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Der Konstrukteur 11-12/2021

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<strong>11</strong>-<strong>12</strong><br />

19073<br />

Nov./Dez. <strong>2021</strong><br />

€ 13,00<br />

AM PULS DER TECHNIK<br />

FLUIDSENSORIK<br />

Warum Sie auf diese IO-Link-Sensor-<br />

Plattform nicht verzichten sollten<br />

<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de


—<br />

Gemeinsam die<br />

Energieeffizienz erhöhen<br />

Um den Klimawandel zu bekämpfen, müssen wir Energie effizienter nutzen. Das hat<br />

Vorteile, die weit über den Klimaschutz hinausgehen. Energieeffizienz trägt zu sauberer<br />

Luft und sauberem Wasser, aber auch zu einer besseren Gesundheit der Bevölkerung<br />

und zu wirtschaftlicher Entwicklung und Wachstum bei. So halten wir die Welt in Bewegung<br />

und sparen dabei jeden Tag Strom. Machen Sie mit und lassen Sie uns gemeinsam<br />

die Energieeffizienz erhöhen.<br />

energyefficiencymovement.com/de/


DIE ZUKUNFT<br />

NACHHALTIGER GESTALTEN<br />

<strong>Der</strong> Ressourcen- und Energieverbrauch in unserer Welt steigt weiter<br />

unvermindert an. Es ist also längst überfällig, Maßnahmen für den Schutz<br />

von Umwelt und Klima zu ergreifen. Nachhaltigkeit, die ökonomisches<br />

Wachstum mit ökologischen Zielen verbindet, ist demnach eine der<br />

größten Herausforderungen unserer Zeit. Und dabei zeigt uns die Natur<br />

sogar, wie Technik, Wissenschaft, Gesellschaft und Wirtschaft von ihr<br />

lernen können. Beispiele gibt es viele, u. a. in der Sensorik, Kommunikation<br />

und Robotik oder auch im Leichtbau. Umso schöner ist es, wenn wir<br />

Umwelt und Natur durch technische Entwicklungen auch etwas zurückgeben<br />

und sie von dem durch uns Menschen verursachten Ballast<br />

verschonen können. Wir stellen Ihnen ein Robotersystem vor, das Oberflächen<br />

von Schiffen und Offshore-Plattformen reinigt, sandstrahlt und<br />

lackiert und sämtliche Materialreste so entsorgt, dass sie die Umwelt nicht<br />

belasten. Denn bislang landen diese schädlichen Stoffe aus abgetragenen<br />

Lacken und Farben ungehindert in den Weltmeeren. Möglich wurde dieses<br />

Verfahren durch schmiermittelfreie Linearführungen und Gleitlager<br />

(Seite 22). Ein erhöhtes Umweltbewusstsein rückt auch das Thema energieeffiziente<br />

Antriebe zunehmend in den Fokus der <strong>Konstrukteur</strong>e. Mit der<br />

richtigen Software lassen sich ganze Getriebesysteme optimal berechnen<br />

und simulieren. Dadurch lässt sich nicht nur Gewicht einsparen, sondern<br />

auch ein hoher Wirkungsgrad erzielen. Vorreiter ist hier häufig der<br />

Motorrennsport, wie unser Beitrag auf Seite 84 zeigt.<br />

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Stöbern, Lesen und Entdecken!<br />

Online finden Sie uns unter http://digital.derkonstrukteur.de<br />

Ihre<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

n.steinicke@vfmz.de


INHALT<br />

06<br />

98<br />

ANZEIGE ANZEIGE ANZEIGE<br />

<strong>12</strong><br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Die Zukunft nachhaltiger gestalten<br />

06 DER KONSTRUKTEUR persönlich: Benedikt<br />

Janßen, Director Product Sales Mechatronics,<br />

Business Unit Gripping Systems, Schunk<br />

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

08 Konstruktion 2030: Datentransfer<br />

10 SPS <strong>2021</strong>: Seien Sie dabei!<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

<strong>12</strong> Sicherheitskupplungen: Manipulation<br />

ausgeschlossen<br />

14 Höhere Prozessqualität durch Software<br />

18 Hubdreh-Motoren: Hier geht nichts mehr daneben<br />

22 Linearführungen und Gleitlager: Meerwasser-<br />

Kontamination ist vermeidbar<br />

26 Schneckengetriebe: Vorhang auf – aber leise<br />

30 Torquemotoren: Gemeinsam gerechnet –<br />

optimales Ergebnis!<br />

ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

32 TITELSTORY<br />

Generation Plus – Fluidsensorik mit Mehrwert<br />

36 I/O-System: Zukunftssicher dezentral<br />

automatisieren<br />

40 Steckverbinder: Kleine Stecker, große Wirkung<br />

42 Formatverstellung: Das beste Rezept – ein<br />

optimaler Wechsel<br />

FLUIDTECHNIK<br />

46 Magnetventile: Kleine Komponenten<br />

für große Aufgaben<br />

50 Kneter sucht Hydraulik<br />

52 Werkstoff-Auswahl für Elastomerdichtungen<br />

TITELBILD<br />

Hans Turck<br />

GmbH & Co.<br />

KG, Mülheim an<br />

der Ruhr<br />

TITELBILD<br />

SPECIAL<br />

K.A. Schmersal<br />

Gmbh & Co. KG,<br />

Wuppertal<br />

TITELBILD<br />

SPOTLIGHT<br />

HEINRICH KIPP<br />

WERK GmbH & Co.<br />

KG, Sulz am Neckar<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

56 Optische Inline-Dickenmessung in Präzision<br />

60 INTERVIEW<br />

Taiwanesische Werkzeugmaschinenindustrie:<br />

Die Zukunft im Blick<br />

66 Kugelkeilwellen: Hier stimmen die Flocken<br />

4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

70 Sicherheits-Kleinsteuerung mit integrierten<br />

Zusatzfunktionen<br />

74 Pneumatik-Lösungen: So stoppt die Maschine sicher<br />

76 Schritt für Schritt zur CE-Kennzeichnung<br />

78 Was haben Gänseblümchen mit<br />

Maschinensicherheit zu tun?<br />

80 Ultraschallsensorsystem: Sicherheit, die passt<br />

SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

84 Pole-Position ... wenn es um effiziente<br />

Antriebssysteme geht<br />

88 Effizienzschub durch digitales Engineering<br />

92 Engineering-Software: Wenn alles miteinander<br />

verzahnt ist<br />

SPOTLIGHT<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE & CO.<br />

94 Schnappverschlüsse: Einsatz ohne Grenzen<br />

98 Stoßdämpfer: Sicherheit auf der siebten Achse<br />

102 Gesunde Produktion durch Rollenketten<br />

104 Schnellverschluss-Kupplungen: Wenn die<br />

Verbindung halten soll<br />

SERVICE<br />

105 Impressum<br />

107 Vorschau<br />

SPS Nürnberg<br />

23.–25. November <strong>2021</strong><br />

Halle 1, Stand 224<br />

Die Wirtschaft<br />

braucht neue<br />

Motoren.<br />

Wir bauen sie.<br />

Würde die Wirtschaft durch Motoren<br />

angetrieben, wären diese von maxon.<br />

Denn unsere zuverlässigen und effizienten<br />

Antriebssysteme leisten auch in schwierigen<br />

Zeiten präzise Arbeit. In Kombination<br />

mit unseren Encodern und Motor<br />

Controllern überzeugen sie zudem<br />

durch eine hohe Intelligenz.<br />

www.maxongroup.de<br />

Precision Drive Systems


BENEDIKT JANßEN<br />

Herr Janßen, was fasziniert Sie persönlich<br />

an der Automatisierungstechnik, die auf<br />

der Messe SPS im Fokus stehen wird?<br />

In der Automatisierungstechnik ist viel<br />

Bewegung; die Möglichkeiten werden<br />

immer vielfältiger. Das sieht man auch bei<br />

Schunk auf der SPS. Ohne dieses Tempo<br />

wäre die Welt nicht auf dem heutigen<br />

Stand. Mich fasziniert die Innovationskraft<br />

unserer Branche. Jedes Jahr bringt sie<br />

spannende Entwicklungen hervor, die<br />

die Einzigartigkeit der menschlichen<br />

Fähigkeiten in technische Ansätze<br />

übersetzen. Start-ups bereichern mit ihren<br />

Ideen zusätzlich die Automatisierung.<br />

Gemeinsam mit erfahrenen Spezialisten<br />

entstehen verlässliche Lösungen, die die<br />

Industrie weiterbringen.<br />

Wer oder was war Ihr Vorbild in der Technik?<br />

Mein Vater hat mich in vielen Bereichen an<br />

die Technik herangeführt. Wir Schwaben<br />

sind Tüftler, die gerne selbst werkeln, reparieren<br />

oder experimentieren. Das hat mich<br />

auch in der Schule, in Chemie oder Physik<br />

begeistert. In der Jugendfeuerwehr bekam<br />

ich einen tiefen Einblick in die technische<br />

Arbeit bei der Freiwilligen Feuerwehr.<br />

Gibt es eine Greifer-Anwendung,<br />

die Sie besonders spannend finden?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Da gibt es viele. Jede ist für sich individuell<br />

großartig. Wie das anspruchsvolle Handling<br />

unter großer Hitze, bei dem ein klassischer<br />

Pneumatikgreifer glühende Teile ins Abkühlbecken<br />

taucht und trotz dieser Bedingungen<br />

seit Jahren einwandfrei arbeitet.<br />

Oder Miniaturgreifer, die filigranste Teile<br />

der Uhrenindustrie oder Medizintechnik<br />

sensibel bewegen. Auch intelligente und<br />

smarte Greiflösungen, die dank Kamera und<br />

Software mit dem richtigen Griff unterschiedlichste<br />

oder unsortierte Teile sicher<br />

aufnehmen, finde ich spannend. Die Bandbreite<br />

ist immens und bringt immer neue<br />

Herausforderungen mit sich.<br />

Was verbinden Sie in Ihrer Freizeit<br />

mit Technik?<br />

In der Freizeit packe ich im Haus und im<br />

Garten gerne selbst an. Technische Helfer<br />

sind da unerlässlich. Ausgleich finde ich<br />

auch im Sport, zum Beispiel beim Joggen –<br />

ganz ohne Technik.<br />

6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

MICH FASZINIERT DIE<br />

INNOVATIONSKRAFT<br />

UNSERER BRANCHE<br />

BENEDIKT JANßEN, DIRECTOR PRODUCT SALES<br />

MECHATRONICS, BUSINESS UNIT GRIPPING SYSTEMS,<br />

SCHUNK GMBH & CO. KG, LAUFFEN / NECKAR


KÜBLER FÜR INNOVATIONSMARATHON AUSGEZEICHNET<br />

Die Kübler Gruppe, Spezialist für Positionsund<br />

Bewegungssensoren, gehört laut<br />

der WirtschaftsWoche (Ausgabe 29/<strong>2021</strong>)<br />

bereits zum dritten Mal zu den 100<br />

innovativsten Mittelständlern im<br />

Jahr <strong>2021</strong>. Sichtlich erfreut über die<br />

Auszeichnung zeigen sich die Kübler<br />

Geschäftsleitung und das ganze Kübler-<br />

Team. „Die Auszeichnung ist eine Bestätigung<br />

unseres „Innovationsmarathons“,<br />

den wir bereits im Jahr 2015 gestartet<br />

haben und motiviert uns mit viel Energie dranzubleiben“, so Gebhard Kübler,<br />

einer der beiden geschäftsführenden Gesellschafter des Familienunternehmens.<br />

„Dabei wollen wir immer die Anwendung unserer Kunden in ihren Segmenten<br />

genau verstehen. So können wir die richtigen Produktlösungen schaffen“, fügt<br />

Gebhard Kübler hinzu. Ergänzt wird die Innovationsstrategie heute zunehmend<br />

durch eine enge Zusammenarbeit mit Universitäten und Instituten. Dort<br />

werden zum Teil Grundlagentechnologien gemeinsam entwickelt und<br />

Fachwissen temporär „zugekauft“.<br />

www.kuebler.com<br />

NEUER VORSITZENDER DER<br />

GESCHÄFTSFÜHRUNG BEI EBM-PAPST<br />

Mit Wirkung zum 01. November <strong>2021</strong> hat Herr Dr.<br />

Klaus Geißdörfer (Bild) den Vorsitz der Geschäftsführung<br />

der ebm-papst Gruppe mit Hauptsitz in<br />

Mulfingen (Baden-Württemberg) übernommen.<br />

Mit ihm gewinnt das Unternehmen eine konzernund<br />

transformationserfahrene Führungspersönlichkeit<br />

für die erfolgreiche und zukunftsorientierte<br />

Weiterentwicklung des Familienunternehmens und die Überleitung in die<br />

kommende Management-Generation. Thomas Wagner übernimmt nach<br />

interimistischer Führung des Unternehmens erneut und wie im Vorfeld geplant,<br />

die Position des Stellvertreters. Er wird Herrn Dr. Geißdörfer bei der Einarbeitung<br />

unterstützen und in seiner Funktion als COO den laufenden Strategieund<br />

Transformationsprozess aktiv begleiten. Mit Dr. Geißdörfer leitet das<br />

Unternehmen einen Generationswechsel an der Unternehmensspitze ein und<br />

möchte mit seiner Expertise den Digitalisierungs- und Globalisierungsprozess<br />

weiter vorantreiben.<br />

www.ebmpapst.com<br />

SCHUNK ERHÄLT „BOSCH GLOBAL SUPPLIER AWARD“<br />

Bei der Prozessoptimierung, der<br />

Internationalisierung, Innovationsprojekten<br />

oder dem Technologieaustausch<br />

– Schunk steht Bosch seit<br />

vielen Jahren als zuverlässiger<br />

Lieferant und Partner zur Seite. Dafür<br />

zeichnete Bosch den Technologiepartner<br />

regelmäßig mit dem Status als<br />

Preferred Supplier aus. Nun honoriert<br />

das Technologie- und Dienstleistungsunternehmen<br />

die herausragende<br />

Leistung von Schunk einmal mehr und wählt ihn mit dem „Bosch Global<br />

Supplier Award“ zu seinen besten Lieferanten weltweit. Schunk erhält die<br />

Auszeichnung in der Kategorie „Indirekter Einkauf und Dienstleistungen“.<br />

„Das ist eine großartige Anerkennung für unser Unternehmen“, freut sich Harald<br />

Dickertmann, Executive Vice President Sales bei Schunk. „Diese Auszeichnung<br />

unterstreicht unsere langjährige vertrauensvolle Zusammenarbeit mit Bosch.<br />

Gleichzeitig ist sie für uns Ansporn, unsere Position als führender Lieferant zu<br />

bestätigen und gemeinsam neu gesteckte Ziele zu erreichen.“<br />

www.schunk.com


KONSTRUKTION 2030<br />

CONNECTIVITY<br />

Im Internet of Things werden zunehmend mehr Maschinen<br />

und Anlagen miteinander vernetzt. Damit steigen auch die<br />

Anforderungen an die Datenübertragung. Welche Trends<br />

erkennen Sie, wenn es um die Fabrik der Zukunft geht?<br />

<strong>Der</strong> Trend geht ganz klar in Richtung Datenqualität. Während<br />

aktuelle industrielle Kommunikationsnetzwerke noch einigermaßen<br />

fehlertolerant sind, werden sich Produktionsprozesse,<br />

wie sie in Industrie 4.0 angedacht sind, in Zukunft nur über eine<br />

sichere und zuverlässige Verkabelung umsetzen lassen. Mit den<br />

stetig steigenden Anforderungen an die Netzwerkperformance<br />

steigen parallel die Anforderungen an Steckverbinder und<br />

Kabel. Die Infrastruktur muss auch in Grenzbereichen der zukünftigen<br />

Technologien noch leistungsfähig genug sein, um eine<br />

hohe Verfügbarkeit und Robustheit zu gewährleisten – ohne<br />

dass es zu Netzwerkausfällen oder Performanceeinbußen<br />

kommt. Das Netzwerk bildet demnach das Rückgrat der Automatisierung.<br />

Oder wie wir bei Escha sagen, das Fundament 4.0.<br />

Bei Robotern besteht die Herausforderung darin, trotz höchster<br />

Belastungen eine schnelle Datenübertragung bis an die Spitze<br />

des Arms zu ermöglichen. Zum Beispiel für die zuverlässige<br />

Ansteuerung von Greifern mit intelligenten Sensoren oder<br />

Kameras. Unter dem Namen „Profinet robotic“ bieten wir schon<br />

heute ein Portfolio, das sehr gute Schleppketten- und Torsionseigenschaften<br />

– je fünf Millionen Zyklen – miteinander verbindet<br />

und dabei eine Fast-Ethernet-Übertragung nach Cat5e garantiert.<br />

Diese Produktfamilie wurde unter Hochfrequenz-Gesichtspunkten<br />

konstruiert und verfügt über hohe Datenübertragungsreserven,<br />

die bereits jetzt den steigenden Anforderungen<br />

von morgen gewachsen sind.<br />

www.escha.net<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

<strong>Der</strong> nahtlose Datentransfer vom Büro bis hin zum Sensor im<br />

Feld ist heute schon fast zum Standard geworden. Was heißt<br />

das für Anschlusstechnik, die noch einen Schritt weiter geht?<br />

Mit der aktuellen Anschlusstechnik sind wir noch lange nicht<br />

am Ende des Machbaren angekommen. Die Zukunft des Datentransfers<br />

wird durch den neuen Standard namens Single Pair<br />

Ethernet geprägt werden. Dieser eröffnet die Möglichkeit – mit<br />

einem vergleichsweise kompakten Interface – hohe Datenraten<br />

barrierefrei von der Steuerungsebene in die Sensor-/Aktor-<br />

Ebene zu bringen. Im Gegensatz zu aktuellen Lösungen mit<br />

zwei oder vier vierdrillten Adernpaaren setzt SPE auf lediglich<br />

ein verdrilltes Adernpaar. Dadurch entsteht zukünftig eine<br />

vergleichsweise gewichtsparende Infrastrukturlösung für IIoTund<br />

I4.0-Applikationen. Als Mitglied im SPE Industrial Partner<br />

Network treibt Escha diese Technologie mit voran.<br />

Auch der zunehmende Einsatz von Robotern hat seine Tücken,<br />

wenn es um Anschlusstechnik geht. Wo sehen Sie die größten<br />

Herausforderungen in den nächsten Jahren?<br />

8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

MARC BRAUN B.SC.<br />

Produktmanager bei ESCHA


KREATIVITÄT GEFRAGT – DOPPELSIEG FÜR JUMO<br />

Gleich zwei Auszeichnungen konnte sich Jumo beim Deutschen<br />

Ideenmanagement Preis <strong>2021</strong> sichern – und zwar in den Kategorien<br />

„Beste Idee in Produktion und Technik“ sowie „Beste<br />

Azubi-Idee“. „Unsere Mitarbeitenden reichen Jahr für Jahr<br />

mehrere hundert Vorschläge zur Prüfung ein, mit denen die<br />

Prozesse und die Kommunikation bei Jumo verbessert werden<br />

können“, so Monika Thom, Leiterin des Jumo-Ideenmanagements.<br />

Dieser Ideenschatz sei für die Weiterentwicklung der<br />

Unternehmensgruppe wichtig. Mit dem zweiten Platz in der<br />

Sparte „Beste Idee in Produktion und Technik“ wurde eine<br />

Methode gewürdigt, die eine 20%ige Effizienzsteigerung bei<br />

Maschinen zur Selektion von Temperatursensoren ermöglicht<br />

und sechsstellige Investitionen einspart. Parallel überzeugte die Idee, ausgedruckte Begleitpapiere zur Fehlererfassung durch<br />

aktuelle Zeichnungen zu ersetzen. Das spart Zeit und Material und verringert Papierabfall. Dieser Vorschlag setze sich auf Platz 1<br />

in der Kategorie „Beste Azubi-Idee“ durch.<br />

www.jumo.net<br />

VERBANDKOOPERA-<br />

TION: TIA SPEC & SPE<br />

SYSTEM-ALLIANCE<br />

Das Single Pair Ethernet<br />

Consortium (SPEC) der Telecommunications<br />

Industry<br />

Association (TIA) schließt sich<br />

mit der Single Pair Ethernet<br />

System Alliance zusammen.<br />

Von der Zusammenarbeit<br />

erhoffen sich die Verbände,<br />

die Marktakzeptanz der Single<br />

Pair Ethernet (SPE)-Technologie<br />

zu beschleunigen und durch<br />

die Harmonisierung von<br />

Kommunikation, Ausbildung<br />

und der Entwicklung globaler<br />

Standards Klarheit und<br />

Vertrauen auf dem Markt<br />

zu schaffen.<br />

SPE ermöglicht die kostengünstige<br />

Spannungs- und<br />

Datenübertragung über ein<br />

einfaches Kupferaderpaar<br />

über Entfernungen bis zu<br />

1 000 m. Die geringe Größe,<br />

das niedrige Gewicht und die<br />

große Reichweite der SPE-Verkabelung<br />

machen sie zu einer<br />

passenden Technologie für<br />

vernetzte Geräte und Sensoren,<br />

die zur Unterstützung<br />

des Internets der Dinge (IoT)<br />

und von Gebäudeautomationssystemen<br />

installiert<br />

werden.<br />

www.weidmueller.com<br />

CRASH DÄMPFER REDUZIEREN<br />

STILLSTANDSZEITEN<br />

• Zuverlässiger Schutz<br />

vor unnötigen Maschinenschäden<br />

• Hohe Schadensreduzierung<br />

durch geringe Stützkräfte<br />

• Hohe Energieaufnahme<br />

mit bis zu 98 % Energieabbau<br />

• Einfache Montage und Austausch<br />

sparen wertvolle Zeit<br />

• Hervorragendes<br />

Preis-Leistungsverhältnis<br />

YOUR LOCAL<br />

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ACE Stoßdämpfer GmbH · Langenfeld · Germany · www.ace-ace.de


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

<strong>2021</strong><br />

SEIEN SIE DABEI!<br />

Alle Bundesländer lassen das Veranstalten von Messen wieder zu und so geht<br />

auch die SPS <strong>2021</strong> als sogenannte 3G plus-Veranstaltung erneut an den Start.<br />

Diese Regelung ermöglicht ein weitgehend uneingeschränktes Messe-Erlebnis<br />

bei maximalem Infektionsschutz. Wir dürfen uns also auf ein hochkarätiges<br />

Programm und viele spannende Neuheiten aus der Welt der smarten und digitalen<br />

Automatisierung freuen – physisch, digital und hybrid.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Unter Berücksichtigung der aktuellen Corona-Verordnung<br />

der Bayerischen Landesregierung findet die SPS<br />

smart production solutions vom 23.-25.<strong>11</strong>.<strong>2021</strong> in<br />

Nürnberg als sogenannte 3G plus-Veranstaltung statt.<br />

Teilnehmen dürfen damit vollständig Geimpfte und Genesene<br />

sowie Personen mit einem höchstens 48 Stunden alten negativen<br />

PCR-Test. Dazu Martin Roschkowski, President der Mesago<br />

Messe Frankfurt: „In einer Zeit, in der alles anders ist, ist eines<br />

konstant geblieben: <strong>Der</strong> Bedarf an Innovationen und persönlichem<br />

Austausch in der Automatisierungsbranche. Diesen<br />

Bedarf werden wir im Jahr <strong>2021</strong> endlich wieder abdecken<br />

können, um einen Schritt in Richtung neuer Normalität mit<br />

Corona zu gehen. Das ist nicht nur das, was die Automa -<br />

ti sierungsindustrie will, sondern auch das, was sie jetzt<br />

braucht.“ Viele namhafte Unternehmen, darunter auch der<br />

größte Aussteller der Messe, die Siemens AG sowie Phoenix<br />

Contact, Beckhoff, Sick und Pepperl+Fuchs werden auf der<br />

SPS <strong>2021</strong> in Nürnberg ver treten sein.<br />

KLIMA, ROHSTOFFMANGEL UND KI<br />

Das von den Verbänden ZVEI und VDMA gemeinsam bespielte<br />

Messeforum in Halle 3 bietet zahlreiche spannende Beiträge: Die<br />

Gesprächsrunde „Wertschöpfung aus Maschinendaten 4.0 – Winwin<br />

durch Partnerschaft“, die sich mit einer fairen und indi -<br />

vi duell-selbstbestimmten Verwertung von Maschinendaten beschäftigt<br />

oder auch die Panel-Diskussion „DC-System Concept<br />

for sustainable Factories“. Dabei geht es um innovative Technologien,<br />

die das Erreichen von internationalen Klimazielen vorantreiben<br />

– ein zunehmend wichtiges Thema in der Industrie. Auch<br />

der aktuelle Rohstoffmangel wird im Messevortragsprogramm<br />

thematisiert und die Zuhörer sind eingeladen, sich mit Referenten<br />

und Diskussionsteilnehmern auszutauschen.<br />

Auch die digitale Eventplattform „SPS on air“ wartet mit<br />

hochka rätigen Beiträgen auf. Den Anfang macht dabei Christian<br />

Baudis, Digital-Unternehmer, Futurist und ehemaliger Google-<br />

10 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


escha.net<br />

WIR BRAUCHEN ECHTE EVENTS<br />

Beim Networking sind digitale Tools zwar ein<br />

wichtiges Hilfsmittel. Doch eines können sie<br />

nicht: den Austausch von Erfahrungen und<br />

Stimmungen. Ich freue mich daher auf viele<br />

persönliche Begegnungen und natürlich auf<br />

die Neuheiten der Branche.<br />

NICOLE STEINICKE, Chefredakteurin<br />

Deutschlandchef, am ersten Messetag mit seiner Keynote<br />

„Wie digitale Technologien die Produktion verändern“. Am<br />

Mittwoch liegt der Programmfokus auf „Use cases for AI“. In<br />

diesem Rahmen widmet sich Dr. Henning Beck, Neurowissenschaftler,<br />

Biochemiker und Deutscher Meister im Science<br />

Slam dem Thema „Gehirn vs. KI – Smarte Automatisierung<br />

für die Welt von Morgen“.<br />

VOR ORT ODER DIGITAL<br />

<strong>Der</strong> Schutz der Gesundheit aller Aussteller, Besucher, Servicepartner<br />

und Mitarbeiter hat für den Veranstalter oberste Priorität<br />

und so wurde zusammen mit der NürnbergMesse ein<br />

umfassendes Schutz- und Hygienekonzept entwickelt, das<br />

den Anforderungen der Bayerischen Staatsregierung entspricht.<br />

Das auf den drei Säulen Organisation, Abstandsregeln<br />

und Hygiene fußende Konzept stellt sicher, dass das<br />

gesundheitliche Risiko auf ein Minimum reduziert wird. Für<br />

die Besucher vorab wichtig zu wissen ist, dass eine Registrierung<br />

nur im Vorfeld der Veranstaltung möglich ist.<br />

Die SPS bildet das komplette Spektrum der smarten und<br />

d igitalen Automation ab – vom einfachen Sensor bis hin zu<br />

intelligenten Lösungen, vom heute Machbaren bis hin zur<br />

Vision einer umfassend digitalisierten Industriewelt. Im Fokus<br />

stehen dabei praxisnahe Lösungen für den spezi fischen Arbeitsbereich.<br />

Die Teilnahme hochqualifizierter Aussteller und<br />

Besucher ermöglicht einen Austausch auf Augenhöhe und<br />

sorgt für eine erfolgreiche Messeteilnahme – vor Ort in Nürnberg<br />

sowie global über die ergänzende digitale Plattform.<br />

Bilder: Mesago – Malte Kirchner, Statement-Kasten Vereinigte Fachverlage<br />

Anschlusstechnik für<br />

Roboterapplikationen<br />

PROFINET Anschlusstechnik<br />

für Robotik<br />

Sensor-/Aktorleitungen<br />

Maximale Biegewechsel & Torsion<br />

Höchste Verfügbarkeit in<br />

dynamischen Anwendungen<br />

Halle 10.0 / 341<br />

Wir sehen uns J<br />

www.sps-messe.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

MANIPULATION AUSGESCHLOSSEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Sicherheitskupplungen bleiben als mechanisches Bauteil unverzichtbar.<br />

Sie lösen zuverlässig aus, schützen Antriebskomponenten vor Schäden<br />

durch Überlast und arbeiten unabhängig von der Regelung. Und: Sie<br />

sind nicht manipulierbar.<br />

In zunehmend mehr Fabrikhallen werden elektrische Antriebe<br />

eingesetzt. Zugleich erhöhen sich Produktionsgeschwindigkeiten,<br />

die Auslastung von Maschinen steigt – bei<br />

gleichbleibend hoher Präzision. Entsprechend steif sind die<br />

Maschinenkonstruktionen. Diese Konstellation allerdings<br />

führt bei Anlagenstörungen zu harten Kollisionen mit teuren<br />

Folgeschäden. „Nur ein rein mechanisches System wie eine<br />

Sicherheitskupplung, das regelungsunabhängig arbeitet, kann<br />

hier zuverlässigen Schutz bieten“, erläutert Ralf Epple, Produktmanager<br />

bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. „Sicherheitskupplungen<br />

begrenzen das Drehmoment exakt auf den<br />

eingestellten zulässigen Grenzwert, öffnen den Antriebsstrang<br />

und entkoppeln die laufenden Massen innerhalb von Sekundenbruchteilen.“<br />

ARBEITSPROZESS PERMANENT<br />

ÜBERWACHEN, ABER WIE?<br />

Mit elektronischen Überwachungsfunktionen der Maschinensteuerung,<br />

etwa der Motorstrom-Messung, lässt sich der Arbeitsprozess<br />

permanent überwachen. Auftretende Störungen und Kollisionen<br />

lassen sich damit aber nur in gewissen Grenzen erkennen.<br />

Besonders bei Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit ist die<br />

Motorstrom-Messung zu langsam, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen<br />

einleiten zu können. In der Praxis ist eine Stromregelung nur<br />

bei Anwendungen mit wenig Dynamik und weicher Kollision als<br />

Alternative zu Sicherheitskupplungen in Betracht zu ziehen.<br />

„Heute arbeiten zwar viele Maschinen vollautomatisch, und<br />

die Gefahr durch Bedienfehler von Personen sinkt, dafür entste-<br />

<strong>12</strong> DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

01 Spielfreie, lasttrennende Sicherheitskupplung<br />

EAS-compact-F: Die Freischaltkupplung<br />

trägt den steigenden Anforderungen<br />

an Drehzahl und Dynamik Rechnung<br />

02 EAS-HSE-Highspeed-Kupplung für hohe<br />

Anforderungen im Highspeed-Bereich<br />

02<br />

DIE EINSATZGEBIETE REICHEN<br />

VON WERKZEUGMASCHINEN<br />

ÜBER DIE FÖRDERTECHNIK BIS<br />

ZUR LEBENSMITTELINDUSTRIE<br />

hen aber andere Fehlerquellen“, umschreibt Ralf Epple die<br />

wachsenden Anforderungen. So können im Betrieb beispielsweise<br />

durch die Vielzahl an Sensoren Störgrößen in der Elektronik<br />

entstehen. Oder aber Sensoren fallen aus, und eine falsche<br />

Regelgröße wird eingespeist. Daneben sind auch Einrichtungsfehler<br />

eine Gefahrenquelle. Zugleich sind in den schelldrehenden<br />

Antriebsachsen hochwertige, teure Komponenten im Einsatz,<br />

beispielsweise Planetengetriebe mit hoher Übersetzung,<br />

die vor Schäden durch Überlast geschützt werden müssen. Ein<br />

Schaden verursacht hier nicht nur hohe Kosten, sondern führt<br />

auch zu langen Stillstandszeiten.<br />

MECHANISCHE SICHERHEITSKUPPLUNGEN<br />

VERMEIDEN STILLSTANDSZEITEN<br />

Deshalb werden mechanische Sicherheitskupplungen benötigt.<br />

Diese Kupplungen rasten bei einem definierten und nachvollziehbaren<br />

Drehmoment aus und schützen Motor, Getriebe und<br />

Antriebsstrang. So werden lange Stillstandszeiten vermieden. Die<br />

Kupplungen sind nicht anfällig für Manipulation – das Drehmoment<br />

wird werkseitig eingestellt und ist nach dem Ausrasten sofort<br />

wieder verfügbar. <strong>Der</strong> Sicherheitsaspekt ist nicht von der<br />

Wiederinbetriebnahme abhängig.<br />

Generell gilt: eine Sicherheitskupplung, die den Antriebsstrang<br />

und seine Komponenten vor Schäden durch Überlast<br />

schützen soll, muss zum jeweiligen Anwendungsfall passen.<br />

„Die eine Kupplung für alle Fälle gibt es nicht“, präzisiert Ralf<br />

Epple. Wichtig ist zudem, besonders bei hohen Drehzahlen,<br />

dass die Kupplungen das Drehmoment spielfrei und mit hoher<br />

Drehsteifigkeit übertragen. Zum Beispiel sind die EAS-HSE-<br />

Highspeed-Elementekupplungen kompakt konstruiert mit hoher<br />

Leistungsdichte und einem geringen Massenträgheitsmoment“,<br />

erklärt der Produktmanager, der den kleinen Außendurchmesser<br />

und den verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmesser hervorhebt.<br />

Auch die integrierten Elemente, über die bei der EAS-HSE-<br />

Kupplung die Drehmomentübertragung erfolgt, sind speziell<br />

ausgewählt und symmetrisch angeordnet. Für die Auslegung gilt<br />

immer, dass Bohrungsdurchmesser, Außendurchmesser und<br />

Elementegröße harmonieren müssen, um ein schwingungsarmes<br />

System zu erhalten, das im Auslösefall präzise und zuverlässig<br />

funktioniert.<br />

Bilder: Eisenhans – stock.adobe.com, Sonstige Mayr Antriebstechnik<br />

www.mayr.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 13


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Die Maschinensteuerung<br />

gewährleistet<br />

ein hohes Maß an<br />

Genauigkeit,<br />

Produktivität sowie<br />

Verfügbarkeit<br />

HÖHERE PROZESSQUALITÄT<br />

DURCH SOFTWARE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In der Leiterplattenfertigung erfordern eine wachsende funktionelle<br />

Integrationsdichte von Baugruppen sowie steigende Signalgeschwindigkeiten<br />

ein sauberes Leiterplattendesign und eine hohe Fertigungsqualität. Vor allem<br />

beim Tiefenbohren und -fräsen ist eine immer höhere Prozessgenauigkeit<br />

wichtig. Hierbei unterstützt eine Software.<br />

Bei der Fertigung von Leiterplatten benötigen vor allem<br />

Tiefenbearbeitungs-Prozesse eine intelligente und intuitiv<br />

bedienbare Steuerung. Zusätzlich zu seinen CNC-<br />

Steuerungen hat Sieb & Meyer das Software-Paket SLM<br />

(Smart Layer Manager) entwickelt, das den steigenden Anforderungen<br />

des Marktes an die Qualität und Prozessgenauigkeit von<br />

Bearbeitungsmaschinen gerecht wird. Vor allem beim Tiefenbohren<br />

und -fräsen ist eine hohe Präzision gefragt. Zur Analyse<br />

und Qualitätskontrolle müssen relevante Fertigungsdaten erfasst<br />

und gesichert werden. Hierfür stellt Sieb & Meyer für die Steuerungsgeneration<br />

CNC 84.00 die Software SLM zur Verfügung. Ziel<br />

Michael Schulz ist Key Account Manager<br />

CNC Europa, USA bei der Sieb & Meyer AG<br />

der Entwicklung war es, einerseits die Ansprüche des Marktes an<br />

die Tiefenbearbeitung zu erfüllen, etwa beim Backdrilling oder<br />

Reststegfräsen. Zum anderen sollte es eine Innovation werden,<br />

die den Anwender auch noch künftig begeistet. Und schließlich<br />

war auch die Usability ein wichtiger Aspekt: „Trotz der umfangreichen<br />

Funktionalität soll der Bediener die nötigen Prozessparameter<br />

leicht und für ihn nachvollziehbar einrichten können,“ erklärt<br />

Holger Dornau, Leiter Vertrieb/Marketing CNC der Sieb &<br />

Meyer AG.<br />

SOFTWARE-PAKET ERÖFFNET<br />

NEUE MÖGLICHKEITEN<br />

Ernst Lenz Maschinenbau baut seit 1968 Bohr- und Fräsmaschinen<br />

für die Leiterplattenindustrie mit Fokus auf Sonderanwen-<br />

14 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

HOHE PRÄZISION VEREINT MIT FUNKTIONALITÄT<br />

UND USABILITY<br />

Modernste Technologietrends stellen neue Herausforderungen an die präzise<br />

Tiefenorientierung beim Bohren und Fräsen von Leiterplatten. Neben exakten<br />

Bearbeitungsergebnissen bietet die Software Lösungen für ein breites Feld<br />

von Applikationsanforderungen und garantiert einen außergewöhnlichen<br />

Bedienkomfort.<br />

HOLGER DORNAU, Leiter Vertrieb und Marketing CNC, Sieb & Meyer AG<br />

dungen und Nischenlösungen. Jetzt hat Lenz das SLM-Paket im<br />

Einsatz. Die Tiefenbearbeitung der Leiterplatte gehört zwar<br />

schon lange zum Standard bei Lenz. Doch weil die Anforderungen<br />

an die Genauigkeit zunehmend steigen, hat Lenz mit der<br />

Bohr- und Fräsmaschine DRB 610-1+1 eine Serie entwickelt, bei<br />

der die Leiterplatte mittels CCD-Kamera in der X-Y-Lage ausgerichtet<br />

wird und mit unterschiedlichen Tiefenmesssensoren in<br />

Z-Richtung vermessen werden kann. Die hier eingesetzte Maschinensteuerung<br />

CNC 84.00 von Sieb & Meyer sorgt zwar ohnehin<br />

schon für Genauigkeit, Produktivität und Verfügbarkeit. Doch<br />

zudem kann der Anwender mit der Software SLM die gemessenen<br />

Toleranzen der Leiterplatte erfassen, berechnen und im Arbeitsprozess<br />

in Echtzeit berücksichtigen und somit die Leiterplatte<br />

präzise bearbeiten.<br />

Gut geeignet ist SLM auch für das Fräsen von Kavitäten. <strong>Der</strong> Hintergrund:<br />

Eingelassene Bauteile – sogenannte „Embedded Components“<br />

– halten immer mehr Einzug in die Elektronik industrie.<br />

Dabei müssen die Hersteller eine präzise und ebene Fläche mit<br />

sehr kleinen Toleranzen in die Leiterplatte einbringen. „Hier handelt<br />

es sich um mehrfach verpresste Multilayer, bei denen die<br />

Dickentoleranzen ausgeglichen werden müssen“, so Geschäftsführer<br />

Uwe Lenz. Das lässt sich mit der Software bewältigen.<br />

INDIVIDUELLE ANPASSUNGEN VORAB DEFINIEREN<br />

Ebenfalls von Vorteil ist SLM bei der Prozesseinrichtung, die ausschließlich<br />

auf inhaltlich abgestimmten und leicht verständlichen<br />

Eingabeseiten der CNC-Software stattfindet. Parameter wie<br />

die Stärke des Einlaufmaterials oder ein fester Tiefenversatz sorgen<br />

für Prozessgenauigkeit der CNC-Maschine. <strong>Der</strong> Bediener<br />

kann einmal eingerichtete Parameter in einer Konfigurationsdatei<br />

sichern und später wieder nutzen. Auch ermittelte Oberflächendaten<br />

lassen sich speichern und zur Wiederverwendung<br />

später neu laden. SLM ermöglicht es, in der Tiefenbearbeitung<br />

auf unterschiedliche Kundenanforderungen einzugehen und individuelle<br />

Anpassungen vorab im Programm zu verankern. <strong>Der</strong><br />

Maschinenbediener kann einzelne produktrelevante Bearbeitungsschritte<br />

im Vorfeld definieren und muss dann nur noch das<br />

für ihn maßgeschneiderte Programm einlesen. Im Betrieb führt<br />

die CNC-Software den Anwender sicher durch den Fertigungsablauf,<br />

was mögliche Bedienfehler reduziert.<br />

Bilder: Ernst Lenz Maschinenbau, Sieb & Meyer<br />

www.sieb-meyer.de<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

HIER GEHT NICHTS<br />

MEHR DANEBEN<br />

Fast täglich öffnen wir<br />

Getränkekartons mithilfe eines<br />

Wing-Cap-Verschlusses. Doch<br />

hinter dem cleveren Verschluss<br />

mit den „Flügeln“ steckt mehr<br />

Know-how als wir erwarten:<br />

Bei der Abfüllung sind Hubdreh-Motoren<br />

für das korrekte<br />

Verschrauben der Deckel auf<br />

die Gewinde im Einsatz und<br />

müssen verschiedenste<br />

Prozess-Parameter präzise<br />

einhalten.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bereits seit über 43 Jahren arbeitet Hans-Peter Steuri als<br />

Projektleiter für die Emmi Schweiz AG in Suhr. In dieser<br />

Zeit hat er schon einige Innovationen der Verpackungstechnik<br />

miterlebt. „Kunden Convenience“ lautetet die<br />

prägnante Antwort, die Steuri auf die Frage gibt, was Emmi zum<br />

Einsatz des Wing-Cap-Verschlusses bewog. „Am Anfang war das<br />

Design der Verpackung von Tetra Pak rechteckig, wie bei einem<br />

Ziegelstein. In den 90er-Jahren wurde diese Verpackung dann<br />

vom Schlauchbeutel abgelöst.“ Die äußerst ökonomische und<br />

ökologische Verpackung hatte aber auch Nachteile: der Beutel<br />

war zu anfällig auf ungewollte Risse und zudem nicht wiederverschließbar.<br />

Es folgte der Wechsel zurück zur herkömmlichen Verpackung,<br />

jedoch dieses Mal mit einem aufgeklebten Drehverschluss.<br />

Bei diesem musste nach der erstmaligen Öffnung eine<br />

Aluminiumschicht mittels Plastikring aus dem Inneren des Verschlusses<br />

weggerissen werden. Diese Lösung benötigte einen<br />

Kraftakt, an dessen Ende durch das ruckartige Entfernen der Aluminiumabdeckung<br />

oftmals ein wenig der Flüssigkeit verschüttet<br />

wurde. Um ihren Kunden die bestmögliche Verpackung bieten zu<br />

können, brauchte Emmi eine Lösung, die wiederverschließbar ist<br />

Andreas Della Casa ist Content Manager bei der NTI AG,<br />

LinMot & MagSpring in Spreitenbach in der Schweiz<br />

und sich einfach sowie ohne Krafteinsatz öffnen lässt. Auch wichtig:<br />

das Getränk muss einschenkbar sein, ohne das etwas verschüttet<br />

wird. Die Antwort auf diese Anforderungen: ein Wing-<br />

Cap-Verschluss.<br />

ZUVERLÄSSIG, PRÄZISE UND<br />

SCHNELL VERSCHLOSSEN<br />

<strong>Der</strong> Clou hinter dem Wing-Cap-Verschluss: Die Siegelscheibe<br />

wird nach dem Verschluss direkt mit dem Deckel verbunden und<br />

öffnet sich dadurch einfach und mühelos beim erstmaligen Öffnen<br />

des Wing-Caps. Entscheidend für einen effizienten und<br />

DER HUBDREH-MOTOR REALISIERT<br />

KOMBINIERTE LINEAR- UND<br />

DREHBEWEGUNGEN AUF<br />

EINFACHSTE ART UND WEISE<br />

zuverlässigen Verschließprozess ist dabei das punktgenaue Aufdrehen<br />

der Wing-Cap-Verschlüsse. Und genau hier griff das Maschinenbauer-Unternehmen<br />

Tetra Pak auf Hubdreh-Motoren<br />

von Linmot zurück. Die bereits abgefüllten Kartonverpackungen<br />

werden mittels Förderband zum Tetra-Pak-Verschließer trans-<br />

18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

portiert. Dort wird zuerst ein Wing-Cap-Verschluss auf die Verpackung<br />

gelegt. Das exakte Verschließen der Deckel übernimmt im<br />

Anschluss ein Linmot Hubdreh-Motor der Serie PR01. Dieser beinhaltet<br />

in nur einem Gehäuse zwei elektromagnetische Servomotoren<br />

– einen Linearmotor und einen Drehmotor. Durch den<br />

innovativen, mechanischen Aufbau ist dieses fixfertige Maschinenelement<br />

fähig, kombinierte Linear- und Drehbewegungen<br />

auf einfachste Art und Weise zu realisieren und z. B. Verschlüsse<br />

frei nach Kundenwunsch zu verschrauben. Im Fall von Emmi<br />

muss der Deckel wie folgt verschlossen werden: in einem<br />

900-Winkel zugedreht, bei dem beide „Flügel“ auf einer horizontalen<br />

Linie ausgerichtet sind. Natürlich garantieren die Linmot<br />

Hubdreh-Motoren beim Verschließen nicht nur, dass der Deckel<br />

feinfühlig und beschädigungsfrei auf das Gewinde gedreht wird,<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 19


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

01 <strong>Der</strong> gesamte Prozess auf einen Blick:<br />

vom Platzieren der Verschlüsse über das<br />

Positionieren bis zur Versiegelung<br />

02 <strong>Der</strong> Verschluss mit den „Flügeln“<br />

sticht auch optisch aus der Masse heraus<br />

02<br />

sondern sie finden auch den korrekten Gewindeanfang und stellen<br />

durch die Kombination von linearer und rotativer Bewegung<br />

sicher, dass über den gesamten Prozess Parameter wie z. B. die<br />

lineare Position, Drehwinkel, Kraft sowie Drehmoment immer<br />

eingehalten werden. Einem vollständig überwachten Verschluss,<br />

wie er oft in Zusammenhang mit Industrie-4.0-Anforderungen<br />

benötigt wird, steht damit nichts mehr im Wege. Einmal korrekt<br />

verschraubt, übernimmt die Versiegelungsspule im Anschluss<br />

den letzten Arbeitsschritt.<br />

Dieser gesamte Prozess wird in nur 3 Sekunden parallel von<br />

zwei Stationen gleichzeitig realisiert. Wöchentlich wechselt die<br />

Produktion von 1-l-Kartons auf 0,5-l-Kartons. Die hierfür notwendige<br />

Formatumstellung ist auf Seiten der Hubdreh-Motoren<br />

infolge einfachster Parameteranpassung der Bewegungsprofile<br />

innerhalb Sekundenbruchteilen vollzogen und kann direkt von<br />

der SPS durchgeführt werden.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

INNOVATION, DIE SICH LOHNT<br />

Die von Tetra Pak entwickelte Maschine ist<br />

bereits seit drei Jahren bei Emmi im Einsatz.<br />

In dieser Zeit gab es keinen einzigen Ausfall<br />

der Hubdreh-Motoren zu verzeichnen. Dies,<br />

trotz einer Sieben-Tage-Produktion mit je drei<br />

Schichten. Eine regelmäßige Wartung reicht<br />

aus, um eine langlebige, profitable Produktionsmaschine<br />

zu unterhalten. Aufgrund der guten<br />

Erfahrungen hat Emmi seit März <strong>2021</strong> eine<br />

weitere Produktionsstraße mit einem baugleichem<br />

Verschließer im Einsatz.<br />

HANS-PETER STEURI, Projektleiter,<br />

Emmi Schweiz AG, Suhr<br />

MEHR NACHHALTIGKEIT FÜR DIE ZUKUNFT<br />

Angesprochen auf Innovationen, die er sich für die Zukunft<br />

wünscht, sieht Steuri speziell in einem Bereich noch mehr Potenzial:<br />

der Nachhaltigkeit. „Hier haben wir bis heute bereits<br />

viel erreicht, können aber vielleicht noch Material sparen.“<br />

Schlussendlich ist es das Ziel, dass der Recycling-Zyklus von<br />

den Konsumentinnen und Konsumenten richtig geschlossen<br />

werden kann. Dies ist bereits heute mit Tetra Pak-Verpackungen<br />

möglich. In der Schweiz gibt es rund 100 Sammelstellen,<br />

an denen Getränkekartons zurückgegeben werden können. Zukünftige<br />

Verpackungen sollen noch einfacher recyklierbar sein.<br />

Nicht nur in der Schweiz, sondern auf der ganzen Welt. Und sobald<br />

das Anforderungsprofil für die Verpackung der Zukunft<br />

klar ist, werden die Motoren von Linmot wieder zuverlässig zur<br />

Stelle sein.<br />

Bilder: Aufmacher peterschreiber.media - stock.adobe.com,<br />

Einklinker LinMot, Sonstige Emmi<br />

www.linmot.com<br />

20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

DEN SYSTEMGEDANKEN KONSEQUENT UMGESETZT<br />

Auf der SPS zeigt Stöber den Fachbesuchern seine One Cable Solution (OCS),<br />

ein einziges Hybridkabel, das den Motor mit dem Antriebsregler verbindet<br />

und gleichzeitig elektrische Leistung und Encoder-Daten überträgt. Bei<br />

diesen Aufgaben kommen in der Regel zwei Kabel zum Einsatz – das hat<br />

jedoch kleine Schwachstellen: Sind Encoder und Antriebsregler weiter als<br />

15 m voneinander entfernt, können die Daten nicht mehr störungsfrei<br />

übertragen werden. In diesem Fall wird eine Ausgangsdrossel pro Kabel<br />

notwendig. Diese Komponente ist teuer und benötigt zusätzlichen Platz<br />

im Schaltschrank. Da Drosseln Wärme erzeugen, sind entsprechende<br />

Kühlungen erforderlich. Stöber hat diese Probleme in Kooperation mit dem<br />

Unternehmen Heidenhain gelöst: Gemeinsam haben sie die bestehende<br />

Stöber-Ein-Kabel-Lösung weiterentwickelt und speziell für hochdynamische<br />

Anwendungsfälle in Schleppketten optimiert. Nach umfassenden Belastungstests<br />

garantiert Stöber mit OCS eine Schleppfähigkeit ohne Drossel für<br />

Kabellängen bis 50 m.<br />

www.stoeber.de<br />

PENDELROLLEN-<br />

LAGER FÜR DIE<br />

SCHWERINDUSTRIE<br />

Die Pendelrollenlager von<br />

NSK kommen in der gesamten<br />

Schwerindustrie zum Einsatz –<br />

im Bergbau, in der Stahlerzeugung,<br />

der Metallindustrie und<br />

bei der Papierherstellung. Sie<br />

erreichen auch unter widrigen<br />

Umgebungsbedingungen wie<br />

Vibrationen, hohen Temperaturen,<br />

Schock- und Stoßbelastungen<br />

eine sehr hohe Lebensdauer.<br />

Das gilt insbesondere<br />

DIE KUPPLUNG.<br />

FÜR DIE WELT DER<br />

PRÄZISION<br />

für die Pendelrollenlager der<br />

NSKHPS-Serie (High Performance<br />

Standard). Auch bei<br />

hohen Umgebungs- und<br />

Betriebstemperaturen bleiben<br />

diese maßstabil und können<br />

hohe Radiallasten und auch<br />

moderate Axiallasten aufnehmen.<br />

Zu den Kennzeichen des<br />

NSKHPS-Standards gehören<br />

enge Radiallufttoleranzen, eine<br />

erhöhte Fertigungsgenauigkeit<br />

der Innen- und Außenringe<br />

sowie eine besondere Oberflächengüte<br />

der Wälzkörper<br />

mit einer Wärmebehandlung<br />

für eine sehr gute Stoßbelastbarkeit.<br />

www.nskeurope.de<br />

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0,1 - 2.800 Nm<br />

Exakte Drehmomentbegrenzung<br />

bei Überlast<br />

Hohe Steifigkeit der<br />

Bauteile & Spielfreiheit


ANTRIEBSTECHNIK<br />

MEERWASSER-KONTAMINATION<br />

IST VERMEIDBAR<br />

Wenn Oberflächen von Schiffen und Offshoreplattformen<br />

gewartet werden, gelangt eine große Menge schädlicher<br />

Stoffe aus Lacken und Farben in die Weltmeere. Norwegische<br />

Ingenieure haben ein Reinigungskonzept entwickelt, bei dem<br />

ein Multifunktionsroboter Materialreste direkt zum Recycling<br />

gibt. Maßgebliche Bestandteile dieses Konzepts sind<br />

schmiermittelfreie Linearführungen und Gleitlager.<br />

Stefan Niermann ist Leiter der Linear- und Antriebstechnik<br />

bei der igus GmbH in Köln<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Oberflächen von Schiffen und Offshoreplattformen<br />

sind Salzwasser und somit ständiger Korrosion ausgesetzt.<br />

Betreiber müssen Farbe und Lacke deshalb regelmäßig<br />

ersetzen. Eine gängige Methode zum Ablösen<br />

der Schichten sind sogenannte Offenstrahlverfahren. Allerdings<br />

landen dabei die Materialreste im Wasser. Es seien bis zu<br />

2,25 Mio. t pro Jahr, schätzt das Weltwirtschaftsforum. „Diese<br />

enorme Umweltbelastung wollten wir nicht länger in Kauf nehmen“,<br />

erklärt Morten Urrang, Geschäftsführer des Unternehmens<br />

Remotion mit Hauptsitz im norwegischen Stavanger. „Wir<br />

haben deshalb ein Robotersystem entwickelt, das Oberflächen<br />

von Schiffen und Offshoreplattformen wäscht, sandstrahlt und<br />

lackiert und die Materialreste so entsorgt, dass sie die Umwelt<br />

nicht belasten. Das System wurde in enger Zusammenarbeit mit<br />

Aker BP, einem norwegischen Betreiber in der Öl- und Gasindustrie,<br />

entwickelt.“<br />

MATERIALRESTE WERDEN DIREKT ABGESAUGT<br />

Die Lösung der Norweger hört auf den Namen Robocoat-System.<br />

Herzstück ist ein Trägerroboter namens Helios, der optisch an einen<br />

Mondrover erinnert und ähnlich geschickt an senkrechten<br />

Wänden entlangklettert wie Spider-Man. Möglich machen das<br />

Permanentmagnete, welche die Räder des Gefährts an die<br />

Stahloberfläche des Schiffs drücken – mit einer Kraft, die so groß<br />

ist, dass Helios auch Werkzeuge mitführen kann. Etwa ein Wasserstrahlgerät,<br />

das automatisch alte Beschichtungen mit 40 l<br />

Wasser pro Minute und einem Hochdruck von 2 700 bar entfernt.<br />

Dank Vakuumabsaugung gelangen Farbreste und Mikroplastik<br />

nicht ins Wasser. Ein Schlauch transportiert Materialreste und<br />

Strahlwasser direkt in eine Filteranlage an Bord des Schiffs, in der<br />

Lackpartikel und Material jeweils abgeschieden und für das<br />

Recycling in einem Tank gespeichert werden.<br />

22 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

LINEARFÜHRUNGEN DER SERIE DRYLIN<br />

SIND IDEAL, WENN...<br />

... es um präzise Verstell- und Positionieraufgaben auf engstem Raum<br />

geht. Führungen und Schlitten sind kompakt und leicht konzipiert.<br />

Ihre geringe Masse reduziert die Belastung der Magnete, was die<br />

Nutzlast des Roboters erhöht.<br />

MICHAEL HORNUNG, International Product Manager für<br />

Drylin Linear- und Antriebstechnik bei Igus<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 23


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Nach dem gleichen Prinzip arbeiten auch weitere Werkzeuge des<br />

Roboters, die sich modular auswechseln lassen. Zum Beispiel gelangen<br />

beim Sandstrahlkopf des Herstellers Pinovo Strahlmittel<br />

und Staub durch eine Vakuumleitung an Deck, wo die Anlage das<br />

Strahlmittel recycelt und den Abfall lagert. Auch das Airless-<br />

Spritzgerät, das mit einem eingebauten Filter und einer Absaugung<br />

ausgestattet ist, um Spritzstaub und Dämpfe zu kontrollieren,<br />

arbeitet nach diesem Prinzip. „Mit diesen neuen Werkzeugen<br />

können wir die Emissionen im Vergleich zu den traditionellen<br />

Oberflächenbehandlungsmethoden minimieren“, erläutert<br />

Morten Urrang.<br />

GLEITLAGERLÖSUNGEN: SCHMIERMITTELFREI<br />

UND GERINGES GEWICHT<br />

An vielen Stellen im Tooling und im Roboter selbst wurden<br />

Gleitlager-Lösungen von Igus eingesetzt. Durch ihr geringes Gewicht<br />

und die geringen Wartungsanforderungen eignen sie sich<br />

für diesen Zweck. Weil das Robocoat-System in rauen Umgebungen<br />

eingesetzt wird, müssen die verwendeten Komponenten<br />

korrosionsfrei sein. Zum Einsatz kommen die selbstschmierenden<br />

Kunststoffe beispielsweise in der Zahnriemenachse der Serie<br />

Drylin ZLW, mit denen der Roboter Werkzeuge bewegt. Tools<br />

wie der Farbsprühkopf sind auf einem Schlitten montiert, der<br />

sich basierend auf Gleitlagern aus Hochleistungspolymeren auf<br />

einem hartanodisierten Aluminiumprofil bis zu drei Meter bewegt<br />

– angetrieben von einem Servomotor und ohne einen einzigen<br />

Tropfen Schmieröl.<br />

Aber nicht nur die Schmiermittelfreiheit hat die Ingenieure<br />

von der Linearführung der Serie Drylin überzeugt. „Führungen<br />

und Schlitten sind kompakt und leicht. Ihre geringe Masse reduziert<br />

die Belastung der Magnete, was die Nutzlast des Roboters<br />

erhöht“, so Michael Hornung, International Product Manager für<br />

Drylin Linear- und Antriebstechnik bei Igus. Ein Faktor, der nicht<br />

zu unterschätzen ist für ein Vehikel, das mit Magneten an<br />

Stahloberflächen haften soll. „Linearführungen der Serie Drylin<br />

POLYMERGLEITLAGER SIND IDEAL GEEIGNET<br />

FÜR DEN EINSATZ IM MARITIMEN BEREICH<br />

Überzeugt hat uns neben einer außergewöhnlichen Robustheit, dass die<br />

Lager eine sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme haben und natürlich nicht<br />

korrodieren. Alle Bauteile sind zuverlässig und wartungsarm und somit<br />

ideal für den Einsatz in der rauen Unterwasserumgebung und damit in<br />

sämtlichen maritimen Anwendungsbereichen.<br />

CSABA MOHAROS, Projektmanager bei Remotion<br />

24 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


REDUCE YOUR<br />

FOOTPRINT<br />

01 <strong>Der</strong> Roboter bewegt<br />

sich mit Permanentmagneten<br />

über die Oberfläche eines<br />

Schiffrumpfs und übernimmt<br />

das Waschen, Sandstrahlen<br />

und Lackieren<br />

02 Die Werkzeuge von<br />

Helios bewegen sich über<br />

eine kompakte und leichte<br />

Zahnriemenachse der Serie<br />

Drylin. Das Bauteil von Igus<br />

arbeitet schmiermittelfrei<br />

und entspricht dem Umweltkonzept<br />

der norwegischen<br />

Ingenieure<br />

sind die ideale Lösung, wenn es um präzise Verstell- und Positionieraufgaben<br />

auf engstem Raum geht.“<br />

KORROSIONSFREIE POLYMERGLEITLAGER<br />

FÜR DEN MARITIMEN EINSATZ<br />

Das Gewicht spielt auch bei einem anderen Igus-Teil eine wichtige Rolle, das die<br />

Remotion-Ingenieure in Robocoat und andere Roboterlösungen eingebaut haben –<br />

zum Beispiel Roboter für Unterwasseranwendungen, die herkömmliche ROVs und<br />

Taucher effektiv ersetzen können. In der rauen Unterwasserumgebung werden<br />

meist Iglidur-X-Polymergleitlager eingesetzt. Die Lager aus Hochleistungskunststoffen<br />

sind, ebenso wie die Linearführungen, schmiermittelfrei, wesentlich leichter als<br />

klassische Metalllager und reduzieren das Gesamtgewicht des Roboters. Trotz des<br />

geringen Gewichts halten sie Druckbelastungen bis 150 MPa stand. Sie sind zudem<br />

verschleißfest in einem Temperaturbereich von - 100 bis + 250 °C. „Überzeugt hat<br />

uns neben dieser außergewöhnlichen Robustheit außerdem, dass die Lager eine<br />

sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme haben und natürlich nicht korrodieren“, sagt<br />

Csaba Moharos, Projektmanager bei Remotion. „Die Bauteile sind zuverlässig und<br />

wartungsarm und somit ideal geeignet für den Einsatz im maritimen Bereich.“<br />

Robocoat befindet sich derzeit in der Entwicklung und hat gerade seine Feuertaufe<br />

bestanden. Remotion hat den Roboter auf einem Schiff in der norwegischen<br />

Stadt Farsund getestet. Dort bearbeitete der elektrische Helfer 30 m 2 Oberfläche<br />

pro Tag – ein Vielfaches dessen, was ein Arbeiter zu leisten vermag. Ziel ist eine<br />

Mensch-Roboter-Kooperation, die den Menschen entlastet – und zugleich die<br />

Meerwasserkontamination verhindert.<br />

Bilder: Aufmacher robert – stock.adobe.com, Sonstige Remotion und igus<br />

www.igus.de<br />

UNVERZICHTBARE FEATURES:<br />

SALZWASSERBESTÄNDIG, SCHMIER-<br />

MITTELFREI, WARTUNGSARM<br />

Die Neuheit<br />

kommt!<br />

Exklusiv auf<br />

der SPS <strong>2021</strong><br />

vom 23. - 25.<br />

November<br />

Halle 1- Stand 560<br />

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DIE NEUHEIT<br />

IN DER<br />

ANTRIEBS-<br />

TECHNIK!


ANTRIEBSTECHNIK<br />

VORHANG AUF – ABER LEISE<br />

Die Bühnen- und Veranstaltungstechnik hält spezielle Anforderungen<br />

an die Antriebstechnik bereit. Für fliegende Darsteller oder schnelle<br />

Szenenwechsel werden Spezialgetriebe eingesetzt, die belastbar und<br />

leistungsstark, aber auch sicher und leise sein müssen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wer schon einmal ein Musical besucht hat, weiß<br />

welch pompöse Inszenierung den Zuschauer in der<br />

Regel verzaubern soll. Fliegende Artisten, schwebende<br />

Requisiten und blitzschnelle Kulissenwechsel.<br />

All das trägt zur Faszination der Bühnendarbietung bei.<br />

Damit dies reibungslos vonstattengehen kann, braucht es leistungsstarke<br />

Getriebe. Sie heben und senken die teils tonnenschweren<br />

Bühnenaufbauten. Damit der Zuschauer möglichst<br />

nicht aus seiner Immersion gerissen wird, müssen die Bühnentechnik<br />

und -antriebe nahezu geräuschlos agieren.<br />

LEISE SPEZIALANTRIEBE MIT POWER<br />

Genau mit diesen Anforderungen trat Waagner Biro Stage Systems<br />

an die ZAE-AntriebsSysteme aus Hamburg heran. Waagner<br />

Biro Stage Systems hat seinen Hauptsitz in Wien und ist ein Komplettanbieter<br />

rund um die Bühnentechnik für Theater, Opern,<br />

Kreuzfahrtschiffe oder Konzerthallen. Von der Elbphilharmonie<br />

bis zum Theatrium der AIDAprima: Waagner Biro Stage stattet<br />

die bekanntesten Bühnen der Welt aus und übernimmt von der<br />

Konzeption, über die Fertigung und Montage bis hin zur Inbetriebnahme<br />

und Wartung alle Arbeitsschritte von der Idee bis zur<br />

Aufführung – und setzt hierbei seit vielen Jahren auf individuelle<br />

Getriebelösungen der ZAE-AntriebsSysteme.<br />

So auch bei einem der jüngeren Großprojekte der Bühnenspezialisten.<br />

Für eines der ambitioniertesten Opernprojekte im<br />

Nahen Osten brauchte Waagner Biro Stage rund 80 neuartige<br />

Antriebe. Die bisher von ZAE für andere Projekte der Bühnenspezialisten<br />

gefertigten Spezialantriebe entsprachen nicht den Anforderungen<br />

hinsichtlich des Drehmoments. Für dieses spezielle<br />

Projekt brauchte es Getriebe mit Drehmomenten über 5 000 Nm,<br />

die dennoch den üblichen Anforderungen an Montageoptionen,<br />

Übersetzung, Anschlüsse und v. a. leisen Lauf entsprachen. „Diese<br />

oder ähnliche Spezialanforderungen haben wir eigentlich in jedem<br />

Sondergetriebeauftrag. Was das Ganze zu einer speziellen<br />

Herausforderung machte, war der enge Zeithorizont“, erinnert<br />

sich Olaf Borger, stellv. Vertriebsleiter der ZAE-AntriebsSysteme.<br />

KONSTRUKTION UND PRODUKTION<br />

ENG TERMINIERT<br />

Vom Erstkontakt bis zum Liefertermin waren es lediglich<br />

14 Wochen. In diesem engen Zeitfenster waren sämtliche Prozessschritte<br />

von Detailkonstruktion, Modellierung des Gehäuses<br />

26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


1.13.0??.2XX<br />

1.13.0??.4XX<br />

vorne<br />

41×61mm<br />

41×83mm<br />

hinten<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

iStock © Wenjie Dong<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Passion in Motion<br />

sowie die Abstimmung mit Zulieferern zu durchlaufen. Dementsprechend gab es<br />

kaum Zeit für eine umfangreiche Bemusterung bzw. Prototypenentwicklung. Ein<br />

leicht terminlich vorgezogenes Getriebe konnte beim Windenfertiger getestet<br />

werden.<br />

Waagner Biro Stage vertraute auf das Know-how der ZAE: „Erfahrungsgemäß<br />

werden die Getriebe der Hamburger mit höchster Qualität ausgeliefert. Die jahrelange<br />

Zusammenarbeit hat bewiesen: Die Vorgaben an Qualität, Genauigkeit und<br />

damit auch an der Lautstärke werden meist sogar übertroffen“, erklärt Erwin Papst,<br />

DIE DETAILKONSTRUKTION DER ANTRIEBE<br />

FAND IN REKORDZEIT STATT<br />

Konstruktionsleiter bei Waagner Biro Stage Systems. Und der Vertrauensvorschuss<br />

hat sich gelohnt: Die Schneckengetriebe vom Typ WB140 konnten fristgerecht geliefert<br />

werden.<br />

Denn ZAE hat mit dem WB<strong>12</strong>5 eine etwas leistungsschwächere Variante bereits<br />

tausendfach an Waagner Biro Stage Systems geliefert. Das Getriebe hat sich auf den<br />

Bühnen der Welt bewährt. Da es sich beim WB140 um eine Weiterentwicklung<br />

dieses Dauerbrenners handelt, vertraute man in Österreich auf das Engineering aus<br />

Hamburg.<br />

Modular<br />

Mechatronic<br />

Drive Solutions<br />

| Unzählige vordefinierte<br />

Varianten<br />

| Lösungen wie<br />

maßgeschneidert<br />

SCHNECKENGETRIEBE – NAHEZU UNHÖRBAR<br />

Neben dem geforderten Drehmoment von über 5 000 Nm und der Übersetzung von<br />

15:1 ist das WB 140 individuell auf die Montagesituation der Anwendung angepasst.<br />

Die Schneckenradgetriebe kommen im Schnürboden der Bühne zum Einsatz, und<br />

mussten in das Rastermaß der Obermaschinerie von 40 cm passen. Weiterhin<br />

punkten die Getriebe mit einer besonders dicken Wandstärke. Diese hat ZAE im<br />

Vergleich zum WB <strong>12</strong>5 nochmals verstärkt, um die Geräuschemissionen auf ein<br />

Minimum zu reduzieren.<br />

Erwin Papst erläutert die besonderen Anforderungen in der Bühnentechnik:<br />

„Früher gab es spezielle Technikräume für Bühnen, in denen die gesamte Maschinerie<br />

untergebracht war. Dies war der enormen Lautstärke der Antriebe geschuldet.<br />

Heute möchten unsere Auftraggeber, auf diesen Maschinenraum verzichten, da jeder<br />

zusätzliche Raumbedarf natürlich Geld kostet. Dadurch, dass die Maschinen nun<br />

KEINE BÜHNE GLEICHT<br />

DER ANDEREN<br />

SPS –<br />

Smart Production Solutions<br />

23.<strong>11</strong>. – 25.<strong>11</strong>.<strong>2021</strong><br />

Halle 1 | Stand 230<br />

In unserem Geschäft gibt es immer<br />

nur die Stückzahl 1. Das bedeutet,<br />

dass die Technik ebenfalls individuell<br />

auf die Anforderungen ausgelegt<br />

sein muss. ZAE-AntriebsSysteme<br />

hat sich bei uns über viele Jahre<br />

als zuverlässiger und erstklassiger<br />

Getriebepartner etabliert. Egal,<br />

wie hoch unser Anspruch an die<br />

Antriebstechnik ist, ZAE kreiert für<br />

uns eine passende Lösung.<br />

ERWIN PAPST, Konstruktionsleiter<br />

bei Waagner Biro Stage Systems, Wien<br />

Modulares System:<br />

| DC Motoren<br />

| Getriebe<br />

| Bremsen<br />

| Encoder<br />

bMotion<br />

Modular Mechatronic Drive Solutions<br />

www.buehlermotor.com


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

01 <strong>Der</strong> Blick hinter die Kulissen der<br />

Bühnentechnik: Für das Opernprojekt im<br />

Nahen Osten brauchte Waagner Biro Stage<br />

rund 80 Antriebe mit Drehmomenten<br />

über 5 000 Nm<br />

02 Das Schneckengetriebe WB<strong>12</strong>5 hat<br />

ZAE bereits tausendfach an Waagner Biro<br />

Stage Systems geliefert<br />

03 Das WB 140 ist die Weiterentwicklung<br />

der WB <strong>12</strong>5 und punktet mit einer<br />

besonders dicken Wandstärke, um die<br />

Geräuschemissionen auf ein Minimum<br />

zu reduzieren<br />

03<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Teil des Veranstaltungsraums sind, müssen sie nahezu unhörbar<br />

sein. <strong>Der</strong> Zuschauer will in einer stillen Phase einer Aufführung<br />

keine Motorengeräusche im Hintergrund hören. Hier haben<br />

Schneckengetriebe Vorteile gegenüber anderen Getriebeausprägungen<br />

mit stärkerem Zahneingriff.“<br />

SICHERHEIT GEHT VOR<br />

Weitere Entwicklungsvorgaben von Waagner Biro Stage betrafen<br />

den Wellendurchmesser und die Aufnahme für die Lastmessung<br />

in der Drehmomentstütze des Getriebes. Darüber hinaus verfügen<br />

die ZAE-Sonderfertigungen über eine Aufnahme für einen sog.<br />

UM DIE IMMERSION BEIM<br />

ZUSCHAUER NICHT ZU STÖREN,<br />

MÜSSEN DIE BÜHNENANTRIEBE<br />

NAHEZU GERÄUSCHLOS AGIEREN<br />

End-of-Drum-Schalter, der dem Getriebe das vollständige Abwickeln<br />

der Kulissenstange meldet und weiteres Abwickeln und<br />

damit Schäden verhindert. „Die Anforderungen in der Bühnentechnik<br />

werden immer anspruchsvoller. Die Gewichte der Kulissen<br />

steigen, trotzdem sollen sie immer schneller hoch- und herunter-<br />

gefahren werden. Dabei darf jedoch die Sicherheit nicht leiden.<br />

Deshalb braucht es diese zusätzliche Sensorik“, erklärt Olaf<br />

Borger Sinn und Zweck des End-of-Drum-Schalters. Da die Sicherheitsvorschrift<br />

für Bühne, Theater, etc. sehr hohe Safety-<br />

Vorgaben macht, muss zudem eine Redundanz der Sicherheitssysteme<br />

gegeben sein.<br />

Für die Antriebe bedeuten die Sicherheitsvorgaben, dass alle<br />

Verbindungen im Antriebsstrang formschlüssig ausgeführt sein<br />

müssen. Zu mehr Sicherheit trägt zudem die schneckenradtypische<br />

hohe Überlastfähigkeit bei. Trotz dieser hohen Sicherheitsanforderungen,<br />

der restriktiven Vorgaben hinsichtlich der<br />

Geräuschemissionen und des sehr knappen Zeitplans konnte<br />

ZAE-AntriebsSysteme die Schneckengetriebe fristgerecht liefern.<br />

Erwin Papst freut sich: „Wir haben uns bei diesem Projekt auf die<br />

ZAE verlassen. Wir wissen, dass es kein leichtes Projekt für die<br />

Hamburger war. Aber wir wurden für unser Vertrauen belohnt.<br />

Alles lief reibungslos ab, die Getriebequalität entspricht unserer<br />

Erwartungshaltung. Zusätzlich konnten wir das gemeinsame<br />

Portfolio in kürzester Zeit ideal erweitern, dass freut uns, ZAE<br />

und natürlich unsere Kunden.“<br />

Bilder: Aufmacher Volkstheater Wien @Martin Phox,<br />

Aufmacher-Einklinker, 02, 03 ZAE-AntriebsSysteme, 01 Martin Phox,<br />

Statementgeber Waagner Biro Stage Systems<br />

www.zae.de<br />

www.waagner-biro-stage.com<br />

28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

SMARTE LÖSUNGEN FÜR SERVOGETRIEBE<br />

UND ROBOTIK<br />

Mit der Neco-Serie<br />

präsentiert Nabtesco<br />

Präzisionsgetriebe mit<br />

Vollwelle, die in puncto<br />

Performance, Flexibilität,<br />

Anwenderfreundlichkeit,<br />

Design und Wirtschaftlichkeit<br />

überzeugen. Die<br />

Zykloidgetriebe sind in den<br />

Baugrößen 25, 42, 80, <strong>12</strong>5<br />

und 160 sowie in zwei Gehäuseformen (Verschraubung von<br />

der Motor- bzw. von der Anwendungsseite) erhältlich.<br />

Angekündigt ist darüber hinaus ein Update zum Projekt „<strong>Der</strong><br />

genaueste Roboter der Welt“. In Kooperation mit dem<br />

Steuerungsexperten Keba verfolgt Nabtesco das Ziel, Kunden<br />

die Herstellung von Robotern mit einer Punkt- bzw. Bahngenauigkeit<br />

im Hundertstel-Millimeter-Bereich zu ermöglichen.<br />

Neu ist die Integration eines auf realen seriennummernbezogenen<br />

Getriebedaten basierenden Condition Monitoring in<br />

die Robotersteuerung. Diese Zusatzfunktion ermöglicht eine<br />

individuelle Momentaufnahme der Roboterauslastung und<br />

damit eine Betrachtung der Restlebensdauer des Getriebes.<br />

www.nabtesco.de<br />

FÜR LECKAGEARME ENTKOPPLUNGEN<br />

Parker Hannifin erweitert mit den SCFF-Kupplungen sein<br />

Flat-Face-Angebot. Die neue Serie bietet Anwendern zwei<br />

Vorteile: von der leckagearmen Entkopplung bis hin zur<br />

Vermeidung von Lufteinschlüssen beim Kupplungsvorgang. Die<br />

nach ISO 7241-2 geprüften Kupplungen sind leicht zu reinigen<br />

und verfügen über ein flaches, platzsparendes Design. Die<br />

Komponenten sind unempfindlich gegen Vibrationen und<br />

andere Formen der<br />

mechanischen Beanspruchung.<br />

Auch der Kupplungs-<br />

und Entkopplungsvorgang<br />

erfolgt<br />

schnell und zuverlässig.<br />

Ein ACME-Gewinde<br />

verhindert, dass dabei<br />

Flüssigkeit austritt. Die<br />

Schwenkfunktion und<br />

die Verriegelungshülse<br />

erhöhen die Zuverlässigkeit des Systems. Die SCFF-Stopfen<br />

sind auch mit integriertem Druckeliminator erhältlich. Damit<br />

können die Kupplungen bei anstehendem Stau- oder Restdruck<br />

angeschlossen werden können. Ein Miniaturventil reduziert<br />

dazu während der Anschlussphase automatisch den Druck.<br />

www.parker.com<br />

GEHÄUSELOSE SERVOMOTOREN FÜR INDIVIDUELLE OEM-ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />

Wittenstein cyber motor kündigt mit der Cyber kit line small eine neue Produktfamilie gehäuseloser<br />

Servomotoren an, die zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten für Antriebslösungen in<br />

OEM-Maschinen bietet. <strong>Der</strong> Verzicht auf Motorgehäuse und Lagerung sowie die große Zahl<br />

konfigurierbarer Auslegungsvarianten geben dem Anwender Flexibilität bei der Maschinenkonzeption.<br />

Die kompakten Abmessungen und das geringe Gewicht sorgen für eine sehr hohe<br />

Leistungsdichte. Durch das besondere Design der Statoren – 24 Einzelzähne, die in Rundform<br />

gesteckt und mit einem hohen Kupferfüllfaktor vergossen werden – erreichen die neuen<br />

Servomotoren um bis zu 10 % höhere Dauerdrehmomente als vergleichbare Motoren<br />

am Markt. Sie bieten Drehzahlen von bis zu 8 000 Umdrehungen pro Minute. Die cyber kit line small wird mit Außendurchmessern<br />

von 50 und 85 mm, in drei Baulängen und den Spannungsklassen 60 und 600 V erhältlich sein.<br />

www.wittenstein.de<br />

Das Multitalent<br />

SD4S - High-Speed-Frequenzumrichter<br />

oder hochdynamischer Servoverstärker<br />

Jetzt Produktvideo<br />

ansehen:<br />

UMFANGREICHE ANTRIEBSFUNKTIONEN<br />

KOMPAKT<br />

FLEXIBEL<br />

Kundenspezifische<br />

Lösungen möglich<br />

LEISTUNGSFÄHIG<br />

www.sieb-meyer.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 29


ANTRIEBSTECHNIK<br />

GEMEINSAM GERECHNET –<br />

OPTIMALES ERGEBNIS!<br />

Mit Torquemotoren und einem neuen<br />

Antriebskonzept konnte ein Pressenhersteller<br />

einen neuen Maßstab in der Pressentechnik<br />

umsetzen – mit flexiblem Fahrprofil, maximalem<br />

Durchsatz und höchster Qualität.<br />

DER ANBIETER<br />

Hiwin ist spezialisiert auf standardisierte<br />

und kundenspezifische<br />

Antriebslösungen und weltweit<br />

tätiger Partner für alle Bewegungsaufgaben.<br />

Das Unternehmen aus<br />

Offenburg fertigt Produkte der<br />

Antriebstechnik von der Einzelkomponente<br />

bis zum mechatronischen<br />

System. Das Produktportfolio umfasst<br />

neben Profilschienenführungen,<br />

Kugelgewindetrieben, Linear-,<br />

Torque- und Servomotoren auch<br />

komplette Positioniersysteme samt<br />

Linearmotorachsen, Rundtischen<br />

sowie Riemen- und Spindelachsen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Um im Wettbewerb zu bestehen, müssen Unternehmen<br />

dynamisch und flexibel auf Kundenwünsche reagieren.<br />

Dadurch steigen auch die Anforderungen an ihren Maschinenpark.<br />

Eckerle Industrie GmbH übernahm einen<br />

anspruchsvollen Auftrag aus der Automobilbranche: eine Presse<br />

für Stanz-Biegeteile, die neue Maßstäbe hinsichtlich Taktzeit und<br />

kontinuierlicher Teilequalität setzt und obendrein wartungsfrei,<br />

kompakt und günstig ist zu entwickeln und zu bauen. Binnen<br />

kurzem entstand am badischen Produktionsstandort in Ottersweier<br />

eine elektromechanisch angetriebene Servopresse mit<br />

einer Presskraft von 130 kN. Das Herzstück bilden zwei Schwerlastkugelgewindetriebe,<br />

direkt angetrieben, jeweils durch einen<br />

Torquemotor – von Hiwin.<br />

Warum jedoch ein elektromechanischer Antrieb und dann<br />

noch ganz unkonventionell mit einem Direktantrieb? Die Attraktivität<br />

liegt, im Gegensatz zu rein mechanischen Antrieben, in der<br />

Möglichkeit die Presskraft und Pressgeschwindigkeit ganz individuell<br />

an die Anforderungen des Bearbeitungsprozesses anzupassen.<br />

Herr Deutsch (Teamleiter Automatisierung): „Beim<br />

eigentlichen Stanzvorgang pressen wir momentengeregelt. Damit<br />

reduzieren wir den Schnittschlag auf ein Minimum. Das Ergebnis<br />

ist eine perfekte, dauerhafte Teilequalität und ein minimaler<br />

Werkzeugverschleiß. Den restlichen Zyklus, also das Biegen,<br />

Schließen und Öffnen, fahren wir mit der für den jeweiligen<br />

Schritt maximal zulässigen Geschwindigkeit, somit erreichen wir<br />

deutlich höhere Taktzeiten als mit einer konventionellen Presse.<br />

Antriebstechnik von Hiwin ermöglicht dieses neue Pressenkonzept.<br />

Die Hohlwellenrotoren der Torquemotoren sitzen platzsparend<br />

direkt auf den Muttern und treiben die Schwerlastspindeln<br />

an. Die Lagerung übernehmen hochbelastbare Kreuzrollenlager.<br />

Das Ergebnis ist ein kompakter, nahezu wartungsfreier Antriebsstrang<br />

für die neue Servopresse. Da der Antrieb mit zwei synchronisierten<br />

Servospindeln ausgeführt wird, sind auch außermittig<br />

auftretende Kräfte während des Pressvorgangs kein Problem. Im<br />

Zusammenspiel mit der eigenen Steuerung lässt sich mit dem<br />

neuen Antriebskonzept jedes denkbare Fahrprofil umsetzen und<br />

das Maximum an Qualität und Durchsatz erzielen – ein neuer<br />

Maßstab in der Pressentechnik.<br />

Hiwin als Hersteller von Torquemotoren konnte das Komplettpaket<br />

für den Antriebsstrang der Servopresse liefern. Für Eckerle<br />

war es ein großer Vorteil, dass sämtliche Aspekte und Szenarien<br />

gemeinsam miteinander durchgerechnet werden konnten. Alles<br />

aus einer Hand und mit umfassender Beratung – das war hier der<br />

entscheidende Vorteil.<br />

Bild: HIWIN<br />

www.hiwin.de<br />

30 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


Anzeige<br />

KUGELGEWINDETRIEBE FÜR DIE LEBENSMITTEL-,<br />

PHARMA- UND VERPACKUNGSINDUSTRIE<br />

Kugelgewindetriebe von Kammerer sind<br />

präzise, beständig und langlebig. Ihr<br />

Wirkungsgrad erreicht Spitzenwerte von<br />

bis zu 98 %. Dadurch genügt eine niedrigere<br />

Antriebsleistung, um eine genaue<br />

Positionierung und größere Verfahrgeschwindigkeiten<br />

bei geringem Temperatureintrag<br />

zu erzielen. Die Kugelgewindetriebe<br />

werden z. B. für Positionieraufgaben<br />

in Abfüllanlagen für Lebensmittel und Getränke oder in Verpackungs- und<br />

Thermoumformmaschinen eingesetzt. Bei Verpackungsmaschinen in besonders<br />

anspruchsvollen Umgebungsbedingungen sorgen sie in der Zustellung für<br />

präzise Linearbewegungen. Auch in pharmazeutischen Anwendungen und im<br />

Reinraum finden sie für hochgenaue Positionieraufgaben oder Hubbewegungen<br />

Einsatz. Für die Lebensmittelverarbeitung oder bei pharmazeutischen<br />

Produkten verwendet Kammerer Keramikwälzkörper und korrosionsbeständige<br />

Materialien für Spindel und Mutter. Die Niro-Kugelgewindetriebe mit Keramikkugeln<br />

sind beständig gegen aggressive Reinigungsmittel und andere Substanzen.<br />

Anwendungsspezifische Abstreifer in Einfach- oder Doppelausführung<br />

gewährleisten die Abdichtung der Spindelmutter und verhindern den Eintrag<br />

von Schmutz oder Abrieb. Die Kugelgewindetriebe haben innovative Umlenksysteme<br />

und sind mit Einfach- oder Doppelmuttern, gekühlten und angetriebenen<br />

Muttern lieferbar. Die eingesetzten Materialien der Gewindetriebe<br />

ermöglichen eine Zertifizierung der Maschinen nach FDA-Vorgaben.<br />

Text/Foto: Kammerer Gewindetechnik GmbH<br />

https://www.kammerer-gewinde.de/produktgruppen/kugelgewindetriebe.php<br />

GETRIEBE UND MOTOR<br />

IN EINEM<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Nord Drivesystems<br />

präsentiert<br />

den zum Patent<br />

angemeldeten<br />

Getriebemotor<br />

Duo Drive, den<br />

energieeffizienten<br />

IE5+<br />

Synchronmotor,<br />

den dezentralen<br />

Frequenzumrichter<br />

Nordac On sowie den Schaltschrank-umrichter<br />

Nordac Pro SK 500P. <strong>Der</strong> Duo Drive<br />

integriert einen hocheffizienten IE5+-Synchronmotor<br />

in das Gehäuse eines<br />

einstufigen Stirnradgetriebes und setzt<br />

neue Maßstäbe bei Performance, Bauraum<br />

und Variantenreduktion. Er besitzt<br />

einen optimierten Systemwirkungsgrad,<br />

eine hohe Leistungsdichte, kompakte<br />

Gehäusemaße und läuft sehr leise.<br />

Da viele Verschleißteile wegfallen,<br />

sinkt auch der Wartungsaufwand.<br />

Die Komponente ist eine Plug-andplay-Lösung<br />

und lässt sich einfach<br />

in Betrieb nehmen.<br />

www.nord.com<br />

ANSCHLUSSFERTIGES SERVO-KIT FÜR NIEDERSPANNUNG<br />

Als Alternative zum Stepperantrieb hat Eckelmann die E°Darc Servo-Kits für den<br />

Niederspannungsbereich entwickelt, die dank CiA402-Geräteprofil als vollwertige<br />

geregelte CNC-Achse einsetzbar sind. Betrieben mit einer Eingangsspannung von 24 bis<br />

70 VDC liefern die E°Darc S Regler Nennströme von 5 A bzw.<strong>12</strong> A, wobei Spitzenströme bis<br />

zu 48 A möglich sind. Die komplett anschlussfertigen Servo-Kits umfassen neben einem<br />

kompakten Regler den passenden Motor in der Leistungsklasse 50 bis 400 W (mit Nenndrehzahlen<br />

von 3 000 U/min), wahlweise einen hochauflösenden Singleturn- oder<br />

Multiturngeber sowie Motor- und Geberkabel. Über eine serielle Schnittstelle lässt sich<br />

der Servoregler mit der Software E°Tools Drive einrichten und frei parametrieren – unabhängig<br />

von der verwendeten Steuerung. Die digitalen Ein- und Ausgänge sind ebenfalls<br />

frei konfigurierbar. Die robusten und leicht händelbaren Regler sind vielfältig einsetzbar.<br />

„Mit der E°Darc S Servoserie bieten wir Maschinenbauern eine kostenoptimierte Alternative<br />

zum Schrittmotor“, resümiert Vertriebsleiter Leo Schacke.<br />

www.eckelmann.de<br />

Sicherheit 4.0<br />

ROBA ® -topstop ® — das zertifizierte<br />

Bremssystem für Vertikal achsen<br />

mit Bremsenmonitoring<br />

www.mayr.com<br />

Ihr zuverlässiger Partner<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 31


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

GENERATION PLUS –<br />

FLUIDSENSORIK MIT MEHRWERT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITELSTORY<br />

Das modulare und frei konfigurierbare Mechanikkonzept der Fluid+ Familie erlaubt<br />

eine hohe Variantenvielfalt, Kombinierbarkeit und kurze Lieferzeiten. <strong>Der</strong> Aufbau<br />

gibt den Sensoren ein einheitliches Aussehen und eine vergleichbare Handhabung.<br />

Flexible Montagemöglichkeiten, eine intelligente Systemintegration und die<br />

Bedieneinheit mit Smartphone-Haptik sorgen für eine schnelle Geräte-<br />

Inbetriebnahme. Zur Sicherung der Anlagenverfügbarkeit stellen die IO-Linkfähigen<br />

Geräte neben Prozesswerten Diagnosedaten für IIoT-Anwendungen zur<br />

Verfügung. Das kapazitive Touch-Display und die verwendeten Werkstoffe<br />

machen die Sensoren widerstandsfähig gegenüber äußeren Einflüssen.<br />

Thorsten Evers ist Business Development Manager<br />

Fluidsensoren bei Turck<br />

32 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

KONSOLIDIERUNG DURCH<br />

PLATTFORMSTRATEGIE<br />

Die Fluid+ Architektur teilt die Produktfamilie in ihre Elemente<br />

auf, die spezifischen Modulen zugeordnet sind. Die Interaktion<br />

der einzelnen Module wird auf standardisierte Schnittstellen<br />

begrenzt, sodass die Module unabhängig voneinander entwickelt<br />

werden können. Das frei konfigurierbare Konzept der Plattform<br />

begünstigt eine hohe Variantenvielfalt von Geräten, ein vereinfachtes<br />

Lagermanagement und kurze Lieferzeiten, sodass gefragte<br />

Sensoren binnen weniger Tage verfügbar sind.<br />

INNOVATIVES DESIGNKONZEPT – GLEICH IST,<br />

WAS GLEICH SEIN MUSS<br />

Die Plattform basiert auf der Strategie, dass für den Anwender<br />

familienweit das gleich ist und gleich aussieht, was gleich sein<br />

muss. So haben alle Fluid+ Sensoren das gleiche Aussehen und<br />

eine ebenso vertraute Handhabung, unabhängig von der jeweiligen<br />

Applikation.<br />

Charakteristisches Merkmal der Sensoren ist ihr Sensorkopf,<br />

der sich aus einem Edelstahlgehäuse und einer einteiligen,<br />

transluzenten Frontkappe zusammensetzt. Aufgrund der so reduzierten<br />

Dichtflächen gelangen weder Feuchtigkeit noch<br />

Staub ins Innere der Geräte, denn die Sensoren haben keine<br />

mechanischen Bedienelemente mehr, die abgedichtet werden<br />

müssten. Zusätzlich sorgen UV- und Salzsprüh nebelbeständige<br />

Werkstoffe für maximalen Schutz im Außenbereich.<br />

Wie auf dem Smartphone, navigieren Anwender über abnutzungsfreie,<br />

kapazitive Touchpads. Anlagen lassen sich somit<br />

einfacher erweitern und warten, da Mitarbeiter nur noch auf<br />

ein Bedienkonzept geschult werden müssen. Die Überwurfmutter<br />

M18 × 1 erlaubt die Anpassung verschiedener Prozessanschlüsse<br />

an die jeweilige Anwendung. Auf diese Weise sind<br />

die Geräte der Fluid+ Familie variantenreich und kombinierbar,<br />

teilen aber zugleich wichtige Eigenschaften. Das Dichtungskonzept<br />

ermöglicht die Schutzarten IP66, IP67 sowie IP69K.<br />

Gute Schock- und Vibrationseigenschaften sowie eine hohe<br />

Druckfestigkeit kommen der Anlagenverfügbarkeit zugute.<br />

Eine große Herausforderung in der Entwicklung von<br />

Lösungen für Industrie 4.0 und IIoT ist es, schon<br />

heute zu wissen, wie künftige Produkte aussehen<br />

müssen, um den spezifischen Anwenderanforderungen<br />

und -erwartungen langfristig gerecht zu werden. Vor<br />

diesem Hintergrund stellt sich auch in der Fluidsensorik<br />

die zentrale Frage nach der Beschaffenheit künftiger Lösungen.<br />

Präzise Druck-, Strömungs- und Temperaturmessung<br />

sowie kontinuierliche Füllstandmessung und Grenzwerterfassung<br />

erfordern eine breite Palette an maßgeschneiderten<br />

Lösungen, was oft immer komplexere Fluidsensorik-<br />

Portfolios nach sich zieht. Logistische Prozesse werden unübersichtlich,<br />

die Lagerhaltung aufwendig und es kommt<br />

zu verlängerten Lieferzeiten. Gleichzeitig stellen immer<br />

kürzere Entwicklungszyklen die Entwicklung vor zusätzliche<br />

Herausforderungen: Schnelligkeit, Flexibilität, Skalierbarkeit<br />

und Effizienz werden mehr denn je zu entscheidenden<br />

Erfolgsfaktoren. Genau da setzt die modulare Fluid+ Familie<br />

von Turck an.<br />

VEREINFACHTE INTEGRATION<br />

UND INBETRIEBNAHME<br />

Wichtige Anforderungen bei der Entwicklung der Sensor-Familie<br />

waren ein problemloser Einbau und eine vereinfachte Inbetriebnahme<br />

und Bedienung. <strong>Der</strong> Anwender sollte sich schnell<br />

in der Menüstruktur zurechtfinden. Entsprechend bietet die<br />

Sensor-Familie neben einem durchgängigen Bedienkonzept<br />

flexible Montagemöglichkeiten, da der Sensorkopf um 340° frei<br />

drehbar und das Display für einen Überkopfeinbau umkehrbar<br />

ist. Die Sensoren erkennen automatisch, ob die Steuerung beziehungsweise<br />

das Feldbusmodul eingangsseitig PNP- oder<br />

NPN-Signale erwarten. Werden analoge Ausgangssignale ausgewertet,<br />

gilt gleiches für Strom oder Spannung. Plug-und-play<br />

wird dadurch zur gelebten Praxis.<br />

Das Display der Sensoren ist im Vergleich zu anderen Geräten<br />

größer und heller, was bei entsprechender Montage eine problemlose<br />

Sichtbarkeit aus jeder Position ermöglicht. Die berührungsempfindlichen<br />

Tastenfelder der Bedieneinheit mit<br />

Smartphone-Haptik sind auch mit verschiedenen Handschuhtypen<br />

bedienbar, ohne Kraftaufwand oder Hilfsmittel. Dabei<br />

verhindert ein Sperrmechanismus zunächst potenzielle Fehlbedienungen.<br />

Erst durch eine Wischbewegung auf dem Display<br />

wird die Bedienung freigegeben. Eine benutzerfreundliche<br />

Navigation führt den Anwender intuitiv durch das Klartext-Menü,<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 33


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

01 02<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

01 Die Bedienoberfläche der Fluid+ Sensoren bietet intuitiven<br />

Eingabekomfort und Sichtbarkeit aus jeder Position<br />

02 Bei der Fluid+ Sensorfamilie sind der Sensorkopf um 340° frei<br />

drehbar und das Display für den Überkopfeinbau umkehrbar<br />

03 Robuste PS+ Sensoren überwachen den Druck an<br />

dieser Hydraulikpresse<br />

04 FS+ Strömungssensoren überwachen Strömung und Temperatur<br />

flüssiger Medien und erlauben aufgrund der Schutzart die Montage<br />

in rauen Umgebungen<br />

05 Mithilfe der Radarüberwachung sorgt der LS+ Füllstandsensor<br />

LRS für einen korrekten Füllstand in diesem Tauchlackierbecken<br />

dessen Struktur wahlweise dem Turck- oder dem VDMA-Standard<br />

folgt. Relevante Einstellungen werden komfortabel durch Berührung<br />

des jeweiligen Bedienfelds vorgenommen. Auch erweiterte<br />

Funktionen wie die Einrichtung des Passwortschutzes oder Farbwechsel<br />

des Displays als Handlungsaufforderung bei Überschreitung<br />

definierter Schaltpunkte lassen sich so konfigurieren.<br />

KOMMUNIKATIONSKONZEPT FÜR INDUSTRIE 4.0<br />

Durchgängigkeit und Transparenz bei Erfassung, Übertragung<br />

und Aufbereitung von Sensordaten bilden zentrale Anforderungen<br />

von Industrie 4.0. Daher unterstützen die Geräte der Fluid+<br />

Familie offene Standards wie IO-Link 1.1, über den sie bidirektional<br />

mit der Steuerung kommunizieren. Die IO-Link-Schnittstelle<br />

stellt dem Anwender neben Prozesswerten zahlreiche Condition-<br />

Monitoring-Daten für IIoT-Anwendungen zur Verfügung. Dabei<br />

übertragen die Sensoren nicht nur digitale Prozesswerte, sondern<br />

empfangen auch zum Beispiel Schaltpunkte. Zur Vermeidung<br />

von Maschinenausfällen lassen sich Diagnosedaten via IO-Link<br />

auslesen und auswerten. So können Anwender Unregelmäßigkeiten<br />

erkennen und potenzielle Schäden frühzeitig abwenden.<br />

Die Geräte der Fluid+ Familie bieten unterschiedliche IO-Link-<br />

Prozessdatenprofile, die eine flexible Einbindung des Sensors in<br />

bestehende Systemlandschaften durch einen 1:1-Austausch vorhandener<br />

Geräte erlauben – auch von Fremdherstellern. Auf diese<br />

Weise entfallen Anpassungen der Steuerungsumgebung.<br />

DRUCKSENSOREN – MAXIMALE ROBUSTHEIT<br />

Die intuitiv bedienbaren PS+ Drucksensoren waren 2019 die ersten<br />

Geräte der Sensor-Familie. Die hohe Zahl unterschiedlicher<br />

Druckbereiche und Prozessanschlüsse bietet eine Variantenvielfalt,<br />

mit der sich viele Applikationen umsetzen lassen. Anwendungsfelder<br />

sind u. a. Hydraulikapplikationen und Kühlkreisläufe.<br />

Ausgelegt sind die Sensoren für Druckbereiche bis 600 bar und<br />

mit Keramikmesszellen (PS310) sowie Metallmesszellen (PS510)<br />

verfügbar. Die Messzellen haben einen Berstdruck, der mindestens<br />

dem Vierfachen des maximalen Nenndrucks entspricht.<br />

<strong>Der</strong> Minimal-/Maximaldruck-Speicher bildet einen digitalen<br />

„Schleppzeiger“, der es ermöglicht, Prozesse noch besser zu analysieren.<br />

Auch im Fall einer Überlast stellen die Drucksensoren<br />

hermetische Dichtheit sicher.<br />

STRÖMUNGSSENSOREN – EIN SENSOR<br />

FÜR ZWEI ABFRAGEN<br />

Die Strömungssensoren der FS+ Serie lassen sich komfortabel in<br />

Maschinen oder Anlagen integrieren. Sie überwachen flüssige<br />

Medien nach dem kalorimetrischen Prinzip und bieten daher die<br />

Möglichkeit, zusätzlich zur Strömung dauerhaft die Medientemperatur<br />

zu messen. Das heißt, ein Sensor kann zwei Aufgaben<br />

übernehmen. Anwendungsfelder sind u. a. Kühlkreisläufe in<br />

Schweißapplikationen und Prozessabläufe bei Reinigungsvorgängen.<br />

Die Überwachung von Strömung und Temperatur sowie<br />

durchgängige Kommunikation via IO-Link sichern so den Anlagenbetrieb<br />

und verringern Stillstandzeiten. Mit ihren vielfältigen<br />

Montagemöglichkeiten und einer intuitiven Inbetriebnahme<br />

erleichtern die Strömungssensoren zudem das Engineering.<br />

Anwender haben in der Produktserie FS100 zunächst die Wahl<br />

MIT DER ROBUSTEN SENSOR-<br />

FAMILIE LASSEN SICH VIELE<br />

ANWENDUNGEN ABDECKEN<br />

zwischen Geräten mit zwei Ausgangsfunktionen: Entweder analog<br />

(4…20 mA) oder mit automatischer PNP/NPN-Erkennung und<br />

Kommunikation über IO-Link 1.1. Das Schaltverhalten ist dabei<br />

zwischen „Normally Open“ (NO) und „Normally Closed“ (NC)<br />

einstellbar. Rundum sichtbare LED-Anzeigen signalisieren den<br />

Zustand der Ausgänge, während ein zweifarbiges LED-Band auf<br />

der Benutzeroberfläche wahlweise Strömungs- oder Temperaturwerte<br />

anzeigt.<br />

Die Quick-Teach-Funktion bietet neben vereinfachter Montage<br />

und Auto-Erkennung von PNP/NPN-Signalen die Möglichkeit<br />

direkt am Gerät einen Schaltpunkt in wenigen Sekunden einzustellen.<br />

Dabei stellt die Delta-Flow-Überwachung das Einlernen<br />

des Teach-Punkts zum richtigen Zeitpunkt sicher.<br />

34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

03 04 05<br />

TEMPERATURSENSOREN – MAXIMALE<br />

FREIHEITSGRADE<br />

Aufgrund der hohen Zahl unterschiedlicher Messbereiche<br />

und Prozessanschlüsse lassen sich mit den Temperatursensoren<br />

der TS+ Serie viele Applikationen umsetzen.<br />

Die Sensoren sind als Kompaktgeräte mit integriertem<br />

Temperaturfühler (TS700) sowie als Auswerteund<br />

Anzeigeeinheiten (TS720) für den Anschluss von<br />

Widerstandsthermometern oder Thermoelementen<br />

verfügbar. Die Geräte unterstützen und erkennen nahezu<br />

alle Temperaturfühler vollautomatisch.<br />

Um die Inbetriebnahme zu vereinfachen, bieten auch<br />

diese Sensoren die automatische Erkennung der Ausgangsart<br />

(PNP/NPN bzw. Strom/Spannung). Die Auswertegeräte<br />

der Reihe TS720 erkennen außerdem die<br />

Art des angeschlossenen Temperaturfühlers (TC oder<br />

Pt-RTD). Soll der Sensor in bestehende Anlagensysteme<br />

integriert werden oder vorhandene Geräte ersetzen,<br />

erlaubt die Auswahl unterschiedlicher IO-Link-Prozessdaten-Profile<br />

eine schnelle Anpassung ohne größere<br />

Änderungen in der Steuerung.<br />

Einsatzbereiche der TS+ Sensoren liegen im Maschinen-<br />

und Anlagenbau sowie in der Prozessindustrie.<br />

Kompaktgeräte der Bauform TS700 arbeiten in einem<br />

Messbereich von - 50 bis + 150 °C. Abhängig vom angeschlossenen<br />

Temperaturfühler, können Auswerte- und<br />

Anzeigeeinheiten vom Typ TS720 Werte zwischen - 200<br />

und + 1 800 °C erfassen.<br />

FÜLLSTANDSENSOREN – EFFIZIENTE<br />

PROBLEMLÖSER<br />

Damit Anwender für ihre Szenarien das jeweils optimale<br />

Messprinzip nutzen können, bietet Turck in der<br />

LS+ Serie zwei Sensortechnologien: die LRS-Füllstandsensoren<br />

mit Radartechnologie für größere Reichweiten<br />

und die LUS-Ultraschall-Füllstandsensoren für kleinere<br />

und mittlere Behälter.<br />

Die IO-Link-fähigen Radarsensoren der LRS-Serie<br />

wurden zur Füllstandmessung in Tanks und Silos im<br />

Bereich von 0,35 bis 10 m entwickelt. Die Geräte in den<br />

Schutzarten IP67 und IP69K empfehlen sich für Füllstandapplikationen<br />

in der Fabrikautomation, in denen<br />

optische oder Ultraschallsensoren wegen ihrer begrenzten<br />

Reichweite oder aufgrund von Störfaktoren<br />

wie Staub, Wind oder Lichteinfall ungeeignet sind. Zudem<br />

bieten die frei strahlenden LRS-Radarsensoren umfangreiche Analysefunktionen,<br />

die bislang den vielfach in der Prozessindustrie eingesetzten<br />

Highend-Radarsensoren vorbehalten waren. Die Bedieneinheit der Reihe<br />

ermöglicht die Ausgabe von Abstand-, Füllstand- und Volumenwerten. LRS-<br />

Sensoren sind entweder mit zwei Schaltausgängen oder mit einem Schaltund<br />

einem Analogausgang verfügbar. Aufgrund der zusätzlichen IO-Link-<br />

Schnittstelle und der dezentralen Signalvorverarbeitung stellen alle Varianten<br />

auch Informationen zur Verarbeitung in Condition-Monitoring-Anwendungen<br />

im IIoT bereit. Anwender der IO-Link Master können den Radar-Monitor<br />

ohne Zusatzsoftware über den IODD Configurator aufrufen. Das browserbasierte<br />

Konfigurations-Tool stellt die Messkurve des Sensors grafisch dar<br />

und bietet Klartextzugriff auf alle<br />

Parameter. So lässt sich z. B. das<br />

Störsignal eines Gitters ausblenden<br />

oder mithilfe von Echtzeit-Feedback<br />

der Sensor ausrichten. Einsatzbereiche<br />

der LRS-Sensoren liegen<br />

u. a. im Anlagenbau.<br />

Die LUS-Ultraschall-Füllstandsensoren<br />

sind für kleine und mittelgroße<br />

Tanks geeignet und können<br />

bei Drücken von 0,5 bis 5 bar<br />

am Prozessanschluss betrieben werden.<br />

Sie sind mit Prozessanschlüssen<br />

G ¾ und NPT ¾ jeweils für eine<br />

Reichweite von 40 bzw. 130 cm verfügbar,<br />

entweder mit zwei Schaltausgängen<br />

oder mit einem Schaltund<br />

einem Analogausgang. Aufgrund<br />

der IO-Link-Schnittstelle und der<br />

dezentralen Signalvorverarbeitung<br />

eignen sich alle Varianten auch als<br />

Datenlieferanten für das IIoT. Über<br />

IO-Link lassen sich die Sensoren<br />

zudem mit Behältergeometriedaten<br />

parametrieren.<br />

Für eine hohe Anlagenverfügbarkeit<br />

sorgen die kontinuierliche<br />

Auswertung der Signalstärke sowie<br />

der zurückgesetzte Schallwandler.<br />

Bei Überfüllung verhindert ein Luftpolster<br />

den Kontakt des Mediums<br />

mit dem Schallwandler.<br />

Bilder: Turck<br />

www.turck.com<br />

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ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ZUKUNFTSSICHER DEZENTRAL<br />

AUTOMATISIEREN<br />

Mats Kölling, Produktmanagement I/O-Systems,<br />

Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />

36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

Die technologische Entwicklung schreitet in immer<br />

schnelleren Schritten voran. Neue Konzepte und<br />

Kommunikationsstandards erfordern adaptierte<br />

Komponenten und Systeme. Eine neu entwickelte<br />

Generation eines I/O-Systems ist jetzt noch<br />

zukunftsfähiger. In Blockbauweise ausgeführt, bietet<br />

sich die Lösung für die schaltschranklose dezentrale<br />

Automatisierung an.<br />

Aufgrund der Schutzart IP65/67 eignen sich die Geräte im vollvergossenen<br />

Zinkdruckguss-Gehäuse für den direkten Einsatz in<br />

einer Maschine, und das selbst unter rausten Umgebungsbedingungen.<br />

Ein erweiterter Temperaturbereich sowie die<br />

hohe Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, gängigen Kühl- und<br />

Schmiermitteln sowie Schweißperlen erlauben ihre Nutzung in vielen<br />

verschiedenen Applikationen.<br />

IO-LINK ERWEITERT DEN FUNKTIONSUMFANG<br />

IM FELD<br />

Abgestimmt auf das Marktwachstum des Kommunikationsstandards IO-<br />

Link und die stetig wachsende Anzahl an im Feld installierten IO-Link-<br />

Knoten beinhaltet das Axioline E-Portfolio neben den Standard-Digital-<br />

I/Os daher eine Auswahl an neuen IO-Link-Mastern sowie IO-Link-<br />

Devices mit unterschiedlichen Funktionen.<br />

Das Leistungsspektrum der IO-Link-Master unterstützt dabei sowohl<br />

Infrastrukturen mit einem hohen als auch solche mit einem geringeren<br />

IO-Link-Signalaufkommen, aber zusätzlicher digitaler Standardsensorik<br />

und -aktorik. Durch die Verwendung der IO-Link-Devices der Produktfamilie<br />

Axioline E lässt sich der Funktionsumfang in den Applikationen<br />

erweitern. Abgesehen von der eigentlichen IO-Link-Funktionalität können<br />

in Kombination mit Konvertern und I/O-Boxen verschiedene digitale<br />

und analoge Funktionen kostengünstig im Feld realisiert werden. Mit<br />

den I/O-Boxen für Axioline E erhöht sich die feldseitige Kanalanzahl für<br />

analoge und digitale Signale auf einfache und wirtschaftliche Weise. Zur<br />

Verarbeitung von funktional sicheren digitalen Ein- und Ausgangssignalen<br />

in Profisafe-Anwendungen ist eine sichere I/O-Box für IO-Link erhältlich.<br />

Darüber hinaus ermöglichen entsprechende Analog-Konverter<br />

die bedarfsgerechte Umsetzung von Analogfunktionen.<br />

PARAMETRIERUNG OHNE ZUSÄTZLICHE SOFTWARE<br />

Die Axioline E-Geräte der neuen Generation umfassen eine leistungsstarke<br />

L-kodierte Spannungsversorgung mit 2 × 16 A und können deshalb<br />

AUTOMATISIERUNG UND IOT WACHSEN ZUSAMMEN<br />

Mit der PLCnext Technology stellt Phoenix Contact ein offenes Ecosystem für aktuelle und zukünftige<br />

Automatisierungsanforderungen zur Verfügung, das das Zusammenwachsen von Automatisierungsaufgaben und<br />

IoT-Ansprüchen ermöglicht. Neben den PLCnext Controls umfasst das Ecosystem die modulare Software-Plattform<br />

PLCnext Engineer, den digitalen Marktplatz PLCnext Store, die PLCnext Community sowie die Option einer<br />

systemischen Cloud-Integration. Die speziell entwickelte Firmware-Architektur erlaubt dem Anwender die Nutzung<br />

von IEC6<strong>11</strong>31-Programmiersprachen in Kombination mit Hochsprachen wie C++ oder C# oder Regelalgorithmusmodellen<br />

in Matlab Simulink.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 37


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

01<br />

01 Zukunftssichere Automatisierung mit<br />

der neuen Axioline E-Generation<br />

02 Digital I/Os und IO-Link-Master sowie<br />

IO-Link-Devices der neuen Axioline E-Generation<br />

mit verschiedenen Funktionen<br />

03 Innovative M<strong>12</strong>-Push-Pull-Schnellanschlusstechnik<br />

und klassische M<strong>12</strong>-Schraubsteckverbinder vereint<br />

in einem Port<br />

03<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ohne ein ergänzendes Einspeisekabel selbst bei deutlich längeren<br />

Kabelstrecken eingesetzt werden. In Kombination mit dem integrierten<br />

Zwei-Port-Switch sowie einem Power-Out-Anschluss<br />

lassen sich mehrere Geräte in einer einfachen Linientopologie<br />

in der Anlage installieren. Die IO-Link-Masterports, die mit<br />

einer Zykluszeit von weniger als 500 Mikrosekunden kommunizieren,<br />

besitzen eine Stromtragfähigkeit von bis zu 2 A an L+<br />

sowie bis zu 4 A an UA. Sie erlauben somit den Betrieb von<br />

hochperformanten und leistungsstarken IO-Link-Devices oder<br />

den Aufbau von IO-Link-Substrukturen mit den jeweiligen I/O-<br />

Boxen. Als Vorteile erweisen sich dabei der geringe Verkabelungsaufwand<br />

sowie die Kostenreduzierung im Vergleich zu<br />

herkömmlichen Automatisierungsstrukturen mit Feldbusteilnehmern.<br />

Die IO-Link-Geräte der neuen Generation integrieren sich<br />

aufgrund der Parametrierungsoptionen der angeschlossenen<br />

IO-Link-Devices bestmöglich in die Automatisierungssysteme.<br />

Beim offenen Ecosystem PLCnext Technology lassen sich die<br />

Geräte beispielsweise ohne zusätzliche Software einfach einstellen.<br />

Dies erfolgt über die Einbindung der IO Device Description<br />

(IODD) der angekoppelten IO-Link-Devices im Engineering-System<br />

PLCnext Engineer.<br />

Durch das Importieren der IODD sind die IO-Link-Devices in<br />

der Engineering-Umgebung identisch zu den Profinet-Devices<br />

abgebildet. Die Geräteparameter aus der IODD werden automatisch<br />

in Anlaufparameter umgewandelt und zusammen mit<br />

den Standard-Anlaufparametern der Profinet-Devices beim<br />

Geräteanlauf heruntergeschrieben. Außerhalb des Ecosystems<br />

PLCnext Technology bieten weitere Optionen – beispielsweise<br />

die Software IOL-Conf – Lösungen zur Geräteparametrierung<br />

der angeschlossenen IO-Link-Devices.<br />

ARCHITEKTUR PASST SICH FLEXIBEL<br />

AN NEUE STANDARDS AN<br />

Da in modernen Maschinen und Anlagen immer mehr Daten<br />

erfasst und vernetzt werden, hat die Komplexität der Produktionsprozesse<br />

in den letzten Jahren stetig zugenommen. Um den<br />

Umgang mit der Vielzahl an Daten zu vereinfachen und die Anforderungen<br />

der Industrie zu erfüllen, bedarf es eines gemeinsamen<br />

Kommunikationsstandards mit definierten Schnittstellen.<br />

Die Axioline E-Geräte der neuen Generation unterstützen sukzessive<br />

alle marktrelevanten Industrial-Ethernet-Protokolle, zum<br />

Beispiel Profinet, Ethernet/IP, Modbus/TCP und Ethercat.<br />

Die Architektur der Axioline E-Geräte verbindet zwei Kommunikationsparadigmen<br />

parallel und rückwirkungsfrei auf einer Geräteplattform:<br />

industrielle Echtzeitkommunikation sowie schnelle,<br />

sichere und zuverlässige IIoT-Funktionen (Industrial Internet of<br />

Things) – zum Beispiel über OPC UA. Wegen des standardisierten<br />

und steuerungsunabhängigen Zugangs zu Geräteinformationen<br />

und -konfigurationen sowie des Device- und Patch-Management<br />

erweist sich OPC UA als wichtiger Baustein für die plattformneutrale<br />

und sichere industrielle Datenübertragung. Durch ihre<br />

innovative Gerätearchitektur passen sich die Axioline E-Geräte<br />

der neuen Generation flexibel an neue Technologiestandards<br />

sowie zukünftige Netzwerke – etwa Profinet over TSN – an.<br />

SECURITY-EIGENSCHAFTEN GANZHEITLICH<br />

UMGESETZT<br />

Mit der Umsetzung des Industrial Internet of Things zeigt sich das<br />

Thema Security als eine Schlüsseltechnologie für cyber-physikalische<br />

Systeme. Weil IIoT-Systeme riesige Datenmengen sammeln<br />

38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


DER<br />

XXX<br />

KONSTRUKTEUR<br />

Newsletter<br />

DER E-MAIL-SERVICE<br />

für Konstruktionsleiter<br />

und <strong>Konstrukteur</strong>e, Entscheider<br />

in disziplinübergreifenden<br />

Konstruktions- und<br />

Entwicklungsprozessen<br />

im Maschinenbau<br />

und in der Elektrotechnik.<br />

ANLAGEN UNABHÄNGIG VON<br />

NETZWERKEN PLANEN<br />

<strong>Der</strong> Axioline E IO-Link-Master lässt sich mit bis zu acht IO-Link-<br />

Devices zu einer modularen I/O-Station erweitern, um die in<br />

der Maschine oder Anlage verteilten Signale zu erfassen und<br />

auszugeben. Dabei bietet Axioline E für alle gängigen Netzwerke<br />

einen IO-Link-Master, entweder im Kunststoff- oder im<br />

Metallgehäuse. Das schafft Netzwerkunabhängigkeit bei<br />

der Anlagenplanung.<br />

AKTUELLE INFORMATIONEN<br />

rund um die Themen<br />

Antriebstechnik, Fluidtechnik,<br />

Automatisierungstechnik,<br />

CAD/CAM/PLM, Verbindungsund<br />

Werkstofftechnik<br />

sowie Konstruktionselemente.<br />

MATS KÖLLING, Produktmanagement I/O-Systems bei Phoenix Contact<br />

und analysieren, muss sichergestellt sein, dass es Kontrollen zum Schutz der<br />

Daten sowie zur Gewährleistung ihrer Integrität gibt. Vor diesem Hintergrund<br />

berücksichtigen die Axioline E-Geräte der neuen Generation die Security-Eigenschaften<br />

bereits ab der Entwurfsphase ganzheitlich. Als sogenannte Secure-by-<br />

Design-Produkte werden die Geräte den Anforderungen des TÜV-zertifizierten<br />

Prozesses gemäß IEC 62443-4-1 gerecht. Mit den implementierten Security-<br />

Features für die Feld- und Cloud-Konnektivität – beispielsweise Hardware-unterstützte<br />

kryptografische Operationen wie Protokolle wie HTTPS oder OPC UA,<br />

Secure Boot oder die Vorbereitung für ein sicheres Device- und Patchmanagement –<br />

sind die Geräte optimal auf zukünftige Automatisierungsaufgaben eingestellt.<br />

INNOVATIVE ANSCHLUSSTECHNIK FLEXIBILISIERT<br />

DIE FELDVERDRAHTUNG<br />

Bei den Axioline E-Geräten der neuen Generation handelt es sich um das erste I/O-<br />

System mit M<strong>12</strong>-Push-Pull-Schnellanschlusstechnik. Die M<strong>12</strong>-Duo-Kontur erlaubt<br />

eine flexible Feldverdrahtung mit M<strong>12</strong>-Schraubsteckverbindern oder der neuen<br />

M<strong>12</strong>-Push-Pull-Schnellanschlusstechnik. Das durchgängig normierte Push-Pull-<br />

Produktprogramm sorgt für eine weltweite Verfügbarkeit der Komponenten. Aufgrund<br />

der Standardisierung gemäß IEC 61076-2-010 ist die M<strong>12</strong>-Push-Pull-Schnellanschlusstechnik<br />

herstellerübergreifend kompatibel. Durch eine zuverlässige<br />

360°-Schirmung bietet sie in elektromagnetisch belasteter Umgebung eine sichere<br />

Signalübertragung. Im Vergleich zu den M<strong>12</strong>-Schraubsteckverbindern spart die<br />

Push-Pull-Anschlusstechnik wegen der werkzeuglosen Montage 80 % Zeit ein, was<br />

zwei Minuten pro Gerät entspricht. Eine Rückmeldung durch das Verrasten des<br />

Anschlusssteckers sowie ein einfacher Zugtest führen zu einer hohen Fehlersicherheit<br />

bei der Montage. Mehr Infos: www.phoenixcontact.de/remote-io<br />

Bilder: Phoenix Contact<br />

www.phoenix-contact.de<br />

AM<br />

DER<br />

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PULS<br />

TECHNIK!<br />

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ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

KLEINE STECKER, GROSSE WIRKUNG<br />

In den komplexen Anlagen zur Herstellung von Reinstwasser sind<br />

elektrisch angetriebene Ventile verbaut. Hierfür sind kompakte<br />

und zuverlässige Steckverbindungen nötig – am besten mit<br />

digitalem Zwilling zur einfachen Elektroplanung.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Aus Leitungswasser machen Anlagen von GTec Reinstwasser<br />

für die Pharmaindustrie. Das ist Wasser ohne<br />

mikrobielle Verunreinigungen, Ionenfracht und gelöste<br />

Gase. Bevor eine Anlage die Produktion in Winsen<br />

südlich von Hamburg verlässt, wird sie auf einem Prüfstand<br />

auf Herz und Nieren getestet; dazu gehört auch das Fluten mit<br />

Wasser. Die größten Modelle messen ein Viertel eines Schiffscontainers<br />

und bereiten bis zu 15 000 l Trinkwasser pro Stunde<br />

zu Reinstwasser auf. Jeden Monat verlässt eine Anlage das<br />

Werk. Diese Anlagen werden vor allem von der Pharmaindustrie<br />

eingesetzt, die zur Herstellung von Medikamenten Wasser<br />

ohne jegliche Verunreinigung benötigt. Über verschiedene<br />

Aufbereitungsstufen wird das Trinkwasser enthärtet und gefiltert,<br />

Hauptstufe ist eine Umkehrosmose, eine Membran, die im<br />

Wasser gelöste Ionen zurückhält. Durch eine andere Aufbereitungsstufe<br />

werden an einer semipermeablen Membran Gase<br />

entzogen, eine UV-Anlage baut Chlor ab, zum Schluss erfolgt<br />

eine elektrochemische Deionisation und schließlich eine Ultrafiltration.<br />

Danach ist das Wasser so rein, dass es sogar als<br />

Wasser für Injektionszwecke in Infusionslösungen verwendet<br />

werden darf.<br />

ANSCHLUSSTECHNIK, DIE PASST<br />

Bernd Müller, freier Journalist, Bonn<br />

Elektrisch angetriebene Ventile sorgen in diesen komplexen Anlagen<br />

dafür, dass das kostbare Wasser stets die richtigen Wege<br />

nimmt. Bislang wurden die Ventile über 7/8"-Stecker mit 230 V<br />

gespeist, womit der Stecker fast so groß war wie das Ventil. „Wir<br />

haben eine Lösung gesucht, die Platz spart und trotzdem für die<br />

Anwendung zugelassen ist“, sagt Marco Koscielny, bei GTec zuständig<br />

für die elektrotechnische Planung und Projektabwicklung.<br />

Er entscheidet darüber, welche Kabel und Steckverbinder<br />

verwendet werden. In den vergangenen Jahren fiel die Entscheidung<br />

zunehmend auf Lapp, den Weltmarktführer für integrierte<br />

Technologie- und Verbindungslösungen.<br />

AUCH STECKER SOLLEN GUT AUSSEHEN<br />

Auch bei der Suche nach Ersatz für die klobigen 7/8"-Stecker wurde<br />

Koscielny bei Lapp fündig. In den neueren Anlagen werden sie<br />

ersetzt durch Epic-M<strong>12</strong>-Power-Stecker mit S-Codierung. Auch die<br />

dreiphasigen Zirkulationspumpen werden mittlerweile mit M<strong>12</strong>-<br />

Power verkabelt. Sie sind nicht einmal halb so groß wie die zuvor<br />

eingesetzten Industriesteckverbindungen, haben trotzdem eine<br />

hohe Leistungsdichte, halten einen Strom bis <strong>12</strong> A aus und damit<br />

auch den geforderten Anlaufstrom der Pumpen von 8,5 A. Dank<br />

BEI LAPP STEHT DIE LÖSUNG DES<br />

PROBLEMS IM VORDERGRUND,<br />

NICHT DER DRANG, PRODUKTE<br />

AN DEN MANN ZU BRINGEN<br />

der kleineren Steckverbinder lassen sich kleinere Ventile verwenden.<br />

„Bei unseren Anlagen achten wir auf die Ästhetik des Aufbaus<br />

und auf ein aufgeräumtes Innenleben“, betont Koscielny.<br />

„Mit den M<strong>12</strong>-Steckverbindern sieht es einfach besser aus.“<br />

M<strong>12</strong>-Stecker sind keine Erfindung von Lapp, vielmehr sind sie<br />

im Programm jedes Anbieters elektrischer Verbindungstechnik<br />

zu finden. Hier sind oft Details für die Auswahl entscheidend –<br />

das kann durchaus auch die Farbe sein. <strong>Der</strong> hier verwendete Stecker<br />

ist schwarz, und das sieht gut aus. Aber die Optik allein ist<br />

nicht entscheidend. Qualität und Verlässlichkeit von Produkt und<br />

Service müssen ebenfalls stimmen.<br />

40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

01<br />

ZEITERSPARNIS DURCH<br />

KONFEKTIONIERTE LEITUNGEN<br />

Zunehmend ordert GTec fertig konfektionierte Leitungen in Sonderlängen,<br />

die Lapp mit Steckverbindern liefert. Anfangs waren<br />

es nur konfektionierte Unitronic-Leitungen, mit denen GTec die<br />

Sensoren der Anlagen vernetzt. 600 Stück dieser Sensorleitungen<br />

benötigt der Betrieb pro Jahr. <strong>Der</strong> Aufwand, die Stecker selbst zu<br />

montieren, sei hoch, die Konfektionen von Lapp sparen erheblich<br />

Zeit und senken die Fehlerquote. Die Kabel mit den M<strong>12</strong>-Power-Steckern<br />

konfektionieren die Monteure bei GTec aber noch<br />

selbst – aufgrund der geringen Stückzahlen und der individuellen<br />

Längen lohne sich das noch nicht. „Aber wo es sinnvoll ist, wollen<br />

wir in Zukunft immer konfektionierte Leitungen verwenden.“<br />

Die Monteure müssten sie nur noch einstecken, elektrische Fehler<br />

seien nahezu ausgeschlossen.<br />

DIGITALE ZWILLINGE ALS<br />

WETTBEWERBSVORTEIL<br />

Die beschriebenen M<strong>12</strong>-Power-Stecker waren aber nur ein Intermezzo.<br />

Inzwischen ist GTec auf Ventile mit 24 V umgestiegen,<br />

die sogar nur einen normalen M<strong>12</strong>-Steckverbinder benötigen<br />

– mit A-Codierung, der Ströme bis 4 A übertragen kann. Die<br />

Leitungen mit diesen Steckern bezieht der Betrieb nun ebenfalls<br />

konfektioniert vom Verbindungsspezialisten. Ein weiteres,<br />

zunehmend wichtiges Entscheidungskriterium für Kunden seien<br />

vollständige Daten zur Elektroplanung mit Software-Werkzeugen<br />

wie Eplan, sagt Patrick Maischatz, Produktmanager für<br />

Epic-Steckverbinder. Hierfür stellt Lapp digitale Zwillinge bereit,<br />

die der Ingenieur per Mausklick aus einer Bibliothek holt<br />

und im Schaltplan platziert. Diese enthalten neben dem<br />

Anschlussbild auch alle Maße, sodass der Planer die Platzierung<br />

beispielsweise in einem Schaltschrank optimieren kann.<br />

„Vollständige Daten sind ein klarer Wettbewerbsvorteil“, so<br />

Maischatz. Kein Hersteller von Steckverbindern verfolge das so<br />

konsequent wie Lapp.<br />

02<br />

03<br />

Bilder: Aufmacher mashe – stock.adobe.com, Sonstige GTec und U. I. Lapp<br />

www.lappkabel.de<br />

01 Bei den Wasseraufbereitungsanlagen wird auch auf<br />

Ästhetik und ein aufgeräumtes Innenleben geachtet<br />

02 Zum Einsatz kommen kompakt konzipierte Komponenten<br />

wie der Epic-M<strong>12</strong>-Power-Steckverbinder von Lapp<br />

03 Auch die Peripheriebaugruppe der Steuerung<br />

passt ins Gesamtbild


DAS BESTE REZEPT:<br />

EIN OPTIMALER WECHSEL<br />

Mit intelligenter Formatverstellung lassen sich auch in der Pharma-Branche Wettbewerbsvorteile<br />

bei Effizienz, Produktqualität und Prozesssicherheit erzielen. Durch automatisierte, vernetzte<br />

Lösungen gehen diese Unternehmen einen entscheidenden Schritt Richtung Pharma 4.0.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In der Pharmaindustrie ist das Konzept des Centerlining relevant,<br />

bei dem stets die optimalen Maschineneinstellungen zu<br />

wählen sind, um unnötige Abweichungen des Prozesses und<br />

eine Beeinträchtigung der Produktqualität zu verhindern. Es<br />

gilt, Fertigung, Technik, Instandhaltung und eine elektronische<br />

Datenerfassung bestmöglich zu vernetzen, um die Anlageneffizienz<br />

optimal auszunutzen. Daneben ist in der pharmazeutischen<br />

Produktion bei wachsender Produktvielfalt und immer geringeren<br />

Chargengrößen eine hohe Flexibilität der Anlagen gefordert.<br />

Mit einem optimierten Formatwechsel lassen sich Umrüstzeiten<br />

bei den Produktwechseln reduzieren und die Prozesssicherheit<br />

erhöhen. Siko, Hersteller von Sensoren und Positioniersystemen,<br />

stellt verschiedene Möglichkeiten der Formatverstellung vor –<br />

von rein mechanischen Positionsanzeigen bis hin zu vollautomatisierten<br />

Positionierantrieben.<br />

FORMATVERSTELLUNG – ÜBERWACHT<br />

ODER AUTOMATISIERT<br />

In der pharmazeutischen Herstellung ist eine Formatverstellung<br />

besonders bei der Verpackung, Kennzeichnung oder Inspektion<br />

Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Schuh, Leiter Geschäftsbereich Changeover<br />

Solutions bei der Siko GmbH in Buchenbach<br />

von Produkten relevant – also dann, wenn wegen eines neuen<br />

Produkts die Maße an der Maschine geändert werden müssen, ob<br />

händisch über eine Kurbel oder automatisiert per Stellantrieb.<br />

Bei der Veränderung der Maschineneinstellungen können Fehler<br />

entstehen, die möglicherweise das Produktergebnis negativ beeinflussen.<br />

Eine überwachte oder automatisierte Formatverstellung<br />

minimiert das Risiko fehlerhafter Einstellungen und kann<br />

die Prozesse flexibler gestalten.<br />

VORTEILE UND VARIANTEN<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Eine optimierte Formatverstellung umfasst eine hohe Wiederholgenauigkeit<br />

des Produktionsvorgangs, schnelle Umrüstzeiten<br />

und somit eine höhere Prozessgeschwindigkeit, mehr Effizienz,<br />

weniger Kosten sowie eine größere Prozesssicherheit, was in der<br />

Pharmaproduktion ein entscheidendes Kriterium ist. Unterschieden<br />

wird zwischen manueller, überwachter und automatischer<br />

Formatverstellung. Welche Art des Formatwechsels am besten<br />

geeignet ist, hängt von den Anforderungen ab: Je häufiger Formate<br />

verstellt werden müssen und je qualitativ anspruchsvoller die<br />

Produktion ist, desto sinnvoller ist der Einsatz von überwachten<br />

oder automatisierten Positioniersystemen.<br />

Bei der manuellen Formatverstellung sind sowohl mechanische<br />

als auch elektronische Positionsanzeigen im Einsatz, die<br />

den Ist-Wert der aktuellen Position angeben. Sie eignen sich für<br />

42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


INDUSTRIEELEKTRONIK / ELEKTROTECHNIK<br />

01<br />

Basismaschinen mit eher seltenen Verstellungen. Die gängigen<br />

mechanisch-digitalen Siko-Positionsanzeiger sind präzise, gut<br />

ablesbar und werden für jede Applikation spezifisch konfiguriert.<br />

Elektronische Positionsanzeigen haben gegenüber den mechanischen<br />

den Vorteil, dass sie frei programmierbar und dadurch<br />

flexibler einsetzbar sind. Parameter wie Spindelsteigung, Kommastellen,<br />

Drehrichtung, Einbaulage oder Nutzung im Winkelmodus<br />

lassen sich bequem konfigurieren. Mechanische und<br />

elektronische Varianten sind anbaukompatibel, sodass eine Umrüstung<br />

oder Erweiterung unproblematisch ist.<br />

ÜBERWACHTE FORMATVERSTELLUNG<br />

IN TRACK-AND-TRACE-ANLAGEN<br />

Eine überwachte Formatverstellung wird durch busfähige elektronische<br />

Positionsanzeigen mit Soll-Wert-Vorgabe ermöglicht,<br />

die in die Maschinensteuerung eingebunden sind. Ist- und Soll-<br />

Werte werden zwischen den einzelnen Positionsanzeigen und<br />

der übergeordneten Steuereinheit mittels Rezeptverwaltung, in<br />

der alle Produktvarianten mit ihren Soll-Werten als Rezepte hinterlegt<br />

sind, ausgetauscht und abgeglichen. Dies ermöglicht eine<br />

erhöhte Prozesssicherheit, da die Anlage erst dann wieder angefahren<br />

wird, wenn alle Soll- und Ist-Werte an den Anzeigen übereinstimmen.<br />

Ausschuss oder Beschädigungen an Anlagenteilen<br />

werden so vermieden.<br />

Eine überwachte Formatverstellung kann in der pharmazeutischen<br />

Produktion beispielsweise bei häufig zu verstellenden<br />

Anlagen für Kartoniermaschinen oder bei der Kennzeichnung<br />

von Produkten hilfreich sein. Eine neue Entwicklung sind<br />

Track-and-Trace-Anlagen, über die verschreibungspflichtige<br />

Arzneien mit einer eindeutigen, nachverfolgbaren Kennzeichnung<br />

versehen werden müssen. Dabei werden verschiedenste<br />

Prozesse wie Drucken, Lesen, Etikettieren und Wiegen und damit<br />

zahlreiche Verstellungen durchlaufen. Die Prozesssicherheit<br />

dieser Anlagen wird mit einer überwachten Formatverstellung<br />

deutlich erhöht.<br />

AUTOMATISCHE FORMATVERSTELLUNG<br />

MIT HOCHINTEGRIERTEM STELLANTRIEB<br />

Erfolgt die Verstellung von Achsen ohne jegliche manuelle Eingriffe,<br />

spricht man von automatischer Formatverstellung über<br />

Kompaktstellantriebe. <strong>Der</strong> mit der Maschinensteuerung vernetzte<br />

Stellantrieb fährt die geforderte Position direkt an. Mit der<br />

Automatisierung wird noch einmal eine deutliche Reduzierung<br />

der Umrüstzeiten erreicht. Außerdem ist die Automatisierung<br />

lohnenswert, wenn häufig schwer zugängliche Anlagenteile verstellt<br />

werden müssen.<br />

Ein Stellantrieb zeichnet sich durch seine hochintegrierte Bauweise<br />

aus, die alle Komponenten in einem Gerät vereint: der<br />

bürstenlose Gleichstrommotor (der verschleißfrei ist), ein spielarmes<br />

und leistungsstarkes Getriebe sowie Positionsgeber und<br />

Leistungs- und Steuerungselektronik. Die Integration des Stellantriebs<br />

in die Maschinensteuerung sowie die Kommunikation<br />

mit der Steuerung sind nicht zuletzt dank einer Vielzahl gängiger<br />

Standardschnittstellen einfach möglich. Dazu zählen Siemenskonforme<br />

Profibus- oder Profinet-Schnittstellen, kostengünstige<br />

serielle Schnittstellen wie RS485 und CAN, IO-Link sowie moderne<br />

Industrial-Ethernet-Schnittstellen.<br />

Bilder: Siko<br />

www.siko-global.com<br />

01 Volle Kontrolle und Prozesssicherheit durch korrekte<br />

Maschineneinstellungen – Beispiel Kartonageaufrichter<br />

02 Formatverstellung über einer Etikettiermaschine<br />

in der pharmazeutischen Produktion<br />

03 Automatisierter Produktwechsel durch Stellantrieb<br />

an einer Etikettiermaschine zur Kennzeichnung von<br />

Medikamentenschachteln<br />

02<br />

03<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 43


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

LEICHTER ZU BEDIENEN UND EFFIZIENT ZU WARTEN<br />

Endress+Hauser legt die Druckmessgeräte<br />

Cerabar und Deltabar neu auf. Sie sind<br />

durch eine hinzugefügte Bluetooth-Schnittstelle<br />

leichter zu bedienen und effizienter<br />

in Schutzeinrichtungen zu warten. Die<br />

Heartbeat-Technologie schafft zudem die<br />

Basis für vorausschauende Wartung und<br />

erlaubt die Verifikation der Gerätefunktion<br />

ohne Prozessunterbrechung. Sie unterstützt<br />

den Wartungsmitarbeiter dabei,<br />

seine Messstellen zu verifizieren. Auch dies<br />

kann über die Bluetooth-Verbindung per<br />

Knopfdruck in der SmartBlue-App stattfinden. Die Verifikation lässt sich in weniger als drei<br />

Minuten durchführen. Bei der Inbetriebnahme inklusive Verriegelung von SIL-Messstellen<br />

und auch bei den wiederkehrenden Prüfungen nach SIL unterstützen digitale Assistenten:<br />

Sie zeigen Schritt für Schritt, was zu tun ist. Gleichzeitig lassen sich die Arbeiten schneller<br />

erledigen, z. B. durch direkt erzeugte PDF-Reports. Eine integrierte Checksumme gibt dem<br />

Anwender zusätzliche Gewissheit.<br />

www.de.endress.com<br />

P.TOUCH<br />

DRUCKSENSOR<br />

Innovatives Bedienkonzept<br />

Touch-Display mit virtuellem<br />

Drehrad<br />

Konfigurierbare Ausgänge<br />

(digital / analog)<br />

Integrierte Systemdiagnose<br />

SPS HALLE 4A<br />

Stand 640<br />

www.mp-sensor.de<br />

STECKVERBINDER ALS FUNDAMENT FÜR INDUSTRIE 4.0<br />

In Zeiten von IoT, Industrie 4.0<br />

und Big Data wird eine schnelle<br />

und vor allem zuverlässige<br />

Datenübertragung immer<br />

wichtiger. Mit stetig komplexer<br />

werdenden Anwendungen<br />

steigt parallel die Größe der zu<br />

übermittelnden Datenpakete.<br />

<strong>Der</strong> Anschlusstechnikspezialist<br />

Escha bietet ein umfangreiches<br />

Produktprogramm, das explizit<br />

für die Übertragung von hohen<br />

Datenraten von bis zu 10 GBit/s<br />

in anspruchsvollen industriellen<br />

Applikationen entwickelt wurde. Mit Steckverbindern in den Bauformen RJ45, M8 und M<strong>12</strong><br />

hat Escha die passenden Lösungen für eine nahtlose Datenübertragung von der Büroebene<br />

über den Schaltschrank bis an den kompaktesten Sensor in der Feldebene. Alle Steckverbinder<br />

wurden nach aktuellen HF-Aspekten im hauseigenen Hochfrequenz-Labor entwickelt und<br />

getestet. Sie erfüllen die Anforderungen der gängigsten Industrial-Ethernet-Protokolle und<br />

ermöglichen aufgrund ihrer Datenübertragungsreserven schon heute eine zukunftssichere<br />

Lösung für die Netzwerke von morgen.<br />

www.escha.net<br />

MAGNETISCH UND BERÜHRUNGSLOS MESSEN BIS 0,5 NM<br />

NCTE erweitert die 2300-Serie um einen berührungslosen<br />

Drehmomentsensor für Anwendungen<br />

mit niedrigen Drehmomenten. Die Modelle der<br />

Reihe messen präzise dynamische und statische<br />

Drehmomente von 100 bis zu 0,5 Nm für Bandbreiten<br />

bis 1 000 Hz. Die Genauigkeit liegt bei 0,5 %<br />

für Drehzahlen bis 10 000 U/min. Dabei nutzt der<br />

Hersteller das Prinzip der Magnetostriktion.<br />

Bei dem patentierten Verfahren wird die Welle so magnetisch codiert, dass die Sensoren<br />

berührungslos und exakt mechanische Kräfte erfassen. Diese Codierung ist langzeitstabil,<br />

ein separater diskreter Primärsensor nicht erforderlich. Damit die Technologie auch bei<br />

EMV-Störungen funktioniert, werden stets zwei Magnetfelder in gegenläufiger magnetischer<br />

Orientierung erzeugt. Alle Sensoren verfügen über mindestens Schutzart IP50 und wirken<br />

zuverlässig auch bei Erschütterungen, unter Wasser oder im Ölbad. Die Arbeitstemperatur<br />

reicht von -30 °C bis +85 °C. Alle Modelle sind als anschlussfertige Einheit inklusive 5 m-Kabel<br />

und Kalibrierschein lieferbar.<br />

www.ncte.de<br />

44 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK<br />

KOMPAKTSENSOREN MIT<br />

INTUITIVEM BEDIENKONZEPT<br />

Für eine zuverlässige Messung von Prozessdrücken im<br />

industriellen Umfeld hat MP-Sensor die P.Touch-Serie<br />

entwickelt, die dank längs verbauten Touch-Screen und<br />

virtuellem Scrollrad intuitiv bedienbar ist. Das TFT-<br />

Display der Drucksensoren mit 160×80 Pixel ermöglicht<br />

die Klartextanzeige der Menüpunkte und weiterer<br />

Zusatzinformationen auf einem Screen. Das Gehäuse<br />

aus Edelstahl und das geometrisch geschützte Glasdisplay<br />

sind<br />

kompakt und<br />

robust sowie<br />

ästhetisch<br />

ansprechend<br />

ausgeführt.<br />

<strong>Der</strong> Verzicht<br />

auf mechanische<br />

Bedienelemente<br />

sorgt<br />

für Verschleißfreiheit. Mithilfe des zum Patent angemeldeten<br />

Designs ist es gelungen, höchstmögliche Kompaktheit<br />

bei einem Drucksensor mit Display zu erreichen.<br />

<strong>Der</strong> längs angeordnete Touch-Screen und der elektrische<br />

M<strong>12</strong>-Anschluss „in Line“ lassen einen Einbau auch<br />

unter engen Platzverhältnissen zu. P.Touch deckt<br />

Druckbereiche zwischen 0…600 bar ab und bietet<br />

konfigurierbare Ausgänge (digital oder analog). Die<br />

Prozesswertübertragung erfolgt per IO-Link.<br />

www.mp-sensor.de<br />

STECKVERBINDER – KONNEKTIVITÄT<br />

WEITER GEDACHT<br />

Pneumatik und Elektrotechnik bevorzugen in der Regel eigene<br />

Steckverbinder-Standards. Mit dem Mixo-Modul CX 03 MP von<br />

Ilme lassen sich beide Verbindungen nun direkt in industriellen<br />

Steckverbindern vereinen. Über den Push-in Schlauchanschluss<br />

können – ähnlich der Festo Quick-connection – Schlauchleitungen<br />

von 3,0, 4,0 und 6,0 mm Außendurchmesser in Sekundenschnelle<br />

angeschlossen werden. Die Metallkontakte eignen<br />

sich für einen Betriebsdruck bis 10bar (145psi) und sind<br />

wahlweise in gerader oder gewinkelter Ausführung erhältlich.<br />

Die Buchsenkontakte der Druckseite gibt es optional auch mit<br />

automatischem Absperrventil. Neben der Quick-connection<br />

steht zudem der traditionelle Rillenanschluss für Schläuche<br />

mit einem Innendurchmesser bis 6,0 mm zu Verfügung. In<br />

Kombination mit Komponenten der Steckverbinder-Serie HNM<br />

sind die modularen Mixo-Steckverbinder auf 10 000 Steckzyklen<br />

ausgelegt.<br />

www.ilme.de<br />

IHR PARTNER FÜR<br />

INNOVATIVE BEWEGUNGSTECHNIK<br />

Vielfältige Anwendungsgebiete<br />

Kugelgewindetriebe – sehr<br />

kurze Lieferzeit<br />

<strong>Der</strong> Spezialist und Engineering-Partner für die Lineartechnik seit über 30 Jahren<br />

Kundenspezifische Ausführungen und komplette Baugruppen lieferbar<br />

Größter europäischer Vertriebspartner von THK<br />

Linearachsen und kundenspezifische<br />

Achssysteme<br />

THK – Linearführungen<br />

THK – Drehmomentwellen<br />

Teleskopführungen für den Maschinenbau<br />

Standorte in Duisburg und Stuttgart!<br />

Immer flexibel und schnell verfügbar – dank<br />

unseres hohen Lagerbestands.<br />

www.indunorm.eu


FLUIDTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

KLEINE KOMPONENTEN FÜR<br />

GROSSE AUFGABEN<br />

Gewicht und Bauraum einzusparen, ist in vielen Anwendungen wichtig, in der<br />

Medizintechnik jedoch essenziell. Miniaturkomponenten, wie z. B. Ventile, zeichnen<br />

sich neben ihrer Zuverlässigkeit vor allem durch ihre Reaktionsgeschwindigkeit, ihr<br />

geringes Gewicht und Volumen, kaum wahrnehmbare Lautstärke und die minimale<br />

Leistungsaufnahme aus und sind damit bestens für den Einsatz am Patienten geeignet.<br />

Peter Becker, Becker Storytelling, Uelversheim<br />

46 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


FLUIDTECHNIK<br />

Sowohl stationäre als auch portable medizinische Geräte<br />

sollen leicht und wenig ausladend konstruiert sein. Diesem<br />

Anspruch der Gerätehersteller entspricht das Unternehmen<br />

Lee Hydraulische Miniaturkomponenten mit ihrem Portfolio<br />

mikrofluidischer Ventile für die Medizintechnik. Zuletzt<br />

komplettierte das 2/2-Wege-Ventil in Ported-Ausführung das<br />

HDI-Portfolio (High Density Interface) des Herstellers. Bislang<br />

waren die 2/2-Wegeventile dieser Baureihe lediglich als Plug-in<br />

oder als Face-mount-Variante erhältlich. Das Ported-Ventil ermöglicht<br />

es nun, flexibel auf engste Bauräume zu reagieren, da es<br />

auch als Stand-alone-Lösung mit Weichschlauchanbindung<br />

nutzbar ist. Die weiteren Baureihenmodelle eignen sich hingegen<br />

vor allem für die platzsparende Montage im Ventilblock.<br />

Allen HDI-Ventilen gemein ist der Fokus auf minimales Gewicht<br />

und Größe bei gleichzeitig großer Leistungsfähigkeit. Die<br />

Ventile sind für Betriebsdrücke von 0-10 psid geeignet und wiegen<br />

weniger als 2,5 g. Verbunden mit dem geringen internen Volumen<br />

und der minimalen Leistungsaufnahme eignen sich die Ventile<br />

trotz der geringen Größe selbst für anspruchsvollste Anwendungen.<br />

Auch die schnellen Reaktionszeiten und die hohe Wiederholbarkeit<br />

der Ventilschaltzyklen tragen dazu bei, leistungsfähige<br />

Lösungen zu entwickeln.<br />

VIELFÄLTIGE ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN<br />

Zu den typischen Anwendungen der HDI-Reihe gehören etwa<br />

Geräte der Kompressionstherapie, Dialyse, Beatmungsgeräte<br />

oder auch Instrumente zur Patientenüberwachung. Mobile Geräte<br />

profitieren insbesondere von der geringen Leistungsaufnahme<br />

der HDI-Magnetventile. Dank widerstandsfähiger Materialien<br />

lassen sich mit den LEE-Produkten zudem besonders robuste Lösungen<br />

kreieren. Unter anderem ist das Gehäuse der HDI-Ventile<br />

aus PBT-Kunststoff, die Anschlüsse und der Ventilkern aus Ferrochrom<br />

gefertigt. Die Ventile sind zudem zu 100 % funktionsgeprüft,<br />

um einen zuverlässigen Langzeitbetrieb zu ermöglichen.<br />

In medizinischen Trainingssimulatoren kommt es ebenfalls auf<br />

ein schnelles Ansprechverhalten der Ventile an, soll doch ein realistisches<br />

Patientenerlebnis simulierbar sein. Die HDI-Ventile<br />

können für die Umsetzung eines möglichst natürlichen Blutkreislaufs<br />

eingesetzt werden. Auch für die Simulation von austretenden<br />

Flüssigkeiten wie Tränen oder Schweiß können sie in diesen<br />

Anwendungen genutzt werden.<br />

Stationäre wie portable Beatmungsgeräte profitieren von den<br />

guten Durchflussraten und dem geringen Energiebedarf der<br />

Ventile. Ähnliche Anforderungen stellen Narkosegeräte oder<br />

Atemgas-Analyse-Geräte. Präzise Kontrolle über die Luft-Gas-<br />

Gemische, wie sie die HDI-Ventile ermöglicht, ist hier neben den<br />

bereits erwähnten Vorteilen entscheidend.<br />

MAGNETVENTILE FÜR MAXIMALE ANSPRÜCHE<br />

Auch für labortechnische Anwendungen hat Lee sein Portfolio<br />

nochmals erweitert und das inerte LFY-Magnetventil überarbeitet.<br />

Das Resultat: das Schlauchquetsch-Magnetventil Xover. Es<br />

kombiniert die Vorteile eines Quetschventils mit der vielseitigen,<br />

wartungsfreien Leistung eines chemisch inerten Ventils. Xover<br />

zeichnet sich durch ein außergewöhnlich geringes Verschleppungsvolumen<br />

von nur 3,7 μl und ein internes Gesamtvolumen<br />

von nur <strong>11</strong> µl aus. Das Ventil hat kein Totvolumen. Damit eignet<br />

es sich vor allem für kritische Anwendungen in der Durchflusszytometrie,<br />

Gensequenzierung, In-vitro-Diagnostik, Urinanalyse<br />

und in Hämatologie-Instrumenten.<br />

In der Durchflusszytometrie beispielsweise erwarten die Anwender<br />

einen immer höhere Probendurchsatz und präzisere Volumenkontrolle,<br />

um eine effektive Einzelzellanalyse durchzuführen.<br />

PRODUKTQUALITÄT UND<br />

PATIENTENWOHL IM FOKUS<br />

Die Medizintechnik ist eine der anspruchsvollsten<br />

Ingenieursdisziplinen. Minimaler<br />

Bauraum, maximale Präzision sind die Herausforderungen.<br />

Darüber hinaus müssen bei der<br />

Entwicklung entsprechender Maschinen und<br />

Geräte die Wahrnehmung und Bedürfnisse der<br />

Patienten berücksichtigt werden. Unsere<br />

hochwertigen Kleinstkomponenten helfen<br />

unter anderem mit geringem Geräuschpegel<br />

und minimaler Leistungsaufnahme, Maschinen<br />

zu entwickeln, die den Patienten das Leben so<br />

angenehm wie möglich machen. Durch die<br />

Robustheit und geprüfte Qualität unserer<br />

Produkte profitieren zudem die Maschinenbetreiber<br />

von langlebigen Geräten.<br />

JÜRGEN PROCHNO, Geschäftsführer,<br />

LEE Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH, Sulzbach<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 47


FLUIDTECHNIK<br />

01 02<br />

01 Die inerten Schlauchquetsch-Magnetventile vom Typ Xover<br />

sind für den effizienten Wechsel zwischen Proben, Reagenzien,<br />

Reinigungslösungen oder Kalibriermitteln konzipiert<br />

02 Das 2/2-Wege-Ventil in Ported-Ausführung komplettiert<br />

das HDI-Portfolio der Mikrofluidik-Experten<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Hierzu muss auch die Vitalität der Zellen gewährleistet sein. Bei<br />

diesen Aufgaben helfen das geringe Quetschvolumen des Xover<br />

sowie der innovative Y-förmige Elastomerschlauch in 3-Wege-<br />

Konfiguration. Dieser hält den Durchfluss gleichmäßig und laminar,<br />

die Qualität der Probenanalyse steigt.<br />

Auch in der Hochdurchsatz-Gensequenzierung (NGS) ist das<br />

geringe interne Volumen von <strong>11</strong> µl und das Verschleppungsvolumen<br />

von 3,7 µl von Vorteil. Die inerte Ausführung des Schlauchquetsch-Magnetventils<br />

ermöglicht die Anwendung dort, wo es<br />

DIE MAGNETVENTILE EIGNEN<br />

SICH TROTZ DER GERINGEN<br />

GRÖSSE FÜR ANSPRUCHSVOLLSTE<br />

ANWENDUNGEN<br />

auf chemische und biologische Verträglichkeit ankommt. Dank<br />

des geringen Verschleppungsvolumens reduziert sich der Zeitund<br />

Ressourcenaufwand zwischen der Nutzung von Spülflüssigkeiten<br />

und Reinigungslösungen. Weiterhin wird die notwendige<br />

Menge an kritischen Fluiden für die Sequenzierung reduziert.<br />

Die Größe des Xover begünstigt darüber hinaus die Entwicklung<br />

kleinerer, patientennaher Diagnostikgeräte. Hierzu trägt auch der<br />

geringe Energiebedarf von 2,1 W bei.<br />

FLEXIBEL KOMBINIERBAR UND LANGLEBIG<br />

Das Xover-Magnetventil von LEE lässt sich anwenderfreundlich<br />

mit herkömmlichen fluidischen Systemkomponenten wie Verdrängerpumpen<br />

kombinieren oder zur Erweiterung der Funktionalität<br />

von Drehschieberventilen einsetzen. Darüber hinaus<br />

kann das Ventil in Vakuum- und Drucksystemen eingesetzt werden,<br />

was den Systementwicklern eine große Flexibilität bietet, da<br />

sie das Ventil überall dort platzieren können, wo es im Systemschema<br />

benötigt wird. Die Reaktionszeit liegt bei weniger als<br />

40 ms und ist somit für höchste Anforderungen geeignet. <strong>Der</strong> Betriebsdruckbereich<br />

reicht von Vakuum bis 30 psig, die mögliche<br />

Betriebstemperatur liegt zwischen 16 und 48 °C.<br />

Typisch für Lee-Produkte ist der Fokus auf Qualität und Robustheit<br />

der Komponenten. Auch die Xover-Ventilserie unterliegt einer<br />

100-%-Funktionsprüfung. Dank der Verwendung widerstandsfähiger<br />

Materialien und modernster Fertigungsprozesse sind die Ventile<br />

im Betrieb wartungsfrei. Xover ist für über 5 Millionen Schaltzyklen<br />

ausgelegt. Die Leistungsfähigkeit der Ventile kann selbstverständlich<br />

auch an spezifische Anforderungen angepasst werden.<br />

Bilder: Aufmacher DavidBGray/iStock,<br />

Sonstige Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH<br />

www.lee.de<br />

48 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


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FLUIDTECHNIK<br />

DRUCKLUFT-KÄLTETROCKNER SCHÜTZEN KOMPONENTEN<br />

Zurückbleibendes Kondensat im System kann bei nachgeschalteten<br />

Komponenten Korrosion auslösen, ihre Lebenserwartung reduzieren und<br />

damit die Betriebssicherheit und die Produktqualität einschränken. Um das<br />

mittels trockener Druckluft zu verhindern und zugleich auf hohe Effizienz,<br />

Sparsamkeit und ein kompaktes Design setzen zu können, hat SMC die<br />

Druckluft-Kältetrockner der Serie IDFA in den Modellen IDFA 3-15 sowie<br />

IDFA 60-90 entwickelt. Beim Modell IDFA 60-90 kann das Kondensat<br />

im Kondensatablassventil dank eines transparenten Behälters sofort<br />

eingesehen werden. Vor der Einspeisung in das Druckluftsystem wird die zuvor stark abgekühlte Druckluft durch den<br />

Wärmetauscher wieder aufgewärmt. Selbst in Umgebungen mit hohen Temperaturen verrichten die Druckluft-Kältetrockner<br />

zuverlässig ihren Dienst: So kann die Umgebungstemperatur bei bis zu 40 °C (IDFA 3-15) bzw. 45 °C (IDFA 60-90)<br />

und die Lufteingangstemperatur sogar bei bis zu 50 °C (IDFA 3-15) bzw. 65 °C (IDFA 60-90) liegen – bei einem Eingangsdruck<br />

von jeweils 0,15 bis 1,6 MPa. Dank des kompakten Designs können die Geräte problemlos in engen Räumlichkeiten<br />

eingesetzt werden. Mit den Anschlussgrößen Rc 3/8, Rc 1/2, Rc 3/4 und Rc 1 (IDFA 3-15) bzw. R1, R1 1/2 und R2 (IDFA<br />

60-90) bietet die Serie große Flexibilität bei der Montage.<br />

www.smc.eu<br />

HYGIENISCHES FLUID-HANDLING<br />

Alfa Laval präsentiert eine neue Kreiskolbenpumpe für Anwendungen in der Lebensmittel-,<br />

Getränke- und Kosmetikindustrie. DuraCirc kombiniert durch ihr Design Hochleistung, Hygiene,<br />

Produktsicherheit und Wartungsfreundlichkeit. Das Sortiment aus 13 Modellen erlaubt eine optimale<br />

Auslegung für Fördermengen bis zu 150 m³/h und Drücke bis zu 40 bar. Die DuraCirc bietet sehr gute<br />

Hygieneeigenschaften. Die produktberührten Elastomere sind profiliert, FDA-konform und weisen<br />

eine definierte Kompression auf, was Spalten und Totraum vermeidet. Das Risiko einer Produktkontamination<br />

verringern die minimierten Kontakte zwischen Pumpe und Kopf. Mehr Reinigungseffizienz<br />

bewirken die vollständig in das Fördermedium eintauchenden Dichtungsflächen.<br />

www.alfalaval.de<br />

RÜCKSCHLAGVENTIL MIT<br />

REDUNDANTER DICHTUNG<br />

COG SETZT ZEICHEN:<br />

Brillante Ringe für alle<br />

Herausforderungen.<br />

Für vielfältige Einsätze in der Prozessindustrie ist das neue<br />

Rückschlagventil Typ CV von Wika ausgelegt. Sein Verschlusssystem<br />

mit selbstzentrierendem Kolben verhindert<br />

sicher den Rückfluss von flüssigen und gasförmigen<br />

Medien. Die Zuverlässigkeit des neuen Instrumentierungsventils<br />

beruht laut Hersteller in erster Linie auf der<br />

redundanten Dichtung aus O-Ring und Metallkonus. Seine<br />

Dichtheit ist nach BS6755/ISO 5208 Leckrate A geprüft.<br />

Die einteilige und robuste Konstruktion des Typs CV<br />

ermöglicht eine hohe Wiederholbarkeit und eine lange<br />

Lebensdauer, auch im Fall von Heavy-Duty-Anwendungen.<br />

Die druckführenden Teile entsprechen dem Sicherheitsfaktor<br />

4:1. Wika bietet für das neue Rückschlagventil einen<br />

anwendungsspezifischen Zusammenbau mit einem<br />

Messgerät an. Ein solcher Geräte-Hook-up wird installationsbereit<br />

und dichtheitsgeprüft geliefert.<br />

www.wika.de<br />

Präzisions-O-Ringe für unterschiedlichste<br />

Industriebereiche und höchste Ansprüche.<br />

www.COG.de


FLUIDTECHNIK<br />

KNETER SUCHT HYDRAULIK<br />

Unternehmen, die Mischgut kneten, rühren oder vermischen wollen, sind bei der<br />

Herman Linden Maschinenfabrik an der richtigen Adresse: Die Firma aus Marienheide<br />

fertigt seit über 75 Jahren nach individuellen Kundenvorgaben Industriemaschinen,<br />

die in verschiedensten Branchen zum Einsatz kommen. Die eingesetzte Hydraulik wird<br />

ebenfalls fast immer maschinenspezifisch konstruiert. – Ein Konfigurator vereinfacht<br />

diese Aufgabe, wie das Beispiel eines Kneters für das Mischen von Silikon zeigt.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wir konstruieren einen Großteil unserer Maschinen<br />

für die verarbeitende Industrie sowie für die Pharma-,<br />

Chemie- und Lebensmittelbranche.“ erzählt<br />

Alexander Schneider. <strong>Der</strong> Linden-CEO erklärt:<br />

„Das Anwenderspektrum ist sehr komplex, denn Laboranlagen<br />

müssen ganz anderen Anforderungen genügen als zum Beispiel<br />

Produktionsanlagen, die bis zu 5 t Mischgut verarbeiten bei einer<br />

Antriebsleistung von teilweise 900 kW und einem Gewicht<br />

von bis zu 90 t.“<br />

Das Familienunternehmen in dritter Generation fertigt aus diesem<br />

Grund Basismaschinen, die bereits gründlich erprobt sind:<br />

<strong>Der</strong> modulare Aufbau ermöglicht dann die Anpassung an nahezu<br />

alle Kundenanforderungen und an unterschiedlichste Betriebsverhältnisse.<br />

Auch speziell entwickelte Zu- und Ausführungsmechanismen<br />

sind für die Linden-<strong>Konstrukteur</strong>e kein Problem,<br />

sondern höchstens eine interessante Herausforderung.<br />

HYDRAULISCH ODER ELEKTROMECHANISCH?<br />

Die Hydraulik stammt fast ausnahmslos von dem Wittener Unternehmen<br />

Hydropa. Schneider führt aus: „Auf ausdrücklichen<br />

Wunsch unserer Kunden fragen wir ab und zu auch bei großen<br />

Anbietern an, aber wenn es nach uns geht, ist Hydropa unsere<br />

externe Hydraulik-Konstruktionsabteilung.“ Schneider erklärt:<br />

„Viele namhafte Hersteller bieten bei geringen Stückzahlen ihre<br />

Standard-Hy drauliklösungen an – qualitativ sehr hochwertig,<br />

aber fast immer über- oder unterdimensioniert. Deshalb arbeiten<br />

wir bevorzugt mit kleineren Unternehmen zusammen, die flexibel<br />

auf unsere speziellen Wünsche eingehen können.“<br />

So wird der Linden-Doppel-Z-Kneter mit Austragschnecke in<br />

der Chemiebranche eingesetzt: Das Mischgut Silikon wird durch<br />

die Flügelbewegungen in die Austragschnecke bewegt und von<br />

dort in Behälter abgefüllt. Die Antriebe, die die Silikon-Masse<br />

kneten, funktionieren elektromechanisch, während die Schwenkund<br />

Kipp-Bewegungen hydraulisch angesteuert werden. Dazu<br />

Schneider: „Für das Bewegen von fünf Tonnen und mehr Mischmasse<br />

sind extreme Kräfte erforderlich. Das stemmt die Hydraulik<br />

problemlos und darüber hinaus präziser und kostengünstiger<br />

als elektromechanische Lösungen.“<br />

MIT KONFIGURATOR ZUR PASSENDEN LÖSUNG<br />

Die erfahrenen Linden-<strong>Konstrukteur</strong>e setzen sowohl elektromechanische<br />

als auch hydraulische Lösungen ein. Für weniger erfahrene<br />

Ingenieure mit lediglich theoretischem Hydraulik-Wissen<br />

hat Hydropa-Geschäftsführer Axel Binner eine praktische<br />

Empfehlung parat: „Natürlich scheint es erst einmal einfacher,<br />

eine elektromechanische Lösung zu wählen, weil man mit eben<br />

dieser Technologie bereits vertraut ist – das muss allerdings nicht<br />

die effizienteste Lösung sein und ist damit nicht im Sinne des<br />

Unternehmens. Ein Hydraulik-Konfigurator kann dabei helfen,<br />

objektiv die Vor- und Nachteile verschiedener Technologien abzuwägen<br />

und unproblematisch die jeweils beste Technologie für<br />

die geplante Systemlösung zu finden.“<br />

50 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


FLUIDTECHNIK<br />

KEINE ANGST VOR HYDRAULIK<br />

Die Projektierung von Hydraulikanlagen ist genauso einfach wie die Konfiguration<br />

von einem neuen Auto. – Man sollte einfach mal einen Hydraulik-Experten anrufen,<br />

alle Anforderungen äußern und sich von der Lösung überraschen lassen. Diese<br />

Spezialisten stehen für ihre Auswahl gerade, dass schafft zusätzliche Sicherheit,<br />

wenn man mit Hydraulik nicht so vertraut ist.<br />

AXEL BINNER, Geschäftsführer der Hydropa GmbH & Cie. KG, Witten<br />

Das Unternehmen aus Witten plant und konstruiert sowohl elektrische<br />

als auch hydraulische Antriebslösungen. Binner führt aus:<br />

„Es gibt nicht DIE eine bessere Technologie. Die Entscheidung<br />

für Hydraulik oder für Elektromechanik ist immer von der jeweiligen<br />

Anwendung abhängig – ab einer gewissen Leistung zum<br />

Beispiel ist Hydraulik wesentlich kompakter und kostengünstiger<br />

und durch kleinere Komponenten auch einfacher in die Maschine<br />

zu integrieren. Unternehmen sollten sich Experten suchen,<br />

die mit beiden Technologien vertraut sind, um die beste Antriebslösung<br />

zu finden.“<br />

Hydraulik ist keine Katalogware, sondern eine Technologie, die<br />

systemspezifisch geplant werden muss, um ihre Stärken voll<br />

entfalten zu können. „Erfahrene Hydrauliker stellen unzählige<br />

Fragen – wir sind Spezialisten und wollen herausarbeiten, was<br />

die Systemlösung wirklich können soll. Erst dann kann der intelligente<br />

Kraftprotz Hydraulik sein Potenzial voll entfalten und effizient<br />

mit starker Leistung überzeugen,“ erläutert AxelBinner.<br />

DREIKLANG VON LEISTUNG,<br />

FUNKTION UND UMGEBUNG<br />

Eine erste Entscheidungshilfe ist die einfache Faustregel: Je größer<br />

die Last und je dynamischer die Bewegung desto wahrscheinlicher<br />

ist Hydraulik die Technologie der Wahl. Im Klartext heißt das: Bei<br />

Lasten bis zu einer Tonne sind fast immer elektromechanische<br />

oder pneumatische Antriebe eine Alternative, ein bis vier Tonnen<br />

können sowohl mit Elektrik als auch mit Hydraulik bewegt werden<br />

und fünf Tonnen oder mehr sind ein klarer Fall für Hydraulik.<br />

Schneider weiß aus Erfahrung: „Rückfragen sind unbedingt notwendig<br />

– wir müssen den externen Hydraulik-Spezialisten erklären,<br />

was die Maschine unseres Kunden können soll, wie schwer die zu<br />

bewegende Last ist und in welcher Geschwindigkeit die Bewegung<br />

erfolgen soll.“ Die Funktion und die Leistung bestimmen dann die<br />

Dimensionierung und Art der Antriebskomponenten. Daraus wiederum<br />

ergibt sich die Wahl des Motors, die Behältergröße sowie<br />

welche Pumpen und Ventiltypen verwendet werden sowie an<br />

welcher Stelle die Hydraulik in die Maschine eingebaut wird.<br />

Neben Leistung und Funktion gehört auch die Umgebung zu<br />

den Faktoren, die beeinflussen, wie die Hydraulik-Lösung konzipiert<br />

wird: Die Entscheidung für Pumpen oder Ventiltypen<br />

hängt zum Beispiel davon ab, ob die Anlage im Dauerbetrieb<br />

laufen wird oder nicht. Für eine raue, staubige Umgebung werden<br />

andere Komponenten ausgewählt als für eine Umgebung mit<br />

hoher Luftfeuchtigkeit oder für eine explosionsfähige Atmosphäre.<br />

Für die Hydraulik von Linden-Maschinen, die in der<br />

Pharma- und Lebensmittelbranche eingesetzt werden, wird<br />

FDA-konformes Öl verwendet sowie endlos verschweißte Rohre,<br />

so dass Verschraubungen auf ein Minimum reduziert werden<br />

und Leckagen dauerhaft vermieden werden. Auch der Aufstellungsort<br />

bestimmt die Auslegung der Hydraulik, da relevante<br />

Auflagen, Richtlinien und Normen im In- und Ausland berücksichtigt<br />

werden müssen.<br />

ENGE ZUSAMMENARBEIT FÜR<br />

LEISTUNGSFÄHIGE HYDRAULIK<br />

Bei der Herman Linden Maschinenfabrik wird Kundenzufriedenheit<br />

groß geschrieben. „Wir arbeiten lösungsorientiert und<br />

wir haben immer ein offenes Ohr für die Wünsche unserer Kunden.<br />

Unser Ziel ist die Konstruktion der bestmöglichen Maschinen<br />

mit dem größtmöglichen Kundennutzen,“ fasst Linden-CEO<br />

Alexander Schneider abschließend zusammen. Und Hydropa-<br />

Per Hydraulik-Konfigurator<br />

lässt sich die beste Technologie<br />

finden – hier etwa für einen<br />

Kneter, der Silikon mischt<br />

Geschäftsführer Binner ergänzt: „Wir wiederum unterstützen<br />

unsere Kunden bei solchen Qualitätsansprüchen. Deshalb stellen<br />

wir unzählige Fragen – wir möchten durch unser Spezialwissen<br />

maßgeschneiderte, systemspezifische Hydraulik-Lösungen<br />

entwickeln, die genau das können, was sie sollen. Nicht mehr<br />

und nicht weniger.“<br />

Bilder: Hydropa<br />

www.hydropa.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 51


FLUIDTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

WERKSTOFF-AUSWAHL<br />

FÜR ELASTOMERDICHTUNGEN<br />

Im Maschinenbau verbaute Komponenten müssen effizient, dicht und zuverlässig<br />

sein. Das betrifft auch die hier eingesetzten Dichtungen. Anwendungsspezifische<br />

Parameter, unzählige unterschiedliche Elastomere und deren Formulierungen<br />

machen die Auswahl nicht leicht. Doch worauf kommt es an? <strong>Der</strong> Beitrag<br />

gibt Ihnen Entscheidungshilfen an die Hand und erläutert den<br />

besonderen Einsatz in hygienesensiblen Bereichen.<br />

Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger ist Leiter der operativen Anwendungstechnik<br />

bei der C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG in Pinneberg<br />

52 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


FLUIDTECHNIK<br />

Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Wichtig: ein Dichtungswerkstoff<br />

besteht nicht nur aus dem sogenannten Basis-<br />

Elastomer oder genauer gesagt Kautschuk, sondern auch aus<br />

diversen zusätzlichen Mischungsbestandteilen, z. B. Füllstoffe,<br />

Verarbeitungshilfsstoffe, Vernetzer. <strong>Der</strong> bestimmende Parameter<br />

beim Dichtungswerkstoff ist Kautschuk (55 - 65 % Anteil an der<br />

Rezeptur). Aber auch die übrigen Mischungsbestandteile können<br />

einen wesentlichen Einfluss in der Anwendung haben.<br />

WARUM DIE EINSATZTEMPERATUR<br />

EINE WESENTLICHE ROLLE SPIELT<br />

Um einen geeigneten Elastomerdichtungswerkstoff auswählen<br />

zu können, sollte der Einsatztemperaturbereich der Dichtung definiert<br />

sein. Kommt ein Elastomer-Werkstoff mit einem anderen<br />

Medium in Kontakt – unabhängig, ob flüssig oder gasförmig –<br />

können sich die zulässigen Einsatztemperaturen deutlich ändern.<br />

Ein Beispiel: Obwohl ein Standard-FKM-Werkstoff eine maximale<br />

Einsatztemperatur von 200 °C aufweist, ist dieser Werkstoff bei<br />

Abdichtung gegenüber Wasserdampf nur bis zu ca. <strong>12</strong>0 °C einsetzbar.<br />

Oberhalb dieser Temperatur würde dieser Werkstoff über<br />

die Dauer chemisch angegriffen und seine Dichtfunktion durch<br />

Verhärtung verlieren.<br />

Die Auswahl eines geeigneten Dichtungswerkstoffes für<br />

ein bestimmtes Einsatzgebiet ist eine sehr komplexe<br />

Aufgabe. Die Vielzahl an Lieferanten, die große Produktauswahl<br />

für unterschiedliche Anwendungen sind<br />

eine Herausforderung, den geeigneten Dichtungswerkstoff zu<br />

finden. Neben verschiedenen Elastomer-Typen wie NBR, EPDM<br />

oder FKM, gibt es unterschiedliche Härten, Farben oder Merkmale,<br />

z. B. für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie oder in<br />

punkto Medienbeständigkeit. Nicht immer ist sofort ersichtlich,<br />

ob der eingesetzte Dichtungswerkstoff für die Anwendung geeignet<br />

ist. Denn Auswirkungen wie Undichtigkeit treten häufig<br />

schleichend auf. Das ist ein nicht zu unterschätzendes Problem.<br />

<strong>Der</strong> Beitrag zeigt anhand eines systematischen Leitfadens wie<br />

sich ein möglichst optimaler Werkstoff für eine spezielle Anwendung<br />

finden lässt. Folgende Parameter sind hierbei von Bedeutung:<br />

Dichtungswerkstoff bzw. Elastomertyp, Einsatztemperatur,<br />

Medienkontakt, mechanische Eigenschaften, Freigaben/Zulassungen<br />

sowie der Einbauraum.<br />

TYPISCHE DICHTUNGSWERKSTOFFE<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Typische Elastomer-Werkstoffe, die für Dichtungsaufgaben Verwendung<br />

finden sind z. B. Fluor-Kautschuk (FKM), Perfluor-Kautschuk<br />

(FFKM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) sowie<br />

WELCHES MEDIUM SOLL<br />

ABGEDICHTET WERDEN?<br />

<strong>Der</strong> nächste wichtige Parameter zur Werkstoffauswahl ist das<br />

abzudichtende Medium, das sowohl flüssig als auch gasförmig<br />

sein kann. Auch ist es wichtig, ob noch weitere Medien mit dem<br />

Dichtungswerkstoff in Berührung kommen, z. B. Reinigungsmittel<br />

in Produktionsanlagen der Lebensmittelindustrie. Ebenso<br />

können dies Medien sein, mit denen der Dichtungswerkstoff vor<br />

der Montage gereinigt oder gefettet wird. Häufig ist auch noch eine<br />

Angabe über die Medienkonzentration notwendig (z. B. bei Säuren<br />

oder Basen) sowie eine Angabe über die Zusammensetzung, beispielsweise<br />

bei Hydraulikfluiden.<br />

Wichtig ist die Beachtung der auftretenden Temperatur, da mit<br />

zunehmender Temperatur meist auch die Aggressivität des Mediums<br />

ansteigt. Wasser beispielsweise weist bei Raumtemperatur<br />

(20 °C) keine größeren Beständigkeitsprobleme mit den üblichen<br />

Dichtungswerkstoffen auf, doch mit ansteigender Temperatur<br />

führt es bei einigen Compounds zu starken Problemen. Ein Standard-NBR-Dichtungswerkstoff<br />

ist gegenüber Wasser bei 80 °C<br />

nicht mehr beständig.<br />

LEITFADEN ZUR OPTIMALEN<br />

WERKSTOFF-AUSWAHL<br />

n Festlegung des Einsatztemperaturbereichs<br />

n Benennung der Medien mit ihrer Temperatur, mit denen<br />

der Dichtungswerkstoff in Berührung kommen kann<br />

n Festlegung, ob und welche mechanischen Eigenschaften<br />

notwendig sind<br />

n Klärung, ob und welche Freigaben bzw. Zulassungen<br />

gefordert werden<br />

n Festlegung der richtigen Einbaugeometrie<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 53


FLUIDTECHNIK<br />

01 02 03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ABSCHÄTZUNG DER BESTÄNDIGKEIT<br />

Wenn alle Medien bekannt sind, mit denen die Dichtung in<br />

Kontakt kommen kann, erfolgt die Auswahl eines geeigneten<br />

Werkstoffs. Zur ersten groben Abschätzung bieten sich hierfür<br />

sog. Beständigkeitstabellen an, die in der Regel bei jedem Lieferanten<br />

frei erhältlich sind. Diese sind allerdings meist nur sehr<br />

allgemein gehalten und beziehen sich überwiegend auf das verwendete<br />

Basis-Elastomer (Kautschuk). Die übrigen Mischungsbestandteile<br />

bleiben dabei unberücksichtigt, obwohl auch sie<br />

einen wesentlichen Einfluss haben können. So können einige<br />

Medien, z. B. einen Weichmacher aus dem Dichtungswerkstoff<br />

herauszulösen, wodurch es zu einer Versprödung und damit verbundenen<br />

Undichtigkeit der Dichtung kommen kann, obwohl<br />

gemäß Beständigkeitstabelle der Kautschuk als beständig eingestuft<br />

wurde. Darüber hinaus liegt die Temperatur des abzudichtenden<br />

Mediums – wenn nichts anders vermerkt – bei Raumtemperatur,<br />

was in einer Anwendung eher die Ausnahme darstellt.<br />

Weiterführend gibt es genormte anwendungsspezifische Beständigkeitslisten,<br />

in denen Basis-Elastomeren und Medien die<br />

dazugehörige maximale Einsatztemperatur zugewiesen ist.<br />

Eine weitere Möglichkeit sind spezielle Beständigkeitslisten<br />

oder Firmen-interne Datenbanken, die neben den allgemein<br />

zugänglichen Beständigkeitstabellen bei einigen Herstellern<br />

verfügbar sind. Gute Ergebnisse für den Anwender liefern Einlagerungs-<br />

oder besser noch Praxisversuche, die aber in der Regel<br />

sehr zeit- und kostenaufwendig sind.<br />

MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN<br />

Sind Medien und Einsatztemperaturen definiert, muss auch eine<br />

eventuelle mechanische Beeinflussung des Werkstoffs geklärt<br />

werden, die u. a. aufgrund der Einbausituation bzw. der Anwendung<br />

auftreten kann. So spielt bei einer Hochdruckanwendung<br />

nicht nur die Beständigkeit gegen das Medium und die Einsatztemperatur<br />

eine Rolle, sondern auch der Widerstand gegen den<br />

auftretenden hohen Druck. Je höher dieser Druck ist, desto höher<br />

muss auch die Härte des Elastomerwerkstoffs sein, um einem<br />

vorzeitigen Dichtungsausfall durch Spaltextrusion vorzubeugen.<br />

Weitere mechanische Beeinflussungen sind Abriebfestigkeit bei<br />

dynamischen Anwendungen oder hohe innere Festigkeiten bei<br />

Anwendungen, mit plötzlichem starkem Druckabfall. Auch gute<br />

Dehnungseigenschaften können eine signifikante Rolle spiele.<br />

BRANCHENABHÄNGIGE FREIGABEN<br />

UND ZULASSUNGEN BEACHTEN<br />

In einigen Branchen ist es erforderlich, die Eignung des Elastomer-<br />

Werkstoffs zusätzlich noch mit einer Freigabe beziehungsweise<br />

Zulassung zu belegen. Dies ist unter anderem der Fall, wenn es<br />

um Anwendungen im Bereich Trinkwasser, Lebensmittel, Pharmazie<br />

oder Gasversorgung geht. Werkstoffe, die einer Freigabeprozedur<br />

unterliegen, weisen Beschränkungen bei der<br />

Ver wendung von Mischungsbestandteilen auf, müssen über<br />

bestimmte physikalische Eigenschaften verfügen oder spezielle<br />

Prüfkriterien erfüllen.<br />

WARUM DER EINBAURAUM WICHTIG IST<br />

<strong>Der</strong> notwendige Einbauraum ist bei der Auswahl von Elastomer-<br />

Werkstoffen, auch bezogen auf O-Ringe ebenfalls von Bedeutung.<br />

Als Standard-Einbauraum ist die Rechtecknut nach DIN ISO<br />

3601-2 anzusehen, die bezogen auf die Schnurstärke die Werte<br />

für Breite und Tiefe des Einbauraums definiert. Daraus ergeben<br />

ergeben sich die Werte für die notwendige Verpressung des<br />

O-Rings sowie der entsprechende Füllgrad der Nut. Bei Anwendung<br />

dieser Norm ist eine konstruktiv sichere Abdichtung mit<br />

O-Ringen in Standard-Anwendungen gewährleistet. Abweichungen<br />

von diesen rechteckigen Einbauräumen sind möglich und<br />

teilweise auch notwendig. So werden in der Lebensmittel- und<br />

Pharmaindustrie spezielle, sogenannte hygienegerechte Einbauräume<br />

verlangt, die nur eine sehr geringe Ausdehnung des Dichtungswerkstoffs<br />

zulassen.<br />

SPEZIFISCHE ANFORDERUNGEN DER<br />

LEBENSMITTELINDUSTRIE UMSETZEN<br />

Anhand von zwei unterschiedlichen Branchen soll nachstehend<br />

kurz erläutert werden, wie bei der Auswahl eines optimalen Dichtungswerkstoffs<br />

vorgegangen werden sollte:<br />

Es soll ein Dichtungswerkstoff für eine Armatur in einer Molkerei<br />

gefunden werden, in der Milch bei 20 °C abgefüllt wird. Die<br />

Anlage soll täglich mit 4 %-iger Natronlauge über 20 min bei 80 °C<br />

gereinigt und über 30 min mit Dampf bei <strong>12</strong>1 °C sterilisiert werden.<br />

Eine FDA-Konformität des Dichtungswerkstoffes wird gefordert.<br />

Unter den genannten Voraussetzungen wären verschiedene<br />

Elastomer-Werkstoffe verwendbar. Aufgrund von Erfahrungswerten<br />

54 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


FLUIDTECHNIK<br />

04 05<br />

würde für diese Anwendung ein spezieller Peroxid-vernetzter<br />

EPDM-Werkstoff mit einer Nennhärte von 70 - 75 Shore A zum<br />

Einsatz kommen. Dieser muss der FDA-Verordnung 21 CFR<br />

177.2600 entsprechen. Das bedeutet, dass nur zugelassene<br />

Mischungsbestandteile verwendet werden dürfen und mit dem<br />

Werkstoff zusätzlich noch Extraktionsversuche in Wasser und<br />

n-Hexan als Lebensmittelsimulanzien durchgeführt und bestanden<br />

wurden.<br />

GUT BERATEN<br />

01 Je höher der Druck ist, desto höher muss die Härte des<br />

Elastomerwerkstoffs sein, um einem vorzeitigen Dichtungsausfall<br />

durch Spaltextrusion vorzubeugen<br />

02 In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sind hygienegerechte<br />

Einbauräume gefordert, die nur eine sehr geringe Ausdehnung des<br />

Dichtungswerkstoffs zulassen<br />

03 Hochwertige Elastomer-Werkstoffe und Präzisions-O-Ringe<br />

aus Gummi gibt es für nahezu alle Branchen<br />

04 O-Ringe werden unter anderem in Ventilkomponenten verbaut<br />

05 Eine falsche Werkstoffauswahl führt zu irreparablen Schäden,<br />

die z. B. durch starken Druckabfall entstanden sind<br />

<strong>Der</strong> Dichtungshersteller C. Otto Gehrckens verfügt über jahrzehntelange<br />

Erfahrung und weiß, dass es sich bei der Auswahl eines<br />

geeigneten Dichtungswerkstoffes um eine sehr komplexe Aufgabe<br />

handelt. Diese wird gleichermaßen durch die Vielzahl an<br />

anwendungsspezifischen Parametern, die auf den Dichtungswerkstoff<br />

einwirken können und auch durch die Vielzahl von<br />

unterschiedlichen Elastomeren und deren Formulierungen erschwert.<br />

Hinzu kommt, dass die Formulierungen hinsichtlich<br />

ihrer Zusammensetzung keiner Norm unterliegen und jeder Hersteller<br />

mehr oder weniger frei in der Werkstoffgestaltung ist.<br />

Viele Fragen zur Werkstoff-Auswahl von Elastomer-Dichtungswerkstoffen<br />

lassen sich daher nicht ohne Weiteres beantworten.<br />

Daher sollte bei kritischen Einsatzgebieten stets eine enge Zusammenarbeit<br />

mit Lieferanten oder Hersteller des Elastomer-<br />

Dichtungswerkstoffs angestrebt werden. Neben der Werkstoffexpertise<br />

lässt sich auch aus den bereits gewonnen Erfahrungen<br />

anderer Anwendungsprojekte ein Gewinn ziehen.<br />

Bilder: C. Otto Gehrckens<br />

www.cog.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

OPTISCHE INLINE-<br />

DICKENMESSUNG<br />

IN PRÄZISION<br />

Die Dickenmessung von Bahnwaren gewinnt<br />

in modernen Produktionsanlagen immer<br />

mehr Bedeutung. Zunehmende Qualitätsanforderungen,<br />

schnellere Fertigungsverfahren<br />

und engere Toleranzen erfordern daher<br />

messtechnische Lösungen für die Inline-<br />

Dickenprüfung. Für diese Art Messaufgaben<br />

sind optische Sensoren von Micro-Epsilon<br />

prädestiniert. Lasersensoren, Laserscanner und<br />

konfokal-chromatische Sensoren erfassen die<br />

Dicke mikrometergenau, ohne Einfluss auf das<br />

Messobjekt zu nehmen. Neben Sensoren<br />

sind auch schlüsselfertige Messsysteme der<br />

Reihe thicknessGauge inkl. Analyse- und<br />

Steuerungssoftware verfügbar.<br />

Dipl.-Inform. Univ. Achim Sonntag, Leiter Anlagen/Systeme,<br />

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

<strong>Der</strong> Sensorspezialist Micro-Epsilon bietet ein leistungsfähiges<br />

Sensorportfolio mit einer Vielzahl an physikalischen<br />

Messverfahren. Neben den Sensoren bietet das<br />

Unternehmen auch schlüsselfertige Messsysteme wie<br />

das neue thicknessGauge, das in C- und O-Rahmenbauform erhältlich<br />

ist. Das kompakte System ist stabil, leistungsstark und<br />

liefert mikrometergenaue Werte für eine 100-Prozent-Inline-Prüfung<br />

der Materialdicke. Ausgestattet ist das System mit einer integrierten<br />

Lineareinheit mit elektromagnetischem Antrieb, Motorsteuerung<br />

und automatischer Kalibriervorrichtung sowie einem<br />

Multi-Touch-PC mit vorinstallierter Software. Das Dickenmesssystem<br />

arbeitet, je nach Anforderung der Messaufgabe, mit Lasersensoren,<br />

Laserscannern oder konfokal-chromatischen Sensoren,<br />

wodurch es auf eine große Bandbreite an unterschiedlichen<br />

Oberflächen und Materialien angewendet werden kann.<br />

Eingesetzt wird das Komplettsystem daher in vielen Branchen<br />

wie der Metallindustrie bei Bändern und Platten, in der Batterieproduktion<br />

auf beschichteten wie unbeschichteten Folien und<br />

der Werkstofftechnik auf Plastikfolien und -platten, Stoffen, Holz<br />

oder Keramik.<br />

MERKMALE OPTISCHER SENSOREN<br />

ZUR DICKENMESSUNG<br />

Bei der geometrischen Dickenmessung werden zwei optische Sensoren<br />

am C- oder O-Rahmen angebracht. Diese messen jeweils<br />

von oben und unten auf das Ziel. Ein nur wenige Sekunden dauernder<br />

Kalibriervorgang ermittelt den Abstand der beiden Sensoren<br />

zueinander. Per Differenzverfahren lässt sich nun aus dem kalibrierten<br />

Arbeitsbereich abzüglich beider Sensorsignale der Dickenwert<br />

direkt im Inline-Prozess exakt bestimmen. Die optischen<br />

Sensoren messen berührungslos und bieten eine hohe Lebensdauer.<br />

Verglichen mit taktilen Messgeräten reagieren optische Sensoren<br />

direkt und damit deutlich schneller auf wechselnde Dicken.<br />

Im Vergleich zu radiometrischen Methoden sind die Messungen<br />

um ein Vielfaches präziser, da eine höhere Ortsauflösung erreicht<br />

wird und keine materialabhängige Kalibrierung geschehen muss.<br />

Aufgrund der verwendeten Laserklassen müssen zudem keine<br />

Strahlenschutzbeauftragten eingesetzt werden. Die Messsysteme<br />

thicknessGauge sind temperaturkompensiert, wodurch sie sich<br />

auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen nutzen lassen.<br />

C- UND O-RAHMENBAUFORM<br />

Die thicknessGauge-Systeme sind in C- und O-Rahmenbauform<br />

verfügbar. Beim C-Rahmen werden die Sensoren am oberen<br />

und unteren Ausleger festmontiert. <strong>Der</strong> Rahmen wird über die<br />

Lineareinheit bewegt, um die Messposition zu erreichen. C-<br />

Rahmen eignen sich vor allem bei Anwendungen an schmalen<br />

Bändern, da bei wachsender Materialbreite die Schwingungsanfälligkeit<br />

des oberen Gurtes zunimmt. Ein C-Rahmen lässt<br />

sich beim Einfädeln oder in Gefahrensituationen komplett aus<br />

der Linie entfernen.<br />

<strong>Der</strong> O-Rahmen ist rund um das Messobjekt geschlossen, das<br />

Objekt muss also durch den Rahmen gelegt werden. Aufgrund<br />

seiner Form ist der O-Rahmen stabiler als der C-Rahmen. Somit<br />

können die Ausleger länger sein und breitere Ziele gemessen<br />

werden. Zudem benötigt der O-Rahmen keinen Platz neben der<br />

Produktionslinie und lässt sich damit platzsparender in die Linie<br />

integrieren.<br />

56 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

UNTERSCHIEDLICHE MESSPRINZIPIEN FÜR<br />

FLEXIBLE ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN<br />

Neben der Standardausführung sind die thicknessGauge-Systeme<br />

auch als adaptierte Modelle z. B. für den OEM-Bereich verfügbar.<br />

Anpassungen sind bezüglich der Messbreite, des Messbereichs,<br />

des Arbeitsbereichs, des Verfahrwegs sowie der Schnittstellen<br />

wie Encoder, Digital I/O oder Feldbus möglich. Je nach<br />

Nutzung der Lineareinheit lassen sich verschiedene Messmodi<br />

nutzen: die traversierende Messung über die komplette Produktbreite<br />

bis zu 400 mm, die Festspurmessung in der Bandmitte, der<br />

Center-Line, bis zu einer Breite von 800 mm sowie die Festspurmessung<br />

am Rand, die unabhängig von der Bandbreite ist.<br />

Erhältlich ist das thicknessGauge-System in verschiedenen<br />

Ausführungen basierend auf unterschiedlichen Sensortechnologien.<br />

Die Einsatzbereiche finden sich in der Dickenüberwachung<br />

nach dem Walzen, Kalandrieren, Extrudieren, Pressen, Schleifen,<br />

die Erkennung von Doppellagen sowie zur Qualitätskontrolle<br />

und -dokumentation. Aufgrund des berührungslosen Messprinzips<br />

der optischen Sensoren können beliebige Werkstoffe und<br />

Verbundwerkstoffe sowie berührungsempfindliche, raue, weiche,<br />

klebrige oder glühende Oberflächen gemessen werden.<br />

Die thicknessGauge-C.L-Systeme sind mit Laser-Triangulationssensoren<br />

ausgestattet und bieten eine hohe Messrate und<br />

Präzision. Ihren Einsatz finden die Systeme zur Dickenmessung<br />

von Holz, Kunststoff und Metall mit einer Genauigkeit von ± 4 bis<br />

± 20 µm und einer Messrate von bis zu 4 kHz.<br />

Die thicknessGauge-C.C-Systeme sind mit konfokal-chromatischen<br />

Sensoren ausgestattet. Diese arbeiten mit einer Messrate<br />

von bis zu 5 kHz und einer Genauigkeit von ± 0,25 µm. Spiegelnde<br />

und glänzende Messobjekte sowie transparente und<br />

semitransparente Folien stellen die Objekte vor keine Probleme.<br />

Einsatzbereiche finden sich in der Prozesskontrolle beim Kal-<br />

01 Die thicknessGauge-<br />

Systeme verfügen über ein<br />

multitouchfähiges Softwarepaket<br />

zur Analyse, Darstellung<br />

und Archivierung der<br />

überwachten Produktionsdaten.<br />

Die Software ermöglicht<br />

zudem unterschiedliche<br />

Messmodi<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 57


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

02<br />

02 Die Kalibrierung geschieht regelmäßig automatisch und innerhalb<br />

weniger Sekunden; die umfangreiche Analyse- und Steuerungssoftware<br />

bietet dem Anwender individuelle Speicher-, Verarbeitungsund<br />

Einstellmöglichkeiten<br />

03 Über die Lineareinheit mit elektromechanischem Antrieb kann<br />

mit den thicknessGauge-Systemen eine traversierende Dickenmessung<br />

stattfinden; alternativ geschieht die Messung in festen Spuren,<br />

z. B. zur Center-Line-Messung (Mittendicke) oder zur Dickenmessung<br />

am Rand<br />

04 Um bei der Batterieproduktion die Dicke des Anoden- und<br />

Kathodenmaterials der Nassschicht zu messen, ist eine Genauigkeit<br />

von < ± 1 μm bei 150 bis 500 µm Objektdicke gefordert; für diese<br />

Messaufgabe wird ein thicknessGauge C-Rahmen mit zwei konfokalen<br />

Sensoren eingesetzt<br />

05 Das thicknessGauge System erfasst z. B. in der Metallproduktion<br />

Dicken von Metallfolien, Metallbändern und -platten<br />

03<br />

andrieren, Extrudieren und Beschichten von dünnen Materialien.<br />

Im Beschichtungsprozess der Batterieproduktion wird Folie entweder<br />

kontinuierlich oder intermittierend und auf einer Breite<br />

von bis zu 1 000 mm beschichtet. Um die Dicke des Anoden- und<br />

Kathodenmaterials der Nassschicht zu messen, ist eine Genauigkeit<br />

von < ± 1 μm bei 150 bis 500 µm Objektdicke gefordert. Für<br />

diese Messaufgabe wird ein thicknessGauge-C-Rahmen mit zwei<br />

konfokalen Sensoren eingesetzt. Die Präzision von ± 0,25 µm und<br />

die Messrate von bis zu 5 kHz ermöglichen eine vollautomatisierte<br />

Dickenmessung und die Messung des kompletten Querprofils.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

04<br />

05<br />

DICKENMESSUNG MIT LASER-PROFIL-SCANNERN<br />

Die thicknessGauge-C.LP-Systeme sind mit Laser-Profil-Scannern<br />

ausgestattet, die eine Messrate von bis zu 100 Hz und eine Genauigkeit<br />

von bis zu ± 0,5 µm liefern. Da die Scanner mit einer Laser-<br />

Linie arbeiten, die auf dem Messobjekt abgebildet wird, sind eine<br />

Kompensation der Bandverkippung und die Messung von strukturierten<br />

Materialien möglich, da die Messwerte entlang der Laserlinie<br />

gemittelt werden können. Eingesetzt werden sie u. a. zur<br />

Dickenmessung von Lochblech und Qualitätsdokumentation.<br />

Zum Ausstattungsumfang der Systeme gehört ein Softwarepaket,<br />

das u. a. eine performante Signalverarbeitung für stabile<br />

Messwerte, eine Artikeldatenbank sowie ein SPC-Paket enthält.<br />

Des Weiteren sind statistische Auswertungen und eine vollautomatisierte<br />

Dokumentation und Steuerung des Fertigungsprozesses<br />

möglich. Inklusive ist ferner eine stetige Überwachung von<br />

definierten Sollparametern und Grenzwerten sowie ein Interface<br />

zur Kopplung an die Produktionslinie, das wahlweise über Ethernet,<br />

Ethernet/IP, Profinet und Ethercat kommunizieren kann.<br />

FAZIT<br />

Die thickness-Gauge-Systeme liefern eine 100-Prozent-Qualitätskontrolle<br />

bei hoher Präzision und Flexibilität. Sie lassen sich mit<br />

verschiedenen Modifizierungen an die jeweilige Messaufgabe anpassen.<br />

Die verschiedenen Sensortechnologien ermöglichen die<br />

Messung auf zahlreiche unterschiedliche Oberflächen. Einsatzbar<br />

sind die C- und O-Rahmen Systeme in Standard-Industrieanwendungen<br />

und im OEM-Bereich. Die Kalibrierung geschieht regelmäßig<br />

auto matisch und innerhalb weniger Sekunden. Die<br />

Analyse- und Steuerungssoftware bietet dem Anwender individuelle<br />

Speicher-, Verarbeitungs- und Einstellmöglichkeiten.<br />

Bilder: Micro-Epsilon<br />

www.micro-epsilon.de<br />

58 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

NEUES I/O-SYSTEM<br />

Wago entwickelt mit dem<br />

I/O-System Advanced eine<br />

Lösung für die Automatisierung<br />

im Maschinen- und<br />

Anlagenbau. Das IP20-System<br />

bietet durch das Gateway<br />

zum universellen Wago<br />

I/O-System der Serie 750<br />

die bewährten Vorteile und Funktionalitäten der Serie 750<br />

und kombiniert diese mit einer komfortablen, fehlervermeidenden<br />

Mechanik und einer guten Performance. Kurze<br />

Reaktionszeiten, eine hohe Synchronität der Signalübertragung<br />

sowie die Möglichkeit, schnelle Ethernet-Feldbusse<br />

wie Profinet, Ethercat und Ethernet/IP und künftig auch TSN<br />

zu nutzen, zeichnen das I/O-System Advanced aus. Mit dem<br />

System wird auch der Controller PFC200 in neuer Bauform<br />

eingeführt, der auf der bewährten PFC-Technologie fußt.<br />

Er bildet durch das Linux-Betriebssystem und die Docker-<br />

Virtualisierung die Brücke zu vielfältigen IT- und, dank<br />

IEC-6<strong>11</strong>31-Laufzeitsystem, auch zu OT-Technologien.<br />

Daten in die Cloud zu senden und alle Vorteile des Cloud-<br />

Computings zu nutzen – das ist aufgrund einer Vielzahl<br />

an Schnittstellen und höchster Cyber-Security-Standards<br />

selbstverständlich. Von den Vorteilen profitieren Anwender<br />

laut Hersteller ohne große Umgewöhnung und kostspielige<br />

Neuinvestition. Die bekannten PFC-Funktionalitäten und die<br />

auf Codesys basierte Programmierung mit e!Cockpit können<br />

mit diesem I/O-System weiter genutzt werden.<br />

www.wago.com<br />

ERWEITERTE SCARA-ROBOTERPALETTE<br />

Mit dem neuen IRB 920T erweitert ABB ihr Angebot an<br />

Scara-Robotern. Mit einer Zykluszeit von 0,29 s ist der IRB 920T<br />

einer der schnellsten Scara-Roboter seiner Klasse. Gleichzeitig<br />

ist er bis zu 14 % schneller als der aktuelle Scara IRB 910C von<br />

ABB. <strong>Der</strong> IRB 920T besitzt eine Traglast von 6 kg und ist in<br />

verschiedenen Varianten mit Reichweiten von 450, 550 und<br />

650 mm erhältlich. Ein entscheidender Aspekt seiner Leistungsfähigkeit<br />

ist seine hohe Wiederholgenauigkeit. Sein<br />

leichtes und platzsparendes Design unterstützt die hohe<br />

Flexibilität. Mit einem Gewicht von nur 24 kg ist der IRB 920T<br />

10 % leichter als andere Scara-Roboter seiner Klasse. Sämtliche<br />

Kabel verlaufen im Inneren des Roboters, was ebenfalls zu<br />

seiner Kompaktheit beiträgt und eine Optimierung der<br />

verfügbaren Produktionsfläche ermöglicht.<br />

www.abb.de<br />

KOMPAKTER RÜSTFREIER<br />

MULTIFUNKTIONSGREIFER<br />

Einen besonders<br />

kompakten rüstfreien<br />

Multifunktionsgreifer<br />

für das Handling<br />

von mehrlagig gestapelten,<br />

chaotisch<br />

abgelegten Bauteilen<br />

mit Lagentrennung hat<br />

Wickert Maschinenbau<br />

entwickelt. Das System verfügt über zwei unterschiedliche<br />

Greifertypen: Eine Gruppe von zwei bis sechs Fingern nimmt<br />

Werkstücke auf und hebt sie aus dem Transportbehälter.<br />

Sobald eine Lage komplett geleert ist, entfernen drei am<br />

Greiferarm eng anliegende, ausfahrbare Vakuumsauger die<br />

Zwischenlage. Anschließend kann das System auf die nächste<br />

Bauteilebene zugreifen. <strong>Der</strong> Multifunktionsgreifer kann ohne<br />

gesonderte Programmierung verwendet werden, denn ein<br />

Wegmesssystem überwacht permanent den gegriffenen<br />

Durchmesser und die SPS vergleicht diesen Wert mit dem<br />

Greiferdurchmesser, der in einem zentral in der SPS hinterlegten<br />

Rezept zusätzlich mit einem Toleranzband versehen<br />

ist. Aufgrund seiner platzsparenden, komplett rüstfreien<br />

Bauform ermöglicht der Multifunktionsgreifer ein automatisiertes<br />

Bauteilhandling und eine unterbrechungsfreie<br />

Produktion auch in beengten Räumlichkeiten, denn es wird<br />

kein zusätzlicher Platz für Greiferwechselsysteme in der<br />

Zelle benötigt. Dank seiner Flexibilität ist er für eine Vielfalt<br />

unterschiedlicher Anwendungen bei Handhabung,<br />

Automation und Zerspanung geeignet.<br />

www.wickert-presstech.de<br />

HLM MOTOREN<br />

Kraftvoll und effizient in<br />

den hohen Drehmomenten<br />

• enorme Spitzendrehmomente aus<br />

runder Bauform<br />

• konstante Drehmomententwicklung und<br />

minimale Reluktanzeffekte für beste Regelbarkeit<br />

• bestens geeignet für Anwendungen in der<br />

Schraub- und Befestigungstechnik<br />

www.engelantriebe.de<br />

Produktseite<br />

HLM Motoren<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 59


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

TAIWANESISCHE WERKZEUGMASCHINENINDUSTRIE<br />

DIE ZUKUNFT<br />

IM BLICK<br />

Während die Folgen der Corona-Pandemie noch in vielen Märkten ihre Auswirkungen<br />

zeigen, wächst Taiwans Wirtschaft mit hoher Dynamik weiter. Eine der Branchen, die<br />

besonders optimistisch in die Zukunft blickt, ist die taiwanesische Werkzeugmaschinenindustrie.<br />

Ausgerichtet auf die Produktionsanforderungen einer Industrie 4.0 stellen wir<br />

Ihnen Marktführer vor, die sich international etabliert haben und die Sie kennen sollten.<br />

Integrität, Wachstum, Kundenzufriedenheit und die Sicherheit<br />

der Mitarbeiter – auf diesen vier Säulen basiert der Erfolg des<br />

Unternehmens CHMER. Aber nicht nur das. Auch ein hoher<br />

Qualitätsanspruch und stets den Blick nach vorne zu richten,<br />

machten das Unternehmen zu dem, was es heute ist. CHMER hat<br />

sich auf Erodiermaschinen (EDM) spezialisiert, die für hochpräzise<br />

und anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben konzipiert sind.<br />

Als Erodiermaschinen bezeichnet man Werkzeugmaschinen, die<br />

durch Funkenerosion elektrisch leitfähige Werkstoffe abtragen<br />

UNSERE IN TAIWAN<br />

HERGESTELLTEN<br />

ERODIERMASCHINEN<br />

ZÄHLEN WELTWEIT ZU<br />

DEN HOCHWERTIGSTEN<br />

IN IIHREM SEGMENT.<br />

Brad Wang, General Manager, CHING<br />

HUNG Machinery & Electric Industrial<br />

und somit Objekte in die gewünschte Endform bringen. CHMER<br />

blickt hierbei auf nahezu fünf Jahrzehnte Erfahrung in Forschung,<br />

Entwicklung und Herstellung von EDM-Produkten zurück. Die<br />

komplette Wertschöpfung liegt dabei im Unternehmen selbst,<br />

von der Maschine über die Steuerungstechnik und Software bis<br />

hin zu Netzteilen. Kurzum: Die in Taiwan hergestellten Erodiermaschinen<br />

von CHMER zählen zu den hochwertigsten und leistungsfähigsten<br />

auf dem internationalen Parkett. Wir sprachen mit<br />

Brad Wang über den Spirit im Unternehmen.<br />

Ching Hung genießt weltweit einen hervorragenden<br />

Ruf in der Erodiermaschinen-Industrie. Was zeichnet Ihre<br />

Maschinen aus und was macht sie so besonders im Vergleich<br />

zum Wettbewerb?<br />

Gegenüber unseren Mitbewerbern liegen unsere Stärken auf<br />

unserem internen Know-how, das uns bereits seit Jahren einen<br />

Technologie-Vorsprung verschafft. In unseren Maschinen setzen<br />

wir auf qualitativ hochwertigste Komponenten, von leistungsfähigen<br />

Linearmotoren über ein spezielles automatisiertes<br />

Drahteinfädelungssystem (AWT) bis hin zu einem eigens<br />

entwickelten Remote-Monitoring-System und einer intelligenten<br />

Arbeitshilfefunktion (IWA). Wir legen besonderen Wert auf<br />

60 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


einwandfreie Teile und führen daher eine 100 %-Qualitätskontrolle<br />

durch. Denn jede noch so kleine Unstimmigkeit würde<br />

unserem Ruf schaden. Zudem bieten wir einen maßgeschneiderten<br />

Service. Unsere Vertriebsmitarbeiter, Techniker und F&E-Ingenieure<br />

gehen genau auf die Anforderungen und Fragen unserer<br />

Kunden ein und stehen rund um die Uhr, 24 Stunden zur<br />

Verfügung. Und last but not the least konstruieren wir flexibel<br />

je nach Anforderung unserer Kunden präzise und schnell.<br />

Sie richten ihre Entwicklungen auf smarte und hochintegrierte<br />

Maschinen aus. Welche Funktionen sind aus Ihrer Sicht<br />

„intelligent“ und welche Vorteile bringen sie in der Praxis?<br />

Beispielsweise liefert unser „Remote-Monitoring-System“ sämtliche<br />

relevanten Informationen direkt an mobile Endgeräte, sodass<br />

eine Überwachung der Maschine von jedem Ort aus möglich<br />

ist. Anwender können somit die Temperatur der Maschine,<br />

des Wassers und der Umgebung überprüfen, Fehlermeldungen<br />

diagnostizieren und sich einen Überblick über die Lebensdauer<br />

von Ersatzteilen verschaffen. Diese intelligente Funktion ermöglicht<br />

eine einfache und kontinuierliche Überwachung.<br />

Welche Rolle spielt für Sie die Digitalisierung,<br />

beispielweise mit Blick auf vernetzte Maschinen?<br />

Wir sehen uns als Anbieter von intelligenten Maschinen, mit<br />

denen wir mit Systemintegratoren eine intelligente Produktion<br />

aufbauen können. So kann der Werksleiter die Bearbeitungshistorie<br />

jeder Maschine in einem bestimmten Zeitraum sowie<br />

die Auslastungsrate aller Produktionslinien einsehen, um daraus<br />

die Effizienz des Betriebs zu verbessern.<br />

Wie gehen Sie mit dem zunehmend hohen Datenvolumen um,<br />

Stichwort Big Data? Können Anwender Ihrer Maschinen die<br />

Daten nutzen, beispielsweise für Predictive Maintenance oder<br />

Condition-Monitoring-Analysen?<br />

Ja, das ist möglich. Unser CHMER Intelligent Information Center<br />

sammelt alle Maschinendaten und baut die Bearbeitungshistorie<br />

täglich, wöchentlich, monatlich zu einer großen Datenbank auf.<br />

Über unsere CHMER App können Anwender dann auf ihrem<br />

Mobilphone oder Tablet jederzeit und überall via Cloud auf<br />

sämtliche Maschineninformationen zugreifen, z. B. auf die<br />

Lebensdauer der Komponenten oder auf die Auslastungsrate.<br />

Im nächsten Schritt planen wir den Einsatz von KI-Methoden.<br />

Wo sehen Sie CHMER in den nächsten Jahren? Wohin<br />

möchten Sie sich noch entwickeln?<br />

Die Epidemie verlangsamt sich und die Weltwirtschaft erholt<br />

sich allmählich, sodass das Geschäft von CHMER wieder<br />

anzieht. In den nächsten drei Jahren erwarten wir daher einen<br />

deutlichen Aufschwung: Mit einem globalen Vertriebsnetz mit<br />

mehr als 90 Vertretungen weltweit gehen wir von rund <strong>12</strong>00<br />

verkauften Sets und einem Umsatz von 100 Millionen USD<br />

aus. Darüber hinaus arbeiten wir hart und rund um die Uhr,<br />

um unsere Marke für High-End-Verarbeitungslösungen<br />

weltweit führend zu etablieren. So war und ist unsere Vision!<br />

UNTERNEHMEN<br />

CHING HUNG Machinery & Electric<br />

Industrial Co., Ltd.<br />

No.3 Jing Ke 1st Road, Nantun District<br />

Taichung City 408, Taiwan<br />

www.chmer.com<br />

A company that makes history:<br />

www.youtube.com/watch?v=<strong>11</strong>ogUOUTla0<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 61


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Everising schreibt heute fast 40 Jahre Unternehmensgeschichte<br />

und hat sich in dieser Zeit mit seinen Metallbandsägen<br />

in über achtzig Ländern einen Namen gemacht. Dabei<br />

wurde der Blick stets auf die Bedürfnisse der Kunden gerichtet,<br />

nach der Devise: „<strong>Der</strong> Kunde soll den Weg weisen“. Und<br />

genau das hat bis heute zu nachhaltigem Wachstum geführt. Das<br />

Produktspektrum umfasst neben Kreis- und Bandsägemaschinen<br />

modernste Anlagen für die Profilstahlbearbeitung sowie komplette<br />

Blechbearbeitungszentren.<br />

Qualität und Innovationsführerschaft haben dem Unternehmen<br />

zahlreiche internationale Zertifizierungen und Auszeichnungen<br />

bestätigt, darunter „Taiwan Symbol of Excellence“, der<br />

„Certificate Of Potential Taiwan Mittelstand Award“ sowie die<br />

Auszeichnung „Taiwan Superior Brands“. Die Basis dafür schaffen<br />

ein hervorragendes Forschungs- und Entwicklungsteam sowie<br />

mehr als 60 000 m2 Produktionsfläche und der Einsatz hochmoderner<br />

Fertigungstechnologien. Everising beliefert den Markt für<br />

Stahl-, Aluminium-, Stein-, Quarz- und Silizium-Sägen. Produziert<br />

werden über 2000 Anlagen pro Jahr, in Taichung, Taiwan<br />

sowie in Kunshan, China. Allein in China gibt es mehr als zehn<br />

Niederlassungen und Servicezentren, die einen umfassenden<br />

Pre-Sales- und After-Sales-Service der kompletten Sägetechnologie<br />

anbieten. Mehr als vierzig Vertriebspartner weltweit machen<br />

Eversing in über sechzig Ländern zur etablierten Marke. Doch<br />

WIR BEI EVERISING<br />

LEBEN SCHON IMMER<br />

DIE PHILOSOPHIE, DASS<br />

DER KUNDE DEN WEG<br />

WEIST UND WIR UNS<br />

DARAN ORIENTIEREN.<br />

James Chen, Vice General Manager<br />

was macht den Erfolg des Unternehmens aus und was ist das<br />

Geheimnis hochwertiger Bandsägemaschinen?<br />

Herr Chen, worauf kommt es bei Sägemaschinen für die<br />

Bearbeitung von Metall, Stahl und Werkstücken an?<br />

Das Wichtigste bei Sägebandmaschinen ist die harmonische<br />

Abstimmung zwischen dem Material (Stahl, Nichteisenmetalle<br />

sowie hochfeste Werkstücke), das bearbeitet werden muss und<br />

der Schnittgeschwindigkeit. Die ideale Sägemaschine ist daher<br />

so konzipiert, dass sie aus Walzblöcken, Platten oder Flachmaterialien<br />

in unterschiedlichsten Maßen definierte Abschnitte<br />

mit einem möglichst geringen Materialverlust konfektionieren<br />

kann. Das heißt, der Sägeprozess muss unterbrechungsfrei und<br />

effizient durchgeführt werden.<br />

Was zeichnet Ihre Maschinen aus und wie haben Sie es<br />

geschafft zum drittgrößten Hersteller weltweit zu werden?<br />

Wir haben kontinuierlich die besten Schnittparameter und<br />

Materialtypen gesammelt und ein Metallmaterial-Datenbanksystem<br />

eingerichtet. Das hilft unseren Anwendern, beim Einsatz<br />

der Maschine schnell die passenden Sägeparameter zu finden.<br />

Somit lassen sich individuelle Spezifikationen bestmöglich<br />

umsetzen.<br />

Die Nachfrage nach halb- und vollautomatisierten Maschinen<br />

steigt zunehmend. Wie setzen Sie diese Anforderung in Ihren<br />

Anlagen um?<br />

Vollautomatische Bandsägemaschinen haben den Vorteil,<br />

dass sie eine hohe Verarbeitungsqualität sicherstellen, die<br />

keiner weiteren Einstellung bedarf. Dies spart Unternehmen<br />

Zeit und Ressourcen. Die Automatisierung des Sägeprozesses<br />

hat daher für uns eine hohe Bedeutung. Unsere vollautomatischen<br />

Bandsägemaschinen sind mit einem automatischen<br />

Stangenvorschub ausgestattet. Eine PLC Steuerung übernimmt<br />

sämtliche elektrischen und hydraulischen Funktionen.<br />

62 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


Die Zuführung des Werkstücks erfolgt über die Antriebsrollen<br />

eines hydraulisch gesteuerten dualen Schraubstockspannsystems.<br />

Auch die Arbeitshöhenkontrolle durch einen Schnellanlaufsensor<br />

erfolgt automatisch. Ein Bewegungsdetektor für<br />

das Umlenkrad sorgt für eine sichere Abschaltung bei Klingenstillstand<br />

und -bruch. Und natürlich dürfen auch Reinigungsutensilien<br />

wie ein Spül schlauch sowie entsprechende Werkzeuge<br />

nicht fehlen.<br />

Welche intelligenten Funktionen sind in Ihren Maschinen<br />

integriert? Das heißt, gibt es ein Human-Machine-Interface-<br />

System, Diagnose-Möglichkeiten und eine Visualisierung der<br />

Maschinenzustände auf mobilen Endgeräten wie Tablets<br />

oder Smartphones? Welche Vorteile bringen Ihre Maschinen<br />

mit Blick auf eine Smart Factory?<br />

Hierzu bringen wir die drei Kernthemen Digitalisierung, Customizing<br />

und Ressourcenmanagement in unsere Entwicklung ein,<br />

die ich Ihnen im folgenden gerne näher erläutern möchte.<br />

Beginnen wir mit der strategischen digitalen Transformation,<br />

die auf den strategischen Architekturen der Fertigung, einschließlich<br />

D (Data), I (Information), K (Knowledge) und<br />

W (Wisdom) basiert. Wir induzieren und integrieren enorme<br />

Mengen an vorhandenen Daten in nützliche Informationen.<br />

Wir haben 20 Jahre lang eine Datenbank mit Informationen über<br />

die Maschinenleistung sowie über Werkstoffe aufgebaut und<br />

mehr als 60 000 Materialinformationen gesammelt. Diese Expertise<br />

ist Grundlage für die Entwicklung innovativer Maschinen.<br />

Die umfangreichen Kenntnisse über die Bearbeitungsdaten der<br />

Sägeprozesse machen den Einstieg in eine intelligente Fertigung<br />

vollumfänglich sicher.<br />

Des Weiteren bieten wir Möglichkeiten für eine maßgeschneiderte<br />

intelligente Fertigung. Das von Everising entwickelte<br />

I-Tech-Kontrollsystem kann über eine Cloud-Service-Plattform<br />

zur Analyse von Schnittdaten und Sägeblattbedingungen verwendet<br />

werden. Mit unserem I-Tech-System können sich Anwender<br />

mit der Datenbank in der Cloud verbinden. Sie erhalten<br />

dann die optimalen Schnittparameter, die sich in das Steuerungs-<br />

system übertragen lassen. Das I-Tech-System ist einfach zu bedienen<br />

und erhöht die Produktivität bei gleichzeitiger Senkung<br />

der Überwachungskosten und kann zu einem interaktiven Service<br />

optimiert werden. Darüber hinaus lassen sich Produktionsdaten<br />

für Statistiken und Analysen in Kombination mit dem Maschinenverwaltungsdienst<br />

für eine umfassende Kontrolle der Maschinenbedingungen<br />

exportieren.<br />

Und der dritte Schritt ist unser umfassendes Ressourcenmanagement,<br />

mit dem sich die Vorteile der intelligenten Fertigung<br />

nutzen lassen. Das I-Tech-System ermöglicht die vollständige<br />

Digitalisierung z. B. von manuellen Ausdrucken, der Produktionsunsicherheiten<br />

sowie der Verwaltungs- und Wartungsschwierigkeiten.<br />

Darüber hinaus werden die Vorteile der intelligenten<br />

Fertigung durch die Verwaltung der Maschinenauslastung,<br />

der Maschinendiagnose, der Diagnose der Sägeblattlebensdauer<br />

und des Maschinendurchsatzes verbessert.<br />

Everising hat bereits mehrere Auszeichnungen erhalten<br />

wie „Taiwan Symbol of Excellence“ oder „Taiwan Superior<br />

Brands“. Für welche Leistung wurden diese an Sie verliehen?<br />

Everising stellt hochmoderne Bandsägemaschinen mit einer<br />

Reihe von intelligenten Funktionen her, die mit modernen<br />

technischen Konzepten bedienerfreundlich gestaltet sind.<br />

Hohe Produktivität resultiert aus den richtigen Schnittparametern,<br />

und so setzen wir unsere Technologien ein, um Ideen<br />

in die Praxis umzusetzen und neue Möglichkeiten der digitalen<br />

Transformation zu eröffnen. Das zeichnet uns aus.<br />

UNTERNEHMEN<br />

EVERISING<br />

No.1 Jingke 1st Road, Nantun District<br />

Taichung 408, Taiwan<br />

www.everising.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 63


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Die Werkzeugmaschinenindustrie hat in Taiwan eine<br />

lange Tradition und viele der weltgrößten Hersteller<br />

haben hier ihre Wurzeln. Dazu zählt auch die TT-<br />

Group. Wir richten den Blick auf eine der Tochtergesellschaften:<br />

die Asia Pacific Elite Corp. (APEC). Sie hat sich<br />

zum Ziel gesetzt, Fertigungstechnologien und -prozesse für<br />

verschiedenste Aufgaben in der Luft- und Raumfahrt zu optimieren.<br />

Dabei sieht sich Apec als Systemintegrator, Lösungsanbieter<br />

und strategischer Partner. Dafür hat Apec einiges<br />

vorzuweisen, nämlich die umfassendsten Lösungen für die<br />

Bearbeitung mittlerer und großer Luft- und Raumfahrtstrukturen<br />

und Triebwerksteile weltweit. Hinzu kommen Dienstleistungen<br />

wie Fabrikplanung, Gestaltung einer intelligenten Fertigung,<br />

technische Schulungen, Prozess-Upgrades sowie schlüsselfertige<br />

Lösungen. Durch Know-how und stetiges Streben nach<br />

Verbesserungen stehen heute zahlreiche hochmoderne 5-Achsen-<br />

Großbearbeitungszentren zur Verfügung, die die hohen Anforderungen<br />

der Luft- und Raumfahrt sowie des Werkzeug- und<br />

Formenbaus erfüllen.<br />

WIR ARBEITEN<br />

KONTINUIERLICH AN<br />

DER VERBESSERUNG<br />

UNSERER MASCHINEN,<br />

AUCH IM HINBLICK<br />

AUF INDUSTRIE 4.0.<br />

Director Matt, Asia Pacific Elite Corp.<br />

Auch wird Apec dem Trend einer Industrie 4.0 gerecht und unterstützt<br />

seine Kunden auf dem Weg zur Smart Factory. Durch die<br />

Integration verschiedener Software-Konzepte und Technologien<br />

stehen zukunftsweisende Lösungen wie das sogenannte Line Monitoring<br />

System bereit. Apec kombiniert dabei seine Erkenntnisse<br />

aus Forschung & Entwicklung mit innovativem Design, modernsten<br />

Montage- und Testverfahren und einer durchgängigen Qualitätskontrolle.<br />

Das Ergebnis sind schlüsselfertige Lösungen, die<br />

direkt für die jeweilige Anwendung eingesetzt werden können.<br />

Ein Unternehmen, das in der oberen Liga der Werkzeugmaschinenindustrie<br />

mitspielt, ist für uns Grund genug, genauer hinzuschauen.<br />

Die Anforderungen an Maschinen und Anlagen für die Luftund<br />

Raumfahrtindustrie sind besonders hoch. Wie haben<br />

Sie es geschafft, sich in diesem anspruchsvollen Segment<br />

zu etablieren?<br />

In erster Linie zielt unser Design auf die in der Luft- und Raumfahrt<br />

üblichen zu verarbeitenden Materialien und Komponenten<br />

ab. Es ist uns ein wesentliches Anliegen, zu verstehen, ob die<br />

Leistung unserer Produkte den Erwartungen der Kunden entspricht.<br />

Nur so können wir spezifische Anlagen entwickeln, die<br />

den Anforderungen des Marktes gerecht werden. Sobald wir<br />

Optimierungsbedarf sehen oder ein Kunde Verbesserungen<br />

wünscht, reagieren wir sofort. Darüber hinaus nehmen wir uns<br />

besonders viel Zeit für einen intensiven Austausch mit unseren<br />

Kunden. Wir sprechen ausführlich über die spezifischen Anforderungen,<br />

den Prüfstandard und möchten die Ideen unserer<br />

Kunden verstehen. Wir konzentrieren uns also auf die Menschen,<br />

mit denen wir arbeiten und auf die jeweilige Anwendung.<br />

Was macht Ihre Lösungen für den Werkzeug- und Formenbau,<br />

ihrem zweiten Geschäftsbereich, so besonders? Sie sprechen<br />

hier sogar von Spitzentechnologie.<br />

64 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


TAIWANS KONJUNKTUR ZIEHT WEITER AN<br />

Die taiwanesische Werkzeugmaschinenbranche blickt wieder<br />

optimistisch in die Zukunft. Nach einem schwierigen Vorjahr<br />

geht es <strong>2021</strong> wieder aufwärts. <strong>Der</strong> Fachverband Taiwan<br />

Machine Tool & Accessory Builders` Association (TMBA)<br />

rechnet damit, dass der Produktionswert dieses Jahr bei<br />

+ 15 bis 20 % liegen wird. Impulsgeber sind die Entwicklungen<br />

bei Halbleitern, 5G-Ausrüstungen und Kraftfahrzeugen. Auch kehren viele<br />

taiwanesische Werkzeugmaschinen-Hersteller wieder nach Taiwan zurück und<br />

weiten ihre Investitionen im Heimatmarkt aus. Hinzu kommt die anziehende<br />

Nachfrage aus den Auslandsmärkten.<br />

<strong>Der</strong> Schlüssel unseres Erfolges liegt darin, dass wir uns auf die<br />

Bedürfnisse und Anwendungen unserer Kunden fokussieren. Es<br />

geht also um Individualität. Nachdem wir wussten, dass wir uns<br />

auf diesen Markt konzentrieren wollten, haben wir die dafür<br />

erforderlichen Ressourcen bereitgestellt. Weitere Punkte sind<br />

unsere langjährige Expertise, unser Technologiewissen sowie<br />

die hohe Qualität unserer Maschinen und Anlagen. Bis heute<br />

wissen wir, dass wir damit auf dem richtigen Weg sind und<br />

hervorragende Ergebnisse erzielen.<br />

Sie bauen Anlagen, die dem Anwender einen echten Mehrwert<br />

bieten. Geht es dabei um schlüsselfertige Lösungen, die<br />

individuell auf eine Applikation bzw. für ihre Kunden<br />

konzipiert, entwickelt und gebaut werden?<br />

Richtig. Apec ist in der Lage, schlüsselfertige Lösungen zu liefern.<br />

Durch die optimale Kombination von perfekt aufeinander abgestimmten<br />

Technologiemodulen, zum Beispiel für die Prozessanalyse,<br />

Maschinenempfehlung, Spannmittel, Werkzeuge und<br />

Software, können wir die optimierte Turnkey-Lösung, die exakt<br />

den Produktionsanforderungen des Kunden entspricht, bereitstellen.<br />

Dabei beginnen wir zunächst mit einer Auftragsstudie,<br />

die eine Analyse von Zeichnung, Material, Abmessung und<br />

Produktionseinschränkungen beinhaltet. Des Weiteren erfolgt<br />

eine Zeit- und Kostenstudie, in der wir beispielsweise die Anforderungen<br />

an die Maschine sowie die spezifische Maschinenplanung<br />

ausführen. Es folgen Inbetriebnahme sowie nach der<br />

Maschineninstallation Schulung und Ausbildung ein erster<br />

Durchlauf einer Werkstückbearbeitung, Fehlersuche – und<br />

natürlich die Unterstützung der Produktionsleitung. Abschließend<br />

erfolgen dann die Implementierung der Maschinen,<br />

Werkzeuge, Spannmittel, Vorrichtungen, CAD/CAM, Simulation<br />

und Verifizierung, Produktionsanlauf sowie die Endabnahme.<br />

Wie werden Sie dem Trend einer immer stärker<br />

werdenden Industrie 4.0 gerecht?<br />

Aus unserer Sicht kommen die Anforderungen einer Industrie<br />

4.0 von unseren Kunden. Wir stehen in engem Austausch,<br />

erfragen die aktuellen Hemmnisse und Hürden, sammeln Informationen<br />

und Daten und entwickeln daraufhin kundenspezifische<br />

Lösungen und Konzepte. Nur so ebnen wir den Weg<br />

einer Smart Factory mit der richtigen Hardware und Software.<br />

Wo sehen Sie das größte Potenzial, Produktionsprozesse zu<br />

optimieren – Stichwort Digitalisierung und Automatisierung?<br />

Meiner Meinung nach liegt die größte Verbesserung in einer<br />

Erhöhung der Produktivität. Wir sammeln Daten und verstehen<br />

dadurch, an welchen Punkten wir eine Automatisierung sinnvoll<br />

vorantreiben können. Die richtigen Informationen sind auch<br />

essentiell, wenn es um optimiertes Design und eine Verbesserung<br />

der Anlagenfunktionen geht. Es ist also alles im Fluss und ein<br />

kontinuierlicher Kreislauf.<br />

DIE INTERVIEWS FÜHRTE DIPL.-ING. (FH) NICOLE STEINICKE,<br />

CHEFREDAKTEURIN DER KONSTRUKTEUR<br />

UNTERNEHMEN<br />

Asia Pacific Elite Corp.<br />

No.7, Jingke N. Rd. Nantun Dist.<br />

Taichung, City, 40852 Taiwan<br />

www.apeccnc.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 65


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

HIER STIMMEN<br />

DIE FLOCKEN<br />

Abriebprüfgeräte in der Beflockungstechnik müssen eine konstant hohe<br />

Qualität der behandelten Oberflächen sicherstellen. Um einen spielfreien<br />

Lauf der Welle zu gewährleisten, sind Kugelkeilwellen unter anderem im<br />

Kopf des Apparats verbaut. Sie sorgen für reproduzierbare Ergebnisse.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Maag Flock ist ein Maschinenbau-Unternehmen für<br />

Beflockungstechnik. Zum Portfolio gehören unter<br />

anderem Prüfgeräte, die eine konstant hohe Qualität<br />

der behandelten Oberflächen sicherstellen. Dazu gehört<br />

auch das Abriebprüfgerät APG 1000. Hier wird ein Prüfmeißel<br />

auf eine Probe gesetzt und bewegt, um die Abriebbeständigkeit<br />

einer beflockten Oberfläche zu testen. Die Welle, an der der<br />

Meißel angebracht ist, muss spielfrei laufen, gleichzeitig darf sie<br />

in der Bewegung nicht verhaken. Maag Flock setzt für diese Anwendung<br />

seit mehr als 20 Jahren auf THK-Kugelkeilwellen von<br />

Indunorm.<br />

Mit Beflockung lassen sich zum Beispiel Textilien, Baustoffe,<br />

Möbel oder das Interieur von Fahrzeugen veredeln. Auch lässt<br />

sich eine ideale Beflockung von Tips erreichen, die in der Kosmetikindustrie<br />

bis hin zur Medizinindustrie und Dentalbranche ihren<br />

Einsatz finden. Auch die Hersteller von Corona-Teststäbchen<br />

setzen Beflockungsmaschinen ein. Im ersten Schritt wird mit<br />

Dipl.-Ing. Dietmar H. Heim, Geschäftsführer,<br />

bei Indunorm Bewegungstechnik GmbH, Duisburg<br />

Spritzen oder Walzen über Tampon- oder Siebdruck Klebstoff auf<br />

das zu beflockende Objekt aufgetragen. Anschließend werden die<br />

Flockfasern mithilfe eines elektrostatischen Prozesses, „der Beflockung“,<br />

im Klebstoff verankert. <strong>Der</strong> sogenannte Flock richtet<br />

sich aufgrund der elektrostatischen Ladung senkrecht im Feld<br />

aus und bildet auf diese Weise eine Schicht auf dem mit Klebstoff<br />

eingedecktem Substrat.<br />

REPRODUZIERBARE BEDINGUNGEN SCHAFFEN<br />

Eine derart beschichtete Oberfläche muss spezielle und strenge<br />

Qualitätsanforderungen erfüllen. Maag Flock hat das Abriebprüfgerät<br />

APG 1000 entwickelt, um wiederholgenaue Bedingungen<br />

bei der Qualitätssicherung zu schaffen. Hiermit kann der Anwender<br />

eine beflockte Oberfläche auf ihre Abriebbeständigkeit testen<br />

und außerdem Scheuer- und Kratztests durchführen. Dabei wird<br />

die zu prüfende Probe auf einem Hubschlitten fixiert, und ein<br />

Prüfmeißel drückt mit einem definierten Differenzgewicht auf<br />

die Probe. Dazu legt der Bediener verschiedene Prüflasten auf<br />

den Meißel. Durch den Druck sowie die Seitwärtsbewegungen<br />

nach links und rechts entsteht ein Abrieb in Relation zur Testzeit<br />

und des Drucks durch den Meißel. Das Prüfgerät muss sich ein-<br />

66 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01 02<br />

01 Die THK-Kugelkeilwellen erreichen einen reibungslosen Lauf,<br />

ohne zu verhaken – zum Beispiel beim Abriebtest<br />

02 Die Probe wird eingespannt und nach links und rechts verfahren<br />

fach und genau bedienen lassen und zuverlässig arbeiten. Die<br />

Einsatzmöglichkeiten des APG 1000 sorgen für die Qualität in einem<br />

Beschichtungs- oder Beflockungsprozess und machen ihn<br />

reproduzierbar.<br />

LINEARTECHNIK FÜR SPIELFREIEN LAUF<br />

<strong>Der</strong> Meißel selbst bewegt sich durch sein Eigengewicht und das<br />

der Prüflast selbstständig nach unten auf die Probe. Um wiederholgenaue<br />

Bewegungen zu ermöglichen, darf die Welle, an<br />

der der Meißel angebracht ist, auch bei steigendem Gewicht<br />

bei der Senkrechtbewegung in der Führung nicht verhaken.<br />

Gleichzeitig soll diese spielfrei sein, damit der Meißel beim<br />

Richtungswechsel während des Prüfprozesses nicht kippt. „Mit<br />

DER ZULIEFERER<br />

Die Indunorm Bewegungstechnik GmbH mit Sitz in<br />

Duisburg entwickelt, fertigt und vertreibt Lineartechnik<br />

für Maschinenbau und Automatisierungstechnik.<br />

Das Unternehmen ist der größte europäische<br />

Vertriebspartner des Linearführungsherstellers und<br />

Weltmarktführers THK. Zum Portfolio zählen auch<br />

lineartechnische Baugruppen, Laufrollenführungen,<br />

Kugelbuchsen, Teleskopführungen und Linearachs- und<br />

Handlingsysteme sowie Automatisierungslösungen<br />

für Werkzeugmaschinen „Made by Indunorm“.<br />

diesen Anforderungen kamen die Verantwortlichen von Maag<br />

Flock auf uns zu – das war vor etwa 20 Jahren“, erinnert sich<br />

Stefan Bauer, Vertriebsingenieur bei Indunorm Bewegungstechnik.<br />

Das Unternehmen mit Hauptsitz in Duisburg und einem<br />

Standort in Stuttgart ist der größte europäische Vertriebspartner<br />

des Linearführungsherstellers und Weltmarktführers THK. „Das<br />

war unser erstes gemeinsames Projekt“, erzählt Bauer. Davor<br />

hatte Maag Flock Wellen verbaut, die diese Ansprüche nicht<br />

erfüllen konnten.<br />

<strong>Der</strong> Indunorm-Spezialist empfahl für diesen speziellen Einsatz<br />

Kugelkeilwellen von THK, die im Kopf des Apparats verbaut<br />

werden. <strong>Der</strong> Vertriebspartner hat die Komponenten speziell angepasst.<br />

„Wir haben den Ansatz angedreht, um den Meißel klemmen<br />

zu können. Und um ein definiertes Gesamtgewicht zu erreichen,<br />

haben wir die Welle von hinten aufgebohrt“, beschreibt<br />

Stefan Bauer. Verbaut sind im Prüfgerät noch zwei weitere Wellen<br />

sowie eine Superkugelbuchse.<br />

Maag Flock hat sein APG im Lauf der Jahre stetig weiterentwickelt,<br />

um das Gerät an die gestiegenen Bedürfnisse der Kunden<br />

anzupassen.<br />

Im Rahmen der Partnerschaft konnte Maag Flock gemeinsam<br />

mit Indunorm seine Lösung weiterentwickeln und damit die<br />

Qualität der Prüfgeräte kontinuierlich verbessern. Möglich sei<br />

dies vor allem durch die hohe Flexibilität des THK-Vertriebspartners,<br />

ist Nowak überzeugt. „Wir können auch in schwierigen<br />

Marktsituationen schnell eine gemeinsame Lösung finden.“<br />

Bilder: Indunorm Bewegungstechnik<br />

www.indunorm.eu<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 67


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

PER SERVICE-TOOL NOCH SCHNELLER KONFIGURIEREN<br />

Die neue Software RKX von RK Rose+Krieger erleichtert die Konfiguration<br />

individueller Profile für die Antriebssteuerung MultiControl II. Statt über<br />

Handschalter erfolgt die Bedienung einfach und schnell via PC. Einstellungen<br />

können nun auf einer übersichtlich gestalteten Bedienoberfläche vorgenommen<br />

werden. Erklärungsvideos leisten erweiterte Hilfestellungen, und die<br />

erstellten Profile sind jederzeit abrufbar. Die RKX-Software zeigt Motorströme<br />

und weitere Betriebsparameter in Echtzeit an, auch in Bussystemen mit bis zu<br />

32 Antrieben. Infolge können Unregelmäßigkeiten im System erkannt und<br />

frühzeitig eliminiert werden. Somit fallen auch weniger Arbeiten wie etwa das<br />

Anklemmen von Strommessdosen an jedem Antrieb an. Ferner besteht die<br />

Möglichkeit, Serviceeinsätze digital vom RK-Personal durchführen zu lassen.<br />

Anwender können zudem Service-und Fehlerhistorien auslesen, anhaltende<br />

Probleme identifizieren und abstellen, sodass die Lebensdauer des Systems<br />

verlängert wird.<br />

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

SENSOREN MIT IO-LINK OPTIMAL<br />

INTEGRIERBAR IN INDUSTRIE 4.0<br />

Gefran erweitert sein Angebot an kontaktlosen, magnetostriktiven<br />

Positionsaufnehmer um die Serie Hyperwave<br />

WPL. Die EMV-resistenten Sensoren dieser Serie sind mit<br />

der Schnittstelle IO-Link 1.1 ausgestattet. So können sie in<br />

Industrie-4.0-Architekturen in mittelgroßen und großen<br />

Maschinen integriert werden und innerhalb dieser<br />

kommunizieren. Diese Hochleistungssensoren sind mit<br />

den meisten industriellen Feldbussen kompatibel und<br />

weisen eine optimierte digitale Konnektivität auf. Außer<br />

einfachen analogen Messsignalen erfassen sie eine<br />

Vielzahl von Prozessdaten und übertragen diese schnell<br />

und sicher im digitalen Modus an die Steuerung. Das<br />

bringt Vorteile bei der vorbeugenden Wartung des Sensors<br />

und der Maschine. Überdies ist der Datenaustausch<br />

besonders schnell, da der IO-Link-Master die Parameter<br />

neu konfiguriert und so an den Sensor anpasst. Standardisierte<br />

IO-Link-Verbindungskabel sorgen zudem für eine<br />

vereinfachte Installation.<br />

www.gefran.de<br />

EXTRA-LEICHTER COBOT MIT<br />

POLYMER-WELLGETRIEBE<br />

Ein Cobot aus Kunststoff, der weniger als 10 kg auf die<br />

Waage bringt, ist der ReBeL von Igus. Mit ihm werden auch für<br />

kleinere Unternehmen und Start-Ups innovative Ideen in der<br />

Servicerobotik machbar. Die Gründe dafür sind, neben seinem<br />

vergleichsweise niedrigen Preis, auch ein geringer Wartungsaufwand<br />

und eine einfache Bedienung. Seine Traglast liegt bei<br />

2 kg, seine Reichweite beträgt 700 mm.<br />

Das Herzstück des Leichtbauroboters ist ein vollintegriertes<br />

Tribo-Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert-Encoder, Kraftregelung<br />

und Controller. Für den Cobot hat der Hersteller eine<br />

kostenlose<br />

Steuerungssoftware<br />

im Angebot,<br />

für die er<br />

verspricht,<br />

dass selbst<br />

Laien schon<br />

nach kurzer<br />

Zeit die Bewegungen<br />

des<br />

Roboters<br />

festlegen und<br />

simulieren<br />

können. Eingesetzt werden kann der Roboter in vielen<br />

Szenarien, vom montierten Einsatz auf Agrar-Drohnen bis<br />

hin zur mobilen Unterstützung als Haushaltshilfe, auf<br />

einem fahrerlosen Transportsystem oder als Barkeeper.<br />

www.igus.de<br />

EINBAUFERTIGES, ENERGIEAUTARKES MULTITURN-ZÄHLWERK<br />

Posital bietet energieautarke Multiturn-Zählwerke als einbaufertige Montage-Module<br />

an. Die wartungsfreien Rotationszähler nutzen den Wiegand-Effekt als Energy-Harvesting-System<br />

für die Versorgung der Zählelektronik – komplett ohne Batterien.<br />

Geeignet sind die Module für Maschinen oder Anlagen mit rotierenden Wellen, wobei<br />

sie dem jeweiligen Steuerungssystem – auch im stromlosen Zustand – Informationen<br />

über die exakte Anzahl und die Richtung der tatsächliche erfolgten Rotationen<br />

bereitstellen. Das Einsatzspektrum der batterielosen Rotationszähler reicht von der<br />

genauen Positionsbestimmung in Multiturn-Absolut-Drehgebern etwa für Werkzeugmaschinen,<br />

Roboter, Verpackungsautomaten oder Medizingeräte bis zu präzisen Zählwerken<br />

und Betriebsstundenzählern in schnell laufenden Anlagen. Platziert ist das<br />

Multiturn-Zählmodul auf einer 35-mm-Rundplatine, die sich in das Gehäuse unterschiedlichster Host-Maschinen integrieren lässt.<br />

www.posital.com<br />

68 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

FARBSENSOREN TROTZEN REFLEXIONEN ALLER ART<br />

Mit True-Color-Farbsensoren<br />

der Reihe Color Sensor CFO von<br />

Micro-Epsilon lassen sich nahezu<br />

alle Farbmessaufgaben lösen. Die<br />

vier Sensortypen messen auf<br />

Oberflächen mit direkten und<br />

diffusen Reflexionen. Feinste<br />

Farbunterschiede auf Metall,<br />

Kunststoff, Glas oder Textilien<br />

können mit den Sensoren ermittelt<br />

werden. <strong>Der</strong> Reflex-Sensor wird für<br />

Oberflächen mit direkter Reflexion eingesetzt. Er bestimmt Farben auf Metall,<br />

Kunststoffteilen, Beschichtungen und Verpackungen. <strong>Der</strong> Winkel-Sensor ist auf<br />

hochglänzende und diffus-reflektierende Oberflächen spezialisiert. Mit den<br />

Ringsensoren CFS2-M<strong>11</strong> und CFS2-M20 lassen sich feinste Farbabstufungen auch<br />

auf metallisch-glänzenden sowie strukturierten Oberflächen exakt erkennen. Das<br />

Target wird kreisförmig und somit gleichmäßig ausgeleuchtet. Für transparente<br />

Oberflächen hat Micro-Epsilon den Transmissions-Sensor entwickelt. Er wird zur<br />

Farbmessung von Folien, Gläsern oder teiltransparenten Flüssigkeiten eingesetzt.<br />

www.micro-epsilon.de<br />

DATENGESTÜTZTE OPTIMIERUNG IM SCHALTANLAGENBAU<br />

Engineering, Sourcing, Manufacturing<br />

und Operations: Eplan, Rittal und<br />

German Edge Cloud (GEC) zeigen auf<br />

der SPS Lösungen über die gesamte<br />

industrielle Wertschöpfungskette. Die<br />

Unternehmen der Friedhelm Loh Group<br />

zeigen Lösungen für eine datengestützte<br />

Optimierung im Steuerungs- und<br />

Schaltanlagenbau und Innovationen bis hinein in den Betrieb von Anlagen. Um<br />

Planungsprozesse effizienter zu gestalten, bieten sie hochwertige Produktdaten,<br />

intelligente Engineering-Software, Auslegungs-Tools und Cloud-Lösungen sowie<br />

Value Chain Consulting. Eplan präsentiert seine Plattform 2022 für Engineering<br />

mit gesteigerter Effizienz. Um Projekte der Plattform cloudbasiert, schnell und<br />

sicher zu teilen und eine projekt- und standortübergreifende Kollaboration zu<br />

ermöglichen, gibt es die Vollversion Eplan eManage. Um die Beschaffung von<br />

Schaltschranklösungen zu vereinfachen, bietet Rittal digitalisierte Sourcing-<br />

Prozesse und Tools wie den RiPanel Konfigurator an.<br />

www.rittal.de<br />

MOVE<br />

KOSTENGÜNSTIGER UND KOMPAKTER SOFTSTARTER<br />

Mit dem VLT Soft Start Controller<br />

MCD 100 hat Danfoss einen kostengünstigen<br />

Softstarter für die Hutschienenmontage<br />

auf den Markt gebracht, der<br />

grundlegende Funktionen bietet. Das<br />

Halbleiterdesign vereinfacht die Installation,<br />

reduziert den Platzbedarf im<br />

Schaltschrank und ermöglicht die<br />

Auswahl auf der Grundlage der Motorleistung.<br />

Zeitsteuerung für Rampe-auf<br />

und Rampe-ab der Spannung ist möglich. Die Rampenzeit lässt sich über Drehschalter<br />

individuell von 0,4 bis 10 Sekunden einstellen; für das Anlaufmoment<br />

sind Werte von 0 bis 85 % des Anlauf-Drehmoments direkt am Netz einstellbar.<br />

<strong>Der</strong> Softstarter hat einen Leistungsbereich von 24-480 V AC oder DC und arbeitet<br />

mit einer Versorgungsspannung von 3 × 208-600 V...0,1-<strong>11</strong> kW (25 A). Eine<br />

universelle Steuerspannung vereinfacht die Auswahl und minimiert die Lagerhaltung.<br />

Aufgrund von erlaubten Umgebungstemperaturen von maximal 50 °C<br />

ohne Leistungsreduzierung ist eine externe Kühlung oder Überdimensionierung<br />

nicht notwendig.<br />

www.danfoss.com<br />

Endlich wieder live!<br />

Besuchen Sie uns vom 23. bis 25. November <strong>2021</strong><br />

auf der SPS in Nürnberg, Halle 3A /<strong>11</strong>1. Erleben Sie<br />

auf unserem multimedialen Messestand verschiedene<br />

Ansätze für smarte und intelligente<br />

Automationsprozesse. Lassen Sie uns gemeinsam<br />

nach Potentialen suchen, die auch ihre Fertigung<br />

ein bisschen schneller, effizienter und intelligenter<br />

machen.<br />

Wir freuen uns auf Ihren Besuch.<br />

Superior Clamping and Gripping


SPECIAL<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

SPECIAL<br />

All in One: Nach diesem Grundsatz sind bei größeren Maschinen<br />

immer häufiger Funktionen der Antriebstechnik,<br />

der Prozesstechnik und auch der Maschinensicherheit<br />

in einem übergeordneten Steuerungssystem, d. h.<br />

auf der Software-Ebene, integriert. Bei Maschinen von überschaubarer<br />

Größe ist das nicht effizient, vor allem auch im Hinblick<br />

auf den Aufwand für die software seitige Realisierung.<br />

Aber auch hier kann der <strong>Konstrukteur</strong> die (sicherheitsrelevante)<br />

Antriebstechnik in die Maschinensicherheit integrieren<br />

– wenn er die Sicherheits-Kleinsteuerung Protect PSC1 aus<br />

dem Steuerungstechnik-Programm der Schmersal Gruppe einsetzt.<br />

Die Sicherheits-Kleinsteuerung ist als modulares System<br />

aufgebaut: Zwei verschiedene Grundmodule – frei programmierbare<br />

Kompaktsteuerungen – werden durch verschiedene<br />

IO-Erweiterungsmodule ergänzt. In der Summe lassen sich<br />

Erweiterungsmodule mit bis zu 272 Ein-/Ausgängen an das<br />

Basismodul anschließen.<br />

SICHERE ACHSÜBERWACHUNG<br />

FÜR BIS ZU ZWÖLF ACHSEN<br />

Klassisches Aufgabenfeld einer Sicherheitssteuerung ist die<br />

Überwachung und Anschaltung der Sicherheitsschaltgeräte<br />

und -sensoren. Die programmierbare Steuerung bietet hier im<br />

Vergleich zu den Sicherheits-Relaisbausteinen u. a. bessere Anpassungsmöglichkeiten<br />

an die individuellen Anforderungen<br />

und Bedingungen – mit dem Ziel, die Schutzeinrichtungen<br />

bestmöglich auf den Einsatzfall abzustimmen und das bestmögliche<br />

Maß von Produktivität und Sicherheit zu ermöglichen.<br />

So lassen sich z. B. Sicherheitsfunktionen verknüpfen<br />

70 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


MASCHINENSICHERHEIT<br />

SICHERHEITS-KLEINSTEUERUNG MIT<br />

INTEGRIERTEN ZUSATZFUNKTIONEN<br />

Kleinsteuerungen wie die Protect PSC1 von Schmersal bieten<br />

die Möglichkeit, antriebsbezogene Parameter wie Geschwindigkeit,<br />

Beschleunigung und Position sicherheitsgerichtet zu überwachen.<br />

Das bietet in der Praxis klare Vorteile – für die Anwender, aber auch<br />

für die <strong>Konstrukteur</strong>e der Maschine.<br />

Dipl.-Ing. Christian Lumpe,<br />

Produktmanager Steuerungen,<br />

K.A. Schmersal GmbH & Co. KG,<br />

Wuppertal<br />

und Sonderbetriebsarten wie „Einrichtbetrieb“ oder „Prozessbeobachtung“<br />

komfortabel realisieren und individuell programmieren.<br />

Aus Sicht der Antriebstechnik ist hier die integrierte Funktion<br />

der sicheren Achsüberwachung interessant: Mit der Protect<br />

PSC1 kann der Anwender bis zu zwölf Achsen nach den Anforderungen<br />

der DIN EN 61800-5-2 sicherheitsgerichtet überwachen.<br />

ZAHLREICHE SICHERHEITSFUNKTIONEN<br />

FÜR ANTRIEBE<br />

Die sichere Antriebstechnik kennt diverse Arten der Achsüberwachung,<br />

und die Protect PSC1 beherrscht viele dieser Überwachungsarten.<br />

Das Spektrum reicht von mehreren Funktionen für<br />

das sichere Abschalten und Stillsetzen (z. B. Safe Torque Off/STO,<br />

KONZENTRATION AUFS WICHTIGE<br />

Integration und Konzentration sind wichtige steuerungstechnische<br />

Anforderungen. <strong>Der</strong> Hersteller und<br />

auch der Anwender der Maschine möchten möglichst<br />

viele Funktionen mit einem Minimum an „Hardware“<br />

und an Programmieraufwand erreichen. Zugleich ist<br />

ein hohes Maß an Flexibilität und Anpassbarkeit auch<br />

bei den Sicherheitsfunktionen gefordert. Die Sicherheits-Kleinsteuerung<br />

Protect PSC1 aus dem Hause<br />

Schmersal passt in dieses Anforderungsprofil.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 71


SPECIAL<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

01<br />

Safe Stop1 und 2/SS1 und SS2) über Bewegungsfunktionen wie<br />

Safely-limited Speed (SLS) bis zu verschiedenen Arten der sicherheitsgerichteten<br />

Überwachung von Positioniervorgängen<br />

(SLP, SLI, SEL).<br />

Insgesamt werden 14 Sicherheitsfunktionen zur Achsüberwachung<br />

unterstützt. Dabei stellen je nach Anforderung ein<br />

oder zwei Encodersysteme (TTL, IN/COS, SSI, Resolver, HTL)<br />

die Gebersignale bereit. Bei allen Funktionen werden die Anforderungen<br />

der DIN EN 61800-5-2 erfüllt. Damit kann der Maschinenhersteller<br />

Achsen, die aus Sicht der Maschinensicherheit<br />

gefahrbringende Bewegungen ausführen beziehungsweise<br />

deren Geschwindigkeit begrenzt werden muss, auf einfache<br />

Weise – eben mit der Sicherheits-Kleinsteuerung – und ohne<br />

zusätzliche Komponenten überwachen.<br />

ANWENDUNGSBEISPIEL: BUCHBINDEMASCHINE<br />

Welchen Nutzen die Verknüpfung von „klassischen“ steuerungstechnischen<br />

Aufgaben der Maschinensicherheit und einer sicheren<br />

Achsüberwachung hat, zeigt das Anwendungsbeispiel einer Protect<br />

PSC1 bei einer Buchbindeanlage: Ein Hersteller von Druckund<br />

Weiterverarbeitungsmaschinen für die Buchproduktion fer-<br />

03 Über verschiedene<br />

Erweiterungsmodule lassen<br />

sich der Funktionsumfang<br />

und die Anzahl der Ein-/<br />

Ausgänge der Sicherheitssteuerung<br />

an den<br />

individuellen Einsatzfall<br />

anpassen<br />

72 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


MASCHINENSICHERHEIT<br />

02<br />

01 Die Sicherheits-Kompaktsteuerung<br />

Protect PSC-100, hier mit universellem<br />

Kommunikationsinterface und<br />

OPC-UA-Schnittstelle<br />

02 Die modulare Sicherheits-<br />

Kompaktsteuerung erlaubt die<br />

sichere Achsüberwachung von<br />

bis zu zwölf Achsen<br />

tigt Maschinen, deren Arbeitsraum beziehungsweise Gefahrenbereich<br />

durch zwei Schutzhauben abgesichert ist. Das Einrichten<br />

der Maschine, d. h. die Anpassung an die jeweiligen Buchformate,<br />

findet bei geöffneter Schutztür im Tippbetrieb statt. Dabei fordert<br />

die C-Norm DIN EN 1010 („Sicherheitsanforderungen an<br />

Konstruktion und Bau von Druck- und Papierverarbeitungsmaschinen“)<br />

eine Begrenzung der Laufgeschwindigkeit der<br />

gefahrbringenden Bewegung von (je nach Gefährdung) 1 oder<br />

5 m/min. Das heißt: Um diese Funktion realisieren zu können,<br />

ist eine sicherheitsgerichtete Geschwindigkeitsbegrenzung<br />

erforderlich.<br />

SICHERE ÜBERWACHUNG DER REDUZIERTEN<br />

GESCHWINDIGKEIT IM EINRICHTBETRIEB<br />

Die Geschwindigkeit wird in diesem Fall über die Drehzahlmessung<br />

von zwei Näherungsschaltern am Kettenrad des Antriebs<br />

erfasst. Die Protect PSC1 verarbeitet die Sensorsignale und sorgt<br />

für die sichere Überwachung der Achsgeschwindigkeit.<br />

Eine weitere Sicherheitsanforderung an die Achsen im Gefahrenbereich<br />

dieser Maschinen betrifft das Einfahren von Spannelementen,<br />

die z. B. Papierrollen oder Niederhalter von Bögen<br />

fixieren. Die Spannelemente dürfen dann nur im Tippbetrieb bei<br />

einer Maximalgeschwindigkeit von 5 m/min betätigt werden.<br />

Auch diese Anforderung lässt sich mit der Protect PSC1 einfach<br />

und – ganz entscheidend – ohne eine zusätzliche sichere Signalauswertung<br />

erfüllen.<br />

INTEGRIERTE LÖSUNG FÜR ZWEI ACHSEN ODER<br />

SEPARATE MODULE FÜR ZWÖLF ACHSEN<br />

Bei der „kleineren“ Variante des Basismoduls (PSC1-C-10) wird die<br />

sichere Achsüberwachung über eine kompakte, integrierte Lösung<br />

realisiert. Eine Steuerung kann dann wahlweise eine oder zwei<br />

Achsen mit jeweils einem Encoder-System sicher überwachen.<br />

Für die Überwachung von bis zu zwölf Achsen eignet sich die<br />

Kombination des größeren Basismoduls PSC1-C-100 mit Erweiterungsmodulen,<br />

die als Ein- und Zweiachsausführung verfügbar<br />

ist. Dabei kann jede Achse mit einem oder zwei Encoder-Systemen<br />

sicher überwacht werden.<br />

<strong>Der</strong> hier erwähnte Hersteller der Buchbindemaschinen realisiert<br />

die sichere Achsüberwachung mit dem kompakten Basismodul.<br />

Er nutzt dabei die Funktionen Safely Limited Speed/<br />

SLS, Safe Direction/SDI und Safely Limited Increment/SLI.<br />

Darüber hinaus werden die „normalen“ Sicherheitsfunktionen<br />

wie Not-Aus und Schutztürüberwachung hier angeschlossen<br />

und verarbeitet. Damit lässt sich das komplette Sicherheitskonzept<br />

mit nur einer Baugruppe effizient und platzsparend<br />

realisieren.<br />

KOMMUNIKATION BIS IN HÖHERE EBENEN<br />

Praxisgerecht ist das Konzept auch deshalb, weil es die Vernetzung<br />

der Sicherheits-Kleinsteuerung mit höheren Ebenen der<br />

Automatisierungstechnik erlaubt. Dafür sorgt ein universelles<br />

Kommunikationsmodul. Das Ergebnis: Mit nur einer Hardware<br />

stehen die gängigen Feldbussysteme zur Verfügung. Das spart<br />

letztlich Zeit und Kosten, weil die Sicherheitslösung unabhängig<br />

von der Automatisierungslösung bleiben kann. Parallel erlaubt<br />

Ethernet SDDC eine sichere Remote-IO-Kommunikation<br />

und eine sichere Querkommunikation. In der neuen Steuerungsversion<br />

ist zudem ein OPC-UA-Server integriert, sodass<br />

auch fortschrittliche übergeordnete Vernetzungskonzepte realisiert<br />

werden können.<br />

Das zeigt: Eine mit vielen Funktionen ausgestattete Sicherheits-<br />

Kleinsteuerung kann die passende Lösung für die Maschinensicherheit<br />

von kompakteren Maschinen sein – und die sichere<br />

Antriebsüberwachung gleich mit übernehmen.<br />

Bilder: Schmersal<br />

www.schmersal.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 73


MASCHINENSICHERHEIT<br />

SO STOPPT DIE MASCHINE SICHER<br />

01<br />

Greifen, pressen, bewegen – die Aufgaben pneumatischer<br />

Zylinder in einer Anlage sind vielfältig und oft sicherheitsrelevant. Besonders<br />

wichtig ist ein reibungsloser Betrieb immer dann, wenn Mensch und Maschine<br />

nah zusammenarbeiten. Und das wird künftig weiter zunehmen. – Deshalb hat SMC<br />

ein umfangreiches Portfolio leistungsfähiger Sicherheitslösungen entwickelt.<br />

SPECIAL<br />

Wenn es um die Sicherheit von Menschen geht, die<br />

sich Räume mit Maschinen teilen, ist Vertrauen gut,<br />

aber Kontrolle besser. Wird etwa eine Anlage für Instandhaltungsmaßnahmen<br />

abgeschaltet, muss das<br />

schnell und vollständig geschehen. „Die Mitarbeiter müssen wissen,<br />

dass die Maschine nicht unerwartet wieder anläuft, während<br />

sie sich im Gefahrenbereich aufhalten“, sagt Tobias Hartherz,<br />

Product Management bei SMC. Bei pneumatischen Spannern etwa<br />

besteht Quetschgefahr durch die eingesperrte Druckluft,<br />

wenn die Anlage nicht schnell in die sichere Grundstellung geht<br />

und dort verbleibt. Oberstes Ziel im Maschinenbau ist deshalb:<br />

optimale Sicherheit. Diverse Normen und Richtlinien regeln die<br />

Bewertung von Arbeitsrisiken und den Umgang mit ihnen. Um<br />

Ralf Heldenberger, Strategic Account Manager,<br />

SMC Deutschland GmbH, Egelsbach<br />

diese zu erfüllen und höchste Perfomance-Level zu erreichen,<br />

hat SMC leistungsstarke Pneumatik-Lösungen entwickelt.<br />

Die wichtigsten Leitplanken für die funktionale Sicherheit von<br />

Maschinensteuerungen in Europa sind die Maschinenrichtlinie<br />

2006/42/EG sowie die Norm EN ISO 13849. Hartherz: „Die EN<br />

ISO 13849 gibt vor, wie sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen<br />

und die sichere Arbeit mit pneumatischen und elektrischen<br />

Antrieben gestaltet werden. Währenddessen macht die Maschinenrichtlinie<br />

Vorgaben für die ganze Maschine: Schutzumhausungen<br />

müssen etwa so gestaltet sein, dass beim Betreten die<br />

pneumatischen Antriebe stillstehen, bevor der Werker den<br />

Gefahrenbereich erreicht.“ In Einlegebereichen, die durch Lichtschranken<br />

abgesichert sind, müssen die Antriebe ebenfalls blitzschnell<br />

gestoppt werden, bevor der Werker an den Gefahrenbereich<br />

des pneumatischen Antriebs herankommt.<br />

Gleichzeitig kostet jeder Anlagenstopp Zeit und mindert die<br />

Produktivität. „Deshalb muss die Maschine schnell wieder anfahren<br />

können“, erläutert Hartherz. „Komponenten von SMC schüt-<br />

74 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


MASCHINENSICHERHEIT<br />

01 Die Sicherheitsentlüftungsventile der Serie VP-X von SMC<br />

entlüften das System schnell und zuverlässig mit einem B10D-Wert<br />

von 10 Millionen Schaltzyklen<br />

02 Spart Zeit und Geld: Die Schieberabfrage der neuen entsperrbaren<br />

Rückschlagventile ermöglicht die direkte und kontinuierliche<br />

Überwachung der Ventile ohne separate Prüfungen<br />

02<br />

zen Mitarbeiter und ermöglichen einen produktiven Betrieb, indem<br />

sie Druckluftsysteme sicher entlüften und gewährleisten,<br />

dass abgeschaltete Anlagen nicht unerwartet wieder anlaufen.“<br />

ENTLÜFTUNGSVENTILE SICHERN<br />

MASCHINENSTOPPS<br />

DIE ENTLÜFTUNGSVENTILE SIND<br />

NACH EN ISO 13849 VALIDIERT<br />

UND ERFÜLLEN DIE VORGABEN<br />

DER EU-MASCHINENRICHTLINIE<br />

Diese Anforderungen sind besonders wichtig, wenn es um „eingezäunte“<br />

Roboterarme geht, die z. B. Bauteile schnell heben und<br />

bewegen. Betritt jemand im laufenden Betrieb den umzäunten<br />

Gefahrenbereich, müssen sich pneumatische Systeme sicher entlüften<br />

lassen. Zudem darf der Roboter bei Wartungsarbeiten<br />

nicht unerwartet anlaufen. Dafür werden zuverlässige Lösungen<br />

wie die VP-Sicherheitsentlüftungsventile von SMC benötigt. Sie<br />

sind nach EN ISO 13849 validiert und erfüllen die Vorgaben der<br />

EU-Maschinenrichtlinie dank ihrer sicheren Entlüftung und<br />

einem integrierten Endschalter zur Schieberabfrage mit 99 %<br />

Diagnosedeckungsgrad. Die Entlüftung wird über ein Eingangssignal,<br />

z. B. eine Lichtschranke und eine sichere Steuerung, ausgelöst.<br />

„Mit einem B10D-Wert von 10 Millionen Schaltzyklen sind<br />

die Sicherheitsentlüftungsventile sehr langlebig“, sagt Hartherz.<br />

Muss das System entlüftet werden, schaltet das Ventil dank der<br />

Federrückstellung des Ventilschiebers unabhängig vom Betriebsdruck<br />

in die sichere Grundstellung. Hartherz: „Die VP-Serie lässt<br />

sich auch redundant aufbauen. Mit einem weiteren Sicherheitsentlüftungsventil<br />

ist der sichere Betrieb dann auch in höheren<br />

Kategorien, in denen Redundanz gefordert wird, gewährleistet.“<br />

ENTSPERRBARE RÜCKSCHLAGVENTILE<br />

MIT SCHIEBERABFRAGE<br />

In vielen Fällen ist es zudem nicht gewollt, dass ein abgeschalteter<br />

Antrieb in seine Ausgangsposition zurückfährt – etwa wenn<br />

Werkstücke oder Werkzeuge über einen senkrecht hebenden,<br />

pneumatischen Zylinder gehalten werden. Dann müssen Vorkehrungen<br />

getroffen werden, um zu verhindern, dass dieser Zylinder<br />

unerwartet absinkt. Ein sicherer und schneller Stopp aller Antriebe<br />

ist vonnöten, um das Risiko für Mitarbeiter zu minimieren. Auf<br />

diese Funktionen müssen sich Anwender verlassen können.<br />

Dieses Vertrauen gaben bisher regelmäßige Testroutinen, bei<br />

denen geprüft wurde, ob Sicherheitsfunktionen wie „sicherer<br />

Stopp“ an jedem einzelnen Ventil noch funktionieren. Ohne sie<br />

könnten Anlagen nicht dauerhaft nach der EN ISO 13849 betrieben<br />

werden. Für die Diagnose haben die Antriebe Signalgeber an<br />

den Hub-Enden. Wird das Pilotventil entlüftet, sollte das Rückschlagventil<br />

die Druckluft fehlerfrei einsperren, der Antrieb kann<br />

die Endlage nicht erreichen und die Prüfung ist bestanden. Dieser<br />

Test wird in beiden Antriebsrichtungen durchgeführt.<br />

Separate Prüfungen wie diese haben jedoch auch Nachteile.<br />

„Sie sind enorm arbeitsaufwendig“, sagt Hartherz. Zudem müssen<br />

die entsprechenden Prozesse und Arbeitsabfolgen in der<br />

Steuerung programmiert werden. Das kostet Zeit und Geld. Deshalb<br />

haben die Pneumatikexperten von SMC ein spezielles Konzept<br />

entwickelt, um die separate Prüfung der Rückschlagventile<br />

überflüssig zu machen. Die neuen, entsperrbaren Rückschlagventile<br />

der Serie XT34-303 sind jetzt mit einer Schieberabfrage<br />

ausgestattet. Sie erlaubt die direkte Überwachung der Ventile –<br />

die aufwändigen Testroutinen entfallen somit.<br />

Für den Einsatz in rauen Umgebungen wie etwa der Lebensmittelproduktion,<br />

wo oft nicht nur Wasser, sondern auch chemische<br />

Reinigungsmittel unter Hochdruck eingesetzt werden, ist<br />

eine Ausführung der Ventile in Edelstahl verfügbar. SMC stellt<br />

zudem eine passende Sistema-Bibliothek zur Verfügung – daraus<br />

können Anwender alle sicherheitsrelevanten Kennzahlen der<br />

verwendeten Bauteile in ihr eigenes Sistema-Projekt einlesen.<br />

Bilder: SMC Deutschland<br />

www.smc.de<br />

Unbenannt-2 1 www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 10.<strong>12</strong>.2020 <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 10:40:33 75


MASCHINENSICHERHEIT<br />

SCHRITT FÜR SCHRITT ZUR<br />

CE-KENNZEICHNUNG<br />

Mit dem CE-Kennzeichen dokumentiert ein Hersteller, dass er alle für sein Produkt<br />

relevanten europäischen Binnenmarktrichtlinien berücksichtigt hat und dass alle<br />

zutreffenden Verfahren zur Konformitätsbewertung angewendet wurden. <strong>Der</strong> Weg<br />

dorthin erfordert viel Aufmerksamkeit und fachliche Kompetenz. Ein Spritzgieß-Spezialist<br />

greift hier auf die Expertise eines Safety-Spezialisten zurück und erhält die Gewissheit,<br />

dass die Anforderungen der Maschinenrichtlinie eingehalten werden.<br />

SPECIAL<br />

Waldorf Technik in Engen im Hegau ist auf die Entwicklung<br />

und den Bau kundenspezifischer Automationslösungen<br />

für die Entnahme und Weiterverarbeitung<br />

von Spritzgießteilen insbesondere für die<br />

Medizintechnik- und Healthcare-Branche spezialisiert. Anlagen<br />

des zur Hahn Group zählenden Unternehmens stellen Produkte<br />

wie Pipettenspitzen, Petrischalen, Reaktionsgefäße, Blutröhrchen<br />

und Küvetten her. Neben schnellen Zykluszeiten, absoluter Präzision<br />

und Langlebigkeit steht die Sicherheit an vorderster Stelle.<br />

Markus Husner, CMSE – Certified Machinery Safety Expert<br />

(TÜV Nord), Pilz, Schweiz<br />

SICHERE UND HOCHPRODUKTIVE<br />

AUTOMATISIERUNGSLÖSUNGEN<br />

Produktionsanlagen des Unternehmens bestehen aus einer Vielzahl<br />

intelligent miteinander verknüpfter Fertigungs-, Montage-,<br />

Handling- und Prüfeinheiten sowie Zu- und Abführsystemen<br />

rund um eine Spritzgießmaschine. Ein Großteil davon operiert<br />

im Rein- oder Grauraum. Waldorf Technik greift in diesem Segment<br />

auf einen langjährigen und technologisch vielseitigen Erfahrungsschatz<br />

zurück: „Unsere Kompetenz besteht darin, dass<br />

wir unseren Kunden eine modular aufgebaute, effiziente und<br />

hochproduktive Automatisierungslösung liefern, die exakt auf<br />

deren Anforderungen zugeschnitten ist – und die darüber hinaus<br />

möglichst wenig Standfläche braucht, einen hohen Bedienkom-<br />

76 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


MASCHINENSICHERHEIT<br />

01 Servomotorisch angetriebener Umsetzgreifer in einer Spritzgießmaschine;<br />

mit Pilz hat der Hersteller die Gewährleistung, dass Kunden<br />

sichere und komfortabel bedienbare Anlagen erhalten<br />

02 Modular aufgebaute Anlagen wie der Drehteller mit Prüf- &<br />

Austauschstationen stellen besondere Ansprüche an die Sicherheit<br />

01<br />

fort sowie ein Maximum an Sicherheit bietet“, betont Simon Hall,<br />

Teamleiter Projektmanagement bei Waldorf Technik.<br />

Seit 1995 sind Hersteller verpflichtet, an ihren Maschinen das<br />

Konformitätsbewertungsverfahren durchzuführen. Mit der Unterzeichnung<br />

der Konformitätserklärung und dem Anbringen<br />

des CE-Zeichens bestätigen sie, dass ihre Maschinen alle erforderlichen<br />

Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen<br />

der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG erfüllen. „Pilz hat für uns<br />

das komplette Konformitätsbewertungsverfahren durchgeführt:<br />

Von der Risikobeurteilung über das Sicherheitskonzept, das<br />

Sicherheitsdesign bis hin zu den mit der Validierung erforderlichen<br />

Safety Checks und Messungen sowie der abschließenden<br />

Ausstellung der EG-Konformitätserklärung“, erläutert Hall.<br />

BESONDERE ANSPRÜCHE AN DIE SICHERHEIT<br />

Modular aufgebaute Anlagen stellen besondere Ansprüche an<br />

die Sicherheit. Neben den Gefahren, die von angetriebenen Achsen,<br />

Handling- und Robotik-Einheiten ausgehen, bergen auch<br />

die Schnittstellen zwischen den Anlagenmodulen Gefahrenpotenziale.<br />

<strong>Der</strong> Anlagenhersteller muss für jeden Einzelfall das Risiko<br />

abschätzen und Maßnahmen zur Risikominderung umsetzen.<br />

Stets mit der Maßgabe, dass die gewählte Lösung weder die Produktivität<br />

mindern noch Anlass zur Manipulation geben möge.<br />

Streng genommen ist Waldorf Technik ein Hersteller von<br />

Teilmaschinen, der lediglich Einbauerklärungen ausstellen<br />

müsste. Werden jedoch bereits CE-zertifizierte Einzelmaschinen<br />

mit anderen Modulen zu einer Gesamtheit von Maschinen<br />

zusammengefügt, muss das Konformitätsbewertungsverfahren<br />

FRÜHZEITIGER EXPERTENRAT IST<br />

BEI EINEM EG-KONFORMITÄTS-<br />

VERFAHREN UNABDINGBAR<br />

samt der CE-Kennzeichnung für die gesamte Anlage durchgeführt<br />

werden. „Vermehrt werden wir von unseren Kunden<br />

angefragt, das Konformitätsverfahren respektive CE-Kennzeichnung<br />

umzusetzen“, sagt Hall. „Will man diesen Prozess, der<br />

neben technischem Sachverstand ein tiefes Verständnis der<br />

Normen voraussetzt, schnell und rechtlich sauber über die Bühne<br />

bringen, ist kompetente Unterstützung unabdingbar.“<br />

Über eine Empfehlung wurde Waldorf Technik 2016 auf das<br />

Pilz-Dienstleistungsangebot zur CE-Kennzeichnung aufmerksam.<br />

Pilz verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Bereich<br />

Maschinensicherheit und ein hohes Maß an Fachkompetenz, um<br />

die erforderlichen Schritte der CE-Kennzeichnung und die<br />

Interpretation der Normen zuverlässig und mit der notwendigen<br />

Qualität durchführen zu können. Dabei übernimmt Pilz die<br />

Verantwortung für das Konformitätsbewertungsverfahren und<br />

bestätigt mit seiner Unterschrift als Bevollmächtigter auf der<br />

Konformitätserklärung, dass die Anforderungen der Maschinenrichtlinie<br />

eingehalten werden.<br />

Es ist in jedem Fall ratsam, bei einem EG-Konformitätsverfahren<br />

frühzeitig Expertenrat einzuholen. Die grundlegenden Entscheidungen<br />

zum Bau einer sicheren und bedienerfreundlichen Maschine<br />

fallen im Zuge der Risikobeurteilung bereits während der<br />

Konstruktionsphase. In einem iterativen Verfahren werden die<br />

Risiken fortlaufend hinterfragt. Für jede potenzielle Gefährdungssituation<br />

ist darzustellen, auf welche Weise diese gemindert<br />

oder gar aufgehoben werden kann. Aus der Risikobeurteilung<br />

folgt schlussendlich das Sicherheitskonzept.<br />

AM ENDE STEHT DIE CE-KENNZEICHNUNG<br />

Neben der Risikobeurteilung zählt die Erstellung der Verifikations-,<br />

Validierungsdokumente einschließlich der Bedienungsanleitung<br />

zum Leistungsumfang – auch der Nachweis, dass für<br />

sämtliche Sicherheitsfunktionen die geforderte Qualität tatsächlich<br />

erreicht wird. In diesem Prozess werden die elektrische Verschaltung<br />

der Sicherheitsfunktionen sowie die Tauglichkeit der<br />

verwendeten Komponenten überprüft.<br />

Sämtliche sicherheitstechnischen Maßnahmen, mechanisch<br />

wie steuerungstechnisch, werden im Rahmen der Validierung an<br />

der fertigen Anlage überprüft und getestet. Die Herausforderung<br />

bei Waldorf Technik liegt darin, dass zusätzlich Fremdmaschinen<br />

miteinzubeziehen und deren Schnittstellen zu prüfen sind. Werden<br />

die komplexen Anlagen erstmals beim Kunden vor Ort zusammengebaut<br />

und in Betrieb genommen, erfolgt auch die finale<br />

Prüfung erst dort. Hall resümiert: „Mit Pilz haben wir die Gewähr,<br />

dass unsere Kunden sichere und komfortabel bedienbare Anlagen<br />

erhalten. Gleichzeitig können wir uns darauf verlassen, dass<br />

uns jederzeit qualifizierte Berater zur Verfügung stehen.“<br />

Bilder: Aufmacher nd300 – iStock, 01 + 02 Waldorf Technik<br />

www.pilz.com<br />

02<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 77


MASCHINENSICHERHEIT<br />

WAS HABEN GÄNSEBLÜMCHEN MIT<br />

MASCHINENSICHERHEIT ZU TUN?<br />

Die europäische Maschinenrichtlinie fordert jeden <strong>Konstrukteur</strong> dazu auf,<br />

durch sein Maschinendesign das Risiko, das von einer Maschine ausgeht, auf<br />

ein sicheres Maß zu reduzieren. In der Praxis bedeutet dies, gefährliche Zugänge<br />

durch technische Schutzmaßnahmen abzusichern, z. B. durch Schutztüren.<br />

In genau diesem Spannungsfeld liegt die elektrische Reihenschaltung von<br />

Sicherheitskontakten mehrerer Schutztüren, die auf denselben Antrieb wirken.<br />

SPECIAL<br />

Reihenschaltungen von Sicherheitsschaltgeräten gibt es in<br />

sicherheitsrelevanten Anwendungen wie Verriegelungseinrichtungen<br />

oder Not-Halt-Systemen schon deutlich<br />

länger als die meisten Normen zur Maschinensicherheit<br />

und erfreuten sich immer noch einer sehr hohen Akzeptanz. Erst<br />

in der zweiten Hälfte der 90er-Jahre gab es die ersten Abstriche,<br />

als die EN 954-1 als Vorläufer der heutigen EN 13849-1 zur Bewertung<br />

von Sicherheitssystemen herangezogen wurde. Die damals<br />

meistdiskutierte Frage war: „Warum kann eine zweikanalige<br />

Kette von Sicherheitsschaltgeräten nicht in die höchste Steuerungskategorie<br />

eingestuft werden?“ Heute, mehr als zehn Jahre<br />

nach der Einführung der EN 13849-1 gibt es eine neue Aufgabenstellung,<br />

die aber zur selben Antwort führt: „Warum kann man<br />

den Diagnosedeckungsgrad (DCavg) einer zweikanaligen Kette<br />

Uwe Wiemer, Sales Director DETECT bei der BERNSTEIN AG, Porta Westfalica<br />

von Sicherheitsschaltgeräten nicht so ohne Weiteres, am besten<br />

größer als 60 % angeben?“ Diese Fragen stellen sich mit der Zielsetzung,<br />

dem Entwurf der technischen Schutzmaßnahme eine<br />

möglichst hohe Sicherheitsstufe (wie das Performance Level<br />

nach EN 13849-1) zuordnen zu können. Die Antwort auf beide<br />

Fragen führt zum Begriff der Fehlermaskierung.<br />

LEHR-VIDEO<br />

Eine Fehlermaskierung kann bei einer Reihenschaltung<br />

von mechanischen Sicherheitsschaltern zu einem<br />

gefährlichen Ausfall führen. Ein Video erklärt das<br />

Phänomen und liefert mit dem Smart Safety Sensor<br />

SRF zugleich die Lösung.<br />

bit.ly/FehlermaskierungBernstein<br />

78 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


01<br />

01 Patentierte Daisy Chain Diagnose (DCD): Das Diagnosemodul<br />

separiert die Diagnoseinformation aus dem Sicherheitssignal<br />

und bereitet sie für den Anwender auf<br />

02 Das Smart Safety System bietet umfangreiche Diagnoseinformationen<br />

mittels DCD-System und erlaubt die Vernetzung<br />

dieser Diagnosedaten mit einem ERP-System<br />

DER EFFEKT DER FEHLERMASKIERUNG<br />

Wenn eine zweikanalige Reihenschaltung von Sicherheitsschaltgeräten<br />

im Aus-Zustand ist, fehlen der nachgeschalteten Sicherheitssteuerung<br />

zwei wesentliche Informationen. Es ist unbekannt,<br />

welche Schutzeinrichtung den Aus-Zustand bewirkt, und<br />

vorkommende weitere Zustandswechsel anderer Sicherheitsschaltgeräte<br />

werden durch den bereits bestehenden Aus-Zustand<br />

überschrieben. Insbesondere der zweite Punkt nimmt der Sicherheitssteuerung<br />

die Möglichkeit zur Überwachung aller Schutzeinrichtungen,<br />

wenn mehrere dieser Einrichtungen zeitlich überlappend<br />

betätigt werden. Dadurch wird ein Anteil der im System<br />

vorkommenden Fehler nicht rechtzeitig oder gar nicht erkannt.<br />

Um ein Performance Level gemäß EN 13849-1 bestimmen zu<br />

können, ist es wichtig, den prozentualen Anteil der entdeckten<br />

Fehler zu ermitteln. Dies hängt im Fall einer Reihenschaltung<br />

maßgeblich davon ab, wie oft der Effekt der Fehlermaskierung im<br />

System auftritt. Eine Hilfestellung bietet der technische Report<br />

ISO/TR 24<strong>11</strong>9. Er beschreibt die unterschiedlichen Arten der<br />

Fehlermaskierung und bietet einen Leitfaden zur Einschätzung<br />

des Diagnosedeckungsgrads der jeweiligen Anwendung.<br />

ALTERNATIVEN ZUR ZWEIKANALIGEN KETTE<br />

Die Effekte der Fehlermaskierung treffen nicht auf Sicherheitsschaltgeräte<br />

zu, die selbstüberwachend sind. Komponenten wie<br />

Lichtgitter, Laserscanner und RFID-Sensoren benötigen schon für<br />

ihre Grundfunktion eigene Sicherheitssoftware und damit auch<br />

die entsprechende redundante sicherheitsrelevante Hardware,<br />

die eine Selbstüberwachung der Komponente möglich macht.<br />

Daher werden die RFID-Sicherheitssensoren aus der SRF-Produktreihe<br />

auch mit Varianten angeboten, die in Reihe geschaltet<br />

werden können. Diesen Varianten werden je zwei Eingangsanschlüsse<br />

hinzugefügt, auf die die Sicherheitsausgänge des in der<br />

Kette davor liegenden Sensors geschaltet werden. So können bis<br />

zu 32 Sensoren unter Beibehaltung des Performance Level e in<br />

Reihe geschaltet werden. Als wesentliches Merkmal erfolgt die<br />

Reihenschaltung der SRF-Sensoren mit einer handelsüblichen<br />

ungeschirmten 4-Draht Leitung, deren Leiter mit der Spannungsversorgung<br />

und dem redundanten Sicherheitssignal belegt sind.<br />

DAISY CHAIN UND GÄNSEBLÜMCHEN<br />

Neben den Vorteilen wie einfache Verdrahtung, die Notwendigkeit<br />

von nur einem redundanten Sicherheitseingang der nachgeschalteten<br />

Sicherheitssteuerung und einem hohen Performance<br />

Level bietet die SRF-Kette auch die Möglichkeit, die Zustände der<br />

einzelnen Sensoren in die übergeordnete Steuerung einzulesen.<br />

Technisch wird dies so realisiert, dass der von der Steuerung am<br />

weitesten entfernte Sensor ein Datenpaket mit seinen Statusinformationen<br />

generiert und auf die Sicherheitssignale aufmoduliert.<br />

<strong>Der</strong> nächste Sensor liest das Datenpaket ein, ergänzt es um<br />

seine eigene Statusinfos und gibt das Paket an den nächsten Sensor<br />

weiter. Am steuerungsseitigen Ende der Kette befindet sich<br />

02<br />

ein zusätzliches Diagnosemodul, dass die Diagnoseinformation<br />

aus dem Sicherheitssignal separiert und für den Anwender aufbereitet.<br />

Dieses System nennt Bernstein Daisy Chain Diagnose<br />

(DCD), womit die Frage der Titelzeile an dieser Stelle beantwortet<br />

wäre: <strong>Der</strong> Begriff „Daisy Chain“ bedeutet wortwörtlich aus<br />

dem Englischen übersetzt „Gänseblümchenkette“; wird aber<br />

auch im technischen Sinne für die Reihenschaltung von Schaltern<br />

und Sensoren verwendet. Essenziell für das DCD-System ist<br />

die Unabhängigkeit von Sicherheitssignal und DCD-Daten auf<br />

der Leitung. Ebenso dürfen sich die Sicherheitssteuerung und<br />

das Diagnosemodul, die ja parallel an die Sicherheitsausgänge<br />

angeschlossen sind, nicht gegenseitig beeinflussen.<br />

SICHER MIT DEM SMART SAFETY SYSTEM<br />

Bernstein strebt eine ständige Erweiterung des Produktportfolios<br />

mit den oben beschriebenen Eigenschaften unter dem Oberbegriff<br />

Smart Safety System an. Dies betrifft sowohl die Sicherheitsschaltgeräte<br />

in der Sicherheitskette als auch die Diagnosemodule<br />

und Sicherheitsauswertungen am Ende der Sicherheitskette.<br />

Da der Anwender in den meisten Fällen auch bei Sicherheitsaufgaben<br />

mit eher kleinem Funktionsumfang einen Not-Halt als<br />

ergänzende Schutzmaßnahme in das System integrieren muss,<br />

wurde die Produktreihe SEU (Safety Emergency Unit) entwickelt.<br />

Die SEU stellt entweder einen Not-Halt-Taster mit dem nötigen<br />

Funktionsumfang für das Smart Safety System dar oder besteht<br />

aus einer Anschlussbox für zweikanalige elektromechanische<br />

Sicherheitsschaltgeräte, sodass klassische, mechanische Sicherheitsschalter<br />

ebenfalls angeschlossen werden können. Dank<br />

M<strong>12</strong>-Anbindung lassen sich diese Komponenten einfach in eine<br />

vorhandene elektronische SRF-Sicherheitskette integrieren.<br />

Bilder: Bernstein AG<br />

www.bernstein.eu<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 79


MASCHINENSICHERHEIT<br />

SICHERHEIT,<br />

DIE PASST<br />

SPECIAL<br />

Sicherheitssysteme müssen nicht nur zuverlässig<br />

sein, sondern auch zur Anwendung passen und<br />

den Umgebungsbedingungen trotzen. Ein<br />

robustes Ultraschallsensorsystem lässt sich dank<br />

seiner kleinen Sensoreinheiten praktisch überall<br />

integrieren und über eine flexible Steuerung auf<br />

verschiedenste Weise parametrieren.<br />

Für eine sichere Interaktion zwischen Menschen und Maschinen<br />

steht grundsätzlich die Einhaltung der Maschinenrichtlinie<br />

an erster Stelle. In Produktion und Logistik gibt es immer<br />

mehr Roboter und fahrerlose Transportsysteme (FTS,<br />

bzw. automated guided vehicles, AGV), die autonom agieren. Für<br />

Matthias Sollmann Global Product Manager, Innovation Unit Ultrasonic and<br />

Radar Sensors, Factory Automation Pepperl+Fuchs SE in Mannheim<br />

eine effizienzsteigernde Automatisierung werden Sicherheitskonzepte<br />

benötigt, die mit komplexen, dynamisch-variablen<br />

Situationen zurechtkommen. Die Sensorik besetzt dabei eine<br />

Schlüsselrolle.<br />

Das USi-safety-System von Pepperl+Fuchs beruht auf der bauartbedingten<br />

Robustheit der Ultraschallsensorik und ist laut Hersteller<br />

als einziges sicheres Ultraschallsystem gemäß der Norm<br />

EN ISO 13849 Kategorie 3 PL d zertifiziert.<br />

ROBUST UND VIELFÄLTIG EINSETZBAR<br />

Ultraschallsensoren sind bauartbedingt sehr robust und vielfältig<br />

einsetzbar. Anders als etwa der Lichtstrahl eines optischen<br />

Sensors wird der Ultraschallimpuls von der Umgebungsatmosphäre<br />

praktisch nicht beeinträchtigt. Schallwellen durchdringen<br />

Dämpfe, Staub und Niederschläge. Sie breiten sich nicht linearpunktförmig,<br />

sondern mit der Kontur einer Keule aus. Sie treffen<br />

also immer flächig auf das Zielobjekt und erfassen auch unregelmäßige<br />

Oberflächen zuverlässig. Die Schallemission der Ultraschallwandler<br />

funktioniert auch bei Verschmutzung und anhaftenden<br />

Belägen. Eine der Besonderheiten des USi-Systems ist<br />

die Form der Schallkeule, die für Sicherheitsanwendungen modi-<br />

80 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


MASCHINENSICHERHEIT<br />

USI-SAFETY AUF EINEN BLICK<br />

n Ultraschallsensorsystem mit zwei unabhängigen Kanälen,<br />

die jeweils die ISO 13849 Kategorie 3 PL d erfüllen<br />

n einsetzbar in rauer Umgebung und auch für Außenanwendungen<br />

geeignet<br />

n stark elliptische Schallkeule für ideale Bereichsüberwachung<br />

n Sensoreinheiten benötigen nur wenig Installationsfläche<br />

n Synchronisation mehrerer Geräte ohne physikalische<br />

Verbindung zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung zwischen<br />

z. B. mehreren AGV<br />

n intuitiv bedienbare Parametriersoftware zur Einstellung von Schaltpunkten,<br />

Ausgangslogik sowie Safety- und ultraschall-spezifischen Parametern<br />

INTUITIV BEDIENBARE PARAMETRIERSOFTWARE<br />

Jeder Wandler verfügt über zwei parametrierbare Schaltpunkte.<br />

Wird nur ein Schutzfeld benötigt, werden sie identisch definiert.<br />

Durch differenzierte Festlegung unterteilt man den Detektionsbereich<br />

in Schutz- und Warnfeld, zum Beispiel für Langsamfahrt<br />

und Stopp. Die Reaktionszeit des USi-Systems liegt bei 91 ms.<br />

Mit der Parametriersoftware des USi-safety kann man die Ausgangslogik<br />

intuitiv einstellen und periodische Tests initialisieren.<br />

Standardparameter für den Safety-Einsatz sind bereits hinterlegt.<br />

Schutz- und Warnfelder lassen sich individuell an die jeweilige<br />

Anwendung anpassen. Beim Konfigurieren im Expertenmodus<br />

kann man auch physikalische Faktoren der Ultraschallsensorik<br />

Ist es ein Vogel?<br />

Ist es ein Flugzeug?<br />

Nein! ES IST DER DS6!<br />

fiziert wurde. Durch ihre gestauchte, in einer Querachse stark<br />

verbreiterte Form mit einem elliptischen Querschnitt, deckt<br />

sie am Ort des Auftreffens in 1,5 m Abstand eine Fläche von 80<br />

auf 32 cm ab. Die maximale Reichweite beträgt 2,5 m. Die Sensoren<br />

sind in der Lage, in diesem breiten Bereich auch sehr<br />

kleine Objekte oder Körperteile zu detektieren.<br />

<strong>Der</strong> Ultraschallwandler, also die eigentliche Sensoreinheit<br />

des USi-Systems, ist selbst ebenfalls sehr klein. Er misst lediglich<br />

27 × 21 × 13 mm und lässt sich mit diesen Maßen selbst im<br />

Gabelzinken eines Staplers oder am Ende eines Roboterarms<br />

installieren. Die kompakte Größe ist möglich, weil sich die<br />

Auswerteeinheit nicht wie sonst direkt am Wandler befindet,<br />

sondern entkoppelt ist. Sie kann bis zu 3 m Kabellänge entfernt<br />

angebracht werden.<br />

Dieses Designmerkmal erlaubt eine ungewöhnliche Flexibilität<br />

bei der Installation. Zudem verfügen die Ultraschallwandler<br />

über die Schutzart IP69K und sind damit besonders widerstandsfähig.<br />

Sie vertragen sowohl eine Hochdruckreinigung<br />

als auch den Einsatz unter rauen Wetterverhältnissen im Außenbereich.<br />

Dort übernimmt im Fall großer Temperaturschwankungen<br />

ein optionaler Temperaturfühler die automatische<br />

Kompensation.<br />

- für pneumatische und<br />

hydraulische Anwendungen<br />

- Sicherheitsbauteil nach<br />

Maschinenrichtlinie<br />

- für Druckbereiche von<br />

1-300 bar<br />

Erfahren Sie mehr auf<br />

www.hydropa.de<br />

Zugegeben, Superkräfte konnten wir<br />

ihm noch nicht nachweisen aber<br />

mit dem ermittelten B10 d<br />

-Wert<br />

lassen sich höchste<br />

Sicherheitsanforderungen<br />

erfüllen und sogar das<br />

Performance Level e<br />

erreichen.<br />

<br />

®<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 81<br />

az_hydropa_o+p_90x130_201019.indd 1 22.10.2020 09:28:29


MASCHINENSICHERHEIT<br />

01 Einfache Installation und Parametriermöglichkeiten<br />

der Komponenten<br />

02 Die stark elliptische Schallkeule sorgt<br />

für eine ideale Bereichsüberwachung<br />

03 Zutrittskontrolle einer Maschine mit<br />

USi-safety: Im Gegensatz zu einem<br />

Lichtgitter sind Schallwellen unempfindlich<br />

gegen Staub und Verschmutzung<br />

01<br />

SPECIAL<br />

einbeziehen. Dazu gehören zum Beispiel Echoverstärkung, Empfindlichkeit,<br />

Mehrfach-Scan, Einschaltverzögerung, Nahfeld,<br />

Echoverbreitung und Hysterese. Die Software unterdrückt Interferenzen<br />

zwischen den Ultraschallsignalen, wenn sich mehrere<br />

USi-Systeme innerhalb der Reichweite der Schallwellen befinden.<br />

Das erlaubt sowohl einen Begegnungsverkehr mit mehreren AGV<br />

in derselben Halle oder die Ausstattung mehrerer Maschinen im<br />

Nahbereich mit dem USi-System. Die Detektionsfähigkeit bleibt<br />

uneingeschränkt erhalten.<br />

ERFASSUNGSBEREICHE<br />

INTELLIGENT ABGESICHERT<br />

Störgrößen lassen sich mit der Teach-In-Funktion der Software<br />

ausblenden. Das ist nicht zuletzt bei beengten Einbausituationen<br />

von Vorteil, wo häufig Komponenten der Maschine in das Warnoder<br />

Schutzfeld hineinragen. Andere Objekte, die in denselben<br />

Bereich geraten, werden trotzdem erfasst. Ein fest installiertes<br />

Objekt im Erfassungsbereich kann außerdem als Referenzobjekt<br />

zum Manipulationsschutz dienen. Safety-Protokolle für die Anlagendokumentation<br />

werden automatisch erstellt.<br />

02<br />

03<br />

Die entkoppelte Auswerteeinheit ist mit zwei parallel arbeitenden<br />

Mikrocontrollern ausgestattet. Sie überwachen sowohl die<br />

Sensorfunktion als auch gegenseitig sich selbst und führen regelmäßig<br />

Prüf- und Testroutinen durch. Auffällige Abweichungen<br />

bei den Sensoreinheiten oder zwischen den Controllern lösen<br />

automatisch die Sicherheitsschaltung aus.<br />

An die Auswerteeinheit können ein oder zwei Ultraschallwandler<br />

angeschlossen werden, jeweils durch zwei fehlersichere, voneinander<br />

unabhängige Kanäle. Jeder angeschlossene Wandler<br />

verfügt über einen Meldeausgang sowie sichere OSSD-Ausgänge<br />

nach Kategorie 3 PL d für die Signalausgabe an eine Sicherheitssteuerung.<br />

Die Voraussetzungen für ein sicheres Sensorsystem<br />

sind mit nur einer angeschlossenen Sensoreinheit erfüllt und<br />

damit eine zuverlässige Absicherung gegeben. Die Geräte-Parameter<br />

können für die beiden Ultraschallwandler unterschiedlich<br />

festgelegt werden.<br />

VIELFÄLTIGE EINSATZMÖGLICHKEITEN<br />

Das USi-safety-System ist für zahlreiche Sicherheitsaufgaben geeignet.<br />

Es kann auch mit optischen Systemen kombiniert werden,<br />

die zum Beispiel die Steuerung eines AGV übernehmen. Typische<br />

Einsatzbereiche sind:<br />

n Zutrittsabsicherung bei Maschinen: Die flach-elliptischen<br />

Schallkeulen sichern den Zutritt zu einem Gefahrenbereich ab.<br />

Im Gegensatz zu einem Lichtgitter sind sie unempfindlich gegen<br />

Staub und Verschmutzung.<br />

n Umfelderkennung bei Robotern: Zutrittschutz für den Sicherheitsbereich<br />

n Werkzeugabsicherung bei Mensch-Roboter-Kollaboration<br />

(MRK): Beim Präsentieren eines Werkstücks in einer ergonomischen<br />

Position überwacht die Schallkeule des USi-Systems den<br />

Eingriffbereich.<br />

n Fahrwegkontrolle bei AGV: Bei fahrerlosen Flurförderzeugen<br />

dient ein USi-System mit zwei Ultraschallwandlern als Personenund<br />

Kollisionsschutz bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.<br />

n Fersenschutz für Hubfahrzeuge: Bei Mitgängerfahrzeugen<br />

wird die vorangehende Person geschützt, ohne den Transport<br />

zu verzögern.<br />

n Lagerplatzkontrolle in der Logistik: Die Schallkeule übernimmt<br />

die Fach-belegt-Kontrolle.<br />

n Abstandskontrolle und Kollisionsschutz bei Servicefahrzeugen<br />

auf Flughäfen: Die Ausleger der Fahrzeuge, z. B. das mobile<br />

Gepäck-Förderband, wird in Langsamfahrt zur Endposition<br />

gelenkt; das Schutzfeld verhindert sicher die Kollision mit der<br />

Flugzeughaut.<br />

Bilder: Pepperl+Fuchs SE<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

82 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


MASCHINENSICHERHEIT<br />

SCHNELLSPANNEINRICHTUNG FÜR SEILZUGSCHALTER<br />

OPTIMIERT UND NEU GEDACHT<br />

Am Fließband, in der Fertigungsstraße<br />

oder direkt an der Maschine – wenn es<br />

um maximale Sicherheit geht, sind die<br />

Seilzugschalter der Bernstein AG eine<br />

zuverlässige und bewährte Lösung, um<br />

eine mögliche Gefahr schnell abzuwenden<br />

und eine Anlage im Notfall zum<br />

Stillstand zu bringen. Die Produktfamilie<br />

der Sicherheits-Seilzugschalter hat das<br />

Unternehmen erst kürzlich um den SRO (Safety Rope Pull), eine besonders<br />

kleine und kompakte Variante ergänzt. Ab sofort bietet Bernstein seine<br />

Schnellspanneinrichtung der Reihe „Quick-Fix“ auch als Zubehörteil für den SRO<br />

an – unter dem Namen QF-40. <strong>Der</strong> besondere Clou besteht darin, dass das Seil<br />

zum Spannen nun nicht mehr im Klemmbereich entmantelt werden muss. Es ist<br />

jetzt möglich, das Seil mit bis zu 5 mm Außendurchmesser direkt samt Mantel<br />

einzuführen und zu verklemmen – eine enorme Zeit-, Werkzeug- und Kostenersparnis,<br />

die ab sofort für alle Schnellspanneinrichtungen für Seilzugschalter aus<br />

dem Hause Bernstein gilt.<br />

www.bernstein.eu<br />

WIEDERANLAUFSPERRE FÜR<br />

LICHTGITTER<br />

Für die Lichtgitterfamilie PSENopt II von<br />

Pilz steht mit PSENopt II lockout jetzt<br />

eine Wiederanlaufsperre zur Verfügung.<br />

Diese verhindert ein unbeabsichtigtes<br />

Wiederanlaufen der Maschine, zum<br />

Beispiel bei Wartungsarbeiten in<br />

Gefahrenbereichen. Zusätzliche Sicherheitssensoren sind nicht notwendig, eine<br />

visuelle Inspektion der Gefahrenstelle ist damit ab sofort überflüssig. Die<br />

Zubehörlösung PSENopt II lockout der Lichtgitterfamilie umfasst eine Montagevorrichtung<br />

und den dazugehörigen Schwenkarm. Die Wiederanlaufsperre lässt<br />

sich schnell montieren: Die Montagevorrichtung wird einfach seitlich am<br />

Lichtgitter befestigt. Auch das Handling ist unkompliziert: <strong>Der</strong> Schwenkarm<br />

kann, sobald der Gefahrenbereich betreten wird, vor das Sichtfeld des Lichtgitters<br />

geklappt werden, etwa bei Wartungsarbeiten. Zusätzliche Sicherheit bietet<br />

hierbei ein Schloss, das ein erneutes Verstellen des Schwenkarms ausschließt.<br />

www.pilz.com<br />

SICHERHEITSSENSOR MIT INTEGRIERTER SOFTWARE-LOGIK<br />

Die Schmersal Gruppe hat ihren kompakten<br />

Sicherheitssensor RSS260 weiterentwickelt und<br />

mit neuer Software ausgestattet, sodass der<br />

Sensor nun mit Rückführkreisüberwachung<br />

(EDM), automatischem/manuellem Wiederanlauf,<br />

Reset sowie Not-Halt-Überwachung vier<br />

zusätzliche, optional wählbare Funktionen bietet.<br />

In der F0/F1-Variante übernimmt der RSS260 die<br />

Aufgaben eines Sicherheitsrelaisbausteins. Das heißt, die Überwachung der<br />

beweglichen Schutzeinrichtung sowie der direkt von den Sensorausgängen<br />

angesteuerten Schütze wird von der integrierten Logik im Sensor ausgeführt,<br />

sodass der Einsatz eines separaten Auswertegeräts nicht mehr nötig ist. Mit<br />

seinen kleinen Maßen (40 × 18 × 30 mm) eignet sich RSS260 mit der passenden<br />

Sensor-Target-Kombination sowohl zur Montage an Aluminiumprofilen als auch<br />

zum Einsatz an vielen Türformaten. <strong>Der</strong> Sensor verfügt sowohl über eine<br />

AS-i-Safety-at-Work-Schnittstelle als auch über ein Interface für den Schmersal<br />

SD-Bus. Über die serielle Diagnosefunktion (SD) ist eine Reihenschaltung von<br />

bis zu 31 Sicherheitssensoren und -zuhaltungen möglich sowie die Übertragung<br />

von nicht-sicheren Diagnose- und Zustandsdaten der angeschlossenen Geräte.<br />

www.schmersal.com


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

POLE-POSITION<br />

... WENN ES UM EFFIZIENTE<br />

ANTRIEBSSYSTEME GEHT<br />

Christoph Summerer, Gearbox and Cooling,<br />

Technische Universität Ingolstadt, Schanzer Racing Electric<br />

84 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

Für den rein elektrischen Boliden „SRe22“ nutzt ein Entwicklerteam<br />

aus rund 45 Studenten eine Berechnungssoftware zur Auslegung des<br />

Planetengetriebes im Radträger. Das Resultat ist ein Getriebe,<br />

das selbst unter Lasteintrag einen hohen Wirkungsgrad erreicht.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 85


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

DAS TEAM<br />

01<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Das Formula Student Team „Schanzer Racing Electric“<br />

wurde 2010 von einer kleinen Gruppe beherzter Alumnis<br />

gegründet. Schon 20<strong>12</strong> war das erste Fahrzeug fahrbereit<br />

und belegte bei seinem ersten Event, dem „Formula<br />

Student Germany“, den achten Rang. Seither entwickeln,<br />

konstruieren und fertigen die Teammitglieder jedes Jahr einen<br />

rein elektrischen Rennwagen, um sich in einem der weltweit<br />

größten Konstruktionswettbewerbe mit anderen Hochschulen<br />

und Universitäten zu messen. <strong>Der</strong>zeit arbeitet das Team mit rund<br />

45 Studenten am nächsten Boliden, dem „SRe22“, wobei sich ihnen<br />

eine Reihe technischer Herausforderungen stellen.<br />

Kisssoft war zunächst als Berechnungssoftware für den<br />

Eigengebrauch des Getriebeherstellers L. Kissling & Co.<br />

AG in Zürich entwickelt worden. In den 1980er-Jahren<br />

verbreitete sich die Software rasch in alle Branchen des<br />

Maschinenbaus. 1998 gründete Dr. Ulrich Kissling die<br />

Kisssoft AG Schweiz als eigenständiges Unternehmen<br />

zum Zweck der Erhaltung und Sicherstellung der Weiterentwicklung<br />

und Wartung der Programmreihe. Kisssoft<br />

ist ein modular aufgebautes Berechnungsprogramm<br />

zur Auslegung, Optimierung und Nachrechnung von<br />

Maschinenelementen nach internationalen Normen.<br />

Die für verschiedenste Anwendungsgebiete individuell<br />

zugeschnittenen Softwarepakete garantieren maßgeschneiderte<br />

Lösungen und Integration in alle gängigen<br />

CADs. Die Berechnungsprogramme Kisssoft und Kisssys<br />

ermöglichen durch ihren modularen Aufbau die Anwendung<br />

in vielen Bereichen: Industriegetriebe, Fahrzeugbau,<br />

Lager- und Verzahnungsherstellung, Feinwerktechnik,<br />

Kunststoff, Turbogetriebebau, Windkraft, Schiffbau und<br />

weitere Fachgebiete.<br />

HERAUSFORDERUNG: HOHE ÜBERSETZUNG<br />

BEI GERINGEM BAURAUM<br />

Schon 2017 wurde ein Allradantriebskonzept mit vier Radnabenmotoren<br />

entwickelt, das sich über Jahre bewährt hat. Dieses Konzept<br />

stellt das Team jedoch jedes Jahr vor die Herausforderung,<br />

ein Getriebe mit hoher Übersetzung in einem stark begrenzten<br />

Bauraum zu konstruieren. Die von ihnen gewählten Motoren erzeugen<br />

ein Nennmoment von lediglich 10 Nm bei einer Drehzahl<br />

von 18 000 Umdrehungen pro Minute. Für ihren Einsatz ist das jedoch<br />

ungeeignet, weshalb − mithilfe von Rundenzeitsimulationen<br />

− eine ideale Übersetzung von etwa 14,5:1 ermittelt wurde.<br />

Diese Übersetzung wird durch ein Planetengetriebe erreicht, das<br />

im Radträger sitzt. <strong>Der</strong> Bauraum dort ist aber durch die Größe<br />

der Felgen auf einen Durchmesser von ungefähr 150 mm<br />

begrenzt.<br />

Hier bleibt durch die Anbindung der Querlenker an den Radträger<br />

nur noch wenig Bauraum für das Getriebe übrig. Zudem ist<br />

ein möglichst kleines Getriebe wünschenswert. Einerseits, weil<br />

ein leichteres Fahrzeug grundsätzlich Vorteile hat durch ein<br />

höheres Beschleunigungspotenzial und eine höhere Effizienz.<br />

Zum anderen zählt das Getriebe durch die Position im Radträger<br />

zu den sogenannten „ungefederten Massen“: Das sind Massen,<br />

deren Bewegung nicht durch die Fahrzeugfedern und -dämpfer<br />

abgefangen werden. Dadurch haben sie einen Anteil an den –<br />

von den Querlenkern zu übertragenden – Kräften. Dies hat wiederum<br />

einen bedeutenden Einfluss auf die Auslegung der Fahrwerksteile<br />

wie auch des Chassis.<br />

EXAKTE AUSLEGUNG DES GETRIEBESYSTEMS<br />

„SRe22“ verwendet das modular aufgebaute Berechnungsprogramm<br />

Kisssoft und seinen Systemaufsatz in der Entwicklung zur<br />

Auslegung des gesamten Getriebesystems. Dies beinhaltet die<br />

Berechnung von Schraubenverbindungen, Wellen und vor allem<br />

die Stirnräder. Mittels der genauen Berechnungsmethoden von<br />

Kisssoft lassen sich beispielsweise die Wellen, auf denen die Pla-<br />

86 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

02<br />

04<br />

01 Querlenker und Radträger mit<br />

integriertem Motor und Getriebe<br />

02 Schnitt durch das Planetengetriebe<br />

03 Die Auslegung des Getriebesystems<br />

erfolgt mit der Software Kisssoft<br />

04 Arbeiten mit Kisssoft<br />

03<br />

neten sitzen, oder auch ihre Radlager auf die genau passende<br />

Größe auslegen. Dadurch lässt sich viel Gewicht einsparen, ohne<br />

dass das Team große Risiken hinsichtlich der Haltbarkeit in Kauf<br />

nehmen muss. Ebenfalls im Einsatz ist der Systemaufsatz Kisssys,<br />

der die Auslegung und Simulation ganzer Getriebe ermöglicht.<br />

Da beim aktuellen Konzept die Planetenträger ebenfalls als Radnabe<br />

und somit für die Kraftübertragung von Rad zu Radträger<br />

genutzt wird, hat dies einen Einfluss auf die Laufeigenschaften<br />

des Getriebes. Denn durch den Krafteintrag verformt sich der<br />

Planetenträger – folglich liegen die Planeten nicht mehr exakt an<br />

ihrer idealen Position, wodurch der Widerstand des Getriebes erhöht<br />

wird und somit der Wirkungsgrad sinkt. Mit Kisssoft ist es<br />

möglich, diese Deformation bereits in der Auslegung mit einzuberechnen.<br />

Dabei wird die Zahnform an die Anforderungen des<br />

Teams angepasst. Das Resultat ist ein Getriebe, das selbst unter<br />

Lasteintrag einen möglichst hohen Wirkungsgrad erreicht.<br />

KENNTNISSE GEWINNEN FÜR<br />

ANTRIEBSKONZEPTE DER ZUKUNFT<br />

Dieser hohe Wirkungsgrad und das geringere Gewicht des<br />

Getriebes führt zu einem effizienten Antriebsstrang. Dieser<br />

wiederum ermöglicht es dem Team, seine Renn-Events mit einem<br />

möglichst geringen Energieverbrauch bei dennoch hoher<br />

Performance zu bestreiten.<br />

Alle Erfahrungen, die sie hierbei sammeln, nehmen die Jungingenieure<br />

nach ihrem Abschluss in ihre zukünftigen Tätigkeiten<br />

mit, um aktuelle Antriebssysteme zu verbessern oder die<br />

Antriebskonzepte der Zukunft zu entwickeln.<br />

Bilder: KISSsoft AG<br />

www.kisssoft.com


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

EFFIZIENZSCHUB<br />

DURCH DIGITALES ENGINEERING<br />

Patrick Bruder, Business Development Digital<br />

Automation Solutions, Lenze SE, Aerzen<br />

88 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

Effizientere Prozesse und eine kürzere Time-to-Market sind<br />

wesentliche Faktoren, um sich im weltweit härter werdenden<br />

Wettbewerb zu behaupten. Die Anforderungen der<br />

Kunden stehen dem entgegen: Flexiblere Maschinen, die<br />

effizienter und leistungsfähiger sind, machen den Entwicklungsprozess<br />

aufwändiger und fehleranfälliger. Mit digitalen Tools<br />

gelingt es schon heute, den Zeit- und Ressourceneinsatz im<br />

Engineering zu begrenzen. Künftig können sie über den gesamten<br />

Lifecycle dazu beitragen, Abläufe zu vereinfachen, Kosten zu<br />

senken und damit das Dilemma des Maschinenbaus zu lösen.<br />

Flexiblere, leistungsfähigere Maschinen und<br />

Anlagen benötigen nicht nur aufwendigere<br />

Steuerungsprogramme. Auch der<br />

Entwicklungsprozess wird komplexer. Schon<br />

heute schafft digitales Engineering hier<br />

Entlastung. Eine durchgängige Datennutzung<br />

und andere positive Effekte werden künftig<br />

noch weiter verstärkt.<br />

INFORMATIONSFLUSS ENTSCHEIDEND<br />

Für die Entwicklung einer Maschine ist ein bewährtes Prinzip die<br />

Modularisierung: Erprobte Funktionseinheiten werden wiederverwendet<br />

und nicht immer wieder neu designt. Profitieren<br />

können Maschinenbauer und Anwender über weite Teile des<br />

Lifecycles – vom Design über Programmierung und Inbetriebnahme<br />

bis hin zu Lagerhaltung und Ersatzteillogistik. Die<br />

wichtigste Voraussetzung, um auf Informationen aus vorangegangenen<br />

Projekten zurückgreifen zu können, ist, dass diese in<br />

standardisierter Form verfügbar sind. An dieser Stelle setzt<br />

der „Digitale Zwilling“ an: Er bildet physische Komponenten<br />

und Maschinen elektronisch ab und ist Sammelakte für alle<br />

relevanten Informationen. Das Konzept ist unter dem Namen<br />

„Verwaltungsschale“ bereits ein Kernbestandteil im Referenzarchitekturmodell<br />

Industrie 4.0 (RAMI 4.0), im internationalen<br />

Sprachgebrauch als Asset Administration Shell (AAS) bezeichnet.<br />

Zwar wurden bereits vor drei Jahren wesentliche Schritte zur<br />

Standardisierung der AAS von der Plattform Industrie 4.0 verabschiedet.<br />

Doch erst langsam schließen sich die Lücken, die<br />

bislang einer durchgängigen Datennutzung im Weg stehen.<br />

MODERNE DESIGN-WERKZEUGE<br />

Einen wesentlichen Beitrag dazu leistet Lenze mit Werkzeugen<br />

und Apps, die das AAS-Konzept bereits heute anwendbar machen.<br />

Hier ist vor allem der EASY System Designer (ESD) zu<br />

nennen, der die ersten Engineering-Schritte wie Idee, Design<br />

und konkrete Entwicklung abdecken wird. Mit einem solchen<br />

webbasierten Werkzeug können alle am Planungsprozess beteiligten<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 89


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01<br />

01 <strong>Der</strong> Digitale Zwilling bildet physische Komponenten<br />

elektronisch ab und ist Sammelakte für alle relevanten<br />

Informationen; das Konzept wird im internationalen<br />

Sprachgebrauch als Asset Administration Shell (AAS)<br />

bezeichne<br />

02 Entscheidender Faktor Informationsfluss: Die digitale<br />

Transformation bietet dem Maschinenbau langfristig<br />

enorme Effizienzpotenziale – umso mehr, je früher die<br />

richtigen Weichen gestellt werden<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Personen der unterschiedlichen mechatronischen Fachdisziplinen<br />

die komplette Planung von Automationslösungen – vom Controller<br />

bis zur Antriebstechnik – samt der nötigen Applikationssoftware,<br />

durchführen.<br />

Die Informationen, die dabei anfallen und in der AAS beziehungsweise<br />

dem Digitalen Zwilling gesammelt werden, stehen<br />

auch in den folgenden Lifecycle-Phasen zur Verfügung. So sorgt<br />

Lenze mittelfristig mit passenden Schnittstellen dafür, dass beispielsweise<br />

Werkzeuge von Drittherstellern für Simulation und<br />

Virtual Commissioning darauf zugreifen können. Im Entwicklungsprozess<br />

können Fehler schneller entdeckt und behoben<br />

werden, und die Zeit für Auslieferung und Inbetriebnahme reduziert<br />

sich deutlich.<br />

SMARTES ENGINEERING<br />

Lenze leistet mit Apps und Werkzeugen einen wesentlichen Beitrag<br />

zur durchgängigen Datennutzung. Ein neues Entwicklungsprojekt<br />

beginnt im ESD mit der Definition grundsätzlicher Maschinenfunktionen.<br />

Auf dieser Grundlage lässt sich bereits programmgestützt<br />

eine Machbarkeitsprüfung erstellen, die frühzeitig auf<br />

mögliche Probleme hinweist. Beim Design werden Struktur der<br />

Applikationen und der I/O angelegt sowie die benötigte Steuerung<br />

festgelegt. Dabei lassen sich bereits vorhandene Lösungsmodule<br />

berücksichtigen. Auch bei diesem Schritt hilft das Planungswerkzeug<br />

bei der Machbarkeitsprüfung und deckt potenzielle<br />

Konflikte auf.<br />

Für den OEM sind besonders die digitalen Assistenten eine<br />

wichtige Unterstützung. Die Auswahl von Komponenten, die<br />

Planung von Strukturen und das Aufspüren von Inkonsistenzen<br />

und potenziellen Problemen wird hiermit beschleunigt und vereinfacht.<br />

So wird der ESD zu einem smarten Entwicklertool.<br />

Außerdem legt der ESD den Grundstein für einen Digitalen<br />

Zwilling, also die Asset Administration Shell (AAS), die Struktur<br />

und Daten der Maschine als Single Point of Information enthält.<br />

Dazu zählen etwa die verwendeten Komponenten und ihre Eigenschaften<br />

sowie Informationen zur Software. So kann der Anwender<br />

auch später auf alle benötigten Informationen zentral<br />

und standardisiert zugreifen. Ein einheitliches Datenmodell eröffnet<br />

die weitere Nutzung auch in anderen Werkzeugen oder<br />

sogar in Tools anderer Hersteller. Ein Beispiel dafür liefert das<br />

Asset-Management von Lenze. Es greift im späteren Betrieb genau<br />

auf diese Daten zu, beispielsweise wenn es darum geht,<br />

beim Ersatz einer Komponente die richtige Variante auszuwählen<br />

90 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

DIGITALES ENGINEERING BESCHLEUNIGT<br />

ENTWICKLUNGSPROZESSE, ...<br />

... verbessert die Qualität und ermöglicht, Tätigkeiten zu parallelisieren.<br />

So können Maschinenbauer sehr flexibel Maschinen mit hoher Modularität<br />

bei kürzerer Time-to-Market realisieren. Jeder ist gut beraten, sich geeignete<br />

Partner wie Lenze zu suchen und vom Not-Invented-Here-Syndrom zu lösen.<br />

Das heißt, offene Standards und vorgefertigte und getestete Software<br />

wie Lenze FAST nutzen.<br />

BURKHARD BALZ, Senior Vice President Automation Systems bei Lenze<br />

und Fehlbestellungen zu vermeiden.<br />

So vergrößert sich<br />

der Nutzen des Digital Engineering<br />

mittels AAS Schritt für<br />

Schritt.<br />

ZENTRALER<br />

MOSAIKSTEIN DER<br />

DIGITALISIERUNG<br />

Digitales Engineering und Digitaler<br />

Zwilling sind nicht länger<br />

Theorie und auch kein<br />

Versprechen auf eine ferne,<br />

ungewisse Zukunft, sondern<br />

in der Realität angekommen.<br />

Sie sind bereits praktisch einsetzbar<br />

und liefern einen<br />

nachweisbaren Mehrwert. Die<br />

weitere Entwicklung bietet<br />

enormes Potenzial zum Beispiel<br />

hinsichtlich der durchgängigen<br />

Nutzung der AAS<br />

und aller enthaltenen Informationen.<br />

Ein weiterer Aspekt<br />

der zunehmenden Digitalisierung<br />

ist das Zusammenspiel<br />

in unterschiedlichen Bereichen,<br />

das weitere Vorteile generiert.<br />

Etwa die einfachere<br />

Nutzung von Cloud-Services,<br />

die zur Optimierung von Fertigungsprozessen<br />

beitragen.<br />

Oder die intelligente Auswertung<br />

von Betriebsdaten, beispielsweise<br />

aus Antrieben, die<br />

zusätzliche Sensoren überflüssig<br />

machen. Und nicht zuletzt<br />

auch die erhöhte Flexibilität<br />

von Anlagen, in denen<br />

ganze Fertigungsmodule einfach<br />

per Plug-and-produce<br />

ausgetauscht werden können.<br />

Bilder: Lenze<br />

www.lenze.com<br />

Smart Services<br />

mit cynapse<br />

Collect. Analyze. Visualize.<br />

Ihr Schritt in die digitale Welt: Getriebe mit cynapse erfassen eigenständig<br />

Betriebsdaten. In Verbindung mit unseren Smart Services ermöglichen wir<br />

Ihnen eine einfache Analyse und Verarbeitung Ihrer Maschinendaten.<br />

• cynapse Monitor: Visualisierung des Betriebsverhaltens<br />

• Data Gateway: Sensordatenintegration und -verarbeitung<br />

• cynapse Teach-In: Schwellwertermittlung<br />

• Anomaly-Check: Abweichungserkennung<br />

Erfahren Sie mehr: www.wittenstein-alpha.de/cynapse<br />

WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme<br />

www.wittenstein-alpha.de


WENN ALLES MITEINANDER<br />

VERZAHNT IST<br />

Die aktuellen Trends im Engineering der Automatisierungstechnik im Maschinen- und<br />

Anlagenbau sind erst der Anfang eines massiven Umbruchs. Denn hier und heute geht es<br />

neben der Konstruktionsmethodik auch um ganz neue Arten der Nutzung von Engineering-<br />

Software und um neue Formen der Zusammenarbeit zwischen Schaltschrankbauern und<br />

ihren Kunden und Zulieferern. Außerdem sind grundsätzlich andere Formen der<br />

Datenhaltung und des Datenaustauschs möglich.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Änderungen, von denen Schaltschrankbauer profitieren,<br />

beginnen schon auf der faktischen Ebene der Software-<br />

Nutzung. Ergänzend zu den klassischen Engineering-<br />

Lösungen, die in der eigenen IT-Landschaft eingesetzt<br />

werden, bieten Schnittstellen und cloudbasierte Applikationen<br />

ein enormes Potential für mehr Datendurchgängigkeit und konsequente<br />

Digitalisierung. Das gilt sowohl im eigenen Unternehmen<br />

und insbesondere in der Kollaboration mit Partnern und Auftraggebern<br />

im Ökosystem der industriellen Automation. Hinzu kommen<br />

neue Lizenzmodelle der Softwareanbieter (Subscription,<br />

SaaS), die ein entscheidendes Mehr an Flexibilität mit professionellen<br />

Engineering-Lösungen ermöglichen.<br />

CLOUD LIEFERT MEHRWERT<br />

Ob die Daten der zu bearbeitenden Projekte in der eigenen IT-<br />

Landschaft („on premise“) oder in der Cloud abgelegt sind, entscheidet<br />

der Anwender. Das neue Konzept, das in diesem Beitrag<br />

am Beispiel der Eplan-Plattform 2022 beschrieben wird, ist nicht<br />

an die Nutzung der Cloud gebunden. Aber es entfaltet erst mit ihr<br />

den vollen Umfang seiner Vorteile. Zu diesen Vorteilen gehört das<br />

ortsunabhängige Elektro-Engineering. Das gab es in den Zeiten<br />

Birgit Hagelschuer, Pressesprecherin bei der EPLAN Software & Service<br />

GmbH & Co. KG in Monheim am Rhein<br />

vor der Cloud zwar auch schon, mit Mails und FTP-Servern. Über<br />

die Eplan-Cloud erhalten die Kunden jetzt eine Möglichkeit, allen<br />

Projektbeteiligten Zugang zum aktuellen (und identischen)<br />

Datenstand zu geben. Dadurch können Elektro-Ingenieure und<br />

andere Projektbeteiligte mit konsistenten Daten arbeiten. Die<br />

zentrale Datenbereitstellung vereinfacht den Umgang mit Projektversionen<br />

und Änderungen – und erleichtert die Zusammenarbeit<br />

im Projektteam. Eine klare Zugangsberechtigung legt fest,<br />

wer welche Daten einsehen und ändern darf. Je nach Bedarf kann<br />

der Projektverantwortliche eine Berechtigung definieren und das<br />

Projekt für einen Kollegen oder den Kunden freigeben.<br />

KOLLABORATION ERHÖHT DIE QUALITÄT<br />

Damit wird die Kollaboration über Standorte, Abteilungen und<br />

den Produktlebenszyklus hinweg sehr viel einfacher. Das steigert<br />

die Qualität der Projekte und die Produktivität, weil z. B. die Abstimmung<br />

zwischen den Projektbeteiligten deutlich beschleunigt<br />

wird und Unstimmigkeiten früher erkannt werden. Es erhöht die<br />

Transparenz und vereinfacht z. B. die Installation und Inbetriebnahme<br />

der Schaltschränke vor Ort, weil sich Inbetriebnehmer<br />

per Laptop stets den aktuellen Datenstand aufrufen können.<br />

Und: Sie können per Redlining/Greenlining Änderungen, die<br />

sich vor Ort ergeben, direkt dokumentieren und zurück an die<br />

Kollegen im Engineering geben. Auch das steigert die Qualität<br />

der Konstruktionsdaten und sorgt für einen konsistenten<br />

„as built“-Status.<br />

92 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01<br />

01 In Eplan eBuild findet der Schaltschrankbauer<br />

vorgefertigte Bibliotheken,<br />

die eine Voraussetzung schaffen für<br />

ein automatisiertes Erstellen<br />

von Schaltplänen<br />

02 Die neue Eplan-Plattform 2022<br />

mit komplett neuer Bedienoberfläche:<br />

Die praktische Multifunktionsleiste<br />

mit moderner Ribbon-Technik passt<br />

sich der Anwendung flexibel an<br />

02<br />

02<br />

NEUE LIZENZOPTIONEN – NEUE CHANCEN<br />

Die Tatsache, dass cloud-basierte Software-Produkte nach dem<br />

Software-as-a-Service-Modell bereitgestellt werden, vereinfacht<br />

auch die ersten Schritte in Richtung Cloud (und, durch die neuen<br />

erweiterten Möglichkeiten, auch das Zusammenspiel mit „onpremise“-Lösungen).<br />

<strong>Der</strong> Anwender muss keinen neuen Softwarebaustein<br />

in seine Infrastruktur implementieren und auch<br />

nicht auf eine aktuelle Version migrieren. Die exakt auf die Aufgabenstellung<br />

zugeschnittenen Applikationen reduzieren die<br />

Einarbeitung und sind in der Regel intuitiv anwendbar. User<br />

können die neue Arbeitsweise einfach mit einem Projekt ausprobieren<br />

– und müssen das im ersten Schritt nicht mit ihren<br />

Kunden abstimmen, für die sich in der Zusammenarbeit so lange<br />

nichts ändert, bis die neuen Möglichkeiten auch in der Kollaboration<br />

nicht genutzt werden.<br />

PROJEKTE IN DER CLOUD MANAGEN<br />

Vor der Nutzung kommt das Hochladen in die Cloud. Das geschieht<br />

mit Eplan eManage, das zum Start in einer kostenlosen<br />

Version zur Verfügung steht. Mit diesem Tool schickt der Anwender<br />

das Projekt der Eplan-Plattform in die sichere Cloud-Umgebung.<br />

Über eManage kann er auch die Rechtevergabe organisieren und<br />

unternehmensübergreifende Review-Prozesse digital umsetzen.<br />

Und mit der gerade gelaunchten, kostenpflichtigen Vollversion<br />

von eManage lässt sich das Eplan-Projekt mit allen am Prozess<br />

Beteiligten auch synchronisieren.<br />

SCHALTPLÄNE WEITGEHEND<br />

AUTOMATISIERT ERSTELLEN<br />

Ein weiterer ergänzender Baustein zur Eplan-Plattform ist eBuild.<br />

Hier findet der Schaltschrankbauer bereits in der Free-Version<br />

vorgefertigte Bibliotheken, die eine Voraussetzung schaffen für<br />

ein weitgehend automatisiertes Erstellen von Schaltplänen. Da<br />

Lösungsanbieter Eplan die Bibliotheken gemeinsam mit namhaften<br />

Partnern wie Phoenix Contact entwickelt hat, umfassen sie<br />

eine große Bandbreite an Funktionen und Komponenten. In der<br />

kostenpflichtigen Version von eBuild können Bibliotheken selbst<br />

erstellt und an die eigenen, individuellen Anforderungen angepasst<br />

werden. Wie intelligent und vielseitig diese neueste Version<br />

des automatisierten Elektro-Engineerings ist, zeigt ein Beispiel:<br />

Wenn der Anwender eingibt, dass der Schaltplan nach dem USamerikanischen<br />

UL-Standard erstellt werden soll, berücksichtigt<br />

die Software eBuild automatisch sämtliche UL-Vorgaben zum<br />

Beispiel für die Auslegung einer Motorsteuerung und erstellt<br />

zugleich die erforderlichen UL-konformen Nachweise.<br />

DATEN ÜBERGREIFEND BEREITSTELLEN –<br />

ÜBER DIE KONSTRUKTION HINAUS<br />

<strong>Der</strong> Überblick zeigt: Das cloudbasierte Elektro-Engineering<br />

bietet jedem Beteiligten an der Wertschöpfungskette des Schaltschrankbaus<br />

Vorteile. Diese Vorteile resultieren zum einen aus<br />

einem perfekten Zusammenspiel zwischen Desktop-basierten<br />

und cloudbasierten Engineering-Lösungen. Dabei sind die<br />

Werkzeuge jeweils exakt auf die Aufgabenstellung des jeweiligen<br />

Anwenders zugeschnitten und insbesondere die cloudbasierten<br />

Applikationen auf einfachste Art und Weise direkt im<br />

Zugriff.<br />

Zweitens aber bietet die Datenablage in der Cloud erhebliche<br />

Vorteile, weil die Projektdaten übergreifend bereitstehen. Und<br />

eben dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten der Datennutzung<br />

– weit über die Projektierungsphase hinaus. Künftig werden<br />

die während des Elektro-Engineerings und des Schaltschrankbaus<br />

erstellten Daten im Sinne des PLM (Product Lifecycle Management)<br />

über die gesamte Lebensdauer der Anlage genutzt,<br />

aktualisiert und gepflegt – als „digitaler Zwilling“ der realen Anlage.<br />

Und das eröffnet dem Schaltschrankbauer auch die Möglichkeit,<br />

neue Geschäftsfelder wie die kontinuierliche Datenpflege bei<br />

Bestandsanlagen zu erschließen.<br />

Bilder: Aufmacher vectorfusionart – stock.adobe.com, sonstige Eplan<br />

www.eplan.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 93


SPOTLIGHT<br />

NORMELEMENTE MIT SYSTEM<br />

EINSATZ<br />

OHNE GRENZEN<br />

Schnappverschlüsse verriegeln zuverlässig und<br />

ermöglichen eine einfache und schnelle Bedienung.<br />

<strong>Konstrukteur</strong>e verwenden die bewährten<br />

Platzwunder, wenn der Bauraum begrenzt ist,<br />

aber auch in Applikationen bei denen<br />

Erschütterungen und Vibrationen auftreten können.<br />

SPOTLIGHT<br />

Andreas Roth, Leiter Marketing,<br />

Heinrich Kipp Werk GmbH & Co. KG


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Das Heinrich Kipp Werk hat eine Reihe von<br />

Schnappverschlüssen entwickelt, die für den<br />

bündigen Einbau in Türen, Klappen oder Schubladen<br />

konzipiert sind. <strong>Der</strong> Anwender muss die<br />

jeweilige Vorrichtung einfach nur zudrücken und die<br />

Schnappfunktion garantiert eine sichere Verriegelung.<br />

„Wir haben schon seit längerer Zeit Spann- und Fallenverschlüsse<br />

im Sortiment, die gut nachgefragt werden“,<br />

erläutert Stefan Frick, Produktmanager bei Kipp. „<strong>Der</strong> Bereich<br />

Verschlusstechnik hat ein großes Marktpotenzial.<br />

Deshalb fiel vor einiger Zeit der Entschluss, auch<br />

Schnappverschlüsse anzubieten.“ Gesagt, getan: Um eine<br />

bestmögliche Qualität zu garantieren, entwickelte Kipp<br />

die Produkte eigenständig und produziert sie mit einem<br />

modernen Maschinenpark in Deutschland.<br />

GROSSE VARIANTENVIELFALT<br />

Das Sortiment umfasst Ausführungen mit klappbaren<br />

Griffen sowie einrastbare Schnappverschlüsse. Erstere<br />

Modelle sind in vier Varianten für Türblattstärken von 2<br />

bis 22 mm und auch abschließbar erhältlich. Eine Vorspannung<br />

verhindert ein „Klappern“ im Einsatz. Verfügbar<br />

sind die Farben Schwarz, Weiß, Beige sowie Schwarz<br />

mit verchromtem Griff.<br />

Einrastbare Schnappverschlüsse sind optimal bei begrenzten<br />

Platzanforderungen; sie sind für dünne Türen<br />

mit Stärken von 0,6 bis 1 mm vorgesehen und können ohne<br />

Werkzeug montiert werden. Anwender können durch<br />

Schieben des Griffes entriegeln und durch Ziehen öffnen.<br />

ABSCHLIESSBARE<br />

VERSCHLÜSSE GESTATTEN<br />

BEI ELEKTRO-EINHEITEN<br />

EINE ZUGANGSKONTROLLE<br />

Nach dem Zudrücken bleibt der Verschluss dank der<br />

Schnappfunktion dauerhaft und sicher bestehen.<br />

Darüber hinaus führt Kipp Schnappverschlüsse mit<br />

versenktem Knopf für Türblattstärken von 1,2 bis 19 mm.<br />

Diese Ausführungen sind in schwarz, weiß, beige und<br />

verchromt erhältlich. „Es handelt sich hierbei um Verschlüsse,<br />

bei denen der Knopf durch Drücken herausspringt“,<br />

erläutert Stefan Frick. „Bei einigen Modellen ist<br />

der Knopf drehbar, dadurch ergibt sich eine zusätzliche<br />

Sicherung: <strong>Der</strong> Anwender muss den Knopf erst drehen<br />

und dann ziehen.“ Das Verriegeln erfolgt automatisch, sobald<br />

die Tür zugedrückt wird. <strong>Der</strong> Knopf lässt sich anschließend<br />

wieder versenken.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 95


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01 02<br />

PLATZSPAREND UND EINFACH<br />

ZU MONTIEREN<br />

Aufgrund der einfachen Funktionsweise können <strong>Konstrukteur</strong>e<br />

die Schnappverschlüsse in allen Anwendungen einsetzen, bei<br />

denen Türen o. ä. schnell und sicher verschlossen werden müssen.<br />

Die Kunststoffprodukte sind einfach zu montieren, durch<br />

den bündigen Einbau besonders platzsparend und haben ein<br />

geringes Gewicht. Diese Art der verlässlichen Verriegelung ist<br />

zudem eine ideale Wahl für Bereiche, bei denen sich herkömmliche<br />

Schließmechanismen durch plötzliche Bewegungen oder<br />

Erschütterungen unbeabsichtigt wieder öffnen könnten – so<br />

zum Beispiel durch hohen Wellengang in der Seefahrt oder<br />

beim abrupten Beschleunigen und Bremsen von Krankenwagen.<br />

„<strong>Konstrukteur</strong>e sollten diese Produkte gerade bei stark<br />

vibrierenden Maschinen in Erwägung ziehen“, so Stefan Frick.<br />

„Abschließbare Varianten ermöglichen hier zudem eine<br />

Zugangskontrolle, zum Beispiel wenn elektronische Einheiten<br />

zusätzlich geschützt werden sollen.“<br />

Verwendung finden Schnappverschlüsse auch in der Verpackungsindustrie,<br />

der Automobilbranche und der Medizintechnik.<br />

Im letzteren Bereich ermöglichen sie es zum Beispiel,<br />

empfindliche medizinische Geräte sicher zu verwahren. Die<br />

Produkte bewähren sich zudem in Wartungsklappen von Laborgeräten<br />

oder anderen Maschinen – hier kommen meist die<br />

Ausführungen für dünne Türen zum Einsatz. Vielfältige Verwendungsmöglichkeiten<br />

gibt es auch in Wohnmobilen, wo das<br />

gesamte Mobiliar so gestaltet sein muss, dass es holprige Fahr-<br />

SCHNAPPVERSCHLÜSSE<br />

ERLAUBEN KONSTRUKTIV<br />

MEHR FLEXIBILITÄT<br />

SPOTLIGHT<br />

<strong>Der</strong> Bereich Verschlusstechnik hat noch viel Potenzial.<br />

Mit unserer Vielzahl an Schnappverschlüssen bieten<br />

wir <strong>Konstrukteur</strong>en wahre Problemlöser für Einsatzbereiche,<br />

in denen Erschütterungen und Vibrationen<br />

auftreten. Eine sichere Verriegelung ist damit auch in<br />

anspruchsvollen Anwendungen stets gewährleistet.<br />

Verschiedene Ausführungen erlauben konstruktiv<br />

eine flexible Anpassung an die Gegebenheiten der<br />

jeweiligen Applikation.<br />

STEFAN FRICK, Produktmanager bei Kipp, Sulz am Neckar<br />

96 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

03 04<br />

ten gut übersteht. „Den Anwendungsmöglichkeiten sind<br />

eigentlich keine Grenzen gesetzt“, betont Stefan Frick. „Gerne<br />

werden die Schnappverschlüsse zum Beispiel auch im Messebau<br />

genutzt. Dort lassen sich in Kombination mit Aluminiumprofilen<br />

sichere Schaukästen oder auch flexible Transportvorrichtungen<br />

gestalten.“<br />

BÜNDIGER EINBAU IM ZEITLOSEN DESIGN<br />

Wie bei allen seinen Produkten hat Kipp auch bei den Schnappverschlüssen<br />

Wert auf ein durchdachtes Design gelegt. Weil es<br />

bereits viele runde oder komplett eckige Modelle auf dem<br />

Markt gibt, hat sich das Unternehmen für eine quadratische<br />

Form mit Radien an den Ecken entschieden. Zu der modernen<br />

KONSTRUKTEURE SOLLTEN<br />

SCHNAPPVERSCHLÜSSE BEI STARK<br />

VIBRIERENDEN MASCHINEN IN<br />

ERWÄGUNG ZIEHEN<br />

und dennoch zeitlosen Anmutung trägt auch die klassische<br />

Farbgestaltung bei, wobei für besondere Anwendungen eine<br />

Ausführung mit schwarzem Gehäuse und verchromtem Griff<br />

erhältlich ist. <strong>Der</strong> bündige Einbau ist für <strong>Konstrukteur</strong>e nicht<br />

nur aus Platzgründen interessant, sondern hat auch optische<br />

Vorteile – somit sind keinerlei störende Konturen sichtbar.<br />

„Natürlich versteht es sich von selbst, dass alle unsere<br />

Schnappverschlüsse mit der gewohnten Kipp-Qualität gefertigt<br />

werden“, so Stefan Frick. „Zudem sind sie ab Lager sofort und<br />

auch in größeren Mengen verfügbar.“ Das gilt im Übrigen auch<br />

für Produkte, die sich mit den Schnappverschlüssen kombinieren<br />

lassen. Denn bei Kipp sind zum Beispiel auch Scharniere<br />

oder Teleskopschienen erhältlich, mit denen sich komplette<br />

Lösungen – sprich in diesem Fall zum Beispiel Schubladen<br />

oder Schränke – konstruieren lassen.<br />

01 Schnappverschlüsse ermöglichen eine einfache und sichere<br />

Verriegelung von Türen, Klappen oder Schubladen<br />

02 Einrastbare Schnappverschlüsse sind für dünne Türen konzipiert<br />

und somit auch bei begrenzten Platzanforderungen geeignet<br />

03 Mit Schnappverschlüssen und Aluminiumprofilen lassen sich<br />

Schaukästen oder auch flexible Transportvorrichtungen gestalten<br />

04 Auf Booten gewähren Schnappverschlüsse auch bei Wellengang<br />

eine sichere Verriegelung<br />

TELESKOPSCHIENEN ERGÄNZEN DAS PORTFOLIO<br />

Gerade das Sortiment der Teleskopschienen wurde erst kürzlich<br />

erweitert. Dank unterschiedlichster Funktionen und Eigenschaften<br />

der Produkte können <strong>Konstrukteur</strong>e nach Bedarf<br />

das passende Produkt aus dem umfangreichen Portfolio des<br />

Unternehmens wählen. „Im Programm finden sich unter anderem<br />

Modelle mit Rastung in geöffneter sowie geschlossener<br />

Position, gedämpftem Selbsteinzug oder auch mit mechanischer<br />

Öffnungsunterstützung“, zählt Stefan Frick auf. „Auch bezüglich<br />

der Auszugsart und der Montage stehen unseren Kunden<br />

unterschiedliche Optionen zur Verfügung.“ So ausgerüstet<br />

eignen sich die Teleskopschienen für vielfältige Anwendungen:<br />

Sie sind nicht nur für Industriemöbel interessant, sondern<br />

kommen auch allgemein im gewerblichen Sektor zum Einsatz.<br />

Die angebotene Produktvielfalt soll sich in den nächsten Jahren<br />

noch weiterentwickeln. <strong>Der</strong>zeit laufen bei Kipp Entwicklungsprojekte<br />

für zusätzliche Modelle mit neuen Funktionen<br />

und Werkstoffen. Das Ziel: Dem <strong>Konstrukteur</strong> noch mehr Auswahlmöglichkeiten<br />

zu geben – sodass stets die beste Lösung für<br />

die jeweilige Anwendung erreicht werden kann.<br />

Bilder: HEINRICH KIPP WERK GmbH & Co. KG<br />

www.kipp.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 97


KONSTRUKTIONSELEMENTE & CO.<br />

SICHERHEIT AUF DER<br />

SIEBTEN ACHSE<br />

Mit einer siebsten Achse erreichen Roboter in Fertigungsund<br />

Produktionsanlagen eine höhere Reichweite. Mit dieser<br />

zusätzlichen Verfahrachse können <strong>Konstrukteur</strong>e den Roboter<br />

schnell in den Arbeitsraum einbringen oder präzise zu parallel<br />

bahngesteuerten Arbeitsgängen führen. Es lohnt sich, für<br />

den Schutz der Endlagen Stoßdämpfer einzusetzen.<br />

SPOTLIGHT<br />

Die Anforderungen an Schnelligkeit und Beweglichkeit<br />

von Automatisierungslösungen nehmen zu. Ein Spezialist<br />

für automatisierte Fertigungsprozesse ist Tünkers.<br />

Das Familienunternehmen in zweiter Generation fertigt<br />

Anlagen in eigener Produktion. Für gängige Funktionen im Umfeld<br />

des Roboters wie Spannen, Bearbeiten und Transportieren<br />

gibt Tünkers Ingenieuren und <strong>Konstrukteur</strong>en weltweit erprobte<br />

Produkte an die Hand. Robuste, wartungsarme Bausteine sind<br />

auch für extreme Einsatzbedingungen der Großserienfertigung in<br />

der Automobil- wie in der Zulieferindustrie ausgelegt. Im Baukasten<br />

enthalten sind Antrieb, Getriebe, Prozesskontrolle sowie<br />

passende Schnittstellen – somit sind Funktionen wie Spannen<br />

oder Fördern vollständig abgebildet.<br />

VORTEILE DER SIEBTEN ACHSE NUTZEN<br />

Zuverlässigkeit und Präzision in der Automatisierungstechnik<br />

sind auch für das Tochterunternehmen Expert-Tünkers von zen-<br />

Robert Timmerberg M. A., plus2 GmbH, Düsseldorf<br />

traler Bedeutung. Ebenfalls weltweit agierend, liegt der Schwerpunkt<br />

des Portfolios auf Drehtischen und der Transporttechnik;<br />

zunehmend werden kundenspezifische Lösungen entwickelt. Ein<br />

Produkt, das Bewährtes wie Neuartiges zusammenführt, ist die<br />

Siebte Achse des Unternehmens aus Lorsch in Hessen. Mit dieser<br />

zusätzlichen Verfahrachse lassen sich Beweglichkeit und Reichweite<br />

in der Robotik steigern. <strong>Der</strong> Roboter lässt sich hiermit zum<br />

einen schnell in den jeweiligen Arbeitsraum fahren. Zum anderen<br />

kann er präzise zu parallel bahngesteuerten Arbeitsgängen<br />

geführt werden. So ist es möglich, dass der Roboter an verschiedenen<br />

Orten mehrere Arbeitsschritte vornehmen kann, was zu<br />

schnelleren Prozessen, einem ökonomischeren Betrieb und zur<br />

Schonung von Ressourcen führt.<br />

STROMUNABHÄNGIGE ENDLAGENSICHERUNG<br />

Expert-Tünkers setzt bei den schnellen, präzisen Verfahrachsen<br />

auf eine verwindungssteife Modulbauweise. Auch bei einer Länge<br />

von 30 m ist noch eine hohe Prozessgenauigkeit sichergestellt.<br />

<strong>Der</strong> Antrieb erfolgt über eine schrägverzahnte Zahnstange mit<br />

gehärteten Flanken, ein robustes, einstellbares Führungssystem<br />

und einen in den Laufwagen des Roboters integrierten Servo-<br />

Getriebemotor. Neben bodennahen Applikationen sind auch<br />

98 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE & CO.<br />

und einmal 4 000 kg bei einem Meter pro Sekunde erfolgreich<br />

verzögert werden. In beiden Endlagen wurden beim Projektstart<br />

dafür Tubus-Sicherheitsdämpfer des Typs TC134-146-S eingebaut.<br />

LÖSUNG IM ERSTEN SCHRITT: REVERSIBLE<br />

UND IRREVERSIBLE FESTKÖRPERDÄMPFER<br />

Alle TC-S-Typen von ACE verbinden hohe Kraftaufnahme mit<br />

einer kompakten Bauform mit Durchmessern von 64 bis<br />

176 mm. Energieaufnahmen werden in Bereichen von 450 bis<br />

17 810 Nm stufenlos abgedeckt. <strong>Der</strong> in diesem Anwendungsfall<br />

genannte Dämpfertyp ist ausgelegt für die Aufnahme von kinetischer<br />

Energie von 7 310 bis 10 230 Nm. Expert-Tünkers war<br />

mit den Sicherheitsdämpfern zufrieden – ebenso gefiel dem<br />

Konstruktionsteam der Siebten Achse die Betriebssicherheit im<br />

Projektverlauf. So kam der Wunsch auf, die Endlagensicherung<br />

noch ökonomischer zu gestalten.<br />

verfahrbare Geo-Werkzeuge denkbar. Dank der Expertise von<br />

Expert-Tünkers bei Walzendrehtischen lässt sich die Siebte Achse<br />

auch als Kurve anlegen.<br />

Egal, ob mit oder ohne Kurve – ein Crash in den Endlagen ist in<br />

jedem Fall zu vermeiden. Denn sonst drohen neben Reparaturen<br />

an Robotern und Gesamtkonstruktion kostspielige Ausfallzeiten.<br />

Daher war der <strong>Konstrukteur</strong> der Verfahrachse, Michael Müller,<br />

während der Entwicklungsphase auf der Suche nach einem unabhängig<br />

von Strom arbeitenden Schutz. Für das Team von Expert-Tünkers<br />

kam als Zulieferer für die kleinen, aber wichtigen<br />

Bauteile nur ein Unternehmen infrage, das höchsten Ansprüchen<br />

hinsichtlich Qualität und Langlebigkeit seiner Produkte genügt.<br />

Gleichzeitig sollte eine preiswerte Lösung gefunden werden.<br />

Die Erfüllung dieser Anforderung fanden die <strong>Konstrukteur</strong>e bei<br />

ACE Stoßdämpfer aus Langenfeld: „Aus Kooperationen in der<br />

Vergangenheit wussten wir, dass bei ACE neben der Produktqualität<br />

auch der Service oft den Ausschlag gibt. Im Verlauf des<br />

Projekts wurden wir darin bestätigt“, gibt Nuno Martins, International<br />

Engineering Coordinator bei Expert-Tünkers, einen<br />

Einblick. Die Auslegung ergab, dass an den beiden Enden des<br />

Verfahrweges unterschiedliche Eckdaten zu berücksichtigen<br />

waren. So mussten bei einem maximalen Antriebsdrehmoment<br />

von rund 400 Nm einmal 2 500 kg bei zwei Meter pro Sekunde<br />

DIE EINWEG-CRASH-DÄMPFER<br />

FÜR DEN NOT-STOPP SCHÜTZEN<br />

KONSTRUKTIONEN WIE EINE<br />

KNAUTSCHZONE<br />

ACE informierte uns frühzeitig, dass eine neue<br />

Produktserie vor der Markteinführung steht,<br />

die für unseren Fall ein noch interessanteres<br />

Preis-Leistungsverhältnis verspricht. Die Rede<br />

ist von den neuen ACE Crash-Dämpfern. Wie die<br />

TI-Dämpfer sind auch diese Maschinenelemente<br />

von ACE irreversibel.<br />

NUNO MARTINS, International Engineering<br />

Coordinator bei Expert-Tünkers<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 99


KONSTRUKTIONSELEMENTE & CO.<br />

01 02<br />

03<br />

01 Siebte Achse mit Drehstation für die flexible Automatisierung<br />

von Expert-Tünkers<br />

02 Die reversiblen Tubus-Sicherheitsdämpfer in der<br />

Bauform TC-S sicherten in der ersten Konstruktionsphase<br />

die Roboter-Linearverfahrachse<br />

SPOTLIGHT<br />

03 In der finalen Konstruktionsphase entschied sich Expert-Tünkers<br />

für die wahlweise aus Aluminium oder aus Stahl gefertigten Crash-<br />

Dämpfer; sie falten sich bei einer Havarie zusammen und bauen die<br />

Energie von Massenkräften auf einen Schlag so gut wie rückprallfrei ab<br />

04 Die Siebte Achse wird über ein Ritzel-Zahnstangensystem<br />

angetrieben, Sicherheitsdämpfer von ACE schützen die Konstruktion<br />

in den Endlagen<br />

04<br />

Die zunächst gewählte Dämpferlösung war für den Gebrauch in<br />

Krananlagen konzipiert; dieser Dämpfer ist gekennzeichnet<br />

durch sein einmaliges Dual-Konzept, bei dem zwei reversible<br />

Festkörperdämpfer in einer Komponente kombiniert sind. Dadurch<br />

sind hohe Federraten und die genannten Werte erzielbar.<br />

Nachdem die <strong>Konstrukteur</strong>e die Erfahrungswerte im Betrieb der<br />

Siebten Achse hinsichtlich der Endlagensicherung mit ACE teilten,<br />

nahmen Tubus-Produktmanager Thorsten Kohnen und sein<br />

Team in Langenfeld nochmals die Auslegungsdaten unter die<br />

Lupe. Sie berechneten für den Einsatzfall mit der höheren Geschwindigkeit<br />

von 2 m/s die Sicherheitsdämpfer des Typs Tubus<br />

TI30-75-3 als eine weitere passende Lösung; für den weiteren Fall<br />

mit einem Verfahrtempo von 1 m/s empfahlen sie Dämpfer des<br />

Typs TI24-33-1. Vergleicht man die Werte dieser Komponenten<br />

für den Not-Stopp mit den vorgenannten, zeigt sich, dass sie mit<br />

7 683 bzw. 2 701 Nm pro Hub noch passgenauer auf die jeweiligen<br />

Anforderungen zugeschnitten worden sind. <strong>Der</strong> größte Unterschied<br />

zu der zuvor genannten TC-S-Lösung liegt jedoch darin,<br />

dass die Tubus TI-Typen mit Bälgen und einer Führungshülse aus<br />

Metall ausgestattet sind. Dies führt dazu, dass sie im Gegensatz<br />

zu den reversiblen Sicherheitsdämpfern von ACE, die aus Co-Polyester-Elastomer<br />

hergestellt werden, ohne Rückprall arbeiten.<br />

Bei einer Energie absorption von bis zu 96 % sind diese Komponenten<br />

irreversibel und damit für die einmalige Verwendung vorgesehen.<br />

Ein Umstand, der aufgrund der Erfahrungen, dass der<br />

Notfall so gut wie nie auftritt, in Kauf genommen wurde.<br />

DER LÖSUNG NÄCHSTER SCHRITT: NEUE<br />

EINWEG-CRASH-DÄMPFER FÜR DEN NOT-STOPP<br />

Nach den Lieferungen dieser Komponenten blieben Nuno Martins<br />

und Thorsten Kohnen in Kontakt. Und so drang frühzeitig durch,<br />

dass ACE eine neue Produktserie auf den Markt bringt, die für<br />

100 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


Thorsten Kohnen,<br />

Produktmanager für<br />

Strukturdämpfer, am<br />

Falltester bei ACE<br />

THINK<br />

SMART.<br />

THINK<br />

HALDER-<br />

PINS.<br />

den konkreten Anwendungsfall bei Tünkers ein noch interessanteres<br />

Preis-Leistungsverhältnis verspricht. Diese neuen<br />

Crash-Dämpfer arbeiten wie die TI-Dämpfer irreversibel.<br />

Die Maschinenelemente aus speziellem Aluminium- oder<br />

Stahlrohr werden bei einem Crash in einer vorgese henen<br />

Form zusammengefaltet. Dadurch schützen sie Konstruktionen<br />

wie eine Knautschzone mit gleichmäßigem<br />

Energieabbau von 98 %. Sie sind in zehn Grundtypen mit<br />

Außendurchmessern von 87,5 mm in den Alu- beziehungsweise<br />

63 und 38 mm in den Stahlausführungen lieferbar. So<br />

waren die passenden Komponenten für die Endlagen der<br />

Siebten Achse schnell gefunden: Ihr maximaler Hub beträgt<br />

je nach Typ zwischen 45 und 160 mm. Geringe Stützkräfte<br />

von 13 000 - 70 000 N tragen entscheidend zur Sicherung der<br />

Konstruktionen bei.<br />

Ein weiterer entscheidender Vorteil für Anwender von<br />

Werkzeugmaschinen, Förderanlagen oder wie hier in der Robotertechnik<br />

ist zum einen die Bandbreite der möglichen<br />

Energieaufnahmen zwischen 670 bis zu <strong>11</strong> 200 Nm pro Hub.<br />

Zum anderen ist nach einer Havarie aus der Verformung des<br />

Einweg-Elements das Crash-Ereignis rekonstruierbar und im<br />

besten Fall in Zukunft vermeidbar. <strong>Der</strong> Austausch ist einfach<br />

und geht schnell vonstatten. Diese Applikation veranschaulicht,<br />

wie sich durch den Ausbau des ACE-Portfolios spezifische<br />

Kundenanforderungen auf den Punkt realisieren lassen.<br />

Für Expert-Tünkers ist dank der Kooperation mit ACE eine in<br />

allen Belangen passende Endlagensicherheitslösung für die<br />

Siebte Achse entstanden.<br />

Bilder: Aufmacher Alexander Limbach – stock.adobe.com, 02 + 03 ACE und<br />

GW St. Pölten, Sonstige Expert-Tünkers<br />

www.ace-ace.de<br />

Das Werkzeug, für das<br />

Sie kein Werkzeug brauchen.<br />

www.halder-pins.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

GESUNDE<br />

PRODUKTION DURCH<br />

ROLLENKETTEN<br />

Die Zuverlässigkeit der Förderketten in seinen Verpackungsmaschinen bereitete einem<br />

Pharmahersteller Probleme. Durch die externe Schmierung der Ketten wurden die<br />

Blisterverpackungen verunreinigt, was zu einer Verminderung der Produktionsleistung<br />

führte. Mit dem Einsatz wartungsarmer Rollenketten konnte Abhilfe geschafft werden.<br />

SPOTLIGHT<br />

Eine Versorgung mit Medikamenten muss zu jeder Zeit<br />

s ichergestellt sein. Daher dürfen Produktionslinien der<br />

Hersteller von pharmazeutischen Produkten nicht ausfallen.<br />

Viele Arzneimittel wie Tabletten, Kapseln oder Granulate<br />

werden in sogenannte Blister verpackt. Das sind Verpackungen,<br />

die die Sicht auf das darin enthaltene Medikament freigeben. Jede<br />

Dosis umgibt dabei eine Kunststoffblase auf einem Träger. Diese<br />

schützt die Arzneimittel wirksam vor schädlichen Einflüssen wie<br />

Kontamination, Feuchtigkeit und Licht.<br />

MEHRAUFWAND DURCH EXTERNE SCHMIERUNG<br />

<strong>Der</strong> Verpackungsprozess wird von Spezialmaschinen durchgeführt.<br />

In deren Inneren werden Förderketten mit Anbauteilen<br />

verwendet werden, um den Karton zu formen und den Blister in<br />

die Verpackung einzuführen. Aufgrund der Menge der zu verpackenden<br />

Einheiten müssen diese Ketten eine langen Nutzungsdauer<br />

besitzen, zuverlässig funktionieren und damit Ausfall­<br />

Angela Struck, Freie Journalistin und Geschäftsführerin<br />

bei der Presse Service Büro GbR in Ried<br />

zeiten in der Arzneimittelproduktion verhindern. Als ein französischer<br />

Pharmaproduzent ein Problem mit der externen Schmierung<br />

einer Förderkette in seiner Verpackungsmaschine hatte, wandte er<br />

sich an Tsubaki. Die Schmierung der Kette verunreinigte die Blisterverpackung,<br />

verminderte die Qualität der Chargen und führte zu<br />

einem zeitaufwändigen Umpacken bis hin zum Verlust von Chargen.<br />

Darüber hinaus erforderte die Kette jedes Jahr die Demontage<br />

von Teilen der Maschine durch drei Techniker, um die Ketten und<br />

die Führungen zu reinigen. Dieser Prozess führte jeweils zu einem<br />

Maschinenstillstand von bis zu drei Tagen, was die Produktionsleistung<br />

weiter reduzierte. Tsubaki konnte mit der Integration einer<br />

Lambda-Kette die Ausfalltage eliminieren.<br />

WARTUNGSARME LANGGLIEDER-ROLLENKETTE<br />

Die Tsubaki-Ingenieure empfahlen die wartungsarme Langglieder-<br />

Rollenkette RS2008B der Lambda-Serie zusammen mit speziellen<br />

Mitnehmern. Die Lambda-Kette verfügt über ölimprägnierte Sinterbuchsen,<br />

die dafür sorgen, dass die Rollenkette die nötige Gelenkschmierung<br />

auch ohne die Notwendigkeit einer Nachschmierung<br />

von außen erhält. Daher eignen sich diese Lambda-Ketten ganz<br />

besonders für Anwendungen, bei denen das Risiko einer Produktverunreinigung<br />

durch Schmiermittel unbedingt zu vermeiden<br />

102 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


Einfach<br />

01<br />

02<br />

01 Die Lambda-Kette verfügt über ölimprägnierte Sinterbuchsen, die für eine nötige<br />

Gelenkschmierung sorgen<br />

02 Produktionslinien in der Pharmaindustrie dürfen nicht ausfallen<br />

ist. Neben der Pharmaindustrie betrifft das zum Beispiel auch Anwendungen in der<br />

Lebensmittel- und Getränkeindustrie.<br />

Aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit minimiert die Lambda-Kette außerdem<br />

den Wartungsaufwand. In einem patentierten Stanzverfahren werden um das<br />

Auge der Verschlußlasche Materialeigenspannungen erzeugt. Damit wird die Ermüdungsfestigkeit<br />

der Verschlußlasche auf das Niveau der Grundkette erhöht.<br />

ERHÖHTE PRODUKTIVITÄT ERREICHT<br />

Die neuen Lambda-Ketten wurden schließlich an der Blisterverpackungs- und<br />

Kartoniermaschine installiert. Die Techniker des Pharmaherstellers freuten sich<br />

über die Ergebnisse nach dem Umbau: Kette und Führungen mussten zur Reinigung<br />

nicht mehr demontiert werden. Das gestattete eine Erweiterung der Produktionspläne<br />

um drei Tage zusätzliche Verpackungskapazität.<br />

Verzögerungen und Verluste durch kontaminierte Verpackungen gehörten der<br />

Vergangenheit an, wodurch sich die Effizienz und Leistung steigern ließen. Die<br />

Kombination mit dem geringen Wartungsaufwand und der hohen Zuverlässigkeit<br />

erhöhte die Produktivität demnach erheblich. Die Versorgung mit Medikamenten<br />

kann infolgedessen ununterbrochen fortgesetzt werden.<br />

... die gesuchte<br />

Metallfeder<br />

finden<br />

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Bilder: TSUBAKI Deutschland GmbH<br />

www.tsubaki.de<br />

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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

WENN DIE VERBINDUNG<br />

HALTEN SOLL<br />

Um Rüstzeiten an Vorrichtungen und Produktionslinien zu verringern, empfiehlt sich<br />

eine Schnellverschluss-Kupplung, mit der sich Bauelemente beispielsweise mit einer<br />

Maschine oder Vorrichtung durch einfaches An- und Abklicken verbinden lassen.<br />

SPOTLIGHT<br />

Schnellverschluss-Kupplungen werden häufig in der Veranstaltungstechnik<br />

zum schnellen, einfachen Auf- und Abbau<br />

von Bühnenequipment eingesetzt. Die Vorteile einer<br />

solchen Anwendung hat der Normteilspezialist Ganter<br />

auch für die Industrie erkannt und das bewährte Funktionsprinzip<br />

angepasst. <strong>Der</strong> neue Schnellverschluss besteht aus zwei Elementen:<br />

der Kupplung GN 1050 und dem extra darauf abgestimmten<br />

Zapfen GN 1050.1. Zum Schutz vor unbedachtem Öffnen<br />

der Kupplung ist ein Sicherungsknopf vorhanden. Wird die-<br />

PARTNER FÜR NORMELEMENTE<br />

Ganter wurde 1894 als mechanische Werkstätte in<br />

Furtwangen im Schwarzwald gegründet und stellte 19<strong>12</strong><br />

den ersten Normelemente-Katalog vor – fünf Jahre vor<br />

der Gründung der Deutschen Industrie Norm (DIN). Heute<br />

ist das in der mittlerweile vierten Familiengeneration<br />

geführte Unternehmen mit weit über 60 000 ab Lager<br />

lieferbaren Normelementen führend in Entwicklung,<br />

Vertrieb und Herstellung von Normelementen. Ganter<br />

setzt auf konsequente Weiterentwicklung des Produktportfolios<br />

und modernste Fertigung.<br />

Dipl.-Ing. Axel Weber, Abteilungsleiter Marketing,<br />

Otto Ganter GmbH & Co. KG, Furtwangen<br />

ser gedrückt, lässt sich die Schiebemuffe axial bewegen, um im<br />

Inneren einen eingesteckten Zapfen am Einstich zu entriegeln.<br />

Gleichzeitig wird außen ein roter Ring sichtbar, der den entriegelten<br />

Zustand anzeigt.<br />

Die Zapfen sind einzeln erhältlich, sodass mehrere Zapfen im<br />

Wechsel mit einer Kupplung eingesetzt werden können – beispielsweise<br />

um unterschiedliche werkstückabhängige Vorrichtungen<br />

rationell zu positionieren. Befestigt werden sowohl die<br />

Kupplungen als auch die Zapfen entweder über ein Außengewinde<br />

(Form A) oder ein Innengewinde (Form I). Zudem werden die<br />

Anbaumöglichkeiten durch den Flansch GN 1050.2 erweitert, der<br />

die Krafteinwirkung gleichmäßig verteilt.<br />

<strong>Der</strong> Hersteller bietet die Schnellverschluss-Kupplung in zwei<br />

verschiedenen Ausführungen an: in der Variante F mit Festlager<br />

zur positionsgenauen Befestigung sowie in der Version L mit Loslager,<br />

das eine gewisse Toleranz zwischen zwei Befestigungspunkten<br />

ermöglicht.<br />

Standardmäßig wird die Schnellverschluss-Kupplung in<br />

schwarz eloxiertem Aluminium gefertigt und mit einer Verschlussmechanik<br />

aus verzinktem Stahl versehen. Die hochwertigen Materialien<br />

und Oberflächenveredelungen bieten einen hohen Schutz<br />

vor Korrosion und Verschleiß. Sie ermöglichen eine axiale Belastung<br />

der Verbindung von bis zu 35 kN. Weitere Werkstoffkombinationen<br />

und Farbgebungen kann der Hersteller je nach Kundenwunsch<br />

individuell fertigen. In der Planung sind bereits weitere<br />

Größen und Ausführungen dieser Konstruktionselemente.<br />

Bilder: Hintergrund adobe.stock.com, Einklinker Ganter<br />

www.ganternorm.com<br />

104 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

STRUKTURDÄMPFER SCHÜTZEN ENDLAGEN<br />

Insgesamt<br />

umfassen die<br />

Struktur- und<br />

Sicherheitsdämpfer<br />

der Serie<br />

Tubus von ACE<br />

acht Bauarten mit<br />

über 150 Einzelprodukten<br />

für<br />

eine Vielzahl an<br />

Anwendungen. Dabei ist es möglich, annähernd lineare,<br />

progressive oder degressive Kennlinien zu erzeugen. Tests im<br />

Automotive-Bereich haben unter dynamischen Bedingungen<br />

ergeben, dass das Material der Tubus dem von Dämpfern aus<br />

Polyurethan (PU) in punkto Leistungsfähigkeit um das bis zu<br />

Dreifache überlegen ist. Aus diesem Grund hat die Tubus-<br />

Spezial-Familie die PU-Vorgänger als Niederhalter- und<br />

Anhebedämpfer bei der Blechumformung abgelöst. Die<br />

Erfolgsgeschichte ist das Ergebnis einer dreijährigen Entwicklungsarbeit,<br />

die sich immer eng an den Bedürfnissen der<br />

jeweiligen Kunden orientiert hat. Diese hatten zuvor schon<br />

gute Erfahrungen mit Schieberdämpfern von ACE gemacht.<br />

Mit den neuen Crash Dämpfern aus Aluminium- oder<br />

Stahlrohren stellt ACE zudem erstmals auch Einweglösungen<br />

aus diesen Werkstoffen zur Verfügung. Sie eignen sich<br />

besonders zur Vermeidung von Schäden beim Einsatz von<br />

Lineareinheiten in der Robotik sowie zum Schutz von<br />

Endlagen von Werkzeugmaschinen, Förderanlagen und<br />

Hochregalbediengeräten.<br />

www.ace-ace.de<br />

FUNKTIONALITÄT VON ARRETIERBOLZEN<br />

UND STERNGRIFF VEREINT<br />

Aus zwei mach eins: Das Heinrich Kipp Werk bringt einen<br />

kombinierten Arretier- und Spanngriff auf den Markt. So lassen<br />

sich Verstellelemente mit nur einem Gerät positionieren,<br />

sichern und klemmen. Die Arretierung erfolgt formschlüssig<br />

per Bolzen und die Klemmung kraftschlüssig über die Stirnfläche<br />

der Hülse. Durch Drehen des Griffs in gezogener Stellung<br />

wird der Arretierstift in Position gehalten. Die aus Thermoplast<br />

gefertigte<br />

Lösung eignet<br />

sich unter<br />

anderem für die<br />

Handbedienung<br />

von Baugruppen,<br />

Aggregaten,<br />

Maschinen und<br />

Vorrichtungen.<br />

Optional ist das<br />

Produkt mit<br />

einer optischen<br />

Verriegelungskennung<br />

erhältlich. Bei diesem für die Höhenverstellung von Monitoren<br />

prädestinierten Modell zeigt der hervorstehende Signalknopf<br />

an, wenn die Verbindung via Arretierstift nicht vollständig<br />

verriegelt ist. <strong>Der</strong> Durchmesser der Arretierstifte aus Edelstahl<br />

variiert zwischen 4 und 8 mm. Die Gewindehülsen aus Stahl<br />

sind in M8 bis M16 verfügbar und mit Regel- oder Feingewinde<br />

ausgeführt.<br />

www.kippwerk.de<br />

ANZEIGE<br />

ANZEIGE<br />

Die aktuelle Ausgabe enthält eine Beilage von Bihl+Wiedemann GmbH, Mannheim<br />

Die aktuelle Ausgabe enthält eine Beilage von NTI AG LinMot & MagSpring, Spreitenbach (Schweiz)<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2021</strong> im 52. Jahrgang,<br />

ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

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

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. (FH) Martina Laun (ml),<br />

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

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

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Anzeigendisposition: Heike Rauschkolb,<br />

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

Anzeigenpreisliste Nr. 34: gültig ab 1. Oktober <strong>2021</strong><br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

Tel.: 06<strong>12</strong>3/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06<strong>12</strong>3/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

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Jahresabonnement Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € <strong>11</strong>1,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55<strong>12</strong>9 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />

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www.vereinigte-fachverlage.de<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />

Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

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gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

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Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />

entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />

Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />

das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das<br />

Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung, z. B. Einspeicherung<br />

und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

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DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

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des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />

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kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />

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an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />

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zur Feststellung der Verbreitung von<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 105


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

KUNDENSPEZIFISCHE BREMSENLÖSUNGEN FÜR COBOTS<br />

Durch einen agilen Ansatz, bei dem Vertrieb, Entwicklung und<br />

Produktmanagement von Anfang an eng zusammenarbeiten, finden<br />

die Experten von Kendrion in kürzester Zeit die richtige Lösung für<br />

jede Herausforderung. Das Unternehmen kann auf ein breites,<br />

modulares Produktportfolio zurückgreifen. Damit muss die jeweilige<br />

Bremse nicht komplett neu entwickelt werden. Das verkürzt die<br />

Prozesszeiten vom ersten Kontakt bis zum Serienstart. Kendrion kann<br />

so die Federkraftbremsen der Baureihe Servo Slim Line flexibel und<br />

schnell an die Anforderungen für Cobots und andere Projekte<br />

anpassen. Flacher und leichter als der Marktstandard, ermöglichen<br />

die schlanken Einscheibenbremsen den Herstellern kompakte und<br />

dennoch sichere Konstruktionen für Roboter mit Traglasten zwischen<br />

3 und 20 kg. Dank des großen Innendurchmessers können die Kabel<br />

des Cobots durch die Bremse geführt werden.<br />

www.kendrion.com<br />

KABELKANÄLE WIRTSCHAFTLICH UND<br />

PRÄZISE KONFEKTIONIEREN<br />

Kabelkanäle aus<br />

Stahl und<br />

Edelstahl sorgen<br />

in Maschinen und<br />

Anlagen für eine<br />

sichere und<br />

zugleich übersichtliche<br />

Kabelführung.<br />

Maschinenbauer,<br />

die diese Kabelkanäle<br />

selbst<br />

bearbeiten und montieren, unterstützt Pflitsch mit effizienten<br />

Maschinen und Werkzeugen. Um Kabelkanäle auf die jeweilige<br />

Einbausituation anzupassen, werden sie oft noch per Säge<br />

oder Flex auf die richtige Länge gebracht. Das ist aufwändig,<br />

zeitintensiv und zudem mit einer gewissen Arbeitsbelastung<br />

und Verletzungsgefahr verbunden. Mit seinen neuen Werkzeugen<br />

und Maschinen bietet Pflitsch eine zukunftsweisende<br />

Lösung, die Arbeitsprozesse effizienter gestaltet und mit<br />

kurzer Amortisation punktet. Die Bearbeitung von Kabelkanälen<br />

mit den Pflitsch-Maschinen ist einfach und sicher:<br />

Kanalkörper und -deckel werden in die jeweilige Kontur in der<br />

Schneidplatte eingeschoben, dort fixiert und abgelängt. Dank<br />

sauberer Schnitte und gratarmer Kanten entfällt auch die<br />

aufwendige Nacharbeit. <strong>Der</strong> Kanal bleibt bei der Bearbeitung<br />

in Form.<br />

www.pflitsch.de<br />

METALLBALGKUPPLUNG<br />

FÜR HOHLWELLEN<br />

Werden Hohlwellen an Getrieben oder Motoren genutzt, um<br />

Gewicht und Platz zu sparen, kann die Wellenkupplungs-Type<br />

EWG von Enemac eingesetzt werden, um die Hohlwelle mit<br />

einer normalen Welle verbinden zu können. Die Metallbalgkupplung<br />

besteht aus zwei Nabenhälften, verbunden durch<br />

einen vierwelligen Edelstahlbalg. Eine der Naben ist eine<br />

Klemmnabe, die nach Kundenwunsch zusätzlich mit einer<br />

Passfedernut ausgeliefert werden kann. Auf der anderen<br />

Seite befindet sich eine Spreizkonusnabe, die einfach in<br />

die Hohlwelle eingeführt werden kann, sodass die vom<br />

<strong>Konstrukteur</strong> gewünschte Platzersparnis erhalten bleibt.<br />

Die Kupplungsreihe ist in sieben Größen zwischen 2 und<br />

700 Nm erhältlich. Die Kupplung ist spielfrei und mit einer<br />

montagefreundlichen Klemmnabe ausgestattet.<br />

www.enemac.de<br />

VERBESSERTER RUNDLAUF UND HÖHERE STANDZEITEN<br />

Für die Realisierung möglichst energieeffizienter und geräuscharmer Ventilatoren und<br />

Gebläse für den Einsatz in der Lüftungs-, Abluft- und Klimatechnik bietet TFC passende<br />

Wellenfedern und Sicherungsringe. Häufig werden sie im Rahmen der Baugruppen-<br />

Konstruktion zum Einstellen der Vorspannung von Wälzlagern, zum dynamischen<br />

Toleranzausgleich und zur axialen Lagersicherung verwendet. Dabei dienen sie nicht<br />

nur der Rundlauf- und Standzeit-Optimierung, sondern leisten auch einen wichtigen<br />

Beitrag zum kompakten Design der Ventilatoren. Sowohl die Wellenfedern als auch die<br />

Sicherungsringe bestehen aus gewalztem Flachdraht und werden in einer besonderen<br />

Variante der Kantenwindungstechnik hergestellt. Sie ist bekannt als No-Tooling-Cost oder Circulair-Grain-Verfahren und ermöglicht<br />

die Fertigung von Federn und Ringen, die über eine sehr homogene Masseverteilung verfügen, was ihnen exzellente Rundlaufeigenschaften<br />

verleiht.<br />

www.tfcdeutschland.com<br />

106 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 01-02/2022<br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 28. 01. 2022 • ANZEIGENSCHLUSS: 13. 01. 2022<br />

01<br />

02<br />

03<br />

01 Antriebslösungen aus einer Hand: Mit individuellem<br />

Support und passenden Produkten gelingt eine enge und<br />

vertrauensvollen Zusammenarbeit<br />

Bild: vectorfusionart – stock.adobe.com, Bonfiglioli Vectron GmbH<br />

04<br />

DER DIREKTE WEG<br />

INTERNET:<br />

www.<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de<br />

E-PAPER:<br />

digital.derkonstrukteur.de<br />

REDAKTION:<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

WERBUNG:<br />

sales@vfmz.de<br />

SOZIALE NETZWERKE:<br />

www.Facebook.com/<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong><br />

www.twitter.com/derkonstrukteu<br />

02 Bei Wickel- und Palettiermaschinen kommen Schleifringe<br />

zum Einsatz, die hinsichtlich Leistung, Geschwindigkeit und<br />

Sicherheit höchste Anforderungen erfüllen<br />

Bild: Servotecnica GmbH<br />

03 <strong>Der</strong> Bau der europäischen Spallationsquelle ESS im<br />

schwedischen Lund ist ein Megaprojekt in der Neutronenforschung,<br />

bei dem momentan rund 800 km Spezialkabel verlegt werden<br />

Bild: Perry Nordeng/ESS<br />

04 Im Sondermaschinenbau hat „IIoT-Readiness“ für den Bereich<br />

Konstruktion hohe Priorität: Eine Technologiepartnerschaft<br />

kann hier Vorteile sichern<br />

Bild: Balluff GmbH<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 107


Mehr erfahren bei<br />

unserem digitalen Event<br />

sps.heidenhain.de<br />

Dual Encoder KCI <strong>12</strong>0Dplus<br />

Roboter hochgenau bewegen<br />

<strong>Der</strong> neue Dual Encoder KCI <strong>12</strong>0Dplus von HEIDENHAIN verbindet Motorfeedback und Positionsmessung in einem<br />

kompakten Drehgeber. Damit können beide Funktionen an allen Achsen eines Roboters genutzt werden. Ungenauigkeiten<br />

wie das Umkehrspiel des Getriebes oder Rückwirkungen aus der Applikation werden kompensiert. So macht<br />

der HEIDENHAIN KCI <strong>12</strong>0Dplus aus einem klassischen Gelenkarmroboter ein hochgenaues Fertigungssystem und<br />

einen sicheren Cobot.<br />

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 83292 Traunreut, Deutschland Tel. +49 8669 31-0 www.heidenhain.de<br />

Winkelmessgeräte Längenmessgeräte Bahnsteuerungen Positionsanzeigen Messtaster Drehgeber


BIHL-WIEDEMANN.DE n JAHRGANG 06 15 n AUSGABE 01.20<strong>12</strong> 02.<strong>2021</strong><br />

INTERVIEW<br />

Neue ASi-5 Safety<br />

Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

ANWENDUNG<br />

„Easy ASi“:<br />

Planen, konfigurieren,<br />

betreiben und diagnostizieren<br />

leicht gemacht<br />

ASi-5 UND ASi-3:<br />

DER BESTE MIX FÜR DIE<br />

MODERNE ANTRIEBSTECHNIK


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

ASi-5 UND ASi-3:<br />

DER BESTE MIX<br />

FÜR DIE MODERNE<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Oftmals mehrere Kilometer lang sind sie – die automatisierten Materialflussstrecken<br />

moderner Fördertechnikanlagen in Logistikzentren oder in komplexen Produktionsumgebungen.<br />

Darin immer zu finden: jede Menge Sensoren, Schalter, Messgeräte, Scanner,<br />

Antriebe, Bedienpanels und Sicherheitssysteme. Große Strecken, viele Teilnehmer,<br />

Standard- und Safety-Signale sowie einfache und komplexe Aufgaben – und das am<br />

besten alles noch in einer einzigen Applikation. Ein Umfeld, für das die Verdrahtungstechnologie<br />

AS-Interface wie geschaffen ist, weil sie mit ihren kombinierbaren ASi-5<br />

und ASi-3 Lösungen den perfekten Mix für jede Anforderung bietet.<br />

02


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Anschluss aller Netzwerkteilnehmer mit<br />

Spannungsversorgung und Kommunikation<br />

über ein einziges, gelbes Profilkabel, einfache<br />

und verpolungssichere Verdrahtung in<br />

Durchdringungstechnik, keine Stecker oder<br />

vorkonfektionierten Kabel, keine spezielle<br />

Verbindungstechnik, keine besonderen<br />

Switches und gleichzeitig auch noch Safety<br />

„on board“ – keine andere Verdrahtungstechnologie<br />

ermöglicht es, sowohl einzelne<br />

Komponenten als auch Devices in großen<br />

Stückzahlen so kostengünstig und effizient<br />

in Förderanlagen zu integrieren. Lager- und<br />

Materialflusstechnik, Förder- und Sortieranlagen,<br />

Shuttle-Palettenlager, Kommissioniersysteme,<br />

Regalbediengeräte, Krantechnik<br />

– fördertechnische Maschinen,<br />

Systeme und Anlagen können so begeisternd<br />

einfach mit AS-Interface verdrahtet<br />

werden. Während der etablierte und weit<br />

verbreitete Standard ASi-3 insbesondere<br />

beim Einsammeln von digitalen I/O-Signalen<br />

und der Umsetzung funktionaler und passiver<br />

Sicherheitstechnik punktet, bietet ASi-5<br />

mit seiner hohen Übertragungsgeschwindigkeit<br />

und der großen Datenbreite alle<br />

Voraussetzungen zur Lösung komplexerer<br />

Applikationen in Materialflusssystemen.<br />

Hinzu kommt ein hohes Maß an Zukunftssicherheit<br />

– dank der Optionen zur Integration<br />

intelligenter Sensoren mit IO-Link<br />

und zur Industrie-4.0-Kommunikation per<br />

OPC UA. Und schließlich kann mit Hilfe von<br />

ASi Safety at Work auch die Sicherheitstechnik<br />

fördertechnischer Anlagen zum<br />

Schutz von Personen in vollem Umfang<br />

integriert werden – bis SIL3 und PLe.<br />

Offen für alle<br />

Ansteuerungskonzepte und<br />

Kommunikationsanforderungen<br />

Als ASi Komplettanbieter verfügt<br />

Bihl+Wiedemann über ein Portfolio, das<br />

gerade für die Fördertechnik viele Freiheitsgrade<br />

eröffnet. Zum einen berücksichtigt<br />

es die Anforderungen unterschiedlicher<br />

Antriebskonzepte und Hersteller, zum anderen<br />

ermöglicht es durch die Feingranularität<br />

der Module sowie die Kompatibilität<br />

von ASi-3 und ASi-5 Komponenten maßgeschneiderte<br />

Lösungen vom einzelnen<br />

Binärsignal einer Lichtschranke bis zu<br />

großen und schnell zu übertragenden<br />

Datenmengen, wie sie beispielsweise von<br />

Scannern, RFID-Readern oder Drehgebern<br />

erzeugt werden.<br />

Welch vielseitige Möglichkeiten das Portfolio<br />

von Bihl+Wiedemann bietet, zeigt<br />

sich beispielsweise in der elektrischen<br />

Antriebstechnik, wie sie in automatisierten<br />

Materialflusssystemen zum Einsatz kommt.<br />

Drehstrommotoren mit Frequenzumrichter,<br />

etwa von Lenze, SEW-EURODRIVE oder<br />

NORD DRIVESYSTEMS, sind als Antriebe<br />

fördertechnischer Anlagen vielerorts der<br />

Standard. Im einfachsten Fall können sie<br />

mit Hilfe von ASi-3 Komponenten binär angesteuert<br />

werden. Wenig komplexe Funktionen<br />

wie Start/Stopp, Links-Rechts-Lauf<br />

oder Öffnen/Schließen können so mit Hilfe<br />

kostengünstiger Module sehr wirtschaftlich<br />

umgesetzt werden – zumal die Pin-<br />

Belegung an die jeweiligen Antriebe<br />

angepasst wurde und damit Plug-and-<br />

Play-Lösungen zur Verfügung stehen.<br />

Einfache Verdrahtung<br />

aller Teilnehmer über ein<br />

Kabel per Durchdringungstechnik<br />

03


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Drehstrommotore mit Frequenzumrichter,<br />

bei denen die Steuerung im Betrieb<br />

auf Performance-Parameter – beispielsweise<br />

die Geschwindigkeit oder das<br />

Beschleunigungs- und Bremsverhalten –<br />

zugreift, können heute über ASi-5<br />

effizient angesteuert werden. Die ASi-5<br />

Motormodule von Bihl+Wiedemann stellen<br />

mit CANopen, RS485, Modbus TCP und<br />

IO-Link nicht nur geeignete Schnittstellen<br />

zur Verfügung, sondern bieten auch<br />

Kompatibilität zu unterschiedlichen Feldbusanbindungen.<br />

Geschwindigkeiten oder<br />

definierte Beschleunigungs- und Verzögerungsprofile,<br />

sogenannte Rampen, können<br />

zyklisch und stufenlos aktiviert und<br />

geändert werden. So ist es beispielsweise<br />

möglich, die Transportgeschwindigkeit sowohl<br />

an die Objektes selbst als auch an die<br />

Förderstrecke anzupassen, um vorsichtig<br />

zu bremsen und zu beschleunigen –<br />

etwa bei kippgefährdeten Objekten mit<br />

hohem Schwerpunkt oder bei der Einfahrt<br />

eines Förderguts in und der Ausfahrt aus<br />

einem Kurvensegment, einer Maschine<br />

oder einem Hubwerk. Weiterhin bietet<br />

diese Form der seriellen Ansteuerung die<br />

Option einer erweiterten Diagnose: über<br />

das gelbe ASi Kabel können Informationen<br />

wie aktuelle Stromaufnahme und Temperatur<br />

sowie detaillierte Statusmeldungen<br />

vom Frequenzumrichter<br />

zum ASi-5/ASi-3<br />

Feldbus Gateway übertragen<br />

und die Diagnosedaten<br />

per OPC<br />

UA direkt in Industrie-<br />

4.0-Applikationen, beispielsweise<br />

der Predictive<br />

Maintenance,<br />

genutzt werden.<br />

vor unschlagbar effizient und kostengünstig<br />

mit den etablierten ASi-3<br />

Lösungen realisieren. Für komplexere<br />

Applikationen beinhaltet das Portfolio von<br />

Bihl+Wiedemann spezielle ASi-5 Motormodule<br />

für Motorrollen von Herstellern<br />

wie Interroll, Itoh Denki und RULMECA –<br />

auf Anfrage können aber auch weitere<br />

Hersteller und Antriebe ebenfalls mit entsprechenden<br />

ASi-5 Lösungen des Unternehmens<br />

bedient werden. Allen gemeinsam<br />

ist, dass die Module die Motorrollen direkt –<br />

Unterschiedliche Lösungen<br />

für unterschiedliche Anforderungen<br />

ohne zusätzliches Steuergerät – über ASi<br />

ansteuern. Dabei kann jedes ASi Modul<br />

gleichzeitig zwei Rollenantriebe komplett<br />

mit Energie versorgen und an die Datenkommunikation<br />

anbinden. Auch bei dieser<br />

Ansteuerung ist es möglich, Geschwindigkeiten<br />

und Rampen zyklisch und stufenlos<br />

zu verändern. Die Rampen für das Bremsen<br />

und Beschleunigen der Förderstrecke<br />

können aber auch für jeden Antrieb einzeln<br />

als Parameter hinterlegt werden.<br />

Zukunftssicherheit und Safety –<br />

mit ASi von Bihl+Wiedemann<br />

auch für die Antriebstechnik<br />

Ebenfalls eine Standard-Antriebslösung<br />

in<br />

der Fördertechnik<br />

sind Rollenantriebe<br />

mit 24 VDC- oder<br />

48 VDC- Spannungsversorgung.<br />

Auch hier<br />

gilt: einfache Applikationen<br />

mit Start/Stopp,<br />

Links-Rechts-Lauf oder<br />

Öffnen/Schließen lassen<br />

sich nach wie<br />

04


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Die ASi-5 Module mit integriertem IO-Link<br />

Master von Bihl+Wiedemann schließlich<br />

bieten die Möglichkeit, unter anderem<br />

intelligente Aktuatoren – also auch smarte<br />

Antriebe mit IO-Link – einfach über ASi-5<br />

in die Anlagensteuerung einzubinden. Die<br />

feingranulare Skalierbarkeit der Anschlussmodule,<br />

die es mit ein, zwei, vier und acht<br />

IO-Link Master Ports gibt, hilft dabei,<br />

Kosten zu sparen – der Anwender investiert<br />

nur in die IO-Link Ports, die er auch<br />

wirklich benötigt. Diese technische und<br />

wirtschaftliche Effizienz kann derzeit von<br />

IO-Link Feldbusmodulen, die üblicherweise<br />

mit acht IO-Link Master Ports und individueller<br />

Ethernet-Schnittstelle ausgerüstet<br />

sind, in dieser Form nicht erreicht werden.<br />

AS-Interface in der Umsetzung –<br />

Erfolgserlebnisse garantiert<br />

AS-Interface kann als Verdrahtungstechnologie<br />

in der Antriebstechnik all seine Stärken<br />

voll ausspielen. Das ASi-3 und ASi-5<br />

Portfolio von Bihl+Wiedemann vereint die<br />

Leistungsfähigkeit von Feldbustechnologien<br />

mit den Vorteilen einer unkomplizierten Verdrahtung<br />

von Feldgeräten. Hinzu kommt,<br />

dass Bihl+Wiedemann die Planung und<br />

Inbetriebnahme von ASi Installationen auf<br />

vielfältige Weise unterstützt und so auch<br />

ASi Neulingen schnelle Erfolgserlebnisse<br />

ermöglicht. So sorgen<br />

die Software-Suites<br />

des Unternehmens mit<br />

ihrem integrierten Hardware-Katalog<br />

nicht nur<br />

für eine einfache und<br />

fehlerfreie Projektierung<br />

und Inbetriebnahme<br />

von ASi Netzwerken,<br />

sondern auch für eine<br />

effiziente Adressierung<br />

und Parametrierung der<br />

ASi Module im Feld –<br />

unter anderem durch<br />

die Möglichkeit, Einstellungen<br />

eines Moduls beliebig oft kopieren<br />

zu können. Kommen also in einer Anlage<br />

mehrere Frequenzumrichter mit identischer<br />

Parametrierung zum Einsatz, müssen die<br />

Werte nur einmal gespeichert werden und<br />

sind danach auch auf alle anderen übertragbar.<br />

Außerdem werden – im Gegensatz<br />

zu PROFINET – für die Ansteuerung von<br />

beispielsweise bis zu <strong>12</strong>4 Umrichtern oder<br />

bis zu 248 Rollenantrieben nur eine IP-<br />

Adresse und nur ein Webserver für alle Teilnehmer<br />

benötigt. Bei der Adressierung der<br />

Teilnehmer vor Ort in der Fördertechnik-<br />

Applikation leistet das neue ASi-5/ASi-3<br />

Adressiergerät wertvolle Dienste: es ermöglicht<br />

es, Busteilnehmer schnell und<br />

einfach mit einer Adresse zu versehen,<br />

ohne dass bereits ein realer Busaufbau<br />

vorhanden sein muss. Eine weitere Funktionalität<br />

innerhalb der Software-Suites von<br />

Bihl+Wiedemann, die viele Nutzer begeistert,<br />

ist die Online Businformation. Damit<br />

lassen sich Teilnehmer jetzt ganz einfach<br />

vom PC aus adressieren, live parametrieren<br />

sowie Ein- und Ausgänge überwachen.<br />

<strong>Der</strong> Anwender erkennt unmittelbar, welche<br />

konkreten Auswirkungen die aktualisierten<br />

Einstellungen für das reibungslose Funktionieren<br />

der Fördertechnik haben und kann<br />

die Konfiguration gegebenenfalls sofort<br />

optimieren. Überhaupt machen die beiden<br />

Softwarelösungen ASIMON360 und<br />

ASi Control Tools360 – letztere ohne<br />

Safety-Funktionalität – das Planen, Konfigurieren<br />

und Parametrieren von ASi<br />

Netzwerken besonders komfortabel,<br />

sicher und schnell. Auch für die laufende<br />

Überwachung, die Wartung und die Fehlerbehebung<br />

von Applikationen stellen sie<br />

zahlreiche Diagnose-Tools mit einer breiten<br />

Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten<br />

zur Verfügung. Neben genauen Fehlerbeschreibungen<br />

liefern diese vor allem<br />

konkrete Lösungsvorschläge, die viel Zeit<br />

sparen und eine effiziente Fehlerbehebung<br />

gewährleisten. Und bei der Abnahme von<br />

Anlagen können sogar detaillierte Prüfberichte<br />

als PDF erstellt und mit der Maschinendokumentation<br />

gespeichert werden.<br />

Einfache Installation, hohe Funktionalität<br />

und Flexibilität, geringe Kosten – und<br />

das alles bei hohem Anwenderkomfort:<br />

AS-Interface hat sich als international<br />

standardisiertes Verdrahtungssystem auch<br />

in der modernen Förder- und Materialflusstechnik<br />

durchgesetzt. <strong>Der</strong> Mix aus<br />

Antriebslösungen mit ASi-5 und ASi-3,<br />

den Bihl+Wiedemann für die Integration<br />

von Rollenantrieben, Drehstrommotoren<br />

und Frequenzumrichtern bietet, sowie die<br />

verschiedenen Hard- und Software-Tools<br />

zur Einrichtung von ASi Netzwerken haben<br />

hierzu wesentlich beigetragen.<br />

Antriebslösungen<br />

von Bihl+Wiedemann –<br />

unabhängig von der<br />

„Welt darüber“<br />

05


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

ANWENDUNG<br />

„EASY ASi“: PLANEN,<br />

KONFIGURIEREN, BETREIBEN UND<br />

DIAGNOSTIZIEREN LEICHT GEMACHT<br />

Einfachheit – das ist das Versprechen von AS-Interface. Eine<br />

Zusicherung, auf die sich ASi Profis, aber auch Anwender der<br />

Verdrahtungstechnologie, die mit ASi-5 und ASi-3 Neuland<br />

betreten, verlassen können. Denn für die einfache Planung,<br />

Installation, Adressierung, Inbetriebnahme und Diagnose von<br />

ASi Applikationen stellt Bihl+Wiedemann eine Reihe nützlicher<br />

Tools zur Verfügung: Software-Suites, deren Programme<br />

die Planung, Konfiguration und Inbetriebnahme von ASi Netz-<br />

werken sehr einfach gestalten, ein neues ASi-5/ASi-3 Handadressiergerät<br />

für beste User Experience vor Ort sowie<br />

digitale Diagnose-Werkzeuge, die auch für Freigabemessungen<br />

und die Abnahme von Anlagen geeignet sind.<br />

ASi-5<br />

ASi-3<br />

Einfachheit ist alles – das ist der Grundgedanke,<br />

seit es AS-Interface gibt. Das<br />

gilt für alle ASi Generationen bis ASi-3,<br />

und noch mehr für ASi-5 als aktuellen<br />

Technologiestandard, der seit etwa drei<br />

Jahren auf dem Siegeszug durch die<br />

Welt komplexer Maschinen und Anlagen<br />

ist und dabei auch smarte, digitalisierte<br />

Automatisierungskonzepte vorantreibt.<br />

Monteure und Inbetriebnehmer verbinden<br />

schon lange viele Vorteile mit dem gelben<br />

ASi Profilkabel:<br />

3 Ein Kabel für Daten und Energie –<br />

keine Kabelbündel durch<br />

Parallelverdrahtung,<br />

3 Als Meterware von der Rolle vor Ort<br />

immer bedarfsgerecht verwendbar –<br />

keine Vorhaltung von unterschiedlichen<br />

Varianten notwendig,<br />

3 Einfacher Anschluss von Modulen<br />

per Durchdringungstechnik,<br />

3 Verpolungsschutz durch<br />

asymmetrische Kabelgeometrie,<br />

3 System- und herstellerunabhängig,<br />

3 Topologiefreiheit des ASi Netzwerkes,<br />

3 Module lassen sich – auch nachträglich<br />

– im Handumdrehen<br />

anschließen, austauschen, versetzen<br />

oder hinzufügen.<br />

Einfache Planung und Konfiguration von ASi Netzwerken über den<br />

Hardware-Katalog der Software-Suites von Bihl+Wiedemann<br />

Und das sind nur die wichtigsten. Aber<br />

AS-Interface ist längst nicht nur das Kabel<br />

selbst, sondern auch das, was man daraus<br />

und damit machen kann – nämlich<br />

Sensoren, Aktuatoren und Steuerungen<br />

von Maschinen und Anlagen intelligent<br />

und kostengünstig vernetzen. Und dafür<br />

hat Bihl+Wiedemann nicht nur eine<br />

Menge Arbeit in leistungsfähige Hard- und<br />

06


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

Software-Tools gesteckt – sondern auch<br />

die Erfahrung aus einer aktuell schon<br />

großen Anzahl installierter ASi Module<br />

und gelöster Applikationen. Das primäre<br />

Ziel der Entwicklungen war es, dem<br />

Anwender maximalen Bedienkomfort bei<br />

der Planung, Parametrierung, Inbetriebnahme,<br />

Diagnose und Wartung der einzelnen<br />

ASi Netzwerkteilnehmer sowie der<br />

gesamten Anlage zu bieten.<br />

ASi Netzwerke intuitiv und<br />

sicher einrichten<br />

Um das Planen, Konfigurieren, Parametrieren<br />

und Inbetriebnehmen von ASi<br />

Netzwerken besonders komfortabel,<br />

sicher und schnell zu gestalten, bietet<br />

Bihl+Wiedemann mit seinen Software-<br />

Suites zwei intuitiv bedienbare Softwareprogramme<br />

an: ASi Control Tools360<br />

und ASIMON360 – wobei letztere mit ASi<br />

Safety at Work auch den Aspekt der sicherheitsgerichteten<br />

Auslegung berücksichtigt<br />

und die Übertragung sicherer und<br />

nicht-sicherer Daten über das gleiche<br />

Kabel ermöglicht. Beide Software-Tools<br />

unterstützen sowohl ASi-3 als auch ASi-5<br />

Komponenten und ermöglichen die einfache<br />

Einbindung von IO-Link Devices.<br />

Die Software-Suites verfügen über einen<br />

integrierten Hardware-Katalog, der die<br />

Planung und Konfiguration von ASi Netzwerken<br />

sowie die Parametrierung von<br />

ASi Modulen in der Software wesentlich<br />

erleichtert. Die erforderlichen ASi-3 und<br />

ASi-5 Module werden per Drag-anddrop<br />

aus dem Katalog in einen virtuellen<br />

Schaltschrank gezogen. Welcher Technologiestand<br />

zum Einsatz kommt, bestimmt<br />

die jeweilige Funktion. Um Binärsignale<br />

einer Lichtschranke zu integrieren, reicht<br />

grundsätzlich ein kostengünstiges ASi-3<br />

Modul. Sollen hingegen komplexe Umrichter<br />

angebunden oder intelligente IO-Link<br />

Devices integriert werden, bietet ASi-5<br />

die dafür erforderliche Datenbreite und<br />

Übertragungsgeschwindigkeit.<br />

Während der Offline-Konfiguration nimmt<br />

der integrierte Inbetriebnahme-Assistent<br />

kontinuierlich Plausibilitätsprüfungen vor,<br />

etwa hinsichtlich der Teilnehmerzahl im<br />

Einfache Verdrahtung von ASi Modulen im Schaltschrank<br />

ASi Kreis, der voraussichtlichen Stromaufnahme<br />

oder der zu erwartenden Datenmengen.<br />

Werden dabei zulässige Werte<br />

überschritten, empfiehlt die Software<br />

die Einrichtung entsprechender weiterer<br />

ASi Kreise. Ist ein ASi Kreis dann aktiviert,<br />

kann mit Hilfe der Online Businformation<br />

das Verhalten der Ein- und Ausgänge<br />

simuliert, diagnostiziert und überwacht<br />

werden. Dadurch wird sofort erkennbar,<br />

welche Auswirkungen die aktuellen Einstellungen<br />

der ASi Module haben. Mögliche<br />

Fehler im ASi Kreis werden direkt<br />

Einfache Installation von ASi Modulen per Durchdringungstechnik<br />

in der Anlage<br />

sichtbar, alle Teilnehmer lassen sich einzeln<br />

auswählen und ansprechen sowie deren<br />

Parameter vom Anwender live ändern.<br />

Module mit Antriebsprofilen<br />

vereinfachen die Integration<br />

Bihl+Wiedemann hat für eine Reihe von Antrieben<br />

verschiedener Hersteller spezifische<br />

Profile entwickelt und in den Software-Suites<br />

hinterlegt. Zusätzlich hat das Unternehmen<br />

auch eigene, herstellerunabhängige Profile<br />

definiert. Für Kunden von Antriebsherstel-<br />

07


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

lern hat das den Vorteil, dass sie, etwa bei<br />

Lieferengpässen, flexibel zwischen verschiedenen<br />

Fabrikaten wechseln können und sich<br />

die jeweiligen Antriebe dennoch reibungslos<br />

in ihre ASi Netzwerke integrieren lassen. Die<br />

Profile sind jeweils hartcodiert in den ASi<br />

Modulen von Bihl+Wiedemann verfügbar<br />

und werden beim ersten Kommunikationsstart<br />

zwischen ASi Teilnehmer und Sensor<br />

oder Aktuator übertragen. Jeder ASi-5 Teilnehmer<br />

bietet ausreichend Platz für eine<br />

Vielzahl von Profilen. Das Aktualisieren<br />

oder das Hinzufügen von weiteren Profilen<br />

ist per Firmware-Update möglich. Eine weitere<br />

Vereinfachung ist das Hinterlegen von<br />

Parametersätzen für ASi-5 Teilnehmer und<br />

deren Peripherie in der Software. Einmal<br />

parametriert, können diese Einstellungen<br />

auf weitere Module kopiert oder sogar als<br />

Vorlage verwendet werden, die auch projektübergreifend<br />

zur Verfügung stehen kann.<br />

Die Parameter werden im ASi Kreis redundant<br />

vorgehalten: im Sensor oder Aktuator,<br />

im ASi Teilnehmer und im ASi Gateway.<br />

Dadurch ist im Fehlerfall – wo auch immer<br />

dieser auftreten sollte – eine schnelle und<br />

automatische Bereitstellung der Parameter<br />

im Austauschgerät gewährleistet.<br />

Neues Adressiergerät bietet<br />

maximalen Bedienkomfort<br />

Ob Elektro-<strong>Konstrukteur</strong>, Programmierer,<br />

Monteur, Inbetriebnehmer oder Instandhalter<br />

– Bihl+Wiedemann blickt den Menschen,<br />

die mit ASi arbeiten, immer wieder<br />

über die Schulter und sammelt dabei<br />

wertvolle Anregungen für Verbesserungen<br />

und Innovationen. So auch für das neue,<br />

tragbare ASi-5/ASi-3 Adressiergerät, das<br />

verwendet wird, um komfortabel ASi-3 Module<br />

mit Adressen und ASi-5 Devices mit<br />

Teilnehmernummern zu versehen und zur<br />

automatischen Konfiguration an den ASi<br />

Master anzuschließen. Während auf bisherige<br />

Adressiergeräte für ASi-3 Merkmale wie<br />

formschönes Design, angenehmes Lookand-Feel<br />

oder elegante Handhabung nur<br />

bedingt zutrafen, überzeugt das neue Device<br />

für den Vor-Ort-Einsatz mit genau diesen<br />

Eigenschaften: einem schlanken Äußeren,<br />

einer Wohlfühl-Haptik, hohem Bedienkomfort<br />

und perfekter User Experience. Mehrere<br />

fortschrittliche Produktmerkmale sind in<br />

dem Gerät vereint. Optisch „hervorstechend“<br />

ist auf jeden Fall das OLED-Farbdisplay,<br />

das in jeder Umgebungs- und Beleuchtungssituation<br />

eine gestochen scharf<br />

ablesbare Darstellung von Einstellungen und<br />

Informationen gewährleistet. Im Inneren des<br />

handlichen Adressiergerätes bewährt sich<br />

ein Superkondensator als leistungsstarker<br />

Energiespeicher. Nach nur etwa 30 Minuten<br />

voll aufgeladen, können Nutzer etwa <strong>12</strong>0<br />

ASi Module ansprechen. Geht die Ladung<br />

zur Neige, reicht ein etwa zehnminütiges<br />

Zwischenladen aus, um 70 weitere Adressen<br />

oder Teilnehmernummern vergeben zu können.<br />

Das neue ASi-5/ASi-3 Adressiergerät<br />

lässt sich per Standard-USB-C-Schnittstelle<br />

an einen PC anschließen – aber nicht nur zum<br />

Laden, sondern vor allem, um die gewohnten<br />

Parametrier-, Diagnose- und Test-Tools der<br />

Bihl+Wiedemann Software-Suites nutzen zu<br />

können. Über die Schnittstelle können zudem<br />

Erweiterungen des Funktionsumfanges<br />

per Firmware-Update geladen werden, was<br />

dem Gerät zusätzliche Zukunftssicherheit<br />

verleiht. Wer also die Vorteile einer dezentralen<br />

Adressierung von ASi Teilnehmern mit<br />

den Vorteilen einer zentralen Konfiguration<br />

und Parametrierung im ASi Netzwerk verbinden<br />

will, liegt mit dem neuen ASi-5/ASi-3<br />

Adressiergerät und den Software-Suites von<br />

Bihl+Wiedemann genau richtig.<br />

Read<br />

ESC<br />

Write<br />

OK<br />

#<br />

Einfache Vergabe von ASi Adressen (ASi-3) und Teilnehmernummern<br />

(ASi-5) mit dem neuen Adressiergerät von Bihl+Wiedemann<br />

08


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

Nachdem die Geräte im Feld installiert und<br />

adressiert wurden, kann das ASi Netzwerk<br />

über die Software-Suites in Betrieb genommen<br />

werden. Auch jetzt werden wieder<br />

umfangreiche Plausibilitätsprüfungen<br />

durchgeführt. Entspricht die Planung in der<br />

Software der installierten und adressierten<br />

Realität an der Maschine? Sind die richtigen,<br />

sind zu viele oder zu wenige Teilnehmer angeschlossen?<br />

Entspricht die Konfiguration<br />

der gewünschten Ausbaustufe? Wurden<br />

die richtigen Geräte aus einer vorhandenen<br />

Maximalkonfiguration entfernt oder einer<br />

vorhandenen Konfiguration hinzugefügt?<br />

Ob ASi Profi oder ASi Neuling, ob Erst- oder<br />

Serienprojekt – die Anwender werden bei<br />

der Inbetriebnahme von den Software-<br />

Suites von Bihl+Wiedemann auf vielfältige<br />

Weise unterstützt. Einfacher kann man<br />

ASi Netzwerke nicht planen, verdrahten,<br />

adressieren und in Betrieb nehmen – zumal<br />

bisherige ASi-3 Nutzer per Download der<br />

neuesten Programmversionen kostenlos auf<br />

ASi-5 upgraden können.<br />

Diagnose-Tools gewährleisten hohe<br />

Verfügbarkeit von ASi Netzwerken<br />

Diagnosen sind die Voraussetzung, um die<br />

Verfügbarkeit und Produktivität von Maschinen<br />

und Anlagen zu gewährleisten – und<br />

sind damit unverzichtbar. Ob Inbetriebnahme,<br />

Überwachung und Wartung oder<br />

Fehlerbehebung – bei Bihl+Wiedemann<br />

stehen zahlreiche Diagnose-Tools mit<br />

einer breiten Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten<br />

zur Verfügung. Sie liefern neben<br />

genauen Fehleranalysen sofort konkrete<br />

Vorschläge zur Störungsbeseitigung.<br />

Das beginnt bereits bei der Konfiguration.<br />

Werden Geräte aus dem Hardware-Katalog<br />

der Software-Suites ausgewählt, wird beispielsweise<br />

die zu erwartende Netz- und<br />

Feldbusauslastung automatisch überprüft.<br />

Damit können so bereits in einem frühen<br />

Stadium mögliche Planungsfehler vermieden<br />

werden. <strong>Der</strong> Inbetriebnahme-Assistent, der<br />

den Anwender intuitiv durch die Adressierung<br />

und Konfiguration von ASi Modulen<br />

führt, zeigt etwaige Abweichungen oder<br />

Fehler bei der Inbetriebnahme sofort an. Im<br />

Zuge der kontinuierlichen Anlagenüberwachung<br />

findet eine permanente Prüfung des<br />

Einfache Inbetriebnahme von ASi Applikationen mit Hilfe des Inbetriebnahme-Assistenten<br />

ASi Netzes auf mögliche Fehler statt. So<br />

werden beispielsweise Informationen über<br />

die Qualität der Installation sowie der Datenkommunikation<br />

gesammelt und geprüft,<br />

um Problemen durch sich verschlechternde<br />

Übertragungseigenschaften frühzeitig vorbeugen<br />

zu können. Ringpuffer ermöglichen<br />

Dauertests, um auch sporadischen Ereignissen<br />

im ASi Kreis auf die Spur zu kommen.<br />

Darüber hinaus werden Peripherie-,<br />

Konfigurations- und Telegramm-Fehlerlisten<br />

zyklisch ausgelesen und ausgewertet. Mit<br />

Hilfe der Online Businformation als integralem<br />

Bestandteil von ASi Control Tools360<br />

und ASIMON360 kann der Anwender<br />

Module auf einfache Weise diagnostizieren<br />

sowie Ein- und Ausgänge live überwachen<br />

und testen. Mit ASIMON360 und ASi<br />

Safety at Work können zudem auch sichere<br />

Ein- und Ausgänge sowie Safe Link Verbindungen<br />

analysiert werden. Über die OPC-UA-<br />

Schnittstelle, wie sie alle ASi-5/ASi-3 Gateways<br />

von Bihl+Wiedemann standardmäßig<br />

an Bord haben, können die vielfältigen<br />

Maschinen- und Diagnosedaten durch eine<br />

Cloud-Applikation, einen lokalen MES-Server<br />

oder ein Visualisierungstool abgerufen und<br />

genutzt werden. <strong>Der</strong> ebenfalls integrierte<br />

Webserver erlaubt schnelle Systemdiagnosen,<br />

auch remote, während das Display der<br />

Gateways Spontandiagnosen vor Ort ohne<br />

zusätzliche Software ermöglicht. Viele ASi<br />

Module von Bihl+Wiedemann sind zudem<br />

für eine kanalspezifische Diagnose ausgelegt.<br />

Dadurch lassen sich Fehler wie etwa<br />

ein Ausgangskurzschluss oder eine Überlast<br />

an einem Teilnehmer schnell lokalisieren,<br />

identifizieren und beheben.<br />

Eingesetzt werden können die Diagnose-<br />

Tools aber nicht nur bei Inbetriebnahmen<br />

oder für regelmäßige Wartungsintervalle<br />

und Predictive-Maintenance-Applikationen,<br />

sondern auch für die Abnahme von Anlagen.<br />

Konfigurationen und Installationen lassen<br />

sich vor der Auslieferung einer Maschine auf<br />

mögliche Fehler überprüfen. Zudem können<br />

mit den Diagnose-Tools Freigabemessungen<br />

durchgeführt werden. Dabei entstehen automatisch<br />

detaillierte Prüfberichte, die als<br />

PDF der digitalen Maschinendokumentation<br />

beigefügt werden können.<br />

Mit intelligenten und kontinuierlich in ihrer<br />

Bedienbarkeit und ihrem Nutzererlebnis<br />

verbesserten Hard- und Software-Tools gewährleistet<br />

Bihl+Wiedemann eine perfekte<br />

Unterstützung der Anwender bei der Einrichtung,<br />

beim Betrieb und bei der Wartung von<br />

ASi Netzwerken. Easy ASi eben ...<br />

09


AS-INTERFACE<br />

INTERVIEW<br />

Interview mit Bernhard Wiedemann, Geschäftsführer der Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Neue ASi-5 Safety Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

Größere Datenbandbreite, höhere Übertragungsgeschwindigkeiten,<br />

erweiterte<br />

Diagnosen – die Möglichkeiten, die ASi-5<br />

als Verdrahtungstechnologie auf der untersten<br />

Feldebene bietet, wünschen sich<br />

viele auch bei der Integration von sicherheitsgerichteten<br />

ASi Teilnehmern. Im<br />

Interview erläutert Bernhard Wiedemann,<br />

Geschäftsführer der Bihl+Wiedemann<br />

GmbH in Mannheim, wie ASi-5 Safety die<br />

etablierte Technologie von ASi Safety at<br />

Work ergänzen wird. Außerdem spricht<br />

er über den Stand der ASi-5 Safety Entwicklung<br />

in seinem Unternehmen und<br />

zeigt auf, welche neuen Perspektiven sich<br />

damit eröffnen.<br />

Bernhard Wiedemann,<br />

Geschäftsführer von Bihl+Wiedemann<br />

ASi MASTER NEWS: Zukunft hat immer<br />

auch etwas mit Herkunft zu tun. Das gilt auch<br />

für die Umsetzung von funktionaler Sicherheit<br />

über AS-Interface. Wie stellt sich das Thema<br />

Safety im entwicklungstechnischen Kontext<br />

von ASi-3 und ASi-5 dar?<br />

Bernhard Wiedemann: Als AS-Interface<br />

im Jahr 1990 von mehreren Unternehmen<br />

als System zur Vernetzung von Sensoren<br />

und Aktuatoren initiiert wurde, war man<br />

technologisch weit davon entfernt, Bussysteme<br />

generell für die funktionale Sicherheit<br />

nutzen zu können und auch nutzen zu wollen.<br />

Dies änderte sich erst etwa zehn Jahre<br />

später, so dass funktionale Sicherheit dann<br />

nachträglich in ASi integriert wurde. Gleichzeitig<br />

aber war es für den Feldbus selbst<br />

ein Meilenstein, auch die Signale einfacher<br />

Sicherheitssensoren im Feld einsammeln<br />

und gemeinsam mit nicht-sicheren Signalen<br />

über das gelbe ASi Profilkabel übertragen zu<br />

10<br />

können. AS-Interface war damit das erste<br />

System, das Sicherheitstechnik auf einem<br />

Feldbus praxistauglich gemacht hat. Und<br />

dies hat den Erfolg von ASi dann signifikant<br />

weiter vorangetrieben.<br />

Bei ASi-5 war Safety dagegen von Beginn an<br />

ein integraler Bestandteil aller technischen<br />

Entwicklungen, um eine möglichst effiziente<br />

Integration auch von komplexen Safety-<br />

Sensoren und Anwendungen sicherstellen<br />

zu können. Die Arbeiten am ASi-5 Safety<br />

Stack, etwa den Übertragungsmechanismen<br />

und den Protokollen, waren daher bereits<br />

mit der Präsentation der eigentlichen ASi-5<br />

Spezifikation zur SPS 2018 abgeschlossen.<br />

Und spätestens seit der Zertifizierung der<br />

ASi-5 Safety Monitor Reference Firmware<br />

für die Anwendung in ASi-5 Sicherheitsmonitoren<br />

und ASi-5 Safety Teilnehmern durch<br />

den TÜV NORD im Januar 2019 ist ASI-5<br />

Safety auch für Produkte faktisch einsetzbar.<br />

ASi MASTER NEWS: Bedeutet das, dass<br />

sichere Produkte für ASi-5 schneller auf den<br />

Markt kommen werden als bei bisherigen ASi<br />

Generationen?<br />

Bernhard Wiedemann: Auf jeden Fall. Wir<br />

werden noch in diesem Jahr – und damit bereits<br />

knapp drei Jahre nach Markteinführung<br />

des neuen Technologiestandards – die ersten<br />

ASi-5 Produkte für die funktionale Sicherheit<br />

präsentieren.<br />

ASi MASTER NEWS: Wenn jetzt schon<br />

erste ASi-5 Safety Produkte auf den Markt<br />

kommen, was passiert dann zukünftig mit<br />

ASi Safety at Work? Steht ein Auslaufen von<br />

ASi-3 Safety und seine Ablösung durch ASi-5<br />

Safety bevor?<br />

Bernhard Wiedemann: Wir gehen davon<br />

aus, dass ASi Safety at Work und ASi-5 Safety<br />

in den nächsten Jahren gemeinsam am


AS-INTERFACE<br />

INTERVIEW<br />

Markt sein werden. Geschätzte 80 Prozent<br />

der sicherheitstechnischen Anwendungen<br />

sind nämlich eher weniger komplex, häufig<br />

muss nur ein einzelnes zweikanalig sicheres<br />

Signal übertragen werden – etwa von einem<br />

Not-Halt-Taster. Und dafür ist ASi Safety at<br />

Work immer noch perfekt. ASi-5 Safety bietet<br />

hier keine besondere Überlegenheit, es ist<br />

weder besser noch billiger. Anders sieht es<br />

aus, wenn mehrere sichere Signale oder eine<br />

Kombination aus sicheren und nicht-sicheren<br />

Signalen übertragen werden soll. Dann ist<br />

ASi-5 Safety mit seiner hohen Geschwindigkeit<br />

und großen Datenbandbreite sowie<br />

seinen erweiterten Diagnosen eine optimale<br />

Ergänzung für ASi Safety at Work – so, wie es<br />

ASi-5 im Standardbereich schon für ASi-3 ist.<br />

ASi MASTER NEWS: Was bedeutet das für<br />

Anwender?<br />

Bernhard Wiedemann: Wie ASi-3 und<br />

ASi-5 im nicht-sicheren Bereich arbeiten<br />

auch ASi Safety at Work und ASi-5 Safety<br />

vollständig parallel auf demselben Profilkabel.<br />

Das heißt, es können sichere und<br />

nicht-sichere Signale aller ASi Generationen<br />

gleichzeitig in einen Netzwerk genutzt<br />

werden. Somit profitiert der Anwender jetzt<br />

auch mit ASi-5 Safety von der einfachen<br />

und kostengünstigen Installationstechnik von<br />

AS-Interface. Außerdem lassen sich mit<br />

ASi-5 Safety die Maschinenkosten weiter<br />

reduzieren. Das hat primär zwei Gründe:<br />

Zum einen kann mit ASi-5 Safety jetzt eine<br />

Adresse für bis zu 16 sichere Bits und weitere<br />

nicht-sichere Signale genutzt werden.<br />

Zum anderen, was für Anwender vielleicht<br />

noch wichtiger ist, lassen sich ASi-5 Safety<br />

Module mit ein oder zwei sicheren Eingängen<br />

und mehreren nicht-sicheren E/A Punkten<br />

jetzt nahezu preisgleich realisieren wie<br />

vergleichbare rein nicht-sichere E/A Module.<br />

ASi MASTER NEWS: ASi-5 Safety ist fertig<br />

und zertifiziert. Und erweitert ASi Safety at<br />

Work, insbesondere, was die Datenbandbreite<br />

an sicheren und nicht-sicheren Signalen<br />

angeht. Damit bietet es doch alle Optionen,<br />

um zukünftig auch IO-Link Safety Devices<br />

einzubinden, oder?<br />

Bernhard Wiedemann: Richtig. Mit der<br />

Technologie von ASi-5 Safety lassen sich<br />

zukünftig auch sichere IO-Link Signale kostengünstig<br />

und effizient im Feld einsammeln.<br />

Auch leistungsstarke IO-Link Safety Devices<br />

können dann, wenn sie verfügbar sind, mit<br />

der hohen Datenbandbreite von ASi-5 ohne<br />

Einschränkungen in ASi Netzwerke integriert<br />

werden. ASi-5 Safety, bereits fertig und zertifiziert,<br />

steht damit auch als idealer Zubringerbus<br />

bereit, um sichere IO-Link-Safety-Geräte<br />

in höhere Automatisierungsebenen, in denen<br />

auch Sicherheitsfunktionalitäten umgesetzt<br />

werden, einzubinden. Wir sind startklar.<br />

ASi MASTER NEWS: Fassen wir zusammen:<br />

ASi Safety at Work reicht für sicherheitsgerichtete<br />

Standardanwendungen aus,<br />

während ASi-5 Safety jetzt die Realisierung<br />

von High-End-Applikationen, zukünftig auch<br />

mit IO-Link Safety, ermöglicht. Heißt das,<br />

dass gemischte Systeme die optimale<br />

Lösung sind?<br />

Bernhard Wiedemann: Ich denke, das<br />

wird einer der Trends sein. Wer nur einzelne<br />

sichere Signale wie etwa einen Not-Halt-<br />

Taster einbinden möchte,<br />

für den wird auch<br />

in Zukunft ASi-3 Safety<br />

sowohl preislich wie technologisch<br />

die erste Wahl<br />

bleiben. Bei einer höheren<br />

Dichte an sicheren und<br />

nicht-sicheren Signalen in<br />

einer Applikation – egal,<br />

ob es sich um einzelne<br />

Signale oder komplexe<br />

Sicherheitssensoren<br />

handelt – steht mit ASi-5<br />

Safety eine wirtschaftlich<br />

und technologisch perfekte<br />

Ergänzung zu ASi Safety<br />

at Work zur Verfügung.<br />

ASi MASTER NEWS:<br />

Dazu müssten die geeigneten<br />

Module aber<br />

auch verfügbar sein.<br />

Wie sieht es damit bei<br />

Bihl+Wiedemann aus?<br />

Bernhard Wiedemann:<br />

Technologisch sind wir da<br />

– auch dank der schon seit<br />

fast drei Jahren vorliegenden<br />

Spezifikation und der Zertifizierung durch<br />

den TÜV – schon sehr weit. Aktuell arbeiten<br />

wir an einem ASi-5 Safety Gateway sowie einem<br />

Modul mit zwei sicheren zweikanaligen<br />

Eingängen und <strong>12</strong> selbstkonfigurierenden<br />

E/As für nicht-sichere Signale. Mit diesem<br />

Modul lässt sich beispielsweise die Anschaltung<br />

von einem Bedienpanel mit mehreren<br />

Leuchttastern, einem Not-Halt-Taster und<br />

einem sicheren Schlüsselschalter an ASi<br />

äußerst kostengünstig realisieren. Sowohl<br />

das ASi-5 Safety Gateway als auch das E/A<br />

Modul werden wir schon dieses Jahr zur SPS<br />

vorstellen. An weiteren ASi-5 Safety Modulen<br />

in IP67, in IP20 und als Leiterplattenvariante<br />

wird bereits gearbeitet. Und im Übrigen<br />

erwarte ich für Bihl+Wiedemann, dass sich,<br />

wie auch schon früher, weitere Produkte aus<br />

neuen, kundenseitigen Anforderungen ergeben<br />

werden. Wäre jedenfalls nicht das erste<br />

Mal, wenn ich so auf unser Portfolio und<br />

manche Spezialität darin schaue.<br />

ASi MASTER NEWS: Herr Wiedemann,<br />

vielen Dank für das Gespräch.<br />

Zertifizierung der ASi-5 Safety Monitor Reference Firmware<br />

durch den TÜV NORD bereits vor fast drei Jahren.<br />

<strong>11</strong>


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

ASi-5 UND ASi NEUHEITEN<br />

ASi-5/ASi-3 Gateways mit 8 A Entkoppelspulen und 30 V Netzteile -<br />

eine Kombination mit vielen interessanten Vorteilen<br />

Bihl+Wiedemann hat sein Portfolio ergänzt um ASi-5/ASi-3 Gateways<br />

mit zwei ASi Kreisen und zwei 8 A Entkoppelspulen, die sich besonders<br />

für große ASi-3 bzw. ASi-5 Applikationen mit vielen Teilnehmern<br />

eignen. Außerdem verfügt das Mannheimer Unternehmen jetzt auch<br />

über 30 V Netzteile, die speziell für die ASi-5 Kommunikation konzipiert<br />

wurden.<br />

Kombiniert man die beiden neuen „Familienmitglieder“, ergeben sich<br />

hieraus viele interessante Vorteile für den Anwender:<br />

3 Reibungslose ASi-5 Kommunikation – alle neuen Netzteile wurden<br />

für den Einsatz mit ASi-5/ASi-3 Gateways optimiert und ausführlich<br />

mit ihnen getestet.<br />

3 Reduzierte Kosten – vor allem, weil die Datenentkopplung jetzt in den<br />

ASi-5/ASi-3 Gateways integriert ist, sind die 30 V Netzteile günstiger<br />

als bisherige ASi Netzteile.<br />

3 Platzersparnis im Schaltschrank – die 30 V Netzteile lassen sich<br />

aneinander reihen und sind – verglichen mit ASi Netzteilen mit<br />

Entkoppelspulen – deutlich kompakter.<br />

3 Detaillierte Diagnose im Gateway – dank integrierter ASi Strommessung<br />

lässt sich der Stromverbrauch der ASi Installation permanent überwachen.<br />

3 Feldupdatefähigkeit – Firmware- und Sicherheitsupdates lassen sich<br />

manipulationssicher installieren und neue Funktionen sind schnell verfügbar.<br />

3 Integrierter OPC UA Server und Webserver – Daten aus der Feldebene können<br />

direkt an Industrie-4.0-Anwendungen übertmittelt werden.<br />

<strong>Der</strong> Webserver ermöglicht unter anderem eine schnelle Diagnose des<br />

Systems per Fernwartung.<br />

Neue ASi-5 Module mit integriertem IO-Link Master<br />

3 Komfortable Parametrierung über Bihl+Wiedemann Software-Suites<br />

3 In 1,27 ms bis zu 4 x 16 Bit Nutzdaten verfügbar<br />

3 Bis zu 32 Bytes zyklische Prozessdaten<br />

Artikel<br />

Typ<br />

Anzahl IO-Link Ports<br />

IO-Link Port Class A<br />

IO-Link Port Class B<br />

Analoge Eingänge<br />

(4 .. 20 m A)<br />

ASi Anschluss<br />

Versorgung IO-Link Ports<br />

Peripherieanschluss<br />

Schutzart<br />

BWR4771 OEM-Modul 4<br />

Konfigurierbare<br />

Stiftleiste<br />

–<br />

Stiftleiste,<br />

gerade<br />

AUX<br />

Stiftleiste oder<br />

Anschlussboard<br />

IP00<br />

BWU4386 Feldmodul 8 8 – – M<strong>12</strong> AUX 8 x M<strong>12</strong>-Buchse (5-polig) IP67<br />

BWU4748 Aktiver Verteiler 1 1 – – Profilkabel ASi<br />

1 x M<strong>12</strong>-Kabelbuchse<br />

(gerade, 5-polig)<br />

IP67<br />

BWU4775<br />

Schaltschrankmodul<br />

4<br />

Konfigurierbare<br />

Klemmen<br />

4<br />

6 x<br />

COMBICON-<br />

Stecker<br />

AUX 6 x COMBICON-Stecker IP20<br />

<strong>12</strong>


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

VON BIHL+WIEDEMANN<br />

Artikel<br />

BWU4721<br />

BWU4722<br />

BWU4769<br />

Typ<br />

ASi Kabelkanal Motormodule<br />

im neuen Kabelkanalgehäuse<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 2 x 48 V Motorrollen<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 2 x 24 V Motorrollen<br />

ASi-3 Modul für Ansteuerung<br />

von 2 x 24 V Motorrollen Itoh<br />

Denki (PM500XE/XP,<br />

PM605XE/XP)<br />

Digitale Eingänge<br />

Digitale Ausgänge<br />

Versorgung der Eingänge<br />

Versorgung der Ausgänge,<br />

Motorrollen oder Antriebselektronik<br />

ASi Anschluss<br />

4 – ASi AUX Profilkabel<br />

4 – ASi AUX Profilkabel<br />

4 – ASi AUX Profilkabel<br />

Peripherieanschluss<br />

2 x M8 Snap-in Kabelbuchsen,<br />

gerade, 5-polig (Motoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 4-polig (Sensoren)<br />

2 x M8 Snap-in Kabelbuchsen,<br />

gerade, 5-polig (Motoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 4-polig (Sensoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 5-polig (Motoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 4-polig (Sensoren)<br />

Schutzart<br />

IP67<br />

IP67<br />

IP67<br />

ASi Motormodule<br />

BWU4370<br />

BWU4371<br />

BWU4369<br />

BWU4377<br />

BWU4201<br />

BWU4068<br />

BWU3135<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x EBM-Papst K4<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x NORD NORDAC FLEX<br />

Umrichter<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x Rockwell PF525 Umrichter<br />

über RS485<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

ASi-3 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 – ASi – Profilkabel 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX ASi über M<strong>12</strong> 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

2 – ASi ASi Profilkabel 4 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig IP67<br />

Aktiver Verteiler ASi-5 Motormodul<br />

BWU4718<br />

Ansteuerung von 1 x SEW<br />

MOVI-C Frequenzumrichter<br />

1 – ASi – Profilkabel<br />

1 x M<strong>12</strong>-Kabelstecker, D-kodiert,<br />

gerade, 4-polig<br />

IP67<br />

13


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

Passivverteiler AUX<br />

Artikel<br />

Typ<br />

Flache Baumform,<br />

Montage im<br />

Kabelkanal möglich<br />

Interne Absicherung<br />

Profilkabelanschluss<br />

Peripherieanschluss<br />

Kabel<br />

Schutzart<br />

BW3513<br />

IP67,<br />

19 mm tief<br />

ja,<br />

19 mm tief<br />

8 A<br />

Schmelzsicherung<br />

1 x AUX<br />

1 x M<strong>12</strong>-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, T-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

BW3766<br />

IP67,<br />

19 mm tief<br />

ja,<br />

19 mm tief<br />

1 A,<br />

selbstzurücksetzend<br />

2 x AUX<br />

1 x M<strong>12</strong>-Kabelbuchse,<br />

gerade, 5-polig<br />

1,0 m IP67<br />

BW3381<br />

IP67,<br />

19 mm tief<br />

ja,<br />

19 mm tief<br />

1 A,<br />

selbstzurücksetzend<br />

2 x AUX 1 x Rundkabel / Anschlusslitzen 3,0 m IP67<br />

BW3763<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

4 A<br />

Schmelzsicherung<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

2 x M8-Kabelbuchse,<br />

gerade, 4-polig<br />

1,5 m IP67<br />

BW3738<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

– 2 x AUX<br />

1 x M16-Power-Kabelstecker,<br />

gerade, 3-polig<br />

0,8 m IP67<br />

BW3568<br />

BW4247<br />

<strong>12</strong><br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

– 2 x AUX<br />

2 x 8 A<br />

Schmelzsicherung<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

1 x M<strong>12</strong>-Power-Kabelstecker,<br />

gerade, T-codiert, 4-polig<br />

1 x M<strong>12</strong>-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, L-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

1,0 m IP67<br />

BW4765<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

2 x 8 A<br />

Schmelzsicherung<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

1 x M<strong>12</strong>-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, T-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

BW4252<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

–<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

1 x M<strong>12</strong>-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, L-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

ASi-5 Safety<br />

Eingangsmodul, IP67, M<strong>12</strong>,<br />

2SE/<strong>12</strong>E/<strong>12</strong>A<br />

n 2 x 2-kanalige sichere<br />

Eingänge (SIL 3, Kat. 4)<br />

3 für potentialfreie Kontakte<br />

(BWU4209) 3 für<br />

optoelektronische Schutzeinrichtungen<br />

(BWU4210)<br />

n bis zu <strong>12</strong> digitale<br />

Ein- und Ausgänge n Y-Beschaltung<br />

n Versorgung der Ein- und Ausgänge<br />

aus AUX n Peripherieanschluss über<br />

8 x M<strong>12</strong>-Buchsen, 5-polig n ASi Anschluss<br />

über Profilkabel n 1 ASi-5 Adresse<br />

n Schutzart IP67<br />

14<br />

ASi Safety<br />

E/A Modul, IP67, M<strong>12</strong>,<br />

1SE/1SRA/1E (BWU4379)<br />

n 1 Freigabekreis (2 x Relaisausgänge)<br />

n 1 x 2-kanaliger<br />

sicherer Eingang (SIL 3, Kat.<br />

4) für potentialfreie Kontakte<br />

n 1 digitaler Eingang<br />

n Versorgung der Eingänge<br />

aus AUX n Versorgung der Ausgänge aus<br />

ASi n Peripherieanschluss über 3 x M<strong>12</strong>-<br />

Buchsen, 5-polig, ohne Längenbegrenzung<br />

für das Anschlusskabel (Schleifenwiderstand<br />

150 Ω) n Anschluss von ASi und AUX über<br />

Profilkabel n 2 Single Adressen + 1 AB<br />

Adresse (ASi-3) n Schutzart IP67<br />

Aktiver Verteiler ASi-5, IP67,<br />

1 RGB/RGBW LED Stripe (BWU4101)<br />

n 1 Ausgang für RGB/RGBW LED Stripe<br />

n Versorgung des Ausgangs aus AUX<br />

n Peripherieanschluss über 1 x Rundkabel/<br />

Anschlusslitzen (Kabellänge: 0,2 m) n Anschlüsse<br />

für 1 x ASi und 1 x AUX Profilkabel<br />

n ASi Anschluss über Profilkabel n Flache<br />

Bauform, Montage in Kabelkanal möglich<br />

(Einbautiefe ≥ 35 mm) n LED Statusanzeige<br />

n 1 ASi-5 Adresse zum Anschluss von RGB/<br />

RGBW LED Stripe an ASi n Schutzart IP67


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

Aktiver Verteiler ASi-3, IP67,<br />

selbstkonfigurierende 4E/A (BWU4727)<br />

n 4 digitale Signale können beliebig verteilt<br />

als Ein- oder Ausgänge eingesetzt werden,<br />

d.h., bis zu 4 digitale Ein- bzw. Ausgänge<br />

möglich n Versorgung der Ein- und Ausgänge<br />

aus AUX n Peripherieanschluss über<br />

2 x M<strong>12</strong>-Kabelbuchsen (gerade, 5-polig)<br />

n Kabellänge 1 m n ASi Anschluss über<br />

Profilkabel n Flache Bauform, Montage in<br />

Kabelkanal möglich n LED Statusanzeige<br />

n 1 AB Adresse<br />

ASi-5 Leiterplattenmodul,<br />

selbstkonfigurierende 16E/A (BWR4736)<br />

n 16 digitale Signale<br />

können beliebig<br />

verteilt als<br />

Ein- oder Ausgänge<br />

eingesetzt<br />

werden, d.h., bis zu 16 digitale Ein- bzw.<br />

Ausgänge möglich n Versorgung der Eingänge<br />

aus 24 VDC ext. n Versorgung der Ausgänge<br />

aus AUX, max. 350 mA pro Ausgang<br />

n Peripherieanschluss über Stiftleiste,<br />

gerade n ASi Anschluss über Stiftleiste, gerade<br />

n LED Statusanzeige n 1 ASi-5 Adresse<br />

UL<br />

optimiert<br />

2-kanaliges Leistungsbegrenzungsmodul,<br />

limited energy<br />

circuit (< 100 W) (BWU4189)<br />

n 2 x Eingänge (galvanisch<br />

getrennt) auf 2 x UL-zertifizierte<br />

strombegrenzte<br />

(< 3 A) limited energy<br />

circuit konforme Ausgänge (galvanisch getrennt)<br />

n Interne Absicherung über elektronische,<br />

selbstzurücksetzende Sicherungen<br />

n Bemessungsbetriebsspannung ASi oder<br />

19...32 VDC n 6 x COMBICON-Anschlüsse<br />

n Eingangs- und Ausgangsanschluss über<br />

Klemmen n Optimiert für den Einsatz im zentralen<br />

Schaltschrank n Schutzart IP20<br />

ASi-5/ASi-3<br />

openSAFETY über<br />

POWERLINK Gateway<br />

(BWU3865)<br />

n mit integriertem<br />

Sicherheitsmonitor<br />

n 2 ASi-5/ASi-3 Master<br />

n 6 digitale Eingänge oder 3 x 2-kanalige<br />

sichere Eingänge (SIL 3, Kat. 4) 3 erweiterbar<br />

um max. 62 x 2-kanalige sichere Eingänge<br />

3 max. 1922 x 2-kanalige sichere Eingänge im<br />

Verbund n 6 Freigabekreise (6 x elektronische<br />

sichere Ausgänge 3 erweiterbar auf max. 64<br />

sichere Ausgänge 3 max. 1984 sichere Ausgänge<br />

im Verbund n 1 Netzteil für 2 ASi Kreise<br />

n openSAFETY über POWERLINK und Safe<br />

Link n OPC UA Server n Diagnose und Konfiguration<br />

über Ethernet Diagnoseschnittstelle<br />

n Doppeladresserkennung n ASi Wächter<br />

n Programmierung in C optional n Schutzart<br />

IP20<br />

IMPRESSUM<br />

Herausgeber:<br />

Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Floßwörthstraße 41<br />

D-68199 Mannheim<br />

Telefon: +49 (621) 339960<br />

Telefax: +49 (621) 3392239<br />

info@bihl-wiedemann.de<br />

www.bihl-wiedemann.de<br />

Herstellung:<br />

MILANO medien GmbH<br />

Hanauer Landstraße 196A<br />

D-60314 Frankfurt am Main<br />

Telefon: +49 (69) 48000540<br />

Telefax: +49 (69) 48000549<br />

info@milanomedien.com<br />

www.milanomedien.com<br />

Redaktion:<br />

Dirk Heyden,<br />

Thomas Rönitzsch<br />

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23-25 NOV 21<br />

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15


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