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antriebstechnik 5/2022

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19174<br />

05<br />

Mai <strong>2022</strong><br />

€ 15,50<br />

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />

LINEARTECHNIK<br />

Neue Anwendungsgebiete für<br />

Schwerlast-Kugelgewindetriebe<br />

<strong>antriebstechnik</strong>.de


Vollständig<br />

überarbeitet!<br />

Die Berechnung und Gestaltung von<br />

Wälzlagern erreicht eine neue Ära<br />

Wälzlagerpraxis<br />

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IN ENGLISH<br />

Das Standardwerk für Konstrukteure<br />

und Studenten in der 5. Auflage.<br />

Wälzlagerpraxis jetzt bestellen unter shop.vereinigte-fachverlage.de


EDITORIAL<br />

GAS GEBEN BEI DEN<br />

ERNEUERBAREN<br />

Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />

Energie und ihr Preis sind gerade ein sensibles Thema. Zum einen ist<br />

die Herkunft großer Mengen der Energieträger Gas und Öl in Verruf<br />

geraten. Zum anderen steigen die Preise für den Verbraucher aktuell<br />

ständig. Die hohen Kosten lassen die Erzeugerpreise ansteigen – in<br />

den Monaten Februar und April laut Statistischem Bundesamt<br />

jeweils über 30 Prozent.<br />

Der hohe Energiepreis hat mittlerweile sogar grünen, also mithilfe<br />

erneuerbarer Energien erzeugten, Wasserstoff billiger werden lassen<br />

als grauen Wasserstoff. Das berechnete zumindest der Analysedienst<br />

Bloomberg New Energy Finance. Erneuerbare Energien können einen<br />

Ausweg aus den hohen Energiepreisen darstellen.<br />

Und ausgerechnet jetzt verringert sich die Zahl der Patentanmeldungen<br />

im Bereich erneuerbare Energien in Deutschland<br />

signifikant. Hatte es im Jahr 2012 noch 2.246 Patentanmeldungen<br />

gegeben, waren es im Jahr 2021 nur noch 1.099 – entsprechend dem<br />

Schnitt der letzten 5 Jahre, wie das deutsche Patentamt meldet.<br />

Ich bin gespannt, ob sich dafür die Qualität der Patente gesteigert<br />

hat. Ich hoffe, darüber auf der Hannover Messe Erkenntnisse<br />

zu gewinnen und viele Neuheiten präsentiert zu bekommen.<br />

In unserem Special zeigen einige Aussteller schon jetzt, dass wir in<br />

Hannover spannende Innovationen erwarten können.<br />

Ich wünsche viel Vergnügen<br />

beim Lesen,<br />

21. - 24.06.<strong>2022</strong><br />

Automatica<br />

Halle B6 | Stand 308<br />

Ihr Miles Meier<br />

m.meier@vfmz.de<br />

Steif wie ein Direktantrieb.<br />

Kompakt wie ein Getriebemotor.<br />

Intelligent wie nie zuvor.<br />

www.harmonicdrive.de


18<br />

EDITORIAL<br />

03 Gas geben bei den Erneuerbaren<br />

SOFTSTARTER<br />

06 Lieferschwierigkeiten und steigende Rohstoffpreise<br />

09 Menschen, Unternehmen, Märkte<br />

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />

SPECIAL<br />

Hema, Seligenstadt<br />

LINEARTECHNIK<br />

12 TITEL<br />

Kugelgewindetriebe für Höchstleistungen<br />

18 Streifenlose Sauberkeit<br />

KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />

22 Für besondere Einbausituationen<br />

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />

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STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />

26 Tradition im Herzen, Innovation im Sinn<br />

32 Automatisierung von Tunnelschachtaufzügen<br />

UMRICHTERTECHNIK<br />

30 Cool und schnell:<br />

Antriebssystem für Schleifmaschinen<br />

ANZEIGE<br />

32<br />

TITELBILD<br />

NSK, Ratingen<br />

4 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

34 INNENTITEL<br />

Klemmsysteme individuell adaptieren<br />

38 Flexible Steuerungstechnik bei<br />

Hairpin-Stator-Produktionslinien<br />

42 Schneller, präziser, flexibler:<br />

Lösungspaket für die Robotik<br />

46 Tür auf für neue Schrittmotor-Endstufen<br />

50 Für ein langes, effizientes Leben<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

52 Reibung von Zylinderrollenlagern<br />

um 2/3 reduziert<br />

SERVICE<br />

24 Impressum<br />

DIE ADAPTIVE MASCHINE<br />

Ihr Wettbewerbsvorteil<br />

In einer Welt der kleinen Losgrößen, kurzen Lebenszyklen und<br />

des Online-Handels bleiben Sie mit der adaptiven Maschine<br />

profitabel – der ersten Maschine, die sich dem Produkt anpasst.<br />

Aktuelle Herausforderungen<br />

Individuelle Konsumwünsche<br />

Höhere Variantenvielfalt<br />

Kurze Produktlebenszyklen<br />

Adaptive Maschinenlösungen<br />

Produktion auf Bestellung<br />

Formatwechsel<br />

ohne Stillstandszeiten<br />

Einfache Neukonfiguration<br />

mit digitalem Zwilling<br />

MEIN TIPP<br />

Ab Seite 38 ist zu lesen, wie Hairpins in<br />

sekundenschnelle von Lineartechnik zu Elektromotoren<br />

verarbeitet werden. Das eigentliche<br />

Thema ist aber die Steuerungstechnik. So viele<br />

antriebstechnische Aspekte in einem Beitrag –<br />

meine Empfehlung in dieser Ausgabe.<br />

B&R ermöglicht die Umsetzung der adaptiven Maschine<br />

bereits heute – mit einer perfekt abgestimmten Gesamtlösung<br />

aus intelligenter Track-Technologie, Robotik, Vision<br />

und digitalen Zwillingen.<br />

Vanessa Weingärtner, Redakteurin,<br />

v.weingaertner@vfmz.de<br />

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www.br-automation.com/adaptive


SOFTSTARTER<br />

LIEFERKETTENLÖSUNGEN<br />

LIEFERSCHWIERIGKEITEN UND<br />

STEIGENDE ROHSTOFFPREISE<br />

Industrieunternehmen am Standort Deutschland<br />

können trotz voller Auftragsbücher nicht<br />

durchatmen: Die Lieferketten sind das Problem.<br />

Fast alle Marktteilnehmer werden aktuell mit<br />

steigenden Rohstoffpreisen konfrontiert sowie<br />

mit einer zunehmenden Anzahl von<br />

Komponenten, die nicht lieferbar sind. Einige<br />

Unternehmen geben sich damit nicht zufrieden,<br />

sondern setzen auf lokale Kooperation.<br />

Hanna Pollmann, Fachjournalistin, Kortepollmann, Hagen<br />

Mittlerweile schätzen Hersteller und Händler die Lieferfristen<br />

für Standard-Komponenten wie Sensoren,<br />

Mikrochips, Kabel oder Industriemotoren auf 36 Wochen<br />

und mehr. Axel Binner, Geschäftsführer bei<br />

Hydropa, wundert sich: „Teilweise bekommen wir gar keine Liefertermine<br />

mehr genannt oder werden einen Tag vorher darüber<br />

informiert, dass sich die Lieferung um weitere Wochen verzögert.“<br />

Binner ist erstaunt: „Nirgendwo wurden Produktionen komplett<br />

gestoppt und es gibt in keinem Bereich einen gewissen Boom,<br />

der Grund für leere Lager wäre – es gibt eigentlich keine logische<br />

Erklärung dafür, dass es im Moment an so vielen Stellen nicht<br />

mehr reibungslos läuft.“<br />

Der gut vernetzte Binner hat von Containern mit Ware gehört,<br />

die in Asien stehen, aber nicht versendet werden. Noch bedenklicher:<br />

„Wir hören von Händlern, die über gefüllte Lager verfügen,<br />

aber Produkte und Komponenten zurückhalten, um Großkunden<br />

zu beliefern – natürlich gegen einen satten Aufpreis.“ Dirk<br />

Struppe, Vertriebsleiter der HKS Dreh-Antriebe GmbH, stimmt<br />

zu: „Einige unserer Zulieferfirmen haben seit Jahr und Tag für bestimmte<br />

Komponenten eine Lieferzeit von zehn Wochen – und<br />

von heute auf morgen sprechen wir von 35 Wochen! Obwohl wir<br />

bei der HKS eigentlich gut aufgestellt sind, können wir solche<br />

6 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


| AT12-20G |<br />

: Schwebend,<br />

kontaktlos, intelligent!<br />

Freie 2D-Produktbewegung<br />

mit bis zu 6 Freiheitsgraden<br />

drastischen Entwicklungen schlecht auffangen!“ Struppe<br />

sieht sein Unternehmen noch in einer guten Situation: „Wir<br />

haben eine hohe Eigenfertigungstiefe, produzieren fast alles<br />

selbst und stehen deshalb vergleichsweise gut da. Wenn<br />

aber Industriemaschinen im Wert von sechststelligen Summen<br />

nicht in Betrieb genommen werden können, weil<br />

Kleinstkomponenten wie zum Beispiel Dichtungen nicht<br />

verfügbar sind, ist das kein tragbarer Zustand.“<br />

ETWAS TEURER, ABER LIEFERBAR<br />

Die aktuell angespannte Wirtschaftslage wird durch ausgedünnte<br />

Personaldecken weiter verschärft: Viele Händler<br />

und Hersteller haben im Zuge von Umsatzeinbußen durch<br />

COVID und Kostenoptimierungsmaßnahmen Angestellte<br />

entlassen und arbeiten mit einer Mitarbeiterzahl, die lediglich<br />

für einen Normalbetrieb ohne unvorhergesehene Herausforderungen<br />

ausgelegt ist. Plötzliche Krankheitsfälle<br />

oder Einschränkungen durch Quarantäne-Auflagen werden<br />

Schwebende<br />

Planarmover<br />

6D<br />

Bewegung<br />

WER NUR AN DEN<br />

PROFIT DENKT,<br />

DENKT ZU<br />

KURZFRISTIG<br />

kg<br />

Skalierbare<br />

Nutzlast<br />

Individueller<br />

Produkttransport<br />

Dynamisch<br />

mit bis zu 2 m/s<br />

Beliebiges<br />

Anlagenlayout<br />

Axel Binner,<br />

Geschäftsführer Hydropa<br />

dann schnell zu einem echten Problem: Anfragen und Aufträge<br />

können nicht mehr zeitnah abgearbeitet werden.<br />

Auch die strategische Entscheidung für kostengünstige<br />

Produktionen in Asien und gegen hohe Investitionen in eigene<br />

Lagerbestände führt zu einer Verschärfung der Situation.<br />

Dazu Binner: „Wir sind nicht herstellergebunden und<br />

arbeiten schon seit längerer Zeit bevorzugt mit nationalen<br />

Lieferanten zusammen.“ Deshalb kann das Wittener Unternehmen<br />

bei der Planung und Konstruktion von hydraulischer<br />

Antriebstechnik auf eine Vielzahl von Alternativen zurückgreifen.<br />

Binner weiter: „Sobald Kunden uns freie Herstellerwahl<br />

lassen, finden wir in unserem Lieferantennetzwerk<br />

qualitativ gleichwertige Komponenten, die vielleicht<br />

etwas teurer sind, dafür aber lieferbar. Es zahlt sich aus, dass<br />

wir schon immer lieber mit Zulieferern in Europa als mit<br />

Herstellern in Asien zusammengearbeitet haben.“<br />

HKS Dreh-Antriebe in Wächtersbach fährt eine ähnliche<br />

Strategie. Struppe erklärt: „Fertigungen sind immer nur so<br />

gut, wie sie betreut werden – aus diesem Grund stellen wir<br />

unsere Drehantriebe in Deutschland her und auch unser mit<br />

uns gewachsenes Zulieferer-Netzwerk sitzt hier. Trotzdem<br />

kämpfen auch wir mit Lieferengpässen – die Globalisierung,<br />

so vorteilhaft sie einerseits ist, hat Abhängigkeiten und Verflechtungen<br />

geschaffen, die man auf den ersten Blick nicht<br />

sieht und an die wahrscheinlich auch niemand gedacht hat.“<br />

XPlanar eröffnet neue Freiheitsgrade im Produkthandling:<br />

Frei schwebende Planarmover bewegen sich über individuell angeordneten<br />

Planarkacheln auf beliebig programmierbaren Fahrwegen.<br />

Individueller 2D-Transport mit bis zu 2 m/s<br />

Bearbeitung mit bis zu 6 Freiheitsgraden<br />

Transport und Bearbeitung in einem System<br />

Verschleißfrei, hygienisch und leicht zu reinigen<br />

Beliebiger Systemaufbau durch freie Anordnung der Planarkacheln<br />

Multi-Mover-Control für paralleles und individuelles Produkthandling<br />

Voll integriert in das leistungsfähige PC-basierte Beckhoff-Steuerungssystem<br />

(TwinCAT, PLC IEC 61131, Motion, Measurement,<br />

Machine Learning, Vision, Communication, HMI)<br />

Branchenübergreifend einsetzbar: Montage, Lebensmittel, Pharma,<br />

Labor, Entertainment, …<br />

Scannen und<br />

XPlanar direkt im<br />

Einsatz erleben<br />

Halle 9,<br />

Stand F06


SOFTSTARTER<br />

SIND LOKALE ZULIEFERER UND GROSSE LAGER<br />

DIE LÖSUNG?<br />

Konzerne, mittelständische Unternehmen und mittlerweile auch<br />

kleine Firmen lassen bevorzugt im Ausland produzieren – die aktuellen<br />

Krisen und Umwälzungen zeigen allerdings drastisch auf,<br />

wie fragil internationale Lieferketten sind und wie nachteilig sich<br />

die Abhängigkeit von einem oder von wenigen Herstellern und<br />

Lieferanten in Zuliefer-Hotspots auswirken kann.<br />

Einige Industrieunternehmen denken bereits um und wollen<br />

zukünftig mehr auf zentralisierte Prozesse setzen sowie auf ein<br />

größeres Netzwerk von unterschiedlichen und auch neuen Lieferanten.<br />

Diese langfristigen strategischen Veränderungen greifen<br />

nicht sofort. Auch Investitionen in eigene, größere Lagerflächen<br />

sowie in gut sortierte Lagerbestände sind nicht von heute auf<br />

morgen möglich und sind darüber hinaus mit hohen Kosten und<br />

unternehmerischen Risiken verbunden. Struppe ist kritisch: „Wir<br />

bevorraten sehr viel mehr als vorher, allerdings fürchte ich, dass,<br />

sobald sich die aktuelle Situation entspannt, die meisten Unternehmen<br />

so weitermachen werden, wie bisher – Produkte müssen<br />

zu branchenüblichen Preisen angeboten werden, um konkurrenzfähig<br />

zu sein. Wenn Produkte 30 Prozent mehr kosten, aber<br />

qualitativ nicht besser sind als vergleichbare Produkte aus Fernost,<br />

wird es problematisch.“<br />

β<br />

KISSsoft Features<br />

▪ Einfluss von Flankenwelligkeit auf Drehwegabweichung<br />

▪ Zahnfusswechselfestigkeit aus Zeitreihen<br />

▪ Wälzkörperbelastung bei modifizierten Laufbahnen<br />

▪ Innere Wälzlagergeometrie von Schaeffler und Timken<br />

▪ Optimierte Schraubenberechnung mit zusätzlichen Grafiken<br />

Anfragen für eine Testversion über www.KISSsoft.com<br />

KISSsoft AG<br />

A Gleason Company<br />

T. +41 55 254 20 50<br />

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NEU<br />

Beta<br />

Release<br />

<strong>2022</strong><br />

INKAUFNAHME HÖHERER INVESTITIONEN<br />

Binner führt aus: „Ich bin nicht in der DDR aufgewachsen, fühle<br />

mich aber an einschlägige Erzählungen erinnert. Denn unsere<br />

Mitarbeiter verbringen im Moment einen Großteil ihrer Zeit damit,<br />

zu improvisieren und alternative Lösungen zu finden.“<br />

Struppe ergänzt: „Wir müssen ebenfalls einfallsreich sein: Wenn<br />

WIR MÜSSEN<br />

EINFALLSREICH SEIN<br />

UND HÖHERE KOSTEN<br />

IN KAUF NEHMEN<br />

Dirk Struppe, Vertriebsleiter der<br />

HKS Dreh-Antriebe GmbH<br />

der Rohstoff Stahl mit einem Durchmesser von 80 Millimeter<br />

nirgendwo verfügbar ist, kaufen wir einen Durchmesser von<br />

90 Millimeter und drehen ab – wir nehmen größere Verluste und<br />

höhere Investitionen in Kauf.“<br />

Niemand weiß genau, wohin die Reise gehen wird. Allerdings<br />

wird klar, dass Industrieunternehmen auf alternative Strategien<br />

setzen müssen, bis die aktuelle Krise vorbei ist. HKS Dreh-Antriebe<br />

setzt auf eigene und damit unabhängige Produktionen. Dazu<br />

Struppe: „Stillstand ist Rückschritt – wir wollen gestärkt aus der<br />

Krise hervorgehen, deshalb überdenken wir aktuell unsere Prozesse<br />

und sorgen dafür, dass wir technologisch und fertigungstechnisch<br />

auf dem allerneuesten Stand sind. Denn wir haben<br />

festgestellt, dass unsere Produkte technisch mindestens 10 Prozent<br />

besser sein müssen als im Ausland gefertigte – nur so bleiben<br />

wir konkurrenzfähig.“<br />

MEHR MITEINANDER STATT GEGENEINANDER<br />

Das Unternehmen Hydropa setzt auf die partnerschaftliche Zusammenarbeit<br />

mit ausgewählten Zulieferern. Binner erklärt:<br />

„Wir legen großen Wert auf eine faire Zusammenarbeit auf Augenhöhe<br />

und spielen immer mit offenen Karten. Wir quetschen unsere<br />

Lieferanten nicht aus, sondern möchten, dass diese ebenfalls<br />

gut dastehen – wer nur an seinen Profit denkt, denkt einfach<br />

zu kurzfristig!“<br />

Die beiden Unternehmen Hydropa und HKS Dreh-Antriebe<br />

arbeiten seit über 30 Jahren zusammen und tauschen sich seit<br />

langem über Kundenanforderungen, Marktentwicklungen und<br />

die allgemeine Wirtschaftslage aus. Binner abschließend: „Wir<br />

hüten Know-How nicht eifersüchtig, sondern tauschen uns auf<br />

einer Vertrauensbasis mit unseren Lieferanten aus – so finden wir<br />

im Tagesgeschäft die jeweils besten Lösungen. Ich glaube, wir<br />

brauchen jetzt noch viel mehr zuverlässige Kooperation und loyale<br />

Partner, die sich nicht ausnutzen. Wir brauchen unter allen<br />

Marktteilnehmern mehr Miteinander statt Gegeneinander, damit<br />

sich die aktuelle Situation so schnell wie möglich entspannen<br />

kann.“<br />

Bilder: Aufmacher th-photo – stock.adobe.com, sonstige Hydropa, HKS<br />

Dreh-Antriebe<br />

www.hydropa.de<br />

8 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />

Antriebstechnik_KISSsoft_BetaRel<strong>2022</strong>_90x130mm.indd 1 02.03.<strong>2022</strong> 11:44:30


SOFTSTARTER<br />

TÜRKISCHER MASCHINENBAU:<br />

DIE ZEICHEN STEHEN AUF GRÜN<br />

Die Industrielandschaft des türkischen Maschinenbaus<br />

ist breit gefächert. Aktuell werden<br />

Maschinen und Anlagen in 23 Branchen entwickelt<br />

und produziert, die größten Exportmärkte<br />

sind hierbei die Europäische Union und die USA.<br />

Insgesamt hat der türkische Maschinenbau im<br />

Jahr 2021 Waren im Wert von 23 Milliarden USD<br />

exportiert. Das Exportziel für das Jahr <strong>2022</strong> liegt<br />

bei 27 Milliarden USD. Ganze 18 der 23 Branchen<br />

im Maschinenbau konnten 2021 ein Wachstum verzeichnen. Im Februar-Vergleich<br />

2021 versus <strong>2022</strong> sind insbesondere Turbinen und Turbojets mit +88 %,<br />

Bau- und Bergbaumaschinen mit +29,2 %, Kühl- und Klimaaggregate +19,2 %<br />

und Elektromotoren mit einem Plus von 19 % die Gewinner. Die aktuelle<br />

Auftragslage zeigt, dass die Relevanz der Türkei als Beschaffungsmarkt<br />

insbesondere für Europa und die USA weiter steigen wird, in Europa auch in<br />

Anbetracht der Neuausrichtung und des Trends zur Regionalisierung vieler<br />

Unternehmen in Bezug auf ihre Lieferketten- und Netzwerkstrategien. Die<br />

Bedeutung einer nachhaltigen Wirtschaft hat sich mit der Pandemie noch<br />

einmal mehr herauskristallisiert. Das türkische Handelsministerium unterstützt<br />

Unternehmen im Rahmen der „Financing the green transition“, die<br />

durch die Europäische Kommission ins Leben gerufen wurde. Kutlu<br />

Karavelioğlu, Präsident von Turkish Machinery „Die weltweite Rohstoffknappheit<br />

und die damit verbundenen Lieferengpässe ziehen sich rund um den<br />

Globus. Trotz allem ist der Bedarf an Maschinen- und Anlagen auf einem<br />

hohen Niveau. Insbesondere in den Bereichen mit hoher Wertschöpfung<br />

erwarten wir keine nennenswerten Auftragseinbrüche.“<br />

www.turkishmachinery.org<br />

NEUER BRANCHENMANAGER<br />

ANTRIEBSTECHNIK BEI KÜBLER<br />

Kübler bietet seit<br />

vielen Jahren eine<br />

Vielzahl an Drehgeber-Lösungen.<br />

Dabei<br />

versteht man sich<br />

vor allem als<br />

innovativer Technologiepartner.<br />

Das<br />

Ergebnis von<br />

erfolgreichen Technologiegesprächen ist<br />

z. B. ein kompakter und zukunftssicherer<br />

Asynchronmotor, ausgestattet mit einem<br />

100 % integriertem magnetischen Kübler<br />

Drehgebersystem. Um auch in Zukunft<br />

diese Kompetenz beizubehalten und<br />

gemeinsam mit den Anforderungen der<br />

Kunden weiterzuentwickeln, übernimmt<br />

Stefan Schubert, der bereits seit 25 Jahren<br />

im Unternehmen tätig ist, die<br />

Aufgabe des Branchenmanagers Antriebstechnik.<br />

Nach seiner langjährigen<br />

Tätigkeit als Service Techniker, übernahm<br />

er 2015 dann die Stelle des Leiters Service<br />

und Applikation. Im Fokus hatte er dabei<br />

stets die Applikation des Kunden.<br />

www.kuebler.com<br />

Das Kaiser-Wilhelm-Denkmal in<br />

Porta Westfalica, unserer Heimat.


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BECKHOFF: ERSTMALS ÜBER 1 MILLIARDE<br />

EURO UMSATZ<br />

Im Geschäftsjahr 2021 hat<br />

Beckhoff 1,182 Milliarden<br />

Euro Umsatz (+28 %) weltweit<br />

verbucht. Erstmals erreichte<br />

der Automatisierungstechnikspezialist<br />

damit die Milliardenmarke.<br />

Das Unternehmen<br />

habe „einen Auftragseingang<br />

in nie dagewesener Höhe“<br />

erreicht, berichtete der geschäftsführende Inhaber<br />

Hans Beckhoff. „Wir hätten durchaus noch weiter zulegen<br />

können, doch der Mangel an Bauteilen und unsere eigenen<br />

Kapazitäten setzten Grenzen.“ Der deutsche Markt bescherte<br />

ein Umsatzplus von 27 %, der Auftragseingang stieg um<br />

mehr als das Doppelte. Auch in fast allen anderen Ländern<br />

sei das Wachstum zweistellig gewesen. Bis Mitte des Jahres<br />

will Beckhoff seine Produktion in und um Verl um 50 %<br />

erweitern. In den nächsten zehn Jahren sollen 1.000 neue<br />

Arbeitsplätze entstehen. Zu den neuen Produkten des<br />

vergangenen Jahres gehörten u. a. das lineare Transportsystem<br />

XTS, der Automatisierungsbaukasten MX und die<br />

EtherCAT-Messtechnikklemme ELM3002-0205.<br />

www.beckhoff.com<br />

VERSTÄRKTE NACHFRAGE NACH ELEKTRONIK<br />

Der steigende Bedarf an<br />

Elektronikkomponenten macht<br />

eine Erweiterung des Standortes<br />

von Nord in Aurich nötig.<br />

Dadurch will der Hersteller<br />

seine Produktionskapazitäten in<br />

der finalen Ausbaustufe<br />

verdreifachen. Seit Anfang der<br />

1980er-Jahre produziert Nord<br />

Electronic Drivesystems, die<br />

Tochter von Nord in Ostfriesland, elektronische Komponenten, vor<br />

allem Frequenzumrichter. Besonders die Nachfrage nach individuell<br />

konfigurierten Geräten sei massiv gestiegen, erklärte das<br />

Unternehmen. Die Fläche für die Montage von Kundenprojekten<br />

soll auf 3.000 Quadratmeter, verteilt auf zwei Etagen, erweitert<br />

werden. Die Fertigungskapazität soll in der finalen Ausbaustufe<br />

von 140.000 auf über 400.000 Einheiten wachsen. Eine erste<br />

Steigerung um 50 % soll im zweiten Quartal <strong>2022</strong> umgesetzt<br />

werden. In den Ausbau des Standortes investiert Nord etwa<br />

3,2 Mio. Euro.<br />

www.nord.com<br />

MERGERS & ACQUISITIONS: PFI BEARINGS<br />

GEHT AN FERSA<br />

Die spanische Fersa<br />

Group hat das US-amerikanische<br />

Unternehmen<br />

PFI Bearings zu<br />

100 % übernommen.<br />

Ziel ist, die globale<br />

Vertriebsstrategie zu<br />

stärken und das<br />

Wälzlagerangebot weiter auszubauen. Die Übernahmezeremonie<br />

fand am 14. Februar <strong>2022</strong> in Anwesenheit von Carlos Oehling,<br />

CEO der Fersa Group, und John Philip Cali, Gründer von PFI, statt.<br />

Der Zukauf soll das Wachstum der Unternehmensgruppe konsolidieren,<br />

indem das Produktprogramm durch eine neue Marke<br />

aufgestockt wird. „Mit diesem neuen Kauf macht Fersa einen<br />

weiteren Schritt in seiner Strategie des Wachstums, der Diversifizierung<br />

und der globalen Präsenz“, so Pedro Pablo Andreu, Chief<br />

Operating Officer bei Fersa. „Die Übernahme stärkt vor allem die<br />

Präsenz der Gruppe auf dem Ersatzteilmarkt.“ PFI Bearings wird<br />

weiterhin selbstständig das operative Geschäft leiten und<br />

gleichzeitig Fersa strategisch stärken.<br />

www.fersa.com<br />

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10 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


SOFTSTARTER<br />

BALLUFF KNACKT REKORDMARKE BEIM GRUPPENUMSATZ<br />

504 Millionen Euro in 2021 – Im Jahr seines 100-jährigen<br />

Bestehens hat der Sensor- und Automatisierungsspezialist<br />

Balluff erstmals die Umsatzschwelle von einer halben<br />

Milliarde Euro überschritten. Über die Unternehmensgruppe<br />

hinweg stieg der Umsatz von 410 Mio. Euro im Vorjahr um<br />

23 % auf 504 Mio. Euro. Wachstumstreiber war die Region<br />

Asia Pacific mit einem Plus von 37 %. „Das ist ein wichtiger<br />

Meilenstein für uns. Wir sind sehr stolz darauf, dieses<br />

Ergebnis trotz schwieriger Rahmenbedingungen erzielt zu<br />

haben“, unterstreicht Geschäftsführerin Katrin Stegmaier-Hermle. Kernbranchen sind die die Automobilindustrie,<br />

Robotik sowie der Maschinen- und Anlagenbau. „Wir haben im vergangenen Jahr einige Großprojekte realisiert und so<br />

unser Volumengeschäft ausgebaut“, so Co-Geschäftsführer Frank Nonnenmann. Zudem treibt Balluff die Diversifizierung<br />

voran: Der Umsatz mit Kunden aus der Verpackungs-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie stieg um 27 % und im<br />

Bereich Elektromobilität um 50 %.<br />

www.balluff.com<br />

ZWEITER GESCHÄFTS-<br />

FÜHRER BERUFEN<br />

BREMSEN<br />

hydraulisch • pneumatisch • elektrisch<br />

Hema, Spezialist für Maschinenschutzabdeckungen,<br />

bekommt einen zweiten<br />

Geschäftsführer, Wolfram<br />

Kleuver unterstützt ab sofort<br />

Steffen Walter, der das<br />

Unternehmen seit 2001<br />

leitet. Kleuver (Bild r.) war<br />

zuvor Geschäftsführer bei<br />

einem führenden Unternehmen<br />

für Fertigungsmesstechnik.<br />

„Uns verbindet eine<br />

langjährige, vertrauensvolle<br />

gegenseitige Wertschätzung“,<br />

so Steffen Walter (l.). Hema<br />

hatte einen zweiten Geschäftsführer<br />

berufen, weil<br />

sich das Unternehmen für die<br />

nahe Zukunft viel vorgenommen<br />

hat: Es will neue<br />

Produktbereiche aufbauen, in<br />

denen die Fachkenntnisse von<br />

Kleuver aus der Bildverarbeitung<br />

und Sensorik zum<br />

Tragen kommen sollen.<br />

Insbesondere die in den<br />

neuen Produkten EchoVista<br />

und Clean-Ice eingesetzten<br />

Technologien der Elektrolyse<br />

und des Ultraschalls sollen<br />

durch ihn vorangetrieben<br />

werden. Ein weiterer<br />

Schwerpunkt für <strong>2022</strong><br />

ist die Gründung eines<br />

Hema-Service.<br />

www.hema-group.com<br />

Halle 6<br />

Stand D62<br />

www.ringspann.de


LINEARETECHNIK<br />

TITEL<br />

12 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


TITEL<br />

LINEARTECHNIK<br />

ANWENDUNGSGEBIETE ÜBER DEN MASCHINENBAU HINAUS<br />

KUGELGEWINDETRIEBE FÜR<br />

HÖCHSTLEISTUNGEN<br />

In der Vergangenheit haben Schwerlast-<br />

Kugelgewindetriebe die „Elektrifizierung“<br />

der Antriebstechnik z. B. in Kunststoff-<br />

Spritzgießmaschinen und in Servopressen<br />

vorangetrieben. Inzwischen kommen sie<br />

auch in Anwendungen außerhalb des<br />

klassischen Maschinenbaus zum Einsatz –<br />

zum Beispiel beim Erdbebenschutz und in<br />

innovativen Wellenkraftwerken.<br />

Andreas Kropp, Application Engineering Manager Precision;<br />

Erik Schramm, Application Engineer, NSK Deutschland GmbH,<br />

Ratingen<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 13


LINEARETECHNIK<br />

TITEL<br />

Viele namhafte Hersteller von Spritzgießmaschinen setzen<br />

in den Schließachsen Schwerlast-Kugelgewindetriebe<br />

von NSK ein. Dabei kommt die HTF-Serie zum Einsatz,<br />

die NSK speziell für diese und ähnliche Anwendungen<br />

entwickelt und 1996 erstmals vorgestellt hat. Inzwischen<br />

ist aus der Basisbaureihe eine ganze Modellpalette u. a. für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />

(HTF-SRD), für hohe Beanspruchungen<br />

(HTF-SRC) und für sehr hohe Schließkräfte (HTF-SRE)<br />

entstanden Zum Programm gehört auch die Serie S-HTF, die sich<br />

im Vergleich zur Basis-Serie HTF durch nochmals höhere dynamische<br />

Tragfähigkeit und eine längere Lebensdauer auszeichnet.<br />

Mit diesem Programm hat NSK den Trend zu vollelektrischen<br />

Spritzgießmaschinen vorangetrieben. Sie verbrauchen nicht nur<br />

weniger Energie als Maschinen mit hydraulischem Antrieb, sondern<br />

ermöglichen auch hoch dynamische und dabei sehr präzise<br />

Bewegungsabläufe der Schließ- und Spritzeinheiten. Mit diesem<br />

Eigenschaftsprofil eignen sie sich ebenso für andere anspruchsvolle<br />

Anwendungsfälle, etwa in Servopressen und in Biege- und<br />

Stanzanlagen.<br />

Zum Beispiel nutzt der italienische Pressenhersteller Euromac<br />

bei der elektromechanischen Variante der neuen XT-Stanzanlagen<br />

die Kugelgewindetriebe der HTF SRD-Serie. Sie werden aus<br />

dem von NSK entwickelten Werkstoff „Tough Steel“ gefertigt, der<br />

für hohe Beanspruchungen ausgelegt wurde. Das trifft auch auf<br />

die XT-Stanzanlagen zu: Bei ihnen führt eine Beschleunigung von<br />

90 m/s2 und ein Hub von teilweise unter 10 mm dazu, dass die<br />

Antriebsachse konstanten Stoßbelastungen ausgesetzt ist.<br />

Außerdem nutzen diese Kugelgewindetriebe ein innovatives<br />

Umlenksystem, um Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s zu erreichen.<br />

Aus Sicht des Maschinenanwenders ermöglicht das kürzere<br />

Zykluszeiten und höhere Produktivität: ein Vorteil, der u. a. bei<br />

Kunststoff-Spritzgießmaschinen von hoher Bedeutung ist. Darüber<br />

hinaus reduziert das optimierte Kugelumlaufsystem dieser<br />

Hochlast-Kugelgewindetriebe die Geräuschentwicklung im Vergleich<br />

zu herkömmlichen Systemen um die Hälfte.<br />

ERDBEBENSCHUTZ MIT KUGELGEWINDETRIEBEN<br />

Ein ebenso innovativer wie ungewöhnlicher Einsatzbereich von<br />

Schwerlast-Kugelgewindetrieben findet sich in erdbebengefährdeten<br />

Regionen, wo Hochbauten durch schwingungsdämpfende<br />

Konstruktionselemente geschützt werden müssen.<br />

Traditionell kommen hier Masse-Feder-Dämpfungen oder Hydrauliksysteme<br />

zum Einsatz, die dynamische Druck- und Zugkräfte<br />

aufnehmen. Eine einfachere und platzsparende Alternative<br />

sind Schwingungstilger mit Schwerlast-Kugelgewindetrieben.<br />

Angestoßen wurde die Entwicklung in Japan, wo die Erdbebengefahr<br />

hoch ist. Inzwischen haben mehrere Anbieter von Systemlösungen<br />

für den Erdbebenschutz dieses Konzept auf der Basis<br />

von NSK-Kugelgewindetrieben umgesetzt. Dabei wird ein<br />

Schwerlast-Kugelgewindetrieb mit einem rotierenden Gegengewicht<br />

an der Mutter zu einer Baueinheit verbunden und zwischen<br />

zwei tragenden Elementen des Gebäudes installiert.<br />

Wenn kurzfristig eine hohe dynamische Last auftritt und dabei<br />

ein tragendes Element in Bewegung versetzt, führt das zu einer<br />

Linearbewegung des Kugelgewindetriebs, die in eine rotative Bewegung<br />

des Dämpfungsgewichtes umgesetzt wird. Bei der Drehrichtungsänderung<br />

überlagern sich die Schwingungen mit entgegengesetzter<br />

Amplitude. Das Ergebnis: Die Schockbelastung wird<br />

wirkungsvoll gedämpft, wobei sowohl dynamische Druckkräfte<br />

als auch Zugkräfte aufgenommen werden können.<br />

Im Vergleich zu den bislang eingesetzten Masse-Feder-Systemen<br />

und hydraulischen Dämpfern bieten Kugelgewindetriebe-<br />

Systeme hier u. a. den Vorteil, dass sie sehr wenig Bauraum und<br />

Ressourcen beanspruchen: Eine Schwingungsdämpfung mit Kugelgewindetrieb<br />

und rotierendem Gegengewicht, die insgesamt<br />

02<br />

03<br />

rund zwei Tonnen wiegt, erreicht eine Dämpfungswirkung, für<br />

die man bei einem Masse-Feder-System 2.000 bis 3.000 Tonnen<br />

Gewicht benötigen würde. Die kompakten Einheiten können sowohl<br />

bei Neubauten als auch bei der seismischen Ertüchtigung<br />

bestehender Bauwerke eingesetzt werden.<br />

INNOVATIVE ENERGIEERZEUGUNG<br />

Ein neues Einsatzfeld der Schwerlast-Kugelgewindetriebe von<br />

NSK ist die Gewinnung von Energie aus der Wellenbewegung des<br />

Meeresspiegels. Das schwedische Startup-Unternehmen Ocean<br />

Harvesting hat eine Technologie entwickelt, die das Potenzial<br />

hat, diese gewaltige Ressource zu nutzen.<br />

Das Grundprinzip des Systems mit der Bezeichnung „Infinity<br />

Wave Energy Converter“ (WEC): Auf dem Meeresgrund werden<br />

über Fundamente Bojen befestigt, die sich mit dem Wellengang<br />

anheben und absenken. Diese Bewegung wird von einem hydraulischen<br />

Federspeichersystem – einem Hydraulikzylinder, der<br />

mit einem Gasspeicher verbunden ist – und zwei Schwerlast-Ku-<br />

14 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


TITEL<br />

LINEARTECHNIK<br />

01<br />

01 Die vollelektrische Variante der neuen Abkantpressen-<br />

Generation von Euromac erreicht hohe Leistungen und präzise<br />

Abkantergebnisse – auch dank des Direktantriebs mit einem<br />

Hochlast-Kugelgewindetrieb<br />

02 Zu den Konstruktionsmerkmalen der HTF SRD-Kugelgewindetriebe<br />

gehört ein innovatives Umlenksystem,<br />

das sehr hohe Geschwindigkeiten erlaubt<br />

04<br />

03 Die hoch dynamischen Schwerlast-Kugelgewindetriebe der<br />

Serie HTF-SRE wurden ursprünglich für die Spritzeinheiten von<br />

Kunststoff-Spritzgießmaschinen entwickelt<br />

04 Zwei Kugelgewindetriebe und ein damit verbundenes<br />

Hydrauliksystem setzen beim Ocean Harvesting WEC die<br />

Auf- und Ab-Bewegung der Boje in die Rotationsbewegung um,<br />

die den Generator antreibt<br />

gelgewindetrieben von NSK aufgenommen. Die Muttern der triebe sind direkt mit dem Zylinder verbunden. Sie wandeln die lineare Auf-<br />

Kugelgewindeund<br />

Ab-Bewegung in eine rotative Bewegung (der Kugelgewindetriebswelle)<br />

um. Diese Bewegung treibt einen Generator an, der elektrischen Strom erzeugt.<br />

Die Federkraft des Zylinders wirkt mit einer nahezu konstanten Kraft von<br />

1 MN auf die Boje. Die beiden Kugelgewindetriebe bringen in Kombination mit<br />

den Generatoren bidirektional eine Kraft von weiteren +/- 1 MN auf. Insgesamt<br />

wird somit eine kontinuierlich steuerbare Kraft von 0 bis 2 MN durch das „Power<br />

take-off“-Modul in jedem WEC bereitgestellt. Auf diese Weise wird eine hohe<br />

Leistungsdichte erreicht, was für eine entsprechend hohe Energieausbeute<br />

sorgt. In der Praxis werden zahlreiche solcher Kraftwerke einen Park bilden.<br />

KRAFTERZEUGUNG UND DÄMPFUNG<br />

Vergleichstests von Ocean Harvesting u. a. mit Winden- und Zahnstangenantrieben<br />

zeigten, dass Kugelgewindetriebe hier das am besten geeignete Antriebssystem<br />

sind. Bis dieses ebenso elegante wie nachhaltige Konzept in die<br />

Praxis umgesetzt werden konnte, mussten viele Detaillösungen entwickelt werden<br />

– zum Beispiel die optimale Ausrichtung des Bojenkörpers in jeder einzelnen<br />

Welle. Diese so genannte Phasenkontrolle ist essentiell für eine effektive<br />

Energiegewinnung.<br />

Das System erzeugt Energie, indem die durch die Kugelgewindetriebe aufgebrachten<br />

Kräfte der Bewegung entgegenwirken und damit die Funktion eines<br />

Dämpfungssystems übernehmen.<br />

VOM MASSSTABMODELL ZUM PROTOTYPEN<br />

Die Entscheidung für NSK als Zulieferer und Entwicklungspartner fiel letztlich<br />

aufgrund der sehr langen Lebensdauer der HTF-Serie. Michael Sidenmark,<br />

CEO der Ocean Harvesting Technologies AB: „In unserem Lastenheft haben wir<br />

100 Millionen Lastzyklen in zwanzig Jahren gefordert.“ Ein weiterer Grund für<br />

die Zusammenarbeit, so Sidenmark, ist die gute Unterstützung durch die Antriebsspezialisten<br />

von NSK.<br />

Zurzeit testet Ocean Harvesting einen Prototypen des „Infinity WEC“ im<br />

Maßstab 1:10. Wenn die Tests zufriedenstellend verlaufen, soll im Jahr 2023 ein<br />

Prototyp im Maßstab 1:3 erprobt werden. Dann erst folgt ein WEC-Wellenkraftwerk<br />

in voller Größe. Bis dahin muss und wird NSK auch noch Entwicklungsarbeit<br />

leisten und einen HTF Schwerlast-Kugelgewindetrieb in der von Ocean<br />

Harvesting benötigten Baugröße konstruieren und fertigen.<br />

Fotos: NSK, Euromac, HTF, Ocean Harvesting<br />

www.NSKeurope.de<br />

DIE IDEE<br />

„Anwendungen für Kugelgewinde triebe<br />

gibt sehr viele und immer wieder neue. Mit<br />

3m/s besonders schnell und mit 90m/s2<br />

auch stark beschleunigt sind NSKs HTF<br />

SRD- Kugelgewindetriebe in den Pressen des<br />

italienischen Herstellers Euromac. Um die<br />

Wirkungen von Erdbeben zu beschränken,<br />

sind in Japan bereits Schwingungstilger mit<br />

Schwerlast-Kugelgewindetrieben auf der<br />

Basis von NSK-Produkten im Einsatz.<br />

Diese Systemlösungen kommen mit einem<br />

Tausendstel des Gewichts aus als die bisher<br />

häufig verwendeten Masse-Feder-Systeme.<br />

Auch in Wellenkraftwerken kommen<br />

Gewindetriebe zum Einsatz – sie wandeln<br />

die horizontale Bewegung der Wellen in<br />

eine rotative um und treiben so die<br />

Generatoren an.“<br />

Andreas Kropp,<br />

Application<br />

Engineering<br />

Manager Precision<br />

Erik Schramm,<br />

Application<br />

Engineer<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 15


MARKTPLATZ<br />

FREQUENZUMRICHTER MIT<br />

PUMPENREGELUNGSPROGRAMMEN<br />

Mit ACQ580 präsentiert ABB<br />

Motion einen speziell für die<br />

Wasser- und Abwasserbranche<br />

entwickelten Frequenzumrichter,<br />

der eine kontinuierliche<br />

Motorregelung zwischen 0,75<br />

bis 250 kW und 380 bis 480 V<br />

ermöglicht. Das Gerät ist in<br />

Schutzarten bis IP55 erhältlich.<br />

Es verfügt über pumpenspezifische<br />

Applikationsregelungsprogramme:<br />

Integriert sind unter<br />

anderem die Pumpenreinigung,<br />

Antikavitation-Regelung, sanftes Füllen der Rohrleitung,<br />

intelligente Pumpenregelung, Trockenlaufschutz,<br />

Füllstandsregelung, geberlose Durchflussberechnung<br />

sowie Durchfluss- und Druckschutz. Diese Funktionen<br />

lassen sich mit Assistenten auswählen und aktivieren. In<br />

Kombination mit IE5-Synchronreluktanzmotoren sorgt<br />

der ACQ580 für reibungslose und energiesparende<br />

Prozesse von der Trinkwassergewinnung bis zur Abwasseraufbereitung.<br />

Der Frequenzumrichter ist auch als<br />

Ultra-Low Harmonic-Variante lieferbar, die bei instabiler<br />

Stromversorgung Oberschwindungen im Netz beseitigt<br />

und den Betrieb sicherstellt.<br />

www.abb.com<br />

ROLLRINGGETRIEBE ALS GUTE ALTERNATIVE<br />

Wartungsarm,<br />

mit hohem<br />

Wirkungsgrad<br />

und einfacher<br />

Steuerung ist das<br />

Uhing Rollringgetriebe<br />

ein<br />

ernstzunehmender<br />

Ersatz für<br />

Zahnriemen- und Gewindespindelantriebe. Dank glatter<br />

Welle ist es vielfältig einsetzbar und unempfindlicher<br />

gegenüber Schmutz. Seine Vorteile spielt die Komponente<br />

immer dann aus, wenn eine permanente und exakte Hinund<br />

Her-Bewegung ausgeführt werden soll. Der kraftschlüssige<br />

Antrieb wandelt die Bewegung einer rotierenden<br />

glatten Welle mit konstanter Drehzahl und Drehrichtung<br />

in eine Hubbewegung des Rollringgetriebes um.<br />

Durch den Verzicht auf formschlüssige Gewindegänge<br />

kann der Anwender die Steigungswerte und Steigungsrichtung<br />

frei wählen und damit die gewünschte Geschwindigkeit<br />

bis zu 4,2 m/s sowie die Hublänge flexibel einstellen.<br />

Die Umkehr der Hubrichtung erfolgt dabei selbsttätig<br />

durch einen integrierten Umschaltmechanismus nach<br />

Anlaufen eines voreingestellten Festanschlags.<br />

Die Rollringgetriebe sind in Wellendurchmessern<br />

zwischen 15 und 80 mm erhältlich.<br />

www.uhing.com<br />

SOFTSTARTER FÜR DIE HUTSCHIENENMONTAGE<br />

Mit dem VLT Soft Start Controller MCD 100 hat Danfoss einen kostengünstigen<br />

Softstarter für die Hutschienenmontage auf den Markt<br />

gebracht, der grundlegende Funktionen bietet. Das Halbleiterdesign<br />

vereinfacht die Installation, reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank<br />

und ermöglicht die Auswahl auf der Grundlage der Motorleistung.<br />

Zeitsteuerung für Rampe-auf und Rampe-ab der Spannung ist möglich.<br />

Die Rampenzeit lässt sich über Drehschalter individuell von 0,4 bis 10<br />

Sekunden einstellen; für das Anlaufmoment sind Werte von 0 bis 85 %<br />

des Anlauf-Drehmoments direkt am Netz einstellbar. Der Softstarter<br />

hat einen Leistungsbereich von 24-480 V AC oder DC und arbeitet mit<br />

einer Versorgungsspannung von 3 x 208-600 V...0,1-11 kW (25 A). Eine<br />

universelle Steuerspannung vereinfacht die Auswahl und minimiert die Lagerhaltung. Aufgrund von erlaubten<br />

Umgebungstemperaturen von maximal 50 °C ohne Leistungsreduzierung ist eine externe Kühlung oder Überdimensionierung<br />

nicht notwendig.<br />

www.danfoss.com<br />

Wenn Innovation<br />

auf Tradition trifft:<br />

Maßgeschneiderte<br />

Antriebslösungen seit 1879.<br />

Weitere Informationen finden Sie hier: www.reintjes-gears.de<br />

16 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


PER KUGELRASTPRINZIP IM STÖRFALL<br />

FLUGS GETRENNT<br />

Um Anlagenausfällen entgegenzuwirken,<br />

hat R+W eine<br />

spielfreie Präzisionssicherheitskupplung<br />

mit geteilter<br />

Klemmnabe – kurz SKH –<br />

entwickelt, die sich auch für<br />

den Einbau in beengten<br />

Maschinenräumen eignet.<br />

Das Verbindungselement<br />

ermöglicht eine einfache radiale Montage und sorgt für eine<br />

exakte Drehmomentbegrenzung. Durch das Federvorgespannte<br />

Kugelrastprinzip und mit eigens entwickelten Tellerfedern –<br />

nur bei R+W Präzisionssicherheitskupplungen – trennt die<br />

Kupplung SKH im Falle einer Störung die An- und Abtriebsseite<br />

innerhalb von Millisekunden. Applikationsschäden sowie<br />

teure Maschinenstillstandzeiten lassen sich so verhindern.<br />

Der Einbau erfolgt über zwei Klemmnaben und die Drehmomentübertragung<br />

erstreckt sich standardmäßig von 0,1 bis<br />

2.800 Nm. Höhere Leistungswerte sind auf Anfrage umsetzbar.<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

Teleskopschienen<br />

und Linearführungen<br />

für den Maschinenbau<br />

Technische Beratung unter:<br />

Tel. +49 (0)89 27399605 · info@profilscope.de<br />

METALLBALGKUPPLUNG FÜR<br />

FESTSTEHENDE WELLENZAPFEN<br />

Die Antriebsspezialisten von<br />

Enemac haben zur Verbindung<br />

starrer Wellenzapfen die Metallbalgkupplung<br />

Type EWI mit Naben<br />

in Halbschalenausführung im<br />

Programm. Die festen Nabenhälften<br />

können hier einfach auf die<br />

Wellenzapfen aufgelegt und<br />

verschraubt werden. Im Servicefall entfällt damit die umständliche<br />

Demontage der Antriebs- oder Abtriebsaggregate. Die<br />

losen Hälften lassen sich einfach abschrauben und die Kupplung<br />

nach oben wegnehmen. Diese ist in sieben Baugrößen und<br />

wahlweise mit 4- oder 2-welligem Balg erhältlich. Daraus<br />

ergeben sich 14 Ausführungen im Nennmomentbereich von<br />

20 bis 1.600 Nm für Wellendurchmesser von 6 bis 85 mm. Diese<br />

können einen maximalen axialen Versatz von bis zu 0,8 mm<br />

und einen maximalen lateralen Versatz von 0,2 mm ausgleichen.<br />

Die Verbindung von Balg und Nabe durch Micro-Plasma-<br />

Schweißverfahren garantiert eine unbegrenzte Dauerfestigkeit<br />

zwischen -50 und +350 °C.<br />

www.enemac.de<br />

LANGLEBIGE ENERGIEFÜHRUNG<br />

BEI HOHEN DYNAMIKEN<br />

Scara Roboter, die in der Industrie<br />

Pick & Place- oder Montageaufgaben<br />

übernehmen, bewegen sich so<br />

schnell, dass das Auge kaum mitkommt.<br />

Doch diese Dynamiken<br />

haben ihren Preis, denn klassische<br />

Wellschläuche für die Energieführung<br />

verschleißen oftmals innerhalb<br />

kurzer Zeit. Daher hat Igus mit der<br />

Scara Cable Solution eine schnell<br />

nachrüstbare Alternative entwickelt,<br />

die die Lebensdauer wesentlich<br />

erhöhen soll. Bei der Neuentwicklung<br />

handelt es sich um eine anwenderspezifische Leitungsführung,<br />

die die Energie von Achse 1 bis hin zur Kugelrollspindel sicher<br />

führt und das Abknicken der Leitungen auch im Dauerbetrieb<br />

verhindert. Die Leitungsführung besteht aus der Drehlagerung<br />

für den Mitnehmer, den Festpunkt einem Wellschlauch, der mit<br />

einer e-rib verstärkt wird.<br />

www.igus.de<br />

Ihr Partner für maßgeschneiderte Antriebslösungen<br />

» Kundenspezifische Servomotoren<br />

auch mit Hohlwelle, Luft- und Wasserkühlung<br />

» Linearaktuatoren bis 60 kN<br />

» Linearmotoren und Direktantriebe<br />

» Planetenrollengewindetriebe und Kugelumlaufspindeln<br />

» Servoregler<br />

Moog GmbH • Niederlassung Griesheim<br />

Wiesenstraße 6 • 64347 Griesheim • +49 6155 797421-0 • info.vsm@moog.com<br />

www.moog-servo.de<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 17


LINEARTECHNIK<br />

ZAHNSTANGENGETRIEBE<br />

STREIFENLOSE SAUBERKEIT<br />

Gummiabrieb auf Flughafen-Landebahnen muss schnell und<br />

gründlich entfernt werden. Speziell für diese Anwendung<br />

haben die Unternehmen TL Traffic-Lines und Maschinenbau<br />

Cernota ein Reinigungsverfahren entwickelt, das effizienter ist<br />

als bisherige Methoden. Hochgenaue Zahnstangengetriebe<br />

von Leantechnik spielen dabei eine wichtige Rolle.<br />

Sven Schürmann, Marketing, Leantechnik AG<br />

01 02<br />

18 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


Wenn Flugzeuge auf der Landebahn aufsetzen, kommt es durch die Reibung<br />

zwischen Reifen und Asphalt zu starkem Gummiabrieb. Das<br />

kann zum Problem werden, denn bei Nässe verwandelt sich die verschmutzte<br />

Landebahn in eine rutschige Fläche und der Bremsweg der<br />

Maschinen verlängert sich deutlich. Flughäfen müssen deshalb ihre Runways regelmäßig<br />

reinigen, um die Verkehrssicherheit zu gewährleisten.<br />

Bisher werden meist konventionelle Fräshauben für die Entfernung der Verschmutzungen<br />

eingesetzt. Diese mit Wasserhochdruck arbeitenden Systeme haben<br />

allerdings oft einen Nachteil: Schmutzwasser staut sich unter den Hauben. Der<br />

Wasserstrahl trifft deshalb zuerst auf das Stauwasser und wird so abgeschwächt.<br />

Das mindert die Effizienz des Reinigungsvorgangs. Ein Teil des Schmutzwassers tritt<br />

zudem unter der Haube aus, gelangt in die Poren des Asphalts und setzt sich dort<br />

fest. Auf der Oberfläche bilden sich dann unansehnliche Streifen.<br />

GESUCHT: EINE BESSERE LÖSUNG<br />

Bei TL Traffic-Lines und Maschinenbau Cernota kennt man das Problem gut. „Wir<br />

haben jahrelang Wasserhochdruck-Reinigungssysteme namhafter Hersteller gewartet<br />

und repariert“, berichtet Dipl.-Wirtsch.-Ing. Martin Appel. Seine Kollegen<br />

und er wussten deshalb genau, wo die Schwachstellen der Geräte lagen. Und sie waren<br />

sich sicher: Das Verfahren lässt sich optimieren. Die Ingenieure entwickelten<br />

das Wasserhochdruckverfahren weiter und änderten einige entscheidende Details.<br />

So entstand der Twister – ein neuartiges Reinigungsmodul mit Wasserhöchstdruck-<br />

Technologie (3.500 bar).<br />

Das System verfügt im Gegensatz zu herkömmlichen Wasserhochdruck-Fräshauben<br />

über eine patentierte Ringspaltabsaugung: Sie saugt das Schmutzwasser sofort<br />

ab, sodass keine Staunässe entsteht. Der Wasserstrahl trifft deshalb direkt auf die<br />

Oberfläche und soll sie dadurch viel effizienter reinigen als alternative Fräshauben.<br />

Zur gründlichen Reinigung trägt auch die Absaugung loser Gummipartikel bei, die<br />

dem Einsatz des Wasserstrahls vorausgeht. Zudem können bei diesem Verfahren<br />

statt der sonst üblichen Rundstrahldüsen wesentlich oberflächenschonendere<br />

Flachstrahldüsen zur Reinigung eingesetzt werden.<br />

ARBEITSBREITE FLEXIBEL EINSTELLBAR<br />

Der Twister wurde für Demarkierungsarbeiten auf Fahrbahnen kon struiert und<br />

kann Flächen mit einer Breite von 350 bis 520 mm von Farbe und Thermoplastik<br />

über Folie bis hin zu Kaltplastik-Agglomeraten reinigen. Allerdings eignet sich das<br />

Modul wegen seiner geringen Arbeitsbreite nur bedingt für größere Flächen wie<br />

Landebahnen von Flughäfen. Deshalb hat Maschinenbau Cernota im Auftrag von<br />

TL Traffic-Lines speziell für dieses Einsatzgebiet den Duo Twister entwickelt. Er besteht<br />

aus zwei um ein gemeinsames Zentrum rotierenden Twister-Einheiten und<br />

bot ursprünglich eine feste Arbeitsbreite von 3.100 mm.<br />

„Da der Markt aber bald nach Modulen mit bis zu 4.200 mm Breite verlangte, haben<br />

wir den Duo Twister erweitert“, erinnert sich Appel. „Wir wollten eine Lösung,<br />

bei der sich die Arbeitsbreite stufenlos bis maximal 4.200 mm einstellen lässt.“ Die<br />

Herausforderung bestand darin, eine präzise einstellbare Konstruktion mit Selbsthemmung<br />

zu bauen: Sie soll verhindern, dass sich die Arbeitsbreite während des<br />

03<br />

01 In den Duo Twister-Modulen sind<br />

Lean SL Doppel-Zahnstangengetriebe<br />

verbaut, die speziell für Anwendungen<br />

mit Greif-, Schließ- und Zentrierbewegungen<br />

entwickelt wurden<br />

02 Lean SL-Zahnstangengetriebe<br />

eignen sich besonders für<br />

Anwendungen mit einfachen<br />

synchronen Hubaufgaben<br />

03 Lifgo-Zahnstangengetriebe sind<br />

besonders belastbar und können Lasten<br />

von bis zu 2,5 t aufnehmen


LINEARTECHNIK<br />

04 Flachstrahldüsen<br />

reinigen die Oberfläche mit<br />

einem Wasserdruck von<br />

bis zu 3.500 bar<br />

Reinigungsvorgangs z. B. durch Erschütterungen am Modul verändert.<br />

Nach intensiver Recherche fanden die Ingenieure die<br />

passende Komponente dafür: Zahnstangengetriebe von Leantechnik.<br />

„Die Getriebe erfüllen unsere hohen Qualitätsansprüche<br />

und bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis“, begründet<br />

Appel die Entscheidung. Neben der hohen Präzision war ihm und<br />

seinen Kollegen besonders die Robustheit der Getriebe wichtig,<br />

denn die Duo Twister-Module müssen auch bei Wind und Wetter<br />

einwandfrei funktionieren. Durch eine spezielle Beschichtung<br />

ermöglichte Leantechnik deshalb den Einsatz der Zahnstangengetriebe<br />

auch in feuchten Umgebungen.<br />

PRÄZISE UND SYNCHRONE POSITIONIERUNG<br />

Namhafte Unternehmen setzen Zahnstangengetriebe von Leantechnik<br />

weltweit in anspruchsvollen Positioniersystemen ein – in<br />

der PKW-Fertigung ebenso wie in der Lebensmittelproduktion<br />

oder in Verpackungsanlagen.<br />

Die Zahnstangengetriebe sind in den Serien Lifgo und Lean SL<br />

erhältlich, die für unterschiedliche Anwendungsgebiete entwickelt<br />

wurden. Lifgo-Getriebe eignen sich für alle Einsatzgebiete,<br />

in denen schwere Lasten präzise und synchron positioniert werden<br />

müssen. Sie werden in mehreren Ausführungen mit Hubkräften<br />

von 2.000 bis 25.000 N gefertigt und erreichen Hubgeschwindigkeiten<br />

von 3 m/s. Darüber hinaus gibt es Varianten für<br />

Anwendungen mit langen Verfahrwegen, mit Greif- und Zentrierbewegungen<br />

oder eine Kombination aus beidem.<br />

Einfache synchrone Positionieraufgaben ohne Querkraftaufnahme<br />

lassen sich dagegen am besten mit den Lean SL-Zahnstangengetrieben<br />

realisieren. Lean SL-Zahnstangengetriebe sind in drei<br />

Baugrößen und zwei Ausführungen erhältlich. Sie können Hubkräfte<br />

von 800 bis 8.000 N aufnehmen und Hubbewegungen mit einer<br />

Geschwindigkeit von bis zu 0,6 m/s realisieren. Neben dem<br />

Standardmodell fertigt Leantechnik auch eine Variante für Greifund<br />

Zen trierbewegungen. Für Anwendungen mit geringem Bauraum<br />

ist Lean SL 5.m verfügbar, das lediglich 0,36 kg wiegt und für<br />

Hubkräfte bis 300 N ausgelegt ist. Auch schwere Lasten bewältigt<br />

das Lean SL – in der Baugröße 5.5 nimmt es Hubkräfte von bis zu<br />

25.000 N auf. Alle Lifgo- und Lean SL-Zahnstangengetriebe lassen<br />

sich frei miteinander kombinieren und auch beliebig aneinanderreihen<br />

– z. B. für Anwendungen mit langen Verfahrwegen.<br />

SCHNELLERE UND GRÜNDLICHERE REINIGUNG<br />

In den Duo Twister-Modulen sind Lean SL-Zahnstangengetriebe<br />

in der Ausführung Lean SL Doppel 5.3 (Hubkraft: 8.000 N) verbaut.<br />

Für die Anbindung an die Antriebseinheit verfügen die<br />

Getriebe über eine Hohlwelle mit Passfedernut (Ø 35H7), die<br />

hochdynamische, spielarme und lastwechselreiche Bewegungen<br />

ermöglicht.<br />

Jedes Duo Twister-Modul ist mit einem Getriebe ausgestattet,<br />

an dem zwei Zahnstangen verfahren. „Damit kann der Anwender<br />

die Arbeitsbreite exakt so einstellen, wie er es benötigt“, beschreibt<br />

Ingenieur Appel. Das ist von Vorteil, denn herkömmliche<br />

Hochdruck-Reinigungssysteme haben feste Arbeitsbreiten<br />

von meist unter 2 m. „Da die Touch-Down-Zone etwa 16 m breit<br />

ist, müssen diese Fahrzeuge oft hin und her fahren oder es müssen<br />

mehrere Fahrzeuge versetzt fahren“, so Appel. „Mit unseren<br />

Duo Twister-Modulen schafft ein einziges Fahrzeug dieselbe Arbeit<br />

in deutlich kürzerer Zeit.“ Der Anwender kann mit den Modulen<br />

6,5 Stunden am Stück arbeiten und so Flächen von bis zu<br />

5.000 m 2 pro Stunde reinigen.<br />

MULTIPLE ANWENDUNGSBEREICHE<br />

Durch den Einsatz der Leantechnik-Zahnstangengetriebe konnte<br />

bei den Duo Twister-Modulen die stufenlos verstellbare Arbeitsbreite<br />

optimal umgesetzt werden. Die Spurbreite lässt sich jetzt<br />

millimetergenau einstellen und bleibt dank der selbsthemmenden<br />

Konstruktion während des gesamten Reinigungsvorgangs unverändert.<br />

Die Arbeitshöhe der Duo Twister-Module kann zudem elektrisch<br />

exakt an die Umgebungsbedingungen angepasst werden.<br />

Der Markt zeigt unterdessen großes Interesse an dem innovativen<br />

Frässystem – nicht nur Flughäfen, sondern auch Baufirmen<br />

und Rennstrecken-Betreiber haben bereits angefragt. Die Module<br />

können nämlich selbst Fahrbahn-Markierungen, Ölspuren<br />

oder Betonschlämme rückstandsfrei entfernen.<br />

Fotos: Aufmacher TL Traffic-Lines; sonstige Leantechnik<br />

www.leantechnik.com<br />

DIE IDEE<br />

„Traffic Lines konnte mithilfe unserer<br />

Zahnstangengetriebe sein neues<br />

stufenlos verstellbares Reinigungsmodul<br />

exakt an die Anforderungen<br />

des Marktes anpassen. Unsere Lean<br />

SL-Getriebe führen nicht nur<br />

äußerst präzise Hubbewegungen<br />

aus – sie sind auch extrem robust.<br />

Das ist in dieser Anwendung<br />

besonders wichtig, da sich die<br />

Arbeitsbreite der Reinigungsmodule<br />

auch durch starke Vibrationen nicht<br />

verstellen darf.“<br />

Muhammed Eren Cayci, Vertrieb,<br />

Leantechnik AG<br />

20 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


POSITIONIERRUNDTISCHE MIT KOAXIALEM<br />

ELEKTRISCHEM ANTRIEB<br />

Neben<br />

manuellen<br />

Varianten sind<br />

bei Norelem<br />

ab sofort auch<br />

Positionierrundtische<br />

mit koaxialem<br />

elektrischem<br />

Antrieb<br />

erhältlich,<br />

über die sich<br />

Winkelpositionen auf den hundertstel Millimeter einstellen<br />

lassen. Sie sind trotz Motor geräusch- und wartungsarm.<br />

Das vorgespannte Schneckengetriebe arbeitet<br />

annähernd spielfrei und die Lagerung der Schneckenwelle<br />

bietet eine hohe radiale Umlaufgenauigkeit. Mit dem<br />

Positionierring lässt sich der Dreh-Referenzpunkt beliebig<br />

zur Lage des Bauteils festlegen. Die Rundtische sind in den<br />

Baugrößen 8 mit Getriebeübersetzung 40:1 und 12 mit<br />

Getriebeübersetzung 55:1 verfügbar. Das maximale<br />

Ausgangsdrehmoment liegt bei 1,2 bzw. 3 Nm. Zudem<br />

stehen ebenfalls mit dem Schrittmotor Nema 17 kompatible<br />

Positionierrundtische für hohe Belastung bereit.<br />

Hierbei erfolgt die Lagerung der Hohlwelle und Drehscheibe<br />

mittels eines Axialnadellagers. Sie werden in Größe 12<br />

mit Getriebeübersetzungen von 10:1 und 45:1 angeboten.<br />

Das Ausgangsdrehmoment beträgt 3 Nm.<br />

www.norelem.de<br />

C<br />

M<br />

Y<br />

CM<br />

MY<br />

Erhöhen Sie den<br />

Wirkungsgrad mit<br />

massgeschneiderten<br />

Gewindetrieblösungen<br />

von Eichenberger<br />

CY<br />

EXKLUSIV-VERTRIEB VON X2-HUBSÄULEN<br />

IN DEUTSCHLAND<br />

RK Rose+Krieger übernimmt<br />

den Exklusiv-Vertrieb<br />

von X2-Hubsäulen in<br />

Deutschland. Das<br />

Unternehmen kann so<br />

sein Hubsäulen-Portfolio<br />

im Bereich Sonderlösungen<br />

und extreme Anwendungsfälle<br />

ausbauen und<br />

gleichzeitig die Präsenz<br />

auf dem schwedischen<br />

Markt verstärken.<br />

X2-Kunden in Deutschland profitieren dank der Infrastruktur<br />

von RK Rose+Krieger von mehr Service und Kundennähe.<br />

„Unser Mutterkonzern Phoenix Mecano hat zum<br />

1. Juni 2021 alle Anteile an der X2 Technology AB mit Sitz<br />

in Schweden übernommen und in die umfirmierte schwedische<br />

Phoenix Mecano AB überführt, wobei die Marke X2<br />

erhalten bleibt“, erläutert Kai Liesendahl, Vertriebsleiter<br />

von RK Rose+Krieger. X2-Hubsäulen sind stark auf Nischenanwendungen<br />

und Sonderfälle ausgelegt; die größtenteils<br />

kundenspezifischen Lösungen werden ab der Stückzahl 1<br />

angeboten. Sie sind für hohe Lasten, große Hublängen und<br />

höhere Dynamiken konzipiert.<br />

Bild: Phoenix Mecano AB<br />

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

CMY<br />

K<br />

100% Swiss made<br />

Ein Unternehmen der Festo Gruppe<br />

Besuchen Sie uns auf<br />

der Hannover Messe<br />

Halle 6, Stand E06<br />

Eichenberger Gewinde AG<br />

5736 Burg · Schweiz<br />

T: +41 62 765 10 10<br />

www.eichenberger.com<br />

Passion for Perfect Motion


KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />

SCHLITZKUPPLUNGEN<br />

FÜR BESONDERE<br />

EINBAUSITUATIONEN<br />

Für Anwendungen mit hohen Drehmomenten<br />

auf engem Bauraum und für strenge<br />

Hygieneanforderungen sind Schlitzkupplungen<br />

häufig die beste Wahl. Sie arbeiten spielfrei,<br />

lassen sich besser als andere Kupplungstypen<br />

reinigen und bauen sehr kompakt. Der<br />

Antriebstechnikspezialist KBK führt viele<br />

Ausführungen und Größen in seinem Programm.<br />

Schlitzkupplungen von<br />

KBK sind unter anderem<br />

in Getränkeabfüllanlagen<br />

mit hohen<br />

Anforderungen an die<br />

Hygiene im Einsatz<br />

01<br />

02<br />

Jedem Kunden die beste Kupplung zu bieten, das hat<br />

sich KBK Antriebstechnik zum Ziel gesetzt. „In der<br />

Vergangenheit mussten wir allerdings in seltenen<br />

Fällen kleine Kompromisse machen“, erinnert sich<br />

Geschäftsführer Sven Karpstein. Mal habe das Drehmoment<br />

der Balgkupplung nicht ausgereicht, mal sei das<br />

Elastomer in der Klauenkupplung zu anfällig für die Umgebungsbedingungen<br />

gewesen. Auch wenn immer eine<br />

Lösung gefunden werden konnte, wollten Karpstein und<br />

sein Team sich damit nicht abfinden. Sie entwickelten bereits<br />

vor gut zehn Jahren eine Kupplung für Anwendungen<br />

mit kleinen Bauräumen oder strengen Hygienestandards<br />

– also jene Bereiche, für die es bisher noch kein<br />

passendes Produkt im Portfolio gab. Als man die gewünschten<br />

Parameter definierte, wurde deutlich, dass<br />

sich Schlitzkupplungen sehr gut für diese Einsatzgebiete<br />

eignen. In Bezug auf die Drehmomentübertragung und<br />

Steifigkeit schließen sie die Lücke zwischen Elastomerkupplungen<br />

und Metallbalgkupplungen.<br />

DREHMOMENTE PRÄZISE ÜBERTRAGEN<br />

Schlitzkupplungen verfügen aufgrund ihrer Geometrie<br />

über eine sehr kompakte Bauform. Sie werden in einem<br />

Stück gefertigt und sind daher unempfindlich gegenüber<br />

01 Schlitzkupplungen mit Klemmnaben können axial<br />

auf die Welle gesteckt werden und eignen sich besonders<br />

gut, um Drehmomente präzise zu übertragen<br />

02 Schlitzkupplungen in Halbschalen-Bauweise lassen sich<br />

auch bei komplizierten Einbausituationen leicht montieren<br />

22 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />

äußeren Einflüssen wie Hitze oder Reinigungsmitteln. Ein<br />

weiterer Vorteil von Schlitzkupplungen ist, dass sie verhältnismäßig<br />

hohe Drehmomente übertragen. Darüber<br />

hinaus arbeiten sie spielfrei und sind torsionssteif.<br />

KBK hat zunächst zwei Schlitzkupplungen in sein Produktprogramm<br />

aufgenommen: Eine Variante mit Klemmnaben<br />

(KBFK) und eine Halbschalen-Ausführung (KBFH).<br />

Die Baureihe KBFK überträgt in der Edelstahlausführung<br />

SCHLITZKUPPLUNGEN SIND<br />

BESSER ZU REINIGEN ALS<br />

METALLBALGKUPPLUNGEN<br />

DICHTUNGSTECHNIK<br />

PREMIUM-QUALITÄT SEIT 1867<br />

COG SETZT ZEICHEN:<br />

Das größte<br />

O-Ring-Lager weltweit.<br />

Drehmomente von 6 bis 240 Nm und zwischen 3 und<br />

180 Nm in der Aluminiumvariante. KBFK-Schlitzkupplungen<br />

sind für Drehzahlen von 3.500 bis 10.000 U/min ausgelegt<br />

und werden mit Außendurchmessern von 16 bis<br />

80 mm geliefert. Mithilfe der Klemmnaben können die<br />

Kupplungen axial auf die Welle gesteckt werden und lassen<br />

sich deshalb auch in Anwendungen mit komplizierten<br />

Einbausituationen leicht montieren. Die Klemmnabe<br />

überträgt Drehmomente sehr präzise, was unter anderem<br />

in der Lebensmittelindustrie gefragt ist.<br />

BESONDERS SCHNELL: RADIALE MONTAGE<br />

Noch mehr Flexibilität bieten Schlitzkupplungen in Halbschalenbauweise.<br />

Sie sind bei KBK mit Außendurchmessern<br />

von 30 bis 80 mm für Drehzahlen von 3.500 bis<br />

6.000 U/min lieferbar. Hier können die Wellen vor der In-<br />

Präzisions-O-Ringe in 45 000 Varianten abrufbereit.<br />

www.COG.de


KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />

DIE IDEE<br />

stallation optimal ausgerichtet werden, um Fluchtungsfehler<br />

auszuschließen. Halbschalen-Kupplungen lassen sich besonders<br />

einfach radial montieren und im Wartungsfall schnell austauschen.<br />

KBFH-Kupplungen aus Edelstahl übertragen Drehmomente<br />

zwischen 25 und 240 Nm. Gefertigt aus Aluminium sind es<br />

10 bis 180 Nm.<br />

VORTEILE BEI DER HYGIENE<br />

Schlitzkupplungen eignen sich aufgrund ihrer Bauweise besonders<br />

für hygienekritische Anwendungen wie sie in der Lebensmittelindustrie<br />

oder in der Medizintechnik üblich sind. Was auf<br />

den ersten Blick verwundern mag, wird bei einem Blick ins Innere<br />

deutlich: Die Schlitze sind durchgängig offen und münden<br />

jenseits der Passungslänge in einen freigedrehten Hohlraum auf<br />

der Kupplungsinnenseite. Mit einem Hochdruckreinigungsgerät<br />

lassen sich die Schlitze dadurch sehr gut durchspülen – „ohne<br />

dass die Kupplung dabei Schaden nimmt“, wie Geschäftsführer<br />

Karpstein betont. „Da sie aus einem Stück gefertigt werden, lassen<br />

sich Schlitzkupplungen wesentlich besser sauber halten als<br />

Metallbalgkupplungen, bei denen sich durch die Reinigung Klebeverbindungen<br />

lösen könnten“, ergänzt Karpstein. Auch gegenüber<br />

Klauenkupplungen sieht er Vorteile in Sachen Hygiene,<br />

könnten sich doch bei diesen Partikel der verwendeten Elastomere<br />

lösen. Gefertigt aus Edelstahl sind Schlitzkupplungen zudem<br />

unempfindlich gegenüber aggressiven Reinigungsmitteln.<br />

KBK fertigt beide Schlitzkupplung-Baureihen bei Bedarf auch<br />

aus Sondermaterialien wie Titan oder Carbon. Die Schlitzkupplungen<br />

sind ferner optional mit Passfedernut sowie mit frei wählbaren<br />

Bohrungsdurchmessern von 3 mm bis 40 mm erhältlich.<br />

Fotos: Aufmacher onizu3d – stock.adobe.com, sonstige KBK<br />

www.kbk-<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />

„Unser Produktprogramm um Schlitzkupplungen<br />

zu erweitern, war ein<br />

logischer Schritt. Sie passen sehr gut zur<br />

Philosophie, für jeden Kunden die<br />

optimale Lösung zu liefern. Als einziger<br />

Hersteller versenden wir Standardkupplungen<br />

mit individuellen Bohrungen<br />

innerhalb von ein bis zwei Stunden nach<br />

Auftragseingang. Damit reduzieren<br />

Kunden ihre Ausfallzeiten im Schadensfall<br />

auf ein absolutes Minimum. Konstrukteure<br />

können die CAD-Daten<br />

sämtlicher Produkte von der Website<br />

herunterladen, die Kupplung nach ihren<br />

Anforderungen konfigurieren und in ihre<br />

Anwendungen integrieren.“<br />

Sven Karpstein, Geschäftsführer,<br />

KBK Antriebstechnik<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2022</strong> im 61. Jahrgang,<br />

ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteur: Miles Meier (mm), Tel.: 06131/992-208,<br />

E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteur/Redakteurin:<br />

Dipl.-Ing. (FH) Peter Reinhardt (pr), Tel.: 06131/992-349,<br />

p.reinhardt@vfmz.de, Vanessa Weingärtner (wv),<br />

Tel.: 06131/992-352, E-Mail: v.weingaertner@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Vivien Backof, Tel.: 06131/992-415, Melanie Lerch,<br />

Tel.: 06131/992-261, Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Anette Fröder, Sonja Daniel, Conny Grothe<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 58: gültig ab 1. Oktober 2021<br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 15,50 (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Inland: € 153,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € 168,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-200, Fax: 06131/992-100<br />

E-Mail: info@vfmz.de<br />

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />

Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

DATENSPEICHERUNG<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise<br />

von ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über<br />

berufsbezogene Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />

Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit<br />

schriftlich beim Verlag widersprochen werden<br />

(vertrieb@vfmz.de).<br />

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />

Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />

Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />

entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />

Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />

das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das<br />

Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung, z. B. Einspeicherung<br />

und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />

jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen<br />

von Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD<br />

und DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die<br />

vorgenannten Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen,<br />

d. h. Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die<br />

Richtigkeit des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />

Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen<br />

werden. Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die<br />

Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte<br />

Manuskripte kann keine Gewähr übernommen werden.<br />

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über deren Nutzungsrechte der Einsender verfügt, und<br />

die nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung<br />

eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden.<br />

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Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

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zur Feststellung der Verbreitung von<br />

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24 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


LAMELLENKUPPLUNGEN FÜR SCHIFFSANTRIEBE<br />

Die KMS-Kupplungen von<br />

Stromag eignen sich als<br />

Bestandteil der Schiffsgetriebe<br />

für unterschiedlichste Schiffstypen.<br />

An der Spitze des<br />

angebotenen Leistungsspektrums<br />

steht die nasslaufende<br />

Lamellenkupplung KMS<br />

mit einem Nenndrehmoment<br />

von mehr als 2 .000.000 Nm,<br />

einem Durchmesser von bis zu 1,2 m und einem Gewicht von<br />

bis zu 4 t. Sie ist damit laut Hersteller die größte und leistungsfähigste<br />

Kupplung für Schiffsantriebe, die derzeit erhältlich ist.<br />

Die technischen Daten der KMS sind jedoch flexibel, sodass sie<br />

auch die Anforderungen kleinerer Schiffe erfüllen kann. Die<br />

KMS bietet eine hohe Leistungsdichte bei relativ kompakter<br />

Bauweise, d. h. sie bietet ein günstiges Drehmoment-/<br />

Gewichtsverhältnis. Ihr geringes Massenträgheitsmoment<br />

reduziert das erforderliche Drehmoment und damit die bei der<br />

Übertragung entstehende Wärme. Hiervon profitieren die<br />

Zuverlässigkeit und Leistung der Kupplung und des Getriebes.<br />

www.stromag.com<br />

IO-LINK-GERÄTEDATEN EINFACH IN<br />

SPS-PROGRAMME INTEGRIEREN<br />

EFFIZIENZKLASSE IE3 AUCH FÜR<br />

8-POLIGE MOTOREN<br />

KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18<br />

Mit Blick auf kommende<br />

gesetzliche Vorgaben zur<br />

Einhaltung der Mindestwirkungsgrade<br />

für<br />

Motoren bis 750 W bietet<br />

SEW-Eurodrive seine<br />

Motorbaureihe DRN auch<br />

in 8-poliger Ausführung<br />

in der Energieeffizienzklasse<br />

IE3 an. Der<br />

Leistungsbereich von 90<br />

bis 250 W wurde bis 2,2 kW in der Baugröße DRN132S8 erhöht.<br />

Mit Motoren und einer geänderten Getriebeuntersetzung<br />

lassen sich niedrige Geschwindigkeiten in der Applikation<br />

einfacher erreichen. So spart man ein weiteres Vorschaltgetriebe<br />

oder kommt in den Bereich von Getriebeuntersetzungen,<br />

die verlustärmer arbeiten. Die Motoren sind in allen Baugrößen<br />

als klassischer Drehstrom-Asynchronmotor konzipiert. Sie sind<br />

für den Betrieb am Netz und am Frequenzumrichter geeignet.<br />

Die Motoren verfügen über die nötigen Energiesparzertifikate<br />

für Europa und mehrere andere Länder, ebenso wie die entsprechenden<br />

Zulassungen. Die Baureihe umfasst 2-, 4-, 6- und<br />

8-polige Motoren mit Leistungen von 120 W bis 375 kW.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Leuze stellt mit seinen IO-Link-Funktionsbausteinen ein<br />

nützliches Hilfsmittel für Hersteller und Betreiber von Anlagen<br />

bereit: Sie vereinfachen die Integration von IO-Link-Gerätedaten<br />

in SPS-Programme immens. Anwender übertragen die Funktionsbausteine<br />

einfach und schnell ins Steuerungsprogramm.<br />

Unterstützt werden die gängigen Steuerungssysteme von<br />

Herstellern wie Siemens, Beckhoff oder Rockwell Automation.<br />

Das innovative Bausteinprinzip erleichtert das Lesen und<br />

Schreiben von Geräteparametern deutlich. Jeder Funktionsbaustein<br />

ist maßgeschneidert für einen IO-Link-Sensor von Leuze.<br />

Anwender sparen mit den software-basierten Bausteinen Zeit.<br />

Aufwändiges Suchen nach Datentypen, Parameter-Indizes und<br />

Prozessdatenstrukturen entfällt damit. Zudem werden mögliche<br />

Fehler bei der Integration von IO-Link-Gerätedaten vermieden.<br />

Anwender können Diagnosedaten sogar im laufenden<br />

Prozess erheben und für Optimierungen verwenden. Dank der<br />

Prozessdaten-Parserfunktion sind einzelne Bestandteile der<br />

Prozessdaten leicht zugänglich. Ein weiterer Vorteil für die<br />

Nutzer ist der Format- und Rezepturwechsel im laufenden<br />

Betrieb: In der SPS gespeicherte Rezepturen lassen sich während<br />

des Prozesses einfach im Sensor durch das Steuerungsprogramm<br />

umschalten. Leuze bietet die IO-Link-Funktionsbausteine<br />

als kostenlose Downloads an.<br />

www.leuze.com<br />

BLDC-MOTOREN AUF ROBOTERGELENKE<br />

ABGESTIMMT<br />

Delta Line bietet seine BLDC-<br />

Motoren nun auch mit zwei<br />

Varianten in der Größe 115 mm<br />

an. Wegen ihres hohen Drehmoments,<br />

eines sanften Laufs<br />

und kompakten Designs eignen<br />

sich diese Motoren für Robotergelenke.<br />

Die gehäuselosen<br />

BLDC- Motoren werden von<br />

Fulling Motor, einem Tochter-Unternehmen von Delta Line,<br />

hergestellt und bieten viele Optionen für kompakte Motoren<br />

mit hoher Leistung. Sie ermöglichen eine gleichmäßige<br />

Bewegung, einen hohen Wirkungsgrad und eine einfache<br />

Integration in ihrer Baugruppe. Die BLDC-Motoren wurden<br />

entwickelt, um den Anforderungen von Robotergelenken<br />

gerecht zu werden. Sie wurden so konzipiert, dass sie Gewicht<br />

und Trägheit minimieren, wodurch sie für dynamische Bewegungen<br />

mit hohen Beschleunigungs- und Verzögerungsraten<br />

geeignet sind. Sie eignen sich auch für Anwendungen wie<br />

handgehaltene Werkzeuge und medizinische Geräte, bei denen<br />

ein hohes Drehmoment, ein hoher Wirkungsgrad und eine<br />

kompakte Größe wichtig sind.<br />

www.delta-line.com<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 25


STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />

Norbert Schwabbauer,<br />

Leiter Vertrieb und<br />

Marketing bei KEB<br />

50 JAHRE KEB AUTOMATION<br />

TRADITION IM HERZEN,<br />

INNOVATION IM SINN<br />

Vor einem halben Jahrhundert startete das Unternehmen mit weniger als<br />

1.000 m² Produktionsfläche. Heute sind es im Stammsitz Barntrup und<br />

im Getriebemotorenwerk in Schneeberg 55.000 m². Dazu kommen<br />

Fertigungseinrichtungen in Amerika und Asien. Norbert Schwabbauer,<br />

Leiter Vertrieb und Marketing bei KEB, ist bereits seit 36 Jahren im<br />

Unternehmen. Er sprach mit der <strong>antriebstechnik</strong> über aktuelle Lösungen<br />

und Pläne für die Zukunft.<br />

26 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />

Herr Schwabbauer, KEB hat in den 50 Jahren seines Bestehens<br />

eine kontinuierliche Entwicklung hingelegt – steckte da von<br />

Beginn an der Plan dahinter, Automatisierungslösungen<br />

anzubieten?<br />

Unternehmen kommt von machen – diese Einstellung hat der<br />

Firmengründer Karl E. Brinkmann (daraus wurde das heutige<br />

Synonym und Logo KEB) von Beginn an in der KEB-DNA verankert.<br />

Über die Jahre hinweg hat sich das im stetig wachsenden<br />

Team fortgesetzt. Anfangs galt es, sich als Anbieter für Bremsen<br />

und Kupplungen zu etablieren. Sehr schnell wurden Marktbedürfnisse<br />

in Weiterentwicklungen umgesetzt und die aufkommenden<br />

Möglichkeiten der elektrischen Antriebstechnik erkannt.<br />

Mit dem Anspruch, das Unternehmen von der Komponente zur<br />

Systemlösung weiterzuentwickeln, folgten Motoren und Getriebe<br />

und anschließend der Start in die Automatisierungstechnik.<br />

Aus einer Idee wurde ein Plan – und schließlich Realität.<br />

Welche Projekte aus dem letzten halben Jahrhundert würden<br />

Sie als besonders wichtig und einprägsam einordnen?<br />

Drehzahlvariable Antriebe sind ein Segen für Maschinen und<br />

Anlagen. Sie ermöglichen es, Prozesse bedarfsoptimiert zu<br />

gestalten, die Qualität zu verbessern sowie die Produktivität<br />

und Energieeffizienz zu erhöhen. KEB hat dies Anfang/Mitte<br />

der 80er-Jahre erkannt und früh begonnen, die Entwicklung<br />

und Anwendung von Antriebsumrichtern und Servosystemen<br />

zu forcieren. Die Einbeziehung von Motoren und Getrieben am<br />

Standort in Schneeberg war ein logischer Schritt hin zur Maschinenwelle.<br />

Die zunehmende Verbreitung von Servomotoren<br />

kam den darin verwendeten Permanentmagnetbremsen zugute.<br />

Unsere elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik finden Sie<br />

heute in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen – von der<br />

Theaterausrüstung über Pumpen in der Lasertechnik bis zur<br />

Ausstattung von Fertigungslinien für die Möbelindustrie oder<br />

der Automobilbranche.<br />

Wie wird die Zukunft für KEB aussehen? Was kommt<br />

als nächstes?<br />

Wir wollen Bewährtes weiterentwickeln und neue Ansätze<br />

gestalten. Konkret bringen wir die neuen Antriebsregler<br />

Combivert S6/F6 in die Anwendungen unserer Kunden und<br />

erschließen in diesem Zuge neue Applikationsfelder durch<br />

erweiterte Eigenschaften und Funktionen. Einen großen Stellenwert<br />

nimmt die Integration von Sicherheitsfunktionalitäten<br />

ein – wir setzen auf Drive-Based-Safety. Mit einer Weiterentwicklung<br />

der Permanentmagnetbremsen schaffen wir neue<br />

Möglichkeiten, kompakten Bauraum mit noch höheren Momenten<br />

zu bedienen. Und mit einer neuen Federdruckbremsen-<br />

Baureihe erfüllen wir Anforderungen für sichere Bremssysteme<br />

in der Servotechnik. Beide Lösungen stehen kurz vor dem<br />

Markteintritt in <strong>2022</strong>.<br />

Darüber hinaus nehmen wir uns aber auch immer wieder neuen<br />

Themenfeldern an. Ein Beispiel ist KEB Heliio, eine neue Plattform,<br />

die die Gestaltung von Mensch-Maschine-Interfaces auf<br />

ein anderes Level hebt. Wir wollen die Möglichkeiten der Webtechnologie<br />

in die Automatisierungswelt bringen, d. h. Gestalten<br />

von HMIs soll so einfach werden, wie es aktuell bereits beim Entwickeln<br />

von Weboberflächen angewandt wird.<br />

KEB arbeitet stets eng mit seinen Kunden zusammen – Wie<br />

haben sich die Anforderungen von Kundenseite her verändert?<br />

Der Markt ändert sich stetig und damit auch die Anforderungen<br />

unserer Kunden. In den Jahren, die durch die Globalisierung,<br />

Lieferketten- und Kostenoptimierung geprägt waren, wurde<br />

häufig ver- und ausgelagert und damit vor allem Wirtschaftlich-<br />

01 Die erste eigene Umrichter-<br />

Generation Combivert 56 kam Mitte<br />

der 80er Jahre auf den Markt. Auch<br />

die E-Kupplung war für KEB ein<br />

Meilenstein in den 80er Jahren.<br />

01<br />

02 Das aktuelle KEB-Portfolio an<br />

Bremsen, Kupplungen und<br />

Getrieben ist divers<br />

02<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 27


STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />

03<br />

03 Umfangreiche Hardwarelösungen in<br />

Kombination mit Softwarefunktionalitäten<br />

von der Anzeige bis zum Bewegungsprofil<br />

bieten die Automatisierungslösungen des<br />

Unternehmens<br />

04 Der moderne Applikationsumrichter<br />

Combivert F6 bietet dem Maschinenhersteller<br />

dank Echtzeitkommunikation viele Optionen<br />

04<br />

keit in den Fokus gestellt. Wir sehen aber auch strategische<br />

Entwicklungen wie die Konzentration auf einen kleineren<br />

Kreis an Lieferanten oder das Setzen auf Baugruppen statt<br />

auf Einzelkomponenten. KEB hat daraus die seit mehreren<br />

Jahren geltende Maxime abgeleitet: Automation mit Drive –<br />

von der Komponente zur Systemlösung.<br />

Mit den jüngst erheblich gestörten Lieferketten oder der Verknappung<br />

von Materialien hat sich Bewusstsein und Verhalten<br />

in kurzer Zeit deutlich verändert. Ein massiver Wandel in<br />

der Beschaffungskultur, der nicht so schnell wieder vergehen<br />

wird. Diese Veränderungen werden von KEB durch den engen<br />

persönlichen Dialog und die kompetente Beratung beim<br />

Kunden aufgenommen.<br />

KEB hat ein breites Angebot an Antriebstechnik für<br />

verschiedenste Branchen. Wo sehen Sie hier das größte<br />

Wachstumspotenzial in der nahen Zukunft?<br />

Die Breite unseres Portfolios an Produkten und Lösungen<br />

hat das Unternehmen immer wieder von temporären Entwicklungen<br />

einzelner Bereiche zumindest teilweise entkoppelt.<br />

Das gilt für Einbrüche in einzelnen Märkten, Verlagerungen<br />

von Industrien, aber auch, nicht immer auf das<br />

„richtige Pferd“ gesetzt zu haben. Im Maschinenbau sehen<br />

wir unverändert ein hohes Entwicklungs- und Wachstumspotenzial<br />

für KEB, gestützt durch die technischen Innovationen<br />

in den Produkten aber auch in der Systemlösung. Zudem<br />

streben wir mit den Spezialentwicklungen weiter in die<br />

Bereiche erneuerbarer Energien und Elektromobilität, in<br />

beiden Fällen als Spezialist für bestimmte Teilbereiche.<br />

Für die Einbindung der Antriebstechnik in das IIoT hat KEB<br />

die Plattform NOA entwickelt. Was ist das genau?<br />

Über die KEB NOA Plattform wollen wir unseren Kunden die<br />

Möglichkeit bieten, physikalische Daten aus der Maschine<br />

oder Anlage verfügbar zu machen. Diese lassen sich analysieren,<br />

um schließlich Prozesse und Systeme optimieren zu<br />

können. So wird ein derzeit eher heterogenes Umfeld bei<br />

den Komponenten in der Form weiterentwickelt, dass diese<br />

technisch einfach in die IIoT-Welt integriert werden. Zudem<br />

stehen Analysemöglichkeiten für diese Daten zur Verfügung,<br />

die sowohl „On Promise“ als auch in der Cloud anwendbar<br />

sind. Mittels definierter Schnittstellen wollen wir eine Kombination<br />

auch mit Fremdsystemen ermöglichen. Kurz zusammengefasst:<br />

KEB stellt weitere Leistungen zur Verfügung,<br />

mit denen Kunden ihre Prozesse und Verfügbarkeiten von<br />

Maschinen weiter optimieren.<br />

Neben der Digitalisierung gilt der Fachkräftemangel als<br />

eines der großen Probleme für die Industrie. Wie geht KEB<br />

damit um? Ist der Standort Barntrup in Ostwestfalen dabei<br />

eher Vorteil oder Nachteil?<br />

Eine hohe Entwicklungs- und Produktionstiefe wie wir sie<br />

bei KEB haben funktioniert nur mit kompetenten Mitarbeitenden.<br />

Seit Gründung des Unternehmens wurde daran<br />

gearbeitet, nicht nur Produkte und Märkte, sondern auch die<br />

personellen Ressourcen und Standorte vorausschauend zu<br />

entwickeln. Eckpfeiler sind die hohe Ausbildungsquote, bereits<br />

über 20 Jahre bestehende Kooperationen mit Hochschulen<br />

in verschiedenen Dualstudiengängen und die kontinuierliche<br />

Weiterbildung in allen Bereichen.<br />

All das geht auch in den teils ländlich geprägten Regionen<br />

nicht mehr ohne aktives Personalmarketing – allein schon<br />

vor dem Hintergrund der lokalen Wettbewerbssituation mit<br />

den vielen namhaften Unternehmen der Elektrotechnik.<br />

Und wichtig zu wissen ist, dass die Regionen Ostwestfalen-<br />

Lippe, aber auch das Erzgebirge und das Umfeld von Heilbronn<br />

mit reizvollen Landschaften und bezahlbarem Wohnraum<br />

ein hohes Maß an Lebensqualität bieten.<br />

Was wird das Top-Produkt von KEB im Jahr 2032 sein?<br />

Für eine verlässliche Antwort bräuchte man hellseherische<br />

Fähigkeiten. Ich bin mir allerdings sicher, es wird die richtige<br />

Aufstellung von mehreren Produkten nebst zugehörigen<br />

Werkzeugen sein, die als Antriebs- und Automatisierungspaket<br />

optimal zusammenarbeiten und dem Anwender ein<br />

Maximum an Funktion, Wirtschaftlichkeit und Qualität bereitstellen.<br />

Grundsätzlich wird mit Blick auf unsere neuen<br />

Produkte und Lösungen auch künftig der Leitsatz, der ebenso<br />

unser Jubiläumsjahr prägt, unser Handeln mitbestimmen:<br />

„Tradition at heart, innovation in mind“.<br />

Bilder: KEB<br />

www.keb.de<br />

28 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


IO-LINK-MASTER FÜR HYGIENEKRITISCHE APPLIKATIONEN<br />

Speziell für Einsätze in der hygieneintensiven<br />

Lebensmittelindustrie hat IFM neue IO-Link-Master-<br />

Module in den Schutzarten IP65, IP67 und IP69K<br />

sowie L-codierten Leitungen auf den Markt gebracht.<br />

Die IO-Link-Master der Reihe PerformanceLine<br />

verfügen über M12-Buchsen Edelstahl und Dichtungen<br />

aus EPDM. Sie sind wahlweise mit vier oder acht<br />

Ports und in Versionen für PROFINET sowie Ether-<br />

Net/IP erhältlich. Da die Ports Aktoren mit bis zu 2 A<br />

versorgen können, lassen sich auch Aktoren mit<br />

hohem Leistungsbedarf, wie etwa Ventilinseln,<br />

anschließen. Für jeden Port ist separat eine Strombegrenzung<br />

einstellbar und eine Strom- und<br />

Spannungsmessung ermöglicht ein einfaches Monitoring. Wenn mehrere Master<br />

parallel verwendet werden, lässt sich die Spannungsversorgung über L-codierte<br />

M12-Leitungen mit einer Daisy-Chain kaskadieren. Das spart bei der Installation<br />

Material und Zeit. Die Parametrierung der IO-Link-Master sowie aller angeschlossenen<br />

Sensoren erfolgt über die Software moneo|configure SA.<br />

www.ifm.com<br />

BEWEGUNG!<br />

ENERGIE SPAREN MIT ZEITRELAIS<br />

Metz Connect hat das Multifunktions-Zeitrelais<br />

MFRk-E08 mit einer Funktion zur Sperrung des<br />

Steuerkontakts erweitert. Damit lassen sich<br />

neue Automatisierungsmöglichkeiten und<br />

Energiesparpotenziale erschließen. Anwendungen<br />

finden sich z. B. bei der intelligenten<br />

Steuerung der Zirkulationspumpe mit einem<br />

Präsenzmelder. Die Pumpe läuft nur dann an,<br />

wenn tatsächlich ein Warmwasserbedarf<br />

besteht. Mit der Schaltschrank-Komponente<br />

lassen sich zutritts- bzw. anwesenheitsgesteuerte Ein-Aus-Funktionen mit<br />

zeitlicher Sperrung des Steuersignaleingangs realisieren. Damit können z. B. auch<br />

Handtuchtrockner oder Kaffeemaschinen bedarfsgerecht aktiviert werden. Das<br />

Multifunktions-Zeitrelais kann in Elektroverteilern auf eine Tragschiene TH35<br />

nach IEC 60715 aufgerastet und über den Entriegelungshebel einfach wieder<br />

herausgenommen werden. Die gewünschten Einschalt-, Ausschalt- oder Blink-/<br />

Impulsfunktionen werden an drei integrierten DIP-Schiebeschaltern eingestellt.<br />

www.metz-connect.com<br />

DEZENTRAL AUTOMATISIEREN – FLEXIBEL UND SICHER<br />

Mit dem Remote-I/O-Modul PDP67 PN<br />

erweitert Pilz sein Angebot für dezentrale<br />

Anwendungen direkt im Feld. Durch seine<br />

robuste Bauweise mit Schutzklasse IP67<br />

kann das Modul direkt an der Maschine<br />

installiert werden. Eine Profinet/Profisafe-<br />

Schnittstelle und universelle Anschlüsse, die<br />

als Ein- oder als Ausgänge fungieren können,<br />

machen das Modul flexibel. Da nur eine<br />

Gerätevariante benötigt wird, spart es Platz und Kosten. Es sorgt auch außerhalb<br />

des Schaltschranks bei Temperaturen von -30 bis +70 °C für Sicherheit. Dezentrale<br />

I/O-Systeme sind ein wichtiger Baustein für flexible, modulare Automatisierungslösungen.<br />

Das Modul kann sowohl im Netzwerk des Remote-IO-Systems PSSuniversal<br />

2 des Herstellers, aber auch in anderen Profinet/Profisafe-Netzwerken<br />

integriert werden. Neben Anwendungen in der Verpackungstechnik, Robotik oder<br />

in Pressen ist das Modul mit Pin-Belegung des Steckers nach dem AIDA-Standard<br />

auch für den Automotive-Bereich geeignet.<br />

www.pilz.com<br />

FRIZLEN Brems- und Anlasswiderstände<br />

sorgen weltweit für Dynamik<br />

bei Hub- und Fahrantrieben in<br />

Krananlagen, im Logistikbereich<br />

sowie bei mobilen Systemen<br />

im Hafenbereich und Offshore.<br />

Leistungen von 10 W bis 500 kW<br />

Bis IP67, mit UL / CE<br />

FRIZLEN Leistungswiderstände<br />

Belastbar<br />

Zuverlässig<br />

Made in Germany<br />

Tel. +49 7144 8100-0<br />

www.frizlen.com


UMRICHTERTECHNIK<br />

UNIVERSELLE ANTRIEBSLÖSUNG<br />

COOL UND SCHNELL:<br />

ANTRIEBSSYSTEM FÜR<br />

SCHLEIFMASCHINEN<br />

Schleifanwendungen stellen besondere<br />

Anforderungen an das Antriebssystem,<br />

denn die hohen Drehzahlen gehen oft mit<br />

einer unerwünschten Motorerwärmung<br />

einher. Nicht so bei den Lösungen von<br />

Sieb & Meyer. Diese werden daher schon<br />

seit vielen Jahren in den Schleifmaschinen<br />

von Danobat-Overbeck eingesetzt.<br />

Um von weiteren Vorteilen profitieren zu<br />

können, erfolgte der Umstieg auf das<br />

Mehrachs-Antriebssystem SD2.<br />

Danobat-Overbeck, Hersteller für Hochgeschwindigkeits-CBN-Schleifmaschinen,<br />

entwickelt und liefert<br />

schlüsselfertige Lösungen sowie Einzelmaschinen.<br />

Die Schleifmaschinen können gemäß spezifischen<br />

Anforderungen individuell angepasst werden – egal, um welche<br />

Branche es sich handelt.<br />

VIELFÄLTIGE GRÜNDE FÜR DEN UMSTIEG<br />

Bei der Rundschleifmaschine IRD-400 von Danobat-Overbeck<br />

gab es vor Kurzem eine Änderung: Zum Einsatz kommt nun<br />

das Antriebssystem SD2 von Sieb & Meyer. Zuvor hatte der<br />

Werkzeugmaschinenhersteller in seinen Schleifmaschinen<br />

Rolf Gerhardt ist Leiter Vertrieb Antriebselektronik<br />

bei der SIEB & MEYER AG in Lüneburg<br />

den Antriebsverstärker SD2S genutzt. Nun soll dieses Gerät<br />

nach und nach in allen Maschinen durch das SD2-System abgelöst<br />

werden – die IRD-400 macht dabei den Anfang. „Die<br />

Gründe für den Umstieg sind vielfältig“, erklärt Alexej Voigt,<br />

Elektrokonstrukteur bei der Danobat-Overbeck GmbH. Für<br />

den Betrieb mit einer niedrigeren Grunddrehzahl hatte das<br />

Unternehmen früher einen externen Umrichter im Schaltschrank<br />

verwendet. Die Integration des modularen Achsverbunds<br />

des Multiachssystems SD2 ist mit einem geringeren<br />

Verdrahtungsaufwand verbunden. „Aber auch die integrierten<br />

Sicherheitsfunktionen und die Ansteuerung über PROFINET<br />

sind für uns sehr interessant.“<br />

Bislang nutzte Danobat-Overbeck eine externe Stillstandsüberwachung,<br />

die nun aufgrund der im SD2-System integrierten<br />

Sicherheitsfunktion SFM (Safe Frequency Monitor – Sicherer<br />

Stillstandsmonitor) entfallen kann. Die Ansteuerung über<br />

PROFINET hingegen ermöglicht es, anwendungsspezifische<br />

Daten aufzuzeichnen und auszulesen. Prozesswerte können<br />

so einfacher überwacht und Fehler schneller erkannt werden.<br />

30 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


UNIVERSELL EINSETZBAR MIT INTEGRIERTEN<br />

SICHERHEITSFUNKTIONEN<br />

Das Antriebssystem SD2 ermöglicht eine sensorbehaftete und sensorlose<br />

Regelung für Synchron- und Asynchronmotoren und ist für<br />

jeden Einsatzfall schnell und flexibel anpassbar – egal ob für Linearmotoren,<br />

rotative Servomotoren oder Bearbeitungsspindeln in Fräsoder<br />

Schleifmaschinen. Mit dieser universellen Antriebslösung<br />

lassen sich Hochgeschwindigkeits-Anwendungen bis 360.000 1/min<br />

(6.000 Hz) realisieren. Universelle Motorgeber-Auswertungen und<br />

vielfältige Anbindungsmöglichkeiten zur übergeordneten Steuerung<br />

erlauben die einfache Adaptierung an wechselnde Systemanforderungen<br />

– so soll die Umsetzung von Multiachs-Anwendungen<br />

optimal umgesetzt werden können.<br />

„Die Betriebssicherheit hat für viele unserer Kunden eine zunehmende<br />

Priorität“, so Markus Finselberger, Key Account Manager<br />

Antriebselektronik bei Sieb & Meyer. „Deshalb nutzen immer mehr<br />

unserer Kunden die im Antriebssystem SD2 verfügbaren geberlosen<br />

Sicherheitsfunktionen, die speziell für rotierende Motoren<br />

ohne Drehzahlgeber konzipiert sind.“ Konkret handelt es sich um<br />

die geberlosen Funktionen „Sicherer Stillstandsmonitor“ (SFM –<br />

Safe Frequency Monitor) und „Sicher begrenztes Drehfeld“ (SLOF –<br />

Safe Limited Output Frequency). Der Bediener kann dank SFM<br />

sicher erkennen, ob eine geberlose Spindel den Stillstand erreicht<br />

bzw. eine sichere Drehzahlfrequenz unterschritten hat. Mit SLOF<br />

hingegen lässt sich sicherstellen, dass eine kritische Drehzahl<br />

nicht überschritten wird. Die vom TÜV Nord nach EN61508:2010<br />

geprüften Sicherheitsfunktionen bauen auf der ebenfalls serienmäßig<br />

integrierten Funktion „Safe Torque Off“ (STO) auf. Das<br />

Ergebnis ist eine funktionale und kostengünstige Lösung für sensorlose<br />

Systeme – bestehende bzw. neue Spindeln und Motoren<br />

müssen also nicht mit Drehzahlgebern ausgestattet werden, um<br />

den Anforderungen der Maschinenrichtlinie im Puncto Sicherheit<br />

gerecht zu werden.<br />

HOHE DREHZAHLEN UND GERINGE<br />

MOTORERWÄRMUNG<br />

„Grundsätzlich ist für uns der Betrieb hoher Drehzahlen ausschlaggebend“,<br />

betont Voigt. „Standard-Frequenzumrichter sind bezüglich<br />

der Drehzahlfrequenzen sehr stark limitiert und kommen deshalb<br />

für uns nicht in Frage.“ Dazu kommt, dass in den Schleifmaschinen<br />

von Danobat-Overbeck ein dynamischer Wechsel von<br />

Spindeln, Bewegungsabläufen und Bearbeitungsschritten unterstützt<br />

werden muss. Häufige Beschleunigungen und Abbremsprozesse<br />

stellen eine zusätzliche Herausforderung für die Geräte dar.<br />

Wichtig ist auch das Stichwort Motorerwärmung. „Schleifanwendungen<br />

nehmen im Bereich der Werkzeugmaschinen eine Sonderstellung<br />

ein“, erläutert Finselberger. „So muss zum Beispiel beim<br />

Innenrundschleifen ein sensorloser Betrieb von Asynchron- und<br />

Synchronspindeln bis 250.000 1/min ermöglicht werden. Dabei darf<br />

sich der Motor jedoch nur geringfügig erwärmen, um eine hohe<br />

Qualität der Bearbeitung zu gewährleisten und die Rotorverluste so<br />

gering wie möglich zu halten.“ Eine weitere wichtige Rolle spielt die<br />

Flexibilität der Maschine: Ein einfacher und schneller Wechsel<br />

zwischen unterschiedlichen Schleifspindeln muss möglich sein –<br />

entsprechend sollten sich verschiedene Motorparametersätze in<br />

den Antriebsverstärkern speichern lassen. Oftmals werden zudem<br />

Sonderfunktionen wie eine hochdynamische Wirklasterkennung<br />

bspw. zur Werkzeugüberwachung gefordert. Auch dies ist in den<br />

Antriebsverstärkern von Sieb & Meyer bereits integriert, so dass<br />

zusätzliche Komponenten eingespart werden können.<br />

Fotos: Aufmacher Sieb & Meyer, sonstige Danobat-Overbeck<br />

www.sieb-meyer.de<br />

Das Antriebssystem SD2 löst nach und nach den<br />

Frequenzumrichter SD2S in den Schleifmaschinen von<br />

Danobat-Overbeck ab<br />

DIE IDEE<br />

„Viele Jahre hatte Danobat-Overbeck<br />

in seinen Schleifmaschinen den<br />

Antriebsverstärker SD2S von<br />

Sieb & Meyer genutzt. Nun erfolgt<br />

der Umstieg auf das Antriebssystem<br />

SD2. Die Gründe sind vielfältig:<br />

Unter anderem sind ein geringerer<br />

Verdrahtungsaufwand, die integrierten<br />

Sicherheitsfunktionen und die<br />

Ansteuerung über PROFINET<br />

ausschlaggebend. Grundsätzlich ist<br />

für Danobat-Overbeck der Betrieb<br />

hoher Drehzahlen bei geringer<br />

Motorerwärmung wichtig, der sich<br />

mit Standard-Umrichtern nicht<br />

erreichen lässt.“<br />

Rolf Gerhardt,<br />

Leiter Vertrieb Antriebselektronik,<br />

Sieb & Meyer AG<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 31


STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />

SICHERHEITS-SPS<br />

AUTOMATISIERUNG VON<br />

TUNNELSCHACHTAUFZÜGEN<br />

Zwei Wartungsaufzüge am österreichischen<br />

Gleinalmtunnel wurden mit den<br />

Sicherheitssteuerungen AC500-S von ABB<br />

modernisiert. Diese gewährleisten den neuesten<br />

Stand der Technik in der funktionalen Sicherheit.<br />

Mithilfe der Programmiersprache Structured Text<br />

lassen sich die Sicherheitsfunktionen in den<br />

Aufzügen verlässlich umsetzen.<br />

Yauheni Veryha ist Global Product Manager AC500-S Safety PLC<br />

bei ABB Motion Deutschland in Heidelberg<br />

Der Gleinalmtunnel auf der Pyhrnautobahn<br />

A9 verbindet in Österreich die Bezirke<br />

Leoben und Graz-Umgebung.<br />

Über eine Länge von 8,3 km sind zwei<br />

Abluftschächte verteilt, die mehr als 300 m in<br />

den Berg hinabreichen. Um sie warten und den<br />

Schachtzustand begutachten zu können, wurden<br />

im Jahr 1980 Aufzüge in die Schächte hineingebaut.<br />

Nach gut vier Jahrzehnten Betrieb sollten<br />

die Schachtaufzüge umgerüstet und auf den<br />

neuesten technischen Stand gebracht werden –<br />

auch hinsichtlich funktionaler Sicherheit.<br />

Die österreichische Infrastrukturgesellschaft<br />

ASFiNAG beauftragte Strabag Infrastructure &<br />

Safety Solutions (SISS) mit der Modernisierung<br />

der Aufzüge in den beiden Wartungsschächten.<br />

Dank der guten Zusammenarbeit mit ABB bei<br />

anderen Tunnelprojekten hat sich Siss entschie-<br />

32 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />

den, die Aufzüge mit der Sicherheits-SPS AC500-S aufzurüsten.<br />

Bernhard Heinzel, Gruppenleiter Technischer Support<br />

bei Siss ist mit dem Ergebnis zufrieden: „Vor dem Retrofit<br />

sind die Wartungsarbeiter häufig mit dem Aufzug stecken<br />

geblieben – an einem dunklen, kalten Ort ohne Handyempfang.<br />

Jetzt funktioniert alles reibungslos.“<br />

ANFORDERUNG: PERFORMANCE LEVEL C<br />

Die AC500-S kann für die Sicherheitsfunktionen bis<br />

Performance Level (PL) e nach ISO 13849-1 eingesetzt<br />

werden. Im Rahmen einer Risikoanalyse wurde bei diesem<br />

Projekt für einige Funktionen PL c als Anforderung<br />

definiert. Um dies zu erfüllen, wird über die Steuerung<br />

ein Drehgeber ausgewertet, der die Signale für die Funktionen<br />

„sicher begrenzte Geschwindigkeit“ und „sichere<br />

Bremsansteuerung/sicherer Stopp“ liefert. Indiziert der<br />

Drehgeber, dass die Aufzugsgeschwindigkeit über einem<br />

bestimmten Grenzwert liegt, veranlasst die Steuerung,<br />

dass eine Hydraulikbremse aktiviert wird, die die Geschwindigkeit<br />

auf ein sicheres Niveau drosselt oder einen<br />

sicheren Stopp vornimmt.<br />

Da die SPS an der Stahlseiltrommel angebracht wurde,<br />

die Aufzugsbewegung aber aus dem Fahrkorb heraus<br />

gesteuert wird, befindet sich sichere dezentrale Peripherie<br />

im Fahrkorb. Es musste daher eine Verbindung<br />

zwischen der SPS und der Peripherie geschaffen werden,<br />

die auch 360 m in den Berg hinein zuverlässig funktioniert<br />

und sicherheitsgerichtete Daten verarbeitet. Mit der<br />

AC500-S und dem integrierten PROFINET/PROFIsafe-<br />

Feldbus wird dies über eine redundante WLAN-Verbindung<br />

und Richtfunk erzielt.<br />

Aufgrund der extremen klimatischen Bedingungen<br />

können sich vor allem im Winter bis zu 3 m lange Eiszapfen<br />

im Schacht bilden, die Personal und Ausrüstung<br />

gefährden können. Mithilfe einer speziellen Blechkonstruktion<br />

am Aufzug können die Eiszapfen zerschlagen<br />

werden. Dafür wurden die berührungslosen Sicherheitssensoren<br />

Eden (IP69K) von ABB verwendet. Die<br />

Sensoren geben an, wann sich der Schachtaufzug in<br />

einer zuvor festgelegten Position befindet, aus der die<br />

Eiszapfen sicher durch eine vordefinierte Bewegung<br />

zerschlagen werden können.<br />

PROGRAMMIERUNG IN STRUCTURED TEXT<br />

Hauptargument für den Einsatz der AC500-S war die<br />

Möglichkeit einer Programmierung der Sicherheitsfunktionen<br />

mit der Programmiersprache Structured Text (ST).<br />

Mit ST kann flexibel und schnell programmiert werden.<br />

Etwaige Programmierfehler können mit dem Safety<br />

Code Analysis (SCA)-Tool von ABB gegengeprüft werden.<br />

Mit diesem Sicherheitscode-Analysetool können sicherheitsrelevante<br />

Programmierregeln nach IEC 61508-3<br />

für die Sprachen ST, FBD (Function Block Diagram)<br />

und LD (Ladder Logic) verifiziert werden. Das SCA-<br />

Tool ist durch den Tüv Süd für Anwendungen bis SIL 3<br />

(IEC 61508) und PL e (ISO 13849-1) zertifiziert. Der resultierende<br />

Code mit übersichtlicher Struktur beschleunigt<br />

nicht nur die Inbetriebnahme, sondern verringert auch<br />

die Zertifizierungs- und Wartungsaufwände nach der<br />

Implementierung erheblich. Das SCA-Tool wurde in diesem<br />

Projekt auch bei der Abnahme durch den Sachverständigen<br />

verwendet.<br />

STEUERUNG UNTERSTÜTZT KOMPLEXE<br />

ARITHMETIKFUNKTIONEN<br />

Die Möglichkeit trigonometrisch gesteuerter Sicherheitsanwendungen<br />

ist ein weiterer Vorteil der AC500-S. Die<br />

Steuerung unterstützt komplexe Safety-Arithmetikfunktionen<br />

(SIN, COS, TAN, LOG, LN, SQRT usw.) mit Fließkommaberechnungen.<br />

Bei Fahrstühlen lässt sich dadurch<br />

die sicher begrenzte Geschwindigkeit dynamisch und<br />

präzise für die Anwendung überwachen.<br />

Fotos: Aufmacher Dmitry Kalinovsky/Shutterstock.com; sonst ABB<br />

www.abb.de<br />

DIE IDEE<br />

„Mithilfe der Sicherheits-SPS<br />

AC500-S lassen sich selbst<br />

komplexe Sicherheitsanwendungen<br />

wie etwa bei Aufzügen einfach<br />

realisieren. Die Programmierung<br />

mit Structured Text ermöglicht<br />

eine größere Flexibilität und<br />

vereinfacht die Entwicklung von<br />

Sicherheitsanwendungen. Um die<br />

AC500-S zu programmieren,<br />

müssen bestimmte Kodierrichtlinien<br />

befolgt werden. Das Tool<br />

SCA (Safety Code Analysis) kann<br />

das Sicherheitsprojekt gegen diese<br />

Richtlinien prüfen und eventuelle<br />

Regelverstöße kennzeichnen.“<br />

Yauheni Veryha, Global Product<br />

Manager AC500-S Safety PLC,<br />

ABB Motion Deutschland<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 33


SPECIAL<br />

HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

34 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

KLEMMSYSTEME<br />

INDIVIDUELL<br />

ADAPTIEREN<br />

Das pneumatische Klemmsystem<br />

RotoClamp von Hema eignet sich für<br />

rotatorische Positionsklemmungen in<br />

Achsen, Tischen und Schwenkköpfen<br />

von Maschinen und Anlagen. Nach dem<br />

Prinzip „Fail Safe“ arbeitend, klemmt es<br />

Achsen auch beim Ausfall von Energie<br />

schnell und kraftvoll. Kundenwünsche<br />

hinsichtlich besonders enger Bauräume<br />

oder anderer Sonderwünsche erfüllt der<br />

Anbieter individuell.<br />

ROTOCLAMPS SIND ALS INNEN- UND<br />

AUSSENKLEMMENDE VERSIONEN<br />

LIEFERBAR UND KOMPATIBEL<br />

ZU ALLEN WELLENGRÖSSEN, DIE<br />

IN DER INDUSTRIE ÜBLICH SIND<br />

Edmund Likus, Geschäftsbereichsleiter Klemm- und Bremssysteme,<br />

Hema Maschinen- und Apparateschutz, Seligenstadt<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 35


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

Die Achsen und Spindeln vieler Maschinen und Anlagen<br />

müssen sicher geklemmt werden. Um das in verschiedenen<br />

Arbeitspositionen zu gewährleisten, bietet<br />

das hessische Unternehmen Hema mit RotoClamp<br />

ein rotatorisches Klemmsystem, das auch als Fail-Safe-<br />

Sicherung eingesetzt werden kann. Trotz der im Vergleich zu<br />

hydraulischen Klemmsystemen deutlich geringeren Betriebsdrücke<br />

von standardmäßig 4 oder 6 bar erreicht das pneumatische<br />

RotoClamp abhängig von Dimension und Reibwert wesentlich<br />

höhere Klemmkräfte. Deutlich geringer fallen dagegen<br />

die Betriebskosten aus, da gegenüber hydraulischen Lösungen<br />

deutlich weniger Installationsaufwand erforderlich<br />

ist. Aufgrund des vergleichsweise niedrigeren Systemdruckes<br />

ist zudem auch das Sicherheitsrisiko geringer.<br />

DAS PRINZIP DES FEDERSPEICHERS<br />

Die RotoClamp-Klemmung basiert auf dem Prinzip des Federspeichers.<br />

Im Regelbetrieb wird ein gummiertes Federblech<br />

mit Druckluft beaufschlagt und verkürzt sich dabei. Die<br />

Klemmelemente heben dadurch von der Welle ab und geben<br />

diese frei. Fällt die Pneumatik aus, kehren die Federbleche sofort<br />

in ihre ursprüngliche Position zurück und fixieren die<br />

Welle mit großer Kraft. Durch zusätzliche Druckluftbeaufschlagung<br />

der äußeren Federmembrankammer mittels sogenannter<br />

Booster-Funktion kann die Klemmkraft bei Bedarf<br />

erhöht werden. Beim Betrieb mit 6 bar plus Booster-Funktion<br />

können im Bereich der Kontaktfläche Druckspannungen bis<br />

180 N/mm2 erzeugt werden. Die Reaktionszeit liegt je nach<br />

Typ und Größe liegt sie zwischen 50 und 200 ms.<br />

RotoClamp ist in innen- und außenklemmenden Versionen<br />

lieferbar und kompatibel zu allen üblichen Wellengrößen.<br />

Unter anderem Sondermaschinenbauer von hochpräzisen<br />

Fertigungsanlagen greifen darauf zurück. Ein Anwendungsbeispiel<br />

sind Schleifmaschinen, in denen RotoClamp genutzt<br />

wird, um Drehtische zu fixieren. Das Klemmsystem als solches<br />

wurde speziell für sich drehende Führungen oder Antriebe<br />

konzipiert. In der Standardausführung ist es in drucklosem<br />

Zustand sicher geschlossen. Durch Druckbeaufschlagung<br />

der inneren Arbeitskammer öffnet sich hier die Klemmung.<br />

Die Aktiv-Ausführung ist dagegen in drucklosem<br />

Zustand offen. Hier bewirkt die Druckluftbeaufschlagung der<br />

äußeren Arbeitskammer das Schließen der Klemme.<br />

ROTOCLAMP INDIVIDUELL ANPASSEN<br />

Nicht im Katalog aufgeführte Sonderbauformen des RotoClamp<br />

sind möglich, soweit sie die Festigkeit und Funktion des Klemmsystems<br />

nicht beeinträchtigen. Die Bearbeitungsoptionen umfassen<br />

beispielsweise modifizierte Flansche und Bohrbilder<br />

sowie veränderte Dimensionen. Auch Konturänderungen wie<br />

seitliche Abfräsungen oder Einfräsungen am Umfang lassen<br />

sich kundenindividuell umsetzen. Mit den Erfahrungen aus<br />

über fünfzehn Jahren haben die Hema-Konstrukteure schon<br />

eine ganze Reihe kundenspezifischer RotoClamp-Baugruppen<br />

realisiert. Diese orientieren sich meist am Bauraum der<br />

Kundenanwendung und werden angefragt, wenn Standardbaugruppen<br />

nicht ins Maschinenlayout passen. Am häufigsten<br />

werden angepasste Anschraubbohrbilder für die kundenseitige<br />

Anbindung gewünscht.<br />

Grundsätzlich können auch neue Gehäuseformen gefertigt<br />

werden, sofern die innere Funktionsstruktur des RotoClamp<br />

unverändert bleibt, also die Federbleche und die erforderlichen<br />

Montagebohrungen, um die beiden Deckscheiben des<br />

01 02<br />

03<br />

01 Über die roten Anschlussbuchsen wird das<br />

Klemmsystem pneumatisch mit Druck beaufschlagt<br />

02 Das Prinzip des Federspeichers: Ein gummiertes<br />

Federblech verkürzt sich unter Druckbeaufschlagung<br />

03 Sichere Klemmung des Drehtisches eines<br />

CNC-Bearbeitungszentrums<br />

36 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

RotoClamp miteinander zu verbinden. Auch neue Klemmdurchmesser<br />

sind prinzipiell möglich, allerdings aufgrund des Entwicklungsaufwandes<br />

nur bei Serienaufträgen ab 500 Stück wirtschaftlich<br />

tragbar.<br />

In der Regel werden die RotoClamp-Baugruppen für die Kundenanbindung<br />

einseitig plangeschliffen. Auf Kundenwunsch<br />

kann diese Bearbeitung auch beidseitig ausgeführt werden. Mittels<br />

Zusatzluft als Katalogvariante und Tandemausführung kann<br />

das Klemmmoment erhöht werden. Für Letztere werden zunächst<br />

zwei Single-RotoClamp aufgebaut und bearbeitet. Anschließend<br />

werden diese miteinander verschraubt und abschließend<br />

endbearbeitet. Auch eine Adaption des Luftanschlusses<br />

wurde schon vorgenommen, sodass dieser radial anstatt axial<br />

von oben erfolgte.<br />

SPINDELN UND Z-ACHSEN SICHER KLEMMEN<br />

In Fräs- und Lasermaschinen ist die rotatorische Positionsklemmung<br />

ebenfalls im Einsatz. Auch hier sichert sie nach dem<br />

bewährten Prinzip stillstehende Spindeln beim Ausfall der<br />

Pneumatik gegen unbeabsichtigte Bewegung. Zusätzlich kann<br />

RotoClamp bei Fräsmaschinen aber auch deren Z-Achse in ihrer<br />

Position halten.<br />

Auch bei Hochfrequenzspindeln und Fräsmotoren für Bearbeitungsmaschinen<br />

klemmt RotoClamp zuverlässig die Rotationsachse<br />

der Fräsköpfe – dank des Federspeichers und zusätzlicher<br />

Booster-Funktionen mit hohen Momenten beim Stillstand der<br />

Spindel. Für Zweiachsfräsköpfe sind darüber hinaus Tandemvarianten<br />

realisierbar.<br />

Neben der guten Funktion betont Hema auch den geringen<br />

Wartungsaufwand und Verschleiß seiner Klemmsysteme: „Sie arbeiten<br />

selbst nach unzähligen Klemmzyklen so zuverlässig wie<br />

am ersten Tag.“ Der B10-Wert für die nominelle Lebensdauer bei<br />

90 Prozent Überlebenswahrscheinlichkeit beträgt 2,5 Millionen.<br />

Hinzu komme der positive Einfluss der Klemmung auf das Fertigungsergebnis:<br />

„Durch das Fixieren der Achse wird während der<br />

Hochlastbearbeitung eine wesentlich höhere Präzision erzielt als<br />

bei Anwendungen ohne Klemmsystem.“ Ein weiterer Vorteil sei<br />

das Plus an Sauberkeit gegenüber Hydraulik, da bei dem pneumatischen<br />

System kein Öl entweichen kann.<br />

Bilder: Hema<br />

www.hema-group.com<br />

DIE IDEE<br />

„Viele Maschinen und Anlagen in der<br />

industriellen Fertigung verfügen über<br />

Achsen und Spindeln, die in verschiedenen<br />

Arbeitspositionen sicher geklemmt<br />

werden müssen. Für diese Anwendungen<br />

bietet Hema die RotoClamp: ein<br />

rotatorisches Klemmsystem, das sich<br />

durch hohe Klemmkräfte bei relativ<br />

niedrigen Betriebsdrücken auszeichnet.<br />

Die serienmäßigen RotoClamps sind so<br />

ausgelegt, dass sie viele Anwendungsfälle<br />

abdecken können. Aber natürlich<br />

hält sich nicht jede Maschinenkonstruktion<br />

an unsere „Standards“. Da wir das<br />

gesamte Konstruktions-Know-how und<br />

alle Bearbeitungsmöglichkeiten selbst<br />

im Haus haben, können wir problemlos<br />

individuelle Anpassungen an den<br />

Katalog-RotoClamps vornehmen und<br />

unseren Kunden so ein noch breiteres<br />

und individuelleres Lösungsspektrum<br />

für die Maschinensicherheit bieten.“<br />

Edmund Likus, Geschäftsbereichs leiter<br />

Klemm- und Bremssysteme,<br />

Hema Maschinen- und Apparateschutz


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

PC-BASED CONTROL<br />

FLEXIBLE STEUERUNGSTECHNIK BEI<br />

HAIRPIN-STATOR-PRODUKTIONSLINIEN<br />

Der Werkzeugmaschinenhersteller Grob wird der rasant wachsenden Bedeutung der<br />

Elektromobilität mit hochproduktiven Fertigungs- und Montageanlagen gerecht.<br />

Entscheidend sind dabei minimale Zykluszeiten und entsprechend schnelle<br />

Prozessabläufe, wie sie die PC- und EtherCAT-basierte Steuerungs- und<br />

Antriebstechnik von Beckhoff ermöglicht. Eine komplexe Produktionsmaschine für<br />

Hairpins, aus denen die Statorwicklungskränze von Elektromotoren gebildet werden,<br />

verdeutlicht die Vorteile dieser optimal skalierbaren Automatisierungslösung.<br />

Tilman Plaß, Global Industry Manager Automotive, Beckhoff Automation<br />

38 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


POWER TO MOVE.<br />

Seit über 95 Jahren entwickelt die Grob-Werke GmbH & Co. KG, Mindelheim,<br />

als global operierendes Familienunternehmen Anlagen und Werkzeugmaschinen<br />

u. a. für die namhaftesten Automobilhersteller und deren Zulieferer. Das<br />

Portfolio reicht von Universal-Bearbeitungszentren über hochkomplexe Fertigungssysteme<br />

und manuelle Montagestationen bis hin zu vollautomatisierten Montagelinien.<br />

Hierzu zählen auch Produktionsanlagen für Elektromotoren sowie Produktions-<br />

und Montageanlagen für die Batterie- und Brennstoffzellentechnologie.<br />

ELEKTROMOBILITÄT ERFORDERT LEISTUNGSFÄHIGE<br />

STEUERUNGSTECHNIK<br />

Der Trend zur Elektromobilität stellt laut Martin Ellenrieder, Gruppenleiter Funktionsentwicklung<br />

der Business Unit Elektromobilität von Grob, auch an die Steuerungstechnik<br />

neue Anforderungen: „Im Vergleich zu Anlagen für Verbrennungsmotoren<br />

sind die Systeme gekennzeichnet durch komplexere Stationen, verringerte<br />

SPS-Zykluszeiten, einen höheren Anteil an Antriebstechnik in der Montage sowie<br />

komplexe gekoppelte Bewegungen.“ Dies zeigt sich bei der komplett mit Beckhoff-<br />

Steuerungs- und -Antriebstechnik ausgestatteten Hairpin-Maschine (Generation 2).<br />

Realisiert sind dort neben vier Grob-Spindeln insgesamt 57 NC-Achsen – 40 reale<br />

und fünf virtuelle Achsen sowie zwölf als individuelle Servoachsen betriebene Mover<br />

des eXtended Transport Systems (XTS). Hinzu kommt eine umfangreiche I/O-Ebene<br />

aus EtherCAT- und TwinSAFE-Klemmen bzw. -Box-Modulen, mit 270 digitalen Einund<br />

150 digitalen Ausgängen.<br />

Mit einem Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6030 oder C6032 und der Software<br />

TwinCAT als Steuerungskern erreicht die Maschine eine äußerst hohe Ausbringungsleistung<br />

mit lediglich 2,3 s Taktzeit pro Hairpin. Dabei sind pro Stator rund<br />

200 einzelne Hairpins individuell zu fertigen. Umso beeindruckender ist dies mit<br />

Blick auf die Komplexität des Bearbeitungsprozesses und auf die vielfältigen Steuerungsaufgaben,<br />

die von der Zuführung des Kupferrohdrahts über dessen gerade<br />

Ausrichtung, aufwendige Biegung und Abisolierung bis hin zum exakten Positionieren<br />

in einem Vorstecknest reichen.<br />

HOHER ANLAGENDURCHSATZ ERFORDERT DETAILLIERTE DATEN<br />

Daniel Gugenberger, Gruppenleiter Konstruktion Elektrik der Business Unit<br />

Elektro mobilität von Grob, verdeutlicht den Unterschied zur Fertigung von Verbrennungsmotoren<br />

folgendermaßen: „Die klassischen Montageprozesse wurden in<br />

großem Umfang automatisiert und würden sich in der erforderlichen Qualität,<br />

Präzi sion und Schnelligkeit nicht durch einen Maschinenoperator durchführen lassen.“<br />

Hier habe sich PC-based Control von Beckhoff bewährt, denn aufgrund des<br />

sehr hohen Anlagendurchsatzes seien detaillierte Maschinen- und Prozessdaten<br />

von entscheidender Bedeutung: „Wenn ein kompletter Herstellungsprozess in zwei<br />

Sekunden abläuft, sind Produktionsüberwachung und Fehleranalyse nur mit entsprechenden<br />

Analysetools und Hochgeschwindigkeitskameras möglich. Dabei setzen<br />

wir sehr häufig das Software-Oszilloskop TwinCAT Scope View ein.“<br />

Für den Aufbau einer Statorwicklung sind rund 200 Hairpins in ungefähr 50 verschiedenen<br />

Ausführungen erforderlich. Diese werden nacheinander in der für das<br />

Platzieren im Vorstecknetz benötigten Reihenfolge produziert. Dementsprechend<br />

wichtig ist eine Inline-Fehlererkennung. Dazu erläutert Fabian Glöckler: „Bei einem<br />

Material- oder Geometriefehler muss der entsprechende Hairpin nachproduziert<br />

und automatisiert in die Anlage eingeschleust werden, um sich an der korrekten<br />

Position einstecken zu lassen. Bei der großen Anzahl an Bewegungsachsen und<br />

Hairpin-Varianten bedeutet das für die Steuerungstechnik eine enorme Verwaltungsaufgabe,<br />

da unterschiedlichste Parameter, Biegewinkel und Kurvenscheiben<br />

just-in-time gerechnet werden müssen.“<br />

BEWÄHRTES AUTOMATISIERUNGSSYSTEM UND<br />

INNOVATIVES HMI<br />

Bereits im Jahr 2004 wurde die erste Grob-Prozessmaschine mit Beckhoff-Technologie<br />

ausgestattet, erinnert sich Martin Ellenrieder: „Es folgten zunächst Teststände<br />

und Zusatzmagazine, bis 2017 auch die erste Montagelinie mit PC-based Control<br />

automatisiert wurde. Hauptgründe für den jeweiligen Einsatz waren die kurzen Zykluszeiten<br />

der Steuerung sowie die hohe Systemflexibilität in Bezug auf zukünftige<br />

Anwendungen und Anforderungen. Dazu zählen u. a. zahlreiche Schnittstellen zu<br />

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SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

02<br />

01<br />

01 Die Elektromotor-Statoren von<br />

Grob beinhalten mehrere Wicklungskränze<br />

aus einzelnen Hairpins<br />

02 Ein Ultra-Kompakt-Industrie-PC<br />

C6030 bietet ausreichend Rechenleistung,<br />

um alle Prozessabläufe<br />

zentral zu steuern<br />

unterschiedlichen Bussystemen, die umfangreichen Motion-<br />

Funktionen und eine hohe Diagnosetiefe. TwinCAT bietet als<br />

Vorteil eine besondere Offenheit – z. B. mit der Integration von<br />

MATLAB, das vor allem beim Entwicklungsprozess der Anlagen<br />

geholfen hat. Prozessingenieure konnten so Simulationen einfach<br />

in Testanlagen integrieren. Die automatische Codegenerierung<br />

aus dem E-CAD-System heraus bis ins HMI, die einfache<br />

Einbindung eigenentwickelter Motion-Control-Bausteine sowie<br />

die Integration von Versionskontrolle, Bug-Tracking und Softwaretests<br />

sind weitere Aspekte. Zudem erleichtert uns die Flexibilität<br />

von TwinCAT deutlich die Standardisierung in der Softwareentwicklung.“<br />

Der Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6030 bzw. C6032 kommt in<br />

Verbindung mit einen Multitouch-Control-Panel CP3918 mit kundenspezifischer<br />

Tastererweiterung zum Einsatz. „Der IPC bietet<br />

ausreichend Rechenleistung, um unser Ziel von 4 ms SPS-Zykluszeit<br />

zuverlässig erreichen zu können. Hinzu kommen seine sehr<br />

kompakte Bauform und die variablen Montagemöglichkeiten“, so<br />

Fabian Glöckler. Beim Human Machine Interface stehe die komfortable<br />

und fehlerfreie Maschinenbedienung im Vordergrund,<br />

wobei man schon sehr früh auf TwinCAT HMI gesetzt habe:<br />

„Dementsprechend wichtig war zu Beginn die enge Zusammenarbeit<br />

mit Beckhoff, um ein solch großes HMI-Projekt realisieren zu<br />

können. Dies hat sehr gut funktioniert und zu einem für unsere<br />

Anforderungen maßgeschneiderten HMI mit dem Fokus auf intuitive<br />

Bedienbarkeit, übersichtliche Parameterdarstellung und<br />

sehr große Diagnosetiefe geführt. Ergebnis ist ein einheitliches<br />

und innovatives Bedienkonzept für alle unsere Anlagen.“<br />

KOMPLEXE BEWEGUNGEN PER<br />

SERVOACHSEN UND XTS<br />

Die zahlreichen rotatorischen Achsen sind mit Servoverstärkern<br />

AX5000 und teilweise mit der kompakten Antriebstechnik EL72xx<br />

und EP72xx sowie den Servomotoren AM8000 realisiert. Dabei<br />

sieht Martin Ellenrieder einen besonderen Vorteil in der One<br />

Cable Technology: „OCT ergibt einen wesentlich reduzierten Verkabelungsaufwand<br />

und minimiert die Fehlerquellen. Weitere<br />

wichtige Faktoren beim Einsatz des AX5000 sind die zusätzlich<br />

abgedeckten Geber-Schnittstellen sowie die Safe-Motion-Funktionen<br />

der TwinSAFE-Optionskarte AX5805.“<br />

Ergänzt werden die rotatorischen Bewegungsachsen durch<br />

XTS von Beckhoff. Zum Einsatz kommt ein System mit ovaler, 3 m<br />

langer Streckenführung und zwölf Movern, welche die einzelnen<br />

Hairpins für den abschließenden Steckprozess an ein Linearportal<br />

übergeben. XTS-Anwendungsvorteile sieht Daniel Gugenberger<br />

vor allem in der gesteigerten Anlagenflexibilität und der einfachen<br />

Möglichkeit zur Erweiterung um neue Funktionen. Und<br />

weiter: „Neben der klassischen Transportaufgabe nutzen wir XTS<br />

zur flexiblen Positionierung an unterschiedlichen Bearbeitungspositionen.<br />

Dabei profitieren wir unter anderem von der kompakten<br />

Bauform sowie der Modularität, durch die sich unterschiedliche<br />

Stationen einfach integrieren lassen.“<br />

TwinSAFE hat sich laut Martin Ellenrieder insgesamt als<br />

system integrierte Safety-Funktionalität bewährt und bietet eine<br />

hohe Flexibilität in der Sicherheitsapplikation. Ergänzend zur<br />

antriebsbasierten Sicherheitstechnik kommt die TwinSAFE Logic<br />

EL6910 als dedizierte Sicherheitssteuerung zum Einsatz. Bei<br />

kompletten Fertigungslinien kommunizieren die verteilten Sicherheitsapplikationen<br />

der einzelnen Maschinen und Anlagen über<br />

das EtherCAT Automation Protocol (EAP) miteinander. „Diese<br />

Safety-Kommunikation über Steuerungsgrenzen hinweg ist ein<br />

sehr wichtiger Aspekt der Maschinensicherheit, da unsere Kunden<br />

meist sehr viele und zudem verkettete Anlagen einsetzen“,<br />

resümiert Martin Ellenrieder.<br />

Fotos: Beckhoff, Grob-Werke<br />

www.beckhoff.com<br />

DIE IDEE<br />

„Wichtig war die enge Zusammenarbeit<br />

mit Beckhoff, um ein solch<br />

großes HMI-Projekt realisieren zu<br />

können. Dies hat sehr gut funktioniert<br />

und zu einem für unsere<br />

Anforderungen maßgeschneiderten<br />

HMI mit dem Fokus auf intuitive<br />

Bedienbarkeit, übersichtliche<br />

Parameterdarstellung und sehr<br />

große Diagnosetiefe geführt.<br />

Ergebnis ist ein einheitliches und<br />

innovatives Bedienkonzept für alle<br />

unsere Anlagen.“<br />

Martin Ellenrieder,<br />

Gruppenleiter Funktionsentwicklung<br />

neue Technologien,<br />

Grob-Werke GmbH & Co. KG<br />

40 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


MARKTPLATZ<br />

FÜR POTENZIELL GEFÄHRDETE BELASTUNG<br />

GUT GEWAPPNET<br />

Die explosionsgeschützten<br />

IXARC-<br />

Drehgeber von<br />

Posital wurden nach<br />

den internationalen<br />

ATEX/IECEx-Richtlinien<br />

der Kategorie 3<br />

zertifiziert. Damit<br />

eignen sich die Geräte für den Einsatz in Zone 2 und Zone 22.<br />

Die ATEX/IECEx-Drehgeber verfügen über Aluminium- oder<br />

Edelstahlgehäuse, die so konzipiert sind, dass elektrische<br />

Hotspots oder Funkenbildung ausgeschlossen werden<br />

können. Sie sind in inkrementalen sowie absoluten Varianten<br />

erhältlich und werden mit optischen oder magnetischen<br />

Messsystemen angeboten. Die Drehgeber bieten eine<br />

Auflösung bis 16 Bit und sind auf eine hohe Dynamik<br />

ausgelegt. Magnetische Varianten erreichen eine ähnliche<br />

Auflösung und zeichnen sich durch ein kompaktes, robustes<br />

Design aus. Bei inkrementalen Drehgebern ist eine Einstellung<br />

zwischen 1 und 16.384 PPR möglich. Absolute Drehgeber<br />

sind sowohl als magnetische als auch optische Variante<br />

für den Multiturn-Betrieb verfügbar, deren Zählelektronik<br />

batterielos funktioniert und auf Energy-Harvesting setzt.<br />

www.posital.de<br />

INDUSTRIAL ETHERNET DREHGEBER<br />

Siko erweitert<br />

sein Drehgeber-<br />

Portfolio um<br />

eine Reihe<br />

Industrial<br />

Ethernet<br />

Drehgeber.<br />

Die absoluten optischen Single- und Multiturndrehgeber<br />

WV5850 und WH5850 sind hochauflösend und für<br />

Echtzeitanwendungen ausgelegt. In der PROFINET-Version<br />

unterstützen sie eine Zykluszeit von 250 μs, punkten<br />

durch ihre magnetische Unempfindlichkeit und lassen<br />

sich dank neuester PROFINET- und EtherNet/IP-Funktionen<br />

einfach integrieren. Der WH5850 ist mit verschiedenen<br />

Hohlwellen-Durchmessern erhältlich. Beim WV5850<br />

können Anwender unterschiedliche Vollwellen-Ausführungen<br />

wählen. Die Komponenten erfüllen die Conformance<br />

Class C – Encoder Class 4 sowie die Funktionen<br />

Identification & Maintenance nach Version 1.16. Siko hat<br />

zudem das Media Redundancy Protokoll (MRP), die<br />

Nachbarschaftserkennung via LLDP sowie die Möglichkeit<br />

des Zugriffs von mehreren PLC auf den Drehgeber<br />

implementiert. Die Encoder unterstützen taktsynchrone<br />

Zykluszeiten mit einem SendCycle bis zu 31,25 μs und<br />

einem Jitter < 1 μs.<br />

www.siko-global.com<br />

HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

LET’S CREATE<br />

THE INDUSTRY<br />

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SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

LÖSUNGSPAKET FÜR DIE ROBOTIK<br />

SCHNELLER, PRÄZISER,<br />

FLEXIBLER<br />

Auf der Hannover Messe <strong>2022</strong> wird Schaeffler ein<br />

innovatives Lösungspaket für Cobots und<br />

Knickarmroboter präsentieren, das Entwickler der Branche<br />

wohl dringend erwartet haben. Denn die produzierende<br />

Industrie fordert Leichtbauroboter, die sehr viel<br />

dynamischer agieren, dabei genauso präzise positionieren<br />

und gleichzeitig Prozesse sensitiv ausführen können.<br />

42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


Schaeffler hat für Leichtbauroboter und Cobots den Marktforderungen<br />

entsprechend neue Hauptlager, Motoren, Getriebe sowie eine vollintegrierte<br />

Sensorik entwickelt. Mit dem Lösungspaket sollen Cobots z. B.<br />

gleichzeitig um ca. 50 % schneller sein und um 30 % schwerere Lasten<br />

transportieren können. Für die Sensitivität bietet das Unternehmen ein innovatives<br />

Konzept: ein sensorisiertes Präzisionswellgetriebe. Weitere Anwendungsfelder<br />

sollen sich so erschließen lassen.<br />

Darüber hinaus wird Schaeffler in Hannover auch ein neues Präzisionsplanetengetriebe-Portfolio<br />

der PSC-Baureihe für Industrieroboter vorstellen.<br />

Dieses zeichnet sich im Vergleich zum Marktstandard durch ein um Faktor<br />

zehn geringeres Verdrehspiel und eine um Faktor drei verlängerte Gebrauchsdauer<br />

aus. Außerdem verfügen sie über eine Verschleißkompensation.<br />

Das Unternehmen kann damit in diesem Jahr Präzisionswellgetriebe und<br />

Präzisions-Planetengetriebe für Knickarmroboter für alle Achsen und Traglasten<br />

von wenigen Kilogramm bis über 100 kg anbieten.<br />

PRÄZISIONSWELLGETRIEBE IN ZWEI BAUREIHEN<br />

Um einem breiteren Anwendungsspektrum seines Robotik-Portfolios Rechnung<br />

zu tragen, hat Schaeffler das Angebot an Präzisionswellgetrieben weiter<br />

ausgebaut und bietet nun zwei Baureihen für Leichtbauroboter an: RT1<br />

für den High-Torque-Bereich und RT2 für Standard-Torque-Anwendungen.<br />

RT2-Wellgetriebe decken ca. 80 % der üblichen Cobot-Anwendungen ab.<br />

Die Baureihe ist in fünf Baugrößen von 14 bis 32, fünf Übersetzungen von<br />

50 bis 160, in Varianten mit Hohlwelle und zum direkten Anbau an die Motorwelle,<br />

als geschlossene Einheit mit Dichtungen sowie als Komponentenset<br />

erhältlich. Die RT1-Getriebe werden aktuell in vier Baugrößen von 14 bis 32,<br />

in den Übersetzungen 100 und 160 und für Drehmomente von 25 bis knapp<br />

900 Nm angeboten.<br />

Dank der hohen Drehmomentdichte ermöglichen die RT1-Präzisionswellgetriebe<br />

die Realisierung besonders kompakter Gelenkarme für überdurchschnittlich<br />

hohe Lasten. Aufgrund ihres geringen Gewichts und der kompakten<br />

Bauform eignen sie sich damit optimal für den Einsatz in Cobots. Die<br />

spielfreie und verschleißfeste Verzahnung der Wellgetriebe sorgt für hohe<br />

Positioniergenauigkeiten über die gesamte Lebensdauer. In beiden Baureihen<br />

ermöglichen die zweireihigen Schrägnadellager XZU von Schaeffler mit<br />

ihrer hohen Kippsteifigkeit eine steifere Cobotstruktur.<br />

INTEGRIERTE DREHMOMENTSENSORIK<br />

Die Präzisionswellgetriebe der RT-Baureihe von Schaeffler sind für anspruchsvolle,<br />

dynamische Anwendungen mit einem hohen Drehmoment niveau entwickelt<br />

worden. Als Option sind die Präzisionswellgetriebe jetzt auch mit<br />

einer vollintegrierten Drehmomentsensorik verfügbar. Diese liefert, ohne<br />

zusätzlichen Bauraum zu beanspruchen und ohne Steifigkeitsverlust des<br />

mechanischen Gesamtsystems, hochgenaue Drehmomentsignale.<br />

01 Das neue Präzisionswellgetriebe von Schaeffler verfügt<br />

über eine integrierte Drehmoment-Sensorik, die ohne Steifigkeitsverlust<br />

des mechanischen Gesamtsystems hochgenaue<br />

Drehmomentsignale liefert


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

02 03 04<br />

05<br />

02 Das Präzisionsplanetengetriebe zeichnet sich im<br />

Vergleich zum Marktstandard durch ein um Faktor zehn<br />

geringeres Verdrehspiel und eine um Faktor drei<br />

verlängerte Gebrauchsdauer aus<br />

03 Wellgetriebe-Baureihe RT1 für besonders kompakte<br />

Gelenkarme und überdurchschnittlich hohe Lasten<br />

04 Wellgetriebe-Baureihe RT2 mit großer Variantenvielfalt<br />

für einfache Integration in die<br />

Kundenkonstruktion<br />

05 Die Motoren bieten geringen Bauraum, geringeres<br />

Gewicht, hohe Momentendichte und überdurchschnittlich<br />

hohe Drehzahlen<br />

gen von nur 21 bis 33 mm. Wie bei rahmenlosen Motoren<br />

üblich, werden die Lagerungen der Umgebungskonstruktion<br />

mitbenutzt. Das spart Bauraum und Gewicht.<br />

Fotos: Schaeffler<br />

www.schaeffler.com<br />

DIE IDEE<br />

Im Gegensatz zu anderen Lösungen am Markt ist bei den sensorisierten<br />

Präzisionswellgetrieben die DMS-Struktur auf der<br />

Flexspline in Dünnschicht-Technologie dauerhaft aufgebracht.<br />

Die Sensorik unterstützt Sicherheitsfunktionen sowie eine<br />

präzise, feinfühlige Positions- und Prozessregelung. Die Drehmomentsignale<br />

können zusätzlich für die Entwicklung einer<br />

aktiven Schwingungskompensation genutzt werden, um kürzere<br />

Einschwingzeiten und Positionierzeiten bei hochdynamischen<br />

Bewegungsprofilen zu realisieren.<br />

HOHE LEISTUNGSDICHTE UND NAHEZU<br />

KEIN RASTMOMENT<br />

Weniger Bauraum, geringeres Gewicht, höhere Momentendichte<br />

und durchschnittlich 80 % höhere Drehzahlen sollen<br />

die Motoren der Baureihe UPRS von Schaeffler im Vergleich<br />

zu marktgängigen Antrieben bieten. Die neu entwickelten Motoren<br />

sind als Axialfluss-Maschinen und deren Spulen in PCB-<br />

Bauweise (Printed Circuit Board) ausgeführt. Das spezielle<br />

Leiterplattendesign ermöglicht einen hohen Kupferanteil pro<br />

Volumen, eine gute Wärmeabfuhr und eine verbesserte Energieeffizienz.<br />

Der hohe Kupferanteil und die Ausführung als<br />

permanenterregter Axialflussmotor wirken sich zudem positiv<br />

auf das Drehmoment aus, gleichzeitig sind die Stillstandsverluste<br />

dieser Motoren gering.<br />

Durch Optimierungen im Motordesign konnten die<br />

Schaeffler-Ingenieure das Rastmoment auf nahe Null (Zero<br />

Cogging) reduzieren, was sich unter anderem im Teaching-<br />

Modus positiv auswirkt. Die konsequente Verwendung innovativer<br />

Werkstoffe in den aktiven Komponenten des Motors<br />

reduzieren das Gewicht der Motoren und erhöhen ihre<br />

Energieeffizienz. Schaeffler bietet die PCB-Motorbaureihe<br />

UPRS derzeit in den vier Baugrößen 14, 17, 25, 32 an, mit Außendurchmessern<br />

von 53 bis 115 mm und axialen Baulän-<br />

„Cobots, die hohe Dynamik und<br />

Sensitivität in sich vereinen, sind<br />

flexibler einsetzbar. Damit wird der<br />

Return on Investment (ROI) schneller<br />

erreicht und die Produktivität<br />

kann gesteigert werden. Dies wird<br />

die Nachfrage nach Cobots zusätzlich<br />

stimulieren. Wir verfügen über<br />

die notwendigen Produktionskapazitäten<br />

und über das Qualitätsmanagement<br />

für mittlere und große<br />

Serien und alles Weitere, was nötig<br />

ist, um den künftigen Bedarf an<br />

Systemkomponenten für Leichtbauroboter<br />

zu decken. Für Schaeffler ist<br />

die Robotik ein Feld mit großem<br />

Wachstumspotenzial.“<br />

Ralf Moseberg, Leiter Geschäftsbereich<br />

Industrial Automation,<br />

Schaeffler<br />

44 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


SICHERE KABELFÜHRUNG AN<br />

INDUSTRIEROBOTERN<br />

Mit dem Energieführungssystem<br />

Robotrax und der<br />

Rückholeinheit<br />

PBU von Tsubaki<br />

Kabelschlepp hat<br />

der Automatisierungsexperte<br />

Keba<br />

einen leistungsfähigen<br />

Technologiedemonstrator<br />

gebaut. Der Demonstrator führt vor, was der digitale Zwilling<br />

eines Industrieroboters ermöglicht. Dafür wurde ein Roboter<br />

mit Toolsimulator aufgebaut, der diverse Anwendungsfälle<br />

veranschaulicht. Am Simulator musste eine mehrpolige<br />

elektrische Leitung geführt werden. Im Arbeitsraum des<br />

Roboters sollten auch bei höchster Dynamik die Kabel sicher<br />

geführt sein. Dafür wurde das für Industrieroboter optimierte,<br />

in drei Dimensionen flexible Energieführungssystem<br />

Robotrax genutzt. Eine sichere Kabelführung bei unterschiedlichen<br />

Roboterstellungen und hoher Dynamik erreichte die<br />

Rückholeinheit PBU. Die Kombi sorgte für die richtige<br />

Vorspannung entlang der gesamten Demonstrationsbahnen.<br />

Ein Anschlagen der Energiekette konnte so auch bei höchster<br />

Dynamik und Bewegungsfreiheit vermieden werden.<br />

www.kabelschlepp.de<br />

FELDBUSSYSTEM FÜR MEHR SICHERHEIT<br />

In einer Vielzahl an<br />

Branchen werden für<br />

pneumatische Anwendungen<br />

Ventilinseln<br />

eingesetzt. Deren<br />

Ansteuerung erfolgt<br />

über entsprechende<br />

Feldbusmodule. In einigen<br />

Fällen müssen<br />

besonders hohe<br />

Standards der Maschinensicherheit<br />

nach ISO<br />

13849-1 PL e und IEC 61508/IEC 62061 SIL 3 erfüllt werden.<br />

Systemverantwortliche stehen daher vor der Herausforderung,<br />

neben den erforderlichen Sicherheitsaspekten auch<br />

alle Anforderungen für einen effizienten, zuverlässigen und<br />

flexiblen Betrieb umzusetzen. Damit das gelingt, hat der<br />

Automatisierungsspezialist SMC die Feldbussysteme der<br />

Serie EX260-FPS1 entwickelt. Diese überzeugen u.a. durch<br />

die direkte Anbindung an Profisafe, die Erfüllung der<br />

Schutzart IP67, ein kompaktes Design, standardisierte<br />

Schnittstellen für hohe Kompatibilität sowie Einfachheit und<br />

Schnelligkeit sowohl bei der Konfiguration als auch der<br />

Verdrahtung. Durch den integrierten Sicherheitsausgang für<br />

das Profisafe-Protokoll kann auf eine separate Sicherheitsausgangseinheit<br />

verzichtet werden, und die Verdrahtung<br />

zwischen Sicherheitsausgangsgerät und der Serie EX260-<br />

FPS1 entfällt. Das spart Platz, reduziert die Verkabelung und<br />

insgesamt die Hardwarekosten, während eine fehlersichere<br />

Kommunikation sicherheitsrelevanter Daten möglich ist.<br />

www.smc.eu<br />

HocHpräzise<br />

Verbindungen mit<br />

eShop Halle 4, Stand A 37<br />

Online Konfiguratoren, einen SHOP mit über 12.000<br />

Standardteilen und die Fähigkeit, sie zuverlässig in<br />

kürzester Zeit und hoher Qualität zu fertigen und auszuliefern.<br />

Das macht uns zum idealen Partner für alle, die<br />

sichere Verbindungen benötigen. Fordern Sie uns!<br />

mbo Oßwald GmbH & Co KG<br />

Tel +49 9345 670-0<br />

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www.mbo-osswald.de<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 45


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

EINFACHE AUTOMATISIERUNG<br />

TÜR AUF FÜR NEUE<br />

SCHRITTMOTOR-ENDSTUFEN<br />

Eine Anschlagkante in der Breite verstellen oder einen Monitor in der<br />

Höhe: Für tausende solcher einfachen Automatisierungsaufgaben sind<br />

speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) häufig<br />

überdimensioniert. Die Alternative von Igus sind die Schrittmotor-<br />

Endstufen D7, D8 und D9 der Serie Dryve. Sie zeichnen sich unter<br />

anderem durch eine leichte Bedienbarkeit ebenso wie einen<br />

vibrationsarmen Motorlauf aus.<br />

Stefan Niermann, Leiter Geschäftsbereich drylin bei Igus, Köln<br />

46 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

Nicht immer muss es eine SPS sein, um Automatisierungsprojekte<br />

umzusetzen. Gerade dann, wenn es<br />

sich um einfache Verstellungen handelt. Durch die<br />

richtige Wahl lassen sich Geld und Aufwand sparen.<br />

„Entsprechend hoch ist die Nachfrage nach simplen Schrittmotor-Endstufen,<br />

die zuverlässig, kostengünstig und einfach<br />

zu bedienen sind – aber gleichzeitig flexibel genug, um optional<br />

mit einer modernen SPS zusammenzuarbeiten, um die<br />

Möglichkeiten zu erweitern“, erklärt Rene Erdmann, Leiter<br />

Geschäftsbereich drylin E electric drive technology bei Igus.<br />

„Wir haben deswegen unsere Motorsteuerungen der Serie<br />

Dryve um die drei Endstufen D7, D8 und D9 und weitere Varianten<br />

erweitert.<br />

SCHNELLE EINSTELLUNG OHNE SOFTWARE<br />

ODER WERKZEUGE<br />

me für übergeordnete Maschinensteuerungen wie Siemens<br />

oder Arduino an.<br />

NEUE VARIANTEN DER ENDSTUFEN FÜR MEHR<br />

BEWEGUNGSMÖGLICHKEITEN<br />

Die neuen Endstufen sind in drei Größen verfügbar und in<br />

24 Stunden versandfertig. Die Ausführung D7 eignet sich für<br />

Schrittmotoren mit bis zu 2,2 A Dauerstrom (NEMA 11/17),<br />

D8 für Motoren mit bis zu 4 A Dauerstrom (NEMA 23/24) und<br />

D9 für Motoren mit bis zu 7 A Dauerstrom (NEMA34). Und<br />

für alle Ausführungen gibt es Untervarianten, welche die Bewegungsflexibilität<br />

erhöhen. D7-1 etwa eignet sich für den<br />

JOG-Betriebsmodus mit langsamen Geschwindigkeiten zwischen<br />

einer bis 50 Umdrehungen pro Minute. Und D7-2 ersetzt<br />

den JOG- durch einen LOOP-Betriebsmodus, der zum<br />

Beispiel in einer Säuberungsanlage dafür sorgt, dass sich eine<br />

Düse kontinuierlich von links nach rechts und rechts nach<br />

links bewegt.<br />

Foto: Igus<br />

www.igus.de<br />

DIE ENDSTUFE WIRD MIT<br />

EINFACHEN MIKROSCHALTERN<br />

DIREKT AM GERÄT EINGESTELLT<br />

Um Anwender dabei zu unterstützen, Installationszeit einzusparen,<br />

hat Igus auf eine schnelle Inbetriebnahme der Steuerung<br />

Wert gelegt. Nutzer müssen lediglich Spannungsquelle,<br />

Steuersignale und den Motor an die Endstufe anschließen.<br />

Und schon kann es losgehen: Im sogenannten JOG-Betriebsmodus<br />

sorgt dann ein Signal, ausgelöst über einen angeschlossenen<br />

Taster, für den Linkslauf und ein zweites Signal für den<br />

Rechtslauf des Motors. Der Motorstrom und die Drehzahl der<br />

Endstufe lassen sich über acht Mikroschalter am Gehäuse einstellen,<br />

ähnlich wie bei einer Zeitschaltuhr. Ohne Software,<br />

ohne Werkzeuge. Vordefinierte Motordrehzahlen zwischen<br />

1 und 500 Umdrehungen pro Minute sind, abhängig von der<br />

Endstufenvariante, möglich.<br />

VIBRATIONSARMER UND LEISER BETRIEB<br />

DIE IDEE<br />

„Für einen preiswerten Einstieg in<br />

die Automatisierung hat sich Igus<br />

auf permanenterregte Synchronund<br />

Gleichstrommotoren im<br />

unteren bis mittleren Leistungsbereich<br />

spezialisiert. Dazu gehören<br />

kostengünstige DC-Motoren,<br />

präzise Schrittmotoren und dynamische<br />

EC/BLDC-Motoren. Für diese<br />

Motortypen bieten wir die jeweils<br />

passende Motorsteuerung an.“<br />

Rene Erdmann, Leiter Geschäftsbereich<br />

drylin E electric drive<br />

technology bei Igus, Köln<br />

Die neuen Endstufen sind nicht nur schnell wie auch intuitiv<br />

zu installieren und zu steuern, sondern auch leise im Betrieb.<br />

„Bei allen Geschwindigkeiten arbeiten die Endstufen dank<br />

hochwertiger elektronischer Bauteile besonders leise und vibrationsarm“,<br />

sagt Erdmann. Keine Selbstverständlichkeit. „Viele<br />

minderwertige Endstufen lassen Schrittmotoren vibrieren.<br />

Die Schwingungen erzeugen störende Geräusche und können<br />

dazu führen, dass sich Schrauben und andere Bauteile in der<br />

Umgebung lösen.“<br />

Bei allem Minimalismus besteht dennoch die Möglichkeit,<br />

die Einsatzmöglichkeiten der Endstufen zu erweitern. Das gelingt,<br />

indem Anwender über eine standardisierte step/direction-Schnittstelle<br />

eine übergeordnete Steuerung anschließen.<br />

Im Puls-Betriebsmodus ist es dann z. B. möglich, mit simplen<br />

Takt/Richtungs-Signalen präzise Positionierungen zu realisieren.<br />

Damit Konstrukteure die Endstufe bereits in der Planungsphase<br />

ohne Reibungsverluste in größere Systeme integrieren<br />

können, bietet Igus zu den Endstufen auch Eplan-Makros<br />

zum Download an. Anwender der Planungssoftware<br />

Eplan können das Makro importieren und Schaltpläne virtuell<br />

planen. „Somit reduzieren sie den Konstruktionsaufwand<br />

um bis zu 50 Prozent.“ Auch der schnelle Einbau in einen<br />

Schaltschrank ist dank des Hutschienenformats TS35 gewährleistet.<br />

Des Weiteren bietet Igus kostenlose Musterprogramwww.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />

<strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 47


MARKTPLATZ<br />

NACHHALTIGE ANTRIEBSLÖSUNG<br />

Die Witt-Gruppe in<br />

Weiden ist eines<br />

der ältesten<br />

Versandhäuser für<br />

Textilien in<br />

Deutschland. Um<br />

dem wachsenden<br />

Online-Geschäft<br />

gerecht zu werden,<br />

fiel 2020 die<br />

Entscheidung, den<br />

bestehenden Logistikstandort zu erweitern und<br />

die Kapazität um 50 Prozent Sortierleistung zu<br />

erhöhen. Der Intralogistik-Spezialist Beumer Group<br />

suchte für die Sortieranlagen der Witt-Gruppe<br />

nach einer nachhaltigen Antriebslösung, welche<br />

die konventionellen Pneumatik-Antriebe für die<br />

Klappensteuerungen ersetzt. Die Wahl fiel auf<br />

ECI 63-Servo-Antriebe von EBM-Papst. Die Servoantriebe<br />

sind weniger wartungs- und serviceanfällig<br />

als pneumatische Lösungen. Dadurch sinken die<br />

Servicekosten bei gleichzeitig reduzierten Gesamtbetriebskosten.<br />

Die EC-Technik der Servoantriebe<br />

steigert zudem die Effizienz und macht die<br />

Anlagen nachhaltiger. Die ECI 63 verfügen über<br />

eine zusätzliche Steuerungselektronik sowie<br />

Sensorik und sind IoT-fähig.<br />

www.ebmpapst.com<br />

IN SEKUNDEN ZUR PASSENDEN ANTRIEBSLÖSUNG<br />

Wittenstein alpha<br />

stellt das zeitsparende<br />

und zielgenaue<br />

Schnellauslegungstool<br />

cymex<br />

select vor. Es löst<br />

den Sizing Assistant<br />

nahtlos ab und<br />

bietet Anwendern<br />

dank einer optimierten<br />

Berechnungslogik<br />

bereits<br />

in der Prototypenphase<br />

einer<br />

Maschine einen<br />

technischen und wirtschaftlichen Überblick über passende Getriebe. Die<br />

Eingabe des maximalen Abtriebsmomentes und der maximalen Abtriebsgeschwindigkeit<br />

einer Applikation – optional ergänzt durch die Vorgabe<br />

eines bestimmten Motors – genügen, um dem Anwender aus mehr als<br />

50.000 möglichen Wittenstein-Getrieben und Varianten drei passende<br />

Alternativen anzuzeigen: eine Empfehlung, eine Leistungs- und eine<br />

Preisoption. Die Anzeige von drei konkreten Produktvorschlägen minimiert<br />

die Komplexität der Auswahl. Zudem bietet das Tool die Möglichkeit, durch<br />

Änderung von Eingabeparametern, die direkt in einem neuen Ergebnis<br />

angezeigt werden, technisch und wirtschaftlich benachbarte Alternativen<br />

zu den Vorschlägen zu identifizieren. Das Schnellauslegungstool ist ohne<br />

Registrierung direkt über cymex-select.wittenstein-group.com aufrufbar.<br />

www.wittenstein.de<br />

HART IM NEHMEN – GEHÄUSELAGER FÜR<br />

SPEZIALEINSÄTZE<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Exemplarisch<br />

für<br />

das breite<br />

Gehäuselager-Sortiment<br />

von<br />

Findling<br />

stehen<br />

Stehlager<br />

für Wellen<br />

von 50 mm<br />

Durchmesser.<br />

Sie sind<br />

in zehn<br />

Ausführungen erhältlich, die Belastungen von 29,2 kN bis<br />

156 kN unterstützen. Erreicht wird diese Bandbreite auch durch<br />

unterschiedliche Werkstoffe wie Stahlblech, Grauguss und<br />

Stahlguss sowie spezielle Lagereinsätze. Die Xforce-Reihe etwa<br />

umfasst langlebige Gehäuselager für den Schwerlastbereich<br />

und trotzt hohen Belastungen und rauen Umgebungsbedingungen.<br />

Ebenfalls für den Schwerlastbereich konzipiert sind die<br />

einbaufertigen Pendelrollenlagereinheiten des Herstellers FYH<br />

(SRU = Spherical Roller Unit). Das System bezeichnet einen<br />

fertig installierten Satz aus Lager und Gehäuse aus hochfestem<br />

Gusseisen (GGG). Die abgedichteten Lagereinheiten sind mit<br />

einem robusten und hoch belastbaren Pendelrollenlager<br />

ausgestattet. Die Lösung wirkt zudem winkelfehlerausgleichend,<br />

bietet einen hohen Drehzahlbereich und stellt hohe<br />

Haltekräfte auf der Welle sicher.<br />

www.findling.com


MARKTPLATZ<br />

GEOMETRIEBERECHNUNG VON UNRUNDEN ZAHNRÄDERN<br />

Die Software von Kisssoft bietet die Möglichkeit, die Geometrie von Unrundrädern für verschiedene<br />

Wälzkurven zu berechnen. Unrundräder werden typischerweise mit variablem Abtriebsmoment<br />

und Drehzahl entworfen. Es ist auch möglich, sie mit variablem Achsabstand auszulegen. Wälzkurven<br />

von Unrundrädern sind in der Regel Ellipsen. Um komplexere Übersetzungsfunktionen zu erreichen,<br />

können in der Software modifizierte elliptische Formen, n-lappige Ellipsen oder eigene<br />

Funktionen für die Wälzkurven der Zahnräder eingesetzt werden. Der Hauptvorteil von unrunden<br />

Zahnrädern ist die variable Übersetzung. Durch die variablen Lasten und Drehzahlen können<br />

jedoch zusätzliche Schwingungen und Lagerkräfte auftreten. Sobald die Geometrie der unrunden<br />

Zahnräder definiert ist, ist ein Festigkeitsnachweis erforderlich. Die Festigkeitsberechnung von<br />

Unrundrädern ist nicht genormt, dennoch kann die Software für eine überschlägige Festigkeitsberechnung verwendet werden.<br />

www.kisssoft.ag<br />

NEUES<br />

MOTOR-FEEDBACK-<br />

SYSTEM<br />

MODERNE<br />

SENSORTECHNIK<br />

DIE INTELLIGENTE KUPPLUNG.<br />

Mit dem ETL70 in digitaler<br />

Einkabel-Technologie<br />

Hiperface DSL und dem STL70<br />

mit Hiperface-Schnittstelle<br />

hat Sick eine neue Generation<br />

absolut messender, linearer<br />

Motor-Feedback-Systeme auf<br />

den Markt gebracht. Beide<br />

Produktfamilien basieren auf<br />

einem magnetischen<br />

Messprinzip und bieten eine<br />

große maximale Messlänge,<br />

hohe Systemgenauigkeit und<br />

Auflösung. Darüber hinaus<br />

sind sie laut Anbieter einfach<br />

zu montieren und in Betrieb<br />

zu nehmen. Auch in einem<br />

rauen Einsatzumfeld seien die<br />

Systeme robust und zuverlässig.<br />

Anwender profitierten<br />

daher von einer hohen<br />

Verfügbarkeit. Eine mehrfarbige<br />

Status-LED visualisiert<br />

bei der Montage die optimale<br />

Ausrichtung des Sensorkopfes<br />

zum Magnetband. Verkippungen<br />

und Winkelabweichungen<br />

werden dadurch schon<br />

bei der Installation eines<br />

Messsystems erkannt. Die<br />

Messlänge beider Systeme<br />

beträgt bis zu 16 Meter.<br />

www.sick.com<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE


SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2022</strong><br />

GETRIEBEMOTOREN<br />

FÜR EIN LANGES,<br />

EFFIZIENTES LEBEN<br />

Mit der Software steht Anwendern ein<br />

komfortabel zu bedienender Predictive-<br />

Maintenance-Assistent für Antriebsregler und<br />

Getriebemotoren zur Verfügung<br />

Mit „Virtual Lifetime“ hat Stöber Antriebstechnik ein Feature für<br />

die vorausschauende Wartung seiner Getriebemotoren entwickelt.<br />

Der Clou: Für diese IoT-Lösung können Konfigurationen aus den<br />

elektronischen Typenschildern der Getriebemotoren übernommen<br />

werden. Oder die Daten werden per Online-Dienst heruntergeladen.<br />

Wie wahrscheinlich ist es, dass ein Getriebemotor<br />

bald ausfällt? Ist er für die Anwendung<br />

überhaupt richtig dimensioniert? Und wann<br />

ist der ideale Zeitpunkt, um einen Getriebemotor<br />

zu wechseln? Diese Fragen beschäftigen viele Anwender<br />

in der Industrie. Um bei diesen und ähnlich gelagerten<br />

Angelegenheiten sichere Vorhersagen treffen zu<br />

können, bietet der Antriebsspezialist Stöber nun eine Lösung<br />

zur vorausschauenden Wartung an: „Stöber Predictive<br />

Maintenance kommt ohne externe Sensoren, Kabel,<br />

Software oder sonstige Hardwarekomponenten aus“, verspricht<br />

der Anbieter.<br />

Bei den Antriebsreglern der sechsten Generation ist das<br />

neue Feature schon installiert. Antriebsregler dieser Baureihe,<br />

die bereits in Maschinen und Anlagen im Einsatz<br />

sind, erhalten die Funktion via Firmware-Update. Aktiviert<br />

wird diese automatisch. Die erforderlichen Daten sind ent-<br />

DIE USER BENÖTIGEN KEIN<br />

SPEZIELLES KNOW-HOW,<br />

UM DATEN AUSZUWERTEN<br />

weder im elektronischen Typenschild abgelegt oder können<br />

einfach per Online-Dienst heruntergeladen werden,<br />

um Getriebemotoren zu überwachen. Deren Lebensleistung<br />

wird über ein modellbasiertes Analyseverfahren berechnet<br />

und durch den sogenannten Lebensleistungsindikator<br />

in der Software der Antriebsregler als Wert zwischen<br />

0 und 100 Prozent ausgegeben. Erreicht die berechnete Lebensleistung<br />

90 Prozent, gibt die Software eine Empfehlung<br />

zum Tausch des Getriebemotors und stellt diese, sofern<br />

50 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


Elektrische<br />

Verbindungstechnik<br />

aus<br />

einer Hand<br />

Der Lastzustand einer<br />

Maschine kann als<br />

3D-Histogramm<br />

angezeigt werden<br />

vorhanden, auch einer übergeordneten<br />

Steuerung als auslesbaren Parameter<br />

zur Verfügung.<br />

LAST-MATRIX AUF BASIS<br />

DER REALEN BELASTUNGEN<br />

Ein weiteres komfortables Feature ist<br />

die Last-Matrix. Deren Datenbasis sind<br />

reale Belastungssituationen. Dafür wird<br />

der kumulierte Lastzustand eines Antriebssystems<br />

über die gesamte Betriebszeit<br />

fortlaufend dokumentiert.<br />

Über den Antriebsregler oder eine Steuerung<br />

lässt sich die Last-Matrix als JSONoder<br />

CSV-Datei exportieren, um sie beispielsweise<br />

in Excel zu bearbeiten und<br />

zu visualisieren. „Damit hat der User ein<br />

Diagramm an der Hand, das er interpretieren<br />

kann“, erklärt Stöber dazu in einer<br />

Pressemitteilung.<br />

Anhand der Last-Matrix können User<br />

Fehler oder Anomalien erkennen und<br />

auf mögliche Ursachen schließen. Ein<br />

Beispiel: Eine Anlage für 90 Prozent<br />

Drehmomentauslastung konfiguriert.<br />

Sollte sich dieser Wert deutlich erhöhen,<br />

könnte dies auf einen Defekt hinweisen.<br />

Auf dieser Grundlage überwachten Anwender<br />

nicht nur die Getriebemotoren,<br />

sondern erhalten auch zuverlässige Aussagen<br />

über die realen Belastungssituationen<br />

ihrer Maschinen. Dafür benötigen<br />

sie kein besonderes Know-how. „Selbst<br />

ohne nachträgliche Datenaufbereitung<br />

oder komplexe Analyse-Funktionen<br />

sind deutliche Verbesserungen in Sachen<br />

Qualität und Wirtschaftlichkeit<br />

möglich“, so der Anbieter.<br />

Bilder: Stöber Antriebstechnik<br />

www.stoeber.de<br />

DIE IDEE<br />

„Mit der Stöber „Virtual Lifetime“,<br />

dem neuen Feature für Predictive<br />

Maintenace, bieten wir unseren<br />

Kunden gleich drei kraftvolle<br />

Funktionen für die Überwachung<br />

des Antriebstrangs. Diese umfassen<br />

das Monitoring, die vorrauschauende<br />

Wartung sowie die Möglichkeit<br />

zur Antriebsoptimierung in der<br />

reellen Anwendung. Besonders<br />

hervorzuheben ist hier der lizenzfreie<br />

Ansatz, der ohne externe<br />

Sensorik auskommt und steuerungsunabhängig<br />

funktioniert –<br />

einfach smart.“<br />

Markus Graf, Head of Sales Germany,<br />

Stöber Antriebstechnik<br />

Überall auf der Welt sorgen Kabel,<br />

Leitungen und Zubehör von<br />

HELUKABEL dafür, dass Energie<br />

und Daten dort ankommen, wo<br />

sie gebraucht werden. Erfahrung,<br />

Know-how und Kompetenz bei<br />

der Entwicklung individueller<br />

Lösungen zeichnen uns dabei aus<br />

– und das schon seit mehr als 40<br />

Jahren. Vertrauen auch Sie dem<br />

Experten!<br />

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Halle 013, Stand D96<br />

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FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

REIBUNG VON ZYLINDERROLLEN-<br />

LAGERN UM 2/3 REDUZIERT – TEIL 1<br />

Das Zylinderrollenlager mit<br />

stützrollengeführtem Käfig (SG-Lager) hat<br />

seit über 20 Jahren im harten Einsatz als<br />

Bahnmotorlager seinen tiefen Reibwert<br />

und seine Betriebssicherheit bewiesen.<br />

Trotzdem wurden die Ursachen für dieses<br />

Phänomen bisher nie wirklich untersucht.<br />

Der nachstehende Artikel zeigt, dank welcher<br />

Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten die<br />

tiefen Reibwerte erreicht werden.<br />

1. ENTWICKLUNGSGESCHICHTE<br />

Das in diesem Artikel als „SG-Lager“ bezeichnete Lager mit stützrollengeführtem<br />

Käfig wurde entwickelt, um Lagerausfälle zu<br />

vermeiden, welche bei Motorlagern von Lokomotiven nach einer<br />

Geschwindigkeitserhöhung von 125 auf 140 km/h häufig nach<br />

kurzer Zeit auftraten. Durch diese Geschwindigkeitserhöhung erhöhte<br />

sich neben der Gleitgeschwindigkeit an den Führungsflächen<br />

des Käfigs auch die Härte der Schläge durch Vibrationen.<br />

Die Folge war zeitweise Mangelschmierung an den Gleitkontakten,<br />

dadurch ein Heißlaufen und schlussendlich Blockieren der<br />

Lager. Mit anderen Worten: Die Einsatzgrenze der Wälzlager wird<br />

bestimmt durch interne Gleitlager. Diese handelsüblichen Lager<br />

werden nachfolgend als „konventionelle Lager“ bezeichnet. Mit<br />

dem SG-Lager wurde deshalb ein Lager entwickelt, bei dem die<br />

Gleitlagerung des Käfigs durch eine Wälzlagerung ersetzt wurde.<br />

Dabei werden in jedem Käfigbord 3 wälzgelagerte Stützrollen<br />

eingesetzt, welche den Käfig genau zentrisch im Außenringbord<br />

führen. Dieses Lager hat sich seit bald 30 Jahren als Motorlager<br />

von Universallokomotiven im schweizweiten täglichen Betrieb<br />

bewährt. Das Schweizer Schienennetz stellt mit seinen Flachund<br />

Bergstrecken sowie alpenquerenden Tunneln hohe Anforderungen.<br />

Dabei hat sich auch die Betriebssicherheit der SG-Lager<br />

als hervorragend erwiesen. Sie werden nach einem normalen<br />

Einsatzintervall revidiert und erneut eingesetzt.<br />

Mit den Erfolgen im Praxiseinsatz wurden die Erwartungen an<br />

die Betriebssicherheit voll erfüllt, deshalb wurden die Gründe<br />

für die tiefen Reibwerte bisher nicht genauer erforscht. Verschiedene<br />

Aspekte der Prüfstands- und Praxisresultate wurden<br />

in den Fachartikeln in der Eisenbahntechnischen Rundschau<br />

vom Dezember 1995 [1] und der Schweizer Eisenbahnrevue vom<br />

Dezember 2011 [2] beschrieben. Im vorliegenden Artikel werden<br />

nun die Ursachen der tiefen Reibwerte analytisch untersucht.<br />

2. ZUSAMMENSETZUNG DES REIBWERTES VON<br />

KONVENTIONELLEN WÄLZLAGERN<br />

In den Katalogen der Wälzlagerhersteller werden meist drei Reibwerte<br />

für die verschiedenen Wälzlagertypen angegeben<br />

■ Ein „globaler“ Reibwert µ. Dieser beträgt für Zylinderrollenlager<br />

0,0013 [5]<br />

■ Ein drehzahlabhängiger Reibwert mit einem Lagerbeiwert f o<br />

■ Ein lastabhängiger Reibwert mit einem Lagerbeiwert f 1<br />

. Hier ist<br />

aber der Lagerbeiwert f 1<br />

nicht eine lineare Konstante für den<br />

lastabhängigen Anteil, sondern nur eine typenabhängige<br />

Kennzahl.<br />

Die Formel für das drehzahlabhängige Reibmoment lautet [5]:<br />

52 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

Dabei bedeuten:<br />

M 0<br />

drehzahlabhängiges Reibmoment<br />

f 0<br />

Lagerbeiwert für diesen Reibmomentanteil<br />

n Drehzahl [min -1 ]<br />

ν kinematische Viskosität [mm 2 /s]<br />

dm mittlerer ∅ [mm]<br />

kM Konstante, damit das Moment in Nmm angegeben wird<br />

Der Lagerbeiwert f 0<br />

ist für verschiedene Schmierverfahren unterschiedlich.<br />

Als Einflussgrößen für den Reibwert werden unter<br />

anderem angegeben:<br />

- Gleitreibung der Wälzkörper und des Käfigs<br />

- Flüssigkeitsreibung und Strömungswiderstände<br />

Versteckt und damit auch nicht quantifiziert sind in dieser Formel<br />

aber auch folgende Größen enthalten:<br />

- Die Beschleunigungskräfte, welche durch das zwangsläufige<br />

Spiel der Gleitführung, die dadurch bedingte Exzentrizität des<br />

Käfigs und die folglich zyklischen Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit<br />

der Rollen und des Rollensatzes entstehen. Diese<br />

sind im Wesentlichen abhängig von der Umfangsgeschwindigkeit<br />

des Käfigs und dessen Führungsspiel und machen einen erheblichen<br />

Anteil an den Reibungsverlusten aus.<br />

Typisch ist dabei die Tatsache, dass diese Verluste generell, z. B.<br />

auch im Artikel von Dr. Ing. Th. Steinert in [3], als nicht von Interesse<br />

bezeichnet werden.<br />

Die Wirkung dieser Einflüsse ist demnach im Lagerbeiwert f 0<br />

enthalten, Größe und Charakteristik ihres Einflusseses sind aber<br />

nicht erkennbar. Andernteils ist verständlich, dass sie in den katalogmäßigen<br />

Formeln nicht explizit erscheinen. Diese sind als<br />

Hilfsmittel für den Anwender ausgelegt und müssen für alle konventionellen<br />

Käfigausführungen gelten.<br />

In der Formel für den lastabhängigen Reibwert (Nachstehend<br />

kurz mit Last-Reibwert bezeichnet) kommen hingegen nur der typenabhängige<br />

Beiwert f 1<br />

sowie die Lagerbelastung vor, beide linear.<br />

Der Lastanteil ergibt sich grundsätzlich aus der Hysterese der Wälzkörper<br />

durch deren elastische Verformung unter Belastung [3].<br />

Interessant ist dabei das Verhältnis zwischen geschwindigkeitsabhängigem<br />

Anteil und Lastanteil. Die Formeln zeigen, dass der<br />

geschwindigkeitsabhängige Anteil oft um ein Vielfaches höher ist<br />

als der Lastanteil. Die Verhältnisse beim Lager N232, einem in<br />

Bahnmotoren häufigen Typ, sind in der Tabelle unten dargestellt<br />

(Dabei wird es zwangsläufig mit Ölschmierung eingesetzt, weil mit<br />

Fettschmierung die geforderten Drehzahlen nicht möglich sind).<br />

Typisch für den Bahneinsatz sind extrem schwankende Belastungen,<br />

Drehzahlen und Temperaturen sowie starke Vibrationen.<br />

01 Lokomotive Re465 mit SG-Lagern<br />

Deshalb müssen sowohl Fett-Viskosität wie -Menge auf die jeweils<br />

schwierigsten Bedingungen abgestimmt sein. Im Vergleich<br />

nach der Tabelle betrachten wir deshalb zwei Varianten:<br />

- ungefähr konstante Antriebsleistung, aber gleiche Betriebsviskosität<br />

und<br />

- konstante Belastung und Betriebsviskosität, um den Einfluss der<br />

Drehzahl als einziger Variablen aufzuzeigen.<br />

Die in der Tabelle nach Herstellerkatalogen berechneten Reibwerte<br />

werden als Mittelwerte aus Versuchsreihen unter bestimmten<br />

Bedingungen nach Vorgaben von ISO bezeichnet (Bezugsdrehzahl<br />

in Abhängigkeit von Lagergröße und Lagerart, Temperaturdifferenz<br />

Lager zu Umgebung 50 °, Belastungsverhältnis C/P = 20.<br />

Betriebsviskosität ν neu 12 mm 2 /sec, früher 22 mm 2 /sec).<br />

Der Einfluss des Käfigs wird, wie bereits erwähnt, bei dieser Berechnung<br />

nicht respektive nicht ersichtlich berücksichtigt. In den<br />

Formeln ist auch nicht erkennbar, dass ein erheblicher Anteil der<br />

„Wälzlager-Rollreibung“ durch Gleitreibung verursacht wird. Diese<br />

ist hauptsächlich im drehzahlabhängigen Reibanteil enthalten.<br />

Die Tabelle macht auch klar, dass die „globalen“ Reibwerte nur<br />

grobe Richtwerte sein können. Sie zeigt, dass sie bei den Bezugsbedingungen<br />

recht gut stimmen und dass dabei die drehzahl- und<br />

Bezeichnung<br />

Betriebsart<br />

Drehzahl<br />

[1 / min]<br />

Last-Verhältnis C/P<br />

Betriebsviskosität<br />

[mm2/s]<br />

Drehzahlkennwert<br />

n*dm<br />

[mm/min]<br />

Reibmoment Mv<br />

im Leerlauf [Nmm]<br />

Leerlauf-<br />

Reibungszahl fv<br />

[Promille]<br />

Last-Reibungszahl<br />

fP [Promille]<br />

Reibungszahl<br />

gesamt [Promille]<br />

Verhältnis fv/fP<br />

Bezugsbedingungen<br />

Typische Betriebsdrehzahl<br />

bei<br />

Bahnlagern<br />

Drehzahl bei<br />

n*dm=1 Mio<br />

2‘190 20 22 490‘000 1960 0.59 0.6 1.19 0.98<br />

3‘600 20 22 810‘000 2730 0.82 0.6 1.42 1.37<br />

3600 35 40 810‘000 4068 2.15 0.6 2.75 3.58<br />

4‘444 20 22 1‘000‘000 3143 0.95 0.6 1.55 1.58<br />

40 40 4681 2.82 3.42 4.7<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 53


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

02 Prüfstand für die Lagergrösse NU 316<br />

FPL<br />

Gewindehülse zum<br />

Einstellen der Lagerbelastung<br />

Tellerfederpaket<br />

zum belasten des Lagers<br />

Motor<br />

Hilfslager 7006<br />

(axial angestellt)<br />

Prüflager NU316 (G1 oder SG)<br />

Kühlluft<br />

M<br />

FHL<br />

Kraftmessdose<br />

F<br />

lastabhängigen Anteile fast gleich groß sind. Die nachfolgende<br />

Analyse zeigt nun, dass die Formeln wohl geeignet sind, um bei<br />

konventionellen Lagern den Reibwert aufgrund der äußeren Einflüsse<br />

zu berechnen, nicht aber als Basis für die Weiterentwicklung<br />

der Lager. Vor allem ist daraus nicht erkennbar, welche inneren<br />

Merkmale den Reibwert letztlich bestimmen. Die Einsätze bei<br />

Bahnen zeigen aber, dass die Käfiggestaltung mindestens auf die<br />

Einsatzgrenze den entscheidenden Einfluss hat und bei der Konzeption<br />

des SG-Lagers wurde das daraus resultierende Entwick-<br />

03 Vergleich des Zustandes der Führungsflächen am Käfig<br />

Ms-Käfig (G1) gleitgeführt am Außenbord (links),<br />

Käfig stützrollengeführt (SG) (rechts)<br />

lungspotential genutzt. Der Einfluss des Käfigs wird auch durch<br />

folgende Fakten bestätigt:<br />

n Infolge der Anforderungen an Bahnmotorlager werden dafür<br />

generell Lager mit speziellen Käfigen eingesetzt.<br />

n Im vorerwähnten Fall hat bereits der Einsatz eines besonders<br />

bezüglich der Gleitlagerung konstruktiv optimierten und zusätzlich<br />

versilberten Käfigs eine Verbesserung gebracht. Den<br />

Durchbruch schaffte aber erst das SG-Lager.<br />

Der Reibwert der Lager per se spielt bei Bahnlagern eine untergeordnete<br />

Rolle. Hingegen wird die Käfiggestaltung zentral,<br />

wenn die Gleitlagerung des konventionellen Käfigs die Einsatzmöglichkeiten<br />

beschränkt. Der Einfluss der Käfigführung spielt<br />

bei diesen Einsätzen die entscheidende Rolle. Er wird deshalb<br />

nachfolgend genauer analysiert und mit dem SG-Lager mit dem<br />

wälzgelagerten Käfig verglichen.<br />

3. MERKMALE DES SG-KÄFIGS<br />

Beim SG-Käfig wird dieser mittels drei Stützrollen im Außenring<br />

wälzgelagert. (Daher der Name stützrollengeführter Käfig). Dadurch<br />

wird die Einsatzgrenze des Wälzlagers nicht mehr durch<br />

ein internes Gleitlager begrenzt.<br />

04 Vergleich des Zustandes der<br />

Führungsflächen am Außenring<br />

gleitgeführt (links) und stützrollengeführt (rechts)<br />

Noch wichtiger bezüglich Reibwert sind aber die folgenden konstruktiven<br />

Besonderheiten des SG-Lagers:<br />

n Der Käfig ist aus leicht elastischem Material. Beim Einbau wird<br />

er ganz leicht verformt. Dadurch wirkt er als Feder, welche so<br />

abgestimmt ist, dass sie sowohl ein schlupffreies Abrollen wie<br />

eine hohe Lebensdauer der Stützrollen gewährleistet. Er ist zudem<br />

mit Gegengewichten ausgerüstet, welche die drehzahlabhängige<br />

Fliehkraftbelastung auf die Stützrollen ausgleichen.<br />

Der Käfig wird dadurch absolut spielfrei und genau zentrisch<br />

zum Außenring geführt. Dies ergibt eine optimale Kinematik<br />

54 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

05 Kräfte beim konventionellen Lager infolge zyklischer Drehzahlschwankungen<br />

Maximaler Radius<br />

der Rollenbahn<br />

Rolle 1<br />

Rolle 2<br />

Exzentrizität<br />

Rolle 11<br />

Mitte<br />

Aussenring<br />

Minimaler Radius der Rollenbahn<br />

FV<br />

FRV<br />

Excentrizität<br />

des Käfigs<br />

zum Aussenring<br />

Mitte<br />

Käfig<br />

FW<br />

FB<br />

Detail Zentrum<br />

Rolle 8<br />

FA<br />

FRA<br />

FRB<br />

Rolle 7<br />

FRS<br />

FS<br />

Taschenspiel<br />

des SG-Lagers. Das bei konventionellen Lagern zwingend notwendige<br />

Führungsspiel des Käfigs und damit die zyklische Beschleunigung<br />

und Verzögerung der Rollen im Verlauf jeder<br />

Umdrehung entfallen.<br />

n Diese Kinematik erlaubt das Arbeiten mit geringeren Schmierstoffmengen<br />

als bei konventionellen Lagern. Der Reibwert des<br />

Lagers wird zusätzlich dank der reduzierten Walk-, Scher- und<br />

Planschverluste des Schmierstoffes reduziert.<br />

Es sind also drei verschiedene Merkmale, welche den tiefen Reibwert<br />

des SG-Lagers bewirken:<br />

- Der Wegfall der Gleitreibung bei der Käfigführung<br />

- Der Wegfall der zyklischen Drehzahlschwankungen<br />

- Der viel geringere Schmierstoffbedarf<br />

Der Aufmacher zeigt das Schnittmodell eines Zylinderrollenlagers<br />

NU316 SG, wie es für die Grundsatz- und Dauererprobung<br />

im Prüfstand eingesetzt wurde.<br />

4. PRÜFSTANDSERGEBNISSE MIT DEM SG-KÄFIG<br />

Die SG-Lager wurden auf zwei Prüfständen getestet:<br />

n Einem Lagerprüfstand mit zwei Lagern der Größe NU 316<br />

(Bild 02). Dieser erlaubte es, das komplette Lager mit Belastungen<br />

bis zu C/P = 11 zu testen.<br />

n Einem reinen Käfigprüfstand für die Grösse NU 340. Diese Lagergrösse<br />

entspricht dem Motorlager der Re 425 mit etwa<br />

1.200 kW Dauerleistung. Der reine Käfigprüfstand erlaubte es,<br />

die Stützrollen einer bahntypischen Lagergröße ausführlich<br />

zu testen.<br />

Auf dem Lager-Prüfstand wurden die SG-Lager mit verschiedenen<br />

Belastungsverhältnissen und bis zu einem Drehzahlkennwert<br />

n*dm von einer Million mm/Minute mit Fettschmierung getestet.<br />

Dieser Drehzahlkennwert entspricht rund dem Doppelten<br />

dessen, was für konventionelle Lager mit Fettschmierung als<br />

Grenzdrehzahl angegeben wird. Das SG-Lager wurde mit 8, 12<br />

und 18 kN belastet. Als Vergleichsbasis wurde ein konventionelles<br />

NU316 mit einem einteiligen Messing-Massivkäfig getestet.<br />

Dieses funktionierte aber nur bis zu einer maximalen Drehzahl<br />

von 6000/min. und auch das nur mit einer maximalen Belastung<br />

von 8 kN.<br />

Der Lagerprüfstand wurde speziell für die Versuche mit dem<br />

SG-Lager unter normalen Lastbedingungen gebaut. Die zwei Lager<br />

werden jeweils gleich über einen einstellbaren Tellerfedersatz<br />

belastet. Die Hilfslager haben dank dem viel größeren Lagerabstand<br />

und den kleineren Abmessungen ein vernachlässigbares<br />

Reibmoment. Die Prüflager konnten gekühlt werden. Das Drehmoment<br />

wurde mittels einer Kraftmessdose gemessen und dazu<br />

die Außenringtemperaturen. Die wichtigsten Ergebnisse sind im<br />

Bild 07 dargestellt.<br />

06 Prinzip des hydrodynamischen Gleitlagers [4]<br />

x, <br />

h0<br />

b<br />

h0<br />

b<br />

pL<br />

pmax<br />

pL<br />

pmax<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 55


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

2<br />

07 Reibwertvergleich konventionelles Lager / SG-Lager mit stützrollengeführtem Käfig<br />

Reibwertvergleich<br />

konventionelles Lager /SG-Lager mit stützrollengeführtem Käfig<br />

Versuchslager NU316, dm = 125 mm, C = 200kN<br />

Reibungskoëffizient in Promillen<br />

1,8<br />

1,6<br />

1,4<br />

1,2<br />

1<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

Konventionell G1<br />

8kN<br />

SG-Lager<br />

8kN<br />

SG-Lager<br />

12 kN<br />

SG-Lager<br />

18kN<br />

0,2<br />

0<br />

1500 2500 4800 6000 8000<br />

Drehzahl in U / min<br />

Darin fallen neben dem viel größeren Einsatzbereich des SG-<br />

Lagers zwei weitere Effekte auf:<br />

n Die Reibwerte des SG-Lagers sind grundsätzlich viel tiefer als<br />

beim konventionellen Lager, bei den hohen Geschwindigkeiten<br />

sogar etwa um den Faktor 3.5.<br />

n Der Reibwert des konventionellen Lagers nimmt bei gleicher<br />

Belastung etwa mit der Quadratwurzel des Drehzahlverhältnisses<br />

zu, derjenige des SG-Lagers nur ganz gering.<br />

n Der Reibwert des SG-Lagers nimmt mit steigender Belastung ab.<br />

Als Erstes zeigen die Bilder 03 und 04 den typischen Zustand der<br />

Führungsflächen des Käfigs (beim SG-Käfig der Führungsrolle)<br />

und der Führungsflächen im Außenring nach dem Testlauf bei<br />

gleichen Betriebsbedingungen und gleicher Laufzeit.<br />

DER AUTOR<br />

Rudolf Gehring ist Ingenieur für<br />

ausgewählte Projekte bei der<br />

LRS Engineering AG in Frauenfeld<br />

Der Verschleiß an den Gleitflächen von Käfig und Außenring<br />

beim konventionellen Käfig bestätigt die Praxiserfahrung, dass<br />

die Gleitlagerung des Käfigs bei hohen Drehzahlen zum Ausfall<br />

führt. Bei den Führungsrollen des SG-Käfigs ist dagegen die<br />

Oberflächenstruktur noch absolut unverändert.<br />

5. ANALYSE DER BESCHLEUNIGUNGSVERHÄLT-<br />

NISSE BEI KONVENTIONELLEN KÄFIGEN<br />

Bei den konventionellen Lagern ist der Käfig gleitgeführt. Diese<br />

Führung erfolgt entweder am Innenbord des Außenringes oder<br />

auf den Wälzkörpern. Sie erfordert zwingend ein gewisses Betriebsspiel<br />

und dieses eine Exzentrizität des Käfigs. Bei hohen<br />

Drehzahlen rollen die Wälzkörper infolge der Zentrifugalkraft auf<br />

der Außenring-Laufbahn ab. Der Käfig hingegen dreht sich um<br />

eine Achse, die aufgrund der angreifenden Kräfte meist nahe<br />

beim Maximum der spielbedingten Exzentrizität liegt. Durch die<br />

unterschiedlichen Drehachsen des käfiggeführten Rollensatzes<br />

und des Käfigs ergeben sich für den Rollensatz zyklische Drehzahlschwankungen<br />

innerhalb einer Umdrehung. Dies bewirkt in<br />

der Beschleunigungsphase Kräfte auf den Käfig, welche in der<br />

Verzögerungsphase infolge von Reibungsverlusten nicht vollständig<br />

„rekuperiert“ werden. Die verschiedenen Kräfte sind in<br />

der Prinzipskizze Bild 05 aufgezeigt.<br />

Das Radialspiel des gleitgeführten Käfigs beträgt bei außenbordgeführten<br />

Käfigen ca. 5 ‰ des mittleren Durchmessers.<br />

(Auf die wälzkörpergeführten Käfige wird hier nicht eingegangen,<br />

weil sich bei Bahneinsätzen außenbordgeführte besser bewährt<br />

haben).<br />

56 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

Um die Verhältnisse verständlich darstellen zu können ist das Lager<br />

vereinfacht und die Exzentrizitäten des Käfigs sind vergrössert<br />

gezeichnet. Auch die Kraftpfeile zeigen die Kräfte nur qualitativ.<br />

Einesteils wird der Rollensatz infolge der Exzentrizität des sie<br />

führenden Käfigs in seiner Rollbahn, andernteils jede einzelne<br />

Rolle um ihre eigene Achse beschleunigt. Bei diesen beiden Beschleunigungsarten<br />

herrschen unterschiedliche Bedingungen:<br />

Bei der Beschleunigung des Rollensatzes in ihrer Rollbahn sind<br />

die Rollen in den Taschen formschlüssig gefangen; sie müssen<br />

zwangsläufig die volle, geometrisch bestimmte Beschleunigung<br />

mitmachen. Dabei entstehen sowohl in der Beschleunigungswie<br />

in der Verzögerungsphase an den Kontaktlinien zwischen<br />

Rolle und Taschenflanke Reibkräfte. So entstehen trotz der „Rekuperation“<br />

der Trägheitsenergie in der Verzögerungsphase insgesamt<br />

Verluste (FRB und FRV). Weitere Reibverluste entstehen<br />

an der Kontaktfläche der treibenden Rolle (FRA) und an der<br />

Stützstelle des Käfigs (FRS).<br />

Bei der Beschleunigung der Rollen um ihre eigene Achse sind<br />

die Verhältnisse komplizierter: Dabei sind die „Haltekräfte“ am<br />

Berührungspunkt Rolle/Außenring infolge Zentrifugalkraft und<br />

Reibwert groß genug, um zusammen mit den Taschenkräften<br />

(-FB) die Beschleunigung der Rollen zu bewirken. Andernteils<br />

wirken die Reibkräfte an der Kontaktlinie Rolle/Käfigtasche<br />

bremsend auf die Rolle. Bezüglich Beschleunigung der Rollen<br />

um ihre Achse wirkt die Haltekraft nur kraftschlüssig. Die Laufbahn<br />

der Rollen ist nicht perfekt. Bei einem n*dm-Wert von<br />

750.000 mm/min beträgt die Gleitgeschwindigkeit des Käfigs<br />

rund 72 km/h. Dadurch ist es möglich, dass sich am Außenring<br />

kein reines Abrollen ergibt, sondern eine Art „Rollgleiten“. Da die<br />

Reibungskoeffizienten an den beiden Kontaktstellen nicht genau<br />

bekannt sind, kann die effektive Beschleunigung der Rollen nur<br />

aufgrund der Versuchsresultate abgeschätzt werden. Im Extremfall<br />

ist sogar möglich, dass in der „Beschleunigungsphase“ die<br />

Bremskräfte in den Taschen überwiegen und die Rolle abgebremst<br />

wird. Zu beachten ist auch, dass die Verluste durch Gleiteffekte<br />

verursacht werden. Man kann also nicht mit einem bekannten<br />

Reibwert rechnen, sondern mit einem variablen Wert,<br />

der ähnlichen Gesetzmäßigkeiten folgt wie ein hydrodynamisches<br />

Gleitlager. Dazu kommt, dass die geometrischen Verhältnisse<br />

der „Lagerstellen“ zwischen Rolle und Käfigtasche einerseits<br />

und zwischen Käfig und Führungsbord anderseits völlig unterschiedlich<br />

sind.<br />

Die Berechnung der Reibwerte auf dieser Basis wurde primär für<br />

die Lagergrösse NU316 durchgeführt, um die Ergebnisse direkt mit<br />

den Versuchsresultaten vergleichen zu können. Weil es darum<br />

geht, die Plausibilität eines Faktors um 3 aufzuzeigen sind einige<br />

Vereinfachungen zulässig. Diese beeinflussen das Grundsätzliche<br />

minimal, lassen aber das Wesentliche viel leichter darstellen.<br />

Dies sind vor allem:<br />

n Die Wälzkörper sind in der Lastzone zwischen Innen- und Außenring<br />

eingespannt. Sie werden durch den Innenring angetrieben<br />

und treiben ihrerseits den Käfig an. Wir betrachten die<br />

ganze Antriebskraft auf eine Rolle konzentriert.<br />

n Die Beschleunigung der Wälzkörper durch den Käfig folgt ungefähr<br />

einem Sinusverlauf. Wir nehmen eine konstante Beschleunigung<br />

über den halben Umfang an.<br />

n Das Taschenspiel im Käfig wird nicht berücksichtigt.<br />

Die Prinzipskizze (Bild 05) zeigt folgendes:<br />

Auf den Käfig wirken folgende Kräfte:<br />

- Die Antriebskraft FA<br />

- Die Trägheitskräfte FB in der Beschleunigungsphase<br />

- Die treibenden Trägheitskräfte FV in der Verzögerungsphase<br />

- Die Stützkraft FS, welche den Käfig mit den vorerwähnten Kräften<br />

im Gleichgewicht hält<br />

- Die Reibkräfte FRA, FRB, FRV und FRS an den Kontaktstellen<br />

Die Reibungskräfte bewirken, dass nur ein Teil der Beschleunigungsenergie<br />

in der Verzögerungsphase wieder an den Käfig zurückgegeben<br />

wird. Die gesamten Reibungsverluste werden damit<br />

bestimmt durch die spielbedingte Exzentrizität mit den zyklischen<br />

Geschwindigkeitsschwankungen, den daraus resultierenden<br />

Kräften und den Reibungsverlusten an allen Kontaktstellen.<br />

Dabei können die Kontaktstellen nicht eindeutig definierten Lagerungstypen<br />

zugeordnet werden. Die Art der Reibung und die<br />

Größe der Verluste werden deshalb im Folgenden untersucht.<br />

6. ANALYSE DES GLEITLAGERS<br />

Nachdem die Gleitlagerung die kritische Komponente des konventionellen<br />

Lagers ist, befassen wir uns genauer mit dessen<br />

Grundlagen. Im Idealfall wäre es ein hydrodynamisches Gleitlager.<br />

Im Bild 06 sind einige seiner typischen Kenngrößen ersichtlich.<br />

Eine der wichtigen ist die Sommerfeldzahl So. Die Formel<br />

dazu lautet:<br />

Dabei bedeuten:<br />

p spezifische Lagerbelastung<br />

ψ Verhältnis zwischen max. Betriebsspiel und Lager-∅<br />

η dynamische Viskosität des Öles<br />

ω Winkelgeschwindigkeit<br />

Bei dieser Betrachtung zeigt sich sofort, dass die Verhältnisse bei<br />

der Lagerung des Käfigs und bei den Kontakten zwischen Käfigtasche<br />

und Rolle so weit von denjenigen normaler hydrodynamischer<br />

Gleitlager entfernt sind, dass sich die Lagerstellen im<br />

Rollenlager mit der Theorie des hydrodynamischen Gleitlagers<br />

nicht berechnen lassen. Insbesondere betrachten die diesbezüglichen<br />

Abhandlungen Verhältnisse von Lagerbreite zu Lagerdurchmesser<br />

im Bereich von 2 bis 1/8, normale Werte von ψ sind<br />

um 0.001 und typische spezifische Lagerbelastungen pm liegen<br />

um 5 N/mm 2 . Bei der Käfiglagerung im Aussenring sind die entsprechenden<br />

Werte für b/d um 0.02, für ψ um 0.005 und für pm<br />

um 0.03. Beim Kontakt zwischen Rolle und Käfig ist es vor allem<br />

der Wert ψ, der infolge der Flankenform die Anwendung der<br />

Formel illusorisch macht. Die Betrachtung der Gleitlager ist aber<br />

nützlich, um die charakteristische Abhängigkeit des Reibwertes<br />

von der Drehzahl zu sehen und Kennzahlen für die Reibwerte<br />

des konventionellen Wälzlagers zu bestimmen. n<br />

Abbildungen: Rudolf Gehring<br />

Literaturverzeichnis:<br />

Der Beitrag wird in der Ausgabe<br />

<strong>antriebstechnik</strong> 06/<strong>2022</strong> fortgesetzt.<br />

[1] ETR, Eisenbahntechnische Rundschau 12/1995.:Bahnbrechende Neuerungen<br />

[2] SER, Schweizer Eisenbahn-Revue 12/2011: Fettgeschmierte Fahrmotorlager<br />

mit doppelter Lebensdauer bei der BLS<br />

[3] Konstruktion 48 (1996):neues Verfahren zur Berechnung der Reibung von<br />

Kugellagern<br />

[4] ETH Zürich: Webemarc/Dimensionieren/ Vorlesungsfolien Gleitlager<br />

[5] „Die Wälzlagerpraxis“ von Brändlein, Eschmann, Hasbargen, Weigand<br />

www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2022</strong>/05 57


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elektronisches Typenschild.<br />

• Digitale Übertragung von Positionswerten<br />

und Sensordaten.<br />

• Geringer Verkabelungsaufwand.<br />

• Verkürzte Montagezeiten.<br />

• Reduzierte Betriebskosten.<br />

www.stober.com

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