Mobile Maschinen 6/2020
Mobile Maschinen 6/2020
Mobile Maschinen 6/2020
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77221<br />
06 NOVEMBER <strong>2020</strong><br />
Organ des Forums<br />
<strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> im VDMA<br />
ROBUST ■ STARK ■ SMART<br />
LANDWIRTSCHAFT 4.0<br />
DURCH ROBOTIK<br />
Unkrautroboter stellt punktgenauen Herbizideinsatz sicher<br />
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ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />
FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />
TITELSTORY<br />
28 I AX-KOLBENPUMPEN<br />
UND -MOTOREN<br />
Nachteile von Kolben-pumpen? Ausgemerzt!<br />
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Vereinigte Fachverlage GmbH . Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz . Telefon: 06131/992-0 . Telefax: 06131/992-100<br />
E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.vereinigte-fachverlage.de<br />
„O+P“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz
DIE DIGITALE SICHERHEIT<br />
IM AUGE BEHALTEN<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
während der Konstruktion, der Produktion und dem Einsatz<br />
mobiler Arbeitsmaschinen fallen ungeheure Datenmengen an.<br />
Diese Datenmengen zu sammeln und zu analysieren bietet den<br />
<strong>Maschinen</strong>herstellern die Möglichkeit eine noch stärker an den<br />
Marktbedürfnissen orientierte Entwicklung zu betreiben. Zudem<br />
lassen sich Prozesse in der Logistik besser strukturieren, organisieren<br />
und effizienter gestalten. Was sich bis hierhin für die<br />
Unternehmen durchweg als Erfolg versprechend anhört, hat aber<br />
auch seine Kehrseiten. Die Daten wecken Begehrlichkeiten<br />
außerhalb der eigenen Firmenorganisation. Jeden Tag finden im<br />
weltweiten Internet Cyber-Angriffe statt, die bei den betroffenen<br />
Unternehmen immense Schäden anrichten können. Und Corona<br />
hat die Cyber-Gefährdungslage noch verschärft. Im Zuge der<br />
Corona-Virus-Pandemie arbeiten viele Menschen mobil. Bei der<br />
raschen Umsetzung der erforderlichen Maßnahmen spielte die<br />
IT- und Datensicherheit vielfach nur eine untergeordnete Rolle. In<br />
der akuten Situation habe ich dafür durchaus Verständnis.<br />
Nachdem sich aber vieles eingespielt hat, gilt es nun, dieses neue<br />
Normal nachhaltig und sicher zu gestalten. Nur so schaffen wir es,<br />
dass Cyber-Kriminelle nicht zu den großen Gewinnern der Covid-<br />
19-Pandemie gehören werden.<br />
Ihr<br />
Winfried Bauer<br />
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TITELBILD<br />
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INHALT<br />
12<br />
BAUMASCHINEN<br />
LANDMASCHINEN<br />
FORSTMASCHINEN<br />
FÖRDERTECHNIK<br />
KOMMUNAL- UND SPEZIALFAHRZEUGE<br />
24<br />
36<br />
WÄLZLAGER<br />
„Elektrifizierung“ von Landmaschinen stellt<br />
hohe Anforderungen an Fett und Abdichtung<br />
GETRIEBE FÜR E-MOTOREN<br />
Früh die Zeichen der Zeit erkannt<br />
4 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
TITELSTORY<br />
06 Punktgenaue Herbizidapplikation per Unkrautroboter<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
10 CMM: Schaufenster für innovative mobile<br />
<strong>Maschinen</strong>- und Mobilitätslösungen<br />
SMART<br />
12 Einsatzsicherheit durch KI-gestützte Daten<br />
16 Was bei Komponenten für H 2<br />
-Antriebe<br />
zu beachten ist<br />
20 6-Achs-Bewegungserfassung für mobile <strong>Maschinen</strong><br />
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ROBUST<br />
24 „Elektrifizierung“ von Landmaschinen stellt hohe<br />
Anforderungen an Fett und Abdichtung<br />
28 Gesteigerte Transportkapazität per<br />
Gewichtseinsparung<br />
32 Perfekt sitzende Schutzelemente sichern<br />
Abgasturbolader bei Transport und Lagerung<br />
STARK<br />
36 Früh die Zeichen der Zeit erkannt<br />
40 Automatisierung von hydraulisch angetriebenen<br />
Erdbewegungsmaschinen – Teil I<br />
SERVICE<br />
03 Editorial<br />
43 Impressum<br />
Marktplatz auf den Seiten 09, 15, 23, 43<br />
< Einfache Handhabung<br />
< Integrierte Sicherheitstechnik<br />
< Schnellere Entwicklung
KUNSTSTOFFGELENKKÖPFE<br />
PUNKTGENAUE<br />
HERBIZIDAPPLIKATION<br />
PER UNKRAUTROBOTER<br />
6 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Das Schweizer Start-up Ecorobotix<br />
hat als erste Eigenentwicklung einen<br />
Unkrautbekämpfungsroboter<br />
entwickelt, der autonom über die<br />
Felder fährt und dabei gezielt Unkraut<br />
vernichtet. In diesem Roboter sind<br />
die schmiermittelfreien Igubal-<br />
Gelenkköpfe des Unternehmens<br />
Igus eingesetzt.<br />
Das Unternehmen Ecorobotix wurde 2014<br />
mit dem Ziel gegründet, Landwirtschaftsmaschinen<br />
zu entwickeln, die weniger<br />
Energie verbrauchen und Umweltbelastungen<br />
reduzieren. Die Lösungen des Start-ups<br />
sollen zu einer umweltfreundlichen Landwirtschaft<br />
beitragen, die sich auf Boden- und Wasserschutz<br />
konzentriert und ein Minimum an Energie verbraucht.<br />
Das Ziel von Ecorobotix ist, genaue, sichere,<br />
zuverlässige und erschwingliche Roboterlösungen<br />
anzubieten, die u. a. das Arbeitsleben der Landwirte<br />
vereinfachen.<br />
BEWEGLICHKEIT DER ROBOTERARME<br />
Der Unkrautvernichtungsroboter wiegt rund 130 kg,<br />
bewegt sich selbstständig, orientiert und positioniert<br />
sich per GPS und Kamera. Die Kamera ermöglicht<br />
dem Roboter zudem, sich an den Pflanzenreihen<br />
auszurichten. Mithilfe eines Bilderfassungssystems<br />
erkennt der Unkrautroboter, ob und wo sich das<br />
Unkraut befindet. Hat der Roboter ein Unkraut<br />
identifiziert, sprüht dieser über zwei Roboterarme<br />
punktgenau eine Mikrodosis Herbizid auf das<br />
Unkraut. Damit die beiden Roboterarme die nötige<br />
Beweglichkeit haben, kommen Gelenkköpfe von<br />
Igus zum Einsatz.<br />
Die eingesetzten Igubal-Gelenkköpfe sind korrosionsbeständig<br />
und halten Temperaturen von –40 bis<br />
+200 °C stand. Außerdem sind sie resistent gegen Medien,<br />
UV-Strahlen, radioaktive Strahlung, Schmutz<br />
und Staub. Und anders als ihre Pendants aus Metall<br />
www.mobile-maschinen.info <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 7
Die Gelenkköpfe sind wartungsfrei, korrosionsbeständig,<br />
kostengünstig und besitzen ein hohes<br />
Dämpfungsvermögen<br />
sind die Gelenkköpfe in der Lage, Schwingungen zu absorbieren. Die<br />
Gelenkköpfe sind außerdem leicht, kostengünstig und robust.<br />
Für die exakte Positionierung ist der Roboter mit einem RTK-GPS<br />
ausgestattet. Kontrolliert und konfiguriert wird das Fahrzeug vollständig<br />
durch eine Smartphone-Applikation. Der Solarbetrieb<br />
macht den Roboter völlig autark in der Energieversorgung, selbst<br />
bei bedecktem Himmel. Aufgrund der Anpassung der Fahrgeschwindigkeit<br />
an die Dichte des Unkrautvorkommens, ist der Roboter<br />
eher für Felder mit einer geringen bis mittleren Unkrautdichte geeignet.<br />
Ecorobotix empfiehlt seine Verwendung ergänzend zu einem<br />
ersten herkömmlichen Herbizideinsatz. Durch die genaue Erkennung<br />
und das gezielte Besprühen des Unkrauts sollen laut Ecorobotix<br />
90 % weniger Herbizide als bei einer herkömmlichen Behandlung<br />
eingesetzt werden.<br />
SCHMIERMITTELFREIHEIT ERMÖGLICHT<br />
WARTUNGSFREIEN EINSATZ<br />
Einmal eingebaut, brauchen die Tribo-Polymerlager keine Beachtung<br />
mehr, da Wartungseinsätze aufgrund der Schmiermittelfreiheit<br />
überflüssig sind. Die Igubal-Gelenklager sind außerdem ohne<br />
Dichtung resistent gegen Schmutz und Staub. Im Gegensatz zu<br />
geschmierten Metalllagern bilden sich keine Verharzungen oder<br />
pastenartige Gemische, die Schmutz an die Lagerstelle binden. Die<br />
Gleitlager der Igubal-Lagerelemente kommen auch bei starken Verschmutzungen<br />
ohne Dichtung aus. Das gilt für Feinstäube sowie für<br />
groben Schmutz. Abgesehen davon sind Polymergelenklager im<br />
Vergleich zu Metalllagern um bis zu 80 % leichter. Bei dem Roboter<br />
von Ecorobotix sind pro Roboterarm zwölf Gelenkköpfe montiert.<br />
Das unterstützt die Leichtbaukonstruktionen und führt zu einem<br />
geringeren Energieverbrauch, welcher in diesem Fall durch den<br />
Solarbetrieb ein wichtiges Kriterium war.<br />
Im Iglidur- und Igubal-Testbereich von Igus werden Lager und<br />
Werkstoffe auf Beanspruchung sowie Verschleiß- und Reibungseigenschaften<br />
geprüft. Weitere Parameter wie hohe und niedrige<br />
Temperaturen, hohe Belastungen und Geschwindigkeit werden je<br />
nach Test angepasst. Im Testlabor befinden sich rund 50 Versuchsanlagen,<br />
an denen mehr als 300 parallel laufende Untersuchungen<br />
durchgeführt werden – und gleichzeitig jährlich rund<br />
11 300 tribologische an den rund 250 neu entwickelten Kunststoffcompounds.<br />
Die neuen Rezepturen werden äußeren Einflüssen<br />
sowie verschiedenen Bewegungsrichtungen und Belastungen –<br />
rotierend, schwenkend, linear, walkend – ausgesetzt.<br />
Bilder: Igus<br />
www.igus.de<br />
DIREKTER KONTAKT<br />
Uwe Sund<br />
Branchenmanager Agrartechnik<br />
usund@igus.de<br />
8 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
KOMBINIERTER WEG- UND NEIGUNGSSENSOR<br />
In vielen Anwendungen<br />
müssen sowohl lineare Position<br />
als auch Neigung bestimmt<br />
werden. In der Regel werden<br />
dafür zwei verschiedene<br />
Sensoren eingesetzt, auch<br />
wenn Weg und Neigung an<br />
derselben Stelle der Maschine<br />
gemessen werden. Die kombinierte<br />
Messung mithilfe eines<br />
einzigen Sensors spart Kosten,<br />
Bauraum sowie Verkabelungsund<br />
Montageaufwand. Der Posiwire Wegseil-Sensor WST85 von<br />
ASM bietet eine solche kombinierte Weg- und Neigungsmessung.<br />
Die Wegmessung mittels Wegseil-Technologie ist mit berührungsloser,<br />
magnetischer Multihall-Encoder-Technologie ausgestattet<br />
und damit sehr robust. Die Neigungsposition wird durch<br />
einen integrierten Neigungssensor auf Basis von MEMS-Technologie<br />
bestimmt. Der Sensor misst lineare Position bis 6 000 mm und<br />
Neigung im Bereich ± 180° in einer Achse. Er ist mit Digitalausgang<br />
CANopen verfügbar und erreicht eine Linearität bis zu<br />
± 0,05 % des Messbereiches, der Neigungssensor bis zu 0,05°. Der<br />
Sensor hat die Schutzklasse IP67/IP69. Für Sicherheitsanwendungen<br />
ist er mit redundanter Elektronik erhältlich.<br />
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INTERNET: www.mobile-maschinen.info<br />
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Projektabwicklung
Das H´Up ist eine multifunktionale Eventlocation mit<br />
fest installiertem, aber variablem Streaming-Studio<br />
CMM: SCHAUFENSTER FÜR<br />
INNOVATIVE MOBILE MASCHINEN-<br />
UND MOBILITÄTSLÖSUNGEN<br />
Ein wichtiger Baustein für die Zukunft von Industrie 4.0 sind vernetzte und autonome,<br />
mobile Arbeitsmaschinen, denn die vierte industrielle Revolution macht nicht an der<br />
stationären Maschine halt. Mit einer Vernetzung mobiler <strong>Maschinen</strong> entstehen neue<br />
Mehrwerte und Effizienzpotenziale im industriellen Raum, die eine wichtige Rolle in<br />
der zukünftigen Orchestrierung von zum Beispiel Produktionssystemen spielen<br />
werden. Vor diesem Hintergrund beleuchtet die Kongressmesse „Connected mobile<br />
Machines & Mobility“ (CMM) aktuelle technische Entwicklungen, diskutiert<br />
Herausforderungen und präsentiert Best Practices, rechtliche Rahmenbedingungen,<br />
Aspekte wie Daten- und Systemsicherheit, Interoperabilität von Netzen und Systemen<br />
sowie die Möglichkeiten neuer Geschäftsmodelle.<br />
10 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Die Digitalisierung von <strong>Maschinen</strong> und Fahrzeugen<br />
wird ein entscheidender Treiber für innovative<br />
– und auch disruptive – mobile <strong>Maschinen</strong>und<br />
Mobilitätslösungen sein. Vor allem die Vernetzung<br />
von Fahrzeugen ist ein hoch innovatives und<br />
volkswirtschaftlich relevantes Thema. Um dem Rechnung<br />
zu tragen, haben die Deutsche Messe AG und der VDMA<br />
Elektrische Automation die Kongressmesse „Connected<br />
mobile Machines & Mobility“ (CMM) ins Leben gerufen.<br />
Positioniert werden soll die Veranstaltung, die für den<br />
1. und 2. Dezember <strong>2020</strong> terminiert ist, als ein bedeutsames<br />
internationales Schaufenster und europäisches Gravitationszentrum.<br />
CMM SOLL ALS HYBRIDE MESSE<br />
IM NEUEN H´UP STARTEN<br />
Angesichts anhaltender Covid-19-Restriktionen soll die<br />
CMM als Hybrid-Veranstaltung durchgeführt werden. Davon<br />
gingen zumindest die Planungen der Messegesellschaft<br />
bis zum Redaktionsschluss am 6. November der vor<br />
Ihnen liegenden Ausgabe aus. Als eine der ersten Veranstaltungen<br />
der Deutschen Messe AG sehen die aktuellen<br />
Planungen eine Nutzung der neuen Eventlocation H‘Up<br />
auf dem Messegelände in Hannover vor. Das H´Up ist eine<br />
multifunktionale Eventlocation mit fest installiertem, aber<br />
variablem Streaming-Studio. Zur Verfügung stehen dort<br />
mehrere Bühnen und verschiedene Kulissen, die Live-Präsentationen<br />
und die Voraussetzungen für Streamings<br />
schaffen. Die Gestaltung und die Nutzung des H´Up geschieht<br />
unter konsequenter Beachtung der aktuell geltenden<br />
Hygienestandards.<br />
Einige der teilnehmenden Firmen und Sprecher werden<br />
sich live vor Ort in der Halle und auf der Bühne präsentieren.<br />
Darüber hinaus werden weitere Partner per Live-<br />
Stream zugeschaltet. Besucher können „corona-konform“<br />
live im H´Up an der Konferenz teilnehmen und sich mit<br />
Sprechern, Firmenvertretern und anderen Teilnehmern<br />
austauschen. Oder sie verfolgen das Geschehen im Live-<br />
Stream am Bildschirm zu Hause und können so von dem<br />
ca. 40-stündigen Konferenzprogramm, bestehend aus ca.<br />
100 Vorträgen, Gesprächsrunden, Interviews und Pitches<br />
partizipieren.<br />
Die Deutsche Messe AG und der VDMA möchten mit der<br />
CMM langfristig eine Plattform in Europa etablieren, die<br />
Schlüsseltechnologien für die Umsetzung von Industrie 4.0<br />
für mobile <strong>Maschinen</strong> und Anwendungen sowie bestehende<br />
Initiativen, z. B. umati/OPC UA, Industrial Digital Twin<br />
Association sowie 5G und KI, aus der Perspektive der mobilen<br />
<strong>Maschinen</strong> adressiert. Dass dieses Ziel durchaus realistisch<br />
ist, zeigen u. a. die Zugriffszahlen auf den Live-Stream<br />
der im vergangenen Jahr durchgeführten Vorgängerveranstaltung<br />
5G CMM Expo: Mehr als 30 000 Zugriffe wurden<br />
seinerzeit registriert. Da bei der CMM <strong>2020</strong> aber nicht nur<br />
der Mobilfunkstandard 5G im Fokus steht, sondern alle<br />
Technologien, die die Vernetzung mobiler <strong>Maschinen</strong> und<br />
Fahrzeuge vorantreiben, war die Verkürzung des Namens<br />
auf CMM nur eine logische Konsequenz.<br />
ABDECKUNG DES GANZEN ÖKOSYSTEMS<br />
UND VERNETZUNG ALLER STAKEHOLDER<br />
„Dem Anspruch der europäischen Plattform trägt ferner<br />
der Sachverhalt Rechnung, dass die CMM das komplette<br />
Ökosystem abdeckt und alle Stakeholder vernetzt“, so Dr.<br />
Reinhard Heister, Geschäftsführer VDMA e. V. Elektrische<br />
Automation, im Gespräch mit der Redaktion <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong>.<br />
Als Networking- sowie Innovations- und Austauschplattform<br />
sollen Unternehmensverantwortliche und<br />
Mitarbeiter aus Produktentwicklung und -management,<br />
Business Development, Facility Management sowie<br />
Einkauf und Forschung unterschiedlicher Branchen<br />
angesprochen werden. Dazu gehören u. a. die Bereiche<br />
<strong>Maschinen</strong>- und Anlagenbau mobiler Systeme,<br />
Automotive, Agrar, Gesundheitswesen, Handel, Logistik,<br />
Luft- und Raumfahrt, Smart City sowie Ver- und Entsorgung.<br />
Die Teilnehmer haben die Möglichkeit sich<br />
über das Angebot von Komponentenherstellern,<br />
Dienstleistern, <strong>Maschinen</strong>bauern sowie OEMs und<br />
Endanwendern zu informieren. Auf den Punkt gebracht<br />
richtet sich die Veranstaltung an all die Personen, welche<br />
die Entwicklung und Vernetzung mobiler <strong>Maschinen</strong><br />
und Fahrzeuge vorantreiben und diejenigen, welche<br />
diese Technologien in ihren Unternehmen einsetzen<br />
und davon profitieren wollen. Thematisch gegliedert<br />
ist das Programm in die Felder: Anwendungen,<br />
Komponenten, Konnektivität, Unmanned Vehicles sowie<br />
Vernetzte Verkehrssysteme und What´s Next. Im<br />
Mittelpunkt stehen dabei u. a. Antworten auf die Fragestellungen<br />
der Automatisierung, Produktionssteuerung,<br />
Sicherheit, Künstlichen Intelligenz, Videoüberwachung<br />
und Embedded Systems.<br />
Die Organisatoren wollen mit ihrem Angebot den Teilnehmern<br />
gezielten Zugang zu Entscheidern, Anbietern<br />
und Anwendern verschaffen, die auf der Suche nach intelligenter<br />
Technik für den mobilen Einsatz und Geschäftspartnern<br />
sind. Neben neuen technischen Entwicklungen<br />
sollen an den beiden Tagen aber auch die Beschäftigung<br />
mit Ansätzen für neue Geschäftsmodelle<br />
nicht zu kurz kommen.<br />
WB<br />
Bilder: Aufmacherfoto Apinan – stock.adobe.com, Deutsche Messe;<br />
Bearbeitung: VFV Layout<br />
www.cmm-expo.com<br />
Connected mobile<br />
Machines & Mobility<br />
www.mobile-maschinen.info <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 11
TELEMETRIELÖSUNGEN<br />
EINSATZSICHERHEIT DURCH<br />
KI-GESTÜTZTE DATEN<br />
Landwirte arbeiten schon seit Jahren vernetzt.<br />
Das hauseigene Telemetriesystem JDLink ermöglicht<br />
die Datenübertragung und den Datenaustausch<br />
zwischen <strong>Maschinen</strong>, Vertriebspartnern und<br />
Betriebsleiter. Dadurch können <strong>Maschinen</strong> in Echtzeit<br />
überwacht und proaktiv gewartet werden. Inzwischen<br />
geht John Deere sogar einen Schritt weiter und kann<br />
Fehler verhindern, bevor diese auftreten.<br />
Autor: Matthias Steiner, Customer Support Director, John Deere, Mannheim
Der Agrarsektor war einer der ersten, der im großen Stil<br />
cloudbasierte Tools nutzte. Für Unternehmen verschiedener<br />
Branchen ist proaktive Unterstützung der Anwender<br />
mithilfe <strong>Maschinen</strong>daten ein Teil des Serviceprozesses geworden.<br />
Abseits vom Acker – auf dem Asphalt – werden Telemetriesysteme<br />
schon seit Jahren genutzt. Pkws und Lkws senden als Teil<br />
einer Flotte Daten zur Torsion, Temperatur, Leistung und weiteren<br />
Messwerten an den Fahrer oder Fuhrparkmanager. Doch nur wenige<br />
nutzen die Möglichkeiten dieser Systeme vollumfänglich.<br />
ANALYSE UND AUSWERTUNG<br />
DER MASCHINENDATEN<br />
Seit dem Baujahr 2012 rüstet John Deere Landmaschinen<br />
– von Erntemaschinen bis hin zu Traktoren – mit<br />
dem JDLink-Telemetriesystem aus. So ist es dem<br />
Landwirt möglich, den Zustand seiner <strong>Maschinen</strong><br />
zu jeder Zeit von unterwegs zu überwachen und<br />
deren Informationen in seiner persönlichen digitalen<br />
Steuerungszentrale, dem Operations<br />
Center, in der Cloud abzufragen. Dort laufen<br />
alle <strong>Maschinen</strong>daten des Fuhrparks zusammen.<br />
Diese Daten bilden auch die Grundvoraussetzung<br />
für KI-gestützte Dienstleistungen<br />
von John-Deere-Vertriebspartnern.<br />
Mittlerweile sind mehr als 50 000 <strong>Maschinen</strong><br />
von John Deere mit einer aktiven<br />
Lizenz für JDLink ausgestattet. Wenn der<br />
Anwender seine Einwilligung erteilt hat,<br />
können die über JDLink bereitgestellten<br />
<strong>Maschinen</strong>daten automatisch weiter analysiert<br />
und ausgewertet werden, um Einblicke in<br />
die jeweilige maschinelle Beanspruchung auf<br />
Feldern und Äckern zu geben. Ein Algorithmus<br />
analysiert und vergleicht die Daten miteinander,<br />
so erkennt er über einen vorgegebenen Zeitraum,<br />
welche Umstände für Traktor & Co. eine Leistungsherausforderung<br />
darstellen. Dementsprechend spricht der<br />
Algorithmus Empfehlungen aus, durch die Landmaschinen<br />
in dividuell an Betriebsfaktoren optimiert werden können.<br />
Reifendruckanpassung für weniger Schlupf und demnach effizienteren<br />
Kraftstoffverbrauch oder, etwa bei abfallendem Gelände, eine<br />
Modifizierung für weniger Beanspruchung der Fahrzeugachsen<br />
sind nur zwei Beispiele, die sich aus den <strong>Maschinen</strong>daten generieren<br />
lassen.<br />
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Bei komplexeren Problemen besteht die Möglichkeit, den Vertriebspartner mithilfe des<br />
Remote Display Access direkt in das <strong>Maschinen</strong>display des Landwirts zu schalten<br />
PLANBARE REPARATUREN UND WARTUNGEN<br />
Das Software-Tool Expert Alerts hebt KI-gestützte Wartungsdienstleistungen<br />
über die Auswertung von <strong>Maschinen</strong>daten auf die nächste<br />
Ebene und arbeitet über zwei Phasen. In der ersten Phase definieren<br />
John-Deere-Mitarbeiter im Machine Monitoring Center der jeweiligen<br />
Fabriken auf Basis der historischen und anonymisierten <strong>Maschinen</strong>daten,<br />
unter welchen Konditionen mögliche technische Probleme<br />
auftreten können. Die Ingenieure in den Fabriken erarbeiten dann<br />
nach einer Root-Cause-Analyse passende Lösungen und legen im<br />
System die Definition für den Expert Alert fest.<br />
Die über JDLink bereitgestellten <strong>Maschinen</strong>daten werden in Phase<br />
zwei automatisch analysiert. Wenn ein potenzielles <strong>Maschinen</strong>problem<br />
festgestellt ist, generiert das System schließlich einen<br />
Expert Alert, der an den zuständigen John-Deere-Vertriebspartner<br />
geschickt wird, sofern der <strong>Maschinen</strong>betreiber, wie etwa ein Landwirt,<br />
hierfür eine Einwilligung erteilt hat.<br />
Die Expert Alerts sind als Infopakete für die Vertriebspartner zu<br />
verstehen, sie enthalten u. a. eine Fehlerbeschreibung, eine Diagnose,<br />
eine Reparaturanleitung und die dafür notwendige Ersatzteilliste.<br />
Angezeigt wird dem Vertriebspartner die Meldung in seinem<br />
Machine Dashboard, dort findet er auch weitere Informationen<br />
über den Zustand dieser und weiterer <strong>Maschinen</strong> des Landwirtes.<br />
Schließlich informiert der Vertriebspartner den Landwirt und vereinbart<br />
einen Servicetermin für die betroffene Maschine – zu einem<br />
Zeitpunkt, der für den Agrarbetrieb keine Ausfälle verursacht. Die<br />
Produktivität wird aufrechterhalten, indem der Expert Alert das<br />
technische Problem vorausgesagt und Lösungen angeboten hat,<br />
bevor das Problem einen Stillstand verursachen kann. Dadurch<br />
werden Reparaturen und Wartungen planbar.<br />
NIE ALLEIN IM FELD<br />
Expert Alerts sind nur eine der Lösungen aus der Connected-Support-Reihe<br />
von John Deere, die dafür sorgen, dass sich der Landwirt<br />
auf sein Tagesgeschäft konzentrieren kann. Wenn dem Fahrer während<br />
der Benutzung einer Landmaschine eine Unregelmäßigkeit<br />
auffällt, besteht die Möglichkeit, den Vertriebspartner mithilfe des<br />
Remote Display Access direkt in das <strong>Maschinen</strong>display des Landwirts<br />
zu schalten. „Mitten im Feld“ kann der Vertriebspartner dann<br />
die Fragen des Fahrers beantworten. Sollten sich komplexere Probleme<br />
so nicht lösen lassen, ist es im weiteren Schritt durch die Service<br />
Advisor Remote genannte Analyse und Lösung möglich, dem<br />
Vertriebspartner Fernzugriff auf die Maschine zu gestatten.<br />
Es steht fest, dass der Mensch immer der entscheidende Faktor<br />
bleiben wird, wenn es um das Ziel und den Zweck von Technologien<br />
und der damit verbundenen Datennutzung geht. Bei den Connected-<br />
Support-Leistungen steht Transparenz an erster Stelle. Die Datenhoheit<br />
liegt beim Landwirt, er kann jederzeit über sein Myjohndeere-<br />
Konto im Einklang mit der DSGVO seine Einwilligung erteilen und<br />
entscheiden, in welchem Maße die Analyse individueller <strong>Maschinen</strong>informationen<br />
durchgeführt werden kann. Diese Einwilligung ist für<br />
Expert Alerts oder auch für ein Dieselgarantie-Programm nötig. Mit<br />
dem Dieselgarantie-Programm können John-Deere-Vertriebspartner<br />
z. B. im Gegenzug Dienstleistungen für <strong>Maschinen</strong> optimierung<br />
anbieten, um eine Steigerung der Kraftstoffeffizienz zu erreichen.<br />
Nicht nur kann also Kundenservice rund um die Uhr und von<br />
überall ermöglicht und Ausfälle sowie Reparaturen durch Expert<br />
Alerts planbar gemacht werden. Auch die Umwelt kann von den digitalen<br />
Services aus der Connected-Support-Reihe des Herstellers<br />
profitieren.<br />
Bilder: John Deere<br />
www.deere.de<br />
DIREKTER KONTAKT<br />
Matthias Steiner,<br />
Customer Support Director,<br />
steinermatthias@johndeere.com<br />
14 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
STETS GUT ABLESBAR<br />
Das Bedien- und Steuergerät<br />
GSt-A043 von Graf Syteco<br />
verfügt über ein optisch<br />
gebondetes Display. Auch unter<br />
einem Blickwinkel von 85° lässt<br />
sich das helle 4,3-Zoll-Display<br />
(Auflösung: 480 x 272 Pixel) aus<br />
allen Richtungen gut ablesen.<br />
Das Bedien- und Steuergerät<br />
arbeitet bei Betriebstemperaturen<br />
von -30 bis +70 °C und<br />
erfüllt die Schutzarten IP65 und<br />
IP67. Die Integration des<br />
pulverbeschichteten Aluminium-Druckgussgehäuses<br />
ins<br />
Fahrzeug kann mit einer<br />
RAM-Mount-Kugelhalterung<br />
oder mit einem Spannbügel per<br />
Schalttafeleinbau geschehen.<br />
Verfügbar ist das Bedien- und<br />
Steuergerät in drei Schnittstellenvarianten:<br />
Entweder eine<br />
CAN-Schnittstelle, eine CAN-,<br />
eine Ethernet- und eine USB-<br />
Schnittstelle oder mit zwei<br />
CAN-Schnittstellen und einem<br />
Video-Eingang. Alle Schnittstellen<br />
befinden sich auf der<br />
Geräterückseite und werden mit<br />
5- oder 8-poligen M12-Steckverbindern<br />
realisiert. Zur<br />
Menünavigation und Bedienung<br />
von <strong>Maschinen</strong>funktionen<br />
dienen acht Kurzhubtasten mit<br />
taktiler Rückmeldung. Die<br />
LED-Hintergrundbeleuchtung<br />
der Tasten lässt sich einzeln mit<br />
RGB-Farben ansteuern. Ein<br />
integrierter Umgebungslichtsensor<br />
ermöglicht, realisiert<br />
über die Softwareeinstellungen,<br />
ein automatisches Dimmen des<br />
Displays und der Tastaturbeleuchtung.<br />
Die Geräte haben<br />
einen i.MX6-Prozessor, der die<br />
Rechenleistung für die Steuerungs-<br />
und Visualisierungsanwendung<br />
zur Verfügung stellt.<br />
Die Projektierung erfolgt mit der<br />
Graf-Syteco Softwaresuite.<br />
VERBESSERTE DESIGNFLEXIBILITÄT<br />
IN VENTILSYSTEMEN<br />
Eaton führt die CMT-Ventilsektion als neue Option für<br />
die CMA-Mobilventil-Produktfamilie ein. Mit dieser<br />
Möglichkeit, zwei unterschiedliche Schaltfunktionen<br />
innerhalb einer Ventil-Sektion auszuführen, erhöht das<br />
CMT die Designflexibilität, bei reduzierter Systemgröße,<br />
spart damit Gewicht und Systemkosten von<br />
CMA-Ventil-Systemen. Wie die CMA-Ventil-Sektion ist<br />
auch die CMT-Sektion per Software konfigurierbar. Sie verfügt über CAN-Kommunikation,<br />
eingebaute Sensoren, digitale Volumenstromteilung sowie elektronische Lastsignalerfassung<br />
(LS) und sorgt so für präzise Volumenstromsteuerung und hohe Reaktionsfähigkeit.<br />
www.eaton.com<br />
JOYSCAPE<br />
IN JEDER RICHTUNG ÜBERZEUGEND<br />
RAFI ist Technologieführer und Innovationstreiber in der<br />
Mensch-Maschine-Kommunikation. Gemeinsam mit unseren<br />
Kunden entwickeln wir hochwertige Bediensysteme – mit Touch,<br />
Gehäuse, Recheneinheit und elektromechanischen Bedienelementen.<br />
Die Joystick-Plattform stellen wir selbst her: JOYSCAPE – multifunktional,<br />
langlebig und bediensicher. Mit unseren Varianten finden wir die passende<br />
Lösung für Ihr Projekt.<br />
www.graf-syteco.de<br />
www.rafi.de<br />
RAFI_AZ_Joyscape_135x185_RZ_<strong>2020</strong>1023.indd 1 23.10.20 10:13<br />
www.mobile-maschinen.info <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 15
DRUCKSENSOREN<br />
WAS BEI KOMPONENTEN FÜR<br />
H 2<br />
-ANTRIEBE ZU BEACHTEN IST<br />
In der Diskussion um eine<br />
klimafreundliche Automobilität<br />
rücken Elektromotoren mit<br />
Wasserstoff als Energiequelle<br />
zunehmend in den Fokus, vor allem<br />
bei Nutzfahrzeugen. Was dies für<br />
die Antriebskomponenten, zum<br />
Beispiel Sensoren zur Überwachung<br />
des H 2<br />
-Speicherdrucks, bedeutet,<br />
wird im Folgenden am<br />
OEM-Drucksensor MH-3-HY<br />
von Wika verdeutlicht.<br />
Die Vorherrschaft des klassischen Verbrennungsmotors<br />
bröckelt immer stärker. Um den weltweiten CO 2<br />
-Ausstoß<br />
wirksam zu reduzieren, forcieren Politik und Autoindustrie<br />
den Umstieg auf den Elektroantrieb. Nicht überall mit<br />
dem gleichen Verve, aber die Weichen sind gestellt.<br />
BATTERIEANTRIEB VS. H 2<br />
-BRENNSTOFFZELLE<br />
In der öffentlichen Wahrnehmung beherrschen derzeit die batteriebetriebenen<br />
E-<strong>Mobile</strong> das Thema, vor allem bei den Pkw. Käufer<br />
können aus immer mehr Modellen wählen, das Netz der Ladestationen<br />
ist schon jetzt vergleichsweise engmaschig. Batterieantriebe<br />
bieten jedoch nur eine begrenzte Reichweite und benötigen eine<br />
relativ lange Ladezeit, was eher für eine Verwendung im Stadt- und<br />
Regionalverkehr spricht.<br />
Die aufwändigere Alternative, der Elektromotor mit H 2<br />
-Brennstoffzelle,<br />
erzielt bei den Leistungs- und Betriebsparametern ähnliche<br />
Werte wie alternative Verbrennungsaggregate. Diese Eigenschaften<br />
treiben ihre Verbreitung aktuell vor allem im Bereich der
Nutzfahrzeuge voran. Kommunale Verkehrsbetriebe in Deutschland<br />
z. B. wechseln angesichts drohender Dieselfahrverbote in<br />
den Ballungsräumen zu Bussen mit einer solchen Brennstoffzelle.<br />
Das von der Europäischen Union geförderte Projekt JIVE (Joint<br />
Initiative for Hydrogen Vehicles across Europe) z. B. strebt den<br />
Einsatz von rund 300 derartiger Busse in europäischen Städten an.<br />
DAIMLER UND VOLVO KOOPERIEREN<br />
Weltweit wird in großem Maß in Wasserstoffmobilität investiert.<br />
Daimler und Volvo z. B. werden Brennstoffzellenantriebe für Lkw<br />
künftig gemeinsam unter einem Firmendach entwickeln. In der<br />
Schweiz will die „Initiative H 2<br />
Mobilität“ bis zum Jahr 2025 in Kooperation<br />
mit Hyundai 1 600 wasserstoffgetriebene Lkw auf die<br />
Straßen bringen. Ambitionierte Ziele hat Korea formuliert: Bis<br />
2040 sollen 30 000 Lkw, 40 000 Busse, 80 000 Taxen und drei Millionen<br />
Pkw mit Brennstoffzellen in dem Land unterwegs sein, vorrangig<br />
aus eigener Produktion.<br />
Interessant ist auch die Entwicklung bei den Flurförderzeugen:<br />
In den USA rollen bereits mehrere tausend H 2<br />
-Stapler durch Produktions-<br />
und Lagerstätten. Sie bieten den Unternehmen wegen<br />
des schnellen Auftankens eine hohe Verfügbarkeit. Die Einsatzzeit<br />
eines batteriebetriebenen Modells ließe sich in gleichem Maße<br />
nur über ein Austauschaggregat signifikant steigern.<br />
Autor: Christian Wirl, Product Management – OEM Sensor Products,<br />
Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG, Klingenberg<br />
TTC 500 Familie<br />
Höchste Sicherheitsstandards<br />
Hersteller von Bussen, LKW und mobilen<br />
<strong>Maschinen</strong> im Straßeneinsatz können auf<br />
die neue nach ISO 26262:2018 zertifizierte<br />
Controllerfamilie TTC 500 von TTControl<br />
vertrauen. Die Verwendung der TTC 500<br />
senkt die Validierungskosten auf Fahrzeugebene<br />
erheblich und beschleunigt zugleich<br />
dessen Markteinführung.<br />
www.ttcontrol.com/ecu<br />
products@ttcontrol.com
02<br />
01<br />
01 Ein Elektromotor mit H 2<br />
-Brennstoffzelle erzielt bei den Leistungs- und<br />
Betriebsparametern ähnliche Werte wie alternative Verbrennungsaggregate<br />
02 Drucksensoren in H 2<br />
-Antrieben müssen nicht nur als wasserstoffgeeignet zertifiziert,<br />
sondern darüber hinaus vor allem für einen Einsatz in Fahrzeugen entwickelt sein<br />
PLATZ UND SPEICHERDRUCK ALS<br />
ENTSCHEIDENDE KRITERIEN<br />
Antriebe mit Brennstoffzellen sind anwendungsbezogen. Ein<br />
ausschlaggebendes Kriterium für das jeweilige System ist der zur<br />
Verfügung stehende Platz. Ebenso richtungsweisend ist der Speicherdruck:<br />
Je höher dieser ausfällt, desto mehr Wasserstoff kann<br />
eingefüllt werden und desto größer ist die Reichweite des Fahrzeugs.<br />
Bei Pkw ist ein Tankdruck von 700 bar üblich. Bei Bussen,<br />
Lastwagen und Gabelstaplern werden bisher i. d. R. Tanks mit<br />
einem Druck von 350 bar eingebaut. Doch hier hat mittlerweile<br />
ein Umdenken eingesetzt, der Pkw-Standard wird zunehmend<br />
auch bei Lkw und Bussen angewandt, um größere Strecken ohne<br />
Tankstopp zurücklegen zu können.<br />
Alle Systeme und Komponenten für eine sichere Treibstoffversorgung<br />
der Brennstoffzellen müssen über eine anwendungsspezifische<br />
Zulassung verfügen. Dazu hat die Europäische Union<br />
die Verordnung EC79/2009 erlassen, die „Anforderungen für die<br />
Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich des Wasserstoffantriebs<br />
sowie für die Typgenehmigung von Wasserstoff<br />
führenden Bauteilen“. Je nach Funktion einzelner Bestandteile,<br />
schreibt die Verordnung eine Reihe von Prüfungen zum Nachweis<br />
der H 2<br />
-Tauglichkeit vor, vom Test der Wasserstoffverträglichkeit<br />
bei metallischen Werkstoffen (immun gegen Versprödung) bis<br />
hin zu Berstdruckprüfungen.<br />
Die Richtlinie bezieht sich auf Fahrzeuge zur Personen- oder<br />
Güterbeförderung mit einer Zulassung für den öffentlichen Straßenverkehr.<br />
Auf Flurförderzeuge, die ausschließlich auf einem<br />
Firmengelände betrieben werden, hat sie keine direkten Auswirkungen.<br />
Hersteller und Betreiber favorisieren für ihre Stapler dennoch<br />
Komponenten mit EC79/2009-Zulassung, da diese Bescheinigung<br />
die Betriebssicherheit bestätigt.<br />
BESTÄNDIGKEIT GEGEN SCHOCKS<br />
UND VIBRATIONEN<br />
Bei den Drucksensoren in H 2<br />
-Antrieben, die zur Überwachung des<br />
Wasserstoffsystems – vom Tank bis zur Brennstoffzelle selbst – eingesetzt<br />
sind, ist das Thema Zulassungen weitreichender. Messgeräte<br />
dieser Art wie der Typ MH-3-HY von Wika müssen nicht nur als<br />
wasserstoffgeeignet zertifiziert, sondern darüber hinaus vor allem<br />
für einen Einsatz in Fahrzeugen entwickelt sein. Das betrifft hauptsächlich<br />
den mechanischen Aufbau hinsichtlich Schock- und Vibrationsfestigkeit<br />
als auch die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).<br />
Die Vorgaben für die Beständigkeit gegen Schocks und Vibrationen<br />
sind in der Norm IEC 60068-2-27 bzw. IEC 60068-6 festgelegt. Gemäß<br />
der geforderten Prüfmethode sind beim MH-3-HY z. B. Werte von<br />
500 bzw. 20 g nachgewiesen, die für mobilhydraulische Applikationen<br />
typisch sind und über denen von Standard-Industrietransmittern<br />
liegen.<br />
Die Bestätigung der EMV hingegen findet gemäß der Richtlinie<br />
72/245/EWG statt. Diese ist in demselben grundsätzlichen Regelwerk<br />
wie die H 2<br />
-Verordnung EC79/2009 verankert: in der EU-Richtlinie<br />
für Kraftfahrzeuggenehmigungen (2007/46/EC), deren Umsetzung<br />
in Deutschland vom Kraftfahrtbundesamt (KBA) kontrolliert<br />
wird. Deswegen verfügen Sensoren wie der MH-3-HY über zwei<br />
KBA-Kennzeichnungen: „e1“ für die Verwendbarkeit in Wasserstoffsystemen<br />
und „E1“ für die EMV.<br />
BESCHLEUNIGTER AUSBAU DER INFRASTRUKTUR<br />
Die steigende Nachfrage nach H 2<br />
-Nutzfahrzeugen wird den Ausbau<br />
der Infrastruktur für Brennstoffzellenmobile beschleunigen – was<br />
wiederum der Pkw-Sparte einen Impuls geben dürfte. In Deutschland<br />
sind derzeit 100 Wasserstoffstofftankstellen in Betrieb, alle<br />
18 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
zwei Wochen kommt eine neue hinzu. Das ist das zurzeit nach Japan<br />
zweitgrößte Netz der Welt. Die in der Treibstoffversorgung<br />
eingesetzten Drucksensoren müssen wasserstoffbedingten Versprödungen<br />
widerstehen und teilweise eine ATEX-Zulassung (Explosionsschutz)<br />
vorweisen.<br />
Ob stationäre oder mobile Applikation, beim Einsatz von Drucksensoren<br />
unter Wasserstoff-Bedingungen müssen Anwender generell<br />
den Aspekt Signaldrift beachten. Wasserstoff-Atome diffundieren<br />
aufgrund immanenter Fehlstellen im atomaren Metallgitter selbst<br />
durch die hochwertigen Stähle, die i. d. R. als Werkstoff für die messstoffberührten<br />
Bauteile verarbeitet werden. In den sensitiven Bereichen<br />
des Drucksensors können sich die Atome wieder zu H 2<br />
verbinden<br />
und dort durch eine Veränderung der Einzelwiderstände zu einer<br />
Verstimmung der Wheatstoneschen Messbrücke führen. Das<br />
Ergebnis ist ein Offset, eine Signalverschiebung des Sensors.<br />
Diese Signaldrift liegt z. B. bei einer Temperaturbedingung von<br />
30 °C im Fall von Wika-Geräten typischerweise pro Jahr bei ≤ 1 % der<br />
Spanne. Wer die Tauglichkeit der Geräte in der Anwendung sicherstellen<br />
will, sollte einen applikationsspezifischen Test durchführen.<br />
Die Signaldrift nimmt mit steigender Temperatur zu. Bei Anwendungen<br />
mit höheren Temperaturwerten empfiehlt sich daher ein frontbündiger<br />
Sensor mit Wasserstoff-undurchlässiger Goldbeschichtung.<br />
FAZIT<br />
Die Nachfrage nach Fahrzeugantrieben mit H 2<br />
-Brennstoffzelle steigt<br />
weltweit in spürbarem Maß. Den Herstellern der dafür benötigten<br />
Komponenten eröffnet sich dadurch ein großes Potenzial. Die Entwicklung<br />
von Produkten im Rahmen der internationalen Richt linien<br />
wird weiter vorangetrieben. Dabei ist aufgrund der Eigenschaften<br />
von H 2<br />
ein applikationsspezifischer Zulassungs- und Validierungsaufwand<br />
einzukalkulieren.<br />
Bilder: Aufmacher audioundwerbung/stock.adobe.com, 01 Stephen Barnes/<br />
stock.adobe.com, sonstige Wika<br />
www.wika.de<br />
DIREKTER KONTAKT<br />
Christian Wirl, Product Management<br />
– OEM Sensor Products,<br />
christian.wirl@wika.com<br />
WIRTSCHAFTLICH<br />
IST NUR,<br />
WAS LANGFRISTIG<br />
FUNKTIONIERT<br />
Die GL-Serie:<br />
bis zu<br />
55 %<br />
weniger Gewicht<br />
als vergleichbare<br />
Modelle<br />
Pumptechnik von heute für morgen.<br />
Vogelsang-Drehkolbenpumpen sind seit jeher auf absolute Funktionalität und Zuverlässigkeit<br />
ausgelegt. Profitieren Sie von der längeren Lebensdauer unserer Pumpen, von längeren<br />
Standzeiten und einem einfachen und schnellen Service. Noch leichter wird die Arbeit nun<br />
mit den getriebelosen Drehkolbenpumpen der neuen GL-Serie. Die Pumpen sind bis zu<br />
35 % kürzer und wiegen bis zu 55 % weniger als vergleichbare Modelle. Das bedeutet mehr<br />
Nutzlast, weniger Energiebedarf und noch längere Standzeiten. So geht Wirtschaftlichkeit<br />
mit Vogelsang!<br />
VOGELSANG – LEADING IN TECHNOLOGY<br />
vogelsang.info
NEIGUNGSSENSOREN<br />
6-ACHS-BEWEGUNGSERFASSUNG<br />
FÜR MOBILE MASCHINEN<br />
20 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Neigungssensoren gehören mittlerweile zu den<br />
Standardkomponenten in mobilen Applikationen.<br />
Das Unternehmen Gemac aus Chemnitz,<br />
langjähriger Anbieter von Neigungs- und<br />
Inertialsensoren, bringt mit Gemac Motus<br />
seine neue Produktfamilie von hochgenauen<br />
dynamischen Neigungssensoren auf den Markt.<br />
Der Hersteller Gemac Chemnitz hat mit dem Neigungssensor<br />
Gemac Motus eine für unterschiedliche Einsatzgebiete<br />
konfigurierbare Sensor-Messeinheit entwickelt, welche eine<br />
6-Achs-Bewegungserfassung an zum Beispiel Baumaschinen,<br />
Landmaschinen, Forstmaschinen sowie Krananlagen ermöglicht.<br />
Gemac Motus steht in seiner ursprünglichen Bedeutung (aus<br />
dem Lateinischen) einerseits für hochpräzise Messung in Bewegung<br />
trotz Erschütterungen (Störfaktoren wie Vibrationen) sowie<br />
andererseits für den inneren Antrieb.<br />
Die Produktfamilie hat die Eigenschaft, dass sie in Erweiterung zu<br />
den Rohdaten für Beschleunigung (3-achsig) und Drehrate (3-achsig)<br />
zusätzlich die intern berechneten Werte wie Neigung oder Drehwinkel<br />
in verschiedenen Achsen ausgibt und damit noch schneller Abweichungen<br />
erkennt und gezielter analysiert. Durch die Kombination<br />
und Verrechnung der sechs Messwerte muss nur noch ein Messsystem<br />
für unterschiedliche Anforderungen integriert werden.<br />
KOMBINATION ZWEIER VERFAHREN<br />
Der eigens entwickelte Sensor-Fusions-Algorithmus übernimmt die<br />
hochgenaue Orientierungsberechnung, unterstützt durch Sensorfusionsfilter,<br />
die extern wirkende Beschleunigungen unterdrücken.<br />
AUF EINEN BLICK<br />
Im Folgenden sind die wichtigsten Eigenschaften der<br />
Sensorfamilie Gemac Motus zusammengefasst:<br />
n Erhöhung der Messgeschwindigkeit durch Berechnungen<br />
bereits in der Messeinheit<br />
n Verbesserung der statischen und dynamischen Genauigkeit<br />
der Messung<br />
n Platzersparnis an der Maschine durch Einsparung anderer<br />
Sensoren<br />
n geringerer Integrationsaufwand<br />
n weniger Kosten für Sensortechnik<br />
n weniger Verschleiß durch Reduzierung von Bauteilen<br />
www.mobile-maschinen.info <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 21
Im Algorithmus wurden Komplementärfilter und Kalman-Filter<br />
kombiniert und erweitert. So ist es möglich, den ermittelten (Bewegungs-)Zustand<br />
durch Anwendung des parametrierbaren Algorithmus<br />
von den externen Störeinflüssen zu selektieren. Dadurch erhält<br />
man ein praxisrelevanteres Ergebnis der Messung. „Der Anspruch in<br />
der Entwicklung war, durch die Kombination einer absoluten<br />
Messung mit einem Auswertealgorithmus eine neue Dimension<br />
an Genauigkeit zu realisieren“ so Rico Gräßler, Ingenieur bei Gemac<br />
Chemnitz und Teamleiter Sensorentwicklung.<br />
01 Das inertiale Messsystem<br />
ermöglicht die Messung von<br />
Beschleunigung, Drehrate<br />
sowie Neigung in einem Gerät<br />
MOBILE ÜBERWACHUNG SORGT FÜR<br />
AUSFALLSICHERHEIT<br />
Die Kommunikation zwischen mehreren <strong>Maschinen</strong> erleichtert<br />
heute vielfach die Arbeit, erhöht jedoch auch die Anforderungen an<br />
Sensorik, Elektronik und Vernetzung einer mobilen Arbeitsmaschine.<br />
Ungeplante Störungen können durch Systemfehler auftreten und<br />
kostenintensive Ausfallzeiten verursachen.<br />
Mit den von Gemac Chemnitz entwickelten Feldbusdiagnosesystemen<br />
CAN-Bus Tester 2 und CANtouch lassen sich bereits am Anfang<br />
einer Entwicklung wichtige Parameter messen. Durch qualifizierte<br />
Fertigungsendprüfung und gezielte Überwachung über den<br />
Lebens zy klus der mobilen Maschine (Predictive Maintenance) können<br />
hohe Anforderungen an Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit und<br />
Langzeitstabilität erfüllt werden.<br />
Bilder: Aufmacherfoto antonmatveev/stock.adobe.com, sonst. Gemac Chemnitz<br />
www.gemac-chemnitz.com<br />
HOCHPRÄZISE MESSUNG IN BEWEGUNG<br />
Die Sensor-Generation wird es in drei verschiedenen Grundtypen<br />
in verschiedenen technischen Ausprägungen geben:<br />
1. Erfassung der Neigung, Beschleunigung und Drehrate:<br />
n Gemac Motus XC (statische Genauigkeit: 0,1 °/dynamische<br />
Genauigkeit: 0,25 °)<br />
n Gemac Motus XB (statische Genauigkeit: 0,3 °/dynamische<br />
Genauigkeit: 0,5 °)<br />
2. Erfassung der Beschleunigung und Drehrate:<br />
n Gemac Motus IB<br />
3. Erfassung der Neigung:<br />
n Gemac Motus NC (statische Genauigkeit: 0,1 °/dynamische<br />
Genauigkeit: 0,25 °)<br />
n Gemac Motus NB (statische Genauigkeit: 0,3 °/dynamische<br />
Genauigkeit: 0,5 °)<br />
Des Weiteren ist der Sensor für fünf verschiedene Schnittstellen<br />
verfügbar: sowohl für die analogen Interfaces Strom<br />
und Spannung sowie für die digitalen Schnittstellen CAN,<br />
CANopen und SAE J1939.<br />
In Kombination aller Grundtypen und technischen Merkmalen<br />
ergeben sich 29 verschiedene anwendungsbezogene<br />
Konfigurationsmöglichkeiten.<br />
DIREKTER KONTAKT<br />
Thomas Kießling<br />
Head of Sales<br />
kiessling@gemac-chemnitz.de<br />
02 Mit dem Feldbusdiagnosesystem<br />
lassen<br />
sich bereits am Anfang<br />
einer Entwicklung<br />
wichtige Parameter<br />
messen<br />
22 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
ZUKUNFTSFÄHIGE E/A-INSTALLATIONSLÖSUNGEN<br />
In mobilen <strong>Maschinen</strong> kommen vielfach Klemmkästen und Kabelbäume zum Einsatz.<br />
Problematisch können hierbei die fehlende Dichtigkeit und Flexibilität, der hohe<br />
Platzbedarf und die geringe Servicefreundlichkeit sein. Mithilfe des Installationskonzepts<br />
der Data Panel GmbH lassen sich die Nachteile beseitigen und gleichzeitig der<br />
Faktor Zukunftsfähigkeit erschließen. Data Panel bietet mit den xtremeDB-Modulen<br />
alle Möglichkeiten, die Feldinstallation über CANopen oder SAE J1939 modular zu<br />
dezentralisieren. Die E/As der Module lassen sich für verschiedene Signalformen (DI, AI,<br />
Freq, CNT, DO bis 10 A, PWM-I) konfigurieren. Das XtremeDB-Installationssystem ist<br />
robust und dicht bis IP69K, medien- und vibrationsbeständig und widersteht allen<br />
Einflüssen in rauen Umgebungen. Klemmkästen können entfallen und Kabelbäume<br />
standardisiert werden. Optionen und Kundenvarianten<br />
verlieren ihren Schrecken, da das steckbare<br />
Konzept viele Freiheiten für Änderungen und Erweiterungen<br />
bietet. Alle Macher können sich im 3D-Konfigurator<br />
(www.data-panel.eu/configurator) einen<br />
ersten Überblick über die Möglichkeiten verschaffen.<br />
Sobald das dezentrale Konzept steht, lässt sich die<br />
Detailplanung mit dem Eplan-P8-Musterprojekt<br />
(www.data-panel.eu/dp-eplan01) umsetzen. Data<br />
Panel bietet persönliche und auf jeden <strong>Maschinen</strong>typ<br />
abgestimmte Applikationsberatung vor Ort.<br />
www.data-panel.eu<br />
BETRIEBSSTUNDENZÄHLER FÜR RAUE UMGEBUNGEN<br />
Der neue Betriebsstundenzähler DC 636 von Hengstler<br />
ermöglicht die vorausschauende Wartung von <strong>Maschinen</strong><br />
und Fahrzeugen selbst unter rauen Bedingungen. Der Zähler<br />
zeichnet sich durch eine hohe Robustheit aus und benötigt<br />
wenig Bauraum. Durch die geringe Einbautiefe von 44 mm<br />
ist der Betriebsstundenzähler DC 636 einer der kompaktesten<br />
seiner Art. Mithilfe seines Dichtungskonzeptes (IP67)<br />
und seiner hohen Vibrations- und Schockfestigkeit hält der<br />
Zähler selbst widrigen Witterungsverhältnissen problemlos stand. Der DC 636 eignet<br />
sich deshalb vor allem für den Einsatz in Traktoren sowie Bau -und Forstmaschinen.<br />
www.hengstler.de<br />
SPURFÜHRUNGS-<br />
OPTIONEN ERWEITERT<br />
Seit mehr als einem Jahr bietet<br />
das Unternehmen Fieldbee auch<br />
in Deutschland das Fieldbee-<br />
Spurführungssystem an. Hierbei<br />
handelt es sich um ein smartphone-<br />
oder tabletbasiertes<br />
Spurführungssystem für<br />
Traktoren und landwirtschaftliche<br />
<strong>Maschinen</strong>. In der App-Version<br />
sorgt die Software für eine<br />
bis zwei Zentimeter Spur-zu-<br />
Spur-Genauigkeit bei der<br />
Traktor-Navigation auf dem Feld.<br />
Zudem bietet die App eine<br />
anwenderfreundliche Möglichkeit<br />
zur Dokumentation von<br />
Bearbeitungsvorgängen. Ab<br />
sofort steht in Deutschland,<br />
neben den mechanischen<br />
Lenksystemen, auch eine<br />
automatische hydraulische<br />
Spurführung zur Verfügung. Sie<br />
ist komplett kompatibel zum<br />
Fieldbee-System und soll für eine<br />
noch höhere Genauigkeit und<br />
mehr Komfort sorgen, nicht<br />
zuletzt aufgrund der direkten<br />
Steuerung des Hydrauliksystems.<br />
Fieldbee hat hierzu komplette<br />
Einbausätze im Produktportfolio.<br />
www.fieldbee.com<br />
The NEW OPUS B-Series<br />
• Aluminium housing<br />
• Optical bonding<br />
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WÄLZLAGER<br />
„ELEKTRIFIZIERUNG“<br />
VON LANDMASCHINEN STELLT<br />
HOHE ANFORDERUNGEN AN<br />
FETT UND ABDICHTUNG<br />
Autor: Dirk Rohmann, Application Engineer, European Technology Centre, NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
24 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Mehr als 100 Jahre nach dem Siegeszug des<br />
Traktors mit Verbrennungsmotor (der den<br />
Dampfpflug ablöste) drängt eine neue<br />
Antriebstechnologie in den Landmaschinenbau:<br />
Die Elektrifizierung hat gute Chancen, sich in<br />
bestimmten Marktsegmenten durchzusetzen.<br />
Damit verändern sich auch die Anforderungen<br />
an die Wälzlager, die hier zum Einsatz kommen.<br />
Die Gründe für die Elektrifizierung von Landmaschinen<br />
liegen auf der Hand. Einige <strong>Maschinen</strong>typen z. B. Hoflader<br />
oder Futtermischwagen sind häufig in Ställen unterwegs,<br />
wo Abgase unerwünscht sind. Die viel diskutierte<br />
Reichweite von Elektrofahrzeugen ist hier kein Thema, weil die<br />
<strong>Maschinen</strong> nicht den Hof verlassen. Zudem sind Elektroantriebe<br />
drehmomentstark und wenn die Anbaugeräte ebenfalls elektrisch<br />
betrieben werden, gibt es kein Risiko einer (Motor- oder Hydraulik-)Ölleckage.<br />
Und da viele Landwirte Solarstrom erzeugen, ist<br />
die benötigte Energie direkt vor Ort.<br />
Nahezu alle führenden Hersteller von Traktoren und Anbaugeräten<br />
haben Geräte mit Elektroantrieb vorgestellt, einige Mo-<br />
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Wir verstehen, dass Leistung und Zuverlässigkeit wesentlich<br />
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dass Ihre <strong>Maschinen</strong> einwandfrei funktionieren – tagtäglich<br />
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01 In Servoantrieben werden häufig Rillenkugellager<br />
als Motorwellenlager verwendet<br />
Lincolnshire, IL, USA +1 847-793-2300<br />
Birmingham, UK +44 121 333 1800<br />
Changzhou, China +86 519 6988 1200<br />
São Paulo, Brasilien +55 11 4786 4555<br />
Eussenheim, DE +49 9353 9855 86<br />
Karlsruhe, DE +49 721 2048 3493<br />
Zweibrücken, DE +49 6332 79 2350<br />
© <strong>2020</strong> HydraForce, Inc.
02<br />
Die reibungsarme DW/DDW-Dichtung verhindert<br />
Fettaustritt und damit eine Kontamination der<br />
Umgebungskonstruktion<br />
03<br />
Bei Lagern mit DW/DDW-Dichtung wird ein deutlich<br />
niedrigeres Anlaufmoment gemessen. Das verringert<br />
den Energieverbrauch des Antriebs – Getestetes<br />
Lager: ø 17 × ø 40 × 12; Temperatur: 25 °C<br />
1,5<br />
DU-Dichtung DW-Dichtung Rillenkugellager<br />
mit DDW-Dichtung<br />
Anlaufmoment Kennzahl<br />
1,0<br />
0,5<br />
delle werden schon in Serie produziert. Dabei kommen unterschiedliche<br />
Bauarten von Elektromotoren zum Einsatz. Viele Konstrukteure<br />
entscheiden sich für den Einsatz von wassergekühlten<br />
Servomotoren. Sie bieten eine hohe Leistungsdichte in kompakter<br />
Bauweise und eignen sich damit für den Primärantrieb von Landund<br />
Kommunalmaschinen, aber auch für Sekundärantriebe von<br />
Anbaugeräten.<br />
Wenn es in diesem Zusammenhang um die Auswahl von Wälzlagern<br />
geht, kommen zwei Anforderungsprofile zusammen, die<br />
durchaus unterschiedlich sind. Prinzipiell müssen Wälzlager in<br />
Landmaschinen robust sein. Staub, Schmutz und Stöße dürfen ihre<br />
Lebensdauer nicht beeinträchtigen, und die Beständigkeit gegenüber<br />
Korrosion (Wasser und Dünger) spielt eine zentrale Rolle. Diese<br />
Anforderungen erfüllen z. B. die Agri Disk Hubs, die NSK für viele<br />
<strong>Maschinen</strong>hersteller der Landtechnik fertigt.<br />
In den elektrischen Fahr- und Hilfsantrieben gelten aber andere<br />
bzw. zusätzliche Bedingungen. Wenn die Antriebe häufig gestartet,<br />
gestoppt und reversiert werden, wie es z. B. bei Hofladern der<br />
Fall sein kann, hat das Auswirkungen auf das Wälzlager: Der<br />
Schmierfilm zwischen Wälzkörpern und Lauffläche wird stärker<br />
verdrängt als dies bei anderen Anwendungen der Fall ist. Die<br />
mögliche Folge sind lokale<br />
Reibstellen auf den Laufbahnen,<br />
die aus Mikroreibung<br />
bei unzureichendem<br />
0<br />
DDU<br />
DDW<br />
Schmierfilm, d. h. aus dem Metall-Metall-Kontakt von Kugel und<br />
Laufbahn, resultieren.<br />
SERVOMOTORLAGER MIT HOCHLEISTUNGSFETT<br />
NSK hat exakt für diese Anwendung – d. h. für die Lagerung von Servomotoren<br />
– eine eigene Baureihe von Rillenkugellagern entwickelt.<br />
Sie zeichnet sich u.a. durch die Befüllung mit einem speziellen<br />
Fett für Servo-Anwendungen aus, das sich von konventionellen<br />
Fetten u. a. durch verbesserte Schmiereigenschaften bei Mikrovibrationen<br />
unterscheidet. In der Praxis führt der Einsatz dieser Lager<br />
in Servo-Anwendungen zu einer längeren Lagerlebensdauer und<br />
einer Verdopplung der Serviceintervalle.<br />
Ein anderer Faktor, der die Lebensdauer von Servomotoren erhöht,<br />
ist die Sauberkeit der Wälzlager im Betrieb. Hier gilt es u. a. zu<br />
verhindern, dass ein Fett über die Laufzeit Partikel (z. B. aus Schwefel<br />
oder Metall) abgibt. Das kann dazu führen, dass der Encoder<br />
verschmutzt und die Position nicht mehr exakt erfasst. Abhilfe<br />
NEUER KATALOG: WÄLZLAGER FÜR ELEKTROMOTOREN<br />
Ein neuer Katalog stellt das NSK-Standardprogramm von Wälzlagern für Elektromotoren vor.<br />
Der Fokus liegt dabei auf Rillenkugellagern und Zylinderrollenlagern. Die 36-seitige Druckschrift<br />
beschreibt die Anforderungen, die in einzelnen Anwendungsbereichen von Elektromotoren<br />
an die Wälzlager gestellt werden. Die Broschüre kann bei NSK angefordert oder im<br />
pdf-Format auf der Homepage heruntergeladen werden:<br />
www.nsk-literature.com/de/category/products<br />
26 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
schafft hier ein weiteres von NSK für Servo-Anwendungen entwickeltes<br />
Fett mit der Bezeichnung LGU. Im Vergleich zu Lithiumseifen-Fett<br />
emittiert es rund 90 % weniger Schwefel- und Metallpartikel<br />
und leistet somit einen Beitrag zu dauerhafter Sauberkeit der<br />
Lagerumgebung. Das Ergebnis: Die Serviceintervalle verlängern<br />
sich um den Faktor 1,5.<br />
DICHTUNG: ZIELKONFLIKT ZWISCHEN<br />
WIRKSAMKEIT UND ENERGIEEFFIZIENZ GELÖST<br />
Auch die Dichtung kann die Lebensdauer von Wälzlagern und damit<br />
der Servoantriebe verlängern – ein Aspekt, der vor allem in<br />
Haupt- und Nebenantrieben von großer Bedeutung ist. NSK hat für<br />
diese Anwendung die reibungsarme DW-Dichtung entwickelt. Bei<br />
ihr ist die Dichtlippe, die den Kontakt zum Innenring des Lagers bildet,<br />
zur Außenseite des Lagers gewandt. Das Ergebnis ist eine gute<br />
Lösung für den Zielkonflikt zwischen wirksamer Abdichtung und<br />
energieeffizientem Lagerbetrieb. Das zeigen auch Tests: Im Vergleich<br />
zur konventionell schleifenden (und hoch wirksamen) DU-<br />
Dichtung verringert sich die Leckagerate in Austrittsrichtung deutlich.<br />
Zugleich wird bei Lagern mit DW-Dichtung ein erheblich niedrigeres<br />
Anlaufmoment gemessen, was sich günstig auf den Energieverbrauch<br />
des Antriebs auswirkt.<br />
BASIS: ENERGIEEFFIZIENTE RILLENKUGELLAGER<br />
Diese Optionen – Hochleistungsfette und reibungsarme Dichtungen<br />
– sind für die Rillenkugellager-Baureihen verfügbar, die NSK<br />
mit Blick auf den Einsatz in Elektro- und vor allem in Servoantrieben<br />
entwickelt hat. Dazu gehören u. a. Hochleistungslager der<br />
NSKHPS-Baureihen, die sich im Vergleich zum Standard durch eine<br />
um etwa 15 % gesteigerte Lebensdauer und eine ca. 15 % höhere<br />
Grenzdrehzahl auszeichnen. Die geringere Reibung der NSK-Rillenkugellager<br />
hat u. a. zur Folge, dass die Lager eine geringe Verlustleistung<br />
erzeugen und damit eine Voraussetzung für hohe Energieeffizienz<br />
des Servoantriebs schaffen.<br />
Bei der Entwicklung von Wälzlagern für „elektrifizierte“ Landmaschinen<br />
kann NSK auch umfassende Erfahrungen aus der Automobilindustrie<br />
nutzen. Viele aktuelle Elektro- und Hybridfahrzeuge<br />
aus europäischer und japanischer Fertigung sind mit Elektromotorlagern<br />
von NSK unterwegs – z. B. alle Generationen des Toyota Prius<br />
seit 1997.<br />
Bilder: NSK<br />
www.nskeurope.de<br />
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GETRIEBELOSE DREHKOLBENPUMPEN<br />
GESTEIGERTE TRANSPORT-<br />
KAPAZITÄT PER<br />
GEWICHTSEINSPARUNG<br />
Das Unternehmen Vogelsang hat im Jahr 2019 eine leichte<br />
getriebelose Drehkolbenpumpe namens GL-Serie auf den<br />
Markt gebracht. An der neuen Technik war Dettmer Agrar-<br />
Service direkt interessiert und stattete als Testbetrieb einen<br />
seiner Gülleauflieger mit der Pumpe aus. Seit November<br />
2019 befindet sich die Pumpe nun im Praxistest.<br />
28 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Rund 670 000 m³ Gülle bringt die<br />
Dettmer Agrar-Service GmbH für<br />
mehr als 370 Kunden im Großraum<br />
Niedersachsen jährlich aus.<br />
Entsprechend umfangreich ist der Fuhrpark<br />
des Lohnunternehmens. Insgesamt<br />
27 Auflieger und zwölf Fässer mit einem<br />
Transportvolumen zwischen 16 und<br />
30 m³ sind für die Beförderung der Gülle<br />
WACHSENDE ANWENDER<br />
ANFORDERUNGEN<br />
Um den hohen Anforderungen und vielfältigen<br />
Aufträgen seiner Kunden gerecht<br />
zu werden, setzt das Lohnunternehmen<br />
auf moderne, zuverlässige und robuste<br />
<strong>Maschinen</strong> und Fahrzeuge. Mit immer<br />
größeren Geräten und leistungsstärkerer<br />
MITHILFE DER NEUEN GETRIEBELOSEN DREH<br />
KOLBENPUMPE ERSCHLIESST SICH DETTMER<br />
VIELFÄLTIGE POTENZIALE<br />
ans Feld im Einsatz. Das Unternehmen<br />
mit seinen mehr als 100 festangestellten<br />
Mitarbeitern aus Kettenkamp bei Osnabrück<br />
bietet darüber hinaus weitere<br />
Dienstleistungen wie Bodenbestellung<br />
und -bearbeitung, Ernte und den Transport<br />
von Agrarprodukten an.<br />
Technik stieg auch die Herausforderung,<br />
die strengen Gewichtsvorgaben für den<br />
Straßentransport einzuhalten. Dettmer<br />
suchte daher nach einer Lösung, um das<br />
Leergewicht der Fahrzeuge zu verringern<br />
und gleichzeitig die Transportkapazitäten<br />
so zu erhöhen.
Mit der gewichtsreduzierten getriebelosen Pumpe kann die Transportkapazität des Gülleaufliegers erhöht werden<br />
Allein bei der Ausbringung von Gülle gibt es zahlreiche Stellschrauben,<br />
die sich auf das Leergewicht des Transportfahrzeuges auswirken<br />
– von der Zugmaschine selbst bis hin zu verbauten Komponenten<br />
wie Pumpen. Letztere z. B. fördern die Gülle von einer Grube<br />
auf dem Hof in den Fasswagen. Direkt am Wagen installiert können<br />
sie mit einer Förderleistung von aktuell 6 000 l/min<br />
MIT DER NEUEN PUMPE REDUZIEREN<br />
WIR DAS FAHRZEUGLEERGEWICHT UND<br />
KÖNNEN SO 1760 KILOGRAMM GÜLLE<br />
AM TAG MEHR TRANSPORTIEREN<br />
GERD DETTMER, GESCHÄFTSFÜHRER<br />
DER DETTMER AGRAR-SERVICE GMBH<br />
durchschnittlich mehr als 300 kg wiegen. Dass hier möglicherweise<br />
Einsparpotenzial liegt, erkannte auch das Unternehmen Dettmer<br />
und sah sich am Markt um.<br />
GEWICHTSERSPARNIS VON BIS ZU 51 %<br />
Dettmer stattete als Testbetrieb einen seiner Gülleauflieger mit<br />
der leichteren getriebelosen Drehkolbenpumpe namens GL-Serie<br />
von Vogelsang aus. Ausgetauscht wurde dafür eine Vogelsang-<br />
Pumpe der VX-Serie. Neben dem geringeren Gewicht sollte die<br />
neue Pumptechnik möglichst verschleißarm, wartungsfreundlich<br />
und für den Einsatz mit verschiedenen Viskositäten geeignet<br />
sein.<br />
In der getriebelosen Pumpe von Vogelsang ist kein schweres Synchronisationsgetriebe<br />
eingebaut. Stattdessen sind die vierflügeligen<br />
Drehkolben der GL-Serie so konstruiert, dass sie zusammen<br />
mit zwei parallel geschalteten Hydraulikmotoren konstante Drehmomente<br />
auf beiden Pumpenwellen bewirken. Bei einem Einsatz<br />
in heute üblichen Tankgrößen von 30 m 3 bietet die getriebelose<br />
Drehkolbenpumpe so eine Gewichtsersparnis von rund 85 bis<br />
110 kg. Die Aluminium-Variante ist bis zu 180 kg leichter, womit sie<br />
eine Gewichtsersparnis von bis zu 51 % ermöglicht. Gemessen an<br />
Pumpen mit vergleichbarer Leistung am Markt ist die getriebelose<br />
Drehkolbenpumpe von Vogelsang um bis zu 168 kg leichter.<br />
Die Vogelsang-Drehkolbenpumpe ist aus einer Tiefe von bis zu<br />
neun Metern selbstansaugend, trockenlaufunempfindlich und<br />
drehrichtungsunabhängig, sodass sie die vollständige Befüllung<br />
und Entleerung des Fasswagens leistungsstark durchführen kann.<br />
Die Hiflo-Kolben ermöglichen eine pulsationsfreie Förderung und<br />
eine hohe Laufruhe.<br />
EINFACHE WARTUNG UND<br />
SERVICEFREUNDLICHER EINBAU<br />
Durch die kompakte Bauform der getriebelosen Drehkolbenpumpe<br />
ist der Einbau am Fahrzeug servicefreundlich. Denn die Kolben<br />
sind nicht nur leichter, sondern lassen sich auch einzeln montieren,<br />
30 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
da keine Passfedern erforderlich sind. Aufgrund dessen, dass ohne<br />
Getriebe der Ölwechsel entfällt, ist die Pumpe zudem wartungsarm.<br />
Mit dem Injection-System hat Vogelsang zusätzlich einen Fremdkörperschutz<br />
integriert, der die Pumpe robust und unempfindlich<br />
gegenüber Fremdstoffen, wie Steinen oder kleinen Metallteilen<br />
macht. Gepaart mit einer höheren Eigenabdichtung erhöht sich die<br />
Standzeit so um das bis zu 2,5-fache.<br />
Das Quick-Service-Konzept ermöglicht einen schnellen und<br />
einfachen Zugriff auf die wichtigen Bauteile der Pumpe, ohne sie<br />
dafür ausbauen zu müssen. „Wir haben die Pumpe jetzt seit gut<br />
einem Jahr regelmäßig im Einsatz und mussten noch keine Reparaturen<br />
vornehmen. Die Wartung der Kolben ist schnell erledigt,<br />
da wir ohne größeren Aufwand direkt auf die Bauteile zugreifen<br />
können“, erklärt Gerd Dettmer, Geschäftsführer der Dettmer Agrar-<br />
Service GmbH.<br />
AUSSTATTUNG WEITERER FAHRZEUGE GEPLANT<br />
Die getriebelose Pumpe hat den Praxistest, laut Dettmer, bestanden.<br />
Aus diesem Grund kann sich das Unternehmen durchaus<br />
vorstellen, zukünftig weitere Transportfahrzeuge mit der Pumpe<br />
aufzurüsten. Damit baut das Unternehmen Dettmer seine Bemühungen<br />
um einen effizienten Fuhrpark und ein effektives Güllemanagement<br />
weiter aus.<br />
„Wir setzen sowohl beim Transport als auch bei der Ausbringung<br />
der Gülle auf Wirtschaftlichkeit. Um eine kontrollierte und verlustarme<br />
Gülleausbringung sicherzustellen, ist die hochwertige Technik<br />
wichtig“, so Dettmer. „Dazu gehört auch die Auswahl der Fördertechnik<br />
für die Befüllung des Fasswagens.“ Damit habe sich die<br />
Einführung der technischen Neuheit für den Betrieb gelohnt – den<br />
Markt und weiteres Optimierungspotenzial für den Fuhrpark behält<br />
Dettmer weiter im Blick.<br />
Bilder: Dettmer Agrar-Service<br />
www.vogelsang.info<br />
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Birte Bollhorst<br />
Marketing Manager Agrartechnik<br />
birte.bollhorst@vogelsang.info<br />
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ihren flexiblen Ein- und Ausgabeoptionen ist wie geschaffen für die<br />
härtesten Anwendungen und Umgebungen. Dank der ACE Software ist<br />
auch die Erstellung intelligenter Steuerungsanwendungen mit vollem<br />
Funktionsumfang einfacher denn je. In Verbindung mit den ultrarobusten<br />
PowerView®-Displays gibt es nichts, was ein MC4 nicht bewältigen kann.<br />
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32 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
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ÜBERSTROMSCHUTZ<br />
Das Unternehmen BMTS Technology<br />
Austria setzt auf Schutzelemente<br />
von Pöppelmann Kapsto: Der<br />
Hersteller von Abgasturboladern<br />
schützt seine empfindlichen Bauteile<br />
bei Transport und Lagerung mit<br />
Kappen und Stopfen des<br />
Kunststoffspezialisten aus Lohne.<br />
Dieser überzeugte durch<br />
Produktvielfalt sowie präzise Maße<br />
und Service.<br />
BMTS Technology ist ein weltweit agierender<br />
Hersteller von Abgasturboladern. Das<br />
Unternehmen entwickelt und produziert in<br />
seinen Werken in Europa, Asien und Amerika<br />
mit mehr als 1 300 Mitarbeitern Abgasturbolader<br />
für Pkw, Nutzfahrzeuge und Off-highway-Anwendungen.<br />
In St. Michael ob Bleiburg/Österreich<br />
befindet sich das europäische Hauptwerk für die<br />
Serienfertigung. Hier stehen acht Fertigungslinien<br />
für die Produktion von Pkw- sowie zwei für die<br />
Produktion von Nkw-Abgasturboladern bereit. Die<br />
Kapazitäten des Werks decken die Produktion von<br />
bis zu zwei Millionen Abgasturboladern pro Jahr<br />
ab. Außerdem stehen drei Heißgasprüfstände für<br />
die Validierung und Erprobung der Produkte zur<br />
Verfügung.<br />
Um die in Österreich produzierten Abgasturbolader<br />
in einwandfreiem Zustand an die Hersteller<br />
von Pkw und Nutzfahrzeugen zu übergeben, werden<br />
sie vor der Auslieferung mit Schutzelementen<br />
aus Kunststoff versehen. Diese verschließen, je<br />
nach Anforderung, alle bzw. bestimmte Öffnungen<br />
des Bauteils und schützen es auf diese Weise vor<br />
Verunreinigung oder Beschädigung. Hierbei vertraut<br />
BMTS Technology Austria auf Pöppelmann<br />
Kapsto. Die Division der Pöppelmann-Gruppe aus<br />
Lohne entwickelt und produziert Schutzelemente<br />
aus Kunststoff, die im Spritzgussverfahren hergestellt<br />
werden. Die Schutzkappen und -stopfen,<br />
Griff- und Schraubkappen sowie individuell entwi-<br />
20 Jahre elektronischer<br />
Überstromschutz<br />
E-T-A hat‘s erfunden!<br />
Automatisierung ist ohne elektronischen<br />
Überstromschutz nicht mehr<br />
denkbar – eine wegweisende Innovation<br />
vom Weltmarktführer E-T-A.<br />
Schon damals konnte nur E-T-A alle<br />
Formen der Absicherung anbieten.<br />
Und auch heute erhalten Sie in Sachen<br />
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nur von E-T-A die maßgeschneiderte<br />
Antwort:<br />
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02<br />
01 Stopfen und Kappen von Pöppelmann Kapsto, z. B. diese<br />
GPN-630-Griffstopfen, dienen zum Schutz der Bauteile vor<br />
Verunreinigung durch Partikel von außen<br />
01<br />
02 Passform und Verarbeitung zeichnen die Schutzelemente von Pöppelmann<br />
Kapsto aus: ECO-Griffstopfen GPN 480 mit dünnwandigem Thermoformdesign<br />
überzeugen durch eine Materialeinsparung von bis zu 70 Prozent<br />
ckelte Schutzelemente für applikationsspezifische Anwendungen<br />
bieten u. a. Außengewinden, Bolzen oder Leitungen Schutz<br />
während der Fertigung, der Lagerung und dem Transport. Sie<br />
verhindern das Eindringen von Schmutz in sensible und funktionsentscheidende<br />
Komponenten. Zu den Zielmärkten für die<br />
Schutzelemente gehören z. B. die Automotivindustrie, der <strong>Maschinen</strong>bau,<br />
das Bauwesen, die Luft- und Raumfahrtindustrie<br />
sowie Mess-, Steuer- und Regelungstechnik.<br />
UNTERSCHIEDLICHE SCHUTZELEMENTE<br />
IM EINSATZ<br />
„Wir setzen die Schutzelemente von Pöppelmann Kapsto seit<br />
dem Jahr 2012 für unsere Produkte ein. Schon unsere Konzernmütter<br />
Bosch und Mahle arbeiteten mit Kapsto zusammen, sodass<br />
wir über diese Verbindung schnell erste Kontakte knüpfen<br />
konnten“, erklärt Rudolf Sylle, Factory Project Manager bei<br />
BMTS Technology Austria. Inzwischen verwendet der Abgasturbolader-Hersteller<br />
diverse Produkte aus dem umfangreichen<br />
Normprogramm des Schutzelemente-Spezialisten, das<br />
mehr als 3 000 Ausführungen auf Lager bereithält, darunter Kegelverschlüsse,<br />
Universalschutzkappen und Schutzkappen mit<br />
Demontage-Lasche für den Außenschutz der Bauteile. Dazu<br />
kommen verschiedene Griffstopfen, Kontaktschutzstopfen<br />
und Kegelverschlüsse für den Innenschutz der empfindlichen<br />
Produkte sowie diverse Flanschabdeckungen. Diese werden<br />
ergänzt von Anwendungen aus dem Kapsto-Sonderprogramm<br />
sowie eine im neu eingeführten Thermoform-Verfahren hergestellte<br />
Schutzkappe aus dünnwandigem Material, die z. B. für<br />
Abgaskrümmer eingesetzt wird.<br />
Die Kunden aus der Automobilbranche stellen hohe Qualitätsanforderungen<br />
an die bei BMTS Technology Austria gefertigten<br />
Bauteile. Diese Ansprüche gelten auch für Partner und<br />
Zulieferer – und damit für die verwendeten Schutzelemente.<br />
Der Abgasturbolader-Hersteller legt wert auf die exakte Einhaltung<br />
von Passform und Verarbeitung der georderten Kappen<br />
und Stopfen. Denn schließlich sollen diese nach der Montage<br />
im Werk in St. Michael ob Bleiburg bis hin zur Anlieferung in<br />
den verschiedenen Kundenwerken fest am vorgesehenen Ort<br />
sitzen und zuverlässig abdichten. Dass dies der Fall ist, bestätigt<br />
Sylle gern: „Hinsichtlich der Passform zeichnen sich die<br />
Schutzelemente von Pöppelmann Kapsto besonders aus.“<br />
VERLÄSSLICHE PARTNERSCHAFT<br />
Ist einmal nicht das exakt passende Schutzelement im Normprogramm<br />
von Pöppelmann Kapsto vorhanden, kann sich<br />
BMTS Technology Austria auf ein engmaschiges Netz abgestimmter<br />
Serviceleistungen seines Schutzelemente-Partners<br />
verlassen. Dieser bietet zusätzlich ein Sonderprogramm an,<br />
das noch einmal etwa 2 000 Ausführungen umfasst, die sich<br />
kurzfristig aus vorhandenen Werkzeugen herstellen lassen. Ein<br />
wichtiger Bestandteil des Serviceangebots ist Fastlane. Zu diesem<br />
Service gehört bei individuellen Lösungen die sofortige<br />
Durchführung einer Machbarkeitsprüfung. Fällt diese positiv<br />
aus, erhalten die Auftraggeber innerhalb eines Tages das Angebot<br />
inklusive Artikelkonzept in Form einer technischen Zeichnung<br />
oder Artikelskizze. Auf CAD-Basis wird dann der Artikel<br />
konstruiert. Daran schließt der Pöppelmann-Service Rapid<br />
Prototyping oder Rapid Tooling an. Das bedeutet, dass auf den<br />
Pöppelmann-eigenen 3D-Druckern entweder Erprobungsmuster<br />
im serienähnlichen Material gefertigt oder mithilfe von<br />
3D-Druck ein passender Werkzeugeinsatz für die Muster gefertigt<br />
werden, mit dem sich dann Probeartikel in Echtmaterial<br />
herstellen lassen. „Kunden haben also die Möglichkeit, sich bereits<br />
im Entwicklungsstadium einen genauen Eindruck des<br />
späteren Produkts zu verschaffen“, so Steffen kleine Stüve, Area<br />
Sales Manager bei Pöppelmann Kapsto.<br />
34 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Eben diese Serviceleistungen, zusammen mit dem umfangreichen<br />
Produktangebot, schätzt man bei BMTS Technology Austria.<br />
Ein weiterer Aspekt, der die Partnerschaft ausmacht, ist die<br />
persönliche Betreuung, wie Sylle unterstreicht: „Unsere Ansprechpartner<br />
bei Pöppelmann haben sich immer dafür engagiert,<br />
die Einführung neuer Schutzelemente bestmöglich umzusetzen.<br />
Die gute Zusammenarbeit in den verschiedenen Projekten<br />
hat sich bewährt.“<br />
MEHR NACHHALTIGKEIT IM FOKUS<br />
Ein Thema, das ganz oben auf der Agenda des Automobilzulieferers<br />
und auch bei Pöppelmann Kapsto steht, ist die noch bessere<br />
Verknüpfung von Wirtschaftlichkeit und umweltfreundlichem<br />
Handeln. Als Kunststoff verarbeitendes Unternehmen ist<br />
sich die Pöppelmann-Gruppe ihrer Verantwortung bewusst<br />
und engagiert sich seit Langem für einen nachhaltigeren Umgang<br />
mit dem Werkstoff, der für viele Einsatzzwecke nicht oder<br />
nur schwer durch andere Materialen zu ersetzen ist. „Die Division<br />
Kapsto steht dabei vor einer Herausforderung: Unsere Artikel<br />
dienen in der Regel nur dem temporären Schutz und werden<br />
nach der Demontage entsorgt. Als Einwegartikel sind sie<br />
damit interessant für das Recycling“, meint Rouven Südkamp,<br />
Projektierung Normteile bei Pöppelmann Kapsto.<br />
Mit der unternehmensweiten Initiative Pöppelmann blue<br />
hat sich der Kunststoffspezialist daher zum Ziel gesetzt, wo<br />
möglich, komplett geschlossene Materialkreisläufe zu erreichen.<br />
Pöppelmann Kapsto fertigt einerseits bereits einige gängige<br />
Normreihen alternativ aus 100 Prozent Rezyklat. Zusätzlich<br />
findet die Erprobung von Kreislaufsystemen statt, bei denen<br />
die Kappen und Stopfen nach dem Gebrauch zurückgeführt<br />
und wiederverwertet werden. Tests mit Kunden aus der<br />
Industrie laufen bereits.<br />
Damit ist der Schutzelemente-Lieferant auf Interesse von<br />
BMTS Technology Austria gestoßen, wie Sylle erklärt: „Nachhaltigkeit<br />
ist auch für uns ein wichtiges Thema. Die Einführung<br />
eines Recyclingkreislaufs ist auf jeden Fall ein Thema, das bei<br />
uns diskutiert wird und in Zukunft interessant sein könnte.“<br />
Bilder: Aufmacherfoto und Foto S. 35 BMTS, sonstige Pöppelmann<br />
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DER ZEIT ERKANNT<br />
36 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Ein großes<br />
Stück<br />
Sicherheit<br />
Vor etwa 20 Jahren stieg der Getriebehersteller<br />
Benevelli von Verbrennungsmotoren auf<br />
Elektroantriebe um. Heute erntet das<br />
Familienunternehmen in der Nähe von Modena<br />
die Früchte dieser Entscheidung. Dazu tragen<br />
auch Standardkugel- und -rollenlager aus dem<br />
Hause SKF bei.<br />
Im Jahr 1996 traf Alberto Benevelli eine elektrisierende Entscheidung<br />
für die Zukunft von Benevelli S.r.l. Sein Vater,<br />
Emidio Benevelli, hatte seit 1962 mit großem Erfolg Getriebe<br />
für Verbrennungsmotoren gebaut. Aber als Alberto das Ruder<br />
übernahm, kriselte die Branche. Angesichts der rückläufigen<br />
Marktentwicklung bei Benzinmotoren wollte er einen neuen<br />
Weg einschlagen. Alberto Benevelli erfuhr, dass ein örtliches<br />
Unternehmen an der Entwicklung von Flurförderzeugen mit<br />
Elektroantrieb arbeitete. Sein Gespür riet ihm, ein Transaxle-<br />
Getriebe für batteriebetriebene Flurförderzeuge zu konstruieren,<br />
denn die damals auf dem Markt verfügbaren Antriebsstränge<br />
waren zu schwer, zu laut oder zu unzuverlässig für diese<br />
Anwendung.<br />
Die Veränderung des Produktschwerpunkts zwang das Unternehmen<br />
aus Rubiera, seine Getriebe an neue technische Anforderungen<br />
anzupassen. Elektromotoren haben mehr Elektronik<br />
und weniger mechanische Teile, und sie erfordern ein höheres<br />
Maß an Präzision. Die Motoren sind kleiner, die Energieeffizienz<br />
... für Mensch<br />
und Maschine<br />
Die bewährte Technologie<br />
der Selbstverstärkung bei<br />
SITEMA-Klemmköpfen für<br />
große Haltekräfte hat<br />
endlich einen Namen:<br />
ENTSCHEIDEND ZUR AKZEPTANZ<br />
DER GETRIEBE VON BENEVELLI<br />
TRAGEN STANDARDKUGEL- UND<br />
-ROLLENLAGER VOB SKF BEI<br />
ist entscheidend und der Geräuschpegel spielt eine wichtige Rolle.<br />
„Das war bei Benzinmotoren nicht wichtig, weil sie so viel<br />
Lärm machten, dass man das Getriebe gar nicht hörte“, erinnert<br />
sich Alberto Benevelli. „Aber Elektromotoren sind praktisch lautlos,<br />
weswegen das Geräusch des Getriebes von Bedeutung ist:<br />
Wenn der Antriebsstrang laut ist, glaubt der Kunde, das Getriebe<br />
sei schlecht gebaut.“<br />
Verglichen mit Benzinmotoren brauchen Elektromotoren<br />
zwar weniger, dafür aber präzisere Lager. Aus diesem Grund<br />
hob das Unternehmen die Genauigkeitsspezifikationen für La-<br />
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FLUIDTECHNIK<br />
NEWSLETTER<br />
DER E-MAIL-SERVICE<br />
für die<br />
Fluidtechnik-Szene<br />
01 Alberto Benevelli (r.), Geschäftsführer der Benevelli S.r.l.,<br />
hat mit der Entscheidung, auf die Konstruktion und den Bau von<br />
elektrischen Antriebssträngen zu setzen, frühzeitig die Weichen<br />
in die richtige Richtung gestellt. Ebenfalls im Bild: Alessandro<br />
Benevelli, Albertos älterer Sohn und kaufmännischer<br />
Leiter des Unternehmens<br />
02 Montage eines Differentials für einen Elektromotor<br />
03 Versandbereite geschliffene Zahnräder<br />
Aktuelle Nachrichten<br />
rund um Hydraulik<br />
und Pneumatik, Aktorik,<br />
Steuerelektronik<br />
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ger und Zahnräder an. Nun werden Standardkugel- und -rollenlager von SKF<br />
(Radial-Rillenkugellager sowie zweireihige Schrägkugellager und Kegelrollenlager)<br />
verwendet, die für ihre zuverlässige Leistung unter schwierigen und variierenden<br />
Einsatzbedingungen bekannt sind.<br />
Bei autonomen Fahrzeugen ist Präzision noch wichtiger, deswegen sind die<br />
Prüfverfahren und Qualitätskontrollen streng. „Die Verzahnungsgenauigkeit der<br />
Getriebe für solche Fahrzeuge muss bei uns inzwischen in Mikrometern gemessen<br />
werden“, erklärt Matteo Benevelli, Albertos jüngerer Sohn, der im Unternehmen<br />
die Produktion leitet.<br />
Viele Anwendungen sind für kompakte autonome und nicht-autonome Fahrzeuge<br />
mit hohen Leistungsanforderungen vorgesehen. „Das Transaxle-Getriebe<br />
muss klein und stark sein“, stellt Alessandro Benevelli, Albertos älterer Sohn und<br />
kaufmännischer Leiter des Unternehmens, fest.<br />
Benevelli S.r.l. baut zurzeit sechs Reihen von Transaxle-Getrieben ausschließlich<br />
für Elektrofahrzeuge, die sich in Größe, Leistung, Drehmoment, Nutzlast sowie<br />
Bremssystem und Motorspezifikation unterscheiden. Eingesetzt werden diese<br />
Getriebe z. B. in Kehrmaschinen, Schleppern, Baufahrzeugen, fahrerlosen<br />
Bussen sowie Flughafenfahrzeugen und Amazon-Lieferfahrzeugen. Alessandro<br />
Benevelli: „Manchmal sind wir selbst darüber erstaunt, in wie vielen Branchen<br />
wir vertreten sind.“<br />
Die kleinste, jedoch rasch expandierende Sparte des Unternehmens ist die<br />
„E-Mobilität“. Benevelli nennt sie bewusst nicht „Automobilsparte“, weil nicht<br />
alles, was sich mit Motorantrieb auf Straßen bewegt, notwendigerweise ein<br />
Pkw ist. So hat z. B. das französische Unternehmen Navya mit dem Autonom<br />
Shuttle einen fahrerlosen Minibus entwickelt, der bereits in 14 Städten und sieben<br />
Ländern im Einsatz ist. Ein neueres Projekt ist das Autonom Cab, ein auto-
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verschiedener Rohrquerschnitte<br />
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▪ optionale Befestigungskonsolen<br />
erhältlich<br />
03<br />
Ausführungen:<br />
nom fahrendes Taxi, das ebenfalls voll elektrisch<br />
angetrieben wird.<br />
DIE PARTNERSCHAFT MIT SKF<br />
Benevelli S.r.l. steht schon seit der Firmengründung<br />
in den Kundenbüchern von SKF.<br />
Im Jahr 2013 stieg das Unternehmen komplett<br />
auf Lager des Herstellers um. Mario Bosetti,<br />
SKF-Großkundenbetreuer für das Automobilgeschäft,<br />
trat damals an das Unternehmen<br />
heran. „Wir arbeiteten in einem wachsenden<br />
Marktsegment, dachten aber, wir<br />
hätten nicht das notwendige Volumen, um<br />
für SKF von Interesse zu sein“, erinnert sich<br />
Alberto Benevelli. „Bosetti erkannte unser<br />
Potenzial und kam auf uns zu. Für ihn war<br />
das vielleicht selbstverständlich, aber mir<br />
persönlich bedeutet dies sehr viel.“<br />
Heute bezieht der Getriebehersteller seinen<br />
kompletten Lagerbedarf von SKF. Alberto<br />
Benevelli: „SKF und wir haben dieselbe<br />
Einstellung zu unserer Arbeit. Wir stehen<br />
nicht still; unsere Produkte entwickeln sich<br />
jedes Jahr weiter. Wir verändern den Aufbau<br />
und verbessern die Leistung. SKF macht es<br />
genauso und verbessert seine Lager kontinuierlich.“<br />
Darüber hinaus schätze man den<br />
Service. Bestellungen würden pünktlich geliefert;<br />
Verkauf und Kundendienst seien jederzeit<br />
erreichbar.<br />
Zurzeit verwendet Benevelli, wie bereits<br />
erwähnt, SKF-Standardkugel- und -rollenlager.<br />
Eine kundenspezifische Zusammenarbeit<br />
war somit bisher nicht erforderlich. Dies<br />
könnte sich allerdings bald ändern. Das Unternehmen<br />
plant, die technische Partnerschaft<br />
mit SKF im Zuge seiner weiteren Entwicklung<br />
auszubauen. Claudia B. Flisi<br />
Fotos: Maurizio Camagna<br />
www.benevelli-group.com | www.skf.com<br />
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Klara Weigand,<br />
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit<br />
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BAUMASCHINEN<br />
AUTOMATISIERUNG VON HYDRAULISCH<br />
ANGETRIEBENEN ERDBEWEGUNGS-<br />
MASCHINEN – TEIL I<br />
Das Trendthema Automatisierung wirft viele Fragen und<br />
Entwicklungsthemen auf. Hierzu gehören unter anderem: Was<br />
bedeutet Automatisierung? Wie sind Stand der Technik und<br />
Forschung? Was sind Möglichkeiten und Grenzen? Welche Themen<br />
werden in Zukunft relevant sein? Im vorliegenden ersten Teil der Serie<br />
werden aktuelle Forschungsergebnisse betrachtet, die innerhalb der<br />
näheren Zukunft Einzug auf der Baustelle halten könnten.<br />
40 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
Autoren: Dipl.-Ing. Volker Waurich und<br />
Dipl.-Ing. Christian Richter sind wissenschaftliche<br />
Mitarbeiter an der Professur für Baumaschinen<br />
unter der Leitung von Prof. Dr. Ing. Frank<br />
Will. Dipl.-Ing. Jan Lübbert und Dipl.-Ing. Simon<br />
Köhler sind wissenschaftliche Mitarbeiter an der<br />
Professur für Fluid-Mechatronische Systemtechnik<br />
unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jürgen<br />
Weber. Beide Professuren sind in das von Prof.<br />
Weber geleitete Institut für Mechatronischen<br />
<strong>Maschinen</strong>bau an der TU Dresden eingegliedert<br />
Die Automatisierung hydraulisch<br />
angetriebener Erdbewegungsmaschinen<br />
hat in den vergangenen<br />
Jahren an Bedeutung zugenommen,<br />
wie nicht zuletzt an der Präsenz des<br />
Themas auf der Bauma 2019 zu erkennen<br />
war. Aus diesem Anlass haben die Professuren<br />
für Fluid-Mechatronische Systemtechnik<br />
und für Baumaschinen an der TU<br />
Dresden den auf der Bauma 2019 demonstrierten<br />
Stand der Technik in einem Übersichtsartikel<br />
zusammengefasst [UBFW19].<br />
Die Sichtung der aktuell angebotenen<br />
Lösungen hinsichtlich ihrer funktionalen<br />
Aspekte und der jeweiligen Vermarktung<br />
verdeutlichte, dass die verschiedenen Anbieter<br />
teilweise unterschiedliche Auffassungen<br />
davon haben, was als „Assistenzsystem“<br />
oder „Automatisierungslösung“<br />
betrachtet wird. Im Sinne einer Vereinheitlichung<br />
wurde daher in [UBFW19] eine<br />
Definition von Automatisierungslevels für<br />
Erdbewegungsmaschinen analog zu den<br />
bereits gängigen Levels für Straßenfahrzeuge<br />
(SAE J3016) vorgenommen:<br />
n Ein Assistenzsystem (Automatisierungslevel<br />
1) stellt dem Bediener zusätzliche<br />
Informationen zur Verfügung, die ihm<br />
die Arbeit erleichtern (z. B. Positionsmesssystem).<br />
Das System greift nicht aktiv<br />
in die Steuerung ein.<br />
n Eine Teilautomatisierungslösung (Level<br />
2) steuert einen Teil der während eines<br />
Prozesses zeitgleich bewegten Achsen der<br />
Maschine, wobei der Bediener die übrigen<br />
Achsen selbst steuert. Ein Beispiel<br />
wäre das Ziehen eines geraden Planums<br />
mit der Auslenkung nur eines Joysticks.<br />
n Im Falle der bedingten, Hoch- oder Vollautomatisierung<br />
(Level 3 bis 5) steuert die<br />
Maschine alle Bewegungsanteile selbstständig,<br />
wobei sich die Level darin unterscheiden,<br />
ob und inwieweit der Bediener<br />
in speziellen Situationen eingreifen muss.<br />
Assistenzsysteme (Level 1) sind inzwischen<br />
weit verbreitet und daher bereits als<br />
Stand der Technik anzusehen (z. B. Laser-<br />
Messsysteme, GNSS-Positionsermittlung<br />
oder Wägesysteme), wobei stetig neue Assistenzsysteme<br />
für weitere <strong>Maschinen</strong> und<br />
Funktionen hinzukommen. Daneben existieren<br />
bereits einige Teilautomatisierungslösungen<br />
(Level 2) für einzelne Prozesse,<br />
z. B. das Ziehen von Böschungen oder Plani<br />
[Hita00], [ShKS14], [Volv19]. Hiermit<br />
kann auch geringer qualifiziertes Personal<br />
hohe Ergebnisqualitäten erreichen, was einen<br />
wichtigen Beitrag zur Lösung des<br />
Fachkräftemangels leistet. Vereinzelt wurden<br />
für bestimmte Teilprozesse industrielle<br />
Demonstratoren aufgebaut, die sich in<br />
Level 3 (bedingte Automatisierung) einordnen<br />
ließen, z. B. das Verladespiel zwischen<br />
Radlader und Dumptruck von Volvo<br />
[Jans16].<br />
Ein wichtiger Faktor zur Optimierung<br />
konventioneller Bauprozesse und für die<br />
zukünftige Automatisierung ist die Vernetzung<br />
der beteiligten Akteure. Hierbei fehlt<br />
es zurzeit an einem gemeinsamen Kommunikationsstandard<br />
als Grundlage.<br />
MEGATREND DIGITALISIERUNG<br />
Der stärkste technologische Treiber in der<br />
Baubranche ist sicherlich die allumfassende<br />
Digitalisierung von Modellen, Prozessen<br />
sowie <strong>Maschinen</strong> und Systemen. Ziel<br />
ist es, eine durchgehende digitale Durchdringung<br />
der kompletten Wertschöpfungskette<br />
zu erreichen. Dies dient nicht nur der<br />
Produktivitätssteigerung und Kostenreduktion,<br />
sondern soll auch die Qualität erhöhen,<br />
die Arbeitsbedingungen verbessern<br />
und die Umwelt schonen. Damit dieser<br />
Ansatz zum Erfolg führt, ist internationale<br />
Zusammenarbeit gefragt, sowohl was<br />
Forschungs- und Technologieförderung<br />
als auch gemeinsame regulatorische Standards<br />
vor allem zum Thema Datenmanagement<br />
anbelangt. Darüber hinaus sind<br />
Investitionen in Aus- und Weiterbildung<br />
zum Umgang mit digitalisierten Systemen<br />
sowie in IT-Infrastruktur nötig. All diese<br />
Punkte hat das CECE als die Hauptaufgabe<br />
der nächsten Jahre erkannt und setzt sich<br />
dafür ein, dass die EU die politische Führungsrolle<br />
beim Ausbau der digitalen Bauindustrie<br />
übernimmt und notwendige Forschungs-<br />
und Entwicklungsaktivitäten fördert<br />
[Cece18], [SaMV19].<br />
Auf Seiten der Baumaschinen hat man<br />
diesen Trend bereits aufgegriffen und bereitet<br />
sich bestmöglich auf die Herausforderungen<br />
von vernetzen, kollaborativen<br />
Wertschöpfungsketten vor. Bereits jetzt<br />
können Erdbewegungsmaschinen digitale<br />
Geländemodelle nutzen um mit 3D-<strong>Maschinen</strong>steuerungen<br />
zentimetergenaue<br />
Ergebnisse zu erreichen. Stand der Forschung<br />
ist es auch schon, dass einzelne<br />
<strong>Maschinen</strong> dies automatisiert tun. Ein hoher<br />
Grad an Automatisierung wird jedoch<br />
nur im Einzelfall erreicht werden können.<br />
Für hochautomatisierte und autonome<br />
Systeme ist die Komplexität der Aufgaben
Themenschwerpunkte des Verbundprojekts Bauen 4.0<br />
Vernetzt automatisierte<br />
Arbeitsmaschinen<br />
Sensortechnologie<br />
Bedienerassistenz<br />
Automatisierung<br />
Fernhantierung<br />
5G <strong>Maschinen</strong>- und<br />
Baustellenvernetzung<br />
Cloudlösungen<br />
Verteilte Intelligenz<br />
Sicherer (reliable&secure)<br />
Datenaustausch<br />
Prozesse der<br />
digitalen Baustelle<br />
Logistik-, Baudaten<br />
Remotemanagement<br />
Umfelderkennung<br />
Digitaler Zwilling<br />
Die 3D-<strong>Maschinen</strong>steuerung ist seit mehreren Jahren im Markt angekommen<br />
und ermöglicht Erdbewegungsmaschinen, die Position<br />
und Orientierung des Werkzeugs auf wenige Zentimeter genau im<br />
Baustellenkoordinatensystem zu vermessen. Dies ist die Grundlage,<br />
um mithilfe digitaler Geländemodelle (DGM) bereits heute modellbasiert<br />
zu arbeiten und auf einen Großteil des Absteckaufwands<br />
zu verzichten. Grader und Dozer können bereits automatisiert die<br />
Schildeinstellung anpassen, wohingegen beim Bagger nur wenige<br />
Hersteller eine Automatisierung für leichte Erdbewegung, z. B. das<br />
Ziehen einer Böschung, anbieten. Das automatisierte Leistungsbaggern<br />
ist also noch Zukunftsmusik? Seit mehreren Jahrzehnten<br />
ist der Traum vom automatisierten Graben Gegenstand der Forschung.<br />
In früheren Forschungsprojekten ging es meistens um die<br />
Konditionierung des Hydrauliksystems, Regelungsstrategien oder<br />
neuartige Benutzerschnittstellen um Erdbewegungsarbeiten zu automatisieren.<br />
Jüngste technologische Fortschritte vor allem in der<br />
Umfeldsensorik ermöglichen darüber hinaus nun auch die Erfassung<br />
der Erdoberfläche sowie der Gegenstände und Personen im<br />
näheren Umfeld. Erst dadurch ist eine gezielte Planung der Arbeitsbewegung<br />
möglich und vor allem eine Absicherung der Gefahrenbereiche<br />
sowie Kollisionsüberwachung.<br />
und die Heterogenität der Arbeitsumgebung zu groß, als dass sich<br />
der Aufwand rechnen würde. Das größere Potenzial liegt darin, zukünftig<br />
den kompletten Bauprozess zu vernetzen, wodurch sich ein<br />
hoher Grad an Prozessautomatisierung erreichen lässt. Grundlage<br />
dafür ist jedoch ein gemeinsames Verständnis von Schnittstellen<br />
und die Bereitschaft aller Beteiligten zum Datenaustausch.<br />
VERNETZTE BAUSTELLE<br />
Für die Automatisierung einer Baustelle muss der Datenstrom<br />
zwischen <strong>Maschinen</strong>, Material, Personen und Beistellgeräten ermöglicht<br />
werden. Die Verwendung von Telematik-Modulen auf<br />
den Baumaschinen schafft die Voraussetzungen für die Weiterleitung<br />
von Betriebsdaten an eine zentrale Instanz. Zurzeit ist das Informationsziel<br />
vielfach der <strong>Maschinen</strong>hersteller selbst, der die<br />
Datenhoheit besitzt und dem Betreiber einen Zugang zu den <strong>Maschinen</strong>daten<br />
über seinen Cloudservice zur Verfügung stellt. Für<br />
eine engmaschige Vernetzung und kollaborative Szenarien ist jedoch<br />
eine Vernetzung mit weitaus mehr Daten direkt auf einem<br />
Baustellennetzwerk notwendig. Was dazu benötigt wird, sind harmonisierte<br />
Schnittstellen zur Datenübertragung sowie die Bereitschaft<br />
der Hersteller und Baustellenakteure, die notwendigen Daten<br />
zur Verfügung zu stellen. Erst durch eine einheitliche Sprache<br />
wird die vernetzte Baustelle in greifbare Nähe rücken. Im Rahmen<br />
des Verbundprojekts Bauen 4.0 [WeBe20] wird die digitalisierte<br />
und vernetzte Baustelle Realität. Die TU Dresden, die TU München<br />
und die Partner arbeiten derzeit an einem Demonstrationsszenario<br />
für die durchgängig vernetzte <strong>Maschinen</strong>flotte auf einer<br />
vernetzten Baustelle (Bild). Als gemeinsame Sprache für die Umsetzung<br />
von Industrie-4.0-Anwendungen haben der VDMA, Bitkom<br />
und ZVEI den Kommunikationsstandard OPC-UA empfohlen,<br />
was ein wichtiger Ansatz für mehr Interoperabilität auf der<br />
Baustelle ist [Bitk15].<br />
AUTOMATISIERTE ERDBEWEGUNG<br />
ZWISCHENFAZIT<br />
Zwei mögliche Ansätze zur Zeit- und Kosteneinsparung auf der Baustelle<br />
sind einerseits die effektive Prozessorganisation mithilfe einer<br />
durchgehenden Vernetzung der Akteure und digitalen Abbildung der<br />
Wertschöpfungskette und andererseits die Automatisierung von Arbeitsprozessen<br />
selbst, was geeignete Antriebssysteme erfordert.<br />
Die Vernetzung und Digitalisierung der Baustelle wird aktuell<br />
hauptsächlich durch das Fehlen von Kommunikationsstandards<br />
erschwert – die nötigen Technologien (Breitband-Mobilfunk,<br />
Cloudsysteme) sind bereits vorhanden und in Gesellschaft und Industrie<br />
umfassend in Anwendung. Das Verbundprojekt Bauen 4.0<br />
wird zeigen, welche Potenziale sich mithilfe konsequenter Nutzung<br />
dieser Technologien auf der Baustelle bereits kurzfristig erschließen<br />
lassen.<br />
Im Teil II der Serie wird nach einem kurzen Blick auf ausgewählte<br />
weit entwickelte Demonstratoren der Forschungsstand und verbleibender<br />
Forschungsbedarf betrachtet, die für eine autonom arbeitende<br />
Maschine als langfristiges Zukunftsziel relevant sind. Hieraus<br />
wird eine Vision abgeleitet, welche Entwicklungen uns mittelfristig<br />
auf einer modernen Baustelle vermutlich erwarten werden. <br />
<br />
(Wird fortgesetzt)<br />
Literaturhinweise/Quellenangaben:<br />
[Bitk15] N. N.: Bitkom e.V. (HRSG.): Umsetzungsstrategie Industrie 4.0 (2015)<br />
[Cece18] N. N.: CECE: The European Construction Industry Manifesto for<br />
Digitalisation. URL https://www.cece.eu/stream/the-european-construction-industry-manifesto-on-digital-construction.<br />
– abgerufen am <strong>2020</strong>-10-09<br />
[Hita00] N. N.: Hitachi Construction Machiinery Hitachi. ZAXIS201x. ZAXIS-6<br />
series. Produktdatenblatt<br />
[Jans16] Jansen, Sandra: Volvo Construction Equipment enthüllt autonomen<br />
<strong>Maschinen</strong>prototyp. URL https://www.volvoce.com/deutschland/de-de/<br />
about-us/news/2016/autonome-maschinen/. – abgerufen am 2019-06-27<br />
[SaMV19] Sategna, Lara Grosso; Meinero, Davide; Volonta, Marco: Digitalising<br />
the Construction Sector – Unlocking the potential of data with a value chain<br />
approach: Committee for European Construction Equipment, 2019<br />
[ShKS14] Shimano, Yuki; Kami, Yoshiki; Shimokaze, Kenichirou: Development of<br />
PC210LCi-10/PC200i-10 Machine Control Hydraulic Excavator. In: Komatsu<br />
Technical Report Bd. 60 (2014), Nr. 167, S. 7<br />
[UBFW19] Uhlmann, Jonas; Beck, Benjamin; Fischer, Eric; Weber, Jürgen:<br />
Automatisierung von hydraulisch angetriebenen Erdbewegungsmaschinen. In:<br />
<strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> Bd. 2019/05 (2019)<br />
[Volv19] N. N.: Volvo Construction Equipment Europe: Volvo Active Control. Top<br />
grades at top speed. URL https://www.volvoce.com/europe/en/services/<br />
volvo-services/productivity-services/dig-assist/volvo-active-control/. – abgerufen<br />
am 2019-08-28<br />
[WeBe20] Weber, Jürgen; Beck, Benjamin: Bauen 4.0 (Übersichts-Webseite). URL<br />
https://verbundprojekt-bauen40.de/. – abgerufen am <strong>2020</strong>-08-20<br />
Bilder: Aufmacher: Smileus – stock.adobe.com; Grafik auf S. 42 Autoren<br />
www.tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/imd/fms<br />
www.tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/imd/bm<br />
42 <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong> <strong>2020</strong>/06 www.mobile-maschinen.info
NEUE PRODUKTLINIEN FÜR<br />
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Die Basic-Reihe<br />
der CAN-Standardmodule<br />
mit<br />
vier, sechs, acht,<br />
zehn oder zwölf<br />
Tastern aus dem<br />
Hause Griessbach<br />
ist mit<br />
weißer LED-Auffindbeleuchtung pro Tasterfeld sowie je<br />
zwei grünen Status-LEDs oberhalb der einzelnen Taster<br />
ausgestattet. In der Pro-Variante verfügen die Module über<br />
eine Ringbeleuchtung in den Ampelfarben. Zur individuellen<br />
Tasterfeldbeleuchtung sind RGB-LEDs in frei wählbaren<br />
Farben verbaut. Per Remote-Wake-Up-Funktion lässt sich<br />
diese Geräteklasse über eine CAN-Anfrage aus dem<br />
Energiesparmodus in den funktionalen Zustand überführen.<br />
Funktionsstörungen werden im integrierten Fehlerspeicher<br />
aufgezeichnet. Die zur dezentralen Ansteuerung<br />
von <strong>Maschinen</strong>funktionen entwickelten Tastermodule sind<br />
für die Montage und Bus-Anbindung via CANopen und<br />
J1939 optimiert. Alle Modellvarianten lassen sich z. B. in<br />
puncto Baudrate, Adressierung und Frontfoliendesign<br />
bedarfsgerecht konfigurieren. Unterseitig mit der Baugruppe<br />
im Gehäuse vergossene Steckverbinder im Deutsch-Format<br />
sichern den Anschluss gegen mechanische Belastungen.<br />
Der Vollverguss beugt einem Eindringen von Staub,<br />
Schmutz und Feuchtigkeit gemäß Schutzart IP65 vor.<br />
www.griessbach.de<br />
WEB-PORTAL ZUM AUFSPÜREN<br />
PASSGENAUER INKREMENTALGEBER<br />
Der Sensorhersteller Posital hat die Web-Plattform Encoder-<br />
Match.com freigeschaltet. Sie dient als Suchmaschine,<br />
Konfigurator sowie Bestell-Tool und adressiert den MRObeziehungsweise<br />
After-Sales-Markt. Mit ein paar Klicks<br />
finden Instandhalter und Einkäufer passenden Ersatz für<br />
Drehgeber. Ihnen wird angezeigt, welches Produkt aus dem<br />
Posital-Portfolio sich für den Gerätetausch eignet. Geordert<br />
werden kann ab Losgröße 1. Die Lieferzeit beträgt regulär<br />
drei Tage. Zum Start der MRO-Kampagne stehen inkrementale<br />
Drehgeber im Fokus. Referenziert werden etwa<br />
1.5 Millionen Modelle verschiedener Hersteller. Algorithmen<br />
finden rasch ein geeignetes Pendant. „Mit Encoder-<br />
Match haben wir eine spannende Initiative gestartet, die<br />
den MRO-Markt ordentlich aufmischt und durch den<br />
Wegfall des Zwischenhandels günstigere Kostenstrukturen<br />
schafft“, sagt Jörg Paulus, General Manager für das<br />
Europa-Geschäft.<br />
„Neben dem Preis<br />
setzen wir vor<br />
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neue Akzente.“<br />
www.posital.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2020</strong> im 13. Jahrgang, ISSN 1865-7028<br />
Redaktion<br />
Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer (WB),<br />
Tel.: 06131/992-321, Fax: 06131/992-340,<br />
E-Mail: w.bauer@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />
Redakteure: Ivo Greuloch (Vol.), Tel.: 06131/992-353,<br />
E-Mail: i.greuloch@vfmz.de<br />
Vanessa Weingärtner (Vol.), Tel.: 06131/992-352,<br />
E-Mail: v.weingaertner@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 />
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Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,<br />
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(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
Herausgeber: Hartmut Rauen, stellvertretender<br />
Hauptgeschäftsführer des VDMA<br />
Organ: Organ des „Forums <strong>Mobile</strong> <strong>Maschinen</strong>“<br />
im VDMA<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 />
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Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
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Nevenka Islamovic, Auftragsdisposition<br />
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Anzeigenpreisliste Nr. 14: gültig ab 1. Oktober <strong>2020</strong><br />
Leserservice<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
Verlag<br />
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Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
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Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Handelsregister-Nr. HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE 149063659<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />
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Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />
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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
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