Der Konstrukteur 11-12/2021
Der Konstrukteur 11-12/2021
Der Konstrukteur 11-12/2021
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
<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 />
SALES CONTACT:<br />
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 />
OPTIMIERT<br />
DURCH FOKUSSIERUNG<br />
Kompakt, kompatibel, zukunftsfähig:<br />
der neue dezentrale Frequenzumrichter NORDAC ON.<br />
23.<strong>11</strong>. – 25.<strong>11</strong>.<strong>2021</strong><br />
Halle: 3A<br />
Stand: 466<br />
Kompakte Bauweise für Bauraumoptimierung<br />
Ethernet-Kommunikation für Integration<br />
Plug & Play Lösung für schnelle Inbetriebnahme<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG | T: +49 4532 289-0 | info@nord.com | www.nord.com
Bewegung ist unsere Leidenschaft.<br />
Unser Wellgetriebe - Wir denken weiter.<br />
xxX
XXX<br />
www.hiwin.de
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 />
We direct drive your motion technology<br />
Geringes C<br />
Geringes Cogging. Hochdynamisch. Verschleißfrei.<br />
Eisenbehaftete Motoren<br />
Torque Motoren<br />
<strong>Der</strong> Technologieführer im Bereich Linear- und Torquemotoren mit<br />
über 25 Jahren Erfahrung.<br />
Besuchen Sie uns auf der SPS in Nürnberg, 23.-25.<strong>11</strong>.<strong>2021</strong>, Halle 4, Stand 241<br />
Eisenlose Motoren<br />
Eisenlose Vakuum Motoren<br />
Elsenheimerstraße 59 | 80687 München | Tel. 089 381537 400 | info@tecnotion.de | www.tecnotion.de<br />
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 />
SK<br />
SICHERHEITS-<br />
KUPPLUNGEN<br />
RW-KUPPLUNGEN.DE<br />
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 />
baumueller.com<br />
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 />
ISO 9001-2015 ZERTIFIZIERT<br />
Skarke<br />
Ventilsysteme<br />
Für Öl-Service<br />
und Entlüftung<br />
<br />
Skarke Ventilsysteme<br />
Auf der Rut 4<br />
64668 Rimbach-Mitlechtern<br />
<br />
06253 - 80 62-0<br />
info@skarke.de • www.skarke.de<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 35
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 />
Jetzt<br />
kostenlos<br />
anmelden!<br />
PULS<br />
TECHNIK!<br />
http://bit.ly/VFV_Newsletter
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
Anzeige<br />
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 />
federnshop.com<br />
auswählen anfragen berechnen wissen<br />
Bilder: TSUBAKI Deutschland GmbH<br />
www.tsubaki.de<br />
(+49) 07<strong>12</strong>3 960-192<br />
service@gutekunst-co.com
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 />
Einzelheftpreis: € 13,- (zzgl. Versandkosten)<br />
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 />
E-Mail: info@vfmz.de<br />
www.vereinigte-fachverlage.de<br />
Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />
Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
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 />
DATENSPEICHERUNG<br />
Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />
zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />
ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />
Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />
Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich<br />
beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />
Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />
Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />
Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />
Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />
zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />
auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere 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 />
zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />
jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von<br />
Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />
DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />
Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h.<br />
Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit<br />
des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen werden.<br />
Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der<br />
Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />
kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />
dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />
der Einsender verfügt, und die nicht gleichzeitig<br />
an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />
bereits veröffentlicht wurden.<br />
Datenschutzerklärung: ds-vfv.vfmz.de<br />
Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />
Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />
zur Feststellung der Verbreitung von<br />
Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />
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 />
Besuchen Sie uns auf der SPS <strong>2021</strong><br />
Es warten spannende Neuerungen auf Sie im Bereich ASi-5 Safety.<br />
Jetzt gratis Ticket sichern<br />
Besuchen Sie uns auf der SPS <strong>2021</strong><br />
Es warten spannende Neuerungen wie ASi-5 Safety auf Sie.<br />
Wir freuen uns<br />
auf ein persönliches<br />
Wiedersehen mit Ihnen!<br />
Jetzt Gratis-Ticket sichern<br />
Halle 7,<br />
Stand 200+201<br />
23-25 NOV 21<br />
Wir freuen uns auf ein persönliches Wiedersehen mit Ihnen<br />
Halle 7, Stand 200+201<br />
23-25 NOV 21<br />
Wir freuen uns auf ein persönliches Wiedersehen mit Ihnen<br />
15
ASi-5<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
NEU GEDACHT.<br />
IHR WEG IN<br />
DIE DIGITALE<br />
ZUKUNFT.<br />
Halle 7, Stand 200 + 201<br />
23.<strong>11</strong>. – 25.<strong>11</strong>.<strong>2021</strong><br />
www.bihl-wiedemann.de