KEM Konstruktion 01-02.2022
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Ausgabe <strong>01</strong>/02 | 2022<br />
www.kem.de<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
„Letztendlich geht es<br />
um Prozessoptimierung“<br />
Denkweise auch<br />
für KMU geeignet<br />
Systems Engineering<br />
» Seite 22<br />
Nachhaltigkeit<br />
im Überblick<br />
Fluidtechnik<br />
» Seite 40<br />
LiDAR-Sensorik für<br />
den 360°-Rundumblick<br />
Mobile Maschinen<br />
» Seite 48<br />
Frank Kronmüller,<br />
Managing Director, R+W<br />
Antriebselemente<br />
» Seite 14<br />
TITELSTORY<br />
Motion-Control-<br />
Steuerung automatisiert<br />
Maul -<br />
taschenschneider<br />
» Seite 32<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte
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» EDITORIAL<br />
Prozessoptimierung<br />
durch Digitalisierung<br />
Man möchte meinen, dass 2021 beginnt wie das letzte Jahr aufgehört hat.<br />
Die Welt befindet sich nach wie vor im Griff der Pandemie.... Erinnern Sie<br />
sich – so begann mein Editorial in der ersten Ausgabe des Jahres 2021 der<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>. Man möchte meinen, man befindet sich in einer Dauerschleife<br />
à la „Und täglich grüßt das Murmeltier“. Wieder werden Messen<br />
abgesagt, wie zum Beispiel die Agritechnica, oder verschoben wie die<br />
Hannover Messe und die Achema. Und doch gibt es auch die guten Nachrichten:<br />
So haben Wirtschaft und Arbeitsmarkt weit weniger gelitten als<br />
befürchtet. Und auch das Innovationskarussell dreht sich weiterhin mit<br />
hoher Geschwindigkeit.<br />
Insbesondere die Digitalisierung wird zunehmend zum Schrittmacher dieser<br />
positiven Entwicklung. Lesen Sie ab Seite 19, wieso ein digitaler<br />
Zwilling den Stresspegel bei Anlagenbauern senken kann. Eine virtuelle<br />
Inbetriebnahme ist der klassische Anwendungsfall für den digitalen<br />
Zwilling. Sie führt nicht nur zu Effizienzsteigerungen und kürzeren Projektzeiten,<br />
sondern durch die Vorverlagerung von Aufgaben aus der Ausführungs-<br />
in die Engineeringphase entspannt sich auch die Arbeitssituation<br />
während der Errichtung und dem Hochfahren einer Anlage deutlich.<br />
Die Techniker haben sehr viel mehr Zeit, die Anlage zu testen und zu<br />
optimieren, ohne dadurch den Übergabetermin zu gefährden.<br />
Und selbst bei klassischen mechanischen Produkten wie Kupplungen wird<br />
es immer digitaler. Im <strong>KEM</strong> Porträt-Interview (ab Seite 14) erklärt Frank<br />
Kronmüller, Managing Director bei R+W Antriebselemente, welche Rolle<br />
die intelligente Kupplung im Zusammenhang mit dem digitalen Wandel<br />
seines Unternehmens spielt. Sein Fazit: „Bei Digitalisierung geht es letztendlich<br />
um Prozessoptimierung.“ Eine spannende Lektüre mit diesen und<br />
weiteren Themen wünscht Ihnen<br />
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Johannes Gillar<br />
Stellvertretender Chefredakteur<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
johannes.gillar@konradin.de<br />
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» INHALT <strong>01</strong>/02 | 2022 58. JAHRGANG<br />
TITELSTORY<br />
Königliche<br />
Maultaschen sind Antriebslösung<br />
ein leckeres und<br />
» Seite 32<br />
einfaches Produkt,<br />
doch komplex ist der<br />
Aufwand ihrer industriellen<br />
Herstellung. Maschinenbauer<br />
König setzt dabei auf Motion<br />
Control von SEW- Eurodrive.<br />
Bild: Konradin Mediengruppe/SEW-Eurodrive<br />
MAGAZIN<br />
Branchennews<br />
Schaeffler-Gruppe übernimmt Melior Motion 6<br />
IDTA und OI4 entwickeln Digitalen Zwilling weiter 7<br />
5thIndustry digitalisiert Wartung von Industrierobotern 8<br />
Lapp liefert Komponenten für Tunnelbohrmaschine<br />
für TUM Boring Team 12<br />
Digitaler Zwilling Eine virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ist klassischer<br />
Anwendungsfall für den digitalen Zwilling. Techniker sparen so beim<br />
Optimieren der Anlage erheblich Zeit.<br />
» Seite 19<br />
Lineartechnik Mit<br />
dem UR+-Paket, bestehend<br />
aus Linearachse, Steuerung und<br />
Software, bietet Rollon eine anwenderfreundliche<br />
All-in-one-Lösung<br />
für die Arbeitsraumerweiterung von<br />
UR-Robotern.<br />
» Seite 36<br />
Bild: Rollon<br />
Bild: ISG<br />
<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />
Frank Kronmüller, Managing Director, R+W Antriebselemente<br />
„Bei Digitalisierung geht es letztendlich<br />
um Prozessoptimierung“ 14<br />
TRENDS<br />
Digitalisierung<br />
Digitaler Zwilling senkt Stresspegel bei Anlagenbauern 19<br />
Produktentwicklung<br />
Multiphysiksimulation unterstützt bei<br />
Wasserstoffelektrolyse 28<br />
Sonderteil Connected mobile Machines & Mobility<br />
LiDAR-Sensoren erlauben 360°-Rundumsicht 48<br />
Antriebstechnik für autonome mobile Roboter 50<br />
Konusdämpfer schützen bei Entkopplung<br />
von Schwingungen 52<br />
Was Agritechnik-Wälzlager in Landmaschinen leisten 54<br />
<strong>KEM</strong> PERSPEKTIVEN<br />
Systems Engineering<br />
Landmaschinenhersteller Claas führt unternehmensweit<br />
Systems Engineering (SE) ein 22<br />
4 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Druckfedern,<br />
... Zugfedern,<br />
Bild: NSK<br />
Agritechnik-Wälzlager Lagereinheiten von Bodenbearbeitungsgeräten wie<br />
Kurzscheibeneggen müssen viel aushalten. In diesem Bereich gibt es neue<br />
Entwicklungen. » Seite 54<br />
TITELSTORY<br />
Elektrische Antriebe<br />
Motion-Control-Steuerung von SEW-Eurodrive<br />
automatisiert einen Maultaschenschneider 32<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Elektromotoren<br />
Energieeffiziente Antriebslösungen für die Intralogistik 30<br />
Lineartechnik<br />
Individuell konfigurierbare Lineartechnik für UR-Roboter 36<br />
Getriebe<br />
Umfangreiches Getriebesortiment sorgt für Flexibilität 38<br />
Fluidtechnik<br />
Nachhaltigkeit pneumatischer und<br />
elektrischer Automatisierungstechnik 40<br />
News zur Antriebstechnik 43<br />
KOMPONENTEN<br />
News zu Komponenten 45<br />
RUBRIKEN<br />
Editorial 3<br />
Wir berichten über 10<br />
Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum 58<br />
... Schenkelfedern<br />
... und Sicherungselemente<br />
... ab Lager oder individuell gefertigt.<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 5
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Schaeffler-Gruppe übernimmt Melior Motion und stärkt Robotikgeschäft<br />
Präzisionsgetriebe für Industrieroboter<br />
Bild: Schaeffler<br />
Der Automobil- und Industriezulieferer<br />
Schaeffler hat einen Vertrag zum Erwerb<br />
sämtlicher Geschäftsanteile an der Melior<br />
Motion GmbH unterschrieben. Mit dem<br />
Erwerb des Zulieferers von Präzisionsgetrieben<br />
für die Robotik und andere Automatisierungsanwendungen<br />
baut die<br />
Schaeffler-Gruppe in ihrer Sparte Industrial<br />
das Portfolio im Bereich Robotik aus.<br />
Im Zuge der mit hoher Geschwindigkeit<br />
fortschreitenden Automatisierung, sowohl<br />
für einfache repetitive Aufgaben<br />
wie auch für komplexe Montage- und<br />
Die neueste Generation von Planetengetrieben<br />
von Melior Motion ist für hochpräzise Industrieroboter<br />
mit mittlerer bis hoher Traglast geeignet.<br />
Fertigungsprozesse, baut die Sparte Industrial<br />
ihre Position als Zulieferer für<br />
Komponenten und Systeme von Robotern<br />
konsequent aus.<br />
» Mit der Übernahme<br />
ergänzen wir unser noch<br />
junges Portfolio für die<br />
Aktorik in Robotern und<br />
bauen unsere Position als<br />
innovativer Zulieferer<br />
deutlich aus. «<br />
Dr. Stefan Spindler ist Vorstand Industrial bei<br />
Schaeffler.<br />
Im ersten Schritt wurde dazu ein Wellgetriebe<br />
mit Elektromotor und Sensorik für<br />
die Anwendung in kollaborativen Robotern<br />
(Cobots) zur Serienreife gebracht. Im<br />
zweiten Schritt erfolgt nun die Erweiterung<br />
des Portfolios um leistungsstärkere<br />
Getriebe für höhere Traglasten in Industrieanwendungen.<br />
Die Melior Motion GmbH hat in mehrjähriger<br />
Entwicklung ein innovatives Planetengetriebe<br />
für Industrieroboter zur<br />
Marktreife gebracht, das sich durch hohe<br />
Präzision, hervorragende Wiederholgenauigkeit,<br />
extrem geringe Geräuschentwicklung<br />
und besondere Robustheit auszeichnet.<br />
Auf Basis dieser Technologie<br />
wurde ein modulares Plattformkonzept<br />
entwickelt. Die ersten Getriebe dieser<br />
Bauart sind seit 2<strong>01</strong>7 im Markt und bewähren<br />
sich bei rapide steigender Nachfrage.<br />
Das Unternehmen, das im Jahr<br />
2021 einen Umsatz von etwa 23 Mio.<br />
Euro erzielte, beschäftigt mehr als 100<br />
Mitarbeitende und hat seinen Sitz in Hameln.<br />
Ein weiterer Produktionsstandort in<br />
China ist in Planung. Über die finanziellen<br />
Details der Transaktion, deren Vollzug bis<br />
Anfang Februar 2022 geplant ist, wurde<br />
Stillschweigen vereinbart. (bec)<br />
www.schaeffler.de<br />
Bild: Schaeffler<br />
Adamos wird Mitglied der Open Industry 4.0 Alliance<br />
Mehrwerte schaffen<br />
Bild: Open Industry 4.0 Alliance<br />
Zum Jahresbeginn ist Adamos der Open Industry 4.0 Alliance<br />
beigetreten.<br />
Zum <strong>01</strong>.<strong>01</strong>.2022 ist die Adamos GmbH der Open Industry<br />
4.0 Alliance beigetreten. Gemeinsam wollen<br />
die beiden Initiativen die Realisierung offener Digitalisierungsplattformen<br />
für die Fertigungsindustrie<br />
weiter vorantreiben. Adamos teilt das Engagement<br />
der Allianz, bestehende Standards und unternehmensübergreifende<br />
Zusammenarbeit zu nutzen, um<br />
die Interoperabilität von IIoT-Plattformen bzw. digitalen<br />
Lösungen zu verbessern und die Einführung von<br />
Industrie 4.0-Anwendungen in digital integrierten<br />
globalen Lieferketten voranzutreiben.<br />
Die Adamos GmbH ist 2<strong>01</strong>7 als erste strategische Allianz<br />
für die Themen Digitalisierung aus dem Maschinen-<br />
und Anlagenbau gegründet. Die Open Industry<br />
4.0 Alliance gilt ihrerseits als mächtige Instanz für<br />
die föderale Umsetzung und Entwicklung herstellerübergreifender<br />
Digitalangebote und datenbasierter<br />
Services für Industrieunternehmen.<br />
(bt)<br />
www.adamos.com<br />
https://openindustry4.com<br />
6 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
IDTA und OI4 entwickeln Digitalen Zwilling weiter<br />
Digitale Vernetzung Ziel der Kooperation<br />
Die Industrial Digital Twin Association e.V. (IDTA) und<br />
die Open Industry 4.0 Alliance (OI4) haben eine Absichtserklärung<br />
zur engen Zusammenarbeit unterzeichnet.<br />
Das Ziel der Kooperation: basierend auf der<br />
Asset Administration Shell (AAS) die Digitalisierung<br />
in der Industrie weiter vorantreiben. Erste Kooperationsprojekte<br />
zeigen, wie sich die zwei Organisationen<br />
dabei ergänzen.<br />
Sowohl IDTA als auch OI4 verfolgen die Vision, dass<br />
unterschiedliche industrielle Systeme wie zum Beispiel<br />
Fertigungsmaschinen und Fabriksoftwarelösungen<br />
digital nahtlos zusammenwirken – also interoperabel<br />
sind. Während die IDTA mit ihrem Fokus auf<br />
Definitionen die Basistechnologie in Form von Spezifikationen<br />
und standardisierten Teilmodellen dafür<br />
liefert, setzt die OI4 auf Basis dieser Definitionen auf<br />
und führt als Umsetzungsallianz mit ihren 92 Mitgliedern<br />
Implementierungsprojekte innerhalb des offenen<br />
Ökosystems durch, um so zur durchgängigen<br />
Vernetzung von der Maschine bis zur Cloud beizutragen.<br />
C<br />
M<br />
Leise unterwegs<br />
mit massgeschneiderten<br />
Gewindetrieblösungen<br />
von Eichenberger<br />
Y<br />
CM<br />
MY<br />
CY<br />
CMY<br />
K<br />
Die digitale Vernetzung der Industrie noch schneller voranzutreiben, ist<br />
das Ziel der Kooperation zwischen der Industrial Digital Twin Association<br />
und der Open Industry 4.0 Alliance.<br />
Bild: Open Industry 4.0 Alliance<br />
Die Asset Administration Shell (AAS) – auch bekannt<br />
als Verwaltungsschale – bildet die Grundlage für den<br />
Digitalen Zwilling und verbindet damit die physische<br />
Welt der Maschinen auf dem Shop floor mit der Welt<br />
ihrer digitalen Abbildungen. Im Rahmen der Kooperation<br />
arbeiten IDTA und OI4 daran, den Digitalen<br />
Zwilling weiterzuentwickeln, damit er als offene und<br />
interoperable Lösung angewendet werden kann. Die<br />
AAS-Infrastruktur ermöglicht diesen offenen Austausch<br />
auf technischer und semantischer Ebene.<br />
(eve)<br />
https://industrialdigitaltwin.org/<br />
https://openindustry4.com/<br />
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Eichenberger Gewinde AG<br />
5736 Burg · Schweiz<br />
T: +41 62 765 10 10<br />
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Ein Unternehmen der Festo Gruppe<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 7<br />
Passion for Perfect Motion
MAGAZIN » Branchen-News<br />
5thIndustry digitalisiert die Wartung von Industrierobotern<br />
One-Stop-Lösung zur cloudbasierten Überwachung<br />
Wandelbots Teaching eines Yasakwa-Roboters.<br />
Bild: Wandelbots<br />
Die Spezialisten von 5thIndustry und<br />
Wandelbots haben ihre Softwareentwicklungen<br />
im Bereich der Roboterwartung<br />
kombiniert, um eine durchgängige Lösung<br />
für Industrieunternehmen zu ermöglichen.<br />
Wandelbots lieferte dafür seinen<br />
agnostischen Robot Fleet Monitor, mit<br />
dem Anwender auf roboterspezifische digitale<br />
Zwillinge, Visualisierungen und<br />
Analysen zugreifen können, um Probleme<br />
zu identifizieren und die Produktivität je-<br />
der Roboterzelle zu steigern.<br />
Dies kombinierte 5thIndustry mit ihrer<br />
5i.Maintenance App, die die Aufgabe der<br />
Roboterwartung digitalisiert und in Echtzeit<br />
Statusmeldungen an die Produktionsmitarbeiter<br />
liefert. Das Ergebnis: Eine<br />
One-Stop-Lösung, mit der die Flotte von<br />
6-achsigen Industrierobotern von einem<br />
Ort aus überwacht werden kann.<br />
Hintergrund der Zusammenarbeit war,<br />
dass der typische Workflow für die Wartung<br />
und Instandhaltung in Fabriken<br />
meist noch komplett analog abläuft. Aufgaben<br />
werden manuell gemeldet, Arbeitsberichte<br />
auf Vordrucken erfasst und dann<br />
später in ein System nochmals manuell<br />
eingepflegt.<br />
„Dies kostet viel Zeit, ist nicht nachhaltig<br />
und erschwert vor allen Dingen den kontinuierlichen<br />
Verbesserungsprozess, da<br />
die Daten vergangener Störungen oftmals<br />
nicht mehr zur Verfügung stehen und<br />
auswertbar sind“, so Sebastian Schumann,<br />
CTO bei der 5thIndustry GmbH.<br />
Für die Mitarbeiter in der Produktion und<br />
Instandhaltung bedeutet dies: Mit einer<br />
einzigen App können sie auf alle instandhaltungsrelevanten<br />
Vorgänge zugreifen.<br />
Alle Störmeldungen – gleich, ob von Robotern,<br />
Maschinen oder Mitarbeitern erfasst<br />
– sind auf einen Blick zu erkennen<br />
und können effizient abgearbeitet werden.<br />
Technische Informationen wie Wartungspläne<br />
oder Bedienungsanleitungen<br />
sind kontextbasiert direkt aus der App im<br />
Zugriff. Und das jederzeit von jedem Ort.<br />
„Dies ist unsere Vision der Fabrik der Zukunft<br />
im Kontext von Industrie 5.0: Mitarbeiter<br />
werden von manuellen, repetitiven<br />
Tätigkeiten entlastet – diese Aufgaben<br />
übernehmen intelligente Software-<br />
Lösungen. Die effiziente und einfache Interaktion<br />
des Menschen mit maschinengenerierten<br />
Daten – in unserem Beispiel<br />
Störmeldungen vom Roboter – machen es<br />
möglich, weitere Produktivitätspotenziale<br />
zu heben und gleichzeitig die Mitarbeiterzufriedenheit<br />
zu steigern“, so das Fazit<br />
von 5thIndustry-Co-Founder Dr. Robert<br />
Harms.<br />
(bec)<br />
https://5thindustry.de<br />
http://wandelbots.com/de<br />
Bild: ABB<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Bild: CEDS Duradrive<br />
Bild: Uni Stuttgart<br />
Jörg Rommelfanger, ABB<br />
Seit Anfang des Jahres ist<br />
Jörg Rommelfanger Leiter<br />
der ABB-Robotics-Division<br />
in Deutschland. Er wird weiterhin<br />
als Leiter der Business<br />
Line Automotive das<br />
Automobil- und Zuliefergeschäft<br />
der Robotics-Division<br />
verantworten und folgt auf<br />
Jörg Reger, der für die Business<br />
Line Automotive insgesamt<br />
verantwortlich ist.<br />
Thomas Donato, Bosch<br />
Rexroth<br />
Thomas Donato ist seit 1.<br />
Januar 2022 Vorstand für<br />
den Bereich Mobile Hydraulics<br />
bei Bosch Rexroth und<br />
übernimmt zudem in Personalunion<br />
die Leitung der<br />
größten Geschäftseinheit<br />
Mobile Hydraulics von Holger<br />
von Hebel, der sich auf<br />
seine Aufgaben als Finanzvorstand<br />
konzentriert.<br />
Christian Behrendt, CEDS<br />
Duradrive<br />
Neu aufgestellt hat das Unternehmen<br />
CEDS Duradrive<br />
im letzten Quartal 2021 seine<br />
Geschäftsführung. Christian<br />
Behrendt übernahm die<br />
Position als Sprecher der Geschäftsführung.<br />
Zusammen<br />
mit Ansgar Voß leitet er die<br />
Geschicke der Gesellschaft.<br />
Er will den Bereich der erneuerbaren<br />
Energien stärken.<br />
Michael Weyrich, GMA<br />
Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Michael<br />
Weyrich hat zum Jahreswechsel<br />
den Vorsitz der<br />
VDI/VDE-Gesellschaft Messund<br />
Automatisierungstechnik<br />
(GMA) übernommen. Damit<br />
folgt er Atilla Bilgic. Er<br />
will die Themen Digitalisierung<br />
und KI vorantreiben<br />
und damit Innovationen in<br />
der Mess- und Automatisierungstechnik<br />
intensivieren.<br />
8 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
SMC ist Siemens Solution Partner für Automatisierung und Antriebstechnik<br />
Gemeinsam die optimale Lösung finden<br />
Seit Mitte Dezember 2021 sind die beiden<br />
Unternehmen Siemens und SMC Lösungspartner<br />
und kombinieren künftig ihr tiefes<br />
Expertenwissen, Know-how und Technologien<br />
sowie Service- und Supportkapazitäten<br />
für ihre innovativen Produkte im<br />
Bereich der Automatisierung und der Antriebstechnik.<br />
„Unsere Kunden setzen sowohl<br />
unsere SMC-Produkte wie auch<br />
Technologien von Siemens oft gemeinsam<br />
in ihren Anlagen ein – die Lösungen unserer<br />
beider Unternehmen arbeiten schon<br />
lange erfolgreich zusammen“, sagt Ulrich<br />
Lampen, Group Leader Product Management<br />
& Industrial Application Center<br />
(IAC) bei SMC. „Mit der Partnerschaft im<br />
Programm Siemens Solution Partner bauen<br />
wir deshalb auf ein solides Fundament<br />
und bieten unseren Kunden, wie auch denen<br />
von Siemens, künftig noch mehr Vor-<br />
teile.“ Der Grundgedanke von<br />
Siemens Solution Partner ist einfach:<br />
Wenn nachhaltige und innovative<br />
Lösungen bereits auf<br />
der Konzeptionsebene mit Input<br />
und Know-how mehrerer führender<br />
Unternehmen ausgelegt<br />
und die eingesetzten Technologien<br />
optimal aufeinander abgestimmt<br />
werden, ergeben sich<br />
große Potenziale für alle Beteiligten.<br />
„Unsere Partner sind fester<br />
Bestandteil unserer Strategie,<br />
denn mit der Kombination aus<br />
ihrer und unserer Erfahrung sind<br />
Bild: SMC<br />
wir auch in Zukunft führend in den Industriemärkten“,<br />
erläutert Andreas Gronau,<br />
Solution Partner Manager bei Siemens.<br />
Mit der Partnerschaft können die Experten<br />
von SMC zukünftig Siemens-Produkte<br />
Gemeinsam will man bei SMC und Siemens die optimalen<br />
Lösungen für alle Anwendungen finden.<br />
direkt in ihre Lösungen integrieren und<br />
dabei auf das umfassende Know-how des<br />
führenden internationalen Technologiekonzerns<br />
zugreifen.<br />
(bt)<br />
www.smc.de<br />
DE_<strong>KEM</strong>_2022_210X150+3mmVorteil_Normteil.pdf - Januar 24, 2022 x<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 9
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Weltleitmesse der Industrie mit neuem Termin und auf vier Tage verkürzt<br />
Hannover Messe auf Anfang Juni 2022 verschoben<br />
Die Hannover Messe wird 2022 vom 30.<br />
Mai bis zum 2. Juni stattfinden und nicht<br />
wie bisher geplant im April. Die Terminverschiebung<br />
auf Anfang Juni 2022 erfolgte<br />
in enger Abstimmung mit dem<br />
Ausstellerbeirat der Hannover Messe sowie<br />
den Partnerverbänden VDMA und<br />
ZVEI. Aufgrund der hohen Auslastung des<br />
Messegeländes in Hannover mit zahlreichen<br />
Veranstaltungen im Frühsommer<br />
muss die Weltleitmesse der Industrie in<br />
diesem Jahr auf vier Tage verkürzt werden.<br />
In 2023 findet die Hannover Messe<br />
wieder wie gewohnt an fünf Tagen im<br />
April statt. „Aufgrund der anhaltend hohen<br />
Inzidenzen in Deutschland und vielen<br />
angrenzenden Nachbarstaaten haben wir<br />
gemeinsam mit unseren Ausstellern entschieden,<br />
die Hannover Messe in diesem<br />
Jahr in den Frühsommer zu verschieben“,<br />
sagt Dr. Jochen Köckler, Vorsitzender des<br />
Vorstandes der Deutschen Messe AG. Man<br />
habe im vergangenen Jahr feststellen<br />
können, dass sich während der Pandemie<br />
die Sommermonate am besten für Groß-<br />
Die Hannover Messe wird 2022 vom 30. Mai bis zum 2. Juni stattfinden.<br />
veranstaltungen eignen. „Da man zum<br />
heutigen Zeitpunkt nicht davon ausgehen<br />
können, dass sich die Coronalage bis April<br />
ausreichend entspannt hat, bieten wir<br />
unseren Kunden mit der frühzeitigen Terminverschiebung<br />
die größtmögliche Planungssicherheit,<br />
um ihre Innovationen<br />
auf der weltweit wichtigsten Industrie-<br />
messe zu präsentieren“, so Köckler weiter<br />
„Zudem bedeutet ein späteres Veranstaltungsdatum<br />
eine höhere Wahrscheinlichkeit<br />
für mehr nationales und internationales<br />
Publikum – davon profitieren alle<br />
Beteiligten“, äußert sich VDMA-Hauptgeschäftsführer<br />
Thilo Brodtmann. (eve)<br />
www.messe.de<br />
Bild: Deutsche Messe<br />
5thIndustry ........................................................................ 8<br />
ABB ....................................................................................... 8<br />
ACE Stoßdämpfer ......................................................... 52<br />
Adamos ............................................................................... 6<br />
Airtec ................................................................................. 43<br />
Ansys ................................................................................. 28<br />
Aventics ............................................................................ 40<br />
Ben Buchele Elektromotorenwerke ...................... 44<br />
Blickfeld ............................................................................ 48<br />
BMW Group .................................................................... 50<br />
Bosch Rexroth .................................................................. 8<br />
CEDS Duradrive ............................................................... 8<br />
Claas .................................................................................. 22<br />
Colgate-Palmolive ........................................................ 40<br />
Dunkermotoren ............................................................. 50<br />
Elunic ................................................................................. 40<br />
Emerson ........................................................................... 40<br />
Festo .................................................................................. 40<br />
Fraunhofer IEM ............................................................. 22<br />
Wir berichten über<br />
Ganter ............................................................................... 47<br />
Genesis Design .............................................................. 48<br />
Groschopp ....................................................................... 38<br />
Heinrich Kipp Werk ...................................................... 46<br />
Idealworks ....................................................................... 50<br />
Igus .................................................................................... 44<br />
Industrial Digital Twin Association .......................... 7<br />
Inneo ................................................................................. 28<br />
ISG ...................................................................................... 19<br />
Item .................................................................................... 46<br />
König ................................................................................. 32<br />
Lapp ................................................................................... 12<br />
Megatron ......................................................................... 43<br />
Melior Motion .................................................................. 6<br />
Nord Drivesystems ....................................................... 30<br />
NSK ............................................................................. 45, 54<br />
Open Industry 4.0 Alliance .......................................... 7<br />
Orten Electric-Trucks .................................................. 52<br />
Orten Fahrzeugbau ...................................................... 52<br />
Parker Hannifin ............................................................. 43<br />
R+W Antriebselemente ............................................. 14<br />
Rollon ................................................................................ 36<br />
Schaeffler ........................................................................... 6<br />
Schmalz ............................................................................ 47<br />
SEW-Eurodrive .............................................................. 32<br />
Siei-Areg .......................................................................... 44<br />
Siemens ............................................................................... 9<br />
SKF ...................................................................................... 45<br />
SMC ............................................................................... 9, 40<br />
Sunfire .............................................................................. 28<br />
THK ..................................................................................... 46<br />
TU München ................................................................... 12<br />
Tünkers Maschinenbau .............................................. 45<br />
Universal Robots .......................................................... 36<br />
VDI/VDE-Gesellschaft<br />
Mess- und Automatisierungstechnik ..................... 8<br />
VDMA ................................................................................ 10<br />
Wandelbots ....................................................................... 8<br />
ZVEI .................................................................................... 10<br />
10 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Drehverbindung mit Direktantrieb – Franke LTD<br />
Der Franke-Torque:<br />
superkompakt und superindividuell<br />
Ein Franke-Torqueantrieb Typ LTD bietet außergewöhnliche Vorteile. Wegen der integrierten<br />
Franke-Lagertechnik benötigt er den geringstmöglichen Raum und lässt sich ideal an<br />
spezifische Anforderungen anpassen. Nach Bedarf komplett mit Servoregler, Messsystem<br />
und Wasserkühlung.<br />
Mehr über Franke in unserem neuen<br />
Unternehmensvideo.<br />
www.franke-gmbh.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 11
Bild: U. I. Lapp GmbH<br />
Das TUM Boring Team bei der Arbeit an ihrer eigenen Tunnelbohrmaschine für den Wettbewerb „Not-a-Boring Competition“ von Elon Musk.<br />
Lapp liefert Komponenten für Tunnelbohrmaschine des TUM Boring Team<br />
Weg vom Tunnelblick<br />
Der Wettbewerb „Not-a-Boring Competition“ von Elon Musk will die urbane Mobilität neu gestalten: Würde man<br />
den Verkehr unter die Erde verlegen, bedeutete das eine enorme Erleichterung für Mensch und Natur. Jedoch<br />
sind die Tunnelbohrmaschinen von heute viel zu langsam. Ein Team aus Studierenden der TU München tüftelte<br />
für den Wettbewerb an ihrer eigenen Tunnelbohrmaschine – mit an Bord: Komponenten und Systeme von Lapp.<br />
Derzeit schaffen Tunnelbohrmaschinen<br />
innerhalb einer Stunde ein Maximum<br />
von 5 m Bohrstrecke. Der Vorgang<br />
erfolgt meist hydraulisch, wobei die Maschine<br />
sich mit sogenannten Gripper-Elementen<br />
an der Wand verhakt. Erst dann<br />
können die Vortriebspressen den Bohrkopf<br />
einige Meter nach vorne schieben. Das<br />
Abtragen von Erdmaterial und die neue<br />
Positionierung der Gripper-Elemente lassen<br />
einen kontinuierlichen Vorschub dabei<br />
nicht zu.<br />
Im Herbst 2021 holte das Team TUM Boring<br />
– Innovation in Tunneling den Sieg<br />
im Finale von Elon Musks Tunnelbohr-<br />
Wettbewerb „Not-a-Boring Competition“.<br />
In 1,5 m Tiefe sollte ein 30 m langer Tunnel<br />
mit einem Durchmesser von 50 cm<br />
gebohrt werden – in etwa 3h. Da am Ende<br />
ein ferngesteuertes Auto eine Testfahrt<br />
auf der Strecke fahren musste, sollte auch<br />
eine Fahrbahn im Tunnel integriert sein.<br />
Tunnelbohrmaschine – Presse<br />
und Vortrieb im Team<br />
Effiziente und parallel ablaufende Prozesse,<br />
die durch smarte Komponenten gesteuert<br />
werden, verschafften der Tunnelbohrmaschine<br />
von TUM Boring den Sieg.<br />
Vier 8,5 m lange und 1,2 t schwere Stahlrohre<br />
sind mit asynchron arbeitenden<br />
Stahlklammern umschlossen und werden<br />
in einem Revolver-Mechanismus fixiert.<br />
Ein hydraulischer Vortrieb, genannt pipe<br />
jacking-System, presst zunächst eines der<br />
Stahlrohre mit dem Bohrkopf an der Spitze<br />
nach vorne. Nach jedem fertig in das<br />
Erdreich gedrückten Bohrsegment dreht<br />
sich die Revolverhalterung um 90°. So<br />
kann sofort ein weiteres Stahlrohr über<br />
die Strecke nachgeschoben werden, damit<br />
der Bohrkopf schlussendlich einen<br />
kontinuierlichen Vortrieb erhält. Jede der<br />
Hydraulikpressen hat dabei eine Vortriebskraft<br />
von bis zu 500 kN im kontinuierlichen<br />
Modus, die im diskontinuierlichen<br />
Modus auf 100 t verdoppelt werden<br />
Die Switches, Leitungen und Patchkabel der<br />
Etherline-Serie von Lapp sorgen für eine zuverlässige<br />
Datenübertragung in der Maschine.<br />
Bild: U. I. Lapp GmbH<br />
12 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Branchen-News « MAGAZIN<br />
kann. Die Stahlrohre bergen gleichzeitig<br />
Förderbänder für den Abtransport von<br />
Erdmaterial und bilden außerdem die Außenwand<br />
des Mini-Tunnels.<br />
Jede Bewegung wird durch eine Steuereinheit<br />
überwacht, um den Bohrstand zu<br />
überprüfen und abzufragen. Gleichzeitig<br />
kontrolliert ein Lasermesssystem dauerhaft<br />
den Soll- und Ist-Zustand, wobei eine<br />
Steuereinheit am Bohrkopf automatisch<br />
auf Abweichungen reagieren kann.<br />
Zuverlässige Daten- und<br />
Stromübertragung<br />
Um das ausgeklügelte System am Laufen<br />
zu halten, ist eine zuverlässige Verbindung<br />
von Strom und Daten in Echtzeit<br />
unabdingbar. Für beides wandte sich das<br />
Team an Lapp. Drei große Herausforderungen<br />
standen im Fokus: extrem wenig<br />
Platz, eine hohe geforderte Robustheit<br />
und eine enorme Geschwindigkeit. Aus<br />
dem Lapp-Portfolio wurden verbaut:<br />
• individuell online konfigurierte Steckverbinder<br />
der Serie Epic, um während<br />
des Bohrvorgangs die nachgeschobenen<br />
Segmente auf Daten- und Stromseite<br />
zügig neu zu verbinden.<br />
• weitere Epic-Steckverbinder, die den<br />
flexiblen Einsatz in der Ethernet-Anwendung<br />
und die Versorgung der Servomotoren<br />
sichern.<br />
• Etherline-Switches, Leitungen und<br />
Patchkabel für eine zuverlässige Datenübertragung<br />
in der Maschine.<br />
• Unitronic kommt für die Sensor/Aktor-<br />
Verdrahtung zum Einsatz<br />
• Ölflex Steuer- und Anschlussleitungen<br />
sowie Servoleitungen für die Spannungsversorgung<br />
von Antrieben, Hydraulikaggregaten<br />
und Ventilen.<br />
• Skintop Mehrfacheinführungssysteme,<br />
die dabei helfen, Leitungen mit unterschiedlichen<br />
Außendurchmessern zugentlastet<br />
und abgedichtet ins Gehäuse<br />
zu führen.<br />
• Kennzeichnungslösungen von Fleximark<br />
für Steckverbinder, Leitungen und<br />
andere Komponenten für eine platzsparende<br />
und beständige Markierung.<br />
Als Schleppkette kommt Silvyn Chain zum<br />
Einsatz. Mehrere Schleppketten beinhalten<br />
die zusätzlichen Leitungslängen, die<br />
es braucht, um die einzelnen Segmente<br />
der Tunnelbohrmaschine zügig verbinden<br />
zu können. Dafür liegen sie in einer Art<br />
Schublade hinter dem Steckerboard. Am<br />
Revolver befindet sich eine weitere<br />
Schleppkette zur Leitungszuführung für<br />
Bohrkopf und Förderbänder. (co)<br />
www.lappkabel.de<br />
INFO<br />
Wie die Tunnelbohrmaschine<br />
gebaut wurde, zeigt auch<br />
folgendes Video:<br />
hier.pro/qfeYT<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 13
TRENDS » Porträt<br />
Im Gespräch: Frank Kronmüller, Managing Director der R+W Antriebselemente GmbH<br />
„Bei Digitalisierung geht es letztendlich<br />
um Prozessoptimierung“<br />
Längst sind Kupplungen über das Stadium bloßer mechanischer Antriebstechnik hinausgewachsen. Durch<br />
integrierte Sensorik werden sie smarter und leistungsfähiger. Frank Kronmüller, Managing Director bei R+W<br />
Antriebselemente, erklärt im Gespräch mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, welche Rolle die intelligente Kupplung im<br />
Zusammenhang mit dem digitalen Wandel seines Unternehmens spielt und weshalb man bei Digitalisierung<br />
mit Maß vorangehen sollte.<br />
Johannes Gillar und Michael Corban, Chefredaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
IM GESPRÄCH<br />
Frank Kronmüller,<br />
Managing Director,<br />
R+W Antriebselemente<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: R+W vollzieht derzeit den digitalen<br />
Wandel bei Produkten und Services – können<br />
Sie uns hierzu einige Details verraten und was bedeutet<br />
das für die Kunden?<br />
Frank Kronmüller: Entscheidend ist, sich bei der<br />
Digitalisierung immer wieder die Frage zu stellen,<br />
was der Nutzen und was der Mehrwert für den<br />
Kunden ist. Im Maschinen- und Anlagenbau, in dem<br />
die Digitalisierung mit dem Thema Industrie 4.0 startete,<br />
fragen unsere Kunden immer stärker nach integrierten<br />
digitalen Services rund um die Maschine. Das<br />
fängt an bei Vernetzung der Produktion, beim Einsatz<br />
von Sensoren in den verschiedenen Anlagenbereichen<br />
und geht weiter mit Projekten, bei denen digitale<br />
Zwillinge erstellt werden, um bereits in der Entwicklungsphase<br />
zu überprüfen, ob das was geplant, konstruiert<br />
und ausgelegt wurde, auch funktionieren<br />
kann. Hierbei hilft es uns natürlich, dass wir schon vor<br />
einigen Jahren mit unseren Kupplungen in die Sensortechnik<br />
eingestiegen sind und eine sogenannte intelligente<br />
Kupplung entwickelt haben, die Messdaten<br />
sammelt. Diese werden an die Prozesssteuerungssoftware<br />
der Anlage übermittelt und damit kann der Anwender<br />
seine Maschinen zielgerichteter einsetzen.<br />
Hier hat der Kunde den direkten Nutzen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Messprinzipien nutzt<br />
Ihre intelligente Kupplung, welche Größen misst sie<br />
und wie funktioniert die Datenübertragung an die<br />
übergeordneten Systeme?<br />
Kronmüller: Wir erfassen mit der Sensorik dieser<br />
Kupplung Drehmoment, Drehzahl, Beschleunigung<br />
und optional auch Zug und Druckkräfte. Das heißt, wir<br />
können Betriebszustände im Antriebsstrang – also direkt<br />
am point of action – messen und erfassen. Drehmomente,<br />
Axialkräfte werden ganz herkömmlich über<br />
Dehnungsmessstreifen erfasst, einem bewährten System.<br />
Was den Unterschied ausmacht, ist, wie wir das<br />
System auslesen. Dazu haben wir die Elektronik inklusive<br />
Messverstärker in die Kupplung integriert. Die<br />
vom Dehnungsmessstreifen erfassten Werte werden<br />
dadurch direkt verarbeitet und über Bluetooth an ein<br />
verbundenes Android Gerät mit eigener R+W App<br />
übertragen. Darüber kann ich direkt live sehen, welche<br />
Lastkollektive und Lastwechsel in meiner Anlage vorkommen.<br />
Alternativ kann das auch über ein Gateway<br />
passieren, das wiederum über verschiedene Anbindungsmöglichkeiten<br />
in das System integriert werden<br />
kann. Dieses Gateway kann die Daten von bis zu 4<br />
Messverstärkern aufnehmen und einem PC oder einer<br />
Maschinensteuerung in sehr offener Form bereitstellen.<br />
Letztendlich geht es hierbei darum, die Daten<br />
idealerweise immer so zur Verfügung zu stellen, dass<br />
der Anwender sie auch einfach verwenden kann.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Das komplette Messsystem ist<br />
also ebenfalls in die Kupplung integriert?<br />
Kronmüller: Wir bauen die Sensorik und die Dehnungsmessstreifen<br />
in einen Einpresskörper– und diesen<br />
in unsere Kupplungen ein. Das kann mehr oder<br />
weniger in fast jede Standardkupplung eingebaut<br />
werden, so lange die mechanischen Eigenschaften der<br />
Kupplung – und das ist wichtig – nicht verändert werden.<br />
Eine Kupplung, die beispielsweise ein Drehmoment<br />
von 150 Nm übertragen kann, wird dies auch<br />
weiterhin übertragen können. Die Sensorik wird dann<br />
entsprechend kalibriert um einen optimalen Messbereich<br />
in dieser Drehmomentklasse abzudecken. Zusätzlich<br />
zum Drehmoment können wir Betriebsdrehzahl,<br />
Unwucht – also eine Vibration- sowie optional<br />
Zug- und Druckkräfte herauslesen.<br />
14 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
» Simulation hat auch ihre<br />
Grenzen. Denn wenn man ein<br />
Teil als Prototypen fertigt,<br />
können dessen Eigenschaften<br />
zum Schluss doch etwas<br />
von der Simulation abweichen.«<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die spannende Frage ist jetzt,<br />
was der Anwender mit den so gewonnenen Daten<br />
machen kann?<br />
Kronmüller: Im Antriebstrang, direkt an der Kupplung,<br />
erfassen wir Parameter wie Drehmoment, Drehzahl,<br />
Vibration oder Zug- und Druckkräfte, woraus<br />
Lastkollektive entstehen. Mittlerweile liefert jedes<br />
Bauteil Daten und meistens wird der Anwender mit<br />
diesen Daten allein gelassen. Typischerweise erhält<br />
der Anwender so Excel-Tabellen mit Daten und Mitarbeitende<br />
versuchen, diese auszuwerten und einen Algorithmus<br />
zu entwickeln, um Voraussagen treffen zu<br />
können – im Sinne da könnte etwas passieren, da passiert<br />
etwas oder da ist schon etwas passiert. Und genau<br />
diesen Ansatz möchten wir – zusammen mit einigen<br />
unserer Kunden – in speziellen Business Cases<br />
verfolgen. In Frage kommen Kunden, die mit Hilfe von<br />
Lastkollektiven feststellen möchten, was in ihren Anlagen<br />
passiert. Fragestellungen lauten dann beispielsweise<br />
mit Blick auf ein Lastkollektiv: Welches Bauteil<br />
trägt dazu bei, dass ein Drehmomentanstieg kurzzeitig,<br />
alle 10 Minuten oder ständig vorkommt? Über eine<br />
Software beziehungsweise einen Algorithmus lassen<br />
sich diese Informationen auswerten und man<br />
kann sagen: Wenn das und das in deiner Anlage passiert,<br />
dann ist zu vermuten, dass dein Getriebe verschleißen<br />
wird, weil ständig eine höhere Belastung<br />
der Zahnräder besteht, oder es entsteht ein Lastkollektiv,<br />
das darauf hinweist, dass eine Lagererwärmung<br />
auftreten wird etc.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie wollen also für bestimmte<br />
Anwendungsfälle Analysen vorab liefern, die sich in<br />
vergleichbaren Situationen dann nutzen lassen?<br />
Kronmüller: Das ist das Ziel – wir wollen in ganz<br />
speziellen Bereichen den Kunden unterstützen und<br />
ihn nicht mit dem Bauteil allein lassen. Dazu arbeiten<br />
wir hier mit unserem Partner Core Sensing zusammen,<br />
mit dem wir auch die Sensortechnik entwickelt<br />
haben. Zur Analyse der Anwendungsfälle schauen wir<br />
uns eine komplette Anlage an und entwickeln zusammen<br />
mit unserem Kunden und unserem Partner eine<br />
angepasste Lösung für seinen speziellen business case<br />
um abzubilden was in seiner Anlage beziehungsweise<br />
in seinem Antriebsstrang passiert oder passieren<br />
wird. Zugegeben, das ist etwas abstrakt, aber es<br />
betont den angesprochenen Engineering-Gedanken.<br />
Auch bei uns selbst hat es eine gewisse Zeit gedauert,<br />
zu verstehen, dass es nicht immer damit getan ist,<br />
einfach eine IIoT- bzw. Plug&Play-fähige Komponente<br />
zu liefern. Kleinere Maschinen- und Anlagenbauer<br />
können sich nicht unbeschränkt IIoT-Digitalisierungsspezialisten<br />
leisten, die mittels Algorithmen Maschinen-<br />
oder Steuerungsdaten auswerten können. Genau<br />
hier wollen wir gemeinsam mit unserem Partner<br />
in Zukunft ansetzen. Will heißen: Wir erarbeiten den<br />
Frank Kronmüller,<br />
Managing Director,<br />
R+W Antriebselemente<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 15
TRENDS » Porträt<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
Kupplungen (im Bild eine intelligente Kupplung<br />
von R+W) werden durch Sensorik smarter und<br />
damit leistungsfähiger. Auf diese Weise lässt<br />
sich auch die Zustandsüberwachung für eine<br />
vorausschauende Instandhaltung integrieren.<br />
Die intelligente Kupplung<br />
Die intelligente Kupplung ist die Antwort von R+W auf die Anforderungen,<br />
die Digitalisierung, Automation und das Industrial Internet<br />
of Things (IIoT) mit sich bringen. Vorteile: Es ist kein zusätzlicher<br />
Bauraum und keine Hilfskonstruktion nötig. Die Sensorik lässt sich<br />
in bereits verbauten Kupplungen leicht nachrüsten. Die Aufnahme<br />
von Messdaten erfolgt direkt im Antriebsstrang. Drehmoment,<br />
Drehzahl, Beschleunigung und optional Zug- und Druckkräfte<br />
werden im Raum erfasst. Verschiedene skalierbare Diagrammtypen<br />
verfolgen den detaillierten Verlauf der Messgrößen. Das ermöglicht<br />
eine bessere Beurteilung des dynamischen Verhaltens im rotierenden<br />
Antriebsstrang.<br />
hier.pro/Wxnwp<br />
entsprechenden Business Case ganzheitlich da, wo es<br />
Sinn macht. Der Kunde will beispielsweise seine Maschine<br />
in einem idealen Lastbereich betreiben, in dem<br />
Lager-Erwärmung, Verschleiß von Getrieben etc. vermieden<br />
werden – und somit die Standzeit der Maschine,<br />
der Anlage um ein Vielfaches erhöhen. So definieren<br />
wir dann Kundennutzen. Nur zu sagen, wann<br />
das nächste Wartungsintervall kommt oder ein Bauteil<br />
ausfällt, greift schlicht zu kurz! Erst wenn es gelingt,<br />
Daten richtig zu lesen und zu interpretieren,<br />
lassen sich die Maschinensteuerung und damit die<br />
Prozesse optimieren – letztendlich geht es also um<br />
Prozessoptimierung. Auch wenn es uns in Zukunft<br />
herausfordert, werden wir den Weg Richtung Sensortechnik<br />
weitergehen und die richtigen Weichen stellen<br />
– auch im Hinblick auf unsere Mitarbeitenden, die<br />
mit diesen Technologien umgehen können.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: War dabei hilfreich, dass R+W<br />
bereits seit 1990 eine separate Entwicklungsabteilung<br />
für Neuentwicklungen und Speziallösungen<br />
von Präzisions- und Industriekupplungen besitzt<br />
und eng mit der Universität Bayreuth und der RWTH<br />
Aachen zusammenarbeitet? Gibt es Beispiele für Lösungen,<br />
die aus dieser Kooperation entstanden sind?<br />
Kronmüller: 1990 steckten wir ja noch in den Kinderschuhen<br />
und waren umso stärker auf Kooperationen<br />
mit Universitäten angewiesen. Ganz starke, enge Verbindungen<br />
hatten wir immer mit der Uni Bayreuth<br />
und der RWTH Aachen. Insbesondere letztere ist spezialisiert<br />
auf Kupplungen. Wenn man an Verspannungsprüfstände<br />
denkt oder wenn wir Kupplungen<br />
entwickeln beziehungsweise weiterentwickeln, etwa<br />
unsere Elastomer-Kupplungen, ist es schon unser Anspruch,<br />
Dinge besser zu tun und Dinge anders zu tun<br />
als der Wettbewerb. Dafür nutzen wir Lösungen wie<br />
FEM- oder Matlab-Software, um intern ständig neues<br />
Wissen zu generieren und dieses dann auch zu nutzen,<br />
um wiederum zu verstehen, was in einem Produkt<br />
passiert – um zum Schluss das Produkt auch besser zu<br />
machen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was steckt denn etwa hinter<br />
der Elastomer-Kupplung?<br />
Kronmüller: Damals haben wir mit der Uni Bayreuth<br />
zusammengearbeitet. Das Thema Elastomer-Kupplung<br />
war für uns zu diesem Zeitpunkt neu und es ging darum,<br />
herauszufinden, wie sich denn der Werkstoff in<br />
einer Klimakammer bei Temperaturen zwischen -40<br />
und +60 oder +80 °C verhält. Wir haben also zusam-<br />
16 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
men Klimakammer-Tests gemacht, um Temperaturschwankungen<br />
zu simulieren und um dann im anschließenden<br />
Drehmomenttest festzustellen, ob wir<br />
angesichts der Hysterese-Eigenschaftendes Werkstoffs<br />
überhaupt noch eine Lebensdauerfestigkeit erreichen<br />
können. Einige Jahre später führte das dann zu<br />
einer eigenen FEM-Software, mit der wir bestimmte<br />
Parameter bei Neuentwicklungen bezüglich Materialien,<br />
Verspannungen im Material, kritische Bauteildicken<br />
etc. simulieren konnten. Allerdings hat Simulation<br />
auch ihre Grenzen. Denn wenn man ein Teil als Prototypen<br />
fertigt, können dessen Eigenschaften zum<br />
Schluss doch etwas von der<br />
Simulation abweichen. Eine<br />
Simulation hilft dabei, herauszufinden,<br />
ob das Ganze<br />
funktioniert. Um herauszufinden,<br />
was unsere Kupplungen<br />
tatsächlich können,<br />
machen wir aber zusätzlich<br />
Lebensdauertests, Verspannungs-<br />
und maximale<br />
Drehmomenttests bis hin zu<br />
Zerststörungsprüfungen.<br />
Dafür greifen wir auf die<br />
Prüfungsressourcen der<br />
Universitäten zurück, haben<br />
aber auch eigene Testlabore<br />
im Haus. Am Ende ist es<br />
gut, mit unabhängigen Instituten<br />
zu kooperieren, die<br />
belegen, dass unsere Aussagen<br />
hinsichtlich der technischen<br />
Eigenschaften unserer<br />
Kupplungen korrekt<br />
sind.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Spielt<br />
hier auch der digitale<br />
Zwilling eine Rolle?<br />
Kronmüller: Bedingt. Wir<br />
sind an einem Forschungsprojekt<br />
beteiligt, bei dem<br />
speziell ein digitaler Zwilling<br />
für Anlagen aufgebaut<br />
wird. Bei einer Gesamtanlage<br />
hat ein Mittelständler<br />
das Problem, zu beurteilen,<br />
wie er seine Daten nutzt<br />
und was er tun muss, damit<br />
etwas funktioniert. An diesem<br />
Forschungsprojekt sind<br />
neben R+W 20 weitere Un-<br />
ternehmen beteiligt, um einen digitalen Zwilling aufzubauen,<br />
auf den der Mittelstand zurückgreifen kann.<br />
Ziel ist es, dass jedes Unternehmen für seinen Bereich<br />
die Entwicklung unterstützt und so über Simulationen<br />
feststellt, ob meine Maschinenkomponente, mein System<br />
oder meine Anlage funktioniert. R+W ist hier mit<br />
seiner Sensortechnik beteiligt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: R+W entwickelt Kupplungen<br />
für die verschiedensten Branchen und Anwendungen.<br />
Was bedeutet das für die Entwicklung beziehungsweise<br />
das Engineering? Oder anders gefragt:<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 17<br />
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TRENDS » Porträt<br />
Wie viel Standard ist da möglich und wie viele Ihrer<br />
Kupplungen sind Sonderlösungen?<br />
Kronmüller: Ich fange mal mit der ganz einfachen<br />
Antwort an. 50 bis 60 % unserer Kupplungen sind<br />
Standardprodukte. Das heißt im Umkehrschluss, dass<br />
wir 40 % unserer Kupplungen speziell für den Kunden<br />
anpassen. Das kann der Einsatz eines anderen Materials<br />
sein, das können ein paar Millimeter längere oder<br />
Frank Kronmüller, Managing Director, R+W Antriebselemente<br />
»Entscheidend ist, sich bei der<br />
Digitalisierung immer wieder die Frage<br />
zu stellen, was der Nutzen und was der<br />
Mehrwert für den Kunden ist.«<br />
kürzere Kupplungen sein. Will heißen: Wir individualisieren<br />
etwas für den Kunden. Dadurch ist die Komplexität<br />
über die letzten Jahre gestiegen. Wenn man sich<br />
das Produktportfolio von R+W anschaut, dann ist es<br />
ausgereift und modular. Durch das modulare System<br />
können wir sehr viele Teile miteinander verbinden und<br />
schnell individuelle Anpassungen an die Kundenherausforderung<br />
realisieren. Das wird deutlich, wenn<br />
man bedenkt, welche Bandbreite wir abdecken. Wir<br />
haben etwa kugelschreiberkopfgroße Kupplungen im<br />
Angebot für 0,5 Nm Drehmoment – und 4 m große<br />
mit 20 t Gewicht für 20 Millionen Nm. Da sieht man<br />
die Bandbreite, in der wir uns bewegen und wenn man<br />
jetzt nur den Drehmomentbereich anschaut, kann<br />
man sich gut vorstellen, dass es nicht damit getan ist,<br />
einen Katalog aufzuschlagen und etwas finden. In vielen<br />
Bereiche funktioniert das, aber unser Plus ist, dass<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
wir den Kunden für das einzelne Stück ab Losgröße 1<br />
eine kundenindividuelle Kupplung auslegen, zeichnen,<br />
fertigen und liefern. Wenn man auf die Branchen<br />
schaut, die R+W beliefert, geht das von der Medizintechnik<br />
über Prüfstandsanwendungen für die E-Mobilität<br />
und Windkraftanlagen bis hin zu hochdynamischen<br />
Servoachsen in Werkzeugmaschinen und Verpackungstechnik<br />
oder Holzbearbeitung. Jetzt muss<br />
man natürlich aufpassen, dass man sich nicht verzettelt,<br />
denn man möchte den Kunden ja eine Lösung<br />
bieten. Daher greifen wir nach Möglichkeit bei jedem<br />
Lösungsansatz auf etwas, das wir schon haben, zurückzugreifen,<br />
was wir dann nur leicht abändern müssen,<br />
um einigermaßen nachhaltig agieren zu können.<br />
Denn jede Neuentwicklung verbraucht jede Menge<br />
Ressourcen – und da versuchen wir auf die Modularität,<br />
unserer ausgereiften, bewährten Produkte zurückzugreifen,<br />
darauf aufzusetzen und dann auch ein neues<br />
Produkt entsprechend zu entwickeln. Und wir für<br />
uns finden: Vor dem Hintergrund der Komplexität sind<br />
wir mit 40 % angepassten Produkten – Sonderlösungen<br />
– schon recht beachtlich dabei.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: R+W hat sich zum Ziel gesetzt,<br />
jedes Jahr eine neue Kupplungsserie zu präsentieren.<br />
Was werden Sie 2022 vorstellen?<br />
Kronmüller: Es ist tatsächlich so, dass wir diesen Anspruch<br />
formuliert haben. Ehrlicherweise muss man<br />
aber sagen, dass dies auch schon mal eine Sonderlösung<br />
sein kann. 2022 werden wir aber tatsächlich eine<br />
neue Serie von Kupplungen entwickeln – weil wir immer<br />
mit dem Ohr am Markt sind, um zu erkennen, was<br />
benötigt wird beziehungsweise um auf Veränderungen<br />
zu reagieren. Auch für 2022 haben wir verschiedene<br />
Entwicklungen in der Pipeline die den Marktanforderungen<br />
Rechnung tragen. So werden wir beispielsweise<br />
Neuerungen im Bereich der industriellen<br />
Sicherheitskupplungen vorstellen, welche deutlich<br />
kompakter bauen werden. Damit entsprechen wir dem<br />
Trend zu Kompaktheit und damit Gewichtseinsparung.<br />
www.rw-kupplungen.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Präzisionskupplungen von<br />
R+W Antriebselemente :<br />
hier.pro/wDBRQ<br />
18 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Digitalisierung « TRENDS<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Fehlerkosten wachsen in<br />
jeder weiteren Projektphase<br />
auf das Zehnfache an,<br />
so eine Faustregel.<br />
Die virtuelle Inbetriebnahme<br />
macht Fehler schneller<br />
sichtbar.<br />
Bild: ISG<br />
Wieso ein digitaler Zwilling den Stresspegel bei Anlagenbauern senken kann<br />
Verbesserte Arbeitsbedingungen<br />
dank virtueller Inbetriebnahme<br />
Eine virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ist der klassische Anwendungsfall für den digitalen Zwilling im Maschinen-<br />
und Anlagenbau. Das führt nicht nur zu Effizienzsteigerungen und kürzeren Projektzeiten, sondern durch<br />
die Vorverlagerung von Aufgaben aus der Ausführungs- in die Engineeringphase entspannt sich auch die<br />
Arbeitssituation während der Errichtung und dem Hochfahren einer Anlage deutlich. Die Techniker haben sehr<br />
viel mehr Zeit, die Anlage zu testen und zu optimieren, ohne dadurch den Übergabetermin zu gefährden.<br />
Dr. Christian Daniel, Business Manager Simulation Technology, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, Stuttgart<br />
Ganz gleich ob man eine Papiermaschine aufbaut,<br />
Bergbautechnik installiert oder ein Kraftwerk<br />
errichtet – am Ende eines Anlagenbauprojekts geht<br />
es zumeist sehr hektisch zu. Die Inbetriebnehmer<br />
stehen unter immensem Druck, was akut oder langfristig<br />
zu gesundheitlichen Problemen führen kann.<br />
Zudem machen gestresste Mitarbeiter mehr Fehler<br />
oder verlieren gar die Lust an ihrer Arbeit. Können sie<br />
jedoch einen Teil ihrer Arbeitsaufgaben vorziehen,<br />
indem sie das zu liefernde Produktionssystem virtuell<br />
in Betrieb nehmen und austesten, entspannt das die<br />
Situation später auf der Baustelle erheblich.<br />
Die Verantwortlichen haben mit der virtuellen Inbetriebnahme<br />
(VIBN) auch die Möglichkeit, die (virtuelle)<br />
Anlage viel umfänglicher und intensiver auf Herz<br />
und Nieren zu prüfen – mit den entsprechenden positiven<br />
Effekten für die Qualität. Dazu kommt, dass<br />
die Mitarbeiter in der frühen Projektphase noch nicht<br />
vor Ort sein müssen, sondern im Büro oder Home -<br />
office arbeiten können. Die Lärmbelastung ist dort in<br />
der Regel sehr viel geringer als auf der Baustelle. Sie<br />
können sich auf ihre Aufgaben konzentrieren, ohne<br />
durch Rückfragen wiederholt gestört zu werden.<br />
Teamarbeit leicht gemacht<br />
Dank des zeitigeren Informationsaustauschs zwischen<br />
den verschiedenen Disziplinen – Mechanik,<br />
Elektrik und Software – läuft die Abstimmung strukturierter<br />
ab, Passungenauigkeiten oder Missverständnisse<br />
werden schneller erkannt und behoben.<br />
Mit der Software<br />
ISG-virtuos lassen sich<br />
auch Anwendungsfälle<br />
mit Movern und fahrerlosen<br />
Transportsystemen<br />
simulieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 19
TRENDS » Digitalisierung<br />
struktion weiterer, letztendlich vergeblicher Aufwand<br />
anfällt beziehungsweise nachgearbeitet werden<br />
muss oder etwa die falschen Bauteile bestellt werden.<br />
Als Faustregel gilt: Die Fehlerkosten wachsen in<br />
jeder weiteren Projektphase auf das Zehnfache an.<br />
Im Umkehrschluss lassen sich diese Kosten also signifikant<br />
reduzieren, je zeitiger ein Fehler behoben<br />
wird. Die eigene Fertigung wird damit hinsichtlich<br />
der Kosten aber auch der Durchlaufzeit effizienter,<br />
der Kunde profitiert von einer gesteigerten Prozessqualität.<br />
Mit der virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) lassen sich nicht nur signifikante Effizienzsteigerungen<br />
und kürzere Projektzeiten erreichen – auch der Stresslevel sinkt deutlich.<br />
Doch auch für die Zusammenarbeit mit dem Kunden<br />
ist ein Simulationsmodell ein sehr effektives Kommunikationsmittel:<br />
Anlagenbauer und der spätere<br />
Betreiber können iterativ ihre Ideen und Vorschläge<br />
am Modell testen und sich gegenseitig inspirieren. Es<br />
findet en passant ein für alle Beteiligten vorteilhafter<br />
Wissensaustausch statt.<br />
Die Anlagenkonfiguration absichern<br />
Durch die VIBN findet die Sicherheitsbetrachtung zu<br />
einem sehr frühen Zeitpunkt statt und man kann bei<br />
Bedarf gegensteuern, zum Beispiel bevor in der Kon-<br />
Multicore-Unterstützung<br />
ISG hat zu seiner Simulationsplattform ISG-virtuos Ende 2021 auch die<br />
neueste Version des ISG-kernel vorgestellt. Der Steuerungskern kann<br />
die erweiterten CNC-Aufgaben jetzt auf unterschiedliche Cores einer<br />
Steuerungsplattform (Multicore) verteilen und so das Steuerungssystem<br />
für alle Applikationsanforderungen skalieren. Die Softwarelösung eignet<br />
sich für nahezu alle Bereiche von CNC, Robotik und Motion Control.<br />
Neben den Erweiterungen rund um die skalierbaren und konfigurierbaren<br />
Multicore-Funktionen der Steuerung werden zudem zusätzlich zu<br />
gewohnten Roboterkinematiken nun auch redundante Kinematiken mit<br />
Zusatzachsen wie Linearachse und Dreh-Schwenktisch unterstützt. Die<br />
Integration innovativer Glättungsverfahren erlaubt eine weitere Erhöhung<br />
der Bahngeschwindigkeiten und ermöglicht dadurch reduzierte<br />
Fertigungszeiten.<br />
Die Software ist als Komponente leistungsfähiger Steuerungen am Markt<br />
erhältlich. Darüber hinaus ist ISG-kernel als plattformunabhängiges<br />
eigenständiges Softwarepaket verfügbar, um bereits bestehende Steuerungstechnik<br />
um High-end-Funktionalitäten zu ergänzen.<br />
Bild: ISG<br />
VIBN – mehr als nur Bestandteil<br />
des Produktlebenszyklus<br />
Auch außerhalb des eigentlichen Baus einer Anlage –<br />
von der Konzeption bis hin zum Go-live – bringt eine<br />
VIBN enorme Vorteile mit sich. Mit ihr lässt sich die<br />
gesamte Wertschöpfungskette digital abbilden und<br />
sowohl technologisch als auch organisatorisch – beispielsweise<br />
hinsichtlich der Lieferketten – optimieren.<br />
Vorteile ergeben sich<br />
• für den Vertrieb:<br />
Der Sales-Ingenieur muss nicht auf Zeichnungen,<br />
Fotos und Videos einer bestehenden Anlage zurückgreifen,<br />
die sehr wahrscheinlich nicht dem<br />
entspricht, was der aktuelle Kunde möchte. Stattdessen<br />
zeigt er ihm ein bewegtes, bereits individuell<br />
angepasstes 3D-Modell und kann sogar verschiedene<br />
Auslegungen oder Designs mit ihm<br />
durchspielen.<br />
• im Service sowie in Forschung & Entwicklung:<br />
Auch bei Bestandsanlagen dient die VIBN dazu,<br />
alternative Szenarien hinsichtlich ihrer Machbarkeit,<br />
Kosteneffekte und Prozessoptimierung zu<br />
testen. Bei Neuentwicklungen verkürzt sich die<br />
Time-to-Market erheblich. Engineeringdaten für<br />
Forschung und Entwicklung oder für ähnlich gelagerte<br />
Aufträge stehen übrigens auch noch dann<br />
zur Verfügung, wenn die Anlage bereits beim<br />
Kunden läuft.<br />
• in der Aus- und Weiterbildung:<br />
Neue Mitarbeiter profitieren von den VIBN-Daten,<br />
indem sie sehr praxisnah eingearbeitet werden –<br />
an digitalen Anlagen, deren Pendants real existieren.<br />
Ebenso lässt sich der digitale Zwilling zur<br />
Schulung des Bedienpersonals und in der Ausbildung<br />
von Lehrlingen und Studenten einsetzen.<br />
Die mitwachsende<br />
Online- Komponentenbibliothek<br />
Im Maschinen- und Anlagenbau kommen viele Standardkomponenten<br />
zum Einsatz, etwa bei den Antrieben<br />
oder der Fördertechnik. Selbst Sonderanlagen<br />
lassen sich in der Regel zu 80 bis 90 % aus verfügba-<br />
20 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
en Modulen aufbauen. Liegt der digitale Zwilling<br />
einmal vor, lässt er sich immer wieder von neuem benutzen.<br />
Die späteren Anwender haben zudem die<br />
Sicherheit, dass es sich dabei um praxiserprobte Einheiten<br />
handelt – im Anlagenbau mit seinen hohen<br />
Sicherheitsstandards und anspruchsvollen Budgetvorgaben<br />
ein nicht zu unterschätzender Vorteil.<br />
Noch größer ist das Einsparpotenzial im Hinblick auf<br />
sowohl den zeitlichen als auch finanziellen Aufwand,<br />
wenn sich mehrere Anlagenbauer und Bauteil-Lieferanten<br />
ihre virtuellen Komponenten teilen. Das gelingt<br />
am einfachsten über die plattformbasierte, modulare<br />
Online-Komponentenbibliothek TwinStore, die<br />
sich stetig erweitern lässt. Sie wächst mit jedem<br />
neuen digitalen Zwilling und stellt fertige Teilmodelle<br />
zur direkten Integration in verschiedenste Einsatzszenarien<br />
zur Verfügung. Damit reduzieren sich die<br />
Modellierungszeiten. Zudem erhöht sich die Aussagekraft<br />
der virtuellen Inbetriebnahme, da die Modelle<br />
existierender Komponenten und Anlagen die Realität<br />
ideal abbilden. Als Online-Plattform ist ein ortsund<br />
zeitunabhängiger Zugriff gegeben. Den Anlagenbauern<br />
bieten sich zugleich neue Erlösquellen –<br />
durch die Bereitstellung der digitalen Zwillinge oder<br />
von Simulationsmodellen und Dienstleistungen wie<br />
vorausschauender Wartung.<br />
Simulationstechnologie<br />
als Teil der Wertschöpfung<br />
Für die VIBN fallen einmalig finanzielle Aufwände für<br />
die entsprechende Hard- und Softwareausrüstung<br />
an. Dazu kommen projektbezogene Ausgaben. Etwa<br />
die Kosten für eigenes Personal oder Dienstleister, die<br />
die Simulationsmodelle erstellen und die einzelnen<br />
Tests der VIBN konfigurieren. Bei den Aufwänden für<br />
das Durchführen der virtuellen IBN selbst handelt es<br />
sich jedoch nicht um zusätzliche Kosten, kompensieren<br />
sie doch spätere Aufwände bei der realen IBN.<br />
Idealerweise haben sich die VIBN-spezifischen Kosten<br />
bereits nach dem Anfahren der ersten Anlage amortisiert.<br />
Maximale Effizienzgewinne erzielt man durch<br />
die Wiederverwendung der digitalen Bauteile und der<br />
ebenfalls modular aufgebauten Simulationsmodelle.<br />
Die virtuelle Steuerung sollte jedoch nicht Bestandteil<br />
der Simulation sondern via Schnittstelle verbunden<br />
sein. Entscheidend ist die Durchgängigkeit der<br />
eingesetzten Simulationsmethoden – von Model-inthe-Loop<br />
über Software-in-the-Loop bis hin zu Hardware-in-the-Loop.<br />
Es ist beispielsweise häufig der<br />
Fall, dass die Konstrukteure am Projektbeginn noch<br />
nicht einschätzen können, welche Antriebstechnik<br />
sich am besten eignet. Deshalb arbeiten sie zunächst<br />
mit diversen Simulationsmodellen, die sie später<br />
durch den digitalen Zwilling ersetzen.<br />
Fazit<br />
Eine in die digitale Wertschöpfungskette integrierte<br />
VIBN zahlt sich für alle Beteiligten aus – eine Win-<br />
Win-win-Situation für Komponentenlieferanten, Anlagenbauer<br />
und Betreiber. Neben Zeitgewinnen und<br />
immensen Kosteneinsparungen stehen eine verbesserte<br />
Qualität der Produktionssysteme, ihre schnelle<br />
Anpassbarkeit sowie neue Möglichkeiten zur Anlagen-<br />
und Prozessoptimierung auf der Habenseite.<br />
Weitere Pluspunkte sind praxisnahe Schulungen und<br />
eine reduzierte Time-to-Market.<br />
(co)<br />
www.isg-stuttgart.de<br />
INFO<br />
Weitere Infos zur digitalen Austauschplattform<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 21<br />
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TRENDS » Perspektiven – Systems Engineering<br />
Landmaschinenhersteller Claas führt unternehmensweit Systems Engineering (SE) ein<br />
„Systems Engineering ist eine Denkweise<br />
– die auch für KMU geeignet ist“<br />
Dass gerade auch KMU vom Systems Engineering (SE) profitieren können, will das it’s OWL-Projekt<br />
SE4OWL nicht nur zeigen – es will auch Unterstützung anbieten, SE langfristig und ganzheitlich<br />
anzuwenden. Die Umsetzung bei dem Landmaschinenhersteller Claas zeigt, wie wichtig es dabei ist,<br />
die Mitarbeitenden mitzunehmen. Denkweisen, die jahrelang in den Köpfen fest verankert waren und<br />
sind, müssen behutsam durch neue Methoden und systemisches Denken ersetzt werden – was einen<br />
hohen Supportaufwand erfordert. Am Ende steht aber als Lohn ein deutlich reduzierter Änderungs -<br />
aufwand in späten Projektphasen – und das Problem kennen alle.<br />
Interview: <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEM<br />
IM INTERVIEW<br />
Jörg Heihoff-Schwede,<br />
Domain Team Lead Requirements<br />
Engineering, und<br />
Vivien Hillmann, Requirements<br />
Engineering Expert,<br />
Claas KGaA mbH<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Claas arbeitet seit mehr als<br />
5 Jahren am Thema Systems Engineering (SE) –<br />
welches Fazit lässt sich bislang ziehen?<br />
Jörg Heihoff-Schwede (Claas): Unser Erfolgsrezept<br />
war es, SE nicht gleich als Ganzes einzuführen,<br />
sondern in einzelnen Schritten vorzugehen.<br />
Außerdem setzten wir von Beginn an auf<br />
den Austausch und die Unterstützung mit Partnern:<br />
Über den Spitzencluster it’s OWL arbeiten wir<br />
so schon lange mit dem Fraunhofer IEM zusammen.<br />
Aber auch der Erfahrungsaustausch mit anderen Unternehmen<br />
ist sehr wertvoll. Unser erstes SE-Projekt<br />
fokussiert nun das Requirements Engineering (RE).<br />
Hier haben wir einen konkreten Bedarf gesehen, eine<br />
Methode mit einem passenden Tool bereitgestellt<br />
und Piloten durchgeführt. Dabei haben wir darauf<br />
geachtet, Kernelemente des Systems Engineering –<br />
wie zum Beispiel das Systemdenken – mit in die RE-<br />
Methode zu integrieren. Durch unsere Pilotanwender<br />
erhalten wir nun einerseits gutes Feedback hinsichtlich<br />
des Nutzens von SE. Jeder Anwender in seiner<br />
spezifischen Rolle nimmt diesen Nutzen jedoch anders<br />
war. Deshalb ist es auch wichtig, die Mehrwerte<br />
22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Bild: Claas<br />
Der Landmaschinenhersteller Claas<br />
setzte früh auf die Erkundung der<br />
Chancen des Systems Engineering, um<br />
seine Marktposition zu verbessern. Der<br />
neue Vorsatzantrieb des Claas-Feldhäckslers<br />
wurde bereits mit Systems-<br />
Engineering-Methoden entwickelt und<br />
liefert exaktere Ernteergebnisse.<br />
Jörg Heihoff-Schwede,<br />
Domain Team Lead Requirements<br />
Engineering<br />
bei der Claas KGaA mbH,<br />
Harsewinkel<br />
von SE über den eigenen Tellerrand hinaus zu erkennen.<br />
Andererseits bedeutet die Einführung von SE für<br />
die Anwender oftmals auch das Erlernen und Arbeiten<br />
mit neuen Methoden und IT-Werkzeugen. Schulungen<br />
und die Unterstützung der Projektarbeit<br />
durch Methodenspezialisten können den Erfolg des<br />
SE-Ansatzes verbessern. Am schwierigsten ist es jedoch,<br />
Denkweisen zu ändern. Hier müssen die Anwender<br />
Schritt für Schritt Erfahrung sammeln. Unsere<br />
Erfahrung ist, dass das Mindset des Entwicklungsteams<br />
eng mit seinen Methoden, Prozessen und IT-<br />
Werkzeugen verzahnt sein sollte. So ist es einfacher,<br />
neue Ansätze wie SE einzuführen. Zurückblickend<br />
rollen wir zwar auch nach fünf Jahren mit RE noch<br />
den ersten Baustein des SE aus, legen damit aber<br />
Grundlagen für alle weiteren SE-relevanten Prozesse.<br />
RE wird im Unternehmen mittlerweile von Führungskräften<br />
und Anwendern als relevantes und unausweichliches<br />
Thema gesehen und aktiv angefragt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Damit stimmt also die These,<br />
dass es erst um die Methodik in den Köpfen gehen<br />
muss, bevor Tools zum Einsatz kommen? Wie bekommt<br />
man die Methodik in die Köpfe?<br />
Vivien Hillmann (Claas): Nehmen wir zur Beantwortung<br />
der Frage einen Teilbereich des Systems Engineering,<br />
das Requirements Engineering, genauer<br />
unter die Lupe. In diesem Bereich sind wir aktuell bei<br />
Claas sehr aktiv in der Entwicklung und Verbreitung<br />
1793053-1.PDF - Januar 5, 2022 x<br />
»Am schwierigsten ist es, Denkweisen zu<br />
ändern. Das Mindset des Entwicklungsteams<br />
sollte eng mit seinen Methoden, Prozessen und<br />
IT-Werkzeugen verzahnt sein.«<br />
der Methodik sowie eines spezifischen Tools. Wir versuchen<br />
dabei den Spagat zwischen dem Erlernen einer<br />
neuen Methode und ihrer späteren praktischen<br />
Anwendungen in einem Tool zu meistern. Eine wichtige<br />
Erkenntnis daraus ist, dass das Verstehen der<br />
Methode essenziell für ihre Umsetzung in einem spezifischen<br />
Tool ist. Die Methode bildet das Grundgerüst.<br />
Ein Tool unterstützt hingegen das spätere Anwenden<br />
der Methode. Somit stimmt für uns die These,<br />
dass zunächst das Verständnis über die Methode<br />
vorhanden sein muss, bevor wir das Tool zum Einsatz<br />
bringen.<br />
Bild: Claas<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 23
TRENDS » Perspektiven – Systems Engineering<br />
Das Erlernen einer neuen Methode hat in unserem<br />
Fall viel mit Change Management zu tun. Denkweisen,<br />
die jahrelang in den Köpfen der Mitarbeitenden<br />
fest verankert waren und sind, müssen behutsam<br />
durch neue Methoden und systemisches Denken ersetzt<br />
werden. Dies erfordert einen hohen Supportaufwand,<br />
denn das Umdenken geschieht neben den bereits<br />
hohen Arbeitsbelastungen der Mitarbeitenden<br />
im täglichen Arbeitsumfeld. Anfangs haben wir mit<br />
einer eintägigen Basisschulung versucht, Requirements<br />
Engineering als neue Denkweise zu verankern.<br />
Dies hat sich im Projektverlauf als wenig effektiv herausgestellt.<br />
Kurzfristig war die neue Methode in den<br />
Köpfen der Mitarbeitenden präsent. Durch die fehlende<br />
tägliche Anwendung ging das Wissen jedoch<br />
schnell wieder verloren. Heute begleiten wir Entwicklungsprojekte<br />
sehr intensiv und vor allem kontinuierlich.<br />
Da wir uns aktuell im Bereich des Requirements<br />
Engineering noch in einer Pilotierungsphase befinden,<br />
können wir diese enge Begleitung leisten. Auf<br />
Basis des Produktentwicklungsprozesses bei Claas<br />
haben wir nun bedarfsgerechte Schulungseinheiten<br />
konzipiert, so dass wir den Mitarbeitenden das Methodenwissen<br />
zum jeweils relevanten Zeitpunkt zur<br />
Verfügung stellen können. Je nach Themenkomplex<br />
bieten wir zwei- bis dreistündige Schulungen an, die<br />
jeweils einen vorgeschalteten theoretischen Block<br />
beinhalten und darauf aufbauend die Anwendung im<br />
Tool zeigen. Zusätzlich haben wir zu verschiedenen<br />
Themenbereichen Workshops erarbeitet, die Methodenwissen<br />
vertiefen und gleichzeitig praxisrelevante<br />
Beispiele der Teilnehmenden aufgreifen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sind inzwischen ausreichend<br />
leistungsfähige Tools verfügbar? Welche nutzen<br />
Sie selbst?<br />
Heihoff-Schwede: Die Werkzeugketten sind leider<br />
nach wie vor eine Herausforderung. In der Vergangenheit<br />
sind die Werkzeuge oft nur für eine isolierte<br />
Aufgabe eingeführt worden und oftmals stand die<br />
reine Funktionalität oder Usability im Vordergrund.<br />
Die Vernetzung der Daten über Schnittstellen, wie sie<br />
beispielsweise für Traceability oder Lebenszyklus -<br />
managementprozesse notwendig ist, stand nicht im<br />
Vordergrund. Zunächst musste also eine Architektur<br />
für die IT-Werkzeuge im Engineering entstehen, welche<br />
die Aspekte Funktionalität, Usability und Datendurchgängigkeit<br />
berücksichtigt.<br />
Bei Claas nutzen wir die 3DExperience-Plattform von<br />
Dassault Systèmes als PLM-Umgebung, welche auch<br />
in Zukunft unsere zentrale Engineering-Datenbank<br />
darstellen soll. Es werden aber weitere IT-Werkzeuge<br />
hinzukommen und neue Objekte – zum Beispiel Anforderungen<br />
– verwalten, die früher in anderen IT-<br />
Systemen verwaltet wurden. Erfüllen die Werkzeuge<br />
von Dassault Systèmes unsere Anforderungen an<br />
Funktionalität, Usability und Durchgängigkeit, sind<br />
diese unsere ersten Kandidaten. Oftmals gibt es aber<br />
noch Lücken. Bei kleineren Lücken schließen wir diese<br />
durch Eigenentwicklungen, bei größeren arbeiten<br />
wir mit Dassault Systèmes partnerschaftlich an einer<br />
Lösung. Wenn deren Lösungen nicht unsere Anforderungen<br />
im nötigen Umfang erfüllen, weil etwa Dassault<br />
Systèmes kein geeignetes Werkzeug im Produktprogramm<br />
hat, nutzen wir Werkzeuge anderer<br />
Vendoren und binden diese über definierte Schnittstellen<br />
an. Grundsätzlich kann aber festgehalten<br />
werden, dass nach wie vor viel Aufwand zum Zusammenstellen<br />
einer geeigneten IT-Werkzeugarchitektur<br />
notwendig ist.<br />
SE-Methoden für das<br />
Systems Engineering<br />
werden bei Claas auch<br />
in entsprechenden<br />
IT-Tools umgesetzt,<br />
hier die 3DExperience-<br />
Plattform von<br />
Dassault Systèmes.<br />
Bild: Claas<br />
24 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Vivien Hillmann,<br />
Requirements<br />
Engineering Expert bei<br />
der Claas KGaA mbH,<br />
Harsewinkel.<br />
Bild: Claas<br />
»Dass sich der geleistete Aufwand zu Beginn<br />
eines Projektes in späteren Projektphasen<br />
durch verringerten Änderungsaufwand<br />
ausgleicht, ist leicht zu kommunizieren –<br />
gespürt wird dies allerdings erst einige Zeit<br />
nach Projektstart.«<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Eingangs erwähnten Sie bereits,<br />
dass das Mindset des Entwicklungsteams eng<br />
mit seinen Methoden, Prozessen und IT-Werkzeugen<br />
verzahnt werden sollte, um Schwierigkeiten<br />
bei der erfolgreichen Nutzung des SE zu vermeiden.<br />
Welche Probleme gilt es darüber hinaus zu<br />
meistern und wie gehen Sie diese an?<br />
Hillmann: Momentan arbeiten wir intensiv an der<br />
Einordnung der Methodentheorie in den vorhandenen<br />
Claas-Produktentwicklungsprozess, kurz CPDP.<br />
Für unsere Entwicklungsprojekte ist der CPDP ein<br />
wichtiger Anker. SE muss daher im Einklang zu unserem<br />
CPDP stehen, was durchaus zu Herausforderungen<br />
führt. Am Beispiel Requirements Engineering<br />
funktioniert die Einordnung der Methodik in den<br />
CPDP recht gut. Herausfordernd ist in unserem Fall<br />
eher die Kommunikation dieses Zusammenspiels. Der<br />
CPDP wurde letztes Jahr komplett überarbeitet, die<br />
Entwicklungsprojekte müssen sich daher mit seiner<br />
angepassten Struktur vertraut machen. Dazu kommt<br />
die Einführung von SE-Themen. Das ist auf den ersten<br />
Blick viel Veränderung, die angenommen werden<br />
muss.<br />
Die Einführung von SE führt zusätzlich dazu, dass<br />
viel Frontloading und Konzeptionierung in frühen<br />
Projektphasen erfolgt. Dieser eventuell erhöhte Aufwand<br />
am Anfang eines Projektes muss kommuniziert<br />
werden. Ziel ist es, dass sich der geleistete Aufwand<br />
zu Beginn eines Projektes in späteren Projektphasen<br />
durch verringerten Änderungsaufwand ausgleicht.<br />
Diesen essentiellen Benefit zu kommunizieren ist<br />
leicht – gespürt wird dieser allerdings erst einige Zeit<br />
nach Projektstart. Häufig zeigt sich der positive Effekt<br />
auch erst zum Ende des Projektes, so dass man<br />
insbesondere am Anfang häufig auf Gegenwehr in<br />
den Projekten stößt. Hier versuchen wir durch die<br />
Einordnung der SE-Prozesse in den CPDP Vorbehalten<br />
entgegen zu wirken und die Benefits von SE<br />
deutlich heraus zu arbeiten.<br />
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» <strong>01</strong>/02 | 2022 25
TRENDS » Perspektiven – Systems Engineering<br />
Bild: Claas<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was versprechen Sie sich von<br />
der Teilnahme an dem Verbundprojekt SE4OWL?<br />
Hillmann: Die Teilnahme am Verbundprojekt<br />
SE4OWL bringt viele Vorteile mit sich. Neueste wissenschaftliche<br />
Ansätze werden mit Forschungspartnern<br />
wie dem Fraunhofer IEM in die Praxis übersetzt.<br />
Außerdem können wir uns mit den Konsortialpartnern<br />
vertraulich austauschen. Die kommen aus anderen<br />
Industrieunternehmen, aber auch den Bereichen<br />
Tool und Management. Durch die unterschiedlichen<br />
Arbeitsweisen, Herausforderungen und Fokusthemen<br />
der Konsortialpartner bietet sich uns die Chance, unsere<br />
internen Projekte aus neuen Perspektiven zu betrachten.<br />
Im Zuge von SE4OWL entsteht aus unserer<br />
INFO<br />
Weitere Informationen zum<br />
Projekt SE4OWL:<br />
hier.pro/sptr1<br />
Sicht ein äußerst wertvoller Austausch zwischen den<br />
Partnern, so dass wir aus deren Erfahrungen hinsichtlich<br />
der Einführung von SE stark profitieren. Darüber<br />
hinaus erhoffen wir uns gemeinsam mit dem<br />
Fraunhofer IEM an praxisrelevanten Themen arbeiten<br />
zu können.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Handlungsfelder stehen<br />
derzeit im Fokus von Claas?<br />
Heihoff-Schwede: Aktuell arbeiten wir daran, das<br />
neue RE-Werkzeug basierend auf 3DExperience einzuführen,<br />
welches nahtlos in unsere Engineering-<br />
Plattform integriert ist. Dies stellt neben der bereits<br />
erwähnten Methode die Grundlage für den anstehenden<br />
Requirements-Engineering-Roll-out dar.<br />
Ähnlich gehen wir aktuell auch bei der Definition<br />
und Planung von Validierungs- und Verifikationsaktivitäten<br />
vor. Letztlich sollen diese Themen dann methodisch<br />
und datentechnisch zusammenwachsen –<br />
hier sehen wir die Syn ergien für unsere Anwender.<br />
Und auch die Anwender sehen immer stärker die Vernetzung<br />
der Methoden und Daten und regen diese<br />
aktiv an. So wachsen zukünftige Themen wie die Architekturmodellierung<br />
oder das Management der<br />
funktionalen Sicherheit aus einem kleinen Samenkorn<br />
wie RE heraus.<br />
26 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Innovative Landmaschinen mit komplexer<br />
Technik: Bei der Entwicklung von Mähdreschern,<br />
Traktoren und Feldhäckslern setzt Claas<br />
zunehmend auf Systems Engineering (SE).<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ein Fokus von SE4OWL liegt<br />
insbesondere auf dem Wissenstransfer – welche<br />
Tipps können Sie Unternehmen bereits heute geben,<br />
die in das Thema SE einsteigen wollen?<br />
Hillmann: Wie aus den obigen Antworten bereits<br />
hervorgeht, steht neben der Weiterentwicklung der<br />
Methoden und Tools besonders die Wissensvermittlung<br />
aktuell im Zentrum unserer Arbeit. Aus unserer<br />
Erfahrung können wir anderen Unternehmen mitgeben,<br />
dass eine enge Begleitung der Mitarbeitenden<br />
wichtig ist. Wir, die sich tagtäglich mit SE auseinandersetzen<br />
und eine Vision verfolgen, müssen verstehen,<br />
dass die meisten Mitarbeitenden wenig bis<br />
kaum Erfahrung auf dem Themengebiet haben und<br />
durchaus Widerstände bei der Vermittlung der Methoden<br />
auftreten. Es werden lang verankerte Denkweisen<br />
verändert. Das kostet Zeit. Es ist fahrlässig zu<br />
glauben, dass eine reine Wissensvermittlung ausreicht,<br />
um dieses komplexe Thema im Unternehmen<br />
zu verankern.<br />
Um bei der Einführung von SE erfolgreich zu sein,<br />
muss besonders in der Anfangsphase ein enger Support<br />
der Mitarbeitenden gewährleistet sein. Neben<br />
der Methode kommen in vielen Fällen noch spezifische<br />
Tools zum Einsatz. Das Zusammenspiel von Methodenverständnis<br />
und Toolanwendung muss den<br />
Mitarbeitenden deutlich gemacht werden. In diesem<br />
Zusammenhang kommen viele Fragen auf, die beantwortet<br />
werden müssen. Die Ansprechbarkeit bei Problemen<br />
und Präsenz in den Projekten ist wichtig, um<br />
das Kommitment für die neuen Denkansätze zu erlangen.<br />
Je nach Unternehmensgröße sollte nach einer<br />
Pilotphase der Aufbau von gut ausgebildeten<br />
Key-Usern in Betracht gezogen werden, denn ein so<br />
enger Support, wie oben beschrieben, wird in einem<br />
größeren Unternehmen nicht auf Dauer möglich sein.<br />
Wichtig zu erwähnen ist, dass SE eine Denkweise ist,<br />
die auch für KMUs geeignet ist. Durch SE4OWL wollen<br />
wir sicherstellen, dass besonders KMUs Unterstützung<br />
bei der Einführung erhalten und Ansätze<br />
zur Wissensvermittlung auf Basis der Erfahrung der<br />
Konsortialpartner erlangen. Dabei profitieren wir unmittelbar<br />
vom Know-how des Fraunhofer IEM.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sehen Sie künftig zu lösende<br />
Aufgabenstellungen, die SE nicht adressieren<br />
kann? Lässt sich beispielsweise ein Mähdrescher<br />
damit gut beherrschen, nicht aber die gesamte<br />
Erntekette im Smart Farming – also das System of<br />
Systems?<br />
Heihoff-Schwede: Wenn man SE etwas weiterdenkt,<br />
kann man damit aus unserer Sicht auch die<br />
Lösung vieler zukünftiger Aufgaben adressieren. Aktuell<br />
fokussieren wir uns mit SE noch stark auf die<br />
einzelnen Systeme. Diese Einzelsysteme arbeiten<br />
aber oftmals eng zusammen, zum Beispiel in Ernteketten<br />
und werden unter Schaffung neuer Schnittstellen<br />
zwischen den Systemen zum Teil eines System-of-Systems<br />
(SoS). Dazu kommen übergreifende<br />
IT-Plattformen, die verschiedene Services und Systeme<br />
überspannen und durch unseren zentralen IT-Bereich<br />
bereitgestellt werden. Hier ist aus unserer Sicht<br />
einerseits die Entwicklung pragmatischer Ansätze für<br />
das Engineering von SoS notwendig – daran arbeiten<br />
wir beispielsweise im BMBF-Forschungsprojekt Mo-<br />
SyS mit dem Fraunhofer IEM. Andererseits müssen<br />
wir auch bei Claas dafür sorgen, dass (Teil-)Systeme<br />
nach den gleichen Methoden entwickelt werden und<br />
in einem konsistenten Datenformat beschrieben<br />
werden. Hier können sicher auch branchenweite oder<br />
-übergreifende Standards weiterhelfen. (co)<br />
www.claas.de<br />
www.iem.fraunhofer.de<br />
Das Projekt SE4OWL<br />
Wer komplexe technische Systeme künftig erfolgreich<br />
auf den Markt bringen möchte, benötigt<br />
den Überblick über die vielfältigen Zusammenhänge<br />
in seinem Entwicklungsprojekt. Systems<br />
Engineering (SE) bietet ein ganzes Bündel aus<br />
Methoden und Werkzeugen, um sich dieser Herausforderung<br />
zu stellen. Das it’s-OWL-Projekt<br />
SE4OWL (Systems Engineering for OWL) unterstützt<br />
kleine und mittlere Unternehmen dabei, SE<br />
langfristig und ganzheitlich anzuwenden. Dafür<br />
arbeiten das Fraunhofer IEM, Two Pillars, Unity<br />
sowie die Unternehmen Claas, Harting Applied<br />
Technologies und Miele in dem dreijährigen Projekt<br />
zusammen und werden vom Land Nordrhein-<br />
Westfalen mit rund 1,9 Mio. Euro gefördert.<br />
SE-Neuigkeiten aus OWL gibt es auch hier:<br />
www.selive.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 27
TRENDS » Produktentwicklung<br />
Multiphysiksimulation unterstützt bei Wasserstoffelektrolyse<br />
Simulation ermöglicht tieferes<br />
Verständnis des Elektrolyseprozesses<br />
Grüner Wasserstoff ist die Energie der Zukunft. Die dazu notwendige Technologie, die Wasser mit Hilfe<br />
von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet, erreicht gerade den industriellen Maßstab. Einer der<br />
Pioniere der Wasserstofferzeugung ist Sunfire aus Dresden. Für die hochkomplexen Berechnungen der<br />
Abläufe im Elektrolyseur nutzt Sunfire die Multiphysiksimulationssoftware von Ansys. Das Systemhaus<br />
Inneo hilft den Wasserstoffpionieren dabei, ihre Simulationen möglichst realistisch und gleichzeitig<br />
effizient zu gestalten.<br />
Dipl.-Ing. Ralf Steck, freier Fachjournalist für die Bereiche CAD/CAM, IT und Maschinenbau, Friedrichshafen<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Simulationssoftware,<br />
speziell die für die<br />
Multiphysiksimulation,<br />
kann ein tiefergehendes<br />
Verständnis ablaufender<br />
Prozesse fördern.<br />
Um die Vorgänge in einem<br />
Elektrolyseur zu verstehen,<br />
ist die Simulation der<br />
Abläufe im Inneren von<br />
großer Bedeutung (hier<br />
die Druckverteilung in<br />
einem Turm mit 180<br />
Zellen).<br />
Bild: Sunfire<br />
Für die Wasserstofferzeugung kann die Sunfire<br />
GmbH aus Dresden gleich mit zwei Technologien<br />
an den Start gehen: Neben der Festoxid-Elektrolysezelle<br />
(solid oxide electrolysis cell, SOEC) bietet sie<br />
auch alkalische Elektrolyseure an. Beiden gemein<br />
sind extreme Bedingungen. In einem SOEC-Turm<br />
herrschen im Betrieb Temperaturen von mehr als<br />
800 °C, Alkali-Stacks arbeiten bei Drücken von bis zu<br />
40 bar. Bei den genannten Bedingungen im Inneren<br />
des Elektrolyseurs ist leicht verständlich, dass alle<br />
Bauteile extremen Belastungen ausgesetzt sind.<br />
Gleichzeitig laufen komplexe Prozesse in den engen<br />
Kanälen ab und ein optimaler Betrieb ist nur möglich,<br />
wenn alle Zellen im System bei demselben Druck und<br />
derselben Temperatur arbeiten und mit der exakt<br />
gleichen Menge an Dampf und elektrischem Strom<br />
versorgt werden.<br />
Moderne Simulationssoftware kann an dieser Stelle<br />
wertvolle Dienste leisten. Sunfire nutzt dazu die Ansys-Module<br />
CFX und Fluent, die bei Bedarf mit anderen<br />
Solvern gekoppelt werden können, um die gesamte<br />
Bandbreite chemischer und physikalischer<br />
Vorgänge im Elektrolyseur abzubilden. „Unsere Multiphysiksimulationen<br />
umfassen Strömung, Wärmetransport,<br />
den elektrochemischen Umsatz und sogar<br />
die chemischen Vorgänge bei der Elektrolyse“, erläutert<br />
Berechnungsingenieur David Spura. „Das Schöne<br />
an unserer Arbeit hier ist, dass wir nicht nur die rechnerische<br />
Bestätigung für die Arbeit der Konstrukteure<br />
liefern, sondern an vorderster Front der Entwicklung<br />
mitwirken. So sind beispielsweise Form und<br />
Querschnitt der Kanäle, in denen der Wasserdampf<br />
zu- und der Wasserstoff abgeführt werden, ganz<br />
ausschlaggebend für die Gasverteilung und damit für<br />
die effiziente Funktion des gesamten Systems. Hier<br />
konnten wir mit unseren Simulationen wertvollen<br />
Input liefern.“<br />
28 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Bild: Autor<br />
David Spura, Berechnungsingenieur, Sunfire GmbH, Dresden<br />
»Die Simulation bietet einen Weg,<br />
die Vorgänge im Inneren<br />
einer 800 Grad heißen,<br />
unter Druck stehenden Anlage<br />
zu untersuchen.«<br />
Simulation vertieft<br />
das Anlagenverständnis<br />
Die Simulationssoftware kam vor etwa zwei Jahren<br />
ins Gespräch, als deutlich wurde, dass für das bessere<br />
Verständnis der Vorgänge im Inneren der Stacks und<br />
Module tiefergreifende numerische Simulationen<br />
notwendig sind, um die Anlagen zu optimieren. „Es<br />
ging darum, die Prozesse im Inneren einer 800 Grad<br />
heißen, unter Druck stehenden Anlage zu untersuchen<br />
und zu verstehen – da kann man ja nicht einfach<br />
hineinschauen“, erinnert sich Spura. „Hier bot<br />
die Simulation einen hervorragenden Weg, die Vorgänge<br />
in den Stacks virtuell sichtbar zu machen.“<br />
Seine Anforderungen diskutierte Sunfire dazu mit der<br />
Inneo Solutions GmbH in Ellwangen und schaffte<br />
schließlich 2020 die Ansys-Softwaresuite an. Heute<br />
wird die Software auf zwei Hochleistungsworksta -<br />
tions genutzt.<br />
Mit Inneo hat Spura gute Erfahrungen gemacht. „Die<br />
Spezialisten dort kennen ihre Software genau und<br />
können auf dieser Basis viele nützliche Hinweise geben,<br />
wie man an die Untersuchungen herangeht“,<br />
sagt der Berechnungsingenieur. „Wir haben inzwischen<br />
den gesamten Prozess der Elektrolyse und vor<br />
allem des Betriebs der Anlage im industriellen Maß-<br />
stab simulieren und analysieren können. Dabei war<br />
uns Inneo mit technischem und administrativem Support<br />
sowie lehrreichen Workshops eine große Hilfe.“<br />
Spezielle Module für<br />
Brennstoffzellen und Elektrolyseure<br />
Spura plant, demnächst Fluent-Module in den Prozess<br />
zu integrieren, die von Ansys speziell für die<br />
Auslegung von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren<br />
entwickelt wurden. Dazu wurde ein Workshop mit<br />
Inneo aufgesetzt, der nach Aussage des Simulationsspezialisten<br />
gute Ergebnisse lieferte.<br />
„Wir können inzwischen sehr komplexe Geometrien<br />
und Abläufe simulieren“, fasst David Spura zusammen,<br />
„und verstehen die Prozesse und Strömungsverhältnisse<br />
im Elektrolyseur viel besser als zuvor.“ Es sei<br />
immer ein großer Unterschied, ob solch eine Anlage<br />
im Labormaßstab läuft oder zuverlässig im industriellen<br />
Maßstab skalieren soll. „Mit Hilfe von Ansys<br />
und Inneo konnten wir den Wirkungsgrad, die Leistungsdichte<br />
und die Zuverlässigkeit unserer Anlagen<br />
signifikant steigern – und können mit einem guten<br />
Gefühl in die industrielle Umsetzung gehen.“ (co)<br />
www.inneo.de<br />
Bild: Sunfire<br />
Aufbau eines Elektrolyseurs<br />
Rechennetz für die<br />
Simulation eines<br />
Hochtemperatur-<br />
SOEC-Elektrolyseurs<br />
in Form eines Turmes<br />
mit 180 Zellen.<br />
Basis des Hochtemperatur-SOEC-Elektrolyseurs ist ein sogenannter<br />
Stack, ein etwa 10 cm hoher Stapel aus 30 Stahlblechen,<br />
zwischen denen die eigentlichen Elektrolyseelemente, die<br />
sogenannten Zellen, angebracht sind. Die Bleche sind so geprägt,<br />
dass der Wasserdampf zwischen ihnen möglichst gleichmäßig<br />
über die folienartigen Zellen verteilt und so effizient in<br />
seine Bestandteile aufgespalten wird. Ein Stack erzeugt pro<br />
Stunde etwa 750 Norm-m 3 Wasserstoff bei einer Leistungsaufnahme<br />
von 3,7 kW. Sechs Stacks werden übereinander zu einem<br />
Turm gestapelt, um die Erzeugungsleistung weiter zu erhöhen.<br />
Mehrere Türme bilden ein Modul, welches zusammen mit den<br />
Hilfs- und Nebenanlagen in einem 20-Fuß-Container angeordnet<br />
und so anschlussbereit an den Kunden ausgeliefert wird.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 29
ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />
Energieeffiziente Antriebslösungen von Nord für die Intralogistik<br />
Hochintegriertes System<br />
Intralogistikanlagen und Fördersysteme für Flughäfen oder Paketzentren müssen verschiedene<br />
konkurrierende Ansprüche unter einen Hut bringen. Nord Drivesystems berücksichtigt die<br />
IM ÜBERBLICK „Pains and Needs“ der Betreiber in einem umfassenden TCO-Ansatz, der neben Kostenaspekten<br />
auch ökologische Fragestellungen berücksichtigt. Am besten lassen sich die<br />
Energieeffiziente<br />
spezifischen Problemstellungen mit individuell abgestimmten Antriebssystemen lösen,<br />
Antriebslösungen von Nord<br />
für die Intralogistik.<br />
die einen optimalen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und Variantenreduzierung<br />
anstreben.<br />
Torben Sachau, Head of Product and Price Management, Rickert Matthiessen, Industry Sector Manager,<br />
Nord Drivesystems Gruppe, Bargteheide<br />
Getriebemotoren für den unteren bis<br />
mittleren Leistungsbereich haben für<br />
sich genommen keinen besonders hohen<br />
Energieverbrauch, auch die anfallenden<br />
Kosten sind moderat. Betrachtet man jedoch<br />
die Menge und die Betriebsstunden<br />
der Antriebe sowie die anfallenden Lebenszykluskosten,<br />
so offenbaren sich energetisch<br />
und betriebswirtschaftlich hohe<br />
Einsparpotenziale. Nord Drivesystems liefert<br />
projektabhängig zwischen 50 und<br />
20.000 Antriebssysteme pro Projekt für<br />
verschiedene Intralogistik- und Gepäckförderanlagen.<br />
Ein solcher Antrieb läuft in<br />
Intralogistikanlagen für gewöhnlich im<br />
ein- bis dreischichtigen Betrieb. Legt man<br />
eine durchschnittliche verbaute Leistung<br />
von circa 0,75 kW zugrunde, so repräsentiert<br />
bereits ein einziges Antriebssystem in<br />
etwa den Elektroenergiebedarf eines Einfamilienhaushaltes.<br />
Der Stromverbrauch<br />
für die Fördertechnik einer kompletten Intralogistik-<br />
oder Gepäckförderanlage erreicht<br />
schnell die Größenordnung einer<br />
ganzen Gemeinde.<br />
Kostentreiber kennen und<br />
handeln<br />
Die sichtbaren Kosten, also die Investitionskosten<br />
für ein Antriebssystem, machen<br />
nur ganze 15% der Lebenszykluskosten<br />
aus. 85% der Kosten ergeben sich aus dem<br />
späteren Betrieb: Energiekosten, administrative<br />
Kosten, Service- und Wartungskosten,<br />
Schulungen und Dokumentation, Personalkosten,<br />
Ersatzteilbevorratung sowie<br />
Ausfälle und Stillstände. Ein wichtiger Aspekt<br />
in der Außendarstellung ist in Zeiten<br />
des Klimawandels die Nachhaltigkeit des<br />
Gesamtprojekts. Nachhaltiges Handeln<br />
wird bei steigenden Rohstoff- und Energiepreisen<br />
immer auch positive Auswirkungen<br />
auf die Lebenszykluskosten haben.<br />
Was kann der Betreiber einer Intralogistikanlage<br />
tun? Bei Neuanlagen sollte er Aspekte<br />
wie Nachhaltigkeit und Lebenszykluskosten<br />
in den Ausschreibungsvorgaben<br />
entsprechend berücksichtigen. Bei Bestandsanlagen<br />
ist ein Energieaudit empfehlenswert,<br />
das Ansatzpunkte für gezielte<br />
Optimierungen aufzeigt. Nur eine intensive<br />
Auseinandersetzung mit dem Projekt<br />
und seinen Anforderungen sowie eine<br />
sorgfältige Abwägung aller Wirtschaftlichkeitsaspekte<br />
führt bei der Antriebsauslegung<br />
zum besten Ergebnis für den<br />
Betreiber. Die Applikationsingenieure des<br />
Herstellers unterstützen ihre Kunden daher<br />
bereits bei der Planung mit umfassenden<br />
Analyse- und Beratungsleistungen.<br />
Richtig dimensionieren,<br />
dann installieren<br />
Die Lebenszykluskosten von Antriebslösungen<br />
(Total Cost of Ownership/TCO) umfassen<br />
sämtliche anfallenden Kosten: von<br />
Der neue IE5+ Synchronmotor ist jetzt für<br />
Intralogistikanwendungen auch in belüfteter<br />
Ausführung und bis zu einer Leistung von 4,0 kW<br />
verfügbar.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Die erste verfügbare DuoDrive-Baugröße deckt<br />
Getriebeübersetzungen von i=3,24 bis i=16,2 ab<br />
und ist für den Drehmomentbereich bis 80 Nm<br />
und Drehzahlen bis 1.000 min -1 ausgelegt.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Durch die optimierte Leistungsdichte lässt sich<br />
mit dem kompakteren IE5+-Motor gegenüber<br />
herkömmlichen Asynchronmotoren eine Platzersparnis<br />
von bis zu 40% erzielen.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
30 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Elektrische Antriebe « ANTRIEBSTECHNIK<br />
der Anschaffung über die Inbetriebnahme,<br />
Nutzung und Wartung bis hin zur Entsorgung.<br />
Die beiden größten Hebel zur TCO-<br />
Senkung bieten dabei der Energieverbrauch<br />
sowie die Anzahl der eingesetzten<br />
Antriebsvarianten. Zwischen den Ansätzen<br />
der Energieeffizienzoptimierung und der<br />
Variantenreduzierung besteht jedoch ein<br />
Zielkonflikt. Konzipiert man eine Anlage<br />
mit Antrieben, die jeweils auf den energieeffizientesten<br />
Arbeitspunkt ausgelegt sind,<br />
so fallen die reinen Investitionskosten optimal<br />
aus und die Motoren laufen unabhängig<br />
von ihrer Effizienzklasse vergleichsweise<br />
energieeffizient. Im Gegenzug<br />
müssen hierfür aber über den gesamten<br />
Lebenszyklus der Anlage viele verschiedene<br />
Antriebsvarianten verwaltet<br />
und gewartet werden. Während ein Antriebskonzept<br />
mit Hauptfokus auf Einsparung<br />
von Energiekosten zu einer Vielzahl<br />
an Varianten führt, hat eine Variantenreduzierung<br />
genau das Gegenteil zum Ziel,<br />
nämlich die erforderlichen Drehmomente<br />
und Drehzahlen in einer Anlage mit so wenig<br />
verschiedenen Antriebsvarianten wie<br />
wirtschaftlich sinnvoll abzudecken.<br />
Die neue IE5+-Motorengeneration des Antriebsspezialisten<br />
wurde mit besonderem<br />
Schwerpunkt auf den Einsatz in der Intralogistikbranche<br />
konzipiert. Die besonders<br />
kompakten und energieeffizienten Synchronmotoren<br />
bieten einen konstant hohen<br />
Wirkungsgrad über einen breiten<br />
Drehmomentbereich und bieten damit<br />
auch in Teillast- und Teildrehzahlbereichen<br />
eine optimale Energieverbrauchsperformance.<br />
Der Vergleich eines herkömmlichen<br />
IE3-Asynchronmotors (0,75 kW, 83% Motorwirkungsgrad,<br />
Kegelstirnradgetriebe)<br />
mit einem entsprechenden IE5+-Synchronmotor<br />
(0,75 kW, 93% Motorwirkungsgrad,<br />
Kegelstirnradgetriebe) ergibt<br />
bei 16 Betriebsstunden pro Tag (4.000 p.a.)<br />
und einem CO 2 -Emissionsfaktor von<br />
366 g/kWh eine Energieersparnis von circa<br />
11%. Das entspricht etwa 400 kWh und<br />
0,15 t CO 2 pro Jahr. Durch die optimierte<br />
Leistungsdichte lässt sich mit dem kompakteren<br />
IE5+-Motor gegenüber herkömmlichen<br />
Asynchronmotoren außerdem<br />
eine Platzersparnis von bis zu 40% erzielen.<br />
Auf gleichem Bauraum kann also ein<br />
leistungsstärkerer Motor mit höherer<br />
Energieeffizienz eingebaut werden. Aufgrund<br />
der höheren Leistungsdichte ist ein<br />
IE5+-Synchronmotor, der ein Drehmoment<br />
von bis zu 4,8 Nm liefert, beispielsweise<br />
genauso groß wie ein bisheriger IE1-Motor<br />
mit 1,24 Nm. Dank des modularen skalierbaren<br />
Motordesigns sind außerdem drei<br />
Leistungsklassen in einem Gehäuse möglich,<br />
indem je nach Bedarf ein, zwei, oder<br />
drei Rotorpakete in ein einheitliches Gehäuse<br />
eingesetzt werden. Auch auf der<br />
Waage macht der neue Leistungsträger eine<br />
gute Figur. Durch effizienten Materialeinsatz<br />
sowie kompakten Bauraum erzielt<br />
der IE5+-Synchronmotor einen Gewichtsvorteil<br />
von über 50% im Vergleich zu<br />
IE3-Asynchronmotoren im gleichen Leistungsbereich.<br />
Die IE5+-Synchronmotoren<br />
mit Motorwirkungsgraden bis zu 95% liefert<br />
der Hersteller für den Leistungsbereich<br />
von 0,35 bis 4,0 kW und in TENV- sowie<br />
TEFC-Ausführungen.<br />
Zusätzliche Nachhaltigkeit<br />
Weniger Volumen und weniger Gewicht<br />
führt zusätzlich zu geringeren Transportkosten<br />
und schont somit die Umwelt. Der<br />
erwähnte 0,75-kW-Motor wiegt als<br />
IE3-Version rund 10 kg, der vergleichbare<br />
IE5+-Motor nur rund 6 kg. Wird statt eines<br />
IE3-Motors ein IE5+-Motor per Lkw von<br />
Hamburg nach Stuttgart geliefert, reduziert<br />
sich die ausgestoßene CO 2 -Menge<br />
um etwa 120 g je Motor. Bedenkt man die<br />
skizzierten Anlagengrößen mit bis zu<br />
20.000 Antrieben und, dass Nord Antriebssysteme<br />
rund um den Globus ausliefert,<br />
zeigt sich, dass die Motoren aus dem<br />
Hocheffizienz-Portfolio nicht nur einen direkten<br />
Nachhaltigkeitsbeitrag durch Reduktion<br />
des Stromverbrauchs, sondern<br />
auch einen indirekten durch ihr kleineres<br />
Volumen und Gewicht leisten.<br />
Je weniger Schnittstellen, desto höher der<br />
Systemwirkungsgrad. Mit dem DuoDrive<br />
hat der Hersteller deshalb jetzt einen Getriebemotor<br />
im hygienischen Washdown-<br />
Design vorgestellt, bei dem der IE5+-Synchronmotor<br />
in einem Gehäuse zusammen<br />
mit einem einstufigen Stirnradgetriebe<br />
untergebracht ist. Das kompakte DuoDrive-Konzept<br />
erzielt als System eine nochmals<br />
höhere Energieeffizienz als die bereits<br />
beschriebenen Antriebssysteme. Duo-<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Legt man eine durchschnittliche<br />
verbaute Leistung von ca. 0,75 kW<br />
zugrunde, so repräsentiert bereits<br />
ein einziges Antriebssystem in etwa<br />
den Elektroenergiebedarf eines<br />
Einfamilienhaushaltes.<br />
Drive bietet mit bis zu 92% Systemwirkungsgrad<br />
einen der höchsten Wirkungsgrade<br />
in dieser Leistungsklasse am Markt<br />
und erreicht auch im Teillastbetrieb eine<br />
sehr hohe Systemeffizienz. Die erste verfügbare<br />
DuoDrive-Baugröße deckt Getriebeübersetzungen<br />
von i=3,24 bis i=16,2 ab<br />
und ist für den Abtriebsdrehmomentbereich<br />
bis 80 Nm und Drehzahlen bis 1.000<br />
min -1 ausgelegt. Wichtige Merkmale des<br />
neuen Getriebemotors sind neben dem hohen<br />
Systemwirkungsgrad die konsequente<br />
Variantenreduktion und die glatte, unbelüftete<br />
und kompakte Bauweise. Da viele<br />
Verschleißteile wegfallen, sinkt auch der<br />
Wartungsaufwand. Die kompakten Gehäusemaße<br />
bewirken einen weiteren Vorteil:<br />
Der Getriebemotor ist schmaler als Wettbewerbsprodukte<br />
und bietet dadurch ein<br />
geringes Gassenmaß in Fördertechnikinstallationen.<br />
Da die Leistung des Getriebemotors<br />
ohne Änderung der äußeren Abmessungen<br />
im gleichen Design skaliert<br />
werden kann, ist bei Leistungsanpassungen<br />
keine Änderung des Anlagenlayouts<br />
erforderlich.<br />
(jg)<br />
www.nord.com<br />
INFO<br />
Details zum Getriebemotor<br />
DuoDrive von Nord:<br />
hier.pro/zxynz<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 31
TITEL » Lineartechnik<br />
Bild: Konradin Mediengruppe/SEW-Eurodrive<br />
Für eine Maultaschenschneidmaschine<br />
lieferte SEW-Eurodrive ein<br />
Mehr achs-Servosystem, bestehend<br />
aus einer Motion-Control-Steuerung<br />
und einem Achsverbund aus<br />
drei Servoreglern. Motorseitig<br />
beinhaltet das Maschinenmodul<br />
zwei Servomotoren sowie<br />
einen Linearantrieb.<br />
Motion-Control-Steuerung von SEW-Eurodrive automatisiert einen Maultaschenschneider<br />
Königliche<br />
Antriebslösung<br />
Maultaschen sind ein ebenso leckeres wie einfaches Produkt. Sehr komplex<br />
dagegen ist der Aufwand ihrer industriellen Herstellung. Er erfordert viel Intelligenz<br />
in der Maschine. Hierbei setzt der Maschinenbauer König auf Motion Control<br />
von SEW- Eurodrive. Gemeinsam gelang eine Automatisierungslösung für einen<br />
Maultaschenschneider, die dem Kunden gut schmeckt.<br />
Gunthart Mau, Referent Fachpresse, SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
32 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Die Firma König ist ein weltweit agierender Hersteller<br />
von Kleingebäckanlagen. Seit ihrer Gründung<br />
als Ein-Mann-Betrieb vor über 50 Jahren hat<br />
sie das Ziel, die Backwarenproduktion zu vereinfachen<br />
und die Qualität des Gebäcks unter Beibehaltung<br />
seines handwerklichen Charakters zu erhöhen.<br />
Dabei sind der Produktvielfalt keine Grenzen gesetzt.<br />
Die Lebensmittelproduzenten geben die gewünschten<br />
Produkte vor und König findet für jeden Kunden<br />
die optimale technische Lösung, passend zur jeweiligen<br />
Größe und Anforderung des Betriebes.<br />
Einfaches Produkt – komplexe<br />
Anwendung<br />
Eine besondere Herausforderung für den Entwicklungs-<br />
und Produktionsstandort der Firma im mittelfränkischen<br />
Dinkelsbühl war die Entwicklung einer<br />
Schneidemaschine für Maultaschen, kleine Hüllen<br />
oder Taschen aus Nudelteig, die vegetarisch, mit<br />
Fisch oder Brät gefüllt werden. Der zubereitete Teig<br />
für die Maultaschen kommt aus einem Extruder. In<br />
einem Walzwerk wird dieser zu einem Teigband gewalzt,<br />
das typischerweise 600 mm oder 800 mm<br />
breit ist. Diese standardisierte Breite hängt von der<br />
vorgelagerten Anlage ab. Anschließend wird das<br />
Teigband mit Scheibenmessern in Stränge geschnitten.<br />
Auf diese wird dann die Füllung mittig aufgetragen.<br />
Bei Produktionsstart werden die gefüllten<br />
Stränge manuell in die Falteinrichtung eingefädelt.<br />
Danach läuft alles automatisch. Das Abschneiden<br />
und Verschließen der einzelnen Maultaschen sind die<br />
von der Firma König realisierten Prozessschritte,<br />
welche mit der Übergabe an<br />
den automatisierten Kocher enden.<br />
Neues Werkzeug für das<br />
Abschneiden und Prägen<br />
In der Schneidemaschine von König<br />
ist ein neu entwickeltes Werkzeug<br />
welches das Schneiden und Verschließen<br />
der Teigtaschen in einem Arbeitsgang<br />
ausführt, eingebaut. Diese Messer<br />
sind aus Edelstahl gefertigt und werden anschließend<br />
je nach Einsatz beschichtet um ein Anhaften<br />
des zu schneidenden Produktes zu verhindern. Bei<br />
Bedarf können diese Messer auch mit Wellenschnitt<br />
ausgeführt werden. Der Teig ist hierbei weniger kritisch,<br />
sondern eher die Füllung. Gerade bei den hohen<br />
Taktzahlen gäbe es schnell Probleme. „Durch die<br />
besondere Werkzeuggeometrie wird verhindert, dass<br />
beim Verschließen der Teigtaschen die Füllung austritt<br />
und es dadurch zu Anlagenstillständen kommen<br />
könnte. Die Maschine schneidet so genau, dass Füllmenge<br />
und die Schnittlänge exakt aufeinander abgestimmt<br />
werden können“, so Josef Hefner, Geschäftsführer<br />
bei König.<br />
Messer und Transportband<br />
synchronisieren<br />
„Abschneiden kann jeder“, bemerkt Hefner und fährt<br />
fort: „Es genügt jedoch nicht, eine einfache Hubbewegung<br />
auszuführen. Während das Messer in den<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Motion-Control-Steuerung<br />
von SEW-Eurodrive synchronisiert<br />
mitlaufenden Schlitten<br />
auf die Transportbandgeschwindigkeit<br />
in einem<br />
Maultaschenschneider.<br />
Maultaschenproduktion 2.0: Die Firma König baut schon die zweite Generation ihrer Maultaschenschneider<br />
mit Antriebs- und Automatisierungstechnik von SEW-Eurodrive. Über den Schneider laufen<br />
bis zu drei Tonnen pro Stunde, je nachdem welches Produkt gefertigt wird.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Hinteransicht der Schneidmaschine mit Abdeckhaube,<br />
Schneidbrücke, Transportband und Linearmotor.<br />
Auch bei 15 Meter Bandgeschwindigkeit<br />
in der Minute muss die Schneidbrücke aufsetzen,<br />
vorfahren, wieder abheben, zurückfahren und erneut<br />
aufsynchronisieren.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 33
TITEL » Lineartechnik<br />
Weil die Maschine mit einem Hochdruckreiniger gesäubert wird, setzte SEW-Eurodrive<br />
einen Linearmotor mit Oberflächenbeschichtung ein. Er wurde auf einer Montageplatte<br />
befestigt, die mit Kühlkanälen und Thermostat ausgestattet ist. Somit lässt sich die<br />
Temperatur des Antriebs steuern.<br />
Maultaschenteig eintaucht, darf kein Vorschub erfolgen.<br />
Die Herausforderung bestand darin, den mitlaufenden<br />
Schlitten auf die Geschwindigkeit des Transportbandes<br />
zu synchronisieren.“ „Diese Bewegung<br />
wird durch einen Servolinearmotor SL2 von SEW-Eurodrive<br />
ausgeführt“, ergänzt Stefan Stahl, Außendienstmitarbeiter<br />
Service im Technischen Büro Nürnberg.<br />
Er betreut den Kunden in Dinkelsbühl.<br />
Hohe Anforderungen an<br />
Synchronisation<br />
Die erste Generation des Maultaschenschneiders<br />
wurde als reine Sondermaschine gebaut. Hier kam<br />
der Applikationsumrichter Movidrive mit der integrierten<br />
Positionier- und Ablaufsteuerung Ipos zum<br />
Einsatz. Die Bewegungskoordination der einzelnen<br />
Antriebe war mittels elektronischer Kurvenscheibe<br />
achsnah in den Umrichtern realisiert. Als Master fungierte<br />
dabei ein SEW-Asynchronmotor mit externem<br />
Drehgeber, der das Förderband für den Teigtransport<br />
antreibt. Hefner: „Wir haben gute Erfahrungen beim<br />
Bau der ersten Generation unserer Maschine<br />
gemacht. Vor allem die intensive Betreuung durch<br />
Stefan Stahl war ausschlaggebend, auch die zweite<br />
Maschinenbaureihe mit Technik von SEW-Eurodrive<br />
auszustatten.“<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Maschinenmodul „Synchron Schneiden“ ist ein Mehrachs-Servo-System,<br />
bestehend aus der Motion-<br />
Control-Steuerung Movi-PLC Power und einem<br />
Achsverbund aus drei Servoreglern Moviaxis, die über<br />
Ethercat im Millisekunden-Raster zeitsynchron angesteuert<br />
werden. Für die Übertragung der produktspezifischen<br />
Vorgaben wie Schnittlänge, -höhe und<br />
-geschwindigkeit agiert der Motion-Controller selbst<br />
als Feldbusteilnehmer im Kommunikationsnetzwerk<br />
der Maschinensteuerung. Antriebsseitig beinhaltet<br />
das Maschinenmodul einen Servomotor für den Vorschub<br />
des Teigbands, einen Servomotor für den Kurbelantrieb,<br />
der die Hubbewegung des Schneidmessers<br />
ausführt, sowie den Linearantrieb SL2, der das<br />
Schneidmesser synchron zum Transportband führt.<br />
„Um die hohen Beschleunigungswerte zum Erreichen<br />
der geforderten Taktzahlen zu realisieren, lag im Hinblick<br />
auf die <strong>Konstruktion</strong> die besondere Herausforderung<br />
in der Gewichtsreduzierung der bewegten<br />
Teile der Schneidemaschine“, erläutert Hefner. „Dennoch<br />
hätte man sie womöglich schon kopiert, wenn<br />
wir nicht gemeinsam mit SEW-Eurodrive die Intelligenz<br />
zur Bewegungssteuerung integriert hätten.“<br />
Intelligente Bewegungsprofile für mehr<br />
Verfügbarkeit<br />
Die Standardlösung für Synchronbetrieb ist die Funktion<br />
„Fliegende Säge“. „Die Dynamik entsprach jedoch<br />
noch nicht unseren Anforderungen“, erläutert Hefner<br />
und ergänzt: „Die Anforderung des Endkunden waren<br />
sechs Takte – in der Sekunde.“ Die geforderte Dynamik<br />
mit den maschinenbautechnischen Randbedingungen<br />
und Grenzwerten für den maximal zulässigen<br />
Verfahrweg, die Beschleunigung und Geschwindigkeit<br />
in Einklang zu bringen war eine komplexe, mathematische<br />
Herausforderung. Viel Expertise auf dem<br />
Gebiet der Bewegungssteuerung haben die regional<br />
INFO<br />
Details zu den Servo-Linearmotoren<br />
von SEW-Eurodrive:<br />
hier.pro/oYh38<br />
Zentral berechnete<br />
Kurven für ein exaktes<br />
Schnittergebnis<br />
Für die Realisierung der zweiten<br />
Maschinenbaureihe schlugen die<br />
Antriebsspezialisten eine zentral<br />
gesteuerte Bewegungskoordination<br />
mit einem modularen Hardwareaufbau<br />
vor. Basis für das<br />
Alle Kabel sind vorkonfektioniert. Somit kann die Maschine an<br />
einem Tag aufgestellt und in Betrieb genommen werden. Der<br />
Hubzylinder (rechts neben dem Motor) steuert den Bandverlauf.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
34 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Die Motion-Control-Steuerung Movi-PLC power (oben<br />
links) sendet die Steuerbefehle über den Systembus an<br />
die Servoachsen Moviaxis (untere Reihe, links) und die<br />
Umrichter Movitrac LTE-B (rechts daneben). Sie treiben<br />
die Längsschneidemesser und Falteinrichtungen an.<br />
»Die Herausforderung bestand<br />
darin, den mitlaufenden<br />
Schlitten auf die Geschwindigkeit<br />
des Transportbandes zu<br />
synchronisieren.«<br />
Josef Hefner<br />
ansässigen SEW-Applikationsingenieure, hier vertreten<br />
durch Matthias Christenn aus der Vertriebsregion<br />
Süd. Er programmierte die Bewegungskoordination<br />
zur Synchronisierung des Schneidmessers bei sehr<br />
kurzen Zykluszeiten. Im Unterschied zur ersten Maschinenbaureihe,<br />
wo noch das Transportband als<br />
Master für den Schneidprozess fungierte, gibt nun<br />
eine auf dem Motion-Controller parametrierte virtuelle<br />
Masterachse „den Takt“ an. In Abhängigkeit der<br />
produktspezifischen Vorgaben werden dabei die Bewegungsprofile<br />
– in Gestalt beschleunigungsoptimierter<br />
Kurvenscheiben – zentral im Motion-Controller<br />
so berechnet, dass jederzeit die Randbedingungen<br />
und Grenzwerte der Maschine eingehalten<br />
werden. Dies schont nicht nur die Mechanik, sondern<br />
sichert auch die Verfügbarkeit.<br />
Bei der realisierten Bewegungslösung verrichtet der<br />
Kurbelantrieb sogar sieben Takte in der Sekunde. Für<br />
die erfolgreiche Lösung dieser Bewegungsaufgabe<br />
sparte Hefner nicht mit Lob für den engagierten<br />
SEW-Mitarbeiter. Schließlich resümiert der Geschäftsführer:<br />
„Was SEW-Eurodrive auszeichnet, ist<br />
nicht nur der Verkauf von guten Komponenten, sondern<br />
die Unterstützung durch kompetente Anwendungstechniker.“<br />
(jg)<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Antriebslösung für<br />
Maschinenintegration<br />
Linearmotoren SL2<br />
sind die passende<br />
Lösung für Hand -<br />
habungsaufgaben,<br />
Pick-and-Place-Anwendungen<br />
sowie<br />
mitlaufende Bearbeitung.<br />
Die synchronen Servo-Linearmotoren der Baureihe SL2 von<br />
SEW-Eurodrive eignen sich für hochdynamische Bearbeitungsmaschinen.<br />
Der konvektionsgekühlte Direktantrieb bietet alle<br />
Voraussetzungen für eine steife und hohe Regelgüte bei hoher<br />
Dynamik und gleichbleibender Präzision. Durch die direkte Erzeugung<br />
der linearen Bewegung und Kraft kommen die Linearmotoren<br />
ohne mechanische Übertragungsglieder und damit<br />
ohne Verschleißteile aus.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 35
ANTRIEBSTECHNIK » Lineartechnik<br />
Individuell konfigurierbare Lineartechnik von Rollon für UR-Roboter<br />
Anwenderfreundliche All-in-One-Lösung<br />
Einfach, schnell und wirtschaftlich: Mit dem neuen UR+-Paket bietet Rollon eine anwenderfreundliche All-in-<br />
One-Lösung für die Arbeitsraumerweiterung von UR-Robotern. Das Komplettpaket bestehend aus Linearachse,<br />
Steuerung und Software ist UR+-zertifiziert, individuell konfigurierbar und leicht zu bedienen.<br />
Andreas Kaiser, Vertriebsleiter Linearachsen, Rollon GmbH, Düsseldorf<br />
Bild: Rollon<br />
Das UR+-Paket besteht aus einer konfigurierbaren<br />
Linearachse inklusive<br />
vorkonfektionierten Kabeln, einem<br />
Schaltschrank sowie der Software-<br />
Komponente für URCaps.<br />
Bild: Rollon<br />
Maßgeschneidertes Paket<br />
Die UR+-zertifizierten<br />
Linearachsen von Rollon<br />
sind auf die Zusammenarbeit<br />
mit UR-<br />
Robotern vorbereitet<br />
und heben die Automation<br />
auf ein neues<br />
Level.<br />
INFO<br />
Details zur Lineartechnik für<br />
Roboter von Rollon:<br />
hier.pro/9BxdU<br />
Nutzerfreundliche Technik liegt im Trend. Ausschlaggebend<br />
sind nicht mehr allein die technischen<br />
Spezifikationen, zunehmend spielen darüber hinaus<br />
noch andere Kriterien wie einfache Installation,<br />
schnelle Inbetriebnahme und intuitive Bedienbarkeit<br />
eine Rolle. Auch in der Robotik und Automatisierung<br />
stehen anwenderfreundliche Konzepte hoch im Kurs.<br />
Vor allem für kleinere und mittelgroße Unternehmen<br />
ist eine unkomplizierte Mensch-Maschine-Interaktion<br />
das A und O, denn oft haben sie nicht die personellen,<br />
technischen und finanziellen Ressourcen für den Einsatz<br />
komplexer Robotertechnik. Die Leichtbauroboter<br />
des dänischen Herstellers Universal Robots erfreuen<br />
sich daher großer Beliebtheit. Sie kombinieren Funktionalität,<br />
Flexibilität sowie Kosteneffizienz mit einer<br />
leichten Handhabbarkeit und sind damit ein wichtiger<br />
Baustein zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit.<br />
Doch aufgrund ihres kompakten Designs<br />
stoßen die schlanken Roboterarme<br />
schnell an ihre Grenzen, was die<br />
Reichweite angeht. Wer seine Cobots<br />
effizienter auslasten oder größere<br />
Bauteile handhaben möchte, ist auf<br />
eine 7. Achse angewiesen. Mit der<br />
neuen Plug-and-Play-Lösung von<br />
Rollon ist dies unkompliziert möglich.<br />
Als Spezialist für lineare Bewegungssysteme weiß der<br />
Lineartechnikspezialist, wie man die Automation in<br />
Fahrt bringt. Das international agierende Unternehmen<br />
gehört zu den weltweit führenden Komplettanbietern<br />
für Lösungen im Bereich der Lineartechnik und bietet<br />
ein umfassendes, modulares Sortiment an unterschiedlichsten<br />
Linearführungen, Teleskopauszügen und Linearachsen.<br />
Auf Basis dieses vielfältigen Portfolios realisiert<br />
das Unternehmen flexible Automationssysteme<br />
und maßgeschneiderte Konzepte, die sich durch Effizienz,<br />
Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit auszeichnen.<br />
Im Bereich der 7. Achse bietet der Lineartechnikexperte<br />
ein feingliedriges Portfolio für kleine und mittlere<br />
Nutzlasten. Wird ein Roboter mit einer 7. Achse<br />
mobil gemacht, lässt sich sein Arbeitsbereich deutlich<br />
vergrößern. Dabei verfährt er auf einer Linearachse und<br />
kann so Aufgaben an mehreren Orten übernehmen.<br />
7. Achse für UR-Roboter<br />
Mit der neuen All-in-One-Lösung für UR-Roboter<br />
bringt der Lineartechnikspezialist jetzt auch die<br />
Cobots aus Dänemark in Fahrt. Das Mechatronikpaket<br />
wurde speziell zur Arbeitsraumerweiterung von UR-<br />
Robotern entwickelt und ist komplett in die Programmierwelt<br />
von Universal Robots integriert. Wer einen<br />
UR-Roboter bedienen kann, kommt also auch mit den<br />
Rollon-Verfahrachsen auf Anhieb zurecht. Diese sind<br />
UR+-zertifiziert und zeichnen sich durch eine hohe<br />
Systemsteifigkeit, Traglast, Verfahrgeschwindigkeit sowie<br />
Positioniergenauigkeit aus. Für die einzelnen Ro-<br />
36 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
otermodelle stehen unterschiedliche Baugrößen zur<br />
Verfügung, die in puncto Größe und Leistungsfähigkeit<br />
passgenau abgestimmt sind. Üblicherweise ist es langwierig,<br />
einen UR-Roboter auf eine Linearachse zu bringen,<br />
da sowohl Achs-Auslegung als auch die Wahl und<br />
Anpassung der Steuerung und des Getriebes technisches<br />
Know-how und eine ausgeklügelte Softwareprogrammierung<br />
erfordern. Anders beim UR+-Paket: Es<br />
besteht aus einer konfigurierbaren Linearachse inklusive<br />
vorkonfektionierten Kabeln, einem Schaltschrank<br />
sowie der Software-Komponente für URCaps und<br />
überzeugt mit einfacher Inbetriebnahme und Bedienung.<br />
Aufbauen, anschließen und schon kann es losgehen.<br />
Aufwendige Achsauslegungs-, Anpassungs- und<br />
Programmierprozesse entfallen. Zudem sind alle Anschlüsse<br />
und Verbindungen so designt, dass keinerlei<br />
Verwechslungsgefahr besteht. Insgesamt dauert der<br />
Aufbau der Achse noch nicht einmal fünfzehn Minuten.<br />
Das intuitive UR-Interface führt den Anwender<br />
Schritt für Schritt durch die Installation, besondere<br />
Programmierkenntnisse sind dafür nicht erforderlich.<br />
Auch Änderungen am Produktionslayout kann der Anwender<br />
jederzeit schnell und einfach selbst vornehmen.<br />
Im Fall der Fälle erleichtert das integrierte Fehlerprotokoll<br />
die Fehlerbehandlung.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Robuste Linearachsen aus Aluminium<br />
Mit den neuen UR+-zertifizierten Linearachsen können<br />
Anwender ihre UR-Roboter noch effizienter und flexibler<br />
einsetzen – sei es beim Handling, bei der Palettierung,<br />
der Maschinenbestückung, in der Intralogistik<br />
oder zur Verkettung von mehreren Arbeitsstationen.<br />
Sie lassen sich in das Sicherheitskonzept des UR-Roboters<br />
integrieren und sind sowohl für horizontale als<br />
auch vertikale Applikationen geeignet. So bringen die<br />
Linearkomponenten für den Vertikaleinsatz eine motorintegrierte<br />
Haltebremse sowie zusätzliche pneumatische<br />
Klemmelemente mit, die im Falle einer Betriebsstörung<br />
sicherstellen, dass es zu keinerlei unerwünschten<br />
Bewegungen der Achse kommt. Zum Einsatz kommen<br />
die Lineareinheiten der Serie Robot aus dem Plus-<br />
System der Actuator Line. Die Achsen verfügen über eine<br />
robuste Struktur aus einem stranggepressten, eloxierten<br />
Aluminiumprofil. Der Einsatz von Aluminium<br />
sorgt für ein geringes Gewicht, eine schnelle Montage,<br />
eine große Flexibilität sowie eine hohe Wirtschaftlichkeit.<br />
Auch auf die Dynamik wirkt sich das Leichtmetall<br />
positiv aus, denn durch die Aluminium-Bauweise reduziert<br />
sich die Eigenträgheit. Das ist insbesondere für<br />
Roboter und Cobots mit dynamischen Handhabungsaufgaben<br />
von Vorteil. Trotz ihres geringen Gewichts<br />
zeichnen sich die stranggepressten Profile durch eine<br />
hohe Steifigkeit, Belastbarkeit, Präzision und Zuverlässigkeit<br />
aus – und das bei kompakter Bauweise.<br />
Die Antriebskraft wird durch einen<br />
stahlverstärkten Zahnriemen aus Polyurethan<br />
übertragen. Der UR-Robo-<br />
paket von Rollon für UR-<br />
Lineartechnik-Komplett -<br />
ter verfährt auf zwei parallelen Profilschienenführungen<br />
mit insgesamt Linearachse, Steuerung und<br />
Roboter bestehend aus<br />
vier Laufwagen, die alle auftretenden<br />
Software.<br />
Lasten und Momente stützen. So ist auch<br />
bei auskragenden Lasten – wie es bei einem<br />
Roboter oder Cobot naturgemäß der Fall ist – eine<br />
hohe Steifigkeit und somit Genauigkeit (Wiederholgenauigkeit:<br />
±0,05 mm) gewährleistet. Ein Abdeckriemen<br />
aus Polyurethan schützt den Riemenantrieb vor Staub,<br />
Schmutz, Fremdkörpern, Flüssigkeiten und anderen<br />
Verunreinigungen. Das ist insbesondere in verschmutzten<br />
Umgebungen von Vorteil. Erlaubt die Einsatzumgebung<br />
eine offene Lösung, kann alternativ die R-Smart<br />
als Economy-Variante genutzt werden. Die kugelgeführten<br />
Robot- und R-Smart-Systeme gewährleisten<br />
eine hohe Tragfähigkeit und Belastbarkeit und punkten<br />
darüber hinaus mit einem wartungsarmen Betrieb, geringer<br />
Geräuschentwicklung sowie einer langen Lebensdauer.<br />
Linearachsen-Paket als Premiumlösung<br />
Insgesamt stehen drei Baugrößen zur Verfügung:<br />
SEV-130 für den UR3, SEV-160 für den UR5 sowie<br />
SEV-220 für den UR10 und den UR16. Dank elf Hublängen<br />
in 500-mm-Schritten lässt sich die Achse individuell<br />
an die spezifischen Anforderungen der Applikation<br />
anpassen. Die maximale Hublänge beträgt<br />
5.500 mm. Durch einfaches Verbinden mehrerer Profile<br />
kann die Länge der Verfahrachsen erweitert und damit<br />
die Reichweite des Cobots auf circa 10 m erhöht werden.<br />
Für die notwendige Dynamik sorgen Geschwindigkeiten<br />
von bis zu 1,5 m/s sowie Beschleunigungen<br />
bis zu 3 m/s 2 .<br />
(jg)<br />
www.rollon.de<br />
Verfährt der Cobot auf<br />
einer Linearachse,<br />
kann er Aufgaben an<br />
mehreren Orten übernehmen.<br />
Durch die effizientere<br />
Auslastung<br />
lässt sich ein zweiter<br />
oder sogar dritter Roboter<br />
für andere Tätigkeiten<br />
einsparen.<br />
Bild: Rollon<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 37
ANTRIEBSTECHNIK » Getriebe<br />
Mit der Baureihe Z31 bringt<br />
Groschopp ein neues Edelstahl-<br />
Getriebe mit kombinierter<br />
Schnecken-Stirnradstufe auf<br />
den Markt.<br />
Getriebe von Groschopp – umfangreiches Sortiment sorgt für Flexibilität<br />
Passend für jede Anwendung<br />
Bild: Groschopp<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Getriebelösungen von<br />
Groschopp – für jede<br />
Anwendung das passende<br />
Antriebskonzept<br />
Getriebemotoren – also die Kombination von Motor und Getriebe in einer Einheit – sind aus der modernen<br />
Industrie nicht mehr wegzudenken. Ganz gleich, ob mit Drehstrommotoren, Gleichstrommotoren<br />
oder Servomotoren, ein Getriebemotor kann verschiedene Aufgaben übernehmen und zum Beispiel in Anwendungen<br />
zum Heben, Fördern, Mischen, Abfüllen oder Verpacken eingesetzt werden. Das Getriebesortiment<br />
von Groschopp umfasst verschiedene Stirnrad-, Planeten-, Schnecken- und Kombi-, aber auch<br />
Sondergetriebe, die sich flexibel an die Anforderungen der jeweiligen Maschine anpassen lassen.<br />
Nabila Dewolfs, Vertrieb & Marketing, Groschopp AG Drives & More, Viersen<br />
INFO<br />
Details zum Vario-Getriebe<br />
von Groschopp:<br />
hier.pro/EEqYS<br />
Groschopp konzipiert, entwickelt und produziert<br />
seit 1948 komplette Plug-and-Play-Lösungen für<br />
den Maschinen- und Anlagenbau. Die unterschiedlichen<br />
Getriebearten des Herstellers haben verschiedene<br />
Vorteile. So bieten zum Beispiel die Planetengetriebe<br />
der PLZ-Serie bei kompakter Bauweise hohe Leistungsbeziehungsweise<br />
Drehmomentwerte. Das Unternehmen<br />
hat ein-, zwei- oder dreistufige Planetengetriebe<br />
in fünf Baugrößen für Abtriebsdrehmomente zwischen<br />
5 und 500 Nm im Produktportfolio. Auf Grund ihrer<br />
hohen Verdrehsteifigkeit und Überlastkapazität sind<br />
diese bei gleichzeitig niedrigem Massenträgheitsmoment<br />
vielseitig einsetzbar. Darüber hinaus überzeugen<br />
sie durch ihren hohen Wirkungsgrad<br />
von bis zu 94%, ihre hohe Dynamik<br />
sowie ganzzahlige Übersetzungen.<br />
Auch die Stirnradgetriebe des Herstellers<br />
zeichnen sich durch ihren<br />
guten Wirkungsgrad von bis zu 85%<br />
sowie ihre kompakte und robuste<br />
Bauart aus. Ähnlich wie beim Planetengetriebe<br />
befinden sich Motor und<br />
Getriebe in einer Achsebene.<br />
Schneckengetriebe der Vario-Familie<br />
Bei einem Schneckengetriebe wird die Rotationsbewegung<br />
der Welle auf ein rotierendes um 90° versetztes<br />
Zahnrad übertragen. Sie erlauben eine hohe Übersetzung<br />
auf engstem Raum. Mit den zweistufigen Z-Getrieben<br />
sind sogar Übersetzungen von 20:1 bis 1500:1<br />
möglich, was vor allem bei benötigten kleinen Abtriebsdrehzahlen<br />
von Vorteil ist. Das Drehmoment variiert<br />
je nach Ausführung zwischen 5 und 60 Nm. Sie arbeiten<br />
geräuscharm und können sowohl für Motoren<br />
mit Fußbefestigung als auch am Getriebeflansch freihängend<br />
montiert werden. Die einstufigen Schneckengetriebe<br />
der Vario-Familie arbeiten ebenfalls besonders<br />
leise und erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu<br />
78%. Zudem zeichnen sie sich durch ihre hohe Überlastfähigkeit<br />
bei kurzen Stoßlasten sowie ihren modularen<br />
Aufbau und ihr hygienisches Design aus. Sie lassen<br />
sich flexibel an unterschiedliche Applikationen anpassen<br />
und verfügen über ein robustes Aluminiumgehäuse<br />
mit glatter Oberfläche. Dadurch sind sie leicht<br />
zu reinigen und erfüllen selbst hohe Hygieneanforderungen<br />
– etwa in der Lebensmittel-, Verpackungs-,<br />
Pharma- oder Chemieindustrie.<br />
38 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Getriebe mit unterschiedlichen<br />
Wellendurchmessern<br />
Das Vario-Getriebe VE31 ist in verschiedenen Ausführungen<br />
und mit unterschiedlichen Wellendurchmessern<br />
erhältlich. Dank ihrer kompakten Abmessungen<br />
ist etwa die Hohlwellenversion für kleinere<br />
Förderband applikationen geeignet. Das Drehmoment<br />
des Getriebes liegt je nach Übersetzung, Betriebsart<br />
und Schmierstoff bei bis zu 25 Nm, die Übersetzung<br />
bei bis zu 100:1. Bei höheren Belastungen sind auch<br />
Spezialausführungen mit Motorwellenabstützung realisierbar.<br />
Auch das VE40 – der große Bruder des VE31 –<br />
ist flexibel anpassbar und kann in allen Positionen am<br />
Motor betrieben werden. „Die Hohlwellenausführung<br />
mit Deckel ist das Basismodell der Produktfamilie“, erläutert<br />
Wolf Meyer, Produktmanager bei Groschopp.<br />
Die Deckel können beidseitig zur Anflanschung an die<br />
Maschine verwendet werden. „Der Vorteil ist, dass nur<br />
ein Hohlwellengetriebe auf Lager gehalten werden<br />
muss und je nach Bedarf verschiedene Komponenten<br />
angebaut werden können.“ Wird eine Abtriebs- statt<br />
einer Hohlwelle benötigt, kann zum Beispiel einfach<br />
eine Steckwelle integriert werden. Genauso leicht<br />
kann ein Flansch auf den linken oder rechten Deckel<br />
aufgeschraubt werden. Alternativ bietet der Hersteller<br />
das Getriebe auch mit fest am Gehäuse integriertem<br />
Flansch und Vollwelle links, rechts oder beidseitig anstatt<br />
mit Steckwelle an. Diese Ausführungen eignen<br />
sich für besondere Belastungen wie starke Stöße oder<br />
den Reversierbetrieb. Das Drehmoment des VE40 liegt<br />
bei bis zu 45 Nm, die Übersetzung reicht bis 80:1.<br />
Kombination macht den Unterschied<br />
Alle Vario-Getriebe verfügen über eine O-Ring-Abdichtung<br />
und werden standardmäßig mit Mineralfett<br />
geschmiert oder optional mit synthetischem Fett beziehungsweise<br />
synthetischem oder lebensmittelverträglichem<br />
Öl angeboten. „Auf Kundenwunsch setzen<br />
wir auch mechanische Änderungen oder Sonderanfertigungen<br />
für Serien um“, erklärt Meyer. „So entstehen<br />
nicht nur innovative Lösungen, sondern wir erreichen<br />
auch ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis.“ Mit<br />
der Baureihe Z31 bringt der Hersteller ein neues Getriebe<br />
mit kombinierter Schnecken-Stirnradstufe auf<br />
den Markt, das die aktuellen Modelle Z14 und Z20 ablöst.<br />
„Das Z31 ist für ein Abtriebsdrehmoment von 30<br />
Nm erhältlich, weitere Versionen sind geplant“, berichtet<br />
Alexander Klupp, Leiter <strong>Konstruktion</strong> bei Groschopp.<br />
„Das Z31 basiert auf dem VE31 mit einem<br />
Achsabstand von 31 mm.“ Beide Getriebe sind kompatibel,<br />
was den Motoranbau betrifft. „Das ist insofern<br />
von Vorteil, als dass sich die Getriebe nun einfach untereinander<br />
austauschen lassen.“ Als Winkelgetriebe<br />
deckt das Z31 dieselben Applikationen ab wie die Vorgängermodelle<br />
und kommt überall dort zum Einsatz,<br />
wo ein winkliger Abgang gebraucht oder eine kompakte<br />
Baugröße gefordert wird. Durch die Kombination<br />
aus Schnecken- und Stirnradstufe bieten die neuen<br />
Z-Getriebe Übersetzungen von 34,5:1 bis 690:1 und<br />
einen besseren Wirkungsgrad als zweistufige Schneckengetriebe.<br />
Weitere Mehrwerte für den Kunden sind<br />
die Kugellagerung des Getriebes sowie die 14er- oder<br />
15er-Hohlwelle im Abtrieb für die Kompatibilität mit<br />
der vorherigen Baureihe. Der Abtrieb kann jedoch auch<br />
je nach Applikation variiert werden.<br />
Kombi-Getriebe in Edelstahlausführung<br />
„Unser erstes Kombigetriebe ist in Edelstahl ausgeführt,<br />
verfügt über besonders glatte Oberflächen und<br />
lässt sich somit einfach reinigen“, so Klupp. „Das heißt,<br />
es ist wie die Vario-Getriebe für hohe Hygieneanforderungen<br />
geeignet und kann überall dort zum Einsatz<br />
kommen, wo raue Bedingungen vorherrschen.“ Eine<br />
Aluminiumversion mit gleicher Geometrie ist bereits in<br />
Planung.<br />
(jg)<br />
www.groschopp.de<br />
Bild: Groschopp<br />
Mit den zweistufigen<br />
Z-Getrieben sind Übersetzungen<br />
von 20:1 bis<br />
1500:1 möglich, was<br />
von Vorteil ist, wenn<br />
kleine Abtriebs-Drehzahlen<br />
benötigt werden.<br />
Die Vario-Getriebe VE31sind hartcoatiert, silacoatiert und in Edelstahl<br />
erhältlich und decken somit auch hohe Hygieneanforderungen ab.<br />
Bild: Groschopp<br />
Die Vario-Getriebe VE40 lassen sich durch ihren modularen Aufbau flexibel<br />
an die jeweilige Anwendung anpassen.<br />
Bild: Groschopp<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 39
Der CO 2 - und TCO-<br />
Guide von Festo soll<br />
Anwendern dabei<br />
helfen, sich für die<br />
richtige Antriebstechnologie<br />
zu entscheiden<br />
und dabei Energie und<br />
CO 2 zu sparen.<br />
Bild: Festo<br />
Nachhaltigkeit pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik<br />
Produktivität hoch,<br />
Energiekosten und Emissionen runter<br />
Aktuelle Entwicklungen pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik können Energiekosten<br />
weiter senken und forcieren gerade auch auf die Reduktion von CO 2 -Emissionen. Ein Hauptaugenmerk liegt<br />
weiterhin auf produktive und ausfallsichere Maschinen und Anlagen im IIoT-Umfeld.<br />
Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
Um den Energieverbrauch bei Produkt -<br />
verpackungsprozessen von Colgate-Palmolive<br />
zu reduzieren, setzt das Software- und Engineeringunternehmen<br />
Emerson in einem aktuellen Projekt<br />
seine Aventics-Pneumatiksensoren ein. Die Sensoren<br />
Aventics AF2 Smart Flow berechnen die Luftverbrauchsdaten<br />
mithilfe einer integrierten Software,<br />
die Trends und Unregelmäßigkeiten auf Analyse-<br />
Dashboards anzeigt, um Colgate bei der Regulierung<br />
von Versorgungsdrücken und der Erkennung von<br />
Lecks zu unterstützen. Es handelt sich um Durchflusssensoren,<br />
die den Luftverbrauch in pneumatischen<br />
Systemen überwachen und ein schnelles Eingreifen<br />
im Falle einer Leckage ermöglichen. Die integrierte<br />
Konnektivitätsfähigkeit des Systems erleichtert<br />
die Implementierung und bietet sofortige Einblicke<br />
auf Maschinenebene, wobei die Netzwerkfähigkeit<br />
den Weg zur unternehmensweiten Überwachung<br />
des Druckluftverbrauchs ebnet.<br />
Bei Colgate steckt dahinter der Anspruch, bis zum<br />
Jahr 2040 beim Kohlenstoffausstoß Netto-Null-<br />
Emissionen der Betriebsprozesse zu erreichen. Mithilfe<br />
der Daten, die von den Sensortechnologien und<br />
Analysefunktionen von Emerson bereitgestellt werden,<br />
hat der Hersteller von Verbraucherprodukten<br />
den Energieverbrauchs zahlreicher Zahnpasta- und<br />
Zahnbürsten-Verpackungsanlagen bereits um bis zu<br />
15 % reduzieren können. Mit einem noch breiteren<br />
Einsatz der Technologie plant der Konzern weitere<br />
Energieeinsparungen.<br />
Digitale Transformation und<br />
IIoT-fähige Softwarearchitektur<br />
Das Projekt ist Teil des Colgate-Programms für digitale<br />
Transformation und umfasst den Einsatz spezieller<br />
Aventics-Pneumatiksensoren und einer IIoT-fähigen<br />
Softwarearchitektur, um Druckluftströme präzise<br />
in Echtzeit überwachen können. So sollen Lecks<br />
identifiziert, pneumatische Prozesse optimiert und<br />
die Luftstromeffizienz verbessert werden. Angesichts<br />
des weit verbreiteten Einsatzes von pneumatischen<br />
Komponenten bei der Großproduktion von Verbrauchsgütern<br />
trägt die Reduzierung der mit Druckluft<br />
im Zusammenhang stehenden Energiemenge<br />
nicht nur zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele bei,<br />
sondern auch zur Verbesserung des allgemeinen<br />
40 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Fluidtechnik « ANTRIEBSTECHNIK<br />
Zustands und der Zuverlässigkeit von Maschinen und<br />
Anlagen. Dazu erläutert Warren Pruitt, Vice President<br />
Global Engineering Services von Colgate-Palmolive:<br />
„Die Einsparung von Energie durch eine Überwachung<br />
von Druckluftströmen ist nur die Spitze des<br />
Eisbergs. Basierend auf einem Testen-und-Lernen-<br />
Ansatz sind wir in der Lage, gewonnene Erkenntnisse<br />
erfolgreich über unsere gesamte globale Präsenz hinweg<br />
zu skalieren und dadurch die Erfüllung unserer<br />
Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen“.<br />
Pneumatische und elektrische<br />
Automatisierungstechnik<br />
Dass produzierende Unternehmen vor der<br />
Herausforderung stehen, einen genauen<br />
Überblick über den Energieverbrauch und<br />
den Wartungsstatus ihres Maschinenparks<br />
zu behalten, Verluste frühzeitig zu erkennen<br />
und geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um<br />
Einsparungen zu erreichen oder Lastspitzen zu vermeiden,<br />
hat SMC Deutschland als Spezialist für<br />
pneumatische und elektrische Automatisierung dazu<br />
veranlasst, mit Elunic, einem Strategieberater und<br />
Softwareintegrator für Industrie-4.0-Anwendungen,<br />
eine gemeinsame Lösung im Bereich Wartungs- und<br />
Instandhaltungsmanagement zu entwickeln.<br />
Die neue Lösung erweitert den Service namens<br />
„Energietransparenz@SMC“ um die Funktion des<br />
Shopfloor-IO-Wartungsmanagers von Elunic.<br />
Dadurch erhalten Anwender neben einem ganzheitlichen<br />
Monitoring der Energiedaten ihrer pneumatischen<br />
Systeme auch eine Dokumentation und Anzeige<br />
aller notwendigen Wartungsschritte. Zur genauen<br />
Messung der Druck- und Durchflusswerte stellt SMC<br />
mit Energietransparenz@SMC eine kompakte und<br />
nach dem Plug-and-Use-Prinzip konzipierte Baugruppe<br />
bereit, die die Messwerte minütlich an eine<br />
IoT-Plattform von SMC sendet. Der Shop -<br />
floor-IO-Wartungsmanager von Elunic wird direkt in<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Entwicklungen pneumatischer<br />
und elektrischer Automatisierungstechnik<br />
senken den<br />
Energieverbrauch und vermeiden<br />
Maschinenaus fälle sowie<br />
CO 2<br />
-Emissionen.<br />
Green Deal der EU<br />
Energieverluste bei pneumatischen Anlagen sind nicht nur ein Kostenfaktor,<br />
sondern vor dem Hintergrund des Klimawandels ein Thema, das nicht<br />
zuletzt im Zuge des Green Deals der EU dringenden Handlungsbedarf<br />
erfordert. Bis 2050 sollen nach EU-Willen keine Netto-Treibhausgase mehr<br />
freigesetzt werden. Europa soll der erste klimaneutrale Kontinent werden.<br />
Details zum Green Deal der EU unter hier.pro/PrV4S<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 41
ANTRIEBSTECHNIK » Fluidtechnik<br />
Bild: Elunic<br />
Der Shopfloor-IO-<br />
Wartungsmanager<br />
von Elunic ist in die<br />
IoT-Plattform von<br />
SMC, die Teil des<br />
Services „Energietransparenz@SMC“<br />
ist, implementiert.<br />
Bild: Emerson<br />
diese integriert, um die Energiedaten zu beziehen<br />
und damit Wartungspläne sowie -aufgaben für jede<br />
Maschine beziehungsweise einzelne Messpunkte<br />
individuell zu erstellen und zu bedienen. Das System<br />
ermöglicht es, mittels umfassender Dokumentation<br />
Veränderungen auch nach Monaten bis Jahren an<br />
Maschinen nachzuvollziehen. Technische Leiter<br />
erhalten so nicht nur einen genauen Überblick darüber,<br />
wann und wie Defekte in der Vergangenheit<br />
behoben wurden, sondern auch die Fähigkeit, durch<br />
punktgenaue Wartungen die Lebensdauer von<br />
Maschinen zu verlängern. Christian Ziegler, Head of<br />
Digital Business Development bei SMC, erklärt: „Im<br />
Umfeld von Digitalisierung und Industrie 4.0 sind<br />
Partnerschaften unverzichtbar, um Expertisen im<br />
bestmöglichen Sinne zu bündeln. Unsere Heimat ist<br />
direkt an der Maschine sowie der Anlage, und hierbei<br />
spielen unsere Komponenten wie Sensoren und<br />
Aktoren eine entscheidende Rolle. Denn hier entstehen<br />
die Daten, die weitergeleitet werden müssen.<br />
Zudem ist auch eine Vernetzung der einzelnen<br />
Datenpunkte sehr wichtig, was wir beides über unseren<br />
Service Energietransparenz@SMC erreichen.<br />
Durch die Partnerschaft mit Elunic zeigen wir nicht<br />
nur die technische Machbarkeit für innovative<br />
Lösungen, sondern auch, wie aus ihnen ein echter<br />
Mehrwert für Kunden entsteht.“<br />
Claudio Gusmini, Director IoT Solutions bei Elunic,<br />
sagt: .„Durch unsere langjährige Erfahrung im Industrial<br />
IoT für Maschinenhersteller haben wir bereits<br />
wertvolle Einblicke in den Maschinenbau bekommen<br />
und kennen die Herausforderungen der dortigen<br />
Anwender. Durch die Partnerschaft mit SMC gewinnen<br />
wir einen noch besseren Zugang und erhalten<br />
über deren IoT-Plattform eine optimale Schnittstelle<br />
für unseren Shopfloor-IO-Wartungsmanager zu den<br />
wichtigen Energiedaten. Von der Gesamtlösung profitieren<br />
sowohl Maschinenbauer als auch -betreiber.<br />
Das macht deutlich, welcher Mehrwert durch die<br />
Bündelung von Kompetenzen entsteht – eine Kern -<br />
idee von Industrie 4.0. Grundlage dafür ist neben der<br />
Offenheit bei Daten auch die zwischen Partnern.“<br />
Mehr Transparenz sowohl zu Energiekosten<br />
als auch zu CO 2 -Emissionen<br />
Mit dem Online-Tool von Festo zum Technologievergleich<br />
zwischen elektrischer und pneumatischer<br />
Automatisierungstechnik finden Anwender die passende<br />
Antriebstechnologie. Gleichzeitig sind sie in<br />
der Lage, CO 2 -Emissionen und die Total Cost of<br />
Ownership (TCO) zu reduzieren. Auf Basis einer richtig<br />
ausgewählten Antriebstechnologie verbrauchen<br />
Maschinen und Anlagen im Betrieb weniger Energie<br />
und senken nachhaltig ihren CO 2 -Footprint.<br />
Der CO 2 - und TCO-Guide stellt den Energieverbrauch<br />
verschiedener Automatisierungsprodukte während<br />
der Nutzung und den Einfluss auf die TCO dar.<br />
Anwender geben einfach die Parameter einer Applikation<br />
ein und die Software erstellt und visualisiert<br />
im Handumdrehen energieeffiziente und nachhaltige<br />
Vorschläge für die Bewegungsaufgabe aus dem Portfolio<br />
der Automatisierungsprodukte von Festo. Dabei<br />
stellt sie pneumatische und elektrische Anwendungen<br />
einander gegenüber. Angezeigt werden jeweils<br />
die CO 2 -Emissionen pro Jahr und die Anschaffungssowie<br />
die TCO-Kosten pro Lösung. Anhand dieser<br />
Informationen sollen Maschinen- und Anlagenbauer<br />
selbst entscheiden können, welche Parameter für sie<br />
am wichtigsten sind und welche Antriebstechnologie<br />
sie letztlich auswählen.<br />
www.emerson.com<br />
www.smc.eu<br />
www.festo.com<br />
Durchflusssensoren der<br />
Serie Aventics AF2 helfen,<br />
den Energieverbrauch zu<br />
optimieren, Maschinenausfälle<br />
zu vermeiden und<br />
Kosten zu senken.<br />
42 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
News « ANTRIEBSTECHNIK<br />
Doppeltwirkende geführte Pneumatikzylinder von Airtec<br />
Zylinderserie in sieben Baugrößen<br />
Neu im Produktprogramm von Airtec sind<br />
die doppeltwirkenden, pneumatisch betätigten<br />
Kolbenstangenzylinder der Baureihe<br />
LXA mit Gleit- oder Kugelumlauf-Führung.<br />
Die mit integrierten Dämpfungsscheiben<br />
oder beidseitig einstellbarer<br />
pneumatischer Endlagendämpfung ausgestatteten<br />
Einheiten sind mit Kolbenund<br />
Führungsstangen aus Edelstahl oder<br />
verchromtem Stahl lieferbar. Alle Modellvarianten<br />
integrieren eine Positionserkennung<br />
zur berührungslosen Stellungsabfrage<br />
mit Zylinderschaltern.<br />
Der Hersteller bietet die Zylinderserie in<br />
sieben Baugrößen mit Kolbendurchmessern<br />
von 16 bis 63 mm und Anschlüssen<br />
im M5-, G1/8- beziehungsweise<br />
G1/4-Format an. Die LXA-Pneumatikzylinder<br />
erreichen Geschwindigkeiten von<br />
50…500 mm/s und können mit einem Arbeitsdruck<br />
von 1…10 bar beaufschlagt<br />
werden. Zur Wahl stehen Ausführungen<br />
mit unterschiedlichen Dichtungen aus PU,<br />
NBR und FKM für den Einsatz in Temperaturbereichen<br />
von -20 °C bis +80 °C beziehungsweise<br />
-10 °C bis +150 °C bei aus-<br />
schließlich mit FKM-Dichtungen bestückten<br />
LXA-Varianten.<br />
www.airtec.de<br />
Bild: Airtec<br />
Encoder mit True-Power-On-Multiturn von Megatron<br />
Diese Drehgeber-Technologien sind vergleichbar mit High-End-Applikationen<br />
Bild: Megatron Elektronik<br />
True-Power-On-Multiturn auf Basis von<br />
Energy Harvesting mit guten Präzisionsund<br />
Multiturn-Eigenschaften: Der Kit-<br />
Absolut-Encoder NYS35K von Megatron<br />
bietet Drehgeber-Technologien, die bisher<br />
High-End-Applikationen vorbehalten waren.<br />
Als Multiturn-Kit-Absolut-Drehgeber<br />
oder Singleturn-Encoder erfasst er Winkel<br />
>360° selbst im spannungsfreien Zustand<br />
mit höchster Genauigkeit. Das Produktdesign<br />
ist auf das Wesentliche reduziert und<br />
besteht aus hochwertigen Sensorelemen-<br />
ten inklusive Elektronik und Elektronikträger.<br />
Auf ein Gehäuse und ein Wellenlager<br />
wurde verzichtet, sodass der Encoder<br />
kompakt ausfällt. Mit einem Durchmesser<br />
von 35 mm und einer Tiefe von lediglich<br />
20,4 mm passt er auch in kleinste Bauräume.<br />
Der Encoder eignet sich für Anwendungen<br />
in der Robotik, in Stellantrieben für Oberlichter,<br />
Tore, Rührwerke oder Abfüllanlagen<br />
sowie als Motorfeedback.<br />
www.megatron.de<br />
Neuer Sicherheitsblock von Parker Hannifin für Hydrospeicher<br />
Volle Funktionalität in einem einzigen Produkt<br />
sierten Temperaturbereich von -20 °C bis<br />
+80 °C und einer hohen Korrosionsbeständigkeit<br />
gemäß ISO 9227. Darüber hi-<br />
Bild: Parker Hannifin<br />
Die Cylinder and Accumulator Division<br />
Europe (CADE) von Parker Hannifin führt<br />
einen neuen Sicherheitsblock (Produktserie<br />
SB) für Hydrospeicher ein. Er bietet<br />
volle Funktionalität in einem Produkt:<br />
Isolierung, Ablauf, Spitzendruckschutz<br />
und Druckregelung. Damit wird die Wahl<br />
des richtigen Sicherheitsblocks – unabhängig<br />
von der Anwendung – einfacher.<br />
Die Produktserie bietet eine verbesserte<br />
Bauform, die den Platzbedarf minimiert<br />
und die Installation vereinfacht. Sie ist in<br />
den Größen 10, 20 und 32 erhältlich. Anwender<br />
profitieren von dem standardinaus<br />
ist die Produktserie PED-zertifiziert<br />
und für den Einsatz in Atex-Umgebungen<br />
geeignet (nur manuelle Version).<br />
Die Serie ist für alle Blasen-, Membranund<br />
Kolbendruckspeicher geeignet. Kunden<br />
können zwischen Modellen mit elektrischen<br />
oder manuellen Überdruckventilen<br />
wählen. Die Produktserie verfügt entweder<br />
über einen BSPP- oder SAE-Druckspeicheranschluss,<br />
wobei Größe 32 standardmäßig<br />
einen SAE-Druckspeicheranschluss<br />
bietet.<br />
www.parker.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 43
ANTRIEBSTECHNIK » News<br />
Dezentrales Antriebssystem von Siei Areg<br />
Bewegt robuste Maschinenschutztüren<br />
Bild: Siei-Areg<br />
trische Energie umgewandelt. Das führt<br />
zu einem Anstieg der Spannung im Zwischenkreis,<br />
die dann unter Umständen zu<br />
hoch für den Frequenzumrichter des Antriebs<br />
ist. Die Überspannung würde zu einem<br />
Not-Aus des Motors führen.<br />
Eine Lösung für sein Problem fand der<br />
Schutzsystem-Entwickler mit dem dezentralen<br />
Antriebssystem KFM05a von<br />
Siei-Areg in der Kombination mit einem<br />
Federmotor als Gegengewicht zur Fallkraft<br />
der Torschürze. Im Antriebssystem<br />
sind Asynchronmotor, Frequenzumrichter,<br />
Netzfilter, Kommunikation, analoge und<br />
Ein Spezialist für Schutzsysteme hat ein<br />
Rolltor aus besonders stabilen, durchschussfesten<br />
Aluminimumlamellen entwickelt.<br />
Das Problem: Das Rolltor wiegt<br />
bis zu 70 kg. Beim Abbremsen des Tores<br />
wird eine hohe kinetische Energie in elekdigitale<br />
Schnittstellen sowie der Encoder<br />
zu einer kompakten Antriebs- und Positioniereinheit<br />
zusammengefasst. Dem<br />
Antrieb gegenüber sitzt der Federmotor.<br />
Er kann in verschiedene Applikationen integriert<br />
werden, der Verkabelungsaufwand<br />
ist minimal und das kompakte Gehäuse<br />
spart Platz. Es gibt ihn in vier verschiedenen<br />
Baugrößen mit Leistungsbereichen<br />
von 180 bis 510 W. In ihrer<br />
stärksten Version entwickelt die Einheit<br />
ein Nenndrehmoment von 2,8 Nm und eine<br />
Nenndrehzahl von 1750 U/min.<br />
www.sieiareg.de<br />
Linearschlitten-to-go von Igus erleichtert das Handling<br />
Montage und Demontage mit einem Handgriff<br />
Igus hat eine neue Art Linearschlitten entwickelt: Ein Clipsmechanismus<br />
ermöglicht eine sekundenschnelle Montage und Demontage von der Linearschiene<br />
– ohne Werkzeug und an jeder Position. Von dieser Idee profitieren<br />
unter anderem Hersteller von landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen<br />
sowie Anwender von Kamerasystemen oder Mess- und Prüftechnik. Die<br />
Bedienung des Clipsschlittens ist einfach: Der Schlitten bewegt sich über<br />
vier Gleitbuchsen aus schmier- und wartungsfreiem Hochleistungskunststoff<br />
auf einem Doppelprofil. Zieht der Anwender an einem Hebel an der<br />
Schlittenunterseite, öffnen sich über einen Federmechanismus zwei Lager.<br />
Der Schlitten lässt sich nun aus der Schiene schwenken und abnehmen.<br />
Ebenso schnell gelingt die Montage. Der Anwender setzt den Schlitten<br />
auf die obere Schienenwelle und clipst ihn auf der unteren Welle ein.<br />
www.igus.de<br />
Bild: Igus<br />
Neue Standardbaureihe wassergekühlter Elektromotoren von Ben Buchele<br />
Kompakt, antriebsstark, leicht und leise<br />
Bild: Ben Buchele Elektromotorenwerke<br />
Ben Buchele Elektromotorenwerke stellt<br />
eine neue Standardbaureihe wassergekühlter<br />
Elektromotoren von Baugröße 71<br />
bis 315 vor. Wassergekühlte Motoren<br />
zeichnen sich durch ihre Kompaktheit bei<br />
hoher Leistung sowie durch ihren leisen<br />
Lauf aus. Neben Schiffsantrieben werden<br />
sie zum Beispiel in Anker- oder Mooring-<br />
Winden eingesetzt. Ein Pluspunkt: Sie<br />
strahlen kaum Wärme ab und eignen sich<br />
somit für klimatisierte Räume wie Labore,<br />
die auf Temperatur gehalten werden müs-<br />
sen. Nach dem Manufaktur-Ansatz des<br />
Unternehmens wird jeder Motor spezifisch<br />
für den Einsatzzweck des Kunden<br />
angefertigt. Bei aller Individualität hat<br />
der Hersteller eine Standardbaureihe mit<br />
Standardbaugrößen festgelegt. Dennoch<br />
wird jeder Motor als Einzelstück betrachtet.<br />
Dazu zählen zahlreiche Sonderausstattungen,<br />
die von der Stillstandsheizung<br />
bis zur eingebauten Rücklaufsperre individuelle<br />
Anforderungen erfüllen können.<br />
www.benbuchele.de<br />
44 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
News « KOMPONENTEN<br />
Radialwellendichtringe von SKF für Durchmesser von 200 bis 1.200 mm<br />
Große Wellenlager werden zuverlässig geschützt<br />
Bild: SKF<br />
Für Wellendurchmesser von 200 bis 1.200 mm bietet SKF eine Serie von HSS-Radialwellendichtringen<br />
an. Gegenüber den bisher eingesetzten Gummi-Gewebe-Wellendichtringen<br />
bieten sie zahlreiche Vorteile und sind ohne Formwerkzeugkosten ab Losgröße<br />
1 auch kurzfristig verfügbar. Die HSS-Serien eignen sich sowohl für die Erstausstattung<br />
als auch für Instandhaltungs- und Revisionsarbeiten mit maßlich veränderten<br />
Einbauräumen.<br />
Der Hersteller bietet die Wellendichtringe in mehreren Ausführungen an: Je nach Anwendungsfall<br />
und Montage situation sind sie als ungeteilte und geteilte Variante, mit<br />
Springlock und optional mit Springcover sowie in unterschiedlichen Federverbindungen<br />
und Schmiernutsystemen erhältlich.<br />
Die Wellendichtringe überzeugen durch diverse Anwendungsvorteile: So besteht der<br />
Teil des Dichtungskörpers, der die Gehäusebohrung berührt, aus einem Elastomerwerkstoff,<br />
der härter als die Dichtlippe ist. Das ermöglicht eine leichtere Montage und bietet<br />
schon während des Einbaus eine höhere Stabilität. Im Betrieb erhöht sich die<br />
Schutzwirkung für die abzudichtenden Lager.<br />
www.skf.com/de<br />
Neue Schrägkugellager und optimertes Flanschdesign von NSK<br />
Für widrige Umgebungsbedingungen geeignet<br />
NSK stelllt eine neue Serie des Agri-Disc-<br />
Hub-Programms vor. Die AS-Serie der Lagereinheiten<br />
für widrige Umgebungsbedingungen<br />
unterscheidet sich von der<br />
A-Serie unter anderem durch eine neue<br />
Schrägkugellager-Baureihe und ein optimiertes<br />
Flanschdesign.<br />
Viele Hersteller von Landmaschinen nutzen<br />
die Agri Disc Hubs, um die rotierenden<br />
Werkzeuge von Bearbeitungsgeräten<br />
wie Kurzscheibeneggen, Sämaschinen<br />
und Randstreifenmähern zu lagern. Die<br />
einbaufertigen Lagereinheiten wurden für<br />
diese Anwendung entwickelt. Sie können<br />
unter widrigen Umgebungsbedingungen<br />
(Feuchtigkeit, Staub und Schmutz, korro-<br />
Bild: NSK<br />
sive Düngemittel, mechanische Beanspruchungen<br />
durch Steinschlag, etc.) lange<br />
Standzeiten erreichen. Auch die Reinigung<br />
der Geräte mit dem Hochdruckreiniger<br />
beeinträchtigt ihre Lebensdauer nicht.<br />
Alle Agri Disc Hubs sind mit zweireihigen<br />
Schrägkugellagern mit 40°-Kontaktwinkel<br />
ausgestattet, die hohe axiale und radiale<br />
Lasten aufnehmen können. Die Lager<br />
sind in ein robustes Gussgehäuse integriert,<br />
das über einen Flansch direkt mit<br />
dem Arbeitsgerät verbunden wird.<br />
www.nskeurope.de<br />
Höhenverstellbare Konsole von Tünkers<br />
Wandlungsfähige Lösung für den Vorrichtungsbau<br />
<strong>Konstruktion</strong> und Fertigung von Konsolen<br />
für den Vorrichtungsbau sind zeit- und<br />
kostenintensiv. Tünkers Maschinenbau<br />
bietet hier mit der Multiflex-Konsole eine<br />
flexible Lösung. Die Konsolen lassen sich<br />
manuell in 3 mm-Schritten auf jeweils 50<br />
Höhenvarianten einstellen. Dies erfolgt<br />
über nur 3 Schrauben zum Einrasten und<br />
stabilen Fixieren der ausziehbaren Stege.<br />
Die 3 Basismodelle decken mit ihren Hö-<br />
hen von 250 – 400 mm, 400 – 550 mm<br />
und 550 – 700 mm ein breites Feld an<br />
Aufbau-Möglichkeiten ab. FWährend<br />
klassisch realisierte Konsolen nur für den<br />
jeweiligen Einsatz verwendbar sind, kann<br />
die Multiflex-Konsole in kurzer Zeit in<br />
neuen Zusammenstellungen wiederverwendet<br />
werden. Mit verschiedenen Anbauteilen,<br />
wie Aufbauplatten und Anbindungswinkeln<br />
können unterschiedliche<br />
Werkzeuge wie Spanner oder<br />
Schweißzangen sicher angesetzt<br />
und zu einer Automationsschiene<br />
verbunden werden.<br />
Die Multiflex-Konsolen eignen<br />
sich nicht nur für die Anbindung<br />
an das Spannersortiment<br />
des Herstellers , sondern für unterschiedliche<br />
Anwendungen.<br />
www.tuenkers.de<br />
Bild: Tünkers Maschinenbau<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 45
KOMPONENTEN » News<br />
<strong>Konstruktion</strong>en aus dem Item-Engineeringtool<br />
Manuelle Montage profitiert von 3D-Aufbauanleitungen<br />
Bild: Item<br />
keit, sich die optimale <strong>Konstruktion</strong>sreihenfolge<br />
in<br />
bewegten Bildern anzuschauen.<br />
Via Scan des QR-<br />
Codes oder Eingabe der Cx-<br />
Artikelnummer ruft der<br />
Konstrukteur über den Item<br />
Projectviewer die zugehörige<br />
Anleitung ab. Dort sind<br />
alle Informationen verfügbar:<br />
die Projektdokumentation inklusive<br />
Projektübersicht, Informationen zu den<br />
bearbeiteten Profilen, eine Dreitafelprojektion<br />
mit den Innen- und Außenmaßen,<br />
Animationen vereinfachen ab sofort die<br />
Montage von <strong>Konstruktion</strong>en aus dem<br />
Item-Engineeringtool: Anwender haben<br />
mit der 3D-Aufbauanleitung die Möglicheine<br />
Explosionsdarstellung und die in 3D<br />
animierte Montageanleitung.<br />
Der Monteur gelangt mit einem Klick ins<br />
Engineeringtool, um Anpassungen vorzunehmen.<br />
Im Eigenschaftsfenster stehen<br />
die Kataloginformationen zu den Komponenten<br />
zur Verfügung. Außerdem stellt<br />
das Tool die CAD-Daten oder die Projektdokumentation<br />
zum Download bereit. Für<br />
weitere oder neue Bestellvorgänge können<br />
die Projekte anschließend direkt in<br />
den Warenkorb gelegt werden.<br />
www.item24.com<br />
Arretierbolzen von Kipp im Hygienic Design<br />
Kein Anhaften von Schmutzpartikeln<br />
Das Heinrich Kipp Werk hat einen Arretierbolzen<br />
entwickelt, der erhöhte Hygieneanforderungen<br />
erfüllt. Seine <strong>Konstruktion</strong><br />
nach Hygienic-Design-Richtlinien<br />
verhindert ein Anhaften von Schmutzpartikeln<br />
und vereinfacht die Reinigungsprozesse.<br />
Damit ist er zur <strong>Konstruktion</strong> von<br />
Maschinen und Anlagen in der Lebensmittel-<br />
und Pharmaindustrie sowie in der<br />
Medizintechnik geeignet. Der Arretierbolzen<br />
aus Edelstahl 1.4404 besitzt einen<br />
Kegelbund, damit die Schraubstelle mit<br />
den dazugehörigen Dicht- und Unterlegscheiben<br />
hygienisch sicher abgedichtet<br />
werden kann. Die Oberfläche des <strong>Konstruktion</strong>sbauteils<br />
mit einer Rautiefe von<br />
Ra
Höhl & Westhoff GmbH<br />
Tradition • Qualität • Sicherheit<br />
Bild: Otto Ganter<br />
Maschinenfüße von Ganter für schwere Maschinen<br />
Spindel zentriert sich selbst<br />
Ganter hat zwei neu entwickelte Maschinenfuß-Familien in<br />
sein Portfolio aufgenommen. Neben einem hochwertigen und<br />
zugleich standsicheren Design wurden die Komponenten mit<br />
zusätzlichen, nutzbringenden Eigenschaften ausgestattet. Die<br />
neuen massiven Maschinenfüße eignen sich insbesondere für<br />
große und schwere Anlagen und Maschinen.<br />
Der Maschinenfuß GN 36 stellt durch die Krafteinwirkung der<br />
Maschine eine sehr stabile und belastbare Verbindung zwischen<br />
Spindel und Fuß her. Dabei ist die Spindel mit der Fußplatte<br />
nicht verbunden, beim Aufstellen zentriert sich diese<br />
durch den Radius am Auflagepunkt selbstständig. Die blau<br />
verzinkte Stahl-Spindel ist mit Feingewinden zwischen<br />
M20x1,5 und M42x2 zum genauen Nivellieren erhältlich und<br />
wird mit der passenden Kontermutter geliefert. Die geschmiedete<br />
und bis zu Ø200 mm große Stahl-Fußplatte verfügt über<br />
eine kunststoffbeschichtete, schwarz-matte Oberfläche und<br />
ist in drei Formen bestellbar.<br />
www.ganternorm.com<br />
Schutz für Mensch und Maschine<br />
Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />
• Faltenbälge<br />
• Gleitbahnschützer<br />
• Kastenbälge<br />
• Jalousien<br />
• Gummiformteile<br />
www.faltenbalg.net<br />
info@faltenbalg.net<br />
Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82<br />
Fax +49 (0) 202 / 8 28 85<br />
• Rollbandabdeckungen<br />
• Spiralfedern<br />
• Schürzen<br />
• Kompensatoren<br />
• Manschetten<br />
End-of-Arm-Plattform von Schmalz für Roboter<br />
Mehr Optionen für Match<br />
Schmalz erweitert die End-of-Arm-<br />
Plattform Match, mit der Roboter<br />
flexibel mechanische und Vakuum-<br />
Greifer nutzen können. Mit der Anbindung<br />
an die Schmalz Connect<br />
Suite (SCS) via IO-Link können Anwender<br />
ab sofort Daten, die während<br />
des Greifprozesses erfasst werden, auswerten und visualisieren.<br />
Die Ergebnisse erscheinen in einem Dashboard auf<br />
dem Smartphone, Tablet, PC oder in externen Apps. Die Kommunikation<br />
erfolgt über die SCS, die auch andere IO-Link-Geräte<br />
einbinden kann. Der Hersteller hat zudem seinen pneumatischen<br />
Vakuum-Erzeuger RECB an das Match-System<br />
adaptiert. Der RECB Match kann dank seines Saugvermögens<br />
von 74 l/min auch poröse oder biegeschlaffe Werkstücke<br />
handhaben. Für die hohe Leistung bei dennoch geringerem<br />
Energieverbrauch sorgt die integrierte SEP-Düse. Ihre Eco-Düsentechnologie<br />
basiert auf dem mehrstufigen Venturi-Prinzip.<br />
Der RECB Match ist eine Alternative zu den elektrischen Vakuum-Erzeugern<br />
ECBPMi und ECBPi.<br />
www.schmalz.com<br />
Bild: J. Schmalz<br />
THE GEAR COMPANY<br />
MEHR IDEEN PRO CM 3 *<br />
*Beim neuen zweistufigen Servo-Winkelgetriebe – DynaGear HighRatio<br />
Ideen sind unser Antrieb. Und das extrem platzsparende Winkelgetriebe<br />
DynaGear HighRatio macht seinem Namen alle Ehre. Konsequent durchdacht<br />
spart das DynaGear HR durch seine kurze und schmale Bauweise<br />
Platz. Und schafft Raum für Flexibilität: Höchste Leistung. Exzellente<br />
Laufruhe durch die Hypoid-Verzahnung. Und ein Wirkungsgrad von bis zu<br />
92%. Darf’s also ein bisschen mehr sein?<br />
NIDEC GRAESSNER GMBH & CO. KG<br />
Telefon: 07157 123-0 . www.graessner.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 47
Bild: Blickfeld<br />
Mid-Range-3D-LiDAR-Sensoren von<br />
Blickfeld sind in ein Konzept für die<br />
nahtlose Integration der Sensoren<br />
ins Fahrzeug eingebettet. So ist eine<br />
360-Grad-Rundumsicht möglich.<br />
LiDAR-Sensoren von Blickfeld erlauben 360°-Rundumsicht<br />
Rundumblick in Automobilen<br />
LiDAR-Sensoren bieten hochauflösende 3D-Informationen über ihre Umgebung und können die Leistungsfähigkeit<br />
und Zuverlässigkeit von ADAS- und AD-Systemen von Autos verbessern. Die Blickfeld<br />
GmbH, ein Anbieter von 3D-LiDAR-Technologie für autonome Mobilität und IoT-Anwendungen, bietet<br />
hier den Vision Mini, einen kompakten Mid-Range-3D-LiDAR-Sensor mit einem großen Sichtfeld an.<br />
Eingebettet in ein Konzept für die nahtlose Integration der Sensoren ins Fahrzeug ist so eine<br />
360-Grad-Rundumsicht möglich.<br />
Bild: Blickfeld<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Nahtlos integrierte LiDAR-<br />
Sensoren von Blickfeld<br />
erlauben<br />
360°-Rundumsicht.<br />
48 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022<br />
Blickfeld, Anbieter von LiDAR-Sensortechnologie<br />
und Perzeptionssoftware, stellte auf der CES<br />
2022 ein Konzept für die nahtlose, fast unsichtbare<br />
Einbettung von LiDAR-Sensoren in Automobilen<br />
vor. Das Unternehmen hat bei der<br />
Entwicklung des Konzepts mit einer der führenden<br />
Kreativagenturen, Genesis Design, zusammengearbeitet,<br />
um Funktionalität und<br />
Design von automatisierten und autonomen<br />
Blickfeld-Sensoren<br />
werden den Anforderungen<br />
an Endkundenfahrzeuge<br />
im Hinblick<br />
auf Sicherheit, Zuverlässigkeit<br />
und Skalierbarkeit<br />
gerecht.<br />
Fahrzeugen auf ein neues Level zu heben. Das Konzept<br />
nutzt sogenannte Vision-Mini-Sensoren der<br />
Münchener, um eine nahtlose Integration und eine<br />
subtile Einbindung in das Fahrzeug an mehreren<br />
Montagepositionen wie den Scheinwerfern, Heckleuchten<br />
und Seitenspiegeln zu erreichen. Die Anordnung<br />
ermöglicht eine vollständige Rundumsicht und<br />
stellt somit einen entscheidenden Baustein auf dem<br />
Weg zu sicherer fahrerassistierter und autonomer<br />
Mobilität dar.<br />
Heutige Testfahrzeuge für automatisiertes Fahren<br />
sind mit bis zu vierzig Kameras, Radaren und LiDAR-<br />
Sensoren und zahlreichen Anbauten an den Seiten<br />
und auf dem Dach der Fahrzeuge ausgestattet. Die<br />
heute verbreiteten Anbauten sind nicht tauglich für<br />
den Massenmarkt und haben erhebliche negative<br />
Auswirkungen auf die Sicherheitsbewertung des<br />
NCAP (New Car Assessment Program), da Verletzungen<br />
wenig geschützter Verkehrsteilnehmer im Falle<br />
eines Unfalls nicht ausreichend vorgebeugt wird, die<br />
Reichweite der Fahrzeuge durch den hohen Luftwiderstand<br />
der Anbauten verringert wird und es bei den<br />
eingesetzten Sensoren keine praktikablen Lösungen<br />
für Heizung, Reinigung und Schutz vor mutwilliger<br />
Beschädigung gibt.
Sonderteil Connected mobile Machines & Mobility (CMM) « TRENDS<br />
Bild: Blickfeld<br />
Der Mid-Range-3D-LiDAR-Sensor Vision Mini<br />
kann in zahlreichen Positionen am Auto eingebaut<br />
werden, zum Beispiel im Scheinwerfer (Bild),<br />
in den Heckleuchten oder im Seitenspiegel.<br />
Bild: Blickfeld<br />
LiDAR-Sensoren von Blickfeld werden in die Infrastruktur<br />
integriert, um so Verkehrsinformationen<br />
in Echtzeit zu erfassen. Die Software analysiert<br />
Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung<br />
jedes Verkehrsteilnehmers.<br />
Bild: Blickfeld<br />
Mit flexiblen Installationsoptionen und<br />
der durchgehenden LiDAR-Technologie<br />
ermöglich die Blickfeld-Lösung auch<br />
Automated Valet Parking.<br />
Gute Sicherheits- und Komfortfunktionen<br />
mit LiDAR-Sensoren<br />
LiDAR-Sensoren bieten im Vergleich zu Radaren und<br />
Kameras eine genauere, dreidimensionale Wahrnehmung<br />
jedes Details in der Umgebung und sind daher<br />
ein zentraler Bestandteil von aktiven Sicherheitssystemen<br />
in Fahrzeugen. Um ein Höchstmaß an Sicherheit<br />
zu gewährleisten, erkennt ein Fahrzeug mithilfe<br />
des vorgestellten Sensorkonzepts höchst zuverlässig<br />
Objekte rund um das Auto, tote Winkel und warnt<br />
vor Kollisionen. Das Fahrzeug kann so Notbremsungen<br />
und Spurwechsel automatisch durchführen, was<br />
die Zahl der Verkehrsunfälle stark reduziert. Darüber<br />
hinaus werden Komfortsysteme wie Einparkhilfen<br />
und automatische Türöffnungsfunktionen durch<br />
LiDAR-Sensoren unterstützt.<br />
Markenindividuelle Designs von LiDAR-<br />
Sensoren möglich<br />
Für den Markterfolg von Automobilherstellern ist es<br />
entscheidend, dass sie individuelle Designs anbieten<br />
können und sich ihre Modelle von denen der Mitbewerber<br />
klar unterscheiden. Das vorgestellte Seamless-Integration-Konzept<br />
berücksichtigt daher besonders<br />
die Möglichkeit, durch ein intelligentes Arrangement<br />
der einzelnen Elemente markenspezifische<br />
Charakteristika zu betonen. Zu diesem Zweck<br />
wurden die Sensoren gemeinsam mit Beleuchtungselementen<br />
elegant in einen horizontalen „Smart<br />
Strip“ in das Fahrzeug integriert und sind nahezu unsichtbar.<br />
Dies alles wird ohne sperrige Sensoraufbauten<br />
auf dem Dach oder rund um das Fahrzeug erreicht.<br />
Die dezent platzierten LiDAR-Sensoren beeinträchtigen<br />
das Design nicht.<br />
Dr. Florian Petit, Mitgründer von Blickfeld, sagt: „Es<br />
ist spannend zu sehen, wie unsere Technologie durch<br />
die Zusammenarbeit mit Genesis Design in diesem<br />
visionären Automobil zum Leben erweckt wird. Genesis<br />
Design baut auf über 20 Jahren Erfahrung in<br />
der Automobilindustrie und wir können uns keine<br />
besseren Partner für die Umsetzung dieses zukunftsweisenden<br />
Konzepts vorstellen. Das Ergebnis bietet<br />
Automobilherstellern viele interessante Möglichkeiten<br />
in Sachen Funktion und Design und ist ein wichtiger<br />
Schritt für die breite Anwendung unserer Sensoren.<br />
Wir freuen uns sehr, dieses Konzept auf der<br />
CES 2022 international vorzustellen.“<br />
»Es ist spannend zu sehen, wie unsere<br />
Technologie durch die Zusammenarbeit mit<br />
Genesis Design in diesem visionären Automobil<br />
zum Leben erweckt wird.«<br />
Rainer Müller, Head of Innovation und CEO bei der<br />
Genesis Design GmbH, kommentiert: „Blickfelds außergewöhnlicher<br />
und konkurrenzlos kompakter Sensor<br />
eröffnet neue und innovative Möglichkeiten, revolutionäre<br />
Technologien mit kreativen Lösungen zu<br />
kombinieren. In einer immer komplexer werdenden<br />
Welt braucht es einfache und<br />
geniale Ideen. Das gemeinsam<br />
mit Blickfeld entwickelte Sensor-<br />
Integrationskonzept zeigt als<br />
Weltneuheit die perfekte Synergie<br />
im Automobilbau. Diese Lösung<br />
eröffnet starke neue Potenziale<br />
für autonomes Fahren und<br />
erhöht dabei die Kundenakzeptanz<br />
erheblich.“<br />
(jg)<br />
www.blickfeld.com<br />
Dr. Florian Petit<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zum<br />
Vision-Mini-Sensor von<br />
Blickfeld:<br />
hier.pro/TbLNU<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 49
TRENDS » Sonderteil Connected mobile Machines & Mobility (CMM)<br />
Autonomer mobiler Roboter fährt mit Antriebstechnik von Dunkermotoren<br />
Sichere und schnelle Lösung<br />
Im Rahmen der digitalen Transformation setzen Unternehmen in ihren Fabriken zunehmend<br />
mobile autonome Systeme ein, wie den autonomen mobilen Roboter (AMR)<br />
iw.hub von Idealworks, einer Tochterfirma der BMW Group. Für diese AMR hat Dunkermotoren<br />
in enger Zusammenarbeit mit dem Roboterhersteller die passenden Fahrantriebe<br />
konfiguriert. Sie bestehen aus vier Komponenten: Motor, Getriebe mit Antriebsrad,<br />
Steuerung und Gebersystem mit Bremse.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Autonomer mobiler Roboter<br />
fährt mit Antriebstechnik<br />
von Dunkermotoren<br />
Stefan Tröndle, Produktmanager, Dunkermotoren GmbH, Bonndorf<br />
Bobfahren birgt ein<br />
hohes Gefahrenpotenzial.<br />
Deshalb muss alles<br />
perfekt aufeinander<br />
abgestimmt sein. Nur<br />
so lässt sich die Sicherheit<br />
gewährleisten.<br />
Ähnlich verhält es sich<br />
auch bei autonomen<br />
mobilen Robotern. Hier<br />
sorgt Antriebstechnik<br />
von Dunkermotoren<br />
für Sicherheit.<br />
Volle Konzentration herrscht vor dem Start. Endlich<br />
wechselt die Ampel auf das herbeigesehnte<br />
Grün. Jetzt wird der Bob mit aller Kraft beschleunigt.<br />
Die Sprinter müssen dabei absolut synchron laufen<br />
und alles geben. In kürzester Zeit wird gestartet und<br />
die Piloten verschwinden aerodynamisch hinter der<br />
Verkleidung. Nicht selten entscheidet ein guter Start<br />
über Sieg und Niederlage. Nach dem Start übernimmt<br />
die Gravitation die weitere Beschleunigung.<br />
Mit Geschwindigkeiten von bis zu 140 km/h gleitet<br />
der Bob durch die Bahn. Der Steuermann, dessen Sitz<br />
ganz vorne im Bob ist, hat als einziger Sicht auf die<br />
Bild: Visions-AD/stock.adobe.com<br />
Bahn. Er ist dafür verantwortlich mit feinmotorischen<br />
Bewegungen die optimale Spur zu halten. Nur<br />
wer niemals die Bande berührt, hat eine Chance auf<br />
den Sieg. Gebremst wird in der Bahn in der Regel<br />
nicht. Lediglich beim Zieleinlauf muss der Bob durch<br />
starkes Bremsen zum Stehen gebracht werden. Diese<br />
Aufgabe übernimmt der Hinterste der vier Athleten.<br />
Autonomer mobiler Roboter iw.hub erreicht<br />
8 km/h<br />
Aufgrund des hohen Gefahrenpotenzials der Sportart<br />
ist es unerlässlich, dass die vier Athleten in ihrem<br />
Verhalten perfekt aufeinander abgestimmt sind und<br />
auf die Gegebenheiten in ihrem Umfeld eingehen<br />
können. Nur so kann die Sicherheit aller Beteiligten<br />
gewährleistet werden. Ähnlich wie bei der Sportart<br />
verhält es sich auch in der Technik. Deshalb bietet<br />
Dunkermotoren die sichere Steuerung mit integrierter<br />
STO Funktionalität (Safe Torque Off) an. Geschwindigkeiten<br />
von bis zu 140 km/h sind in Werkshallen<br />
nicht denkbar – schnelle, der Umgebung angepasste<br />
Fahrzeuge sind aber auch hier im Einsatz:<br />
Der autonome mobile Roboter (AMR) iw.hub der<br />
BMW-Group-Tochterfirma Idealworks erreicht ganze<br />
8 km/h, und das voll beladen mit Gütern von einem<br />
Gewicht bis zu einer Tonne. Hier wirken ähnlich dem<br />
4er-Bob mehrere Antriebskomponenten zusammen.<br />
Nur dadurch wird die erforderliche Kraft und Präzision<br />
erreicht. Der Motor und das Getriebe stellen ausreichend<br />
Schnellkraft zur Verfügung und sorgen so<br />
für die nötige Dynamik. Die Steuerung erzielt einen<br />
synchronen Lauf bei der Geradeausfahrt, während für<br />
die Kurvenfahrt die entsprechende Differenzdrehzahl<br />
eingestellt wird. Die Geschwindigkeitsinformation<br />
erhält die Steuerung von dem mit Redundanz konzipierten<br />
Gebersystem. Die Sensorik des AMR, welcher<br />
ganz ohne bauliche Veränderungen des Einsatzbereichs<br />
durch die Hallen navigiert, erkennt Hindernisse<br />
und Passanten. Die Bewegung des mobilen Robo-<br />
50 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Der autonome mobile Roboter (AMR)<br />
iw.hub der BMW-Group-Tochterfirma<br />
Idealworks erreicht 8 km/h, und das<br />
voll beladen mit einem Gewicht von bis<br />
zu einer Tonne.<br />
Bild: Idealworks<br />
ters wird angepasst, um mögliche Kollisionen mit<br />
Personen und Gegenständen zu vermeiden. Im Extremfall<br />
wird ein sicherer Halt durchgeführt, bei dem<br />
auch die am Motor angebaute Bremse einfällt. Im<br />
Bruchteil einer Sekunde kommt das Fahrzeug zum<br />
Stehen.<br />
Autonome mobile Roboter weltweit auf<br />
dem Vormarsch<br />
Der Bobsport findet nur auf einer Handvoll Bahnen<br />
statt und lediglich wenige Teams sind in der Lage,<br />
diesen Sport auszuüben. Nur die besten davon qualifizieren<br />
sich für eine Weltmeisterschaft. Es darf sich<br />
in der Regel nur ein Bob in der Fahrbahn befinden<br />
und keinesfalls dürfen sich Personen zeitgleich dort<br />
aufhalten. Beim iw.hub sieht das anders aus: Sie sind<br />
weltweit auf dem Vormarsch, werden in der Breite<br />
eingesetzt, und harmonieren mit ihrem Umfeld, auch<br />
wenn dieses veränderlich ist. Für gute Haftung beim<br />
Start des Bobs sorgen die mit Stahlbürsten belegten<br />
Sohlen. Beim AMR übernehmen dies die aus Polyurethan<br />
gefertigten Räder. Diese können in Durchmesser,<br />
Breite und Materialwahl der Anwendung<br />
angepasst werden. So unterschiedlich<br />
die tatsächlichen Fahrprofile<br />
auch sind, sie lassen sich mit<br />
dem gleichen Grundaufbau realisieren.<br />
Rangierarbeiten mit häufigen<br />
Starts und Halten werden genauso<br />
abgedeckt wie Transporte durch<br />
Werkshallen von mehreren hundert<br />
Metern Länge.<br />
Autonomer mobiler Roboter<br />
transportiert Teile aller Art<br />
Problemlos transportiert der AMR schwere, sperrige,<br />
aber auch sensible Teile und übergibt diese an die<br />
Montagelinie. In enger Zusammenarbeit mit Idealworks<br />
hat der Antriebsspezialist die passenden Fahr-<br />
antriebe für die AMRs konfiguriert. Sie bestehen aus<br />
vier Komponenten: Motor, Getriebe mit Antriebsrad,<br />
Steuerung und Gebersystem mit Bremse. Als Motor<br />
dient der bürstenlose Gleichstrommotor BG 95 mit<br />
seinen bis zu 3,9 kW Leistung. Als Radantrieb fungiert<br />
das Getriebe der Baureihe NG 500. Dabei handelt<br />
es sich um ein kompakt gebautes Planetengetriebe,<br />
das mit Radiallasten von bis zu 500 kg beaufschlagt<br />
werden kann. Ebenfalls von Dunkermotoren<br />
kommt der Linearantrieb, der unter anderem dafür<br />
sorgt, dass die Last perfekt auf dem Fahrzeug positioniert<br />
ist. Dadurch war es möglich, einen besonders<br />
kompakten und leistungsstarken AMR zu bauen, der<br />
nun unter dem Produktnamen iw.hub am Markt vertrieben<br />
wird.<br />
»Der mobile Roboter iw.hub von Idealworks<br />
ist schnell, völlig autonom und passt<br />
seine Route bei Bedarf automatisch an.«<br />
Zurecht wurde dieser nur wenige Monate nach<br />
Launch mit dem „Ifoy Award“ prämiert. „Der mobile<br />
Roboter iw.hub von Idealworks ist schnell, völlig autonom<br />
und passt seine Route bei Bedarf automatisch<br />
an“, urteilen die Ifoy-Tester. Es handle sich bei dem<br />
Gerät um eine besonders flexible, in wenigen Tagen<br />
installierte und darüber hinaus preislich attraktive<br />
Lösung, die eine Factory-in-one-Day in greifbare Nähe<br />
rücke, so das Gesamtfazit.<br />
(jg)<br />
www.dunkermotoren.de<br />
Bild: Dunkermotoren<br />
Als Motor für den Fahrantrieb des AMRs<br />
dient der bürstenlose Gleichstrommotor BG<br />
95. Als Radantrieb fungiert das kompakte<br />
Planetengetriebe der Baureihe NG 500.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zum<br />
Thema Intralogistik und<br />
Förderzeuge von<br />
Dunkermotoren:<br />
hier.pro/IMxxL<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 51
TRENDS » Sonderteil Connected mobile Machines & Mobility (CMM)<br />
Konusdämpfer von ACE für Schutz bei der Entkopplung von Schwingungen<br />
Schwingungselemente bringen<br />
Nachhaltigkeit in Fahrt<br />
Beim Umrüsten dieselbetriebener Nutzfahrzeuge auf elektrische Motorisierung sind konstruktiv viele Aspekte<br />
zu beachten. Ein wesentlicher ist die Sicherheit. So sind neben den Menschen auch Batteriekästen<br />
und E-Antriebe vor Stößen und Erschütterungen zu schützen. Bei einem führenden Anbieter für die Elektrifizierung<br />
von Nutzfahrzeugflotten hat man in Zusammenarbeit mit der ACE Stoßdämpfer GmbH die passenden<br />
Komponenten ausfindig gemacht, um schädliche Vibrationen von Mensch und Maschine fernzuhalten.<br />
Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist, plus2 GmbH, Düsseldorf<br />
Der weltweite Klimawandel sowie<br />
Maßnahmen, wie die zur CO 2 -Reduktion<br />
und Einschränkungen für Benzinund<br />
Dieselfahrzeuge in vielen europäischen<br />
Innenstädten, haben bei PKW-Herstellern<br />
zum Umdenken geführt. Die Elektrifizierung<br />
der Antriebstechnik steht daher<br />
seit Jahren weit oben auf der Agenda.<br />
Gleiches gilt für die Nutzfahrzeug- und<br />
Logistikbranchen, in denen viele Beteiligte<br />
das Thema der Nachhaltigkeit weiterdenken.<br />
Schließlich ist dort den Verantwortlichen<br />
klar, dass sich Fahrzeugflotten<br />
nicht von jetzt auf gleich austauschen<br />
lassen. Das wäre für Entsorger Getränkelieferanten,<br />
Paketzusteller und andere Logistiker<br />
nicht nur unwirtschaftlich, sondern<br />
würde in der Produktion zu einem<br />
enormen, kontraproduktiven Ressourcenverbrauch<br />
führen. Daher ist in der Branche<br />
das Umrüsten der Antriebstechnik<br />
von Diesel- auf Elektromotoren mit einhergehender<br />
Generalüberholung der Fahrzeuge<br />
eine nachhaltige Option. Auf diese<br />
Weise verlängert sich die Lebensdauer der<br />
Transporter und LKW, sie sind fit für die<br />
Zukunft und das umrüstende Unternehmen<br />
unterstützt aktiv den Klimaschutz.<br />
Dies ist der Ansatz des Wittlicher Unternehmens<br />
Orten Electric-Trucks. Seit sechs<br />
Jahren auf dem Markt, kann sich die von<br />
Robert E. Orten gegründete Firma als<br />
Start-up mit über 90-jähriger Expertise<br />
bezeichnen, ist doch der Firmeninhaber<br />
Chef eines Familienunternehmens, das<br />
schon in dritter Generation besteht. Die<br />
Orten Fahrzeugbau GmbH startete als<br />
Schmiede in Bernkastel an der Mosel und<br />
gilt seit den 1970er Jahren als überregional<br />
operierender Spezialist für Aufbauten<br />
von Fahrzeugen für Getränkelieferungen.<br />
Durch Innovationen hat sie sich zum<br />
Marktführer für Fuhrparks der Getränkeindustrie<br />
entwickelt. Die Firmengruppe<br />
bietet dabei vom Neufahrzeug über Gebrauchtfahrzeuge<br />
bis hin zur Vermietung<br />
und Finanzierung alles aus einer Hand.<br />
Nachdem Orten bereits früh die Notwendigkeit<br />
und Chancen der Elektromobilität<br />
erkannt und in einige Projekte des innerstädtischen<br />
Transports investiert hat, war<br />
der Schritt zur Orten Electric-Trucks<br />
GmbH nach einer dreijährigen Projektierungsphase<br />
die Folge. Seitdem rüstet dieses<br />
Unternehmen neue und gebrauchte<br />
3,5- bis 18-t-Diesel-Nutzfahrzeuge auf<br />
Elektroantriebe um.<br />
Aus Diesel-Nutzfahrzeugen wird per Retrofit ein Elektro-Orten, wobei Schwingungs- und<br />
Stoßdämpfer von ACE Stoßdämpfer für noch mehr Ruhe im Fahrbetrieb sorgen.<br />
Bild: Orten Electric-Trucks<br />
Gute Erfahrungen bei der<br />
Geschwindigkeitsregulierung<br />
Auch dank der Fördermittel vieler EU-<br />
Staaten haben sich in den vergangenen<br />
Jahren immer mehr Kommunen und Unternehmen<br />
auf den Weg gemacht, Fahrzeugflotten<br />
zu elektrifizieren. Neben der<br />
52 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Beim Umbau von Verbrennungsmotoren auf den<br />
Elektroantrieb achten die Konstrukteure auf passende<br />
Komponenten, die bei der Beschleunigung<br />
verhindern, dass der Elektromotor zu stark<br />
schwingt und sich die Kräfte zu sehr auf die Karosserie<br />
übertragen.<br />
Luftqualität ist für viele Bürgermeister,<br />
Lokalpolitiker und andere Entscheidungsträger<br />
die Lärmreduktion ein Faktor. Dieses<br />
Argument wird in der Industrie auch<br />
häufig als ein wesentliches für den Einsatz<br />
von Stoß- und Schwingungsdämpfern<br />
genannt. ACE Stoßdämpfer als Spezialist<br />
für Dämpfungslösungen aller Art<br />
war nicht nur deswegen der Ansprechpartner<br />
beim Nutzfahrzeugausrüster. Andreas<br />
Hoffmann, Leitung <strong>Konstruktion</strong>/<br />
AV, erklärt: „Mit ACE arbeiten wir seit<br />
Jahren zusammen und haben im Bereich<br />
der Geschwindigkeitsregulierung immer<br />
positive Erfahrungen gemacht.“ Diese Erlebnisse<br />
beziehen sich besonders auf Industriegasfedern<br />
zur Unterstützung der<br />
Muskelkraft beim Heben und Senken an<br />
den Ladevorrichtungen im Rahmen der<br />
<strong>Konstruktion</strong>sarbeiten von Aufbauten im<br />
Dienste von Orten Fahrzeugbau. Da Hoffmann<br />
im hier beschriebenen <strong>Konstruktion</strong>sfall<br />
nach Lösungen zur Dämpfung von<br />
Stößen suchte und diese bei den Langenfeldern<br />
bereits im Firmennamen stehen,<br />
machte sich der Techniker zuerst im Internet<br />
schlau: „Die Homepage von ACE ist<br />
trotz des großen Programms übersichtlich.<br />
Uns fiel zudem positiv auf, wie viele<br />
unterschiedliche Lösungen dort per Software<br />
ad hoc zu berechnen und sofort ab<br />
Lager bestellbar sind.“<br />
Die nachfolgende Kommunikation mit<br />
dem Stoßdämfer-Spezialisten vollzog sich<br />
auch in diesem Fall schnell und unkompliziert.<br />
Zunächst beschrieb der Konstrukteur<br />
dem Vertriebsteam in Langenfeld die<br />
Bild: Orten Electric-Trucks<br />
Jedes einzelne Konuslager des Typs 6051CN12M<br />
von ACE Stoßdämpfer ist für Belastungsbereiche<br />
von 69,3 kg bis 173,4 kg tauglich, abreißsicher<br />
und für Temperaturen von -40 °C bis 70 °C ausgelegt.<br />
Aufgabe. Dazu gehört, dass die gesamte<br />
Umbaukonstruktion mitsamt den nachgerüsteten<br />
Komponenten am und im Fahrzeug<br />
inklusive des 400-V-Motors vor<br />
schädlichen Stößen zu schützen ist. „Außerdem<br />
kamen für uns nur kompakte<br />
Bauteile infrage. Denn wir kämpfen beim<br />
Umbau um jeden Millimeter, weil die<br />
Platzverhältnisse im Nutzfahrzeugbereich<br />
ebenfalls immer begrenzt sind“, führt<br />
Hoffmann aus.<br />
Schwingungstechnik mit digitaler<br />
und analoger Beratung<br />
Nach Übersendung der Auslegungsdaten<br />
an die Zentrale von ACE in Deutschland<br />
meldete sich Thomas Schäfgen als Vertriebsingenieur<br />
vor Ort umgehend und<br />
machte sich für erste Bemusterungen und<br />
Tests auf den Weg an die Mosel. Im Verlauf<br />
der Beratung schickte er zudem Alternativvorschläge,<br />
die nach Meinung des<br />
technischen Vertriebs des Dämpfungsspezialisten<br />
ebenfalls den Anforderungen<br />
entsprachen. Aufgrund der Einfachheit<br />
der Montage und sofortiger Lieferbarkeit<br />
entschied man sich beim Fahrzeugausrüster<br />
für Konuslager des Typs 6051CN12M.<br />
Diese für Fahrzeugkabinen entwickelten<br />
Maschinenelemente sind kleine Alleskönner,<br />
weil sie sowohl Schwingungen beseitigen<br />
als auch Stöße wirksam dämpfen.<br />
Ihre kompakte Bauweise erleichtert einerseits<br />
auch nachträgliche Einbauten in<br />
bestehende <strong>Konstruktion</strong>en, andererseits<br />
nimmt sie erstaunlich hohe Belastungen<br />
auf. Bei einer Eigenfrequenz von 6,9 Hz<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
bis 11,0 Hz sind sie pro Konuslager für Belastungsbereiche<br />
von 69,3 kg bis 173,4 kg<br />
vorgesehen. Noch wichtiger für den Einsatzzweck,<br />
sie sind abreißsicher. So ist<br />
ausgeschlossen, dass sie sich im Schadensfall<br />
im hochsensiblen Motorbereich<br />
selbstständig machen und am Ende möglicherweise<br />
auf der Straße landen. Dadurch<br />
ist mit ihnen nicht nur die Maschine,<br />
sondern vor allem der Straßenverkehr<br />
mit allen teilnehmenden Personen geschützt.<br />
Die Konusdämpfer arbeiten sowohl<br />
radial als auch dank ihres speziellen<br />
Gummiprofils axial und können selbst<br />
dann für Schwingungsisolierung sorgen,<br />
wenn die Belastung in jeder Achse unterschiedlich<br />
ist. In verschiedenen Gummimischungen<br />
lieferbar, eignen sie sich für<br />
ein breites Lastenspektrum. Für Temperaturen<br />
von -40 °C bis 70 °C ausgelegt, ist<br />
eine Montage in allen Raumachsen möglich,<br />
wodurch sie in Schub-, Druck- und<br />
Zugrichtung einsetzbar sind.<br />
„Wir sind sehr gut beraten worden. Selbst<br />
als Thomas Schäfgen wegen eines anderen<br />
Auftrages außer Hauses war, hat sich<br />
ruckzuck ein Kollege gemeldet und uns<br />
von der Anfrage bis zum Angebot in Rekordzeit<br />
versorgt“, berichtet Hoffmann.<br />
Auch aus diesem Grund hat die Orten<br />
Electric-Trucks GmbH die Kooperation mit<br />
ACE weiter ausgeweitet. So ist bereits ein<br />
550 kg schwerer E-Motor der<br />
800-V-Klasse mit anderen Komponenten<br />
des Herstellers zuerst per Onlineberechnung<br />
ausgelegt und dann in der Werkstatt<br />
ausgestattet worden. Auch diese<br />
Tests laufen bislang zur vollständigen Zufriedenheit<br />
des Teams in Wittlich. (jg)<br />
www.ace-ace.de<br />
www.electric-trucks.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Schwingungsdämpfern von<br />
ACE Stoßdämpfer:<br />
hier.pro/nEzbl<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 53
Agritechnik-Wälzlager<br />
Für ausdauerndes Ackern<br />
Wälzlager, die in Landmaschinen eingesetzt werden, müssen trotz rauer Umgebungsbedingungen langlebig sein.<br />
Das trifft insbesondere auf die Lagereinheiten von Bodenbearbeitungsgeräten wie Kurzscheibeneggen zu. Hier<br />
gibt es neue Entwicklungen. Unter anderem müssen die Lager strenge Wasserstrahltests bestehen.<br />
Dirk Rohmann, Senior Application Engineer, NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
Die Einsatzbedingungen von Wälzlagern<br />
in Landmaschinen sind mit<br />
denen von konventionellen Industriewälzlagern<br />
nicht zu vergleichen.<br />
Besonders robust müssen<br />
jene Lager sein, die eine rotative<br />
Bewegungen an Werkzeugen für<br />
die Bodenbearbeitung ermöglichen.<br />
Diese Werkzeuge, beispielsweise die<br />
Scheiben von Kurzscheibeneggen, werden<br />
in hoher Geschwindigkeit durch den<br />
Ackerboden gezogen, um den Boden aufzuschneiden<br />
und zu mischen. Dabei rotieren zwei gegenläufig<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Agritechnik-Wälzlager<br />
sorgen in Landmaschinen –<br />
unter extrem robusten<br />
Einsatzbedingungen der<br />
Technik – für die nötige<br />
Zuverlässigkeit.<br />
schräggestellte Scheibenreihen. Das<br />
bedeutet hohe und ungünstige Axialbelastungen,<br />
die auf das Lager einwirken.<br />
Steine im Boden bewirken<br />
heftige mechanische Einwirkungen<br />
wie Stöße auf das Lager.<br />
Feuchtigkeit und Schmutz können<br />
– sofern keine konstruktiven<br />
Gegenmaßnahmen ergriffen wurden<br />
– die Lebensdauer der Lager stark<br />
beeinträchtigen. Das Gleiche gilt für korrosive<br />
Düngemittel und Gülle. Und wenn die<br />
Maschinen vom Feld kommen, werden sie häufig mit<br />
dem Hochdruckreiniger gesäubert.<br />
54 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
Sonderteil Connected mobile Machines & Mobility (CMM) « TRENDS<br />
Wälzlager von Bodenbearbeitungsgeräten<br />
– hier in einer<br />
Kurzscheibenegge – müssen<br />
unter extremen Bedingungen<br />
eine hohe Lebensdauer erreichen.<br />
Bild: Kuhn<br />
Bild: NSK<br />
Erfolgreicher Wasserstrahltest<br />
über 200<br />
Stunden: Es konnte<br />
kein Wasser durch<br />
die Kassettendichtung<br />
in die Wälzlager<br />
eindringen.<br />
Äußerst robuste Agritechnik-Wälzlager<br />
für spezielle Einsatzbedingungen<br />
Unter diesen Umständen erreichen konventionelle<br />
Industrie-Wälzlager keinesfalls zufriedenstellende<br />
Standzeiten. Hier müssen Lagereinheiten zum Einsatz<br />
kommen, die von Grund auf für die sehr speziellen<br />
Einsatzbedingungen der Agritechnik entwickelt<br />
wurden. Diese Anforderung erfüllen die Agri Disc<br />
Hubs von NSK.<br />
Kernelement dieser einbaufertigen Lagereinheiten<br />
sind zweireihige Schrägkugellager mit 40 o Kontaktwinkel<br />
und geteiltem Innenring, die hohe axiale und<br />
radiale Lasten sowie auch Kippkräfte aufnehmen<br />
können. Die Lager sind in ein robustes Gussgehäuse<br />
integriert, das über einen Flansch direkt und einfach<br />
mit dem Arbeitsgerät verbunden wird. Das ist eine<br />
weitere anwendungsspezifische Anforderung: Die<br />
Landwirte nehmen Reparaturen selbst vor. Und dabei<br />
drängt oft die Zeit.<br />
Wartungsfreier Betrieb: Wälzlager mit<br />
Labyrinth- und Kassettendichtungen<br />
Ein hochwirksames Dichtungssystem mit einer Kombination<br />
von Labyrinth- und Kassettendichtungen<br />
bietet dem Wälzlager, das in den Agri Disc Hubs ver-<br />
baut ist, umfassenden Schutz unter den Einsatzbedingungen<br />
auf dem Feld. Sowohl das Eindringen von<br />
Verunreinigungen als auch das Austreten von Fett<br />
werden wirkungsvoll verhindert. Die Lebensdauerschmierung<br />
der Lager schafft die Voraussetzung für<br />
einen wartungsfreien Betrieb.<br />
Feldtests belegen, dass die speziell für diese Lagerbauart<br />
entwickelte Kassendichtung zuverlässig vor<br />
Verschmutzungen wie Lehm, Sand, Staub, Pflanzenfasern<br />
und Gülle sowie Wasser und Feuchtigkeit<br />
schützt. Eine Stahlscheibe übernimmt den mechanischen<br />
Schutz der Dichtung vor Steinschlag.<br />
Erhöhte Lebensdauer der speziell<br />
konstruierten Agri Disc Hubs<br />
Aufgrund des besonderen, an die Anforderungen der<br />
Anwendung angepassten Designs der Lager und des<br />
Dichtungssystems erreichen die Agri Disc Hubs selbst<br />
bei extremer Beanspruchung eine Lebensdauer, die<br />
um den Faktor Fünf bis Zehn über der von anderen<br />
handelsüblichen Lösungen liegt. Aus diesem Grund<br />
setzen namhafte Landmaschinenhersteller diese<br />
Lager als Standard ein. Und auch im Ersatzteil- und<br />
Nachgerüstgeschäft sind Agri Disc Hubs weltweit<br />
bekannt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 55
TRENDS » Sonderteil Connected mobile Machines & Mobility (CMM)<br />
und kann für Feldtests bestellt werden. Die Agri Disc<br />
Hubs werden im NSK-Werk Neuweg in Munderkingen<br />
hergestellt. Die Lagereinheiten passen hier zum<br />
Profil, weil sich das Werk bis 1990 im Besitz eines<br />
namhaften Landmaschinenherstellers befand und<br />
auch heute noch einen starken Footprint in der Landtechnik<br />
hat. Außerdem konzentriert sich das Werk<br />
auf kleinere bis mittlere Serien von zweireihigen<br />
Standardkugellagern und Vierpunktlagern sowie auf<br />
kundenspezifische Lagervarianten, die mit hoher<br />
Flexibilität und auf hohem Qualitätsniveau gefertigt<br />
werden.<br />
Die Agri Disc Hubs<br />
wurden speziell für<br />
Einsätze in der Landtechnik<br />
entwickelt –<br />
im Bild die neue<br />
AS-Serie von NSK.<br />
INFO<br />
Mehr zu NSK-Wälzlagern und<br />
Landmaschinentrends lesen<br />
Sie im folgenden Interview:<br />
hier.pro/WvOQE<br />
Insgesamt hat NSK innerhalb von zehn Jahren eine<br />
hohe sechsstellige Anzahl dieser Antriebseinheiten<br />
gefertigt. Außerdem wurde das Programm kontinuierlich<br />
erweitert – sowohl bei den Standardlagern als<br />
auch bei kundenspezifischen Agri Disc Hubs, die sich<br />
unter anderem durch besondere Flanschbauweisen<br />
vom Standardprogramm unterscheiden. Für große<br />
Wellendurchmesser und besonders hohe Belastung<br />
stehen Anwendern sogenannte Big Hubs sowie Ausführungen<br />
mit zweireihigen Kegelrollenlagern statt<br />
Schrägkugellagern zur Verfügung .<br />
Neue Serie mit anderen Wälzlagern<br />
und optimierten Flanschen<br />
Bild: NSK<br />
Im Programm der Agri Disc Hubs ist die AS-Serie neu.<br />
Sie wird in den gängigsten Größen als<br />
AHU28117AS-<strong>01</strong> mit vier Bohrungen,<br />
AHU28117AS-02 mit fünf Bohrungen und<br />
AHU28117AS-03 mit sechs Bohrungen angeboten.<br />
Von der bewährten A-Serie unterscheidet sie sich<br />
durch ein optimiertes Flanschdesign<br />
und eine neue Schrägkugellager-Baureihe.<br />
Anlass dieser Modellpflege<br />
war das entwicklerische Ziel,<br />
neueste Technologien in die<br />
Baureihe einfließen zu lassen<br />
und die Austauschbarkeit mit<br />
den Lagern anderer Hersteller<br />
zu gewährleisten. Die AS-<br />
Serie wird bei NSK bevorratet<br />
Härtetest für Wälzlager:<br />
Simulation der Einsatzbedingungen<br />
Neben den Agri Disc Hubs gehören auch Rillenkugellager<br />
in verschiedenen Versionen zum Landtechnik-<br />
Portfolio und zum Fertigungsprogramm in Munderkingen.<br />
Sie werden im Zuge der oft kundenspezifischen<br />
Entwicklung intensiv im European Technology<br />
Center (ETC) in Ratingen getestet und gegebenenfalls<br />
optimiert.<br />
Zum Beispiel werden die Agri Disc Hubs und auch<br />
andere Wälzlager für die Landtechnik unter reproduzierbaren<br />
Testbedingungen der Beaufschlagung mit<br />
Hochdruckreinigern ausgesetzt – über 200 Stunden<br />
lang und erfolgreich: Ein Eindringen von Wasser<br />
durch die Kassettendichtung konnte nicht festgestellt<br />
werden, auch kein Austritt von Schmierstoff .<br />
Dass die NSK-Lager entsprechend geprüft sind, gibt<br />
sowohl dem Hersteller als auch seinen Kunden die<br />
Sicherheit, dass die Wälzlagereinheiten in den<br />
Maschinen unter widrigen und exakt definierten<br />
Bedingungen eine lange Lebensdauer erreichen. Das<br />
gilt für alle Varianten der Agri Disc Hubs – einschließlich<br />
der Big Hubs und der neuen AS-Serie. (sc)<br />
www.nskeurope.de<br />
Im Werk Neuweg in Munderkingen fertigt NSK neben<br />
Sonderlagern für allgemeine Landwirtschaftsanwendungen<br />
auch kundenspezifische Sonderlager.<br />
Bild: NSK<br />
56 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> präsentiert Ihnen Partner für Engineering<br />
3D-Druck Elektrotechnik<br />
Bussysteme Automatisierung<br />
Weiterbildung Steuerungen<br />
Verbindungstechnik<br />
Werkstoffe Pneumatik<br />
PLM/CAD/CAE<br />
Kupplungen/Bremsen<br />
Verfahren<br />
Dienstleistungen<br />
Hier finden Sie leistungsstarke Lieferanten, Dienstleister und<br />
kompetente lösungsorientierte Partner für Engineering!<br />
Weitere Fakten zu Unternehmen, Details zum Angebots- und<br />
Leistungsspektrum finden Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />
Unter folgendem Link gelangen Sie zur Übersicht aller Online-<br />
Firmenprofile.<br />
Bookmark!<br />
www.kem.de/firmenverzeichnis<br />
<strong>KEM</strong>_VK_Auftakt_210x105.indd<br />
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11:27<br />
15:20<br />
FLUIDTECH<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
ROBOTIK<br />
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
www.rct-online.de<br />
Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip<br />
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />
und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />
ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />
Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />
Smalley Europa<br />
www. smalley.com/de<br />
Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen<br />
Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer<br />
bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox<br />
Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem<br />
Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat<br />
mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte<br />
vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine<br />
Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin<br />
aufzeigen.<br />
Franke GmbH<br />
www.franke-gmbh.de<br />
Auf der Suche nach einer besonders raumsparenden<br />
<strong>Konstruktion</strong> erfand Erich Franke im Jahre 1936 einen<br />
neuen Lagertyp: das Drahtwälzlager. Sein Prinzip der<br />
vier Laufringe haben wir im Laufe der Jahre kontinuierlich<br />
weiterentwickelt. Heute ist Franke als Spezialist für<br />
Wälzlager und Linearsysteme weltweit bekannt. An<br />
unserem Stammsitz in Aalen beschäftigen wir 280 Mitarbeiter.<br />
Darüber hinaus sind wir mit zahlreichen Vertretungen<br />
weltweit präsent. Die von Erich Franke entwickelte<br />
Vier-Punkt-Geometrie bildet die ideale<br />
Voraussetzung für individuelle Produktlösungen, denn<br />
sie erlaubt größtmögliche Variabilität. Unsere Kunden<br />
haben die freie Wahl bezüglich Werkstoff, Geometrie,<br />
Größe, Bohrbild, Verzahnungen oder Abdichtungen.<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Fakten zu Unternehmen, Details zu Angebots- und Leistungsspektrum finden<br />
Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />
Unter folgendem Link gelangen Sie zur Übersicht aller Online-Firmenprofile.<br />
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www.kem.de/firmenverzeichnis<br />
Ferdinand Gross GmbH & Co. KG<br />
www.schrauben-gross.de<br />
Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik<br />
und C-Teile-Management und bietet Kunden und<br />
Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.<br />
Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen<br />
über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.<br />
Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über<br />
107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management<br />
bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen<br />
zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 57
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
Easyfairs GmbH Büro Stuttgart, Stuttgart 41<br />
Eichenberger Gewinde AG, CH-BURG AG 7<br />
Franke GmbH, Aalen 11, 57<br />
ISSN 1612–7226<br />
Bild: B&R<br />
Ferdinand Gross GmbH & Co KG, Leinfelden-Echterdingen 57<br />
Gutekunst & Co. KG, Metzingen 5<br />
Höhl & Westhoff GmbH, Wuppertal 47<br />
KÖBO GmbH & Co. KG, Wuppertal 21<br />
Maxon Motor GmbH, Sexau 2<br />
MICRO-EPSILON-MESS- TECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg 3<br />
Nidec Graessner GmbH & Co. KG, Dettenhausen 47<br />
norelem Normelemente KG, Markgröningen 9<br />
Oswald Elektromotoren GmbH, Miltenberg 13<br />
RCT Reichelt Chemietechnik GmbH + Co., Heidelberg 23, 57<br />
Smalley Steel Ring Company, US-Lake Zurich, IL 57<br />
VORSCHAU<br />
SICHERHEITSTECHNIK<br />
Welchen Herausforderungen sich die Spezialisten<br />
für Maschinensicherheit zurzeit stellen<br />
müssen, erklären Philip Schmersal, Geschäftsführender<br />
Gesellschafter, und Edgar Stadler,<br />
Leiter der Entwicklung bei Schmersal.<br />
SONDERTEIL ANTREIBEN –<br />
STEUERN – BEWEGEN<br />
In unserem Sonderteil zum<br />
Thema Antriebstechnik<br />
gehen wir unter anderem<br />
auf Track-Transportsysteme<br />
ein und am Beispiel<br />
der Produktion von Batteriezellen<br />
für die Automobilindustrie<br />
auf die Frage,<br />
ob sie sich auch für hohe<br />
Stückzahlen eignen.<br />
SYSTEMS ENGINEERING<br />
Dass speziell die Softwarekompetenz künftig<br />
eine immer wichtigere Rolle spielt, zeigt anschaulich<br />
das Beispiel Volkswagen. Doch auch<br />
für KMU wird das Thema relevant – und Systems<br />
Engineering damit umso interessanter.<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag: Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Redaktion:<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co),<br />
Phone + 49 711 7594–417<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Stellvertretende Chefredakteure:<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />
Korrespondent:<br />
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 64<strong>01</strong>879<br />
Redakteure:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 711 7594–4653;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Carmelina Weber<br />
Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />
carmelina.weber@konradin.de<br />
Layout:<br />
Helga Nass, Phone +49 711 7594–278<br />
Laura Gehring, Phone +49 711 7594–237<br />
Gestaltungskonzept:<br />
Katrin Apel<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
(Verantwortlich für den Anzeigenteil:)<br />
Andreas Hugel,<br />
Phone +49 711 7594–472<br />
E-Mail: andreas.hugel@konradin.de<br />
Auftragsmanagement:<br />
Andrea Haab, Phone +49 711 7594–320<br />
E-Mail: andrea.haab@konradin.de<br />
Leserservice:<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
Phone +49 711 7252–209<br />
E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />
nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />
Ausland: 84,90 € inkl. Versandkosten.<br />
Einzelverkaufspreis: 8,49 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />
Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine<br />
Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone <strong>01</strong>256<br />
862589, Fax <strong>01</strong>256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info<br />
USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc.,<br />
Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 100<strong>01</strong>,<br />
Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,<br />
detleffox@comcast.net<br />
Druck: Konradin Druck,<br />
Kohlhammerstraße 1–15,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />
Printed in Germany<br />
© 2022 by Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 03/2022 erscheint am 22.03.2022<br />
EDA<br />
58 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>01</strong>/02 | 2022 59
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Bild: Ceratizit<br />
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