende Fachvorträge auf der Tagesordnung. Die Teilnahme an der Präsenzveranstaltung,<br />

die vom Bochumer Gesundheitsamt unter Einhaltung des Hygieneschutzkonzepts<br />

genehmigt wurde, ist kostenlos. „Wir als erfahrener Veranstalter glauben fest<br />

daran, dass Live-Veranstaltungen in puncto face-to-face Kommunikation auch in Zukunft<br />

unschlagbar bleiben. Auf das Messe-Flair, intensive Gespräche, die Marken-Inszenierungen<br />

und den persönlichen Eindruck vor Ort werden die Experten in der Industrie bei<br />

wichtigen Themen nicht verzichten wollen“, heißt es seitens der Organisatoren.<br />

www.meorga.de<br />

MURTFELDT-GRUPPE WÄCHST<br />

Die Murtfeldt-Gruppe heißt ihr jüngstes<br />

Mitglied Murtfeldt Additive Solutions<br />

willkommen, das aus der ehemaligen<br />

Jomatik GmbH hervorgegangen ist.<br />

Durch das Verschmelzen der Expertisen<br />

aus beiden Unternehmen entsteht mit<br />

Murtfeldt Additive Solutions unter dem<br />

Dach der Murtfeldt-Gruppe ein 3D-<br />

Druck-Kompetenzcenter. Es zeichnet<br />

sich durch ein komplexes Wissen rund um die Konstruktion und alle Verfahren der<br />

additiven Fertigung aus. Johannes Matheis, Gründer und Geschäftsführer von Jomatik,<br />

übernimmt als Geschäftsführer der Murtfeldt Additive Solutions GmbH die Gesamtverantwortung<br />

für das 3D-Druck-Kompetenzcenter sowie für den gesamten Vertrieb<br />

additiver hergestellter Produkte der Murtfeldt-Gruppe. „Als Kompetenzzentrum für<br />

additive Fertigung verbinden wir klassische Industriekompetenz mit den vielfältigen<br />

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

ganzheitlichen Lösungen wichtig – nicht nur im Bereich der additiven Fertigungsmöglichkeiten,<br />

sondern vor allem hinsichtlich verschiedener Optionen zur Nachbearbeitung<br />

sowie das Denken in hybriden Teilen.“<br />

www.murtfeldt.de<br />

75 JAHRE GLEITLAGER VON SCHAEFFLER<br />

Die Gleitlager von<br />

Schaeffler feiern in<br />

diesem Jahr ihr 75. Jubiläum.<br />

Am 1. August<br />

1945 gründete Helmut<br />

Elges die Mechanische<br />

Werkstätten Helmut<br />

Elges GmbH in Bielefeld,<br />

die sich schon früh auf<br />

Gelenklager und Gleitbuchsen spezialisierte. Viele Produkte, die heute standardmäßig<br />

im Markt angeboten werden, sowie auch gültige Gleitlager-Normen, wurden hier<br />

entwickelt. Ab 1984 waren die damals noch getrennt am Markt agierenden Firmen INA<br />

und FAG zu gleichen Teilen Gesellschafter der Helmut Elges GmbH, die 2002 vollständig<br />

in die Schaeffler Gruppe integriert wurde. 2017 wurde die Produktmarke Elges abgelöst<br />

und Gleitlager von Schaeffler werden seitdem unter der Marke INA am Markt angeboten.<br />

Schaeffler kann sich mit seiner umfangreichen Produktpalette zu den Technologieführern<br />

für Gleitlager zählen: Im Angebot sind Gelenklager mit bis zu 1500 mm<br />

Innendurchmesser, Gleitbuchsen und Gelenkköpfe mit bis zu 200 mm Innendurchmesser,<br />

sowie kundenspezifische Lösungen.<br />

www.schaeffler.de<br />

So sehen Sieger aus:<br />

Das Maschinengestell X-frame<br />

ist eine unserer Top-Innovationen<br />

der letzten Jahre.<br />

Neue branchenübergreifende<br />

Einsatzmöglichkeiten<br />

Hygiene<br />

Laserschutz<br />

Robotik<br />

Schwenkbarer Schaltschrank<br />

Türsysteme<br />

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häwa kommt zu Ihnen!<br />

Nähere<br />

Informationen<br />

finden Sie hier:<br />

häwa GmbH · Industriestraße 12 · 88489 Wain<br />

Telefon +49 7353 9846-0 · info@haewa.de<br />

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WHITEBOARD<br />

DYNAMISCH<br />

TRADITIONELL UND<br />

INNOVATIV – SVEN<br />

KARPSTEIN, <strong>DER</strong> DAS<br />

KUPPLUNGSUNTERNEHMEN<br />

VON SEINEM VATER<br />

ÜBERNOMMEN HAT,<br />

SCHAFFT DIE SYMBIOSE<br />

Wie kamen Kupplungen in Ihr<br />

Leben?<br />

Was bieten Sie Konstrukteuren,<br />

das andere Kupplungshersteller<br />

nicht bieten?<br />

Sie haben eine Initiative zur<br />

Vermeidung von Plastikmüll<br />

gestartet – wie sieht diese aus?<br />

Welches Bild haben Sie vor<br />

Augen, wenn Sie an die<br />

Kupplung der Zukunft denken?<br />

Gibt es auch ein Leben<br />

außerhalb der Kupplungswelt?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Bilder: KBK Antriebstechnik GmbH<br />

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


SVEN KARPSTEIN<br />

VERTRIEBSLEITER UND GESCHÄFTSFÜHREN<strong>DER</strong> GESELLSCHAFTER,<br />

KBK ANTRIEBSTECHNIK GMBH, KLINGENBERG


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

SENSOREN<br />

IM GRIFF<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wer an Hochlohnstandorten wie der Schweiz<br />

wirtschaftlich produzieren will, tut gut daran,<br />

auch angestammte manuelle Prozesse auf<br />

deren Automatisierungspotenzial zu prüfen.<br />

Der Drucksensorspezialist Keller aus Winterthur<br />

hat dazu im Betriebsmittelbau eigens eine<br />

Projektgruppe installiert, die Konzepte zur<br />

Prozessautomation entwickelt und die<br />

entsprechenden Anlagen in Eigenregie baut.<br />

Ein Spezialist für Greifsysteme und Spanntechnik<br />

hat als Projektpartner sämtliche Komponenten<br />

zur Prozessverkettung geliefert.<br />

Wir sind Perfektionisten. 80 Prozent genügen uns nicht“,<br />

beschreibt Robert Bätschi, Leiter des Betriebsmittelbaus<br />

der Keller AG die Philosophie seines Teams. Schließlich<br />

hängt von der einwandfreien Funktion der Keller-Drucksensoren<br />

in der Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasindustrie, Wasserwirtschaft<br />

sowie im Automobilbau jede Menge ab – oft sogar<br />

Menschenleben: Sie überwachen den Kabineninnendruck in Flugzeugen,<br />

sorgen für die reibungslose Umschaltung von Erdgas auf<br />

Benzin in bivalenten Fahrzeugen und dienen als Referenzsensoren<br />

in der Labortechnik. Das hohe Qualitätsniveau der Drucksensoren,<br />

für das der Anbieter weltweit bekannt ist, bestimmt auch den Anspruch<br />

im hauseigenen Anlagenbau. Der Auftrag war klar definiert:<br />

Die Reinigung, Weiterverarbeitung und Prüfung von Membrankörpern<br />

für Drucksensoren, die bislang manuell an Handarbeitsplätzen<br />

erfolgten, sollten automatisiert werden. „Es handelt sich um eine<br />

derart monotone Arbeit, dass sich kaum noch Personal findet“, erläutert<br />

Projektleiter Florian Wernli die Hintergründe. Unabhängig<br />

von der Erfahrung und Tagesform der Mitarbeiter sollte der automatisierte<br />

Prozess eine nachvollziehbare und konstant hohe Qualität<br />

erzielen. Dabei steckte die Tücke im Detail: Sämtliche Schritte, wie<br />

die optische und technische Prüfung der Teile, deren Reinigung,<br />

das Prägen oder die Kontrolle der Prägestempel, wurden bislang<br />

von erfahrenen Mitarbeitern intuitiv erledigt. Entscheidend war, für<br />

jeden Teilschritt geeignete Systeme zu finden beziehungsweise zu<br />

entwickeln, die einen stabilen Prozess und hochwertige Ergebnisse<br />

gewährleisten. Wurden im ersten Schritt vier Sensortypen ausgewählt,<br />

sollen mittelfristig bis zu zwölf Typen automatisiert produziert<br />

werden. Dass die Anlage modernste Vision-Sensorik mit<br />

Deep-Learning-Technologien kombiniert, zeigt, auf welch hohem<br />

Niveau das Unternehmen agiert. Letztlich ging es darum, selbst<br />

kleinste Abweichungen zuverlässig zu erkennen und zu klassifizieren,<br />

sodass am Ende ausschließlich qualifizierte Gutteile in den erforderlichen<br />

Qualitätsstufen das Haus verlassen. Wichtigster Projektpartner<br />

im Bereich Handling war dabei der Greifsysteme- und<br />

Spanntechnikspezialist Schunk.<br />

TESTAUFBAU BELEGT HOHE GENAUIGKEIT<br />

Projektleiter Florian Wernli hat sich tief in die Materie eingearbeitet<br />

und zahlreiche Aspekte der vollautomatisierten Produktions- und<br />

Prüfzelle hinterfragt. „Vor der Installation wurden beispielsweise die<br />

X-Achsen von Schunk in einem Testaufbau mit Messvorrichtung auf<br />

ihre Genauigkeit untersucht. Heute steht für uns fest: Die Achsen<br />

Autor: Harald Dickertmann, Executive Vice President Sales Gripping Systems,<br />

SCHUNK GmbH & Co. KG, Lauffen/Neckar<br />

01<br />

02<br />

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


sind schnell und sehr genau. Wir hatten in<br />

der Testapplikation nicht einen Mikrometer<br />

Spiel“, berichtet er und lobt im gleichen<br />

Atemzug das Zusammenspiel der Achsen<br />

mit den von der Keller AG vorgegebenen<br />

Beckhoff-Motoren. „Zum Teil fahren wir<br />

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

sich das Team letztlich für eine umfassende<br />

Zusammenarbeit mit Schunk entschied,<br />

habe zum einen an dem nachgewiesen hohen<br />

Qualitätsniveau, zum anderen an der<br />

breiten Produktpalette gelegen. „Uns war<br />

wichtig, dass die Zahl der Lieferanten nicht<br />

ins Unermessliche steigt. Deshalb hatten<br />

wir einen Anbieter gesucht, der nicht nur<br />

Linearachsen produziert, sondern auch<br />

Drehmodule, Greifer und Drehdurchführungen<br />

und zwar auf dem Qualitätsniveau,<br />

das wir mit der Anlage insgesamt anstreben“,<br />

erläutert Wernli weiter.<br />

ROBUSTE UND PRÄZISE<br />

ACHSSYSTEME<br />

Insgesamt neun elektrische Linearmodule<br />

der fein abgestuften Baureihen Schunk Beta<br />

und Schunk Delta sind in der Anlage<br />

verbaut und gewährleisten einen zuverlässigen,<br />

schnellen und präzisen Transport<br />

der bis zu 20 Werkstückträger, die jeweils<br />

mit bis zu 380 Teilen bestückt sind. Die im<br />

Fall der Keller AG spindelgetriebenen Linearmodule<br />

erzielen in der maximal verfügbaren<br />

Baugröße hohe Antriebskräfte bis<br />

12 000 N, sie erreichen Verfahrgeschwindigkeiten<br />

bis 2,5 m/s und eine hohe Wiederholgenauigkeit<br />

von ± 0,03 mm.<br />

Der Antrieb erfolgt in der Anlage wie<br />

vorgegeben über einen Beckhoff-Servomotor,<br />

der über einen Flansch und eine<br />

Kupplung, zum Teil auch über Umlenkgetriebe,<br />

mit der Achse verbunden ist. Um<br />

die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der<br />

Linearmodule zu erhöhen, schützen speziell<br />

fixierte Abdeckbänder aus Kunststoff<br />

die Führungen und Antriebselemente vor<br />

Schmutz. Beide Baureihen kombinieren<br />

einen robusten Aufbau mit einem rasanten<br />

Tempo für kurze Zykluszeiten und eine<br />

hohe Wiederholgenauigkeit. Die Module<br />

der Delta-Baureihe verfügen aufgrund der<br />

doppelten Profilschienenführung über eine<br />

extreme Steifigkeit, sodass auch hohe Lasten<br />

mit maximaler Präzision verfahren werden<br />

können. Mit minimalem Konstruktionsund<br />

Montageaufwand lassen sich aus dem<br />

Linearmodulprogramm hocheffiziente Pickand-Place-Einheiten,<br />

Kreuzschlitten, Greifschwenkeinheiten,<br />

Portalsysteme oder ganze<br />

Funktionsbaugruppen aufbauen. Selbst<br />

Mehrachssysteme sind komplett mit Standardelementen<br />

zu realisieren.<br />

Ein Highlight der Anwendung ist sicherlich<br />

der Lagerlift, bei dem zwei 1 400 mm<br />

lange, synchron angetriebene Beta-40-Linearmodule<br />

als Transferachsen in Y-Richtung<br />

mit einem robusten Beta-60-Linearmodul<br />

in Z-Richtung kombiniert wurden.<br />

Mit dem Achssystem wird eine pneumatische<br />

Schunk-SRU-plus-40-Schwenkeinheit<br />

verfahren, auf der wiederum ein Beta-40-<br />

Linearmodul für die Bewegung in X-Richtung<br />

montiert ist. Mit dem Transfersystem<br />

ist es möglich, komplett bestückte Werkstückträgerpaletten<br />

aus dem Lager zu entnehmen,<br />

um 180 ° einzuschwenken und in<br />

einem Pick-and-Place-Lager abzulegen,<br />

von wo aus die Bauteile einzeln per Roboter<br />

entnommen und einem ersten Leak-Test<br />

zugeführt werden.<br />

Ein zweites Transfersystem übernimmt<br />

den Teiletransport nach der Teilereinigung.<br />

Dieses besteht aus einem besonders tragfähigen,<br />

1 115 mm langen Delta-1<strong>10</strong>-Linearmodul<br />

am Boden (Y-Achse), über das eine<br />

vertikal montierte Beta-60-Linearachse ver-<br />

01 Membrankörperhandling: In der Anlage<br />

werden künftig bis zu 12 Bauteilvarianten<br />

vollautomatisiert produziert, hinter dem<br />

Roboter ist ein Linearsystem zu sehen,<br />

das aus Schunk-Linearmodulen konstruiert<br />

wurde<br />

02 Schweißnahtprüfung: Mithilfe eines<br />

Roboters werden die Teile aus dem Pick-and-<br />

Place-Lager vereinzelt und einer Schweißnahtprüfung<br />

zugeführt, über eine<br />

Schunk-Drehdurchführung wird der Greifer<br />

mit Vakuum versorgt<br />

03 Reinigungsstation: Kompakte elektrische<br />

Drehmodule von Schunk versetzen die Teile<br />

zur Reinigung in Rotation, in die Drehmodule<br />

ist eine Mediendurchführung integriert, über<br />

die die Greifer angesteuert werden<br />

WIR MACHEN<br />

IHRE MASCHINE<br />

SICHER<br />

Industrie-4.0-taugliche Sicherheitslösung:<br />

Schmersal SD-Bus<br />

■ Reihenschaltung von bis zu 31<br />

unterschiedlichen Sicherheitsschaltern<br />

■ Reduzierter Verdrahtungsaufwand<br />

■ Übermittelt umfangreiche<br />

Diagnosedaten<br />

■ Schnelle, detaillierte Störungsmeldungen<br />

■ Unterstützt Predictive<br />

Maintenance<br />

www.schmersal.com<br />

03


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

bürstenlosen Synchronmotor mit Permanenterregung angetrieben.<br />

Seine spezielle Geometrie gewährleistet eine hohe Dynamik und Beschleunigung.<br />

Zudem können daran angeschlossene, pneumatische<br />

Aktoren, wie im Falle der Keller AG die pneumatischen Greifer über<br />

die optimierten Luftdurchführungen schnell betätigt werden. Beide<br />

Faktoren in Kombination sorgen für kurze Taktzeiten und für eine hohe<br />

Produktivität. Zur Übergabe der Teile lässt sich eine Dreh-Schwenkmodulkombination<br />

auf einer Delta-1<strong>10</strong>-Linearachse verfahren.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

04 Achssystem: Mithilfe der kompakten Auslegerachse werden die<br />

Teile aus der Reinigungskabine entnommen und dem Präge- und<br />

Prüfprozess zugeführt; die Bewegung in Z-Richtung übernimmt eine<br />

Beta 60, die über eine Delta 1<strong>10</strong> in Y-Richtung verfahren wird<br />

fahren wird, die wiederum eine kompakte Schunk-ELS-Auslegerachse<br />

bewegt. Letztere übernimmt das eigentliche Teilehandling in<br />

X-Richtung und hat den Vorteil, dass lediglich der Schlitten teleskopartig<br />

verfahren wird. Ein drittes Achssystem zur Handhabung von<br />

Bauteilen und Prägestempeln kombiniert schließlich zwei synchron<br />

angetriebene Beta 40 am Boden mit einer Delta 1<strong>10</strong> und drei ELS-<br />

Auslegerachsen.<br />

KOMPETENTE BERATUNG<br />

Für das Team der Keller AG zahlte sich zum einen aus, dass das<br />

Schunk-Standardprogramm alle denkbaren Antriebsvarianten vom<br />

Spindelantrieb bis zum hochdynamischen Lineardirektantrieb mit<br />

einer feinen Abstufung der Baugrößen umfasst. Zudem erleichtern<br />

digitale Services die Komponentenauswahl und -auslegung. Das<br />

entscheidende, so die einhellige Meinung, sei jedoch die Erfahrung<br />

der Greifsystemspezialisten bei Schunk gewesen. So hatte sich<br />

Florian Wernli beispielsweise bei der Auslegung der Motoren und<br />

Linearmodule individuell von Schunk beraten lassen.<br />

„Martin Kluge und Michael Rusch, unsere Schunk-Ansprechpartner<br />

in der Schweiz, konnten uns genau sagen, über welches Drehmoment<br />

die Motoren verfügen sollten oder welche Spindelsteigung<br />

sinnvoll ist, um eine gewisse Geschwindigkeit zu erzielen“, so Wernli.<br />

„Bei bis zu zwölf produzierten Baugruppen, die wir anstreben, gibt es<br />

niemals nur einen Faktor der Einfluss nimmt, sondern es ist eine<br />

Breite an Parametern, die hinterfragt werden müssen.“ Für das Team<br />

sei entscheidend gewesen, dass die Komponenten nicht permanent<br />

am Limit laufen, zuverlässig funktionieren und lange halten. „Die<br />

Anlage möchten wir schon zehn Jahre lang nutzen, auch darauf<br />

haben wir die Komponenten abgestimmt“, unterstreicht Robert Bätschi.<br />

Zudem sollte der manuelle Rüstaufwand minimiert werden.<br />

DREH-SCHWENKMODULKOMBINATION<br />

Neben den Linearsystemen ist mit Blick auf das Teilehandling insbesondere<br />

die gekapselte Reinigungsstation bemerkenswert: Bei ihr<br />

wurden zwei pneumatische Schunk-SRU-plus-Schwenkeinheiten,<br />

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

elektrisch angetriebenen Schunk-ERD-Miniaturdreheinheit zur<br />

Rotation der Teile kombiniert. Letztere verfügt standardmäßig über<br />

zwei integrierte Luftdurchführungen und ist optional mit vier Elektrodurchführungen<br />

sowie einem SIL2-zertifizierten Absolutwegmesssystem<br />

erhältlich. Das elektrische Drehmodul wird von einem<br />

FLEXIBILITÄT BEI INDIVIDUELLEN LÖSUNGEN<br />

Dass in einigen Fällen auch individuelle Lösungen unbürokratisch<br />

möglich waren, rechnet das Team der Keller AG Schunk hoch an. So<br />

sei beispielsweise in der Reinigungsstation ein Schunk-Servoantrieb<br />

im Einsatz, der individuell mit Beckhoff-Reglern ausgemessen<br />

wurde. „Schunk hat speziell für uns ein Konfigurationsfile erstellt<br />

und konnte im Voraus garantieren, dass der Servomotor mit den<br />

Reglern von Beckhoff funktioniert. Wir haben das File eingelesen<br />

und es hat auf Anhieb funktioniert“, erinnert sich Kadir Özel, der in<br />

dem Projekt die Programmierung verantwortet. „Überhaupt waren<br />

die Achsen einfach zu regeln und das Massenträgheitsverhältnis<br />

zum Antrieb sehr gut ausgelegt.“<br />

Martin Kluge, General Manager der Schunk Intec AG in der<br />

Schweiz sieht insbesondere in der Kompatibilität der elektrischen<br />

Schunk-Komponenten große Vorteile für Anwender: „Beckhoff,<br />

Bosch und Siemens sind bei Schunk als Standard gesetzt. Gerade in<br />

der Schweiz treffen wir darüber hinaus auf einen besonderen Automatisierungsgrad<br />

und auf eine vielfältige Automation. Hier ermöglicht<br />

Schunk immer wieder Kombinationen mit anderen Antriebsherstellern,<br />

auch mit wenig verbreiteten Exoten. In der Regel entwickeln<br />

und berechnen wir dann auf Grundlage unserer Erfahrungen<br />

den jeweils besten Motorparameter und vergleichen die Motorhersteller“,<br />

erläutert Kluge.<br />

Bilder: SCHUNK GmbH & Co. KG<br />

www.schunk.com<br />

DEN DRUCK IM BLICK<br />

Die Keller AG für Druckmesstechnik mit Hauptsitz in Winter -<br />

thur (Schweiz) ist Spezialist für isolierte Druckaufnehmer<br />

und Drucktransmitter. Das Unternehmen wurde 1974 vom<br />

Erfinder der integrierten Silizium-Messzelle Dipl.-Phys.<br />

Hannes W. Keller gegründet und beschäftigt weltweit rund<br />

450 Mitarbeiter. Die gesamte Wertschöpfung von der<br />

Fertigung der Einzelteile über die Kalibrierung des Sensors<br />

bis hin zur Endkontrolle der fertigen Produkte erfolgt am<br />

Hauptsitz in Winterthur. Die piezoresistiven Drucksensoren<br />

der Keller AG bieten hohe Genauigkeit und Druckbereiche<br />

von 5 mbar bis 2 000 bar. Neben mehr als 500 Standardprodukten<br />

entwickelt und produziert der Spezialist für Drucksensorik<br />

zahlreiche kundenspezifische Lösungen. In über<br />

35 hochspezialisierten Fertigungsinseln werden mit automatisierten<br />

Herstellungsverfahren Großserien industrieller<br />

OEM-Aufnehmer sowie Sonderbauformen in kleinsten Stückzahlen<br />

hergestellt. Pro Jahr produziert das Unternehmen über<br />

eine Million Druckaufnehmer und Drucktransmitter.<br />

www.keller-druck.com<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ZYKLOIDGETRIEBE FÜR DIE MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK<br />

Wenn exakte Bewegungen und ein präzises Positionieren bei hoher Beschleunigung<br />

oder großen Lasten gefordert sind, empfiehlt sich der Einsatz von<br />

Zykloidgetrieben. Eine breite Auswahl führt Nabtesco im Programm. Ob Fügen,<br />

Montieren, Greifen, Bewegen oder Justieren: Ein Großteil der Fertigungszeit<br />

entfällt auf Montage- und Handhabungsprozesse. Entsprechend hoch sind die<br />

Anforderungen an die Performance der verwendeten Systeme. Diese lässt sich<br />

durch Zykloidgetriebe von Nabtesco steigern. Dem Funktionsprinzip folgend<br />

wird Kraft per Kurvenscheiben und Rollen übertragen. Folge sind ein hoher<br />

Wirkungsgrad, Schockbelastbarkeit bis 500 % des Nenndrehmoments sowie<br />

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

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

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

www.nabtesco.de<br />

SCHRAUBPROZESSE<br />

EINFACH AUTOMATISIEREN<br />

Mit dem Screwdriver erweitert<br />

OnRobot sein Produktportfolio um<br />

ein Tool, durch das Anwender<br />

komplexe Schraub- und Montageprozesse<br />

schnell und einfach<br />

automatisieren können. Die<br />

Komplettlösung lässt sich in<br />

wenigen Minuten für unterschiedlichste<br />

Aufgaben umrüsten und<br />

ermöglicht so eine flexible<br />

Montage. Dank der intelligenten<br />

Funktionen präziser Drehmoment-<br />

Kontrolle und integrierter Achssteuerung<br />

ist der Screwdriver<br />

besonders leicht zu programmieren.<br />

Dabei sorgt er für konstantere<br />

Verschraubungsprozesse und<br />

steigert die Produktqualität.<br />

„Unser Screwdriver bietet Fertigungsbetrieben<br />

eine willkommene<br />

Entlastung von repetitiven, ergonomisch<br />

ungünstigen Schraubprozessen“,<br />

betont Enrico Krog Iversen,<br />

CEO von OnRobot. Der Screwdriver<br />

ist nach dem Plug-and-play-Prinzip<br />

installierbar und verfügt über ein<br />

schnell auswechselbares Bit-System.<br />

Er ist mit OnRobots One-<br />

System-Solution kompatibel. Diese<br />

einheitliche mechanische und<br />

technologische Schnittstelle<br />

ermöglicht Anwendern, die<br />

OnRobot-Produkte problemlos mit<br />

den Roboterarmen aller marktgängigen<br />

Hersteller einzusetzen.<br />

www.onrobot.com/de<br />

DIE KUPPLUNG.<br />

FÜR DIE WELT <strong>DER</strong><br />

INDUSTRIE<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE<br />

LAMELLENKUPPLUNGEN<br />

350 350 - <strong>10</strong>0.000 <strong>10</strong>0.000 Nm Nm<br />

einfach- einfach- und und doppelkardanische<br />

doppelkardanische<br />

Ausführungen<br />

Ausführungen


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

PUNKTGENAUER<br />

TRANSFER<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Um Lackiertrays aus Kunststoff nach der Fertigung<br />

mit einer Lasermarkierung zu versehen, setzt<br />

ein Hersteller auf ein spezielles Transfersystem.<br />

Dieses fördert die Bauteile auf Werkstückträgern<br />

punkt genau zu den einzelnen Stationen. Der<br />

Anbieter der Lösung lieferte zudem die<br />

Steuerungstechnik inklusive einer Leitstandlösung.<br />

Das System erfüllt alle Anforderungen hinsichtlich<br />

kurzer Taktzeiten und der exakten Ausrichtung<br />

des Bauteils zum Laser.<br />

MIT DEN STANDARDKOMPONENTEN<br />

LASSEN SICH SO GUT WIE ALLE<br />

AUFGABEN IM TRANSFER-, MONTAGE-<br />

UND LOGISTIKBEREICH LÖSEN<br />

Kratzer im Lack? Fingerabdrücke oder Verschmutzungen wie<br />

Staubpartikel auf der Oberfläche? Das kann vor allem bei<br />

hochwertigen Kunststoffteilen wie Zierblenden für die Automobilindustrie<br />

schnell für Reklamationen sorgen. Hersteller<br />

setzen deshalb oft auf Lackiertrays aus Kunststoff. Damit<br />

können sie Bauteile nach dem Spritzguss transportieren und direkt<br />

lackieren, ohne sie in die Hand nehmen zu müssen. Ein süddeutscher<br />

Kunststoffverarbeiter wurde mit der Herstellung dieser Trays<br />

beauftragt. Um die Serienteile anschließend mit Logo und einer<br />

fortlaufenden Nummer für die Rückverfolgbarkeit zu markieren,<br />

suchte der Verarbeiter ein Transportsystem, das die Trays automatisch,<br />

schnell und präzise dem Laser-Kennzeichnungssystem zuführt.<br />

Die Lösung sollte zudem die einzelnen Prozessschritte verbinden<br />

– inklusive der vorgeschalteten Bearbeitungsstationen.<br />

„Mit diesen Anforderungen wendete sich das Unternehmen an<br />

uns“, erinnert sich Oliver Koch, Mitarbeiter im Bereich Vertrieb Systeme<br />

bei IEF-Werner. Der Automatisierungsspezialist lieferte das<br />

Montage-, Transfer- und Prüfsystem PosyArt und passte es an die<br />

Spezifikation des Kunden an. Der modulare Aufbau der IEF-Lösung<br />

ermöglicht eine einfache und wirtschaftliche Markierung der Bauteile.<br />

Dabei lassen sich mit den zahlreichen Standardkomponenten<br />

so gut wie alle Aufgaben im Transfer-, Montage- und Logistikbereich<br />

lösen – von geraden Transferstrecken zwischen den verschiedenen<br />

Automatikstationen oder Handarbeitsplätzen bis hin<br />

zu verzweigten Transferanlagen. Die Schwalbenschwanz-Geometrie<br />

an den Längsseiten der Profile erlaubt ein feinfühliges, stufenloses<br />

Positionieren aller Baugruppen.<br />

ZUVERLÄSSIGES TRANSPORTSYSTEM<br />

„Das System haben wir mit 400 × 400 mm großen Werkstückträgern<br />

(WT) zu je 6 kg und den entsprechenden Aufnahmen ausgestattet“,<br />

erläutert Oliver Koch. An den sieben Handarbeitsplätzen legen Mitarbeiter<br />

die Trays nacheinander lagerichtig auf die WT. Um diese in<br />

Position zu bringen, kommen Seitenpositionierungen, Zentrierstationen<br />

sowie eine Dreheinheit zum Einsatz. In der Zentriereinheit<br />

werden die Trays platziert und anschließend dreidimensional mit<br />

einer Genauigkeit von ± 0,05 mm fixiert. Den Richtungswechsel an<br />

der Strecke übernimmt ein Drehteller, der die Werkstückträger um<br />

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

beladene WT zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen. Dazu<br />

gehört unter anderem eine Einheit, die die zu markierendende<br />

Oberfläche reinigt, eine, die das Bauteil abbläst, zwei Laserstationen<br />

sowie ein optischer Sensor, der die Position der Markierung prüft.<br />

Vor jeder Station hält ein Stopper bei laufendem Band den bestückten<br />

WT an.<br />

LÜCKENLOS DOKUMENTIERT<br />

Neben der Hardware lieferte IEF-Werner die komplette Steuerungstechnik<br />

inklusive der Leistandlösung TransLogic. Darüber werden<br />

Informationen der Werkstückträger als auch der einzelnen Stationen<br />

verarbeitet. „Die Carrier sind standardmäßig für die Integration von<br />

RFID-Chips vorbereitet“, erklärt Oliver Koch. „Produktionsrelevante<br />

Informationen wie Bearbeitungsstände oder auch Prüfparameter<br />

lassen sich somit über Leseköpfe auslesen, die Anlagenzustände<br />

darstellen, Aufträge verwalten und Produktionsprozesse<br />

überwachen.“ Die Leitstandlösung unterstützt zudem die Anlagenwartung.<br />

Produktionsdaten lassen sich per CSV-File archivieren<br />

und auswerten.<br />

Bilder: IEF-Werner GmbH<br />

www.ief.de<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

DIREKTANTRIEB FÜR SERVICEROBOTER & CO.<br />

www.nsk.com<br />

Für Anwendungen, die einen geräuscharmen Betrieb bei Lasten bis zu <strong>10</strong>0 kg erfordern,<br />

hat NSK einen neuartigen Direktantrieb konzipiert. Dieser kommt unter anderem<br />

bei mobilen Servicerobotern zum Einsatz. Sowohl autonome als auch kollaborative<br />

Roboter (Cobots) sowie fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) agieren häufig in unmittelbarer<br />

Nähe zum Menschen. Da diese konzentriert ihrer Arbeit nachgehen müssen, ist<br />

eine übermäßige Geräuschentwicklung zu vermeiden. Vor diesem Hintergrund hat<br />

NSK ein Antriebssystem entwickelt, das auf dem Megatorque-Motor des Herstellers<br />

basiert. Dieser wird erstmals als Radantrieb genutzt. Die Steuerung wirkt dabei auf<br />

zwei Radeinheiten. Beide sind mit Sensoren ausgestattet, die unter anderem die<br />

Drehzahl, Beschleunigung und Lage erfassen. Die Signale der Sensoren lassen sich über<br />

einen On-Board-PC auswerten. Bei Hindernissen stoppt die Antriebseinheit automatisch.<br />

Auch kann sie bei Unregelmäßigkeiten manuell rückwärts bewegt werden.<br />

BAUTEILE SCHNELL,<br />

SICHER UND SANFT<br />

VEREINZELN<br />

Der Differential-Hubsauger<br />

DHS3060-S von MM Engineering<br />

ist konzipiert, um flächige<br />

Werkstücke aus einem Stapel zu<br />

vereinzeln oder Bauteile in einem<br />

Fertigungsprozess sicher aufzugreifen<br />

und gezielt abzulegen. Er<br />

kann verschieden hohe Werkstücke<br />

bis 60 mm sicher heben oder<br />

entsprechend hohe Stapel<br />

abarbeiten, ohne dass die<br />

Werkstücke nachgeführt werden<br />

müssen. Die Kolbenstange ist<br />

verdrehgesichert. Eine Besonderheit<br />

des Hubsaugers ist ein<br />

einfaches Funktionsprinzip, das<br />

mit nur einer Vakuumleitung für<br />

den kompletten Hebe- und<br />

Ansaugzyklus auskommt. Mit<br />

dem Hubsauger lassen sich<br />

Bauteile bis 700 g feinfühlig<br />

heben. Da der Kolben beim<br />

Berühren des Werkstücks sofort<br />

wieder umkehrt, werden die<br />

gestapelten Teile mechanisch<br />

nicht belastet und durch Blasluft<br />

vorvereinzelte Teile nicht wieder<br />

zusammen gedrückt. Ein Kolbenring<br />

aus hochgleitfähigem<br />

Kunststoff gewährleistet die<br />

Funktion des Greifers auch in<br />

horizontaler Anwendung oder bei<br />

Teilen in Bewegung.<br />

www.mm-engineering.com


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

DYNAMISCH UND PRÄZISE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Hohe Genauigkeit und Schnittkantenqualität<br />

zeichnen das Wasserstrahlschneiden aus. Beim<br />

Schneidvorgang sowie bei der Werkstückbeladung<br />

ist hohe Dynamik gefragt. Ein österreichischer<br />

Maschinenbauer setzt daher für die automatisierte<br />

Beladung seiner Achtkopf-Reinwasserstrahl-<br />

Schneidanlage modulare Linearachsportale ein.<br />

Seit 1991 die erste Wasserstrahlschneidanlage gebaut wurde,<br />

hat die Perndorfer Maschinenbau KG im österreichischen<br />

Kallham eine ganze Palette an Serienmaschinen konstruiert<br />

und eine passende Hochdruckpumpe sowie ein effizientes<br />

Wasserrecyclingsystem zur Schwebstoffabtrennung und Filtration<br />

für die Wasserstrahlschneidtechnik entwickelt. Das Serienprogramm<br />

ergänzen zahlreiche Sondermaschinen, die bereits kurz<br />

nach der Firmengründung für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke<br />

gebaut wurden. Das Spektrum reicht von vollautomatischen<br />

Fertigungslinien über Ultraschallinspektionsanlagen bis hin zu<br />

Laserbeschriftungs- und Sonderfräsmaschinen.<br />

AUTOMATISIERT UND FEHLERFREI BELADEN<br />

Für einen Filterhersteller baute Perndorfer eine Achtkopf-Reinwasserstrahl-Schneidanlage<br />

mit automatisch verstellbaren Schneidköpfen.<br />

Die Maschine dient dazu, aus rechteckigen Filtermatten,<br />

die als Stapel auf Europaletten angeliefert werden, unterschiedliche<br />

Ausschnitte zu erzeugen. Mit den acht servomotorisch verstellbaren<br />

Reinwasserstrahl-Schneidköpfen können acht exakt runde<br />

Filter gleichzeitig geschnitten werden. Die Maschine verfügt über<br />

vier umlaufende Wechseltische, die automatisch mit den Filtermatten<br />

beladen werden. Für diese Aufgabe setzte Konstrukteur Andreas<br />

Perndorfer auf ein lineares Automationskonzept von Rollon: ein<br />

optimal auf die Anwendung zugeschnittenes Linearachsportal mit<br />

zwei Tecline-Achsen des Bautyps Par aus der Rollon Actuator Line.<br />

An der Z-Achse des Achsportals ist für den Transfer der Filtermatten<br />

eine Rahmenkonstruktion mit Sauggreifern montiert. Mit den<br />

Sauggreifern wird je eine Filtermatte vom Stapel angesaugt und<br />

durch den Achsroboter auf einem der Wechseltische abgelegt. Es<br />

können auch mehrere Schichten des Materials übereinandergestapelt<br />

werden. Nach dem Beladen wird die Schneidpalette automatisch<br />

in den Schneidbereich gefahren, um die Ausschnitte zu<br />

erzeugen. Das Abräumen der fertigen Zuschnitte und der Verschnittreste<br />

am anderen Ende der Maschine erfolgt manuell. Anschließend<br />

wird die leere Schneidpalette unter der Maschine wieder<br />

zur Beladestation durchgeschleust. Die Wasserstrahlschneidmaschine<br />

selbst ist mit einer Lärmschutzeinhausung abgeschirmt. Die<br />

Schneidpaletten werden über Sicherheitsschleusen in den und aus<br />

dem Entnahmebereich transportiert.<br />

MODULARES AUTOMATIONSKONZEPT ÜBERZEUGT<br />

Das modulare Automationskonzept Rollon Actuator Line überzeugte<br />

Perndorfer nicht nur wegen seiner hohen Präzision und Dynamik.<br />

Auch die hohe Belastbarkeit und die robuste Ausführung der<br />

Linearachsen und aller Zubehörteile sprachen für die automatisierte<br />

Maschinenbeladung mit einem kartesischen Zweiachsrobotersystem<br />

von Rollon. Pick-and-Place-Module aus Tecline-Achsen mit<br />

Zahnstangenantrieb und Laufrollenführung gewährleisten eine<br />

präzise, schnelle und leise Handhabung von Lasten von <strong>10</strong> bis<br />

2 000 kg. Die gehärteten, schräg verzahnten Zahnstangen der Tecline-<br />

Achsen können auf Anfrage auch geschliffen ausgeführt werden.<br />

Der Linearachstyp Par als Grundlage des Linearachsportals wird in<br />

sechs Baugrößen angeboten und ist auf maximale Geschwindigkeiten<br />

von 3,5 m/s und Beschleunigungen von <strong>10</strong> m/s 2 ausgelegt.<br />

Der maximale Verfahrweg eines Achsprofils liegt bei <strong>10</strong> 800 mm.<br />

Längere Strecken können durch Verbinden mehrerer Achsprofile<br />

überbrückt werden.<br />

Perndorfer setzt bei lineartechnischen Automationsproblemen<br />

bevorzugt auf Rollon und das liegt nicht nur an der hohen Qualität:<br />

„Wichtig und sehr angenehm sind auch der Service und die fachliche<br />

Kompetenz der Rollon-Ansprechpartner hinsichtlich Konstruktion<br />

und Maschinenbau. Es ist einfach wichtig, dass man die technische<br />

Problemstellung mit einem Fachmann auf Augenhöhe diskutieren<br />

kann.“<br />

Bilder: Links und rechts: Perndorfer Maschinenbau KG, mittig: Rollon GmbH<br />

www.rollon.de<br />

NEBEN <strong>DER</strong> HOHEN PRODUKT-<br />

QUALITÄT WAREN AUCH <strong>DER</strong><br />

SERVICE UND DIE FACHLICHE<br />

KOMPETENZ ENTSCHEIDEND<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

DIGITALE LÖSUNGEN FÜR DIE VAKUUMTECHNIK<br />

www.schmalz.com<br />

Für den automatisierten Griff in die Kiste hat Schmalz einen Sauggreifer entwickelt<br />

und bietet diesen inklusive 3D-Kamerasystem, Steuerungssoftware und<br />

Zubehör an. Neu ist zudem die Schmalz Connect Suite. Die Besonderheit der<br />

Bin-picking-Lösung besteht darin, dass Werkstücke direkt an den Ecken und<br />

Kanten gegriffen werden können. Das Vakuum erzeugt die elektrische Cobot-<br />

Pump ECBPi. Über eine Web-Plattform können Kunden ihren individuellen Greifer<br />

konfigurieren. Auch besteht die Option, den digitalen Zwilling zu nutzen, der alle<br />

relevanten Daten und Parameter liefert. Ergänzt wird das Programm für die<br />

smarte Fabrik durch die Connect Suite. Die Software liest Daten aus Komponenten<br />

aus und analysiert sie. Das System kann über mitgelieferte Hardware und künftig<br />

auf kundeneigenen Servern, Edge-Plattformen oder aus der Cloud heraus bedient<br />

werden. IO-Link-Komponenten verschiedener Hersteller lassen sich so schnell in<br />

Betrieb nehmen und verwalten – auf einem Dashboard und vom Tablet aus.<br />

SICHERER COBOT MIT<br />

LEICHTEM TEACH-IN<br />

Ein kollaborativer Roboter, der mit<br />

menschlichen Bedienern ohne<br />

Schutzvorrichtungen arbeiten<br />

kann, ist der Melfa Assista von<br />

Mitsubishi Electric. Er bietet<br />

maximale Sicherheit und Performance<br />

in Kombination mit<br />

einfacher Bedienung und Programmierung.<br />

Dabei ist er<br />

genauso präzise und positioniergenau<br />

wie ein Standard-Roboter.<br />

Der Cobot führt komplexe und<br />

anspruchsvolle Montageaufgaben,<br />

präzises Halten von Werkstücken<br />

oder sich wiederholende Pick-and-<br />

Place-Vorgänge zuverlässig aus.<br />

Gleichzeitig reagiert er flexibel auf<br />

sich schnell ändernde Rahmenbedingungen.<br />

Die Einrichtung des<br />

Cobots wird durch eine direkte<br />

Teach-Funktion vereinfacht, bei<br />

der der Benutzer den Arm hält<br />

und ihn in jede gewünschte<br />

Position bewegt. Typische Arbeitsumfelder<br />

sind Montageaufgaben<br />

in der Automobilindustrie oder<br />

die Durchführung von Verpackungsvorgängen<br />

an Produktionslinien.<br />

Er kann auch mit zertifiziertem<br />

NSF H1-Fett für Anwendungsbereiche<br />

wie die Lebensmittel-<br />

und Getränkeindustrie<br />

geliefert werden.<br />

www.mitsubishielectric.de<br />

Wenn‘s mal schnell gehen muss:<br />

Gasdruckfedern von ACE sind solide Produkte,<br />

auf die <strong>10</strong>0% Verlass ist. Das Gute<br />

daran ist aber nicht nur die Qualität,<br />

sondern auch der Service: Bei ACE bekommen<br />

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von 24 h – individuell berechnet, inklusive<br />

Zubehör.<br />

Qualität, Vielfalt und 5-Sterne-Service:<br />

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

RAUS AUS <strong>DER</strong> KISTE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bin-Picking per Plug-and-play-Roboterführung<br />

erweist sich in vielen Fällen nicht als eine<br />

dauerhaft störungsfreie Lösung. Auswahl der<br />

Sensorik, Design der Greifer, Berechnung von<br />

Greifkoordinaten, Planung von Roboterbahnen,<br />

Ausführung von Zwischenablagen oder Prozessübergaben<br />

– zu komplex und ineinandergreifend<br />

sind oftmals die Herausforderungen rund um<br />

den „Griff in die Kiste“. Eine schlüsselfertige<br />

Bildverarbeitungslösung ermöglicht zuverlässiges<br />

Bin-Picking.<br />

Vom stabilen, prozesssicheren Entnehmen von Teilen bis zur<br />

gezielten, kontrollierten und bei Bedarf auch orientierten<br />

Einzelablage berücksichtigt der ganzheitliche Ansatz der<br />

Bildverarbeitungslösung VMT PickFinder3D der Mannheimer<br />

VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH<br />

alle Aspekte einer automatisierten Entnahme von Teilen aus chaotischen<br />

Szenarien einschließlich der prozesssicheren Handhabung.<br />

Hierunter fällt auch die Einbeziehung der Kunden in die Auslegung<br />

und Optimierung ihrer Systemlösung – vom Projektstart über die<br />

Inbetriebnahme und Schulung bis zum After-Sales-Service. Die Bildverarbeitungslösung<br />

ermöglicht dabei ein optimiertes Design sowohl<br />

von reinen Bin-Picking-Lösungen als auch von vollständigen Applikationszellen,<br />

die sich nahtlos in Prozessketten integrieren lassen.<br />

Das offene Konzept bietet dabei Flexibilität und Anpassungsfähigkeit<br />

an die Aufgabenstellung. So können nahezu beliebige 3D-Sensoren<br />

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

Vision Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH, Mannheim<br />

angebunden und die Greiftechnik des Roboters individuell ausgelegt<br />

und ausgewählt werden. VMT PickFinder3D unterstützt alle gängigen<br />

Feldbusstandards sowie die Steuerungen aller großen Roboterhersteller.<br />

Die mit Softwaremodulen frei konfigurierbare Auswertesoftwareplattform<br />

MSS (Multi Sensor System) erlaubt die konsequente<br />

Adaption des Griffs in die Kiste an die jeweilige Aufgaben stellung<br />

wie auch an besondere Kundenwünsche. Die PXL+-Technologie –<br />

eine eingetragene Marke der Pepperl+Fuchs AG, zu der die VMT<br />

Bildverarbeitungssysteme GmbH gehört – eröffnet völlig neue Möglichkeiten<br />

der Entnahme aus chaotischen oder teil-chaotischen<br />

Szenarien, beispielsweise eine Teileselektion nach Farbauswahl,<br />

Luminophor-Markierung oder nach Wärmestrahlung.<br />

CHAOS IN <strong>DER</strong> KISTE MASCHINELL MEISTERN<br />

Ob bei der Zuführung von Teilen in Verbau- und Montageprozesse<br />

oder der Bereitstellung von Artikeln in der Kommissionierung – in<br />

diesen und zahlreichen weiteren Fällen erfolgt die Bereitstellung<br />

großer Teilemengen oft aus Prozessgründen als Schüttgut chaotisch<br />

angeordnet in einem Kleinladungsträger oder einem Kommissionierbehälter.<br />

Für eine Maschine ist die Aufgabe äußerst komplex,<br />

denn die Teile müssen sicher identifiziert, in ihrer dreidimensionalen<br />

Lage und Ausrichtung erkannt und eindeutig unterschieden werden.<br />

Das Greifmittel – die Hand des Roboters – soll möglichst klein und<br />

flexibel sein, ist aber auch exakt auf die Eigenschaften der zu greifenden<br />

Teile abzustimmen – auch ein Verhaken oder Aneinanderhaften<br />

von Teilen muss greif- und prozesstechnisch berücksichtigt werden.<br />

Die zeitliche Performance der Detektions- und Greiflösung muss<br />

optimal zu Robotertakt und Prozesszyklus passen. Wohl kein Plugand-play-System<br />

zur Roboterführung kann all dies ab Werk berücksichtigen<br />

– was dann am Maschinenbauer, Integrator oder gar dem<br />

Betreiber hängen bleibt. VMT PickFinder3D hingegen steht für die<br />

Planung und die optimierte Auslegung von Robot Vision durch<br />

VMT. Das schüsselfertige Lösungskonzept aus Sensorik, MSS-Software,<br />

Auswerte-PC, Verkabelung, Inbetriebnahme, Schulung und<br />

After-Sales-Betreuung macht die automatisierte Teileentnahme aus<br />

chaotischen Szenarien sehr integrations- und bedienfreundlich,<br />

maschinell beherrschbar und dauerhaft verfügbar.<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

GENAUE ANALYSE <strong>DER</strong> ANFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />

Hochperformante Bin-Picking-Lösungen, wie sie VMT PickFinder3D<br />

ermöglicht, entstehen deutlich vor dem erstmaligen Griff in die<br />

Kiste. Das Wichtigste sind oftmals auch nicht der Sensor oder die<br />

Software, sondern eine sorgfältige Analyse der Anforderungen, des<br />

Prozesses und Randbedingungen. VMT gewährleistet ein fehlerfreies<br />

Lösungsdesign, beispielsweise beim Layout der gesamten<br />

Zellenlösung oder dem Auslegen von Übergabeprozessen und<br />

Zwischenablagen. Entscheidend für die Performance des Bin-Picking<br />

ist auch das richtig auf die Aufgabenstellung angepasste Design der<br />

Greifelemente. VMT projektiert für jede Applikation die passende<br />

Greiferlösung, die dann in der Folge auch bei der Berechnung der<br />

sicheren Greifkoordinaten und der optimalen Roboterbahn berücksichtigt<br />

wird.<br />

VMT PickFinder3D punktet zusätzlich mit Sensoroffenheit – neben<br />

den 3D-Sensoren VMT LightScan und VMT DeepScan von VMT<br />

können auch die Geräte anderer Hersteller in die Lösung integriert<br />

werden. Bei Bedarf ist es möglich, simultan mehrere 3D-Sensoren als<br />

Sensorsystem einzusetzen, beispielsweise bei großen oder nicht gängigen<br />

Behälterformaten. Ebenfalls integrierbar ist eine 2D-Flächenkamera<br />

zur Nachkontrolle der gegriffenen Bauteile. Die Systemanbindung<br />

bietet ebenfalls zahlreiche Freiheitsgrade, unter anderem<br />

hinsichtlich unterschiedlicher Automatisierungssysteme und Robotersteuerungen<br />

sowie der industrieüblichen Feldbusschnittstellen.<br />

GRIFFATTRAKTIVITÄT FÜR EINEN<br />

SICHEREN PROZESS<br />

Jeder Griff in die Kiste beginnt mit einem Blick in die Kiste. Hierfür<br />

macht der Sensor eine Aufnahme der Bauteile-Szenerie im Behälter<br />

und ermittelt ein präzises 3D-Profil der darin befindlichen Objekte.<br />

Dabei kann der PickFinder3D auch verschiedene Komponenten in<br />

OPTIMAL BERECHNETE ROBOTER-<br />

BAHNEN UNTERSTÜTZEN KURZE<br />

TAKTZEITEN<br />

derselben Szenerie unterscheiden und handhaben. Farben, Oberflächen<br />

und Reflexionseigenschaften haben keinen Einfluss auf die<br />

Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Erkennung. Die Rohdaten in<br />

Form einer Punktwolke werden von der MSS-Software vorverarbeitet.<br />

Hierbei werden zum einen die Geometrie, die Position und die<br />

Ausrichtung des Behälters erkannt und die Kerndaten dieser „Region<br />

of Interest“ aus den Rohdaten gefiltert. Zum anderen werden<br />

messtechnische Ausreißer eliminiert. Die per CAD hinterlegten<br />

oder über die Kamera eingelernten Teile werden dann durch effiziente<br />

Matchingverfahren in der Punktwolke gesucht und identifiziert.<br />

Die Software errechnet dabei für jedes erkannte Teil ein Profil<br />

seiner Griffattraktivität und erstellt daraus eine Priorisierungsliste<br />

der Greifkandidaten. Hierbei können besondere Vorgaben des Anwenders<br />

berücksichtigt werden, um beispielsweise zunächst nur<br />

Teile einer bestimmten Lage zu greifen. Für den letztlich ausgewählten<br />

Greifkandidaten werden die Koordinaten für das sichere<br />

Greifen ermittelt. Gleichzeitig wird die Roboterbahn für die Greifund<br />

Entnahmebewegung des Roboters berechnet und auf Singularität<br />

und Greifbarkeit des Teils sowie Kollisionsfreiheit geprüft.<br />

Hierbei wird dem Roboter eine Vielpunktbahn vorgegeben, die alle<br />

Hindernisse berücksichtigt, sodass ein Anfahren an das Teil und<br />

Ausfahren aus der Kiste ohne Kollision sichergestellt ist.<br />

ROBOTERFÜHRUNG ÜBER DIE<br />

INTELLIGENTE PUNKTWOLKE<br />

Die Komplettlösung PickFinder3D entwickelt sich stetig weiter. In<br />

Kombination mit dem hybriden Ansatz der PXL+-Technologie ist es<br />

künftig möglich, über neue Informationskanäle „intelligente 3D-<br />

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

z-Messwerte von 2D- oder 3D-Kameras ab, sondern fusionieren sie<br />

mit zusätzlichen, nicht geometrischen Objektinformationen, die<br />

beispielsweise von Lumineszenz- oder Infrarot-Wärmebildkameras<br />

stammen können. Mit der so erweiterten Punktwolke wird es möglich,<br />

die Griffattraktivität weiter zu differenzieren, beispielsweise,<br />

um zuerst Teile einer bestimmten Klasse, einer präferierten Farbauswahl,<br />

mit Luminophoren markierte Teile oder solche Komponenten<br />

zu greifen, von denen eine prozessbedingte Wärmestrahlung<br />

ausgeht.<br />

Bilder: Aufmacher: Evgeniia – stock.adobe.com, 01: VMT Machine Vision Technic<br />

Bildverarbeitungssysteme GmbH<br />

www.vmt-systems.com<br />

Vor dem Griff<br />

in die Kiste<br />

ermittelt die<br />

Bildverarbeitungslösung<br />

die Lage<br />

von Teilen sowie<br />

den Füllgrad im<br />

Behälter<br />

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Zulieferer für magnetische Lösungen.


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ZUSAMMEN<br />

POSITIONIEREN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die fachübergreifende Zusammenarbeit lohnt<br />

sich auch im Mittelstand. Das beweist ein Projekt,<br />

bei dem ein Komplettanbieter von Linear-, Profil-,<br />

Montage, Verbindungs- und Modultechnik<br />

gemeinsam mit einem Spezialisten im Bereich<br />

der Bewegungssensorik und integrierten<br />

Antriebstechnik vollautomatische Positioniersysteme<br />

für einen Etagenförderer realisierte.<br />

Die Komponenten wurden dabei optimal<br />

aufeinander abgestimmt und erschließen so<br />

Vorteile in der Anwendung.<br />

Im Zuge der allgemeinen Prozessautomatisierung sind automatisierte<br />

Zustellachsen für industrielle Positioniersysteme sehr<br />

gefragt – so auch bei der Maschinen-Förder-Produkte GmbH &<br />

Co. KG (MFP) aus Finnentrop. Der Hersteller von Förderbandund<br />

Anlagentechnik für die unterschiedlichsten Industriezweige<br />

und Anwendungsbereiche wurde von einem Kunden mit der Modernisierung<br />

eines bestehenden Förderkonzepts für eine Kunststoffspritzgießanlage<br />

beauftragt. Die produzierten Palettenkufen<br />

durchlaufen zum Abkühlen einen Etagenförderer von MFP, der<br />

mehr als 30 Kufen gleichzeitig fasst. Warme Spritzgießteile aus<br />

Kunststoff neigen zum Verformen. Daher müssen sie während des<br />

gesamten Abkühlprozesses präzise in Form gehalten werden, um<br />

die gewünschte Endqualität zu gewährleisten. Diese Aufgabe über-<br />

Autor: Bernd Klöpper, RK Rose+Krieger GmbH, Minden<br />

nehmen exakt positionierte Druckbalken. „Unser Kunde wünschte<br />

eine vollautomatische Verstellung der Druckbalken, um Rüstzeiten<br />

zu minimieren und zugleich eine <strong>10</strong>0%ige Wiederholbarkeit zu<br />

erreichen“, erklärt MFP Firmengründer Andreas Melchers.<br />

Die Positionierung der Druckbalken übernehmen automatisierte<br />

Linearachsen, die sich aus Doppelrohr-Achsen von RK Rose+Krieger<br />

und eigens darauf abgestimmte elektromotorischen Stellantrieben<br />

von Lenord + Bauer zusammensetzen. Dass RK Rose+Krieger die<br />

Linear achsen liefern sollte, stand für MFP schnell fest. „Da jedoch<br />

Stell antriebe nicht zu unserem Portfolio gehören, arbeiten wir auf<br />

diesem Gebiet seit einigen Jahren erfolgreich mit Lenord + Bauer zusammen<br />

und bieten in Kooperation aufeinander abgestimmte<br />

Lösungen für die automatisierte Lineartechnik an“, erklärt Jörg Töhte,<br />

Key- Account-Manager bei RK Rose+Krieger. Insgesamt kommen<br />

18 automatisierte Zustellachsen für die präzise Positionierung der<br />

Druckbalken zum Einsatz – sechs auf jeder der drei Etagen des<br />

Etagen förderers.<br />

ROBUSTE ROHRSYSTEM-LINEAREINHEITEN<br />

Da die Achsen bei diesem Einsatz vergleichsweise hohe Biegemomente<br />

kompensieren müssen, wählte MFP-Doppelrohr-Einheiten<br />

vom Typ EPX30. Die robusten, selbsthemmenden Rohrsystem-<br />

Lineareinheiten verfügen über eine Gleitführung und eine Trapezgewindespindel<br />

(Rechtsgewinde, Steigung 3 mm, Außendurch messer<br />

14 mm, ). Gelagert ist die Spindel im vorliegenden Anwendungsfall<br />

über ein Kugellager. Für Einsätze in Umgebungen mit feinen Stäuben<br />

kann sie optional mit einem Gleitlager ausgerüstet werden. Sie<br />

ist mit einem angetriebenen und einem mitlaufenden, zweiten<br />

Führungsschlitten ausgestattet, die beide mit einer Aufspannplatte<br />

verbunden sind. Der größere Stützabstand zwischen den Schlitten<br />

sorgt für die hohe Biegemomentaufnahme der Achse. Gleitbuchsen<br />

in den Führungsschlitten verringern das Antriebsmoment an den<br />

Führungsrohren und minimieren den Verschleiß am Schlitten. Die<br />

Doppelrohr-Einheit ist für die Hand- und Motorverstellung sowie<br />

für den Einbau in beliebiger Lage und für Umgebungstemperaturen<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

von 0 bis + 60 °C geeignet. Diese Eigenschaften<br />

und ihre Steigungsgenauigkeit von<br />

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

die präzise Druckbalkenpositionierung im<br />

Etagenförderer von MFP.<br />

KOMPAKTE, KRAFTVOLLE<br />

STELLANTRIEBE<br />

Jede Achse ist mit einem Stellantrieb vom<br />

Typ SeGMO von Lenord + Bauer automatisiert.<br />

Aufgrund der beengten Einbausituation<br />

wurden die speziell für solche Einsätze<br />

konzipierten Antriebe mit gestuftem Gehäuse<br />

verwendet. Die kompakten Kraftpakete<br />

bieten bei einer Einbautiefe von 96 mm<br />

ein Nennmoment von 5 Nm. Jeder Stellantrieb<br />

ist eine komplette mechatronische<br />

Einheit bestehend aus Brushless-DC-Motor,<br />

32-Bit-Mikroprozessor, kompakter Endstufe<br />

und leistungsfähigem Getriebe. Die<br />

Automatisierung der Linearachsen ist übrigens<br />

auch noch nachträglich ohne großen<br />

mechanischen Aufwand möglich. Dazu<br />

müssen lediglich die Handräder für die<br />

manuelle Verstellung demontiert und Stellantriebe<br />

für die elektrische Verstellung montiert<br />

werden.<br />

Für einen festen Sitz des Antriebs direkt<br />

auf dem Spindelende der Linearachse<br />

sorgt ein eigens von Lenord + Bauer für<br />

die EPX30 entwickeltes Adapterkit. Es enthält<br />

neben der kraftschlüssigen Wellenverbindung<br />

auch eine Drehmomentstütze,<br />

die auftretende Kräfte aufnimmt und das<br />

erforderliche Loslager bildet. „Für uns ist<br />

das eine einfache Lösung, da sie ohne<br />

konstruktive Änderungen in unserer Maschine<br />

umgesetzt werden konnte“, veranschaulicht<br />

Andreas Melchers.<br />

Für die Anbindung der Stellantriebe in die<br />

Anlage nutzt er die dezentrale Steu ereinheit<br />

SeGMO-Box – ebenfalls von Lenord + Bauer.<br />

Sie regelt bis zu fünf Antriebe, versorgt sie<br />

mit Spannung und gewährleistet die Kommunikation.<br />

Eine steckbare Schnittstelle erleichtert<br />

das Einbinden der Box in gängige<br />

Industrienetze und sichert den Datenaustausch<br />

mit der Anlagensteuerung. In der<br />

Maschine ist das Positioniersystem über<br />

Profinet mit einer S7-314 von Siemens gekoppelt.<br />

Fertige Softwarebausteine binden<br />

das Positioniersystem in die Steuerung ein,<br />

in der in einer Rezepturverwaltung die verschiedenen<br />

Kufentypen abgelegt sind. Nach<br />

dem Auswählen des Rezepts fahren die Stellantriebe<br />

automatisch zur entsprechenden<br />

Position. „Durch das vollautomatische Umrüsten<br />

der Druckbalken erhält unser Kunde<br />

perfekt geformte Kufen – und das reproduzierbar<br />

und ohne Einstellfehler“, sagt<br />

Melchers. Auch die Kooperationspartner<br />

RK Rose+Krieger und Lenord + Bauer sehen<br />

sich bestätigt: Die fachübergreifende Zusammenarbeit<br />

verläuft reibungslos und zum<br />

Vorteil aller Beteiligten.<br />

Bilder: Lenord + Bauer; MFP/RK Rose+Krieger<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

Einer von 18 Druckbalken mit<br />

automatisierter Linearachse an dem<br />

Etagenförderer von MFP zum Abkühlen der<br />

warmen Spritzgießteile aus Kunststoff<br />

WIR HABEN UMFIRMIERT:<br />

aus VSM Antriebstechnik GmbH<br />

wird<br />

Moog GmbH, Niederlassung Griesheim<br />

weiterhin<br />

Ihr Ansprechpartner für maßgeschneiderte Antriebslösungen.<br />

64347 Griesheim • 06155 797421-0 • moog-servo.de • info.vsm@moog.com<br />

BEISPIEL: ATEX MOTOREN<br />

185x60mm für Der Konstrukteur.indd 1 28.08.<strong>2020</strong> 13:11:05<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 23


MAGNETGREIFER: HALTEKRAFT ERHÖHT<br />

HYGIENIC<br />

DESIGN.<br />

<strong>DER</strong> PMS<br />

AUS EDEL-<br />

STAHL.<br />

Beim Transport von ferromagnetischen<br />

Werkstücken mit unregelmäßigen/unebenen<br />

oder perforierten Oberflächen geraten reine<br />

Vakuumanwendungen schnell an ihre<br />

Grenzen. Hier kommen Magnetgreifer zum<br />

Einsatz, die eine hohe Haltekraft bieten, ohne<br />

das zu transportierende Material zu verformen.<br />

Um Werkstücke noch genauer zu fixieren<br />

und dabei stets auf verschiedene Anwendungsfälle<br />

dynamisch reagieren zu können,<br />

hat SMC seine Magnetgreifer der Serie MHM<br />

weiterentwickelt und ihre maximale Haltekraft<br />

erhöht. In verschiedenen Baugrößen<br />

verfügbar, erreicht die Lösung eine magnetische<br />

Haltekraft von <strong>10</strong> bis 1 000 N bei<br />

unterschiedlichen Kolbendurchmessern. So<br />

wird etwa auch bei einer unterbrochenen<br />

Druckluftzufuhr der Schutz vor Herabfallen durchgehend gewährleistet. Für hohe<br />

Flexibilität bei verschiedenen Werkstückgrößen sorgt zudem eine Einstellschraube an<br />

der Oberseite, die den Abstand zwischen Magnet und Werkstück und somit die Anziehungskraft<br />

definiert. Diese lässt sich etwa bei einem Kolbendurchmesser von 50 mm<br />

zwischen 230 und 1 000 N einstellen. Die Anpassungsfähigkeit stellt neben einem<br />

festen Halt auch sicher, dass ein Werkstück nicht durch zu hohe Krafteinwirkung<br />

verformt oder ein zweites Teil unabsichtlich mit aufgenommen wird. Dank der geringen<br />

Abmessungen von 30 × 30 × 40 mm (50 N) bis 70 × 68 × 80 mm (<strong>10</strong>00 N) fällt die<br />

Baugröße besonders platzsparend aus. So können für den Transport von Teilen mit<br />

großer Oberfläche sehr einfach auch mehrere Magnetgreifer parallel angeordnet<br />

werden. Auch die neue Serie MHM funktioniert pneumatisch. Verschiedene Optionen<br />

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

www.smc.eu<br />

AUF SECHS FÜSSEN HOCHPRÄZISE UNTERWEGS<br />

PMS<br />

Der neue Ultraschallsensor pms aus<br />

Edelstahl ist mit seinem intelligenten<br />

Hygienic Design prädestiniert für anspruchsvolle<br />

Aufgaben in der Lebensmittel- und<br />

Pharmaindustrie.<br />

+ 4 Tastweiten:<br />

von 20 – 1.300 mm<br />

+ 3 Ausgangsstufen: Push-Pull-Schaltausgang<br />

mit IO-Link oder Analogausgang<br />

+ 2 Gehäusevarianten: D12-Adapterschaft<br />

und D12-Bajonettverschluss<br />

Aerotech, Hersteller<br />

leistungsstarker Motion-<br />

Control- und Positioniersysteme,<br />

hat einen neuen<br />

Hexapod vorgestellt: Der<br />

HEX150 RC mit 150 mm<br />

Durchmesser ergänzt als<br />

kleinerer Bruder die<br />

bestehende Produktfamilie<br />

mit 500 und 300 mm<br />

Durchmesser. Neben dem<br />

Einsatz für die Qualitätssicherung in der Mess- und Prüftechnik sieht Aerotech vor<br />

allem auch Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Automotive, Elektronik,<br />

Maschinenbau und Medizintechnik. Der unverkennbare Vorteil der mehrachsigen,<br />

parallelkinematischen Hexapoden ist deren präzise Positionierung frei in alle Richtungen.<br />

Bei einem mittigen Verfahrweg von 135 mm kann der kleine Bewegungskünstler<br />

mit seinen sechs Füßen bis zu <strong>10</strong> kg Nutzlast quasi vollkommen frei im Raum bewegen.<br />

Die sechs Freiheitsgrade machen das Mehrachssystem flexibel einsetzbar für die<br />

unterschiedlichsten Anwendungen. Aufgrund der komplexen Kinematik ist der<br />

Steuerungsaufwand eines Hexapoden nicht zu unterschätzen. Dem begegnet<br />

Aerotech mit der innovativen Steuerungsplattform A3200, resultierend aus jahrelanger<br />

Erfahrung mit anspruchsvollen kinematischen Anwendungen. Die darin integrierte,<br />

intuitive Simulationssoftware „HexGen Hexapod“ ermöglicht die einfache Programmierung<br />

und Steuerung der Hexapoden in jedem benutzerdefinierten Koordinatensystem.<br />

Der Nutzer kann den verfügbaren Arbeitsraum visualisieren und simulieren,<br />

um mit seinem Hexapod Kollisionsbetrachtungen durchzuführen. Zudem kann er<br />

auch bereits vorkonfigurierte Modelle aus einer hinterlegten Bibliothek mit Standarddesigns<br />

direkt auswählen.<br />

www.aerotechgmbh.de<br />

microsonic.de/pms


HEPCOMOTION JETZT AUCH IN TRACEPARTS<br />

Hepco Motion hat bekanntgegeben, dass ein<br />

großes Sortiment seiner Produkte jetzt auch<br />

auf der CAD-Plattform Trace Parts unter<br />

https://www.traceparts.com/de verfügbar ist.<br />

Trace Parts ist ein Anbieter für digitale 3D-<br />

Inhalte aus dem technischen Bereich. Mit über<br />

3,5 Mio. registrierten Nutzern gehört die<br />

Plattform für Ingenieure und Planer aus aller<br />

Welt zu den wichtigsten Ressourcen, um<br />

3D-CAD-Modelle industrieller Bauteile zu<br />

finden und herunterzuladen. Trace Parts ist in<br />

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

eine optimale Kompatibilität mit allen gängigen CAD-Systemen garantiert wird.<br />

„Mit Trace Parts sind wir jetzt bei den beiden führenden Plattformen in diesem Bereich<br />

vertreten. Damit machen wir es Maschinenbauingenieuren und anderen, die nach<br />

hochqualitativen Führungssystemen für ihre Anwendung suchen, einfach, unsere<br />

Produktvielfalt zu erkunden. Unsere Beratungsingenieure können dann im direkten<br />

Gespräch mit ihnen die perfekte Lösung finden“, erklärt Peter Jones, Marketing Manager<br />

bei Hepco Motion.<br />

www.hepcomotion.com<br />

FLACHE SAUGNÄPFE VERMEIDEN DRUCKSTELLEN<br />

Piab bietet in seiner Familie von Friction-<br />

Balgsaugnäpfen aus dem hauseigenen<br />

Material Duraflex nun auch den Durchmesser<br />

60 mm an. Die flachen Saugnäpfe<br />

Modell BFFT60P-2 sind geeignet für sehr<br />

dünne Bleche (0,6 bis 0,8 mm) und sollen<br />

Druckstellen vermeiden. Das Modell weist<br />

einen steiferen Balg und optimierte<br />

Abmessungen auf, sodass er sich für<br />

Automobil-Anwendungen eignet. Der Saugnapf kann an ebenen wie an unebenen bzw.<br />

gewölbten Oberflächen angewendet werden, auch wenn ein Niveauausgleich erforderlich<br />

ist, z. B. bei Entstapelungsanwendungen. Er ist auch für die Handhabung von<br />

Karosserieaußenteilen in Formpressverfahren ausgelegt. Duraflex-Saugnäpfe sorgen,<br />

unabhängig von der Ausrichtung, für Stabilität und Halt. Das Material hinterlässt laut<br />

Anbieter keine Abdrücke auf den gehandhabten Objekten und hat ein gutes Formgedächtnis.<br />

Die Saugnäpfe können hohen Scherkräften standhalten. Der Saugnapf funktioniert<br />

am besten, wenn er mit Pressenöl auf Metallblechen verwendet wird.<br />

www.piab.com<br />

BERÜHRUNGSLOSE GLAS-HANDHABUNG MIT ULTRASCHALL<br />

Eine Lösung zur berührungslosen Handhabung<br />

von Bauglas, Autoglas und anderen Spezialgläsern<br />

ist der RobotOverhead-Greifer von ZS-Handling.<br />

Er besteht aus drei Sonotroden mit Vakuumkammer,<br />

die in einem Gehäuse sitzen. Die<br />

Ultraschallbewegung der Sonotroden erzeugt<br />

einen tragenden Gasfilm zwischen der Sonotroden-Oberfläche<br />

und dem Substrat. Das Substrat<br />

schwebt auf dem Gasfilm in Abständen von <strong>10</strong><br />

bis 150 μm, es können auch höhere Schwebhöhen erreicht werden. Unter Ausnutzung<br />

von Auftriebskräften durch Vakuum ist auch eine Handhabung von oben möglich. Auf<br />

diese Weise wird jeder mechanische Oberflächenkontakt vermieden. Um ein gleichmäßiges<br />

Abstoßen durch Ultraschall und Ansaugen durch Vakuum zu erzeugen, sind über<br />

die Sonotrode viele kleine Löcher verteilt. Dadurch wird gleichzeitig die Glasfolie<br />

glattgezogen. Mit den gleichmäßigen Ultraschall-Schwingungen der Sonotrode kann<br />

über das gesamte Substrat eine Ebenheit von ±75 μm erreicht werden.<br />

Positioniersysteme<br />

• Spindelantriebe<br />

• Zahnriemenantriebe<br />

• Direktantriebe<br />

• Auslegerachsen<br />

• Mehrachskombinationen<br />

• Schwenkantriebe<br />

• Drehtische<br />

• Steuerungstechnik<br />

• Transportbänder<br />

• Softwareentwicklung<br />

• Schaltschrankbau<br />

...alles aus<br />

einer Hand<br />

www.zs-handling.com<br />

www.ief.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

GROSSES ZUFÜHRSYSTEM FÜR<br />

E-MOBILITÄTS-BRANCHE<br />

Der Stufenförderer<br />

ZEL480 von Weber<br />

Schraubautomaten<br />

ist leistungsstark und<br />

robust. Das Modell<br />

ist besonders für die<br />

Verarbeitung<br />

größerer Verbindungselemente<br />

und<br />

Bauteile geeignet.<br />

Mit ihm können<br />

Schrauben mit einem<br />

Kopfdurchmesser<br />

von bis zu 32 mm, einem Schaftdurchmesser von bis zu<br />

16 mm und einer Schaftlänge von bis zu 120 mm automatisch<br />

zugeführt werden. Bedarf für dieses größer dimensionierte,<br />

automatische Zuführsystem besteht vor allem in der<br />

E-Mobilitäts-Branche, wo Batterie-Packs mit größeren<br />

Verbindungselementen montiert werden. In Taktraten von<br />

bis zu 0,8 Sekunden pro zugeführtem Teil werden die<br />

Elemente zunächst vibrationsfrei durch einen Hubschieber<br />

der Linearstrecke zugeführt und aufgereiht. Der Vorratsbehälter<br />

ruht dabei durchgehend. Durch sanfte Vibrationen<br />

werden die ausgerichteten Teile im Anschluss in Richtung<br />

Trennungseinheit bewegt, vereinzelt und über den Zuführschlauch<br />

dem Werkzeug bereitgestellt.<br />

www.weber-online.com<br />

SCARA-ROBOTER: KOMPAKT, ROBUST, SCHNELL<br />

Zwei neue, kompakte Scara-Roboter<br />

ergänzen das Motoman-Portfolio<br />

von Yaskawa: Die robusten Neuentwicklungen<br />

Motoman SG400 und<br />

Motoman SG650 sind konzipiert für<br />

Traglasten von bis zu 3 bzw. bis zu<br />

6 kg und decken einen Arbeitsbereich<br />

von 400 bzw. 650 mm ab.<br />

Damit eignen sie sich insbesondere<br />

für Anwendungen, die sowohl hohe<br />

Geschwindigkeiten als auch große<br />

Präzision erfordern. Die Wiederholgenauigkeit<br />

der neuen Scara-Roboter<br />

liegt bei 0,01 mm. Typische<br />

Aufgabenbereiche sind damit zum Beispiel Montageprozesse von<br />

Kleinstteilen oder auch roboterbasiertes Picken und Packen, Dosieren<br />

und Zuführen in der verarbeitenden wie auch in der Lebensmittel-,<br />

Medizinprodukte- und Kosmetikindustrie. Geringe Störkonturen<br />

reduzieren das Kollisionsrisiko und ermöglichen den Betrieb der<br />

Roboter auf engstem Raum. Die interne Medienführung gewährleistet<br />

zuverlässige Arbeitsabläufe und reduziert den Wartungsbedarf.<br />

Gesteuert werden die 4-Achser mit der kompakten und leichten<br />

Steuerung Motoman YRC<strong>10</strong>00micro. Neben den üblichen Funktionalitäten<br />

bietet die YRC<strong>10</strong>00micro einfache Anschlussmöglichkeiten für<br />

externe Hardware sowie schnelle und hochgenaue Motion Controller.<br />

Darüber hinaus ist sie mit einer optionalen „Functional Safety“-Funktion<br />

kompatibel, über die sich Arbeitsbereich und Geschwindigkeit sicher<br />

überwachen und begrenzen lassen.<br />

www.yaskawa.eu.com<br />

SYNCRO-MAX®<br />

Designed for Performance,<br />

Engineered for Excellence.<br />

SYNCHRON FÖR<strong>DER</strong>N<br />

Verbessern Sie Ihre Leistungsfähigkeit:<br />

SYNCRO-MAX überträgt die Vorteile<br />

von Zahnriemen auf Fördergurte.<br />

Lieferbare Profile:<br />

- T<strong>10</strong> ab 200mm bis 500mm Breite<br />

- H (1/2“) ab 8“ bis 20“<br />

(203,2mm bis 508mm Breite)<br />

www.elatech.com<br />

SIT Antriebselemente GmbH - Rieseler Feld 9 (Gewerbegebiet West) D-33034 Brakel<br />

Tel. +49.5272.3928.0 - Fax +49.5272.392890 info@sit-antriebselemente.de<br />

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


INTEGRIERTES MESSSYSTEM FÜR HANDLINGANWENDUNGEN<br />

Das neue integrierte Wegmesssystem IMScompact von Rexroth erfasst mit einer komplett in<br />

den Kugelführungswagen integrierten Sensorik die exakte Position mit einer hohen Wiederholgenauigkeit<br />

von ± 1 µm. IMScompact ergänzt das Programm von Linearführungen mit<br />

integrierten Messsystemen bereits ab<br />

der Baugröße 15. So fügt sich das<br />

Messsystem für Kugelschienenführungen<br />

wirtschaftlich und kompakt in<br />

kleine Maschinen ein. Die Integration in<br />

den Führungswagen sorgt für einen<br />

hohen EMV-Schutz. Damit eignet sich<br />

IMScompact auch für den Einsatz in<br />

Verbindung mit Linearmotoren. Das<br />

verschleißfreie, wahlweise inkrementelle<br />

oder absolute Messsystem steigert<br />

die Präzision und Dynamik vor allem bei<br />

Handling- und allgemeinen Automationslösungen.<br />

IMScompact misst<br />

berührungslos die Position des Führungswagens<br />

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

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

gesamte Länge der Profilschienenführung eingeklebt und fixiert. Der Stahlkörper des<br />

Führungswagens schirmt den integrierten Encoder wie ein Faraday`scher Käfig gegenüber<br />

magnetischen Störfeldern ab. Dadurch liefert es auch in Verbindung mit Linearmotoren<br />

zuverlässig exakte Werte. Durch das berührungslose, verschleißfreie Messprinzip und die<br />

Unempfindlichkeit gegenüber Stäuben, Stößen und Vibrationen ist das IMScompact besonders<br />

langlebig. Die Baumaße entsprechen bis auf den seitlichen Kabelabgang am Führungswagen<br />

denen der Standardführungen.<br />

www.boschrexroth.com<br />

TEILE-ZUFÜHRSYSTEM: PRÄZISE UND FLEXIBEL<br />

Die Cretec GmbH hat die Generalvertretung für den Vertrieb des Teile-Zuführsystems<br />

FlexiBowl von der italienischen Firma ARS in Deutschland übernommen. In Kombination<br />

unterschiedlicher Roboter/Cobots und mit leistungsstarkem Vision-System können mit<br />

FlexiBowl viele komplexe Aufgabenstellungen mit häufigem Produktwechsel und hoher<br />

Flexibilität nachhaltig gestaltet werden. Bei FlexiBowl handelt es sich um eine einfache<br />

und zuverlässige schlüsselfertige Systemlösung<br />

sowohl für saubere als auch schmutzige<br />

Umgebungen und für alle Branchen. Die<br />

Produktfamilie der Teile-Zuführeinheiten<br />

gewährleistet das zuverlässige Handling von<br />

Bauteilen in der Größe von 1 bis 250 mm und<br />

einem Gewicht von 1 bis 250 g. Ein oder zwei<br />

motorische Magazine liefern die Teile präzise<br />

auf die drehende runde Rütteleinheit. Hier<br />

werden selbst empfindliche Bauteile zuverlässig<br />

getrennt und ein Luftgebläse gewährleistet<br />

den sicheren Teileabstand vom Rand.<br />

Die Rotationsscheibe ist in unterschiedlichen<br />

Farben, Texturen und Graden der Oberflächenhaftung<br />

erhältlich. Integriert ist die<br />

Hintergrund- oder Oberlichtbeleuchtung mit<br />

Infrarot, Rot oder Optionen von Weiß. Weitere<br />

Möglichkeit ist die Installation der von Cretec<br />

entwickelten LED-Platinen mit beliebigen<br />

geometrischen Anordnungen. Sie können<br />

einzeln individuell sowohl als Dauerlicht oder Blitzlicht angesteuert werden und bieten das<br />

ganze RGB-Spektrum. Das integrierte Vision-System liefert präzise Teil- und Positionsdaten<br />

bezüglich Geometrie, Oberflächeneigenschaften, Materialbeschaffenheit und Gewicht für<br />

den sicheren Griff mit dem Roboter. Das Ganze in einem schlanken Design mit einfacher<br />

intuitiver Programmierung für die Qualitätskontrolle mit Vision-System und für Präzisionsmontage-Prozesse.<br />

www.cretec.gmbh/de/<br />

BLOCAN ® Schwerlastprofile<br />

aus Aluminium<br />

... leicht, flexibel, belastbar<br />

▪ geringes Eigengewicht<br />

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dynamischer Belastungen<br />

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▪ leicht transportierbar (Alukonstruktion<br />

segmentweise<br />

zerlegbar)<br />

▪ kombinierbar mit anderen<br />

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PLANETENGETRIEBEMOTOREN<br />

MACHEN DRUCK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Hackschnitzel und Sägemehl, die als Nebenprodukt<br />

in jedem Sägewerk anfallen, sind ein begehrter<br />

Rohstoff. Man nutzt sie zum Beispiel als Brennstoff<br />

oder bei der Spanplatten- und Spanklotzherstellung.<br />

Ein neues Trocknungsverfahren,<br />

bei dem die Walzen einer mechanischen Presse<br />

durch Planetengetriebemotoren angetrieben<br />

werden, spart Energie.<br />

Hackschnitzel erfreuen sich als erneuerbarer Energieträger<br />

zunehmender Beliebtheit. Auch als Grundstoff für die<br />

Herstellung von Spanplatten oder in der Papier- und Zellstoffindustrie<br />

kommt ihnen eine große Bedeutung zu. Die<br />

zerkleinerten Holzreste sind ein unvermeidliches Nebenprodukt in<br />

Sägewerken. Etwa 30 % des Holzvolumens werden bei der Bearbeitung<br />

eines Baumstamms zu Hackschnitzeln zerspant. Der hohe<br />

Wassergehalt von erntefrischem Holz bedingt jedoch einen technischen<br />

Trocknungsprozess, der der Weiterverarbeitung vorgelagert<br />

ist. Konventionell geschieht das meist mit kontinuierlich betriebenen<br />

Bandtrocknern, in denen die Hackschnitzel einem heißen Luftstrom<br />

ausgesetzt sind.<br />

Um den Trocknungsprozess effizienter zu gestalten, entwickelte<br />

die Bohnert Technik GmbH in Seebach, etwa 35 km südlich von Baden-Baden,<br />

ein Verfahren, bei dem das Holz mechanisch entwässert<br />

wird. Das Unternehmen entwickelt, baut und vertreibt ihre<br />

Hackschnitzelpressen in Eigenregie und gewann 2019 mit ihrer<br />

Walzenpresse zur Trocknung von Sägeresthölzern den Innovationspreis<br />

des Landes Baden-Württemberg.<br />

Autor: Christian Rüttling, SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />

Mit dem neuen Verfahren gestaltet sich der Trocknungsprozess<br />

energieeffizienter. Die technische Lösung ist eine Hackschnitzelquetsche<br />

mit einer Förderkette, die zwischen zwei Presswalzen<br />

läuft. Geschäftsführer Johannes Bohnert erläutert: „Die Kette dient<br />

als Matrize, die das Material der Presszone zuführt. Man kann sich<br />

diese Kette als eine Art Sieb vorstellen, die das Wasser durchlässt<br />

und die Hackschnitzel zurückhält“. Die Walzen werden hydraulisch<br />

mit einer Presskraft von etwa <strong>10</strong>0 t gegeneinandergedrückt. Diese<br />

Presskraft entwässert die Hackschnitzel. Über die Spalten der Zuführungskette<br />

erfolgt der Abfluss des Presswassers.<br />

VOLLE TRANSPORTKAPAZITÄT NUTZBAR<br />

Ein Vorteil der mechanischen Entwässerung ist die deutlich bessere<br />

energetische Bilanz. So benötigt die Anlage durchschnittlich etwa<br />

30 kW, um etwa 1 000 bis 1 500 l Holzsaft aus 25 Schüttraummetern<br />

Hackschnitzel oder Sägespänen auszupressen. Um die gleiche Wassermenge<br />

zu verdunsten, werden bei der Heißlufttrocknung ca.<br />

70 kW elektrische Energie für den Ventilator und ca. 1 500 bis 2 000 kW<br />

thermische Energie aufgewendet. Ferner wird durch die Entwässerung<br />

im Sägewerk der Abtransport der Holzschnitzel per LKW effizienter.<br />

Durch die geringere Masse der entwässerten Hackschnitzel<br />

können die Fahrzeuge voll beladen werden, ohne das die Gefahr einer<br />

Überladung besteht. So lassen sich etwa 20 bis 25 % der Transportkosten<br />

einsparen. Die Gewichtseinsparung pro LKW beträgt etwa<br />

5 bis 8 t – je nach Eingangswassergehalt.<br />

KOMPAKTE BAUWEISE, HOHES DREHMOMENT<br />

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

Nutzung hohe Anforderungen an die Anlagentechnik stellt, setzt<br />

Bohnert auf Antriebe von SEW-Eurodrive. So werden neben Standard-<br />

Getriebemotoren auch Industrie-Planetengetriebe der Baureihe P<br />

verbaut. Diese treiben die beiden Presswalzen an und stellen zuverlässig<br />

die zur Entwässerung benötigte Leistung bereit.<br />

Bauartbedingt übertragen Planetengetriebe das Drehmoment in<br />

einer Stufe über mehrere Planetenräder. Das Sonnenrad, die Planeten-<br />

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


ANTRIEBSTECHNIK<br />

räder und das Hohlrad können so platzsparend innerhalb einer<br />

Planetenstufe angeordnet werden. Diese besondere Charakteristik<br />

von Planetengetrieben resultiert in einer deutlich höheren Leistungsdichte<br />

und entsprechend kleineren Baumaßen als bei anderen<br />

Getriebebauarten. Die Planetengetriebe der Baureihe P kommen<br />

daher bei allen Heavy-Duty-Anwendungen zum Einsatz, bei denen<br />

ein robustes Design sowie Kompaktheit gefragt sind.<br />

Mit einem Vorschalt-Kegelstirnradgetriebe und einer Gesamtübersetzung<br />

von 543 werden die rund 1 500 min -1 des Motors auf<br />

die zum Antrieb der Presse benötigen drei Umdrehungen in der<br />

Minute reduziert. Das Nenndrehmoment der beiden verbauten<br />

Getriebe ist mit ca. 124 000 Nm für die auftretenden Betriebsbedingungen<br />

und Lastspitzen ausreichend groß bemessen – Sicherheit,<br />

die für maximale Anlagenverfügbarkeit sorgt.<br />

Die Anbindung der Getriebe an die Presswalzen erfolgt über eine<br />

Hohlwelle mit Schrumpfscheibe. Die Maschinenwelle wird hierbei<br />

in die Hohlwelle des Getriebes eingeführt und kraftschlüssig über<br />

Spannschrauben fixiert. Zur Abstützung des Drehmoments wurde<br />

der Getriebeflansch mit der maschinenseitigen Drehmomentstütze<br />

PLANETENGETRIEBE KOMMEN BEI<br />

ANWENDUNGEN ZUM EINSATZ, IN<br />

DENEN ROBUSTES DESIGN SOWIE<br />

KOMPAKTHEIT GEFRAGT SIND<br />

verbunden. Interessant ist hierbei, dass sich die beiden Drehmomentstützen<br />

gegenseitig abstützen, um die hohen gegenläufigen Antriebskräfte<br />

außerhalb des Maschinenrahmens zu neutralisieren.<br />

ANTRIEBSLÖSUNG AUS EINER HAND<br />

Die Antriebseinheiten werden als Master-Slave-Antrieb gefahren.<br />

Die Stromwerte aus dem Frequenzumrichter des Masters werden<br />

dem Slave über einen PID-Regler vorgegeben. Diese Regelung<br />

reduziert den Verschleiß und verhindert die Friktion des Pressguts.<br />

Der Betrieb erfolgt mit SEW-Frequenzumrichtern des Typs Movitrac.<br />

Neben Getrieben und Umrichtern lieferte SEW-Eurodrive<br />

auch die beiden Asynchronmotoren. In der Baugröße 180 können<br />

Das Nenndrehmoment der beiden verbauten P-Getriebe ist mit etwa<br />

124 000 Nm für die auftretenden Betriebsbedingungen und Lastspitzen<br />

ausreichend groß bemessen<br />

sie bis zu 22 kW bereitstellen. Ausgeführt als energiesparender<br />

IE3-Motor, tragen sie zum effizienten Betrieb der Hackschnitzelpresse<br />

bei.<br />

Mit der Baureihe P hat sich die Firma Bohnert für eine zuverlässige<br />

und platzsparende Antriebslösung entschieden. Sie besteht aus elf<br />

fein gestuften Baugrößen und deckt den Drehmomentbereich zwischen<br />

24 830 und 631 300 Nm ab. Die Kombination aus Planetengetriebe<br />

und Vorschaltgetriebemotor bietet dem Anwender maximale<br />

Flexibilität im Hinblick auf Übersetzung und Varianz. Das engmaschige<br />

Netz aus Service-Centern und Technischen Büros von SEW-Eurodrive<br />

ermöglicht auch die Unterstützung des Kunden während der gesamten<br />

Betriebszeit der Anlage – unabhängig von ihrem Einsatzort.<br />

Bilder: Aufmacher: SEW-Eurodrive, Sonstiges: Bohnert<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Mehr Produktivität durch innovativen Leichtbau<br />

Dynamik ↑<br />

Produktivität ↑<br />

Eigenmasse ↓<br />

Bauraum ↓<br />

Dynamisch, leicht und ressourcenschonend – prädestiniert für Automation, Medizintechnik, Productronic.<br />

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

gegenüber vergleichbaren Antrieben. Der Kundennutzen liegt klar auf der Hand: höhere Produktivität oder<br />

reduzierte Kosten, Reduzierung der Taktzeiten, hochdynamische Positionierung, Downsizing und bauraumsparende<br />

Anwendungen. www.schaeffler-industrial-drives.com


ANTRIEBSTECHNIK<br />

DEN PRÜFENDEN BLICK<br />

BEWEGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wo Strom im Spiel ist, gibt es unweigerlich<br />

elektromagnetische Impulse, die sich negativ auf<br />

andere elektronische Komponenten auswirken<br />

können. Um bei EMV-Tests in den Prüfkammern<br />

alles im Blick zu behalten, werden Kamerasysteme<br />

eingesetzt. In ihren Schwenkköpfen sorgen<br />

DC-Kleinstmotoren für die exakte Ausrichtung<br />

der ferngesteuerten Systeme.<br />

Moderne Fahrzeuge stecken heute voller empfindlicher<br />

Elektronik. „Angefangen hat es, als im Pkw nicht mehr<br />

nur ein Autoradio eingebaut wurde“, erinnert sich<br />

Dr. Martin Kull, Gründer und Geschäftsführer von MK-<br />

Messtechnik, einem kleinen, innovativen Unternehmen, das elektronische<br />

Prüf- und Überwachungsgeräte für EMV-Labore konzipiert,<br />

entwickelt und produziert. „Mit der Zeit kam immer mehr<br />

Elektronik hinzu, von ABS und Airbag bis Mobilfunk und Navigation.“<br />

Die einzelnen Systeme dürfen sich weder gegenseitig stören noch<br />

andere Systeme außerhalb des Fahrzeugs beeinträchtigen. Auch<br />

gegen Impulse von außen sollen sie möglichst unempfindlich sein.<br />

Schon als Student an der Universität Stuttgart führte der Elektronik-<br />

Ingenieur Messungen im Prüflabor von Daimler durch. In solchen<br />

Labors werden zum Teil sehr starke elektromagnetische Wellen ‐<br />

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

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

auch weit jenseits geltender Grenzwerte ‐ erzeugt. Die Laborkammern<br />

werden deshalb während der Tests hermetisch abgeriegelt.<br />

Was in ihrem Innern vorgeht, kann nur mithilfe von Kameras beobachtet<br />

werden. „Damals bekamen wir die ersten Anfragen, Überwachungsgeräte<br />

für die Testkammern zu bauen. Der Bedarf lag<br />

zunächst bei weniger als <strong>10</strong>0 Kameras im Jahr, sodass sich die großen<br />

Firmen aus dem Nischenmarkt zurückzogen.“ Hier sah Dr. Kull<br />

seine Chance und begann mit der Entwicklung und Fertigung entsprechender<br />

Kamerasysteme. Der Erfolg ließ nicht lange auf sich<br />

warten und heute verwenden fast alle Automobilhersteller bei<br />

ihren EMV-Tests die Kameras aus Notzingen.<br />

PASSENDE SYSTEME FÜR VIELFÄLTIGE<br />

PRÜFAUFGABEN<br />

Je nach Prüfaufgabe kommen unterschiedliche Kamerasysteme<br />

zum Einsatz, die dann entweder fest an der Wand montiert oder auf<br />

verschiedenen Stativen befestigt werden. Außerdem gibt es eine<br />

sogenannte „Sitzkiste“, die auf dem Fahrersitz platziert wird und bis<br />

zu sechs Kameras aufnehmen kann. Damit lassen sich während der<br />

Tests das komplette Armaturenbrett, sämtliche Displays, Anzeigen<br />

und Steuerungselemente des Fahrzeugs beobachten. Der Trend zu<br />

Elektromobilität kommt MK-Messtechnik entgegen, da die elektromagnetische<br />

Verträglichkeit bei Elektrofahrzeugen eine noch wichtigere<br />

Rolle spielt als bei Autos mit Verbrennungsmotor. Zudem<br />

muss auch die Elektronik in Zügen, Flugzeugen und Schiffen solche<br />

EMV-Tests durchlaufen.<br />

Um die Abläufe beim EMV-Test zu vereinfachen, wurde das Portfolio<br />

um schwenkbare Kameras mit Fernsteuerung erweitert. Ursprünglich<br />

waren sie nur für die Wandmontage gedacht. Doch die<br />

Nachfrage nach der beweglichen Variante wuchs bald auch bei den<br />

mobilen Systemen. „So mussten wir uns mit dem Thema mechanische<br />

Stabilität unter ganz neuen Aspekten auseinandersetzen. Unsere<br />

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


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Systeme sind zwar sehr robust, aber wenn ein Stativ mit einem 800 g<br />

schweren Kameraaufsatz umfällt oder dieser Aufsatz von einer groben<br />

Hand gedreht wird, ist das eine Herausforderung für das Material.<br />

Wir haben das Problem mit einer Art Rutschkupplung gelöst.“<br />

Kameras von MK-Messtechnik überwachen nicht nur die Fahrzeugelektronik,<br />

sondern auch den Wärmeverlauf. Dafür wurde die<br />

Infrarot-Kamera Opto-LWIR entwickelt. Die elektromagnetischen<br />

Felder, die bei den Tests aufgebaut werden, schaffen ein gewisses<br />

Brandrisiko. Durch sehr starke Felder kann es zu einer Überhitzung<br />

der Prüflinge oder von Teilen der Anlage kommen. Die Überwachung<br />

mithilfe von Infrarotkameras erlaubt es, eine Überhitzung zu<br />

vermeiden.<br />

KLEINSTMOTOREN ZUR PRÄZISEN<br />

AUSRICHTUNG<br />

Um die Kameras exakt auszurichten, verwendet MK-Messtechnik<br />

Antriebe von Faulhaber. „Wir haben zunächst mit Servomotoren<br />

und Motoren aus dem Modellbau experimentiert, aber die waren<br />

EDELMETALLKOMMUTIERTE<br />

DC-KLEINSTMOTOREN SIND<br />

DIE TREIBENDE KRAFT IM<br />

KAMERA-SCHWENKARM<br />

nicht präzise und robust genug. Bei Faulhaber haben wir die passenden<br />

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

Kamera ausrichtet, arbeiten zwei DC-Kleinstmotoren der Serie<br />

1516 … SR mit Edelmetallkommutierung. Der Begriff Edelmetallkommutierung<br />

bezieht sich auf die in den Bürsten und im Kommutator<br />

verwendeten Materialien, die aus Hochleistungs-Edelmetalllegierungen<br />

bestehen. Diese Art des Kommutierungssystems<br />

wird hauptsächlich aufgrund seiner geringen Größe, des sehr<br />

niedrigen Übergangswiderstandes und des präzisen Kommutierungssignals<br />

verwendet. Es eignet sich besonders für Anwendungen<br />

mit kleiner Strombelastung, wie z. B. batteriebetriebene Geräte.<br />

Dabei haben edelmetallkommutierte Motoren ihren optimalen<br />

Arbeitspunkt für Dauerbetrieb bei Last am Punkt oder nahe ihres<br />

höchsten Wirkungsgrades. Diese Argumente sprachen ebenfalls<br />

für den Antrieb, denn der Strom fürs Schwenken kommt aus den<br />

Akkus der Kameras.<br />

Die bei einem Durchmesser von 15 mm lediglich 16 mm langen<br />

Kleinstmotoren liefern ein Dauerdrehmoment von 0,59 mNm. In<br />

der beschriebenen Kameraanwendung wurden sie mit einem<br />

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

kombiniert. „Anfangs hatten wir ein 500 : 1-Getriebe getestet, doch<br />

das war zu schnell. Mit der höheren Übersetzung dreht der<br />

Schwenkkopf zwar etwas langsamer, kann aber größere Gewichte<br />

bewegen.“ Bis auf das eigentliche Kameramodul und die Antriebe,<br />

die zugekauft werden, entwickelt und fertigt MK-Messtechnik das<br />

gesamte System selbst, zum Nutzen der Kunden, wie Dr. Kull<br />

betont: „Wenn die Aufgaben komplex werden oder individuelle<br />

Änderungen notwendig sind, können wir so sehr flexibel reagieren.<br />

‚Geht nicht‘ gibt es bei uns nicht, jedenfalls nicht innerhalb<br />

der Grenzen der Physik.“<br />

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

01: mk-messtechnik<br />

www.faulhaber.com<br />

Robuste Kamerasysteme<br />

für den<br />

Einsatz in EMV-Prüfkammern<br />

sorgen für<br />

eine Überwachung der<br />

Fahrzeugelektronik<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 31


FLUIDTECHNIK<br />

SCHNELL ZUR<br />

PASSENDEN<br />

KOMBINATION<br />

Autor: Luca Pozzi und Alain Chaurand,<br />

Parker Hannifin GmbH, Kaarst<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Auswahl der richtigen Schlauch- und<br />

Armaturenkombination für ein Hydrauliksystem<br />

ist ein kritischer Prozess, der oft unterschätzt wird.<br />

Schließlich ist er entscheidend für die Gesamtfunktionalität<br />

und die Lebensdauer des Hydrauliksystems<br />

sowie die Sicherheit. Standardisierte<br />

Schlauchsysteme mit passenden Armaturen<br />

können diese Herausforderung erleichtern.<br />

In der Vergangenheit basierten die wichtigsten Spezifikatio nen<br />

für Hydraulikschläuche auf detaillierten Maßangaben und<br />

Kon struktionsmerkmalen, heute orientieren sich Hydraulikschlauchhersteller<br />

zunehmend an den neuen isobaren Spezifikationen<br />

wie ISO 18752. Sie legt die Anforderungen für zehn isobare<br />

Klassen im Bereich von 3,5 bis 56,0 MPa fest, ebenso vier Kategorien<br />

sowie sieben Typen von Hydraulikschläuchen und Schlauchleitungen<br />

mit Druckträgern aus Draht- oder Textilgeflecht. Nach dem<br />

Außendurchmesser des Schlauchs werden diese Kategorien unterteilt<br />

in Standardtypen und Compact-Schlauchtypen, die kleinere<br />

Außendurchmesser und Biegeradien aufweisen als die Standardklassen.<br />

ISO 18752-Schläuche sind für Hydraulikflüssigkeiten des<br />

Typs HH, HL, HM, HR und HV geeignet und gemäß ISO 6743-4 für<br />

einen Temperaturbereich von - 40 bis + 120 °C.<br />

GOOD, BETTER, BEST<br />

Als Teil seines Global-Core-Programms bietet Parker Hannifin<br />

robuste Hydraulikschläuche nach ISO 18752-Spezifikation. Die<br />

Schläuche halten den meist üblichen Betriebsdrücken in der<br />

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

„Better“, „Best“ und kompakten Abmessungen decken sie einen<br />

breiten Anwendungsbereich ab.<br />

„Good“ bezeichnet eine Standardschlauchdecke für den Temperaturbereich<br />

bis zu + <strong>10</strong>0 °C. Der Schlauch besteht aus langlebigem<br />

synthetischem Gummi und ist beständig gegen leichten Abrieb sowie<br />

UV-Strahlung und Ozon. „Better“ steht für eine Tough-Cover-<br />

Schlauchdecke (TC) für den Temperaturbereich bis zu + 125 °C. Die<br />

TC-Decke ist 80-mal abriebfester als die Standarddecke und bietet<br />

eine erhöhte Abriebfestigkeit für starke Beanspruchung. Für extrem<br />

starke Beanspruchung ist die Variante „Best“ ausgelegt: Die Super-<br />

Tough-Schlauchdecke (ST) ist etwa 450-mal abriebfester als die<br />

Standardversion. Weitere Vorteile sind eine garantierte Zuverlässigkeit<br />

und längere Wartungsintervalle.<br />

PERFEKTES ZUSAMMENSPIEL<br />

Entscheidend für die Funktionalität und Lebensdauer einer Hy drau -<br />

likanlage ist die richtige Kombination von Schlauch und Armatur.<br />

Um die Schlauchauswahl und -auslegung so einfach wie möglich<br />

zu gestalten, bietet die Global-Core-Familie fünf Schlauchtypen in<br />

Verbindung mit zwei Armaturenserien als einheitliches System. Die<br />

Bestandteile sind nach den Leistungsfestlegungen der ISO 18752<br />

gefertigt und geprüft.<br />

Das hochfeste und kompakte Design der Global-Core-Schläuche<br />

vermindert die Biegekraft erheblich und erleichtert somit den<br />

Einbau der Schlauchleitung – und das bei reduziertem Gewicht.<br />

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

sowie auf Flex-Impuls geprüft und bieten<br />

in allen Größen einen konstanten Betriebsdruck von 35 MPa.<br />

Die vierlagigen Spiralschlauchtypen sind auch für Anwendungen<br />

erhältlich, bei denen eine erhöhte Elastizität gefordert ist. Zudem<br />

stehen Varianten zur Verfügung, die höhere Anforderungen an<br />

Druckbeständigkeit oder Flexibilität erfüllen. Für den Einsatz in<br />

stark korrosiver Umgebung sind Armaturen aus Edelstahl die<br />

beste Wahl.<br />

Bild: Parker Hannifin GmbH<br />

www.parker.com<br />

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


FLUIDTECHNIK<br />

RÜCKSCHLAGVENTILE BIS 220 BAR<br />

Bucher Hydraulics hat sein Angebot an betriebssicheren<br />

Rückschlagventilen um Modelle für Anwendungen bis 220 bar<br />

erweitert. Sie dienen als wirtschaftlichere Alternative zu den<br />

bestehenden Modellen, die für Drücke bis 420 bar konzipiert<br />

sind. Besondere Merkmale aller Rückschlagventile sind ihre<br />

geringen<br />

Druckverluste<br />

auch bei<br />

hohem<br />

Durchfluss, die<br />

hohe Betriebssicherheit<br />

und<br />

sehr geringe<br />

Leckage. Auf<br />

Weichdichtungen<br />

wurde<br />

komplett<br />

verzichtet, was<br />

den Einsatz bei Temperaturen von -30 bis +120 °C erlaubt. Eine<br />

gekammerte, innenliegende Feder führt laut Anbieter zu einer<br />

hohen Betriebssicherheit und Gebrauchsdauer. Lieferbar sind<br />

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

(25 l/min), 08 (50 l/min) und <strong>10</strong> (80 l/min) mit Öffnungsdrücken<br />

von 0,2 / 0,5 und 1 bar.<br />

www.bucherhydraulics.com<br />

ELEKTROPNEUMATISCHE<br />

DRUCKREGLER FÜR VIEL LUFT<br />

FLÜSSIGKEITSRING-VAKUUMPUMPE MIT<br />

INTEGRIERTER INTELLIGENZ<br />

Mit Elri hat<br />

Edwards Vacuum<br />

eine Serie neuer<br />

Flüssigkeitsringpumpen<br />

entwickelt.<br />

Die Heavy-<br />

Duty-Ausführung<br />

mit einer Förderleistung<br />

von<br />

750-<strong>10</strong>50 m 3 /h<br />

eignet sich für<br />

nasse, feuchte und<br />

korrosive Anwendungen. Dazu Megha Ajmal, Produktmanagerin<br />

für Grobvakuumprodukte: „Unsere Heavy-Duty-Reihe ist so<br />

konzipiert, dass alle prozessberührenden Teile aus Edelstahl<br />

gefertigt sind. Alle Pumpen sind zudem mit Spritzdüsen ausgestattet,<br />

die besonders bei hoher Dampfbelastung nützlich sind und es<br />

ermöglichen, eine erhöhte Gaskapazität zu fördern. Darüber<br />

hinaus sorgen die manuellen und automatischen Spülmodi dafür,<br />

den Betrieb selbst in schmutzigsten Anwendungen mit minimalen<br />

Ausfallzeiten zu sichern.“ Elri ist mit zwei drehzahlgeregelten<br />

VSD-Antrieben ausgestattet, die über einen patentierten Algorithmus<br />

kontinuierlich synchronisiert werden. Eine integrierte<br />

Air-Logic-Steuerung überwacht die Parameter der Pumpe und<br />

bietet die Option der Sollwertregelung zwecks Energieeinsparung.<br />

www.edwardsvacuum.com<br />

Die Hochleistungsventile der Serie VEX von SMC sind bereits<br />

seit vielen Jahren im Markt etabliert. Jetzt haben die SMC-Ingenieure<br />

die Druckregler der Serie ITV darauf aufgesattelt.<br />

Herausgekommen sind<br />

elektropneumatische<br />

Druckregler, die den<br />

Druck in Anwendungen<br />

mit hohem<br />

Durchfluss regeln<br />

können. Als Haupteinsatzgebiete<br />

der<br />

Serie VEX nennt der<br />

Hersteller die Druckluft-Hauptleitung<br />

sowie alle Anwendungen,<br />

die ein großes<br />

Luftvolumen erfordern.<br />

Je nach Baugröße<br />

sind die Druckregler<br />

der Serie VEX für<br />

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

stehen vier Baugrößen zur Verfügung. Die Ventile sind schmiermittelfrei<br />

ausgeführt und dadurch weitgehend wartungsfrei.<br />

Abhängig vom jeweiligen Einsatzgebiet können Anwender<br />

passende Dichtungsmaterialien auswählen: NBR, FPM und EPR<br />

stehen zur Wahl. „Gerade im Standby-Betrieb helfen die neuen<br />

Druckregler der VEX- Serie, Energie zu sparen“, stellt Olaf<br />

Hagelstein, Product Management bei SMC Deutschland, fest.<br />

„Wird keine Druckluft verbraucht, erkennt das die Reglereinheit<br />

und kann den Leitungsdruck herunterregeln. Der Kompressor<br />

springt erst dann wieder an, wenn tatsächlich Druckluft<br />

benötigt wird. Das senkt die Energiekosten erheblich.“<br />

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Nieder lassungen gewohnt sind: von Hydraulikschläuchen<br />

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Automationslösungen – ein deutscher Mittelständler hat sein Portfolio über die Jahre<br />

konsequent auf das Thema Kunststoffe für bewegte Anwendungen ausgerichtet und immer<br />

weiter ausgebaut und abgerundet. Der Einsatz seiner Tribopolymer-Lösungen kann viele<br />

Vorteile erschließen, auch im Hinblick auf die Ökobilanz. Jetzt will das Unternehmen das<br />

Thema Nachhaltigkeit zu Ende denken. Ein spannender Weg, den wir näher beleuchten –<br />

natürlich auch aus der Perspektive des Konstrukteurs …<br />

Autorin: Martina Klein, stv. Chefredakteurin <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

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


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Energieketten recyceln und Kunststoff wieder in Erdöl verwandeln<br />

– der Motion-Plastics-Experte Igus macht aktuell<br />

Schlagzeilen mit verschiedenen Projekten im Bereich Nachhaltigkeit.<br />

Aber was steckt dahinter?<br />

Fakt ist: Kunststoffe haben insgesamt einen schlechten Ruf, was<br />

die Umweltverträglichkeit angeht. Igus sieht sich als Spezialist für<br />

Tribokunststoffe hier in der Verantwortung und möchte dem entgegenwirken.<br />

„Unsere Aufgabe ist es, diesen, aus unserer Sicht sehr<br />

wertvollen, Rohstoff so zu begleiten, dass die negativen Effekte<br />

minimiert oder vielleicht sogar eliminiert werden“, sagt Igus-Chef<br />

Frank Blase. „Und zwar über den ganzen Lebenszyklus hinweg, von<br />

der Herstellung über den Betrieb bis nach Erreichen der Lebensdauer.“<br />

Einige Punkte hat Igus dabei schon lange im Blick. Andere<br />

Aspekte, wie speziell die Frage „was passiert mit unseren Produkten<br />

nach Ablauf der Nutzung?“ hat das Unternehmen neu in den Fokus<br />

genommen. „Ich hatte da bisher ehrlich gesagt nicht so viel Wert<br />

darauf gelegt“, gibt der dynamische Firmen-Chef offen zu. Wie in<br />

der öffentlichen Wahrnehmung, so hat auch bei Frank Blase in<br />

puncto Umweltschutz ein Wandel stattgefunden. Heute sagt er:<br />

„Das Thema Nachhaltigkeit muss man zu Ende denken“ und ergänzt:<br />

„Es muss sich lohnen, sonst wird es nicht funktionieren. Die<br />

Dinge, die wir tun, müssen messbar sein und wirklich etwas nützen!<br />

Das ist der Maßstab, den wir immer wieder anzulegen haben.“<br />

HERSTELLUNG<br />

„Im Bereich Herstellung stehen technische Kunststoffe gar nicht<br />

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

Energiebilanz als Stahl oder Aluminium.“<br />

Um die Ökobilanz weiter zu verbessern, hat Igus bereits vor zehn<br />

Jahren nach Alternativen gesucht. „Das Thema nachwachsende<br />

Rohstoffe war damals in aller Munde, in den Medien, überall. Und<br />

dann haben wir uns umgeschaut, ob man da etwas machen kann.“<br />

2011 hat der Kunststoffspezialist schließlich ein Gleitlager aus<br />

Iglidur N54 vorgestellt, einem Werkstoff, der zu 54 % auf nachwachsenden<br />

Rohstoffen basiert. Gute Reibwerte gepaart mit Standzeiten,<br />

die den Serieneinsatz in sporadisch bewegten Anwendungen erlauben,<br />

gaben diesem Werkstoff einen festen Platz im Programm des<br />

Anbieters. Allerdings lässt die Nachfrage nach dem grünen Lager<br />

über all die Jahre zu wünschen übrig. „Aber das kann und wird sich<br />

vielleicht noch ändern“, hofft Frank Blase. „Ich denke, es ist gerade<br />

für Branchen, die konsumentennah sind, wie zum Beispiel die<br />

Möbelindustrie, interessant.“<br />

Im Zuge des Umdenkens in 2019 wurde dann eine Arbeitsgruppe<br />

ins Leben gerufen, die sich in Projektarbeit mit dem Umweltschutz<br />

im Unternehmen beschäftigt. Einige Vorschläge wie Fahrgemeinschaften,<br />

umweltfreundliches Druckerpapier usw. wurden umgesetzt.<br />

In diesem Rahmen entstand auch die Idee einer Umweltzertifizierung<br />

des Unternehmens. „Hinzu kam, dass mehrere größere<br />

Kunden gesagt haben: ‚Wenn die Firma Igus nicht nach 14 001 zertifiziert<br />

ist, dürfen wir keine Projekte mehr platzieren‘“, berichtet<br />

Quality Manager Jörg Krüger, der bei Igus für die ISO-Zertifizierung<br />

verantwortlich ist. Mitte April <strong>2020</strong> wurde das Umweltzertifikat<br />

ISO 14 001 : 25 dann an Igus Deutschland vergeben. Jörg Kürger<br />

betont: „Ein wichtiger Bestandteil der ganzen Zertifizierung dieser<br />

Managementsysteme ist ja die ständige Verbesserung. Letztlich ist<br />

das für uns auch eine Kontrollfunktion, der Druck von außen, uns<br />

ständig weiterzuentwickeln.“ Im Rahmen der Zertifizierung werden<br />

Umweltaspekte ermittelt, um festzustellen, in welchen Bereichen das<br />

Unternehmen den größten Einfluss auf irgendwelche Umweltfaktoren<br />

hat. Bei Igus liegt der Fokus auf dem Spritzgieß-Prozess, der sehr<br />

energieintensiv ist.<br />

Mit der Umsetzung der Maßnahmen ist Angelina Donner betraut.<br />

Als Lean Ingenieurin Green Production ist es ihre Aufgabe,<br />

sich die komplette Produktion anzuschauen – von der Energieeffizienz<br />

der Maschinen über die Produktionsprozesse bis hin zur<br />

Beleuchtung – und den Grünstift anzusetzen. Angelina Donner:<br />

„Wichtig ist es, sich hier nicht zu verzetteln. Wir müssen identifizieren,<br />

wo die größten Potenziale liegen und diese Bereiche dann systematisch<br />

angehen.“ Oberstes Ziel ist es, den Energieverbrauch – und damit<br />

auch den CO 2<br />

-Ausstoß – zu senken, zunächst um <strong>10</strong> %.<br />

BETRIEB<br />

Das, was bei Igus geschieht, die Produktion der Komponenten, ist<br />

eine Sache. Ein entscheidender Bereich ist natürlich auch das, was<br />

danach kommt, der Betrieb. Hier eröffnen die Motion Plastics vielfach<br />

ökologische Vorteile. Durch ihr geringeres Gewicht ermöglichen sie<br />

leichtere Konstruktionen und können so die Maschineneffizienz<br />

verbessern. „Stahl ist achtmal schwerer als unsere Tribo polymere“,<br />

hebt Frank Blase hervor.<br />

Durch Ökodesign lassen sich noch weitere Potenziale erschließen.<br />

Und das will Igus nutzen, wie der Firmen-Chef berichtet:<br />

„2018 hatten wir Prof. Claus Mattheck zweimal hier im Haus – er hat<br />

all unserer Konstrukteure geschult.“ Der „Baumpapst“ arbeitet als<br />

Abteilungsleiter für Biomechanik am Institut für Angewandte Materialien<br />

des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und gilt als<br />

Koryphäe im Bereich Bionik. Die Schulung hat sich für den Kunststoffspezialisten<br />

zwischenzeitlich bereits bezahlt gemacht. „Dank<br />

einer speziellen bionischen Bauweise, Prof. Mattheck nennt das<br />

Bachkiesel-Design, konnten wir bei unserer neuen Energiekette<br />

E4Q im Vergleich zur E4.1 <strong>10</strong> % Gewicht einsparen, die Bruchfestig-<br />

01 Igus-Chef Frank Blase erklärt im Interview: „Das Thema Nachhaltigkeit muss<br />

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


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

BEIM ÖKODESIGN IST<br />

SOFTWAREUNTERSTÜTZUNG<br />

GEFRAGT<br />

Firmen, die umweltverträgliche Komponenten<br />

bieten, sind wertvolle Partner für den Konstrukteur.<br />

Aber nachhaltige Konstruktion ist eine komplexe<br />

Herausforderung mit unglaublich vielen Facetten:<br />

Recyclingfähigkeit, Regenerierbarkeit, biologische<br />

Abbaubarkeit der Rohstoffe, Material effizienz,<br />

Energieeffizienz im Betrieb, demontagegerechter<br />

Aufbau …. Das schreit doch förmlich nach Unterstützung<br />

durch Software. Und die gibt es bereits:<br />

Solidworks Sustainability von Dassault<br />

Systèmes. Das Tool misst die Umweltverträglichkeit<br />

von Konstruktionen über den ganzen<br />

Lebenszyklus des Produkts hinweg – einschließlich<br />

der Auswirkungen von<br />

Materialien, Herstellung,<br />

Montage, Transport, Verwendung<br />

und Entsorgung.<br />

MARTINA KLEIN,<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

keit konnte dabei sogar noch leicht erhöht werden.“ Das spart nicht<br />

nur Material im Sinne der Ressourceneffizienz, sondern natürlich<br />

auch Energie im Betrieb.<br />

„Da steckt noch sehr viel drin, in dem Thema Ökodesign“, ist sich<br />

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

Bereichen wo Gewicht und Traglast eine entscheidende Rolle spielen,<br />

wie z. B. in der Low-Cost-Robotik, sieht der Firmen-Chef besonders<br />

große Potenziale. „Aber auch das ist – wie die Nachhaltigkeit insgesamt<br />

– ein Prozess. Man muss es sich immer wieder ins Gedächtnis<br />

rufen und immer wieder schulen.“<br />

Ein weiterer ökologischer Vorteil der Antriebskomponenten aus<br />

Tribopolymeren ist ihr schmiermittelfreier Betrieb. Die Lager benötigen<br />

kein Öl oder Fett, also können auch keine dieser Kontaminationsstoffe<br />

in die Umwelt gelangen. Und das ist ein wichtiger Punkt,<br />

denn Forscher nehmen an, dass weltweit ca. 50 % der verwendeten,<br />

größtenteils erdölbasierten Maschinengleitmittel in Boden und Gewässer<br />

einsickern bzw. in die Atmosphäre gelangen (Quelle: Plant-oilbased<br />

lubricants and hydraulic fluids, Manfred P. Schneider). Außerdem sind<br />

die Bauteile aus Hochleistungspolymeren besonders verschleißfest<br />

und widerstandsfähig und daher langlebig. Auch das ist natürlich<br />

ein Aspekt, der den ökologischen Fußabdruck eines Produkts maßgeblich<br />

beeinflusst.<br />

02 Die Energieeffizienz der Spritzguss-Maschinen steigern: Angelina<br />

Donner, Lean Ingenieurin Green Production bei Igus, zeigt, wo sie den<br />

Grünstift in der Produktion ansetzen will<br />

03 Bei der neuen Energiekette E4Q wurden durch das bionische<br />

Bachkiesel-Design <strong>10</strong> % Gewicht eingespart, die Bruchfestigkeit<br />

konnte sogar noch leicht erhöht werden<br />

04 Den Kreislauf schließen: Mit der Cat-HTR-<br />

Technologie wird aus Kunststoff wieder Erdöl<br />

LEBENSENDE<br />

Und wenn das Produkt dann das Ende seiner Lebensdauer erreicht<br />

hat, was passiert damit? Diese Frage hat Igus sich jetzt gestellt und<br />

daraufhin zwei Recycling-Programme gestartet. Das eine betrifft<br />

Kunststoff-Energieketten. Bislang ist es üblich, ausgediente Energieund<br />

Schleppketten von den Maschinen abzubauen und in Industriemüllcontainer<br />

zu werfen. Die Kunststoffe werden normalerweise<br />

anschließend verbrannt. Eine umweltfreundliche Alternative bietet<br />

das „igus green chainge recycling program“, das im Okotber 2019<br />

ins Leben gerufen wurde. Anwender können dabei ihre ausrangierten,<br />

gereinigten Kunststoffketten an Igus schicken – und das völlig<br />

unabhängig vom Hersteller der Kette. Anschließend werden die<br />

Kunststoffe nach Materialtypen sortiert, gereinigt, geschreddert und<br />

verpackt. Danach können sie von Igus oder anderen Unternehmen<br />

für die Produktion hochwertiger technischer Produkte wiederverwendet<br />

werden. Der Kunde erhält im Gegenzug einen Igus-Gutschein<br />

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

rechnet? Frank Blase sagt: „Wenn der Kreislauf funktioniert, ja. Es<br />

hängt natürlich auch vom Ölpreis ab. Wenn der so niedrig ist, wie<br />

im Moment, dann liegt der komplette Recycling-Kunststoffmarkt<br />

am Boden. Die recycelten Kunststoffe sind teurer als die Neuwaren.“<br />

Aber das darf und wird ja nicht dauerhaft so bleiben.<br />

Und für Igus zählt hierbei natürlich auch der Aspekt der Kundenbindung,<br />

schließlich wird das Geld in Form eines Gutscheins ausgezahlt.<br />

Bislang haben erst wenige Kunden an dem Programm teilgenommen<br />

und es wurden insgesamt ca. 5 t Energieketten recycelt. Die geringen<br />

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

hatten <strong>2020</strong> ganz andere Probleme. Wir hoffen, dass das noch<br />

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

habe ich gewartet!‘“ Das Thema Wiederverwertung ist dabei für Igus<br />

selbst nicht neu. Von Anfang an wurde der Anguss wieder in den<br />

Kreislauf zurückgeführt und heute werden bereits 99 % des in der<br />

Produktion anfallenden Kunststoffabfalls als Re-Granulat wiederverwertet.<br />

„Das Chainge-Programm ist jetzt der nächste wichtige<br />

Schritt Richtung nachhaltigen Wirtschaftens“, sagt Frank Blase.<br />

Igus will den Kreislaufgedanken so weit treiben, wie möglich. Bei<br />

so kleinen Teilen wie Lagern wird es mit dem Thema Rückführung<br />

allerdings schwierig werden. Wer baut schon ein winziges Kunst-<br />

02<br />

03<br />

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


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

stofflager aus einer Maschine aus, wenn sie ihr Lebensende erreicht<br />

hat? Und auch bei nicht-technischen Kunststoffen will Frank Blase<br />

aktiv werden. Deshalb hat er sich außerdem an dem spannenden<br />

Projekt „Plastic2Oil“ beteiligt. Einfach gesagt geht es darum, klassisch<br />

nicht recycelbare Kunststoffe chemisch zu recyceln, aus ihnen<br />

wieder Erdöl herzustellen. „Mitte letzten Jahres bin ich in einem<br />

Artikel der FAZ auf die Catalytic-Hydrothermal-Reactor-Technologie<br />

– kurz: Cat-HTR – aufmerksam geworden und habe mit dem<br />

deutschen Erfinder Professor Thomas Maschmeyer in Sydney den<br />

Kontakt aufgenommen.“ Sieben Monate später, nach intensiven Recherchen,<br />

investierte Igus vier Millionen Britische Pfund (4,7 Millionen<br />

Euro) in die Mura Technology Limited und damit auch in den<br />

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

zu dem Wettbewerbsverfahren, der Pyrolyse, weist die Cat-<br />

HTR-Technologie laut ihrem Erfinder zwei bedeutende Vorteile auf:<br />

Mit ihr lassen sich auch unsortierte Kunststoffabfälle umwandeln<br />

und zwar mit relativ geringem Energieaufwand. Die Herstellung<br />

des synthetischen Erdöls soll so ressourcenschonender sein als die<br />

Gewinnung fossiler Erdöle. Lediglich Wasser, hohe Temperaturen<br />

und Druck werde für das Trennen und Neuverbinden der Zellen<br />

eingesetzt – so Maschmeier.<br />

Frank Blase erklärt: „Nachdem die Technologie über zehn Jahre in<br />

einer Pilotanlage in Australien getestet wurde, geht es nun darum,<br />

eine Anlage im großen Stil zu bauen und Erfahrungen zu sammeln.<br />

Langfristig könnten wir uns z. B. vorstellen, uns mit daran zu beteiligen,<br />

dass irgendwann in Nordrhein-Westfalen so eine Anlage gebaut<br />

wird. Wichtig ist, dass Firmen da sind, die den Ausgangsstoff liefern<br />

und solche, die das synthetische Erdöl abnehmen.“ Eine langfristige<br />

Vision, bei der es auch auf Zusammenarbeit in der Industrie ankommt.<br />

„Im Moment ist das erstmal eine reine Finanzentscheidung,<br />

eine Investition“, schließt Frank Blase ab. Eine faszinierende Idee,<br />

denn so würde Erdöl quasi zum nachwachsenden Rohstoff …<br />

ROLLE <strong>DER</strong> KONSTRUKTION<br />

Bei dem Thema Recycling ist normalerweise der Betreiber gefragt,<br />

da er die Teile am Ende ihrer Lebensdauer in seiner Obhut hat. „Wir<br />

erhoffen uns, dass sich hier irgendwann Modelle ergeben werden,<br />

bei denen der Maschinenbauer seinen Kunden ein Recycling-Paket<br />

04<br />

anbietet, nach dem Motto: Wenn Du die Maschine stilllegst, sag uns<br />

Bescheid – wir sorgen dann für sortenreines Recycling“, spekuliert<br />

Frank Blase. Letztendlich sind alle Beteiligten gefragt. Der Kon s -<br />

trukteur ist dabei in einer besonderen Rolle. Denn schon bei der<br />

Entwicklung muss er ans Ende denken. Er muss berücksichtigen,<br />

ob Komponenten recycelbar sind. Und nicht nur im Hinblick auf<br />

Wiederverwendung, sondern insgesamt ist Nachhaltigkeit ein Thema,<br />

das – wie so vieles – in der Konstruktion beginnen und auch dort<br />

schon zu Ende gedacht werden muss.<br />

„Wir können Konstrukteure bei der Entwicklung nachhaltiger<br />

Lösungen unterstützen“, sagt Frank Blase. „Ja, wir haben ein grünes<br />

Lager, das zu 54 % aus nachwachsenden Rohstoffen besteht im Programm.<br />

Und wir bieten Energiekettenrecycling an. Aber womit wir<br />

dem Konstrukteur wahrscheinlich am meisten helfen, sind unsere<br />

Berechnungstools.“ Igus hat über 30 Berechnungsprogramme für<br />

seine unterschiedlichen Produktgruppen entwickelt, die Konstrukteuren<br />

verlässliche Aussagen zu Lebensdauer und Belastbarkeit der<br />

einzelnen Komponente an die Hand geben. „Seit 2001 haben wir<br />

die Gleitlager-Lebensdauerberechnung. Bis heute ist kein Fall an<br />

NACHHALTIGKEIT MUSS IN <strong>DER</strong><br />

KONSTRUKTION BEGINNEN<br />

uns herangetragen worden, in dem der Kunde gesagt hat: ‚Ich habe<br />

das berechnet, und jetzt klappt es nicht‘. Wir haben einen großen<br />

Aufwand betrieben, um unsere Kunststofflager zu einem wirklich<br />

berechenbaren Maschinenelement zu machen, auf das man bauen<br />

kann.“ Und das nicht ohne Grund. „Die Vorbehalte vieler Maschinenbauer<br />

gegenüber Antriebselementen aus Kunststoff sind immer<br />

noch da“, berichtet Frank Blase. „Aber wir haben viele Beweise dafür,<br />

dass der Einsatz unserer Kunststoffe gegenüber Metall, geschmiertem<br />

Metall, in ganz vielen Fällen wirklichen Nutzen bringt“, sagt<br />

Frank Blase. „Kostennutzen, technischen Nutzen und ökologischen<br />

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

natürlich auch sagen und anerkennen. Aber aus meiner Sicht liegt<br />

hier noch ein großes Potenzial, in der Substitution von Metallen<br />

durch Kunststoff, in der Gewichtsersparnis, dem Wegfallen von<br />

Schmierstoffen etc.“<br />

AUF DEM WEG<br />

Der visionäre Firmenchef hat übrigens nicht auf alles eine Antwort –<br />

noch nicht! „Ein Problem, das wir noch nicht gelöst haben, ist das<br />

Thema Mikroabrieb. Und das betrifft uns natürlich auch, unsere<br />

Komponenten haben ja Abrieb. Wir müssen schauen, wie man diesen<br />

minimiert oder auffängt, oder, oder, oder.“ Frank Blase bekräftigt:<br />

„Wir wollen das ganzheitlich angehen, aber wir fangen ja gerade erst<br />

an. Wir können nicht alle Probleme auf einmal lösen.“ Der Igus Geschäftsführer,<br />

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

„Man muss sich auf den Weg begeben. Oft kommen dann unterschiedliche,<br />

teils unerwartete Lösungen heraus. Vielleicht gibt es<br />

irgendwann auch einen ganz neuen Werkstoff, wer weiß ...?“ Er hofft<br />

auch auf eine Kettenreaktion: „Wir wollen einfach versuchen, ob in dem<br />

Thema Nachhaltigkeit etwas drinsteckt. Und wenn da etwas drinsteckt,<br />

dann glaube ich, dass die Kunden das auch bei anderen Firmen<br />

nachfragen werden.“ Frank Blase hat sich mit Igus jedenfalls auf<br />

den Weg gemacht, das Thema Nachhaltigkeit zu Ende zu denken und<br />

etwas zu bewegen. Man darf gespannt sein, wo die Reise hingeht …<br />

Bilder: igus GmbH<br />

www.igus.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 37


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

IN <strong>DER</strong> FE<strong>DER</strong>FORM LIEGT DIE IN <strong>DER</strong> FE<strong>DER</strong>FORM LIEGT DIE KRAFT KRAFT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Was bedeutet der Begriff „technische Federn“<br />

genau? Welche Metallfedernarten sind damit<br />

gemeint und für welche Kraftzustände und<br />

Anwendungen werden sie verwendet? Der<br />

folgende Beitrag gibt auf diese Fragen<br />

Antworten und geht auf weitere Eigenschaften<br />

von technischen Federn ein.<br />

Unter dem Begriff technische Federn sind alle Metallfedern<br />

zusammengefasst, die in technischen Anwendungen eingesetzt<br />

werden. Die besondere Eigenschaft von technischen<br />

Federn ist ihre reversible Formänderung bei Belastung.<br />

Ermöglicht wird dies durch die spezielle Formgebung und<br />

den verwendeten Federwerkstoff. Technische Federn werden in nahezu<br />

allen Branchen eingesetzt, beispielsweise im Maschinenbau,<br />

in der Elektro- und Medizintechnik, der Lebensmittelbranche, der<br />

Luft- und Raumfahrt, und erfüllen dort vielfältige Aufgaben. Technische<br />

Federn, wie Formfedern, Flachfedern, Flachformfedern,<br />

Kontaktfedern, Druckfedern, Zugfedern und Spiralfedern, werden<br />

dabei als Speicherelemente, Messelemente, Schwingungselemente,<br />

Ruheelemente und Lagerelemente verwendet.<br />

FE<strong>DER</strong>TECHNIK<br />

Die Grundtechnik aller technischer Federn beruht auf ihrem Vermögen,<br />

potentielle Energie zu speichern und diese kontrolliert in<br />

kinetische Energie umzuwandeln und umgekehrt. Für folgende<br />

Kraftzustände werden häufig technische Federn eingesetzt:<br />

■ Rückstellkraft: Die Federkraft wird hierbei als Gegenkraft eingesetzt,<br />

um die bewegte Masse in die vorherige Ruhelage zurückzuführen.<br />

Diese Rückstellkraft ist die häufigste Anwendung von technischen<br />

Federn und wird von Formfedern, Flachfedern, Druckfedern,<br />

Zugfedern und Schenkelfedern in gleichem Maße bereitgestellt.<br />

■ Haftkraft: In kraftschlüssigen Verbindungen stellen Sicherungsund<br />

Federscheiben Druck- und Haftkräfte bereit, die einer ungewollten<br />

Lockerung, zumeist von Schrauben und Muttern, entgegenwirken.<br />

■ Ausgleichskraft: Bei Form-, Maß- oder Positionsänderungen anderer<br />

Bauteile, werden technische Federn oft verwendet, um einen<br />

Ausgleich zu schaffen oder die elektrische Verbindung aufrecht zu<br />

erhalten. Hierfür eignen sich, je nach Aufgabe, Formfedern, Flachfedern,<br />

Kontaktfedern, Druck- oder Schenkelfedern.<br />

■ Gewichtskraft: Die Feder wird zur gleichmäßigen Lastverteilung<br />

zwischen Körpern genutzt. Bestes Beispiel hierfür ist die Federkernmatratze,<br />

die diese Gewichtskraft mit speziellen konischen Druckfedern<br />

bereitstellt.<br />

■ Antriebskraft: Durch die Vorspannung einer technischen Feder<br />

wird Energie gespeichert, die dann bei Entspannung freigesetzt<br />

wird und bewegliche Geräte antreibt. Mit Spiralfedern werden beispielsweise<br />

mechanische Uhren angetrieben oder flexible Hundeleinen<br />

eingerollt.<br />

■ Schwingungs- und Dämpfungskraft: Mit der Aufnahme von kinetischer<br />

Energie durch eintreffende Kräfte oder Stöße verformt sich<br />

die technische Feder. Beim Ausschwingen der Masse wird diese<br />

kinetische Energie wieder in potenzielle Energie umgewandelt. So<br />

sorgen beispielsweise Blattfedern für eine sichere Ladung vor einwirkenden<br />

Kräften und Stößen.<br />

FE<strong>DER</strong>ENTWICKLUNG<br />

Das Ziel bei der Neuentwicklung einer technischen Feder ist es, für<br />

die gegebene Anwendung eine Feder zu konstruieren, die unter<br />

Berücksichtigung aller Umstände perfekt passt. Funktion, Form<br />

und Abmessungen müssen dabei so gewählt werden, dass die technische<br />

Feder die geforderte Federarbeit optimal erfüllt. Dabei spielen<br />

verschiedene Faktoren in der Federentwicklung eine wichtige<br />

Rolle – etwa, welche Aufgabe die technische Feder erfüllen muss,<br />

welche Federbewegung gewünscht ist, wie groß der vorhandene<br />

Bauraum ist und welche Anschlussbauteile vorliegen. Dazu kommen<br />

Eigenschaften und Besonderheiten aus der Gesamtkonstruktion<br />

und aus den Einsatzbedingungen. So sind oft Korrosionsbeständigkeit,<br />

elektrische Leitfähigkeit oder eine möglichst wirtschaftliche<br />

Fertigung zu berücksichtigen beziehungsweise Grundlage der<br />

Federnkonstruktion.<br />

Bild: Gutekunst + Co. KG Federnfabriken<br />

www.federnshop.com<br />

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


2-BACKENMODUL: KLEINE ALTERNATIVE ZUM<br />

GROSSEN ZENTRISCHSPANNER<br />

Maximale Flexibilität<br />

bei großem Teilespektrum<br />

und geringen<br />

Stückzahlen – das<br />

verspricht das Hainbuch-Baukasten-System.<br />

Ganz gleich, ob<br />

runde, kubische, kleine<br />

oder große Bauteile,<br />

mit dem Baukasten-<br />

System ist laut<br />

Anbieter jede Werkstückspannung möglich. Die verschiedenen<br />

Adaptionsspannmittel sind schnell umgerüstet. Der Spannmittelhersteller<br />

erweitert seinen Baukasten permanent, damit der<br />

Anwender für die jeweilige Spannsituation immer die am<br />

besten geeignetste Lösung hat. Eines hat jedoch noch gefehlt,<br />

eine Adaption, um kubische Teile zu spannen, und deshalb hat<br />

Hainbuch das 2-Backenmodul auf den Markt gebracht. Mit den<br />

bewährten Spannköpfen werden runde Werkstücke von außen<br />

gespannt. Stoßen diese aber an ihre Grenzen, weil ein größerer<br />

Werkstückbereich gespannt werden muss, greift man auf eine<br />

Backenspannung mit dem 3-Backenmodul zurück. Für kubische<br />

Teile, die zentrisch auf Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen<br />

gefertigt werden, auf das 2-Backenmodul. In zwei Minuten kann<br />

so von Außen- auf Zentrischspannung umgerüstet werden. Das<br />

2-Backenmodul ist sogar bis zu 1 500 min -1 <br />

rotierend einsetzbar.<br />

<br />

Aufgrund seiner kleinen und leichten Bauweise ist es laut<br />

Hersteller die perfekte Alternative zu einem großen und<br />

<br />

schweren Zentrischspanner. Die Grundeinheit, in die das<br />

<br />

Backenmodul eingesetzt wird, ist ein Hainbuch-Spannfutter<br />

<br />

oder Spannstock. Der Umbau ist ohne Spannmittelwechsel und<br />

dank der integrierten Schnellwechsel-Schnittstelle Centrex<br />

<br />

ohne Ausrichtaufwand möglich.<br />

www.hainbuch.com<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

DEHNHÜLSEN-SPANNDORN:<br />

MEHR SPIELRAUM BEIM VERZAHNEN<br />

Der Dehnhülsen-Spanndorn<br />

HDDS von Ringspann ist eine<br />

präzise, flexible Alternative zu<br />

hydraulischen Dehnspannzeugen.<br />

Bei einigen Herstellern ist<br />

er schon als Standardkomponente<br />

für Verzahnungsmaschinen<br />

in Erprobung. Der<br />

mechanische Spanndorn hat<br />

eine Rundlaufgenauigkeit von<br />

≤ 5 µm und erreicht eine<br />

absolute Aufweitung, die vier Mal größer ist als die der meisten<br />

hydraulischen Spannzeuge. Er kann Werkstücke mit Bohrungen<br />

bis Toleranzklasse IT<strong>10</strong> aufnehmen. Seine einzige Verschleißquelle<br />

sind seine Spannscheiben. Um diese auszutauschen,<br />

muss er nicht von der Spindel abgezogen werden. Der Spanndorn<br />

vereinfacht laut Anbieter die Umsetzung vollautomatisierter<br />

Fertigungskonzepte. Im Gegensatz zu anderen hydraulischen<br />

Dehnspanndornen, die Handlingsystemen eine hohe kinematische<br />

Präzision abverlangen, weist er eine hohe Dehnrate<br />

auf, die ihn deutlich toleranter macht.<br />

www.ringspann.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

WENN DIE<br />

INNEREN WERTE<br />

ZÄHLEN<br />

Eine wirkungsvolle Art, bei automatisierten<br />

Abläufen zerstörerische Energien schnell und<br />

zuverlässig abzubauen, ist der Einsatz von<br />

Klein- und Industriestoßdämpfern. Sie wandeln<br />

kinetische Energie in Wärme um, schützen<br />

Maschinen und Anlagen vor Schäden,<br />

begünstigen schnellere, kostengünstigere<br />

Arbeit und kommen mit wenig Platz aus.<br />

Das Geheimnis dieser Fähigkeiten<br />

verbirgt sich in der innen liegenden<br />

Technik der Helfer.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die ACE Stoßdämpfer GmbH führt das Thema bereits im<br />

Namen. Sie ist bei Konstrukteuren in der Automation und<br />

dem Handling, in Bereichen wie Automotive, Food, Medical<br />

sowie bei Entwicklern von Sondermaschinen seit<br />

Jahrzehnten als Spezialist für industrielle Dämpfungslösungen bekannt.<br />

Kein Wunder, hat doch dieser ursprünglich aus den USA<br />

stammende Hersteller vor fast 60 Jahren als Erster einstellbare Industriestoßdämpfer<br />

auf den Markt gebracht. Inzwischen gehört das<br />

Unternehmen mit Sitz in Langenfeld zur Stabilus-Gruppe und<br />

bietet auch Komponenten wie Industriegasfedern, Rotationsbremsen,<br />

Klemmelemente sowie zahlreiche weitere Lösungen unter anderem<br />

zur Entkopplung von Schwingungen an. Klein- und Industriestoßdämpfer<br />

sind ein zentraler Geschäftsbereich geblieben. Das Knowhow<br />

ist durch die Entwicklungsingenieure in den USA und Europa<br />

immer weiter ausgebaut worden.<br />

DÄMPFUNGSELEMENTE IM VERGLEICH<br />

Die große Stärke von Industriestoßdämpfern ist das konstante Abbremsen<br />

über den gesamten Hub. Sie nehmen dabei die Masse<br />

weich auf und verzögern gleichmäßig. Es entsteht dadurch eine<br />

Autor: Robert Timmerberg, M. A., Fachjournalist im DFJV, plus2 GmbH<br />

lineare Kennlinie und damit die geringste Belastung für die Konstruktion.<br />

Zusätzlich wird eine erhebliche Lärmreduzierung erzielt.<br />

Bei allen Stoßdämpfern von ACE spielt dabei die Druckhülse<br />

und deren Aufbau eine wesentliche Rolle. Trifft die Masse von einem<br />

bewegten Objekt auf den Klein- oder den Industriestoßdämpfer,<br />

setzt der in der zylindrischen Druckhülse befindliche Kolben das<br />

ebenfalls im Zylinder vorhandene Öl einer bestimmten Viskosität<br />

in Bewegung. Dieses Öl drückt der Kolben nach und nach durch<br />

eine Reihe von Drosselbohrungen, wodurch die eingeleitete Energie<br />

in Wärme umgewandelt wird. Je nach Dämpfungsaufgabe sind<br />

die Drosselbohrungen über den Hub auf eine ausgeklügelte Weise<br />

in der Form angeordnet, dass die vordefinierte Masse immer mit<br />

konstanter Dämpfkraft abgebremst wird. Dabei bleibt der hydraulische<br />

Druck während des gesamten Bremsvorgangs nahezu<br />

konstant.<br />

Diese Eigenschaften zeichnen schon die wegen des kompakteren<br />

Formats auch als Kleinstoßdämpfer bekannten Lösungen aus. Die<br />

bei Kennern weltweit als Referenzklasse in den mittleren Baugrößen<br />

geltenden Dämpfer von ACE aus den Magnum-Baureihen<br />

verfügen darüber hinaus, wie auch einige der modernsten Kleinstoßdämpfer<br />

von ACE, über weitere Besonderheiten. Dazu zählen<br />

ein Membranspeicher, besondere Dichtungen und Druckhülsen<br />

in Topfform. Während die kleinen Modelle Kraftbereiche von<br />

0,68 Nm/Hub bis 2<strong>10</strong> Nm/Hub abdecken, steigert sich dies bei<br />

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

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


DAS KNOW-HOW BEZÜGLICH ANPASSBARER<br />

DRUCKHÜLSEN ERMÖGLICHT ANWENDUNGS-<br />

SPEZIFISCHE BOHRUNGEN, DIE ZU<br />

LEISTUNGSSTEIGERUNGEN FÜHREN<br />

oben hin runden schwere Industriestoßdämpfer<br />

die Produktpalette ab. Sie<br />

sind in der Lage, sogar bis zu 126 500 Nm<br />

abzubauen.<br />

So beachtlich diese Werte auch sind,<br />

ein Hauptanwendervorteil liegt darin,<br />

dass die linearen Kennlinien der Industriestoßdämpfer<br />

anderen Lösungen in<br />

vielerlei Hinsicht überlegen sind. Im<br />

Vergleich verzögern beispielsweise hydraulische<br />

Bremszylinder die Massenkräfte<br />

am Anfang zu stark. Stahlfedern<br />

und Gummipuffer bieten größte Bremskraft<br />

erst am Hubende und nehmen die<br />

kinetische Energie dann auch nicht sofort<br />

vollständig auf, was zu Rückfedereffekten<br />

führt. Gerade in der Automation,<br />

in der schnelle Taktungen gewünscht<br />

sind, ist dies ein großer Nachteil. Mit<br />

01 In Simulationen am innen liegenden<br />

Dichtungspaket und der Druckhülse<br />

von Industriestoßdämpfern werden bei<br />

ACE individuelle Modifikationen sowie<br />

kundenspezifische Lösungen mit<br />

gesteigerter Leistung erzielt<br />

einer nicht ganz so starken, aber ebenfalls<br />

steigenden Bremskraft am Hubende<br />

gehen die Leistungen von pneumatischen<br />

Luftpuffern einher. Zwar federn<br />

sie nicht zurück, sie schonen aber weder<br />

Material noch Ressourcen, da sie aufgrund<br />

des Luftverbrauchs die Betriebskosten<br />

erhöhen. Fazit: Im Vergleich zu<br />

Stoßdämpfern von ACE führen die ebenfalls<br />

in der Industrie vorkommenden<br />

anderen Lösungen teilweise zu überdimensionierten<br />

Konstruktionen, zu mehr<br />

Lärm, erhöhten Wartungskosten, Maschinenschäden<br />

und im schlimmsten Fall<br />

zu Produktionsausfall.<br />

STOSSDÄMPFER IST NICHT<br />

GLEICH STOSSDÄMPFER<br />

Ingenieure wissen, dass es noch andere<br />

und auch anders arbeitende Industriestoßdämpfer<br />

auf dem Markt gibt. Wenn<br />

es nur um die Robustheit geht, setzen<br />

manche auf Lösungen, die mit einem<br />

anderen Innenleben als die Dämpfer von<br />

ACE arbeiten und kommen auf ver­<br />

NEU<br />

GN 817.6<br />

Rastbolzen<br />

mit Sensor<br />

aus Edelstahl<br />

Edelstahl-Rastbolzen GN 817.6 mit Sensor<br />

zur Positionsabfrage ermöglichen es, den<br />

Raststiftzustand elektronisch abzufragen.<br />

CAD-Daten, elektrische<br />

Eigenschaften und Bestellung.<br />

Einfach QR-Code scannen.<br />

01<br />

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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

02<br />

Aufprallkopf<br />

Kolbenstange<br />

Rückstellfeder<br />

Festanschlag<br />

TUNING<br />

FÜR DEN<br />

STOSSDÄMPFER<br />

Dichtungspaket<br />

Führungslager<br />

Membranspeicher<br />

Nutmutter aus Edelstahl<br />

Kolbenring<br />

Kolben<br />

Druckhülse mit Drosselbohrungen<br />

Außenkörper aus Edelstahl<br />

Wenn es Kundenanwendungen erfordern, können wir<br />

unseren Stoßdämpfern dank ihres einzigartigen Aufbaus<br />

und unseres langjährigen Know-hows ein regelrechtes<br />

Tuning zukommen lassen und die sehr große Bandbreite<br />

der Standardlösungen kundenspezifisch erweitern. Das<br />

Innenleben vieler anderer Industriestoßdämpfer ermöglicht<br />

dies rein technisch nicht.<br />

DIPL.-ING. (FH) JÖRG KÜCHMANN, Forschungs- und<br />

Entwicklungsabteilung, ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

massiver Körper ohne Sicherungsring<br />

02 Aufbau und Innenleben von<br />

ACE-Magnum-Industriestoßdämpfern<br />

03 Selbsteinstellende Magnum-Dämpfer der Produktfamilie<br />

MC33V4A-MC64V4A aus Edelstahl von ACE finden vor allem Gebrauch<br />

in der Lebensmittel-, Medizin-, Elektro- und Offshore-Industrie<br />

03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

gleichbare Ergebnisse. Wenn es aber auf hochwertige und kundenspezifische<br />

Lösungen mit dem gewissen Extra bei der Leistung ankommt,<br />

bietet ACE entscheidende Vorteile. Das dort vorhandene<br />

Know-how bezüglich anpassbarer Druckhülsen ist es, was anwendungsspezifische<br />

Bohrungen für Leistungssteigerungen ermöglicht.<br />

So erhöhen die Spezialisten von ACE bei Bedarf in enger<br />

Abstimmung mit Vertriebspartnern und Kunden die sonst standardmäßig<br />

zu erzielende Aufprallgeschwindigkeit um das 2,5 - fache<br />

und die für Dämpfer von der Stange sonst zulässige Taktung sogar<br />

um den Faktor <strong>10</strong>. „Dafür haben wir die Hübe verkürzt, den Magnum-Dämpfer<br />

mit einer stärkeren Rückstellfeder ausgestattet, die<br />

Anzahl der Drosselbohrungen angepasst und den Ölrückfluss<br />

optimiert“, verrät Jörg Küchmann aus der Forschungs- und Entwicklungsabteilung.<br />

Sonderlösungen für Bestands- und Neukunden oder in Abstimmung<br />

mit Forschungsabteilungen werden bei ACE regelmäßig verwirklicht.<br />

Um möglichst vielen Konstrukteuren die Möglichkeit zu<br />

geben, von der vorteilhaften Technik zu profitieren, bietet ACE<br />

neben Dämpfern aus Tenifer gehärtetem Stahl unter anderem auch<br />

Modelle aus Edelstahl an. Diese sind prädestiniert für Anwendungen<br />

mit hohen Anforderungen durch Hygienerichtlinien wie etwa<br />

in der Medizintechnik oder der Lebensmittelindustrie. Außerdem<br />

haben die Stoßdämpferexperten spezielle Ausführungen für besonders<br />

hohe und niedrige Temperaturen sowie ein reichhaltiges<br />

Angebot an Zubehör und Anbauteilen im Portfolio. Dies erleichtert<br />

unter anderem die Integration in bestehende Konstruktionen. Zum<br />

Gesamtpaket gehört laut Ingenieur Küchmann ein außergewöhnlicher<br />

Service. Auf diese Weise profitieren Kunden von Weiterentwicklungen.<br />

Abgerundet wird das Angebot durch die interaktiven<br />

Webseiten, auf denen zahlreiche Berechnungsprogramme, auch für<br />

die schnelle Eigenauswahl optimaler Klein- und Industriestoßdämpfer<br />

sowie ein angeschlossener Online-Shop zur Verfügung<br />

stehen.<br />

Bilder: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

www.ace-ace.de<br />

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


KB_PRODUKTE: BEISPIEL<br />

Mechatronicnews®<br />

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Nr. 8 | September <strong>2020</strong><br />

OPTIMAL GESICHERT<br />

Maßgefertigte Klemmringe von KBK<br />

Mehr dazu auf Seite 5<br />

IMPRESSUM<br />

HERAUSGEBER<br />

Köhler + Partner GmbH<br />

Brauerstraße 42<br />

21244 Buchholz i.d.N.<br />

Tel.: +49 4181 92892-0<br />

Fax: +49 4181 92892-55<br />

info@koehler-partner.de<br />

GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />

Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes<br />

BILDNACHWEIS<br />

Archiv, Köhler + Partner GmbH<br />

www.koehler-partner.de


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SIEB & MEYER BIETET ERWEITERTE<br />

ENTWICKLUNGSPLATTFORM<br />

Servoverstärker SD3 erlaubt schnelle<br />

Umsetzung von Schraubanwendungen<br />

Mit dem SD3 bietet SIEB & MEYER eine Lösung für komplexe<br />

Antriebsaufgaben wie zum Beispiel das servomotorische<br />

Schrauben. Für diesen Einsatzbereich sind nun zusätzliche<br />

Funktionen in der Engineering-Software verfügbar, sodass sich<br />

EC-Schraubsteuerungen noch schneller realisieren lassen.<br />

SIEB & MEYER hat die bestehende Funktionsbibliothek des<br />

SD3-Software Development Kits (SDK) um Basisfunktionen<br />

für komplexe Schraubabläufe erweitert. Zusätzlich können<br />

Kunden Templates nutzen, mit denen sich schraubspezifische<br />

Anzeige- bzw. Bedienoberflächen einfach erstellen lassen<br />

– und zwar plattformübergreifend für Windows, Raspberry-PI<br />

und DisplayLink-USB2-Anzeigemodule. Das bedeutet,<br />

dass für Hersteller von Schraubsystemen jetzt eine<br />

komplette Entwicklungsplattform bereitsteht: Sie umfasst<br />

die Antriebs-und Steuerungselektronik, die relevanten Toolschnittstellen<br />

und die passende Systemsoftware.<br />

Der SD3 von SIEB & MEYER ist ein intelligenter Servoverstärker<br />

in verschiedenen Leistungsklassen bis 55 kVA,<br />

der sich kundenspezifisch flexibel anpassen lässt.<br />

Neben einer offenen Systemarchitektur überzeugt die<br />

Lösung auch mit einem integrierten Web-Server und frei<br />

programmierbaren Steuerungsfunktionen. Mit Hilfe von<br />

Funktionsbibliotheken können Anwender Funktionen, die<br />

ihre Kernkompetenzen abdecken, komplett eigenständig<br />

realisieren und ihr Know-how wirkungsvoll schützen. Für<br />

den Servoverstärker SD3 sind Optionsmodule für eine<br />

ProfiNet- und eine EtherCAT-Master-Schnittstelle sowie<br />

für die Feldbus-Schnittstellen CANopen, EtherCAT (CoE),<br />

Modbus und EtherNet/IP erhältlich, die vielfältige Anwendungsmöglichkeiten<br />

erschließen.<br />

SIEB & MEYER AG<br />

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

info@sieb-meyer.de | www.sieb-meyer.de<br />

MN 2


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ZUVERLÄSSIGE FIXIERUNG<br />

VON STANGEN UND<br />

PNEUMATIKZYLIN<strong>DER</strong>N<br />

Die PClamp von HEMA klemmt Kolbenstangen<br />

mit großer Kraft<br />

Das pneumatische Klemmsystem PClamp von HEMA<br />

wurde speziell für die kraftschlüssige Fixierung von<br />

Kolbenstangen in Pneumatikzylindern entwickelt<br />

und zeichnet sich durch seine hohe Klemm- und<br />

Haltekraft aus. Aufgrund seines modularen Aufbaus,<br />

der den Einsatz von bis zu vier Klemmeinheiten in<br />

einer PClamp ermöglicht, lassen sich die Klemmkräfte<br />

variieren.<br />

Das Wirkprinzip der PClamp ist einfach, aber sehr<br />

effektiv: Bei einem Ausfall der Pneumatik klemmt<br />

das System sofort und sichert die Anwendung mit<br />

großer Kraft. Erst durch Druckbeaufschlagung wird<br />

die Klemmung wieder aufgehoben. Dadurch ist das<br />

Klemmsystem Fail Safe.<br />

Die PClamp ist in drei Ausführungen erhältlich:<br />

Die PClamp N wurde für lineare und rotatorische<br />

Belastungen konzipiert, die Version PClamp ISO für<br />

den Einsatz an Normzylindern und die PClamp E<br />

für Anwendungen mit begrenztem Bauraum oder<br />

Einsatzbereiche, in denen geringere Haltekräfte<br />

benötigt werden.<br />

Die Vorteile der HEMA PClamp:<br />

- Pneumatische Klemmung<br />

- Hohe Klemmkräfte<br />

- Automatische Klemmung bei Pneumatikausfall<br />

- Geringere Systemkosten als Hydraulik<br />

- Montagefreundlich<br />

- Kompakte Bauweise<br />

Technische Daten PClamp:<br />

- für Stangen von 12 bis 40 mm Durchmesser<br />

- für Betriebsdrücke von 4 und 6 bar<br />

- Haltekräfte von bis zu 36.000 N<br />

- Haltemomente von bis zu 720 Nm (bei 6 bar)<br />

HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH<br />

Am Klinggraben 2 | 63500 Seligenstadt | Tel.: +49 6182 773-0<br />

info@hema-group.com | www.hema-group.com<br />

MN 3


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AUF DEM PRÜFSTAND<br />

lifgo ® 5.3 Zahnstangengetriebe im Flugzeugbau<br />

In Flugzeugen können starke Schwingungen den Komfort<br />

und die Sicherheit der Passagiere beeinträchtigen.<br />

Feder-Dämpferelemente sollen die Vibrationen deutlich<br />

verringern und eine leichtere Bauweise der Kabine<br />

ermöglichen. Bei der Erforschung der Bauteile spielt das<br />

Zahnstangengetriebe lifgo ® 5.3 von LEANTECHNIK eine<br />

wichtige Rolle.<br />

Das Zahnstangengetriebe wird bis zu 30 Mal pro Sekunde nach<br />

links und rechts geschwenkt. Es erzeugt eine rotatorische,<br />

sinusförmig gesteuerte oszillierende Bewegung des Prüflings.<br />

Momente von bis zu <strong>10</strong>0 Nm wirken dabei auf die Impedanz-Elemente<br />

ein – in Frequenzen von bis zu 30 Hz und in<br />

einem Winkel von ±30°. Die hohen Kräfte sorgen so für eine<br />

Belastung der Dämpfungselemente, die der Realität ziemlich<br />

nahekommt.<br />

Um auf dem Prüfstand reale mechanische Eigenschaften<br />

abzubilden, werden Impedanz-Elemente entwickelt, deren<br />

Steifigkeits- und Dämpfungsverhalten sich an den jeweiligen<br />

Testfall anpassen lässt. Bei der Konstruktion eines Teststandes<br />

verwendeten Wissenschaftler das lifgo ® 5.3 Zahnstangengetriebe<br />

von LEANTECHNIK. Sie wählten die Excenter-Ausführung<br />

mit individuell einstellbarem Zahnflankenspiel zur Übersetzung<br />

einer translatorischen Bewegung der Hydraulikzylinder<br />

in eine rotatorische Bewegung.<br />

Die Vorteile des Getriebes:<br />

- es ist flexibel für jedes Testszenario einstellbar<br />

- es kann selbst bestimmt werden, wie das<br />

Zahnflankenspiel eingestellt und welche<br />

Präzision benötigt wird<br />

- es nimmt Hubkräfte von bis zu 15.900 N auf<br />

- es überträgt Drehmomente von bis zu 477 Nm<br />

LEANTECHNIK AG<br />

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

info@leantechnik.com | www.leantechnik.com<br />

MN 4


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BAUTEILE SICHER AUF<br />

<strong>DER</strong> WELLE FIXIEREN<br />

KBK Antriebstechnik hat sein Produktprogramm um Klemmringe erweitert. Das<br />

Unternehmen bietet als einziger Hersteller nicht nur Standardgrößen an, sondern<br />

auch individuell angepasste Ausführungen mit der kompletten Auslegung.<br />

Klemmringe hat KBK schon immer<br />

gefertigt – bisher allerdings nur als Bestandteil<br />

der eigenen Kupplungen. Jetzt<br />

gibt es das Maschinenelement bei den<br />

Klingenberger Antriebstechnik-Spezialisten<br />

auch als eigenständiges Produkt.<br />

Die Idee dazu kam von den Kunden:<br />

„Viele von ihnen finden am Markt keine<br />

Klemmringe, die ihren Anforderungen<br />

entsprechen“, so KBK-Geschäftsführer<br />

Dipl.-Ing FH Sven Karpstein. „Da wir<br />

Spezialisten für Sonderlösungen sind,<br />

lag die Entscheidung nahe.“<br />

KBK liefert ab sofort ein- und zweiteilige<br />

Klemmringe aus brüniertem<br />

Stahl und Edelstahl. Die Klemmringe<br />

werden auf Wunsch mit Passfedernuten<br />

ausgestattet, mit individuellen<br />

Bohrungen versehen und sind darüber<br />

hinaus in verschiedenen Verhältnissen<br />

von Außen- zu Innendurchmesser lieferbar.<br />

„Das gibt es bei den großen Anbietern<br />

nicht“, so Karpstein. „Wir sind in<br />

der Bauteilgestaltung deutlich flexibler<br />

als unsere Wettbewerber.“<br />

Die Klemmringe lassen sich zur<br />

Sicherung von Bauteilen auf Vollwellen<br />

ebenso einsetzen wie zur Drehmomentübertragung<br />

auf Hohlwellen.<br />

Ein weiteres Anwendungsgebiet sind<br />

spielfreie Servogetriebe: Durch die<br />

Erweiterung des Produktprogramms<br />

von KBK können Getriebehersteller<br />

jetzt alle Anbindungsmöglichkeiten mit<br />

Komponenten der Antriebsspezialisten<br />

aus Klingenberg realisieren.<br />

KBK bietet als erster Hersteller auch<br />

eine komplette Klemmring-Kalkulation<br />

an. Die Maschinenelemente lassen sich<br />

somit optimal an die Anforderungen<br />

der jeweiligen Anwendung anpassen.<br />

NEU<br />

Klemmringe<br />

jetzt auch als<br />

eigenständiges<br />

Produkt!<br />

KBK ANTRIEBSTECHNIK GMBH<br />

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

info@kbk-antriebstechnik.de | www.kbk-antriebstechnik.de<br />

MN 5


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KNOW-HOW RUND UM<br />

DEN MASCHINENBAU<br />

Als Hersteller und Lieferant von mehr als 60.000 Norm- und<br />

Bedienteilen ist norelem Experte auf diesem Gebiet. Um<br />

sein fundiertes Wissen weiterzugeben, bietet das Unternehmen<br />

Konstrukteuren und Ingenieuren ein individuelles und<br />

kostenfreies Schulungsprogramm im Rahmen der norelem<br />

ACADEMY an.<br />

Neben praxisorientierten Produktschulungen stehen mit dem<br />

norelem ACADEMY Trainingscenter auch Online-Schulungen<br />

zu Neuheiten, speziellen Produktgruppen oder Anwendungen<br />

zur Verfügung. Die digitale Wissensdatenbank enthält zudem<br />

detaillierte Erklärungen zu Funktionen und Eigenschaften der<br />

Normteile sowie Anwendungsbeispiele und Best-Practice-<br />

Videos.<br />

Online und interaktiv<br />

Im norelem ACADEMY Trainingscenter erhalten Kunden<br />

und Konstrukteure tiefergehendes Produktwissen – vom<br />

5-Achs-Spanner bis hin zum Kugelgewindetrieb:<br />

- produktspezifische Mikro-Lerneinheiten<br />

- technische Zeichnungen, Beschreibungen und Videos<br />

- von überall aus und zu jeder Zeit abrufbar<br />

- über die norelem ACADEMY App kostenfrei erhältlich<br />

Produktschulungen<br />

Für Schulungen vor Ort mit bis zu 15 Teilnehmern kommt der<br />

norelem SHOWTRUCK als mobiler Schulungsraum sogar direkt<br />

vor die Tür und vermittelt:<br />

- Wissen zum Konstruieren mit Normteilen<br />

Darüber hinaus finden technische Schulungen von norelem<br />

auch direkt im Unternehmen statt. Konstruktionsthemen wie<br />

Betriebsfestigkeit, Getriebeauslegungen oder FEM-Grundlagen<br />

stehen darin im Mittelpunkt.<br />

- Know-how direkt aus dem Maschinenbau<br />

- Anwendungsbeispiele aus der Praxis<br />

norelem NORMELEMENTE GMBH & CO. KG<br />

Volmarstrasse 1 | 71706 Markgröningen | Tel.: +49 7145 206-0<br />

info@norelem.de | www.norelem.de<br />

MN 6


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ANWENDUNGS-<br />

SPEZIFISCHES<br />

SORTIMENT<br />

Wälzlager für die Antriebstechnik:<br />

Über <strong>10</strong>0 Jahre Kompetenz<br />

In der Antriebstechnik werden<br />

vielfältige Anforderungen an Wälzlager<br />

gestellt: Sie müssen hohe<br />

Drehzahlen und Lasten unterstützen,<br />

möglichst geräuscharm sein<br />

und hohen Temperaturen widerstehen<br />

können. Um für die jeweilige<br />

Anwendung das technisch wie<br />

wirtschaftlich optimale Produkt<br />

zu finden, unterstützt die Findling<br />

Wälzlager GmbH ihre Kunden mit<br />

fundierter Beratung.<br />

© Adobe Stock – Sergey Ryzhov<br />

Xspeed-Lager für hohe Drehzahlen<br />

Rillenkugellager, Kegelrollenlager, Schrägkugellager, Pendelund<br />

Zylinderrollenlager, Axiallager und Nadellager: Die Liste<br />

der Wälzlagertypen, die in der Antriebstechnik zum Einsatz<br />

kommen, ist lang. Im Sortiment der Findling Wälzlager<br />

GmbH finden sich all diese Produkte und noch mehr – das<br />

Portfolio umfasst über 35.000 unterschiedliche Lagertypen<br />

in unzähligen Ausführungen. Zudem fertigt Findling Wälzlager<br />

auch Sonderlösungen nach Kundenwunsch an. Für die<br />

Antriebstechnik eignen sich zum Beispiel die Xspeed-Lager,<br />

die zur Produktfamilie ABEG ® -eXtreme Serie für Leistungsanforderungen<br />

jenseits des Standards gehören. Einsatzbereiche<br />

für die Xspeed-Lager sind insbesondere Elektromotoren,<br />

Pumpen, Verdichter, Ventilatoren, Drehgeber<br />

oder Klimaanlagen. Auch in der Medizintechnik oder bei<br />

besonders leisen Antrieben für Treppenlifte und Schnelllauftore<br />

kommen sie zum Einsatz. Da in diesem Segment<br />

die Laufeigenschaften eine besondere Rolle spielen, erfüllen<br />

Xspeed-Lager höchste Ansprüche an die Oberflächengüte<br />

und die Lagerluft, die Dichtungstechnik und die Befettung.<br />

Schadensanalyse von Wälzlagern<br />

Die Schadensanalyse gehört zum Dienstleistungsportfolio<br />

von Findling Wälzlager. Als unabhängiger Partner erforschen<br />

die Experten die Ursachen der Schäden und helfen bei der<br />

Behebung der Probleme. Ein Praxisbeispiel: Ein auf Antriebstechnik<br />

spezialisiertes Unternehmen hatte Rillenkugellager<br />

eines Markenherstellers bezogen. Beim Dauertest ereignete<br />

sich dann in zwei Fällen bereits nach ca. 5.000 Betriebsstunden<br />

ein Wälzlagerschaden. Das Unternehmen beauftragte<br />

Findling Wälzlager mit einem Schadensgutachten<br />

inklusive Verbesserungsvorschlägen. Das Ergebnis der Untersuchung<br />

und detaillierter Fettanalyse: Im vorliegenden Fall<br />

wurde die Passung falsch gewählt; zudem lag eine konstruktionsbedingte<br />

Kontamination des Schmierfetts vor. Mit der<br />

Beseitigung dieser Mängel konnten die Tests erfolgreich abgeschlossen<br />

werden.<br />

Weitere Informationen finden Sie unter:<br />

www.findling.com/antriebstechnik<br />

FINDLING WÄLZLAGER GMBH<br />

Schoemperlenstr. 12 | 76185 Karlsruhe | Tel.: +49 721 55999-0<br />

info@findling.com | www.findling.com<br />

MN 7 MN 7


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RK ROSE+KRIEGER BRINGT<br />

DIE MESSE ZUM KUNDEN<br />

Entdecken Sie die virtuellen Messeräume zu den Themen<br />

Linear-, Profil- und Verbindungstechnik<br />

„Wenn Interessenten und Kunden nicht<br />

auf Messen gehen können, müssen wir eben<br />

die Messe zu ihnen bringen“, dachten sich<br />

die Mindener Spezialisten für Linear-, Verbindungs-<br />

und Profilmontage-Technik angesichts<br />

der Corona-Pandemie und entwickelten einen<br />

virtuellen Messerundgang. In zwei thematisch<br />

getrennten Messeräumen können Besucher<br />

sich eingehend über das umfassende Portfolio<br />

der Linear-, Profil- und Verbindungstechnik von<br />

RK Rose+Krieger informieren. Anklickbare Textund<br />

Videoinformationen liefern nähere Erläuterungen<br />

zu jedem Produkt.<br />

Bislang sind virtuelle Rundgänge durch real<br />

existierende Räume vorwiegend aus Möbelhäusern,<br />

Museen und der Immobilienbranche<br />

bekannt. Für ähnliche Präsentationen im<br />

industriellen Umfeld werden dagegen in der<br />

Regel lediglich gerenderte Produkt- oder Anwendungsdarstellungen<br />

genutzt. Anders bei<br />

RK Rose+Krieger. Die Mindener verwandelten<br />

ihren werkseigenen Ausstellungsraum in zwei<br />

Messeräume, durch die sich der Besucher per<br />

Mausklick intuitiv bewegen kann. Ein Raum<br />

wurde mit den Messeexponaten aus dem<br />

Bereich Lineartechnik bestückt, der andere ist<br />

der Profil- und Verbindungstechnik gewidmet.<br />

Besucher können sich mit einem 360°-Schwenk<br />

einen Überblick über die Räume verschaffen<br />

und nah an die einzelnen Exponate herantreten.<br />

Durch einen weiteren Klick auf markierte<br />

Infopunkte öffnen sich Textfenster mit ersten<br />

Informationen und weiterführenden Links zu<br />

Katalogseiten und Videoeinspielern.<br />

Übrigens: Für die Nutzung via PC oder<br />

mobilem Endgerät ist lediglich ein Internetzugang<br />

erforderlich – eine gesonderte<br />

App wird nicht benötigt.<br />

360°<br />

Virtueller<br />

Messerundgang<br />

bei RK Rose+Krieger:<br />

www.rk-rose-krieger.com/<br />

deutsch/aktuelles/<br />

virtuelle-messe/<br />

RK ROSE+KRIEGER GMBH<br />

Potsdamer Str. 9 | 32423 Minden | Tel.: +49 571 9335-0<br />

info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com<br />

MN 8


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VARIANTENREDUZIERUNG<br />

UND ENERGIEEFFIZIENZ IN<br />

<strong>DER</strong> INTRALOGISTIK<br />

NORD DRIVESYSTEMS erstellt individuell zugeschnittene<br />

Antriebslösungen für Intralogistikanwendungen auf Basis<br />

des LogiDrive-Konzeptes<br />

Individuell zugeschnittene Antriebskonzepte auf Basis der Systemlösung<br />

LogiDrive von NORD DRIVESYSTEMS ermöglichen<br />

einen optimalen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und<br />

Variantenreduzierung und bewähren sich insbesondere in großen<br />

Intralogistikprojekten für Flughäfen oder Paketzentren, wo<br />

Antriebseinheiten in hohen Stückzahlen installiert werden.<br />

NORD DRIVESYSTEMS erstellt individuell zugeschnittene<br />

Antriebslösungen für Intralogistikanwendungen auf Basis<br />

des LogiDrive-Konzeptes. Das LogiDrive-Konzept ist ein<br />

energieeffizientes, servicefreundliches und standardisiertes<br />

Baukastensystem. LogiDrive-Antriebe bestehen aus einem<br />

energieeffizienten Permanentmagnet-Synchronmotor mit Nennleistungen<br />

von bis zu 5,5 kW, einem zweistufigen Kegelstirnradgetriebe<br />

sowie einem motornah installierten NORDAC<br />

LINK-Frequenzumrichter. Das gesamte System ist modular<br />

aufgebaut, sodass alle Komponenten der Antriebstechnik<br />

individuell gewartet werden können. Und mit dem aktuell<br />

neuen IE5+ Synchronmotor von NORD DRIVESYSTEMS<br />

Vorteile des LogiDrive-Konzeptes:<br />

- Variantenreduzierung dank Standardisierung<br />

- Plug & Play-Technik<br />

- einfache Wartung / servicefreundlich<br />

- kompaktes, platzsparendes Design<br />

- 25 % Gewichtsersparnis dank leichtem Aluminiumgehäuse<br />

- hohe Überlastfähigkeit möglich<br />

können Energieeffizienz und Variantenreduzierung des<br />

LogiDrive-Konzeptes nochmals optimiert werden. Die<br />

standardisierten Getriebemotorvarianten sind hocheffizient,<br />

dank Plug-and-Play-Technik extrem wartungsfreundlich und<br />

bewirken eine deutliche Reduzierung des Ersatzteilvorrats.<br />

GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = <strong>DER</strong> ANTRIEB.<br />

GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG<br />

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

info@nord.com | www.nord.com<br />

MN 9


ANZEIGE<br />

FLÜSSIGKEITSKÜHLKÖRPER<br />

VOM SPEZIALISTEN CTX<br />

Aktive Kühlung von Hochleistungselektronik<br />

Moderne Hochleistungselektronik erzeugt bei hoher Leistung<br />

auf kleinstem Raum hohe Verlustleistung, die schnell und sicher<br />

abgeführt werden muss, um eine zuverlässige Funktionsfähigkeit<br />

und lange Lebensdauer der Elektronik zu gewährleisten. Für Anwendungen,<br />

bei denen passive oder lüftergestützte Kühllösungen<br />

an ihre Grenzen stoßen, bietet CTX anwendungsspezifische,<br />

effiziente Flüssigkeitskühlkörper an, insbesondere für Applikationen<br />

in den Bereichen Elektromobilität, Bahntechnik, Medizintechnik,<br />

Telekommunikation und Erneuerbare Energien. Direkt<br />

am Hotspot montiert, transportieren die kompakten, leistungsstarken<br />

Kühlkörper die Wärme zügig ab.<br />

Das Prinzip der Flüssigkeitskühlung ist immer gleich: Wasser,<br />

Glykol oder Öl fließen durch Rohre aus Kupfer, Aluminium oder<br />

Edelstahl im Inneren einer Aluminium- oder Kupferplatte und<br />

transportiert die Wärme schnell ab. Aufgrund der schnellen Abführung<br />

der Verlustleistung kommen Flüssigkeitskühlkörper mit<br />

sehr geringen Übertragungsflächen aus. Das ermöglicht eine<br />

sehr kompakte Bauweise, wobei das Kühlkörper-Design an die<br />

jeweilige Anwendung angepasst wird.<br />

CTX bietet für jede Applikation den passenden Flüssigkeitskühlkörper:<br />

Lieferbar sind anwendungsspezifische Systeme mit Kühlplatten<br />

aus Kupfer oder Aluminium und eingelegten Rohren aus<br />

Kupfer oder Edelstahl sowie mit extrudierten oder kernlochgebohrten<br />

Kühlkanälen. Auch Flüssigkeitskühlkörper, deren Oberund<br />

Unterplatte mittels Reibrührschweißen verbundenen sind,<br />

sowie Varianten aus hochtemperaturverlötetem Aluminium –<br />

wahlweise mit integrierten Turbulatoren – sind erhältlich. Speziell<br />

für den Volumenbereich bieten sich Druckgusskühlkörper mit<br />

eingepressten oder integrierten Kühlrohren an.<br />

Vorteile auf einen Blick<br />

- Extrem hohe Leistungsdichte<br />

- Bis zu 25 % effektiver als lüftergestützte Kühllösungen<br />

- Geringe Übertragungsfläche<br />

- Wirkung direkt am Hotspot<br />

- Applikationsspezifische Fertigungsverfahren<br />

CTX THERMAL SOLUTIONS GMBH<br />

Lötscher Weg <strong>10</strong>4 | 41334 Nettetal | Tel.: +49 21 53 7 37 4-0<br />

info@ctx.eu | www.ctx.eu<br />

MN <strong>10</strong>


FLEXIBLER 5-ACHS-SPANNER MIT ZWEI FUNKTIONEN<br />

Das Heinrich Kipp Werk hat den bewährten 5-Achs-<br />

Spanner kompakt weiterentwickelt: Kippflexx ist<br />

eine vielseitige Lösung für 5-Achs-Fräsmaschinen, die<br />

sich sowohl für die Rohteil- als auch für die Niederzugspannung<br />

einsetzen lassen. Die patentierte<br />

Niederzugfunktion eignet sich vor allem für vorbearbeitete<br />

Werkstücke. Dank des symmetrischen<br />

Aufbaus des Spanners zentriert sich das Werkstück<br />

immer mittig – eine hohe Wiederholgenauigkeit ist<br />

gewährleistet. Zudem lässt sich das System wie ein<br />

Standard-Schraubstock einsetzen: Bei der Rohteilspannung kommen Spannbacken mit<br />

Pins zum Einsatz, die sich formschlüssig in das Material drücken, sodass ein zeitintensives<br />

Vorprägen entfällt. Eine Auflagehöhe von 180 mm gewährleistet die optimale<br />

Zugänglichkeit für das Werkzeug auf 5-Achs-Fräsmaschinen. Eine Flachführung sorgt für<br />

mehr Stabilität und Steifigkeit des Spannsystems, das die hohe Spannkraft von 52 kN<br />

erreicht. Für den Spannbereich auf einer Grundplatte benötigt der Anwender drei<br />

Adapterwellen und eine Verlängerungswelle. Mit einer weiteren Grundplatte und<br />

weiteren Verlängerungswellen kann der Spannbereich wesentlich erweitert werden.<br />

Kippflexx eignet sich zur Montage auf Maschinentischen mit T-Nuten oder Gewindebohrungen.<br />

Die Mittenbohrung sorgt für eine zentrische Ausrichtung. Die Grundplatte<br />

ist mit Ausrichtnuten in Längs- und Querrichtung ausgestattet. Der 5-Achs-Spanner<br />

lässt sich aber auch auf beliebige Rasterelemente sowie direkt auf Nullpunkt-Spannsysteme<br />

aufbringen. Dabei sorgt die Spannphysik mit intelligenter Kraftverteilung dafür,<br />

dass sich nur geringe Drehmomente auf den Maschinentisch übertragen.<br />

www.kippwerk.de<br />

KLEINSTE KOMPONENTEN AUS TECHNISCHER KERAMIK<br />

Sembach Technical Ceramics fertigt seit kurzem<br />

auch kleinste Komponenten aus technischer Keramik<br />

im Mikrospritzgussverfahren. Von Mikrospritzguss<br />

spricht man bei Komponenten, deren<br />

Gewicht ca. zwischen 0,01 und 0,5 g liegt.<br />

Manche Teile sind so klein, dass sie nur mithilfe<br />

einer Lupe zu erkennen sind. Gefragt sind Teile,<br />

die im Mikrospritzgussverfahren hergestellt<br />

werden, beispielsweise in der Medizingerätetechnik.<br />

Gerade die Fertigung medizinischer Komponenten unterliegt sensiblen Anforderungen,<br />

insbesondere, wenn es um Komponenten an medizinischen Geräten geht, die im<br />

direkten Kontakt zum Körpergewebe stehen. Hier lässt sich die spezielle Eignung des<br />

Werkstoffs Keramik herausstellen, der besonders biokompatibel, korrosionsbeständig<br />

und verschleißfest ist. Mit der strengen Zertifizierung nach IATF 16949, über die<br />

Sembach verfügt, ist das Unternehmen bestens aufgestellt.<br />

www.sembach.de<br />

FLINK AUSGEWECHSELT: FÜHRUNGSSÄULE<br />

MIT KONISCHEM SCHAFT<br />

Meusburger bringt Führungssäulen mit konischem Schaft auf den Markt, die sich direkt<br />

auf dem Stanzautomat bzw. in der Fertigung austauschen lassen. Bei der Demontage<br />

muss nur eine seitliche Kraft aufgebracht werden. Wenn eine Führungssäule mit Bund<br />

direkt auf der Maschine ausgewechselt werden soll, sind mitunter große Kraftanstrengungen<br />

erforderlich, um die Säule aus der Bohrung heraus zu ziehen. Führungssäulen<br />

mit konischem Schaft hingegen vereinfachen das Lösen aus der Haltebuchse. Sie können<br />

zudem für Dauerläufer genutzt werden, bei denen die Führungssäule häufig zu wechseln<br />

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

des Führungsdurchmessers erreicht. In Verbindung mit der Säulenhaltebuchse<br />

konisch E 5061 lässt sich die Führungssäule E 5060 mit den SV-Standardgestellen und<br />

SH-Zweisäulengestellen von Meusburger kombinieren. Sie sind ab Lager erhältlich.<br />

www.meusburger.com<br />

MEORGA<br />

MSR-Spezialmessen<br />

Prozess- u. Fabrikautomation<br />

Fachmesse für<br />

Prozess- und Fabrikautomation<br />

+<br />

Messtechnik<br />

Steuerungstechnik<br />

Regeltechnik<br />

Automatisierungstechnik<br />

Prozessleitsysteme<br />

Fachvorträge<br />

Der Eintritt zur Messe und die Teilnahme<br />

an den Fachvorträgen ist für die Besucher<br />

kostenlos.<br />

Für die Wirtschaftsregionen<br />

Rhein-Ruhr + Rheinland<br />

Bochum<br />

04.11.<strong>2020</strong><br />

8.00 bis 16.00 Uhr<br />

RuhrCongress Bochum<br />

Stadionring 20<br />

44791 Bochum<br />

Hygieneschutzkonzept<br />

Aktuelle Informationen zu unserem<br />

im Internet unter: www.meorga.de<br />

MEORGA-Messen in 2021:<br />

Halle (Saale) - 14.04.2021<br />

Hamburg - 09.06.2021<br />

Ludwigshafen - 15.09.2021<br />

Landshut - 27.<strong>10</strong>.2021<br />

www.meorga.de<br />

MEORGA GmbH - Sportplatzstr. 27 - 66809 Nalbach<br />

Telefon 06838 8960035 - info@meorga.de


SPECIAL<br />

3D-DRUCK<br />

SPECIAL


3D-DRUCK<br />

MÖGLICHKEITEN<br />

AUSSCHÖPFEN<br />

Flexibilität in der Fertigung, Materialeinsparungen,<br />

Leichtbau, schnelle Verfügbarkeit<br />

von Prototypen, … – die additive Fertigung<br />

eröffnet vielfältige neue Möglichkeiten.<br />

Um diese Potenziale optimal ausschöpfen zu<br />

können, sind Vernetzung und abgestimmte<br />

Softwaretools gefragt.<br />

In der additiven Fertigung werden Produkte und Bauteile auf<br />

Basis digitaler Konstruktionsdaten in einem 3D-Drucker durch<br />

einen schichtweisen Materialaufbau erzeugt. Voraussetzung dafür,<br />

dass dies bestmöglich gelingt, sind ein optimales Zusammenwirken<br />

von modernen Maschinen, intelligenter Vernetzung über<br />

eine cloudbasierte Plattform, wie der 3DExperience Plattform von<br />

Dassault Systèmes sowie ausgereifte Verfahren für 3D-Druck.<br />

FLEXIBEL KUNDENWÜNSCHE ERFÜLLEN<br />

Ein Vorteil additiver Fertigung, der speziell die Arbeit des Konstrukteurs<br />

maßgeblich verändert hat, ist die flexible und im Vergleich zu<br />

konventioneller Fertigung kostengünstige Erstellung von Prototypen<br />

oder Einzelteilen. Die Time-to-Market verkürzt sich enorm.<br />

Unternehmen können die Wünsche ihrer Kunden optimal berücksichtigen.<br />

Vor allem die Konsumgüterbranche kann von dieser<br />

Technologie profitieren. Die Schuhmarke Ecco startete mit Quant-<br />

U Ecco ein Personalisierungsprojekt, das 3D-Scan und 3D-Druck<br />

kombiniert. Kunden können in ausgewählten Läden ihre Füße<br />

vermessen lassen und dadurch die Passform des Schuhs ideal<br />

konfigurieren. Im Anschluss wird das personalisierte Schuhmodell<br />

schnell angefertigt – und das direkt vor Ort.<br />

Diese Flexibilität kommt Unternehmen auch bei der Herstellung<br />

von aufwändigen Prototypen oder Ersatzteilen zu Gute. Denn sie<br />

können dank additiver Fertigung in kurzer Zeit und flexibel in<br />

Kundennähe produzieren. Fertigt ein Unternehmen üblicherweise<br />

in Europa, benötigt aber ein Ersatzteil in Indien, so lässt sich dieses<br />

problemlos per 3D-Druck vor Ort produzieren. Das bedeutet nicht<br />

nur mehr Kundennähe, sondern trägt zudem zu einer Senkung der<br />

Transportkosten bei.<br />

Autoren: Michel Krause und Andreas Spieler,<br />

Industry Consultants und 3D-Druck-Experten,<br />

Dassault Systèmes, München<br />

MATERIAL EINSPAREN UND<br />

GEWICHT REDUZIEREN<br />

Ein Vorteil, der mittels 3D-Druck erschlossen werden kann, ist die<br />

Einsparung von wertvollen Materialien. Im Rahmen einer Topologie-<br />

Optimierung mithilfe von Softwaretools können Unternehmen<br />

gezielt die Verwendung der Baustoffe anpassen und verbessern. Das<br />

reduziert die Menge an Restmaterial erheblich, die bei der konventionellen<br />

Fertigung anfällt – etwa bei der Verwendung von Metallen.<br />

Denn dabei wird das Bauteil üblicherweise aus einem großen Block<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 55


SPECIAL<br />

3D-DRUCK<br />

herausgefräst. Entsprechend viel Restmaterial bleibt nach der Fertigung<br />

übrig, das nicht direkt wiederverwendet werden kann. Bei der<br />

additiven Fertigung werden die Bauteile hingegen in Schichten aufgebaut,<br />

was unmittelbar zu Materialeinsparungen führt.<br />

Durch Additive Manufacturing ist es darüber hinaus möglich,<br />

ganze Baugruppen in einem Stück zu produzieren. Dazu ist es nicht<br />

nötig, zunächst Maschinen zeitaufwändig umzurüsten. Vielmehr<br />

wird die ganze Baugruppe schichtweise im 3D-Druckverfahren hergestellt.<br />

Dies minimiert nicht nur den Zeitaufwand für die Herstellung,<br />

sondern auch für das Zusammensetzen der Einzelteile einer<br />

Baugruppe. Unternehmen können so Zeit für die Produktion sparen<br />

und ihre Materialkosten nachhaltig senken.<br />

Neben der Materialeinsparung ist die Gewichtsreduktion von Bauteilen<br />

ein wichtiger Aspekt, der gerade in Branchen, wie der Automobil-<br />

und der Luftfahrtindustrie aber auch der Metall- und Medizinbranche<br />

eine besondere Rolle spielt. In bewegten Applikationen<br />

wirkt sich ein reduziertes Gesamtgewicht direkt auf die verbrauchte<br />

Energie aus. Die additive Fertigung ermöglicht hochfeste Leichtbaustrukturen:<br />

Hohlgeometrien, bionische Bauweisen, vieles wird möglich.<br />

Auch das Thema Funktionsintegration spielt hier eine Rolle.<br />

MATERIALZUSAMMENSETZUNGEN UND<br />

THERMISCHEN VERZUG SIMULIEREN<br />

Ein OEM aus der Lustfahrtindustrie setzt seit einigen Jahren auf die<br />

3DExperience Plattform und Anwendungen von Dassault Systèmes<br />

und kann dadurch heute Bauteile im Generative-Design-Verfahren<br />

erstellen. Das bedeutet, neue Bauteile werden nicht mehr basierend<br />

auf der Form als Ursprung entwickelt, sondern funktionsbasiert. Den<br />

Konstrukteuren geht es darum, herauszufinden, welche Form eines<br />

Bauteils die gegebenen Anforderungen im Flugzeug am besten erfüllt.<br />

Daraus generiert die Software von Dassault Systèmes dann das<br />

optimale Design des entsprechenden Bauteils für das Flugzeug. Im<br />

Anschluss wird der Einsatz der neuen Bauteile simuliert. So können<br />

bei Bedarf unterschiedliche Materialzusammensetzungen durchgespielt<br />

werden. Als Werkstoffe im 3D-Drucker kommen derzeit vor<br />

allem Metalle, spezielle Kunststoffe und Kunstharze sowie Keramik<br />

zum Einsatz. Durch die Simulation können natürlich auch andere<br />

Optimierungen an der Konstruktion vorgenommen werden. Dieses<br />

Vorgehen beschleunigt die Entwicklung neuer Teile erheblich. Ein<br />

weiterer Vorteil von Simulation besteht darin, den thermischen Verzug<br />

von Bauteilen direkt in der Planung berücksichtigen zu können.<br />

Dieser tritt während und nach der Erstellung im 3D-Drucker je nach<br />

Beschaffenheit des Materials auf und kann die Funktionalität des<br />

TRENDS IM 3D-DRUCK<br />

Momentan wird additive Fertigung besonders in Branchen<br />

eingesetzt, für die die Produktion von Prototypen, personalisierten<br />

Einzelteilen oder Kleinserien im Vordergrund steht.<br />

Aktuell gibt es jedoch bereits Bestrebungen, 3D-Druckverfahren<br />

auch für die Serienproduktion zu etablieren. Gerade<br />

in der Medizinbranche wird vor allem im Bereich der<br />

einsetzbaren Materialien ausgiebig geforscht und entwickelt.<br />

Interessante Möglichkeiten ergeben sich auch für die<br />

High-Tech- und Elektronik-Branche, für die ein kleinstmöglicher<br />

Formfaktor wichtig ist. Hier ist es denkbar, die<br />

Sensorik oder Elektronikbauteile direkt in eine additiv<br />

gefertigte Struktur zu integrieren – Stichwort Funktionsintegration.<br />

So könnte beispielsweise die Sensorik von<br />

Messgeräten unmittelbar in die Elektronik mit eingedruckt<br />

werden. Aktuell gibt es bereits erste Anbieter, die komplexe<br />

Multilayer-Leiterplatten im 3D-Druckverfahren innerhalb<br />

von 15 Stunden statt 50 Tagen fertigen können.<br />

Endprodukts verändern. Um dies zu umgehen, bietet die Software<br />

von Dassault Systèmes die Möglichkeit, den thermischen Verzug zu<br />

simulieren und das Ergebnis in die geometrische Verzugskompensation<br />

direkt einfließen zu lassen. Dadurch ist sichergestellt, dass das<br />

Bauteil am Ende exakt in der benötigten Form vorliegt.<br />

SOFTWARE-TOOLS<br />

ADDITIVE FERTIGUNG FÜR SOLIDWORKS-ANWEN<strong>DER</strong><br />

EINFACH NUTZBAR<br />

3DXpert, eine kostenfreie Zusatzsoftware für Dassault Systèmes Solidworks<br />

macht die additive Fertigung für Solidworks-Anwender<br />

einfach nutzbar. Die Software ist in Zusammenarbeit von Dassault<br />

Systèmes mit 3D Systems, einem Anbieter von 3D-Druckern und<br />

Lösungen im Gesundheitswesen, entstanden. Mit der Software<br />

können Konstrukteure in der gewohnten Umgebung ihre Entwürfe<br />

für additive Fertigung vorbereiten und optimieren. Sie deckt den<br />

kompletten Prozess vom Design bis hin zur Fertigung ab. Das<br />

01 02


03<br />

bedeutet: Alle Vorüberlegungen und Vorbereitungen<br />

für den 3D-Druck werden in<br />

die gewohnte Konstruktionsumgebung<br />

integriert. Native CAD-Daten können mit<br />

einem Klick ins Programm importiert werden.<br />

Danach kann das 3D-Modell möglichst<br />

effizient platziert und an kritischen Stellen<br />

optimiert werden. In der Software können<br />

auch die Stützstrukturen für den 3D-Druck<br />

konstruiert werden. Anschließend wird die<br />

gesamte Konstruktion inkl. Nachbearbeitung<br />

simuliert und die passende Druckstrategie<br />

ausgewählt. Hier kann der Anwender aus<br />

vordefinierten Parametern auswählen oder<br />

alle Einstellungen selbst festlegen. Dabei<br />

werden Konstruktionsabsicht und Bauteilgeometrie<br />

so berücksichtigt, dass effiziente<br />

Scan-Bahnen eingestellt werden. Nach Ausrichten<br />

der Druckerplatte, entsteht das Bauteil<br />

und kann dann bei Bedarf nachgearbeitet<br />

werden. So werden Geometrieänderungen<br />

in jeder Phase des Prozesses möglich.<br />

MODELLIERUNGSLÖSUNG FÜR<br />

KOMPLEXE GEOMETRIEN<br />

3D Sculptor ist eine browserbasierte Sub-D-<br />

Modellierungslösung auf der 3DExperience<br />

Plattform und Teil des 3DExperience-Solidworks-Portfolios.<br />

Mit dem Tool lassen<br />

01 Bei dem Projekt Quant-U Ecco, das<br />

3D-Scan und 3D-Druck kombiniert, können<br />

Kunden im Laden ihre Füße vermessen<br />

lassen; im Anschluss wird das personalisierte<br />

Schuhmodell direkt vor Ort angefertigt<br />

02 3D Sculptor ist eine browserbasierte Sub-D-<br />

Modellierungslösung auf der 3DExperience<br />

Plattform mit der sich komplexe Geometrien<br />

u. a. für die additive Fertigung erstellen lassen<br />

03 Die bionische Konstruktionsmethodik<br />

kombiniert mit 3D-Druck reduziert Materialgewicht<br />

und Gesamtmaterialverbrauch einzelner<br />

Teile laut einer Bitkom-Studie um bis zu 90 %<br />

sich schnell und einfach komplexe Geometrien<br />

und organische, ergonomische 3D-<br />

Modelle erstellen – eine der Grundlagen,<br />

um Modelle für die additive Fertigung und<br />

damit verbunden mittels Topologie-Optimierung<br />

und generativer Konstruktion<br />

aufzubauen. Mit der xShape App von 3D<br />

Sculptor werden in wenigen Schritten<br />

komplexe Oberflächen mit intuitiver Push-<br />

Pull-Interaktion erstellt und Sub-D-Flächen<br />

abschließend automatisch in NURBS-Geometrie<br />

konvertiert. Werden mittels 3D Sculptor<br />

Änderungen vorgenommen, so werden<br />

diese automatisch an die Solidworks-<br />

Anwendung weitergegeben und das 3D-<br />

Modell wird aktualisiert.<br />

SOLIDWORKS IN <strong>DER</strong> CLOUD<br />

3DExperience Solidworks integriert die<br />

Desktop-Software Solidworks nahtlos in die<br />

cloudbasierte 3DExperience Plattform. Die<br />

zentrale, cloudbasierte Produktentwicklungsumgebung<br />

stellt Unternehmen umfassende<br />

skalierbare Dienste bereit, um komplexe<br />

Projekte mit geringem Administrationsund<br />

Investitionsaufwand sowie ohne teure<br />

Infrastruktur zu realisieren. Durch die Datenintegration<br />

in die 3DExperience Plattform<br />

steht Anwendern eine Vielzahl neuer<br />

Möglichkeiten offen – dazu zählen nahtlose<br />

Zusammenarbeit, vollständige Product-Lifecycle-Management<br />

(PLM)-Funktionali täten,<br />

eine sichere Infrastruktur und skalierbare<br />

Rechenleistung für komplexe Simulationsaufgaben.<br />

Projektteams können orts- und<br />

geräteunabhängig gesichert auf alle Informationen<br />

zugreifen und über Abteilungsgrenzen<br />

hinweg zusammenarbeiten. So lässt<br />

sich eine durchgängige Prozesskette für die<br />

additive Fertigung vorteilhaft umsetzen.<br />

Bilder: 01: ECCO, Sonstige: Dassault Systèmes<br />

www.3ds.com


KLARTEXT<br />

SINNVOLLE<br />

SYMBIOSE<br />

ANDREAS VELTEN<br />

CEO IFA3D Medical Solutions GmbH, Verband 3DDruck e. V. – Themenpate Medizin<br />

Symbiosen verschiedener Technologien mit der additiven Fertigung erschließen<br />

auch im Bereich der Medizin völlig neue Perspektiven. Menschen sind individuell<br />

und mit den technologischen Möglichkeiten, welche die additive Fertigung<br />

eröffnet, sind Patienten-Versorgungen machbar, die vor ein paar Jahren undenkbar<br />

waren. Im Bereich Beatmung ermöglicht die Kombination von Scanning und<br />

generativer Fertigung individuelle Atemmasken, die bei besserem Tragekomfort<br />

und höherer Abdichtung, bessere Therapieerfolge bei sinkenden Kosten generiert.<br />

Geometrien, bei Schädel-Implantaten, die mit konventionellen Fertigungsmethoden<br />

nicht herstellbar sind, können nun realisiert werden, da mit der generativen<br />

Fertigung Strukturen geschaffen werden können, die uns die Natur vorgibt. Diese<br />

können dann mit Standardkomponenten in höchster Präzision kombiniert werden.<br />

Ob Werkzeugmaschine,<br />

Roboter, Kunststoffspritzguss<br />

oder künstliche<br />

Intelligenz – verschiedenste<br />

Technologien werden heute<br />

mit dem 3D-Druck<br />

kombiniert. Wir haben<br />

Forscher aus den<br />

verschiedenen Bereichen<br />

und übergreifende Experten<br />

gefragt: Wo können solche<br />

Symbiosen Vorteile<br />

erschließen?<br />

DIE KOMBINATION<br />

VON SCANNING<br />

UND 3D-DRUCK<br />

ERMÖGLICHT IN <strong>DER</strong><br />

MEDIZINTECHNIK<br />

INDIVIDUALITÄT<br />

IN VERBINDUNG<br />

MIT EINEM GIESSV<br />

VERFAHREN<br />

KÖNNEN KOMPLEXE<br />

BAUTEILE SCHNELLER<br />

HERGESTELLT<br />

WERDEN<br />

OLIVER REFLE<br />

Leiter Zentrum für Additive Produktion, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik<br />

und Automatisierung IPA, Stuttgart<br />

SPECIAL<br />

Additive Fertigungsverfahren besitzen zahlreiche Vorteile gegenüber anderen<br />

Fertigungstechnologien. So können beispielsweise komplexe, funktionsintegrierte<br />

Bauteile aus unterschiedlichen Materialien in Kleinserien oder als Einzelteile<br />

wirtschaftlich hergestellt werden. Gleichzeitig besitzen die additiven Verfahren<br />

aufgrund des schichtweisen Aufbauprinzips Nachteile wie lange Herstellzeiten oder<br />

anisotrope Bauteilfestigkeiten. Um dies zu umgehen, können unterschiedliche<br />

Prozesse intelligent kombiniert und somit hybride Prozessketten aufgebaut werden.<br />

Bei dem vom Fraunhofer IPA entwickelten additiven Freiformgießen wird die<br />

additive Fertigung mit einem Gießverfahren in einer Anlage direkt kombiniert.<br />

Somit können komplexe Bauteile in verkürzter Bauzeit und ohne Bindenähte mit<br />

reaktiven Kunststoffen wie Silikon, Epoxidharz oder Polyurethan hergestellt werden.


KLARTEXT<br />

PROF. DR.-ING. ALEXAN<strong>DER</strong> VERL<br />

Institutsleitung, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen<br />

und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart<br />

Die Additive Fertigung hat sich in zahlreichen Branchen zu einer etablierten<br />

Produktionsmethode erhoben und wird diese Stellung in den nächsten Jahren weiter ausbauen.<br />

Konventionelle Fertigungsverfahren wird sie zwar nie vollständig ersetzen können, durch ihre<br />

große Flexibilität aber die Produktvielfalt und Produktgestalt signifikant positiv beeinflussen.<br />

Die weitere Etablierung der additiven Fertigung wird jedoch nur durch eine Steigerung von<br />

Produktivität und Bauteilqualität erreicht werden können. Dies bedeutet zum einen, dass<br />

qualitätssichernde Prozessregelungssysteme dazu führen müssen, dass der Ausschuss<br />

minimiert wird und zum anderen, dass die Prozessgeschwindigkeit erhöht werden muss.<br />

Für beides steht ein großes Portfolio von CNC-Funktionalitäten schon heute zur Verfügung,<br />

deren Potenzial in der additiven Fertigung noch zur Anwendung kommen muss.<br />

CNC-FUNKTIONALITÄTEN<br />

WERDEN DIE PRODUKTIVITÄT<br />

UND BAUTEILQUALITÄT<br />

STEIGERN KÖNNEN<br />

GENERATIVES DESIGN<br />

KANN IM ZUSAMMENSPIEL<br />

MIT 3D-DRUCK ENORME<br />

VORTEILE ERSCHLIESSEN<br />

DETLEV REICHENE<strong>DER</strong><br />

Senior Director Business Strategy Design & Manufacturing, Autodesk GmbH, München<br />

3D-Druck ist für die gesamte Industrie eine Schlüsseltechnologie. Er fördert<br />

nicht nur Innovation in der Fertigung, sondern eröffnet auch völlig neue<br />

Konstruktionslösungen und Möglichkeiten der Formgebung. Und hier werden<br />

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

eine Vielzahl von Lösungsvarianten zeitgleich zu untersuchen. Der Konstrukteur<br />

gibt Randbedingungen vor und bekommt Lösungsvorschläge. General Motors<br />

entwickelte so die erste 3D-gedruckte Sitzhalterung. Normalerweise aus acht<br />

miteinander verschweißten Teilen bestehend, konnte mithilfe der Autodesk-<br />

Software die Konstruktion auf ein Teil reduziert werden. Die GM-Ingenieure<br />

erzeugten mehr als 150 alternative Designs und entschieden sich dann für die<br />

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

stärker als die bisherige Sitzhalterung von GM.<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 59


3D-DRUCK<br />

PROTOTYPEN<br />

ZUM ABHEBEN<br />

SPECIAL<br />

Konstruktionen in der Luft- und Raumfahrttechnik<br />

müssen außergewöhnlichen Belastungen und<br />

Herausforderungen standhalten. Die<br />

Neuentwicklung eines speziell geschmierten<br />

Propellergetriebes gelang durch die enge<br />

Zusammenarbeit zweier deutscher Fertigungs-<br />

Spezialisten in Rekordzeit.<br />

Ein Flugobjekt mit E-Antrieb und einem Propellergetriebe, das<br />

sowohl horizontal als auch vertikal funktioniert ist die neueste<br />

Entwicklung, mit der sich Isar Getriebetechnik Geschäftsführer<br />

Dr. Albert Wimmer und sein Team beschäftigen. „Eine sehr<br />

spannende Sache, denn die Versorgung mit Getriebeöl muss in allen<br />

Positionen gewährleistet sein.“ Warum der Auftraggeber für diese<br />

Entwicklung gerade das kleine Team aus Ismaning auserkoren hat,<br />

erkennt man, wenn man einen Blick auf die bisherigen Projekte wirft.<br />

UMSETZUNG NEUER IDEEN<br />

Getriebe mit Drehzahlen bis weit über <strong>10</strong>0 000 U/min und Turbogetriebe<br />

im Megawatt-Bereich sowie jegliche Hochleistungsgetriebe<br />

gehören zu den Spezialgebieten der Isar Getriebetechnik KG. Die<br />

Spezialisten entwickeln vorwiegend Prototypengetriebe und Kleinserien.<br />

Die Kunden schätzen die sehr kurzen Entwicklungszeiten<br />

und nutzen die Getriebe in der Luftfahrttechnik, der Automobilbranche<br />

oder der Forschung. Die Bandbreite reicht von Klein- und<br />

Mikroantrieben bis zu wuchtigen Prüfständen, die auf extreme Belastungen<br />

ausgelegt sind. Ein weiteres Geschäftsfeld befasst sich<br />

mit Pionierleistungen in Form von Vorentwicklungen für zukünftige<br />

Autor: Tobias Fischer, Proto Labs Germany GmbH, Feldkirchen<br />

Serienprodukte. Hier findet man die eher filigranen Konstruktionen<br />

in Leichtbauweise, die ebenfalls beachtliche Leistungsdaten vorweisen.<br />

Kein Wunder also, dass Geschäftsführer Albert Wimmer mit dem<br />

neuartigen Propellergetriebe betraut wurde. „Unser Kunde aus der<br />

Luftfahrttechnik hatte die Idee für einen völlig neuen E-Motor mit<br />

relativ hoher Drehzahl, die wir über unser Getriebe reduzieren sollen,<br />

um einen Propeller anzutreiben. Die Schwierigkeit daran ist die<br />

Schwenkbarkeit der gesamten Einheit, da in jeder Position eine<br />

Schmierung des Getriebes gewährleistet sein muss.“<br />

UNTERSTÜTZUNG DURCH ADDITIVE FERTIGUNG<br />

Um dies zu erreichen, konstruierte das Isar-Team ein feinadriges<br />

Kanalsystem mit Austrittsdüsen für Öl, das per Pumpendruck<br />

transportiert wird. Das Anlegen und die Darstellung des Systems im<br />

3D-CAD-System Creo zeigte zunächst die theoretische Lösung auf.<br />

Anschließend war ein belastbarer Prototyp gefragt. Herkömmliche<br />

CNC-Fertigungsverfahren schieden letztendlich aus, da viele Stellen<br />

der komplexen Geometrie durch Fräsen nicht umsetzbar waren.<br />

Albert Wimmer suchte daher nach einem leistungsstarken 3D-<br />

Fertigungsdienstleister und wurde bei Protolabs fündig: „Wir entschieden<br />

uns für das Metallsinterverfahren, das im nahegelegenen<br />

Eschenlohe von Protolabs durchgeführt wird. Beeindruckend war<br />

die unglaub liche Geschwindigkeit sowohl für die Angebotserstellung<br />

als auch für die Durchführung des Auftrags in insgesamt<br />

nur 15 Arbeitstagen.“<br />

Die ersten Prototypen brachten sofort wichtige Erkenntnisse für<br />

die weitere Entwicklung. In den verschlungenen Ölkanälen verblieben<br />

Reste des Sinterpulvers, die nicht zu entfernen waren. Weshalb in<br />

der nächsten Entwicklungsschleife breite Ausgänge geschaffen<br />

wurden, um die Kanäle sauber entleeren zu können. Mit Inserts<br />

lassen sie sich später wieder verschließen. Außerdem wurde die<br />

Wandstärke an einzelnen Bereichen verdickt, um die Stabilität zu<br />

erhöhen.<br />

„Die erforderlichen Revisionsschritte sind mit Protolabs deutlich<br />

schneller durchgeführt worden, als das mit klassischen Anbietern<br />

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


3D-DRUCK<br />

01 Um eine ausreichende Schmierung<br />

des Getriebes zu erreichen, konstruierten die<br />

Entwickler ein feinadriges Kanalsystem<br />

mit Austrittsdüsen für Öl, das per<br />

Pumpendruck transportiert wird<br />

02<br />

02 Das Anlegen und die<br />

Darstellung des Systems im<br />

3D-CAD-System zeigte zunächst<br />

die theoretische Lösung auf<br />

03 Der innenschrägverzahnte<br />

Hohlradträger mit seiner<br />

anspruchsvollern Zahnradgeometrie,<br />

wurde in kurzer Zeit<br />

per Metallsintern produziert<br />

01<br />

03<br />

möglich gewesen wäre“, führt Wimmer aus. „Wir verfügen schon<br />

heute über eine funktionierende Einheit bestehend aus Motor,<br />

Getriebe, integrierter Pumpe und Ausgangsflansch. Es gibt bereits<br />

eine nächste Entwicklungsstufe, in der die Pumpe nicht nur das<br />

Getriebeöl umwälzt, sondern gleich noch den Motor kühlt“,<br />

beschreibt Wimmer das weitere Vorgehen.<br />

ZUSAMMENARBEIT AUF HOHEM NIVEAU<br />

Zeitersparnis und Präzision sind wichtige Faktoren bei der Vergabe<br />

von Fertigungsdienstleistungen, dies zeigte sich auch bei einem<br />

weiteren kritischen Teil: „Ein innenschrägverzahnter Hohlradträger<br />

besitzt eine sehr anspruchsvolle Zahnradgeometrie, für die man bei<br />

Standardfertigungsverfahren extrem lange Werkzeugbeschaffungszeiten<br />

in Kauf nehmen muss. Nicht so bei Protolabs. Hier wurde das<br />

voll funktionsfähige Teil in gewohnt kurzer Zeit per Metallsintern<br />

produziert“, führt Geschäftsführer Wimmer aus.<br />

Das Konstruktionsmodell wird hierzu einfach auf die Angebotsplattform<br />

von Protolabs hochgeladen, durch eine automatisierte<br />

Machbarkeitsanalyse geprüft und anschließend gemeinsam mit<br />

dem Anwender optimiert. Sind alle Beteiligten mit der fertigen<br />

Kons-truktion zufrieden, kann die Produktion beginnen.<br />

Albert Wimmer ist froh, für das komplexe Thema additive Fertigung<br />

einen Partner mit breitem Spektrum gefunden zu haben:<br />

„Für uns ist Protolabs einfach der 3D-Fertiger auf Knopfdruck.<br />

Wir haben einen Anbieter mit der ganzen Bandbreite an Verfahren<br />

und Materialien, der immer auf dem aktuellsten Stand der<br />

Technik ist. Hinzu kommen noch die fundierte Beratung und die<br />

einfache Bestellabwicklung. Auf diese Weise finden wir stets das<br />

optimale Verfahren zur jeweiligen Anforderung. Dieses ganzheitliche<br />

Angebot und die überaus schnelle und termingerechte<br />

Produktion entlastet uns. Damit können wir uns voll auf unsere<br />

MIT TEAMARBEIT IN WINDESEILE<br />

ZUM HOCHFUNKTIONALEN<br />

PRODUKT<br />

Die Isar Getriebetechnik wird immer wieder für<br />

absolute Neuentwicklungen hinzugezogen. Es<br />

ist dann jedes Mal ein tolles Gefühl, wenn man<br />

die eigenen Ideen in Prototypen umgesetzt sieht.<br />

Für uns gehört Protolabs fest zum Team, wenn es<br />

darum geht, aus Ideen und Computermodellen in<br />

Windeseile hochfunktionale Produkte zu schaffen.<br />

DR. ALBERT WIMMER, Geschäftsführer,<br />

Isar Getriebetechnik KG<br />

Projekte konzentrieren und gleichzeitig von modernster Technologie<br />

profitieren.“<br />

Wo genau das neuartige Getriebe verbaut wird und wo das futuristische<br />

Flugobjekt zum Einsatz kommt, darf Albert Wimmer noch<br />

nicht verraten. Er ist sich aber sicher, dass es aufsehenerregend<br />

sein wird.<br />

Bilder: Aufmacher: bluedesign – stock.adobe.com,<br />

Sonstige: Proto Labs Germany GmbH<br />

www.protolabs.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 61


3D-DRUCK<br />

„MAGISCHE“<br />

3D-DRUCKBETTKLEBSTOFFE<br />

Essentium, Inc., ein führender Entwickler und<br />

Anbieter von 3D-Drucktechnologie für die additive<br />

Fertigung, hat Komplettklebstoffe für den<br />

3D-Druck auf den Markt gebracht. Diese sind<br />

speziell auf das Materialportfolio von Essentium<br />

und die 3D-Druckplattform Essentium High Speed<br />

Extrusion (HSE) zugeschnitten und sollen Herstellern<br />

eine zuverlässige Klebelösung für den<br />

3D-Druck im industriellen Maßstab bieten.<br />

Essentium arbeitete mit Magigoo, einem führenden<br />

Anbieter von Klebstofflösungen für 3D-Druckbetten,<br />

zusammen, um die Betthaftung<br />

verschiedener Polymere in technischer Qualität zu<br />

verbessern. Die Essentium-3D-Druckbettklebstoffe<br />

werden von Magigoo hergestellt und sind für die<br />

Arbeit mit beheizten Druckbetten ausgelegt. Die<br />

Klebstoffe kleben das auszudruckende Werkstück<br />

während des Druckens fest an seinem Platz und<br />

geben es dann „magisch“ frei, sobald das Bett<br />

abgekühlt ist. Dies ermöglicht ein konsistentes<br />

und zuverlässiges Drucken, ohne dass Rafts,<br />

Klebebänder, scharfe Chemikalien oder andere<br />

Lösungen verwendet werden müssen. Essentium<br />

führt mit der Gebindegröße 120 ml einen<br />

großvolumigen Klebstoff ein, um der wachsenden<br />

Nachfrage nach industriellen 3D-Druckteilen<br />

gerecht zu werden, die die heutigen Fabrikhallen<br />

grundlegend verändern. Die Klebstoffe sind<br />

lösungsmittelfrei und umweltfreundlich.<br />

www.Essentium3d.com<br />

HARZ ALS ERSATZ FÜR ABS<br />

Weerg, ein italienisches E-Commerce-Unternehmen,<br />

das CNC-Bearbeitung und<br />

3D-Drucke online anbietet, hat eine neue<br />

Produktionslinie für die Herstellung von<br />

3D-Harzdrucken in Betrieb genommen.<br />

Bisher war Nylon PA12 das Hauptmaterial<br />

der Abteilung für additive Fertigung des<br />

venezianischen Unternehmens. Die neuen<br />

Harzdrucke werden in zwei Versionen<br />

angeboten: ABS like grau und Tmax<br />

transparent. Dieses Material wird mit MSLA LED mit der exklusiven proprietären<br />

4KSPER-Technologie gedruckt. Die Technologie wurde von der internen Forschungs-<br />

und Entwicklungsabteilung entwickelt, indem bereits auf dem Markt<br />

vorhandene Systeme implementiert und neu ausgelegt wurden. Laut Anbieter<br />

gewährleitet das Harz mechanische Leistungen, die hinsichtlich Härte und<br />

Festigkeit mit dem bekannten ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) vergleichbar sind,<br />

und kann dafür in vielen Anwendungen effektiv als Ersatz eingesetzt werden. Die<br />

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

werden können, sind massiv und weisen ein gleichmäßiges Eigenschaftsprofil auf.<br />

Zu den mechanischen Eigenschaften komme noch die hohe Druckqualität, die<br />

auch bei einzelnen Details sehr präzise Resultate gewährleiste, so der Anbieter.<br />

Darüber hinaus eigne sich das Material aufgrund der extrem glatten Oberfläche<br />

für die Herstellung von Prototypen, Teilen und Funktionskomponenten im<br />

Automobil- und Mechanikbereich sowie für die Erstellung von ästhetischen<br />

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

gefragt, da sie im Gegensatz zu Schwarz oder Weiß, die zur Vergilbung neigen,<br />

eine hervorragende Basis für nachfolgende Veredelungen wie z. B. Lackierungen<br />

darstelle. Das transparente Harz in den Versionen glänzend (bereits online) und<br />

satiniert (demnächst erhältlich) bietet sich vor allem für Prototypen mit hohem<br />

ästhetischen Wert und für Komponenten an, die die Sichtbarkeit durch das Stück<br />

hindurch garantieren müssen.<br />

www.weerg.com<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2020</strong> im 51. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />

Redaktion<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

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

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Klein (mak),<br />

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

Redakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

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

Redaktionsassistenz: Melanie Lerch,<br />

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

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: p.weidt@vfmz.de,<br />

Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,<br />

E-Mail: u.winter@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

Gestaltung<br />

Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder,<br />

Anna Schätzlein<br />

Chef vom Dienst<br />

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Sales<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Heike Rauschkolb, Auftragsdisposition,<br />

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

Anzeigenpreisliste Nr. 50: gültig ab 1. Oktober 2019<br />

Leserservice:<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub <strong>10</strong>, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 13,50 (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement: Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten)<br />

Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

Verlag<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach <strong>10</strong>0465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-<strong>10</strong>0<br />

E-Mail: info@vfmz.de,<br />

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Head of Sales: Beatrice Thomas-Meyer<br />

Tel.: 06131/992-265, E-Mail: b.thomas-meyer@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Grazin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

Druck und Verarbeitung<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

Datenspeicherung<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige<br />

Informationen zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise<br />

von ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie<br />

über berufsbezogene Produkte und Dienstleistungen<br />

zu informieren. Dieser Speicherung und Nutzung kann<br />

jederzeit schriftlich beim Verlag widersprochen werden<br />

(vertrieb@vfmz.de).<br />

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge<br />

und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit<br />

der Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />

Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere<br />

das Recht zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art<br />

sowie entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung,<br />

das Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und<br />

Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke,<br />

das Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung,<br />

z. B. Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen<br />

Systemen, zur Veröffentlichung in Datennetzen<br />

sowie Datenträger jedweder Art, wie z. B. die Darstellung<br />

im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen,<br />

CD-ROM, CD und DVD und der Datenbanknutzung<br />

und das Recht, die vorgenannten Nutzungsrechte<br />

auf Dritte zu übertragen, d. h. Nachdruckrechte einzuräumen.<br />

Eine Haftung für die Richtigkeit des redaktionellen<br />

Contents kann trotz sorgfältiger Prüfung durch<br />

die Redaktion nicht übernommen werden. Signierte<br />

Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der Redaktion<br />

dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte kann<br />

keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />

der Einsender verfügt, und die nicht gleichzeitig<br />

an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht<br />

oder bereits veröffentlicht wurden.<br />

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Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />

zur Feststellung der Verbreitung von<br />

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />

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


GEDRUCKT MIT ZWEI FILAMENTEN<br />

Igus hat den 3D-Druckservice um Zwei-Komponenten-<br />

Drucker (2K) erweitert, über die sich verschiedene<br />

Materialeigenschaften kombinieren lassen. So können<br />

bei Einsatz zweier Filamente schmierfreie und<br />

hochstabile Bauteile in nur einem Schritt erzeugt<br />

werden. Erhöhte Flexibilität und eine beschleunigte<br />

Entwicklung von Prototypen, Ersatzteilen, Werkzeugen<br />

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

(FDM). Dabei fließen die geschmolzenen Kunststoffe jeweils durch eine<br />

eigene Druckdüse. Ein Wechsel ist während des Vorgangs jederzeit möglich, die<br />

Verschmelzung erfolgt an den Übergängen. „Es gibt aus geometrischer Sicht kaum<br />

Beschränkungen“, so Tom Krause, Leiter Additive Fertigung bei Igus. „Die Materialien<br />

können sich umschließen, ineinander verschränken und schichtweise abwechseln.“ Zum<br />

Filament-Portfolio von Igus zählen Schmier- und Hochleistungskunststoffe, unter<br />

anderem mit brandhemmenden, hygienesicheren, antistatischen Eigenschaften.<br />

www.igus.net<br />

NACHBEARBEITUNG:<br />

JE<strong>DER</strong> FORM GEWACHSEN<br />

Ob Funktionsprototyp, Klein- oder Mittelserie –<br />

nur in den seltensten Fällen kommen Werkstücke<br />

und hergestellte Teile einsatzbereit aus dem<br />

3D-Drucker. Verschiedenste Faktoren erfordern<br />

eine Nachbearbeitung der Teile, wie Dr. Gerd Fischer, Leiter der Entwicklungsabteilung bei<br />

dem Werkzeughersteller Lukas, näher erläutert: „Mithilfe der additiven Fertigung hergestellte<br />

Teile sind sehr häufig auf Stützstrukturen angewiesen. Nur so ist es möglich Teile<br />

Schicht für Schicht im Pulver aufzubauen. Diese Stützstrukturen müssen im Nachgang<br />

aber entfernt werden, um die Funktionalität des Werkstücks nicht zu beeinträchtigen.“<br />

Das Entfernen der Stützstrukturen erfordert meist den aufwendigen manuellen Einsatz<br />

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

z. B. zum Entfernen von Treppeneffekten an Schrägen und Radien, das Herstellen von<br />

Planflächen oder das Reinigen von Bohrungen und ein abschließendes Polieren erfordern<br />

viel Handeinsatz und möglichst flexible und dennoch präzise Werkzeuge“, so der Entwicklungsleiter<br />

weiter. „Bei der notwendigen Nachbearbeitung von additiv gefertigten Teilen<br />

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

Das umfangreiche Standard-Produktsortiment des Werkzeugherstellers umfasst knapp<br />

3 500 Produkte und beinhaltet Werkzeuge, die für die Nachbearbeitung von Werkstücken<br />

bestens geeignet sind. Darüber hinaus bietet der Werkzeugspezialist, der über 80 Jahre<br />

Erfahrung verfügt, auch kundenindividuelle Anpassungen und Lösungen an.<br />

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

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

Newsletter<br />

<strong>DER</strong> E-MAIL-SERVICE<br />

für Konstruktions leiter<br />

und Konstrukteure, Entscheider<br />

in disziplinübergreifenden<br />

Konstruktions- und<br />

Entwicklungs prozessen<br />

im Maschinenbau<br />

und in der Elektrotechnik.<br />

AKTUELLE INFORMATIONEN<br />

rund um die Themen<br />

Antriebstechnik, Fluidtechnik,<br />

Automatisierungs technik,<br />

CAD/CAM/PLM, Verbindungsund<br />

Werkstofftechnik<br />

sowie Konstruktionselemente.<br />

www.lukas-erzett.com<br />

NANOSILBER ERMÖGLICHT 3D-LASERDRUCK IN FARBE<br />

Preiswerter und kleiner sollen Laserdrucker für den<br />

Küchentisch werden – und farbig. Das hatte sich ein<br />

Team vom Center for Nanointegration (Cenide) der<br />

Uni Duisburg-Essen (UDE) zum Ziel gesetzt. „Statt<br />

den in der Industrie üblichen CO 2<br />

-Lasern setzen wir<br />

auf deutlich günstigere Diodenlaser“, erklärt<br />

Dr. Bilal Gökce aus der Technischen Chemie I der<br />

UDE. Pulver-Polymer, der Rohstoff für den Druck, ist<br />

weiß. Das bedeutet, dass es alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts reflektiert. Da hatten<br />

die Forscher eine Idee: Sie beschichteten die Pulverkörnchen mit Nanopartikeln aus Silber.<br />

Das weiße Polymer erschien nun gelb, und in Kombination mit einem Diodenlaser, dessen<br />

Strahlung besonders gut von gelben Objekten absorbiert wird, entstand der erste<br />

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

aus anderen Elementen. Als Bonus gibt es andere Charakteristika der Partikel<br />

wie die antibakterielle Wirkung von Silber oder magnetische Eigenschaften von Eisenoxid.<br />

www.uni-due.de<br />

AM<br />

Jetzt<br />

kostenlos<br />

anmelden!<br />

PULS<br />

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

TECHNIK !<br />

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SMART FACTORY<br />

GERÜSTET FÜR<br />

INDUSTRIE 4.0<br />

Vernetzte Maschinen und Anlagen, Informationen<br />

in Echtzeit und ein hoher Automatisierungsgrad –<br />

seit Jahren wird das Potenzial einer „smarten“<br />

Fabrik diskutiert. Ein Land, das in diesem<br />

Bereich eine Vorreiterrolle einnimmt, ist Taiwan.<br />

Wir haben vier Unternehmen interviewt,<br />

die Lösungen für die Fabrik der Zukunft bieten,<br />

die besonders smart und interessant sind.<br />

Bild: Yeong Chin Machinery Industries Co. Ltd<br />

EXKLUSIV<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

„WIR SIND NICHT NUR WERKZEUGMASCHINEN-<br />

HERSTELLER, SON<strong>DER</strong>N AUCH ANBIETER VON<br />

FERTIGUNGSLÖSUNGEN FÜR DIE SMARTE FABRIK“<br />

YCM (Yeong Chin Machinery Industries Co. Ltd.) wurde 1954 gegründet<br />

und hat sich auf die Herstellung von CNC-Bearbeitungszentren<br />

spezialisiert, die weltweit für ihre Präzision, Steifigkeit und<br />

Zuverlässigkeit bekannt sind. Heute umfasst das Sortiment an<br />

Werkzeugmaschinen mehr als 70 Marken und Modelle, die vielfältigste<br />

Anforderungen der Branche erfüllen. Das Produktportfolio<br />

reicht von 3- und 5-Achsen-Bearbeitungszentren über Doppelständer-<br />

und Horizontal-Bearbeitungszentren bis hin zu Mehrachs-<br />

Drehzentren. Sämtliche Maschinen werden inhouse entwickelt und<br />

gefertigt, d. h. Konstruktion und Design, das Gießen von Eisen für<br />

die Herstellung der Gussteile, die Bearbeitung, die Best-Practice-<br />

Montage, Qualitätsprüfung, Verpackung und Versand. Aber auch<br />

den neuen Anforderungen durch Industrie 4.0 begegnet das Unternehmen<br />

mit umfassenden Lösungen, die nicht nur digitale Transformation<br />

beschleunigen, sondern auch die Gesamtrentabilität<br />

verbessern.<br />

YCM verfügt über mehr als 60 Jahre Erfahrung im Werkzeugmaschinenbereich.<br />

Was zeichnet ihr Unternehmen aus?<br />

Autor: Dipl.-Ing. Nicole Steinicke, Chefredakteurin <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

Wir haben das Prinzip der schlanken Fertigung in all unsere Montagewerke<br />

integriert. Ein wesentliches Element hierbei ist unser<br />

eigenes „Pull-Produktionssystem“, d. h. die Maschinen werden<br />

aufgrund der Auftragssituation und Nachfrage hergestellt und nicht<br />

aufgrund von Prognosen. Nachgeschaltete Arbeitsgänge stellen<br />

dementsprechend die Anforderungen an vorgeschaltete Prozesse,<br />

z. B. hinsichtlich der erforderlichen Teile oder Materialien sowie<br />

wann und wo sie benötigt werden. Jede Montagestufe erfordert von<br />

unserem Fachpersonal Best-Practice-Erfahrung. Durch dieses<br />

Prinzip sind wir in der Lage, unsere Montageprozesse mit gleichbleibender<br />

Qualität sicherzustellen sowie die Fertigstellung und<br />

Auslieferung der Anlagen just-in-time zu gewährleisten.<br />

Sie unterstützen Unternehmen auf dem Weg zu einer Smart<br />

Factory. Welche Lösungen bieten Sie dazu an?<br />

Um Unternehmen den Sprung in die Industrie 4.0 zu ermöglichen,<br />

bieten wir intelligente Fertigungslösungen und konzentrieren uns<br />

dabei auf drei Schlüsselbereiche: Smart Automation, Smart Machines<br />

und Smart Management.<br />

Als erstes sehen wir die intelligente Automatisierung als einen<br />

wichtigen Schritt zur Erhöhung von Produktivität und Effizienz.<br />

Hier bieten wir Automatisierungslösungen für verschiedene Branchen<br />

wie unser leistungsstarkes NFX 5-Achsen-Bearbeitungszentrum<br />

sowie unser 6-achsiges Autopalettier-System. Letzteres eignet<br />

sich ideal für die Produktion von Misch- und Kleinserien. Unsere<br />

Lösungen lassen sich komfortabel einrichten und ermöglichen<br />

Bild: Yeong Chin Machinery Industries Co. Ltd<br />

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


SMART FACTORY<br />

eine sogenannte Lights-Out-Produktion, d. h. eine vollautomatische<br />

Produktion, die keine menschliche Anwesenheit vor Ort erfordert.<br />

Stattdessen lassen sich Anlagen und Maschinen über mobile<br />

Endgeräte von jedem Ort aus via Internet fernüberwachen und<br />

steuern.<br />

Ein weiteres Schlüsselelement der smarten Fertigung sind intelligente<br />

Maschinen. Durch unser Fachwissen in der Metallbearbeitung sind<br />

in unsere Software umfassende Funktionen eingebettet, die beispielsweise<br />

dafür sorgen, dass Maschinen in der Endbearbeitung<br />

eine höhere Profilgenauigkeit erreichen. Zudem bieten wir eine<br />

Wertschöpfungsanalyse des Bearbeitungsprozesses an, um Parameter<br />

zu optimieren und die Werkzeuglebensdauer zu erhöhen.<br />

Der dritte Faktor nach der Optimierung der Produktivität ist ein<br />

intelligentes Fabrikmanagement. Dadurch lassen sich Auslastung<br />

und Leistung aller Maschinen überwachen. Möglich ist dies mit<br />

unserem Smart-Manufacturing-System i-Direct, das Produktionsverantwortlichen<br />

den Echtzeit-Status der Produktion sowie ein<br />

tägliches Reporting bereitstellt.<br />

Werfen wir einen Blick auf die Automatisierungsplanung. Was<br />

ist Ihre Kernkompetenz in diesem Bereich? Wie unterstützen Sie<br />

Anlagenhersteller bei Design und Entwicklung?<br />

Wir sind in der Lage Industrieroboter, intelligente Werkzeugmaschinen,<br />

automatisierte Messtechnik, statistische Analysen und<br />

zentrale Steuerungssysteme als integriertes und ganzheitliches<br />

Anlagenkonzept zu gestalten. Somit lässt sich ein hoher Automatisierungsgrad<br />

erreichen, die Produktionsleistung verbessern<br />

und gleichzeitig die Zusammenarbeit zwischen Mensch und<br />

Maschine optimieren. Zum Einsatz kommt hierbei unser intelligentes<br />

Produktionsbetriebssystem HMI iProsMX mit benutzerfreundlicher<br />

grafischer Oberfläche. Sie beinhaltet die Standardfunktionen<br />

der Steuerungen von Fanuc, Siemens und Heidenhain<br />

und wurde um intelligente Funktionen erweitert, sodass<br />

Anwender ein verbessertes Betriebsergebnis errreichen können.<br />

www.ycmcnc.com<br />

„UNSER FOKUS SIND INTEGRIERTE LÖSUNGEN<br />

FÜR DIE MASCHINENAUSRÜSTUNG“<br />

Tongtai Machine & Tool Co., Ltd. wurde 1969 in Kaohsiung, Taiwan,<br />

gegründet und 2003 an der Börse notiert. Das Unternehmen<br />

konzentriert sich auf Schneidemaschinen und anspruchsvolle<br />

Verarbeitungstechnologien wie Ultraschall-unterstützte Zerspanung,<br />

Laserbearbeitung und 3D-Metall-Druck. Das Unternehmen<br />

verfügt über verschiedene Produktionslinien, darunter vertikale/<br />

horizontale Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Multitasking-<br />

Bearbeitungszentren sowie Geräte zur Herstellung von Metalladditiven.<br />

Tongtai verfügt über umfassendes Know-how im Bereich<br />

kompletter Produktionslinien, Automatisierung und in der<br />

Abwicklung von schlüsselfertigen Projekten. Was macht Ihre<br />

Lösungen so besonders?<br />

Tongtai verfügt über eine umfassende Produktpalette mit einer<br />

Vielzahl von vertikalen und horizontalen Bearbeitungszentren,<br />

CNC-Drehmaschinen, fünfachsigen Bearbeitungszentren usw.<br />

Mit 50 Jahren Erfahrung in der Produktindividualisierung und<br />

Konstruktion sowie in der Herstellung von Sondermaschinen sind<br />

wir in der Lage uns an den Bedürfnissen unserer Kunden zu orientieren.<br />

In der Automobilindustrie beispielsweise genießen wir das<br />

Vertrauen von Tier-1- und Tier-2-Herstellern und freuen uns<br />

TAIWAN IST STARK IN <strong>DER</strong><br />

PRODUKTION VON WERKZEUG-<br />

MASCHINEN, UND DEUTSCHLAND<br />

ZÄHLT HIER ZU DEN WICHTIGSTEN<br />

EXPORTMÄRKTEN<br />

daher über eine bereits langjährige Zusammenarbeit. Im Bereich<br />

der schlüsselfertigen Projekte sind wir in der Lage, lediglich aufgrund<br />

von Informationen zur Produktspezifikation und Kapazitätsanforderung<br />

alles Weitere in Eigenregie auszuführen. Dies reicht<br />

von der technischen Analyse, Anordnung der Fertigungslinie,<br />

Bild: Tongtai Machine & Tool Co.<br />

Konstruktion von Werkzeugen und Vorrichtungen über die<br />

Festlegung der Automatisierungstechnik bis hin zur Anwendungstechnik.<br />

Nach einer abschließenden Zertifizierung der CPK-Inspektionsanforderungen<br />

wird dann die fertige Produktionslinie zur<br />

Installation an den Kunden exportiert. Es ist also ein All-inclusive-Paket.<br />

Ein Unternehmen möchte eine neue Anlagen in ein bereits<br />

bestehendes Anlagenkonzept integrieren. Wie unterstützen<br />

Sie Entwickler und Designer in diesem Prozess?<br />

Tongtai hat sich auf den beratenden Verkauf fokussiert. Nach<br />

Auftragseingang werden zunächst die Anforderungen analysiert,<br />

anschließend werden Prozess und Verfahren mit dem Kunden<br />

besprochen und erste Lösungen aus unserem Portfolio vorgeschlagen.<br />

Danach kommen Entwickler und Designer hinzu. Während<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 65


SMART FACTORY<br />

des gesamten Entwicklungsprozesses arbeiten wir als Team mit<br />

unseren Kunden an der Gestaltung der Produktionslinie und an<br />

der Entscheidungsfindung.<br />

Wir verfügen über eine professionelle Design-Abteilung sowie<br />

über eine Anwendungsabteilung. Die Konstruktionsabteilung<br />

entwickelt Maschinenproduktionslinien, die exakt auf die Kundenanforderung<br />

abgestimmt sind. Der Konstrukteur führt eine Prozessanalyse<br />

für das Produkt durch, wählt die geeigneten Maschinen<br />

entsprechend aus und stellt Konfigurationsdiagramme zur Verfügung.<br />

Nachdem die Informationen vervollständigt sind, wird<br />

eine technische Überprüfung mit dem Kunden durchgeführt, um<br />

die Spezifikationen Punkt für Punkt zu überprüfen und den endgültigen<br />

Vorschlag festzulegen. Nach Abschluss der Maschinenmontage<br />

befasst sich die Anwendungsabteilung noch mit der<br />

Werkzeugeinstellung und dem Zusammenbau der Vorrichtungen.<br />

Das Projekt kann somit perfekt umgesetzt werden.<br />

Sie setzen auch auf additive Produktionsverfahren wie 3D-Druck,<br />

mit denen ein Modell direkt als physisches Bauteil hergestellt<br />

werden kann. Was sind die Vorteile dieser Technologie?<br />

3D-Druck eignet sich für hochkomplexe kundenspezifische<br />

Anpassungen und für verschiedene industrielle Anwendungen in<br />

der Medizintechnik, im Formenbau, in der Luft- und Raumfahrt,<br />

im Automobilbau sowie für kreative Produkte wie Schmuck.<br />

3D-Druck ist prädestiniert für die Fertigung kleiner Serien und<br />

erlaubt es, komplexe Geometrien während der Entwicklung neuer<br />

Produkte zu verifizieren.<br />

Tongtai hat eine vielseitige Forschungs- und Entwicklungsabteilung<br />

für 3D-Druck von Metall eingerichtet. Dafür haben wir eine<br />

Metallpulverbett-Schmelzmaschine der Serie AMP entwickelt.<br />

Sie verwendet einen Laserstrahl, um Pulver Schicht für Schicht zu<br />

Metallteilen mit hoher Dichte zu sintern. Diese einzigartige additive<br />

Verarbeitung wird durch traditionelle Methoden nicht eingeschränkt<br />

und so können Design-Ideen schnell umgesetzt werden,<br />

um die Produktionszeit zu verkürzen. Hierfür wurden wir bereits<br />

mit mehreren Auszeichnungen geehrt: der „AMP-250“ wurde mit<br />

dem Taiwan Excellence Silver Award 2016 ausgezeichnet, der<br />

„AMP-160“ mit dem Taiwan Excellence Gold Award 2018.<br />

www.tongtai.com.tw<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE EXKLUSIV<br />

„TRADITIONELLER MASCHINENBAU TRIFFT<br />

AUF MO<strong>DER</strong>NE PRODUKTION“<br />

Traditioneller Maschinenbau trifft auf moderne Produktion – so<br />

lässt sich das Unternehmen Kao Ming in wenigen Worten beschreiben.<br />

Die Geschichte von Kao Ming begann 1968 mit der Produktion<br />

von Dreharm-Bohrbetten. Heute gehört das Unternehmen zu den<br />

führenden im Bereich der Bearbeitungszentren für Portalmaschinen.<br />

Kao Ming war auch der erste Anbieter aus Taiwan, der in den chinesischen<br />

Markt eintrat. Produkte sind z. B. Doppelständer-Bearbeitungszentren,<br />

hydraulische Radialbohrmaschinen und Bearbeitungszentren<br />

ohne Werkzeugwechselsystem. Das Unternehmen verfügt<br />

derzeit über Vertriebsstandorte in Europa, einschließlich Deutschland,<br />

Amerika und Asien.<br />

Was zeichnet Ihre Werkzeugmaschinen aus und was macht sie<br />

so besonders?<br />

Aufgrund des Steifigkeitsproblems ist es schwierig, mit unterschiedlich<br />

großen Bearbeitungszentren eine stabile und dauerhafte<br />

Bild: Kao Ming Machinery<br />

Industrial Co.<br />

Bearbeitung auf großen Maschinen zu erreichen. Kao Ming<br />

konzentriert sich seit über einem halben Jahrhundert auf die<br />

Herstellung sehr großer Doppelsäulen-Bearbeitungszentren.<br />

Durch präzise Schabetechniken kann unsere Maschine über<br />

30 Jahre lang eingesetzt werden. Im Zuge des Marktwandels und<br />

dank unseres Erfahrungsschatzes bieten wir heute über 250 verschiedene<br />

Größen und Typen kundenspezifischer Maschinen an.<br />

In welchen Anwendungen werden Ihre Werkzeugmaschinen<br />

eingesetzt? Können Sie uns ein Beispiel nennen und was sind<br />

die Vorteile?<br />

Es gibt zwei verschiedene Typen von Kao-Ming-Doppelständer-<br />

Maschinen: Box-Way- und Linear-Way-Bearbeitungszentren. Sie<br />

sind mit einem großen Lastwagen und einem Sportwagen zu vergleichen.<br />

Das heißt, die eine Maschine ist langsam, kann aber<br />

schwere und sehr groß dimensionierte Güter transportieren. Die<br />

andere Anlage ist schnell, kann jedoch keine schweren Gussteile<br />

laden. Das Box-Way-Bearbeitungszentrum wird für die Schwerund<br />

Schruppbearbeitung eingesetzt, ist nicht schnell im Vorschub,<br />

erzielt aber eine hohe Abtragsleistung. Um eine möglichst<br />

flexible Fertigung zu erzielen, ist unsere größte Maschine 14 m<br />

lang. Eingesetzt werden derartige Bearbeitungszentren u. a. für<br />

die Herstellung von Flugzeugfahrwerken und Eisenbahnen in<br />

Taiwan, Indien und in den USA sowie für den Formenbau in der<br />

Automobilindustrie bei Land Rover, Maserati und Porsche.<br />

Was ist charakteristisch für Ihre Linearführungsmaschinen?<br />

Unsere Linearführungsmaschinen sind für das Feinfräsen vorgesehen.<br />

Sie müssen daher schnell, genau und wärmereduzierend<br />

arbeiten. Um die geforderte Schnelligkeit und Genauigkeit zu<br />

erreichen, sind die drei Achsen nicht nur mit einer übergroße,<br />

maximal vorgespannte Rollenführung in V3-Qualität und mit<br />

maximaler Vorspannung ausgestattet, sondern auch mit einer<br />

Hochgeschwindigkeitsspindel mit <strong>10</strong> 000 bis 15 000 min -1 .<br />

Einsatzgebiete sind der Formenbau in der Automobilindustrie,<br />

der Kunststoffspritzguss sowie allgemeine Hochgeschwindigkeitsfertigungen.<br />

www.kaoming.com<br />

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


SMART FACTORY<br />

„UNSERE ZUKUNFT LIEGT IN <strong>DER</strong> INTELLIGENTEN<br />

AUTOMATISIERUNG UND IM EINSATZ KÜNSTLICHER<br />

INTELLIGENZ IN MASCHINEN UND ANLAGEN“<br />

Ltd. Chin Fong Machine Industrial Co., Ltd. wurde 1948 gegründet<br />

und ist heute der viertgrößte Hersteller von mechanischen Pressen<br />

weltweit sowie der größte in Taiwan. Die Vision des Unternehmens<br />

ist, der weltweit führende Anbieter von Umformtechnologien zu<br />

werden. Chin Fong setzt Maßstäbe in der intelligenten Fertigung<br />

und hat mehrere neue Entwicklungen auf den Markt gebracht.<br />

Automatisiert und intelligent ist Ihre Antwort auf die neuen<br />

Anforderungen der Maschinenhersteller. Welchen Weg<br />

bestreiten Sie hin zur intelligenten Fertigung?<br />

Aufgrund der von Deutschland initiierten Industrie 4.0 und der<br />

rasanten Entwicklung der IoT- und KI-Techniken sind die Themen<br />

Smart Factory, Smart Manufacturing und Digital Transformation<br />

kontinuierlich populärer geworden. Und viele Unternehmen<br />

denken mittlerweile darüber nach, wie sie ihre Fertigungslinie<br />

Bild: Chin Fong Machine<br />

Industrial Co.<br />

DIE TAIWANESISCHE INDUSTRIE<br />

BEGEGNET DEN AUFGABEN <strong>DER</strong><br />

ZUKUNFT SEHR AGIL, VOR<br />

ALLEM IM BEREICH<br />

INTELLIGENTER<br />

SYSTEME UND<br />

VERNETZTER<br />

STRUKTUREN IN<br />

PRODUKTION<br />

UND FERTIGUNG.<br />

NICOLE STEINICKE,<br />

Chefredakteurin<br />

verbessern können, die Effizienz steigern und ihr Leistungsmanagement<br />

durch komfortable und schnellere Tools fördern. Um weiterhin<br />

wettbewerbsfähig zu bleiben, ist es unabdingbar in intelligente<br />

Technologien und Automatisierungstechnik zu investieren.<br />

Wir haben jahrzehntelange Erfahrung im Druckmaschinenbau<br />

und wissen um die Vorteile moderner Technologien. Daher haben<br />

wir schon damit begonnen, großen Produktionslinien mit Automatisierungstechnik<br />

auszustatten. Dazu haben wir ein Kompetenzzentrum<br />

Automatisierung gegründet, und können somit Kunden<br />

bei der Entwicklung ihrer Anwendung hinsichtlich Automatisierung<br />

von z. B. Robotern, FTF, ARV und AOI unterstützen.<br />

Welche Elemente gehören für Sie zu einer Smart Factory?<br />

Im Jahr 2016 haben wir fünf Elemente formuliert: Produkte, Gerätetypen,<br />

Fabrik-, Management und Service. 2019 haben wir unsere<br />

eigenen Erfahrungen in eine Entwicklung umgesetzt: das Umformsystem<br />

iForming. Gleichzeitig haben wir das sogenannte<br />

iForming PMS (Productivity Management System) entwickelt,<br />

e in Softwareprodukt, das Kunden dabei unterstützt, intelligente<br />

Anwendungen komfortabel zu implemtieren.<br />

Welche Ziele verfolgen Sie mit ihrer virtuellen Fabrik „Chin Fong<br />

AR Virtual Factory“, in der Augmented-Reality-Techniken zum<br />

Einsatz kommen?<br />

Gegenwärtig verfolgen wir drei Ziele für die virtuelle AR-Fabrik.<br />

Erstens hat der Anteil an Design und Fertigung von Großgeräten<br />

zugenommen, jedoch ist es für solche Großgeräte schwierig, eine<br />

vollständige Präsentation auf einer 3D-Zeichnung zu erstellen.<br />

Daher nutzen wir die virtuelle AR-Fabrik, um die Gesamtkonfiguration<br />

einer Produktionslinie mit unseren Kunden zu besprechen<br />

und zu planen. Zweitens: Nachdem Siemens und GE den Digital<br />

Twin im Jahr 2016 bei den jährlichen Trend-Highlights präsentierten,<br />

haben auch wir die Gelegenheit genutzt, iForming zu entwickeln<br />

und mit AR zu kombinieren. Wir können somit alle Geräte<br />

und Anlagen kontinuierlich überwachen, dadurch die Entscheidungsfindung<br />

optimieren, den Durchsatz in der Fabrik steigern<br />

und so den Digital Twin ermöglichen. Drittens: Wir erwarten,<br />

dass sich die Arbeits- und Lebensweise der Menschen in Zukunft<br />

stark verändern wird und möchten weiteren Anwendungen<br />

gegenüber offen sein.<br />

Eine smarte Fabrik ist aber sicher nicht nur in Zeiten der Covid-19-<br />

Pandemie hilfreich. Wird Sie auch zukünftigen Anforderungen<br />

einer modernen Fertigung gerecht?<br />

Die größte Herausforderung angesichts von Covid-19 besteht<br />

darin, dass Menschen aufgrund von Social Distancing und Quarantäne<br />

nicht in der Fertigung und Produktion arbeiten können.<br />

Somit sind die Bedienbarkeit aus der Ferne, möglichst durchgängig<br />

vernetzte Strukturen und autark arbeitende Systeme derzeit<br />

die beste Lösung. Für die Zukunft wird sich die Entwicklung der<br />

Industrie 4.0 oder Smart Factory fortsetzen. Die Covid-19-Pandemie<br />

ist nur ein Katalysator dieses Trends. Viele High-Tech-Branchen wie<br />

die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) und<br />

viele große Automobil- und Elektronikfabriken haben bereits mit<br />

der Implementierung der Smart Factory begonnen. Die meisten<br />

kleinen und mittleren Unternehmen sind noch verunsichert und<br />

haben nicht unbedingt das finanzielle Polster. Dennoch wird es<br />

Zeit, sich den Herausforderungen der Zukunft zu stellen. Wir<br />

sind bereit.<br />

www.chinfong.com<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2020</strong>/<strong>10</strong> 67


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

c.nawrath@vfmz.de<br />

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

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