KEM Konstruktion 04.2022
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Ausgabe 04 | 2022<br />
www.kem.de<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
Kompakt und dennoch<br />
leistungsfähig<br />
Websession Antriebstechnik<br />
» Seite 14<br />
Zusammenspiel im<br />
Sinne des IIoT<br />
Antreiben – Steuern – Bewegen<br />
» Seite 26<br />
Komplexität per<br />
Systemmodell im Griff<br />
Systems Engineering<br />
» Seite 58<br />
„Spezifisch angepasste<br />
Systemlösungen sind<br />
das Ziel“<br />
Jürgen Roland,<br />
Leiter Business Unit<br />
Industrial, Stabilus<br />
» Seite 18<br />
TITELSTORY<br />
Elastomer -<br />
kupplungen für<br />
Cargobike-<br />
Antriebskonzept<br />
» Seite 34<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte
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Precision Drive Systems
» EDITORIAL<br />
Vorausschauende Wartung<br />
In Zeiten von Industrie 4.0 und Digitalisierung nimmt die Bedeutung von<br />
Predictive Maintenance zu. Denn eine reaktive Wartung ist aufgrund von<br />
spontan auftretenden Fehlerzuständen schwer zu planen, was das Ausfallrisiko<br />
von Maschinen und Anlagen erhöht. Vorausschauende Wartung<br />
prognostiziert dagegen Risiken unerwünschter Betriebszustände auf Basis<br />
der im Condition Monitoring gewonnenen Erfahrungswerte. Diese Prognosen<br />
ermöglichen die bedarfsorientierte Planung der Wartung, was letztendlich<br />
die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen erhöht.<br />
Das auch in der Antriebstechnik die Entwicklung weg von reaktiver<br />
Wartung hin zur Predictive Maintenance (PM) geht, lesen Sie in unserem<br />
<strong>KEM</strong>-Perspektiven-Beitrag (ab Seite 26). PM basiert auf einer permanenten<br />
Überwachung und Auswertung von Maschinen- und Prozessdaten<br />
und zielt darauf ab, Antriebe und die angebundenen Komponenten<br />
in einem einwandfreien Zustand zu halten und somit einen<br />
störungsfreien Maschinenbetrieb zu gewährleisten.<br />
Ebenfalls ein wichtiger antriebstechnischer Trend ist die Miniaturisierung<br />
(Seite 14). Denn sie löst das Problem der Maschinen- und Anlagenbauer,<br />
immer leistungsfähigere Maschinen entwickeln zu müssen, die gleichzeitig<br />
weniger Bauraum benötigen und damit einen geringeren Footprint<br />
haben. Speziell die Antriebstechnik ist hier gefordert – elektrische Antriebe,<br />
Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie alle Maschinenelemente<br />
des Antriebsstrangs sind gefragt. Glücklicherweise liefert die Miniaturisierung<br />
in allen Feldern der Antriebstechnik Antworten. Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
stellt diese Lösungen in der Websession ‚Antriebstechnik –<br />
Wenig Platz ist kein Argument!‘ am 4. und 5. Mai 2022 vor. Die Teilnahme<br />
ist nach Anmeldung kostenlos.<br />
Dies und weitere spannende Themen finden Sie in der vorliegenden<br />
Ausgabe der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>. Eine spannende Lektüre wünscht Ihnen<br />
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» INHALT 04 | 2022 58. JAHRGANG<br />
TITELSTORY<br />
Neuartiges<br />
Antriebskonzept<br />
Elektrisch unterstützte<br />
» Seite 34<br />
Lastenräder treffen den<br />
Nerv der Zeit. Mit Elastomerkupplungen<br />
von R+W gelang<br />
den Cargobike-Spezialisten Bayk<br />
ein entscheidender Entwicklungs -<br />
vorsprung.<br />
Titelbild: R+W Antriebelemente/BAYK/Konradin Mediengruppe<br />
MAGAZIN<br />
Branchennews<br />
Aluminiumverbindung mit starker Fluoreszenz entdeckt 6<br />
Bosch Rexroth übernimmt Kassow Robots 8<br />
Igus steigert Lieferfähigkeit und wächst um 32 % 10<br />
Tipps & Termine<br />
KI-Kongress „Smarte Maschinen im Einsatz“ 12<br />
Websession ‚Antriebstechnik –<br />
Wenig Platz ist kein Argument!‘ 14<br />
Antreiben – Steuern – Bewegen<br />
Der Trend in der Antriebstechnik geht weg von reaktiver<br />
Wartung hin zur Predictive Maintenance, der proaktiven<br />
Wartung.<br />
» Seite 26<br />
Technische Bürsten<br />
Im Rahmen eines Fünf-Stufen-Programms bietet Kullen-<br />
Koti Serviceleistungen, die die Auswahl vereinfachen und<br />
rasch zur optimalen Bürstenlösung führen.<br />
» Seite 50<br />
Bild: NSK<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />
Jürgen Roland, Leiter Business Unit Industrial, Stabilus<br />
„Wir wollen spezifisch angepasste Systemlösungen bieten“ 18<br />
TRENDS<br />
Digitalisierung<br />
3D-Druck-Marktplatz von Protiq bietet viele Vorteile 23<br />
<strong>KEM</strong> PERSPEKTIVEN<br />
Antreiben – Steuern – Bewegen (ASB)<br />
Condition Monitoring und Predictive Maintenance<br />
in der Antriebstechnik 26<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
TITELSTORY<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
Elastomerkupplungen für Cargobike-Antriebskonzept 34<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Elektrische Antriebe<br />
Positionierantriebe – die Aufgabe bestimmt den Motor 38<br />
Elektrozylinder für Verfahrbewegung einer Falzanlage 40<br />
Getriebe<br />
Planeten- versus Zykloidgetriebe 43<br />
Getriebemotor vereint Synchronmotor<br />
und einstufiges Stirnradgetriebe 46<br />
4 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Hochleistungs-<br />
Kunststoffe<br />
für die Sensorik.<br />
Bild: Protiq<br />
Additive Fertigung Protiq stellt einen 3D-Druck-Marktplatz zur Verfügung,<br />
der sowohl für Kunden als auch Anbieter vielfältige Vorteile bietet.<br />
» Seite 23<br />
Fluidtechnik<br />
VDMA zu Branchenentwicklungen und Fluidtechnik 4.0 48<br />
KOMPONENTEN<br />
Maschinenelemente<br />
Technische Bürsten von Kullen-Koti einfacher auswählen 50<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
Wartungsfreie Kunststoff-Gleitlager 52<br />
Drahtwälzlager für Sondermaschinen von Risomat 54<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Elektrotechnische Bauelemente<br />
Fehler bei der Auswahl des Überstromschutzes vermeiden 56<br />
METHODEN & TOOLS<br />
Produktentwicklung<br />
Systemmodell macht Komplexität beherrschbar 58<br />
Variantenkonstruktion deutlich vereinfacht 62<br />
RUBRIKEN<br />
Editorial 3<br />
Wir berichten über 10<br />
Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum 66<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 5
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Burckhardt Compression setzt auf die AR-Software Vuforia von PTC<br />
Mit digitalen Lösungen Kompressoren überwachen<br />
Bild: PTC<br />
Burckhardt Compression<br />
setzt auf AR-Software<br />
Vuforia von PTC<br />
für Remote-Service-<br />
Lösungen<br />
Die Burckhardt Compression AG, einer der Marktführer<br />
im Bereich von Kolbenkompressor-Systemen,<br />
setzt auf die AR-Software Vuforia (Augmented Reality)<br />
von PTC, um Remote-Service-Lösungen zu entwickeln.<br />
Zudem arbeiten beide Unternehmen bei der<br />
Weiterentwicklung einer Art Metaverse-AR-Lösung<br />
zusammen.<br />
Burckhardt-Kompressoren werden in der Industrie<br />
eingesetzt, um Gase zu verdichten, zu transportieren<br />
und zu lagern. Ihre sehr lange Lebensdauer von 40<br />
bis 60 Jahren macht die Kundenbeziehung und den<br />
Service zu entscheidenden Faktoren für den Unternehmenserfolg.<br />
Unter dem Namen UP! Solutions bietet Burckhardt<br />
Compression digitale Lösungen, mit denen sich die<br />
Kompressoren in Echtzeit überwachen und aus der<br />
Ferne in Zusammenarbeit mit dem Anwender warten<br />
lassen. Die Anlagen werden mit Sensoren versehen,<br />
die ständig Daten wie Schwingungen oder Temperatur<br />
sammeln.<br />
Diese Daten werden dann ausgewertet und beispielsweise<br />
zur Erkennung von Anomalien oder zur Terminierung<br />
von Servicearbeiten genutzt. Die Experten<br />
müssen zur Wartung nicht mehr zum Anwender reisen,<br />
stattdessen schauen sie dem Mitarbeiter des<br />
Kunden mittels Tablet oder Hololens-Brille virtuell<br />
über die Schulter und können ihm Anweisungen, Erklärungen<br />
und Tipps geben.<br />
Burckhardt Compression setzt dabei zu einem großen<br />
Teil auf Vuforia, die Augmented-Reality-Lösung von<br />
PTC. Diese schaut einem Experten bei einem Ablauf<br />
zu, stellt Anweisungen für das „Anlernen“ weniger<br />
erfahrenen Kollegen zusammen und überwacht die<br />
Lernphase.<br />
(bec)<br />
www.ptc.com<br />
www.burckhardtcompression.com<br />
Forschende finden Fluoreszenz-Farbstoff mit nahezu 100-prozentiger Quantenausbeute<br />
Aluminiumverbindung mit sehr starker Fluoreszenz entdeckt<br />
Chemiker der Universität Jena haben einen<br />
neuen Rekord aufgestellt: Sie entdeckten<br />
eine fluoreszierende Aluminium-<br />
Verbindung, die die höchste bisher bekannte<br />
Quantenausbeute aufweist. Für<br />
nahezu jedes Lichtteilchen, das darauf<br />
einstrahlt, wird eines von der Substanz<br />
abgestrahlt. Davon könnten Anwendungen,<br />
etwa in der LED-Technik, profitieren.<br />
Wie immer, wenn Energie übertragen<br />
wird, geht auch bei der Fluoreszenz Licht-<br />
Energie verloren. „Der bisherige Rekord<br />
für Aluminiumverbindungen liegt bei<br />
rund 70 %“, erläutert Robert Kretschmer,<br />
Juniorprofessor für Anorganische Chemie<br />
der Katalyse der Friedrich-Schiller-Universität<br />
Jena. „Das heißt, dass bei dieser<br />
Quantenausbeute bei zehn eingestrahlten<br />
Lichtteilchen von der Substanz sieben<br />
Flavio Portwich (l.) und Jun.-Prof. Dr. Robert<br />
Kretschmer mit einem fluoreszierenden<br />
Polymervlies.<br />
neue ausgesendet werden. Bei unserer<br />
Verbindung wird aber fast jedes Lichtteilchen<br />
in ein neues umgewandelt.“<br />
Ein weiterer Vorteil ist, dass die rekordverdächtige<br />
Verbindung auf Aluminium<br />
basiert, einem vergleichsweise günstigen<br />
Rohstoff. „In unserer Substanz sind zwei<br />
Aluminium-Ionen in einem organischen<br />
Molekül, einem sogenannten Liganden,<br />
gebunden“, führt Kretschmer weiter aus.<br />
„Die Herstellung ist recht simpel und<br />
kann in größeren Mengen im Labor geschehen,<br />
also grammweise. Wir konnten<br />
die Substanz auch in ein Gewebe einspinnen<br />
lassen, das dann immer noch mit<br />
stattlichen 90 % Quantenausbeute fluoresziert.“<br />
Als nächstes wollen Kretschmer<br />
und sein Team die Verbindung genauer<br />
erforschen und die rekordhafte Fluoreszenz<br />
besser verstehen. „Wir werden die<br />
Aluminium-Ionen durch andere Metalle<br />
ersetzen und auch den organischen Liganden<br />
variieren.“ Ein Ziel sei es auch, die<br />
Verbindung stabiler zu machen. (eve)<br />
www.uni-jena.de<br />
Bild: Jürgen Scheere/Universität Jena<br />
6 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 7
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Fabrikautomation gestärkt<br />
Bosch Rexroth übernimmt Kassow Robots<br />
Mit einer Mehrheitsbeteiligung am dänischen<br />
Cobot-Hersteller Kassow Robots<br />
investiert Bosch Rexroth in die Fabrikautomation.<br />
Einen entsprechenden Vertrag<br />
unterzeichneten Bosch Rexroth und Kassow<br />
Robots im März 2022 in Kopenhagen.<br />
Über die Höhe des Kaufpreises wurde<br />
Stillschweigen vereinbart. Die Transaktion<br />
steht unter dem Vorbehalt der Zustimmung<br />
der Kartellbehörden.<br />
Mit der Übernahme von Kassow Robots<br />
ergänzt Bosch Rexroth sein Produktportfolio<br />
an kollaborativen Robotern. Bislang<br />
beackerte Bosch Rexroth den Markt der<br />
kollaborativen Robotik mit seinem eigenen<br />
Roboter-System APAS Assistant – einem<br />
Industrieroboter von Fanuc oder Kuka,<br />
der über eine sensorgespickte Schutzhaut<br />
zum kollaborativem Roboter wurde.<br />
„Kollaborative Industrieroboter sind ein<br />
weiterer wichtiger Baustein für die wandelbare<br />
Fabrik der Zukunft“, sagt Dr. Marc<br />
Wucherer, Mitglied des Vorstands von<br />
Bosch Rexroth mit Verantwortung für den<br />
Vertrieb und die Fabrikautomation. „Der<br />
Bedarf für flexible Robotik ist enorm. In<br />
den kommenden Jahren soll der Markt für<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Cobots jährlich zwischen 15 und 20 Prozent<br />
wachsen.“ Dieses Potenzial wolle<br />
Bosch Rexroth nutzen, „wovon auch Kunden<br />
in der Mobilitätsindustrie inklusive<br />
der Batteriefertigung sowie in der Halbleiterproduktion<br />
profitieren werden“, sagt<br />
Wucherer. Das vom einstigen Universal-<br />
Robots-Mitgründer Kristian Kassow gegründete<br />
Unternehmen Kassow Robots<br />
produziert kollaborative Roboter (Cobots)<br />
für industrielle Anwendungen mit rund<br />
25 Mitarbeitenden an den beiden Standorten<br />
Kopenhagen und Prag (Tschechien).<br />
Vorteil der Cobots von Kassow Robots: Sie<br />
verfügen über eine vergleichsweise hohe<br />
Dr. Marc Wucherer<br />
(li.), Bosch Rexroth<br />
und Kristian Kassow,<br />
Kassow Robots,<br />
unterzeichneten die<br />
geplante Transaktion.<br />
Traglast und Reichweite und können dank<br />
ihrer sieben Achsen auf engstem Raum<br />
arbeiten und quasi wie ein menschlicher<br />
Arm ums Eck greifen.<br />
Durch die Kombination von Reichweite<br />
und Traglast können die Cobots eine Vielzahl<br />
von Aufgaben übernehmen: vom<br />
Verpacken über die Maschinenbeladung<br />
und Pick-and-Place-Anwendungen bis<br />
hin zur optischen Qualitätskontrolle. Seit<br />
2019 hat Kassow Robots Cobots bereits<br />
im unteren dreistelligen Bereich verkauft.<br />
Bosch Rexroth plant, das Geschäft international<br />
deutlich auszubauen. (ab)<br />
www.boschrexroth.com<br />
Bild: Gimatic<br />
Bild: Omron<br />
Bild: IFR<br />
Bild: Keysight<br />
Thomas Trefzer, Gimatic<br />
Seit 1. März 2022 ist Thomas<br />
Trefzer Geschäftsführer<br />
bei der Gimatic Vertrieb<br />
GmbH. Der Dipl.-Ing. für<br />
Luft- und Raumfahrttechnik<br />
hatte verschiedene Management-Positionen<br />
innerhalb<br />
der Branche inne. Er übernimmt<br />
das Amt von Johannes<br />
Lörcher, der sich nun<br />
verstärkt der TG Ritter Spezialmaschinen<br />
widmet.<br />
Fernando Colás, Omron<br />
Fernando Colás wurde von<br />
Omron zum Chief Executive<br />
Officer (CEO) des Bereichs<br />
Industrieautomation für die<br />
EMEA-Region ernannt. Colás<br />
folgt auf Seigo Kinugawa,<br />
der nach Japan zurückkehren<br />
wird. Colás untersteht<br />
Junta Tsujinaga, President<br />
der Industrial Automation<br />
Company der Omron Corporation.<br />
Marina Bill, IFR<br />
Der Vorstand der International<br />
Federation of Robotics<br />
wählte Marina Bill zur IFR-<br />
Vizepräsidentin, nachdem<br />
Klaus König von seinen Ämtern<br />
zurücktrat. Marina Bill<br />
ist Global Head of Marketing<br />
and Sales Robotics bei ABB,<br />
Mitglied des IFR Executive<br />
Board und derzeitige Vorsitzende<br />
des Robot Suppliers<br />
Committee.<br />
Satish Dhanasekaran,<br />
Keysight<br />
Satish Dhanasekaran, derzeitiger<br />
Chief Operating Officer<br />
von Keysight Technologies,<br />
wird mit Wirkung zum 1. Mai<br />
2022 President und Chief<br />
Executive Officer des Unternehmens.<br />
Außerdem wird er<br />
dem Board of Directors von<br />
Keysight beitreten. Ron Nersesian<br />
wird in den Ruhestand<br />
gehen.<br />
8 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Entwicklungen mobiler Maschinen<br />
Liebherr und Tula gehen Forschungskooperation ein<br />
Auf dem Internationalen Motorenkongress<br />
in Baden-Baden stellten die Liebherr-Components<br />
AG und das US-Unternehmen<br />
Tula Technology die Ergebnisse<br />
ihrer gemeinsamen Studie über Schwerfahrzeuge<br />
vor. Gemeinsam forschten die<br />
Unternehmen an der Reduzierung von<br />
Treibhausgasen (THG) und Stickoxiden<br />
(NOX), die von schweren Nutzfahrzeugen<br />
erzeugt werden. Auf der Grundlage von<br />
Simulationen ermöglicht die Software<br />
Diesel Dynamic Skip Fire (DDSF) von Tula<br />
eine Reduzierung der NOX-Auspuffemissionen<br />
um 41 % und des Kohlendioxids<br />
(CO2) um 9,5 %. Für diese Studie stellte<br />
Liebherr Machines Bulle SA seinen<br />
D966-Motor zur Verfügung, der in einer<br />
Vielzahl von Anwendungen wie Mobiloder<br />
Schiffskranen oder Radladern eingesetzt<br />
wird. Die Forschungsergebnisse<br />
könnten die Entwicklung und Herstellung<br />
von Geländemaschinen weltweit positiv<br />
beeinflussen. Deshalb wird Liebherr-Components<br />
ein Hardware-Konzept zur Integration<br />
der DDSF-Software von Tula in<br />
sein Motorsystem weiterentwickeln.<br />
Der D966, ein sehr kompakter 13,5-l-6-<br />
Zylinder-Dieselmotor, wird ebenfalls in<br />
zukünftigen Tests eingesetzt. In einem<br />
nächsten Schritt wird Liebherr die Integration<br />
der DDSF-Software in andere Motoren<br />
seines Portfolios prüfen.<br />
Die Ergebnisse der gemeinsamen Studie<br />
zeigen, dass DDSF eine wichtige Rolle bei<br />
der Bewältigung dieser Herausforderungen<br />
spielt und Teil zukünftiger Lösungen<br />
zum Erreichen einer Nullemission sein<br />
kann.<br />
„Es gibt zwar bereits Vorschriften zur Verringerung<br />
der Emissionen von Off-Road-<br />
Maschinen und -Fahrzeugen, aber in diesem<br />
Jahrzehnt werden noch striktere<br />
Der Liebherr-Reihenmotor D966 wurde mit Tulas<br />
Diesel-Dynamic-Skip-Fire-Software getestet.<br />
Normen erwartet. Um diese einzuhalten,<br />
brauchen die Hersteller von Maschinen<br />
und Geräten Lösungen wie unsere patentierte<br />
DDSF-Software, mit der sie ihre<br />
Motoren effizienter betreiben und die<br />
Auspuffemissionen signifikant senken<br />
können“, so erklärt R. Scott Bailey, Präsident<br />
und Vorstandsvorsitzender von Tula<br />
Technology.<br />
(bt)<br />
www.liebherr.com/de<br />
Bild: Liebherr<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 9
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Igus steigert Lieferfähigkeit und wächst um 32 Prozent<br />
Das Rekordjahr 2019 übertroffen<br />
Bild: Igus<br />
Insgesamt 500 neue Spritzgussmaschinen werden bei Igus in Köln aufgestellt, 100 ältere<br />
Spritzgussmaschinen wurden gegen 40% energieeffizientere getauscht.<br />
Die Anwender von Motion-Plastics-Produkten – von<br />
Antriebsleitung bis Zahnrad – haben auch im Jahr<br />
2021 ihre Bestellungen zu einem sehr hohen Anteil<br />
zügig erhalten. Der Plan von 2019, in Produktion und<br />
Supply Chain zu investieren, half, die sprunghaft gestiegene<br />
Nachfrage zu bedienen. Bis 2023 wird bei<br />
Igus weiter stark ausgebaut, auch mit Blick auf den<br />
Ukraine-Konflikt.<br />
„234 Millionen Euro mehr Umsatz in einem Jahr, bei<br />
fast gleichen Verkaufspreisen bis Ende des Jahres,<br />
und alles selbstproduziert und beschafft – das hatten<br />
wir noch nie“, sagt Igus-Geschäftsführer Frank Blase.<br />
„Unsere Kolleginnen und Kollegen haben Wunder<br />
vollbracht. Und wir hatten Glück, dass wir unsere Investitionspläne<br />
auch im schlechten Jahr 2020 umgesetzt<br />
haben.“ Der Umsatz im Jahr 2021 betrug 961<br />
Millionen Euro.<br />
In diesem Jahr begann auch die Umsetzung des<br />
Plans, der intern „No. 1 Catalog“ heißt: Mehr als<br />
80.000 Artikel liegen seitdem mehr auf Lager oder<br />
mit höheren Mengen. In 15 weltweiten Verteillagern<br />
stieg die Quote der Katalogprodukte, die am selben<br />
Tag oder in 24 Stunden versendet werden, auf mindestens<br />
25 %.<br />
Der Ukraine-Krieg und die Verknappungen auf vielen<br />
Märkten veranlassen Igus dazu, kurzfristig noch einmal<br />
mehr in die Materialverfügbarkeit zu investieren.<br />
Gleichzeitig gehen die Investitionen in höhere Produktionskapazitäten<br />
weiter.<br />
Seit 2020 wurde die Produktion in Köln um 300<br />
Spritzgussmaschinen aufgestockt oder modernisiert.<br />
Weitere 200 sind in Bestellung. Das neue Produktionsgebäude<br />
in Köln mit zusätzlichen 20.000 m² Fläche<br />
wird voraussichtlich am 1. Mai 2023 fertiggestellt.<br />
Neue Lagerorte für 12.000 Paletten hat man<br />
bereits 2021 gebaut.<br />
(bec)<br />
www.igus.de<br />
Wir berichten über<br />
ABB .................................................................................. 8<br />
ACE ................................................................................ 18<br />
BAYK ............................................................................. 34<br />
Bosch Rexroth ..................................................... 8, 26<br />
Burckhardt Compression ........................................ 6<br />
Celonis ......................................................................... 12<br />
Cultraro ....................................................................... 18<br />
Datatroniq .................................................................. 12<br />
ebm-papst .................................................................. 38<br />
Eplan ............................................................................. 62<br />
Fabreeka ...................................................................... 18<br />
Festo ............................................................................. 12<br />
Franke ................................................................... 26, 54<br />
Fraunhofer IPA ......................................................... 12<br />
General Aerospace .................................................. 18<br />
Gimatic ........................................................................... 8<br />
Hahn Gasfedern ....................................................... 18<br />
HAW Landshut ......................................................... 58<br />
IFR .................................................................................... 8<br />
Igus ........................................................................ 10, 52<br />
Kassow Robots ............................................................ 8<br />
KBB ................................................................................ 62<br />
Keysight ......................................................................... 8<br />
Konradin Mediengruppe ...................................... 12<br />
Kullen-Koti ................................................................. 50<br />
Liebherr-Components .............................................. 9<br />
Maxon Motor ............................................................ 14<br />
Melior Motion ........................................................... 43<br />
Nord Drivesystems .......................................... 26, 46<br />
NSK ............................................................................... 26<br />
Omron ............................................................................ 8<br />
Plus10 .......................................................................... 12<br />
Posital-Fraba ............................................................. 14<br />
Protiq ............................................................................ 23<br />
PTC ................................................................................... 6<br />
R+W .............................................................................. 34<br />
Risomat ....................................................................... 54<br />
Roland Ruegenberg .............................................. 40<br />
Schaeffler ................................................................... 26<br />
SEW-Eurodrive ......................................................... 40<br />
Sick ................................................................................ 12<br />
Siemens ....................................................................... 12<br />
SKF ................................................................................. 26<br />
Stabilus ........................................................................ 18<br />
Synapticon ................................................................. 18<br />
Tech Products ........................................................... 18<br />
Tiki Instituts für angewandte KI ........................ 12<br />
Tridonic ........................................................................ 12<br />
Tula Technology .......................................................... 9<br />
Unetiq .......................................................................... 12<br />
Universität Jena .......................................................... 6<br />
Verband Deutscher Maschinen- und<br />
Anlagenbau (VDMA)...............................................<br />
48<br />
10 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
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Traditionshersteller KÖBO bietet maßgeschneiderte Förder- und Transportlösungen<br />
Innovative Kettentechnologie<br />
Seit über 125 Jahren entwickelt und produziert KÖBO in Wuppertal Spezial-Förder- und Transportketten für alle<br />
Industrien in allen erdenklichen Bauarten und Abmessungen.<br />
Keine Kette ist wie die andere, aber alle eint<br />
die hohe Qualität für lange Lebensdauer<br />
und rationellen Einsatz. KÖBO-Ketten stehen<br />
seit jeher für hohe Standzeiten, geringe<br />
Reibwerte und ein Maximum an Produktivität.<br />
Das nach DIN 9001 zertifizierte Qualitätsmanagement<br />
garantiert zudem die<br />
gleichbleibende Güteklasse der Produkte.<br />
Möglich wird dies durch den Einsatz von<br />
optimal geeigneten Werkstoffen und die<br />
kontinuierliche Weiterentwicklung der verschiedenen<br />
Kettenbestandteile. So konnte<br />
das Unternehmen z. B. durch die permanente<br />
Weiterentwicklung der Rolleneinheit<br />
eine Optimierung für das Back-Business<br />
schaffen. Im Vergleich zu herkömmlichen<br />
Gleitlagern stellt diese sich als deutlich<br />
wirtschaftlicher dar.<br />
Individuelle Kundenlösungen<br />
Jede Förder- und Transportlösung hat individuelle<br />
Anforderungen, die von den<br />
KÖBO-Ingenieuren detailliert analysiert und<br />
ausgewertet werden. Ob durch Maßaufnahmen<br />
vor Ort, anhand von Mustern in unserem<br />
Werk oder mit Koordination der lokalen<br />
Wartungsteams – das KÖBO-Team setzt<br />
alles daran, die optimale Kettenkonstruktion<br />
für den Kunden zu realisieren.<br />
In allen Industrien zu Hause<br />
Je nach Anforderung können für die Kettenproduktion<br />
korrosionsbeständige Werkstoffe<br />
und hochlegierte Stähle verwendet<br />
werden.<br />
Dabei setzt die KÖBO-Entwicklung alles daran,<br />
den Verschleiß zu minimieren. Durch<br />
eine Vergrößerung der Bolzen und Buchsen<br />
wird beispielsweise die Flächenpressung<br />
minimiert. Durch eine Veränderung der<br />
Dimensionen im Kettengelenk kann die<br />
Flächenpressung minimiert und somit eine<br />
längere Laufzeit der Kette erreicht werden.<br />
Immer die passenden Räder<br />
Erst die richtigen Kettenräder bringen die<br />
Ketten effizient ins Rollen, denn Ketten<br />
und Räder greifen ineinander. KÖBO fertigt<br />
Kettenräder in verschiedenen Ausführungen<br />
für alle Anforderungen.<br />
Kontakt:<br />
KÖBO GmbH & Co.KG<br />
Hatzfelder Str. 115 • 42281 Wuppertal<br />
Tel.: 0202 / 7093-0<br />
E-Mail: info@koebo.com<br />
Die Anwendungsbereiche der hochwertigen<br />
KÖBO Produkte sind breit gestreut<br />
und haben sich vielfach bewährt. Zu nennen<br />
wären beispielhaft:<br />
• Schüttgutindustrie<br />
• Stahlindustrie<br />
• Holzindustrie<br />
• Lebensmittelindustrie<br />
• Automobilindustrie<br />
• Papierindustrie<br />
• Fahrtreppenindustrie<br />
• Recyclingindustrie<br />
• Freizeitparkindustrie<br />
Man sieht, KÖBO Ketten sind in allen Elementen<br />
zu Hause und in allen Umgebungen<br />
zuverlässig einsatzfähig.<br />
DIE KÖBO KETTE<br />
KANN‘S<br />
Maßgefertigte Förderketten und<br />
Kettenräder für den wirtschaftlichen<br />
und nachhaltigen Einsatz.<br />
www.koebo.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 11<br />
Lebensmittel • Fahrtreppen • Automobil • Stahl • Recycling • Schüttgut • Holz • Papier • Freizeitparks
SERVICE » Tipps & Termine<br />
Auf dem ganztägigen Kongress „Smarte Maschinen im Einsatz“ am 10. Mai 2022 präsentieren Experten aktuelle Trends beim Einsatz von Künstlicher<br />
Intelligenz in Unternehmen und berichten von ihren Erfahrungen.<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
Künstliche Intelligenz<br />
Veranstaltungstipp: Kongress<br />
„Smarte Maschinen im Einsatz“<br />
Am 10. Mai 2022 veranstalten die Konradin Mediengruppe und das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik<br />
und Automatisierung IPA den Kongress „Smarte Maschinen im Einsatz“ – bereits zum dritten Mal.<br />
Interessierte können die Vorteile Künstlicher Intelligenz aus Anwenderperspektive von Mittelständlern,<br />
Start-ups und großen Konzernen kennenlernen. Führende Forscher und eindrucksvolle Berichte, sowie vielfältige<br />
Network Möglichkeiten runden den Tag ab. Anmeldeschluss ist der 30.<strong>04.2022</strong>.<br />
Die Künstliche Intelligenz (KI) durchdringt immer<br />
mehr Prozesse in Unternehmen aller Branchen.<br />
Das schafft Herausforderungen, bietet aber auch Chancen.<br />
Die drei wichtigsten betreffen Effizienz, Sicherheit<br />
und Nachhaltigkeit. Hier kann die KI enorme Fortschritte<br />
bewirken, die<br />
anders kaum erreichbar<br />
WEITERE INFO UND<br />
ANMELDUNG<br />
Das detaillierte Kongress-Programm finden<br />
Sie online. Dort können Sie sich auch anmelden.<br />
Reservieren Sie sich Dienstag, 10.<br />
Mai 2022 für diesen Kongress und melden<br />
Sie sich bis zum 30. April an. Die Teilnahmegebühr<br />
beträgt € 630 zzgl. MwSt. Statt<br />
eines persönlichen Besuchs ist auch eine<br />
Teilnahme über Live-Stream möglich. Die<br />
Gebühr dafür beträgt € 490 zzgl. MwSt.<br />
Übrigens: Wer an dem KI-Webinar am 1.<br />
Dezember 2021 teilgenommen hat, erhält<br />
einen Rabatt von € 49 zzgl. MwSt. Er wird<br />
bei der Anmeldung automatisch abgezogen.<br />
hier.pro/1advc<br />
wären – etwa, wenn es<br />
darum geht, Abläufe in<br />
Fertigung, Organisation<br />
und Logistik zu optimieren<br />
oder Energieverbrauch<br />
zu reduzieren.<br />
• Was bedeutet das in<br />
der Praxis?<br />
• Welche Erfahrungen<br />
haben mutige Vorreiter<br />
gemacht<br />
• Was lässt sich daraus<br />
lernen?<br />
Diese Fragen stehen im<br />
Fokus des 3. Kongresses<br />
der Reihe „Smarte Maschinen<br />
im Einsatz“.<br />
Nach zwei Events vor<br />
Ort und einem KI-Webi-<br />
nar im Dezember 2021 bieten die Konradin Mediengruppe<br />
und das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für<br />
Produktionstechnik und Automatisierung IPA damit erneut<br />
ein Forum für einen Austausch strategischer Entscheider<br />
aus Unternehmen und Verbänden. Das Motto:<br />
„Effizient, sicher und nachhaltig mit Künstlicher Intelligenz“.<br />
Gerade in der Phase nach der Corona-Krise,<br />
wenn die Wirtschaft wieder auf Touren gebracht werden<br />
muss, dürfte deren Einsatz von unschätzbarem<br />
Wert sein.<br />
Auf dem ganztägigen Kongress präsentieren Experten<br />
von Datatroniq, Festo, plus10, Siemens, Sick, Tridonic<br />
und Unetiq sowie von Celonis aktuelle Trends beim Einsatz<br />
von KI in Unternehmen und berichten von ihren<br />
Erfahrungen. Ein Vertreter des Tiki Instituts berichtet<br />
über Praxiserfahrungen in der Produktion.<br />
Prof. Thomas Bauernhansl und Prof. Marco Huber, beide<br />
Fraunhofer IPA, sowie Prof. Hans Uszkoreit, wissenschaftlicher<br />
Direktor am Deutschen Forschungszentrum<br />
für Künstliche Intelligenz, informieren über neueste<br />
Fragen und Ergebnisse aus der Forschung.<br />
Neben den Vorträgen sind Einblicke in die Labors am<br />
Fraunhofer IPA möglich – begleitet von IPA-Robotik-<br />
Abteilungsleiter Dr. Werner Kraus. Moderator der Veranstaltung<br />
ist der KI-Publizist Ulrich Eberl. (eve)<br />
www.industrie.de/kuenstliche-intelligenz-2022<br />
12 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
POWER TO MOVE.<br />
AUSGEZEICHNET MIT DEM DEUTSCHEN UMWELTPREIS<br />
HIGHTECH MIT KLIMANUTZEN!<br />
Wir lösen individuelle<br />
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30. Mai - 2. Juni 2022<br />
Gemeinschaftsstand<br />
Bayern Innovativ<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 13
SERVICE » Tipps & Termine<br />
Bild: Photocreo Bednarek/stock.adobe.com<br />
Platzsparende Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau<br />
Leistungsstarke Antriebstechnik<br />
– wenig Platz ist kein Argument!<br />
Maschinen- und Anlagenbauer stecken in einer Zwickmühle: Die Leistung der Maschine soll steigen – aber bitte<br />
bei weniger Bauraum und damit geringerem Footprint. Speziell die Antriebstechnik ist hier gefragt – elektrische<br />
Antriebe, Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie alle Maschinenelemente des Antriebsstrangs sind gefragt.<br />
Glücklicherweise liefert die Miniaturisierung in allen Feldern der Antriebstechnik Antworten. <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
stellt diese Lösungen in der Websession ‚Antriebstechnik – Wenig Platz ist kein Argument!‘ am 4. und 5. Mai<br />
2022 vor. Die Teilnahme ist nach Anmeldung kostenlos.<br />
Immer kompaktere bis hin zu miniaturisierten Antrieben<br />
erfordern immer kompaktere Subsysteme –<br />
seien es Elektromotoren, Getriebe, Kupplungen oder<br />
auch die zugehörige Steuerungstechnik und verbaute<br />
Maschinenelemente wie etwa Federn und Sicherungsringe<br />
beziehungsweise Fluidtechnik-Ventile etc. Da<br />
parallel die Leistung nicht sinkt sondern eher gesteigert<br />
wird, ergeben sich zahlreiche konstruktive Anforderungen<br />
– immer kleinere Bauteile müssen hohen Belastungen<br />
standhalten, die Temperaturbeständigkeit<br />
muss gegeben sein und alles muss unter beengten<br />
Platzverhältnissen verbaut werden können. Nur so<br />
lässt sich der Footprint der Maschinen und Anlagen<br />
wie gewünscht senken.<br />
Beispiel Multiturn-Drehgeber für<br />
miniaturisierte Antriebe<br />
Da sich aus der Miniaturisierung viele Vorteile für den<br />
Anwender ergeben, bleibt die weitere Verkleinerung<br />
der Antriebe auch in Zukunft eine der zentralen Aufgaben<br />
der F&E-Teams der Hersteller. Ein Beispiel dafür<br />
sind Multiturn-Drehgeber für Klein- und Kleinstantriebe.<br />
Damit die absolute Positionierung auch bei diesen<br />
möglich ist, ohne die oft teuren Referenzfahrten, hat<br />
Posital-Fraba einen Kit-Encoder mit nur 22 mm Durchmesser<br />
vorgestellt. Auch der zugehörige Wiegand-<br />
Sensor konnte miniaturisiert werden. Laut Posital-Fraba<br />
eine große Herausforderung.<br />
Während der auf eine Fingerkuppe passende Wiegand-<br />
Sensor – mit dem 15 mm kurzen haarfeinen Wiegand-<br />
Draht als Kernkomponente – nicht weiter verschlankt<br />
werden konnte, knöpften sich das F&E-Team des Unternehmens<br />
dessen Innenleben intensiv vor. Ziel war<br />
es, genügend Output aus einem Magnetfeld mit wesentlich<br />
kleinerem Permanentmagneten zu generieren.<br />
Das F&E-Zentrum in Aachen, wo auch der Wiegand-<br />
Draht gefertigt wird, arbeitete daran, das kleinere<br />
Magnetfeld über eine Vielzahl von Parametern wie Abstände,<br />
Schirmung und noch präzisere Qualitätsvorgaben<br />
in Sachen ‚Draht’ für die Mini-Kits zu optimieren.<br />
Jeder Schritt wurde per Magnetfeldsimulation geprüft.<br />
Nur weil Posital-Fraba beim Wiegand-Thema schon<br />
lange alles – von der Grundlagenforschung bis zur<br />
praktischen Umsetzung – in einer Hand anbietet,<br />
konnten die Energy-Harvesting-Bausteine für die<br />
22er-Kits fit gemacht werden. Zu den engsten Kooperationspartnern<br />
von Posital-Fraba bei der Entwicklung<br />
der 22-mm-Kits gehörte auch maxon motor. Für den<br />
Schweizer Spezialisten für Klein- und Kleinstantriebe<br />
war gerade die Multiturn-Funktionalität mit Wiegand-<br />
14 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Antriebssysteme werden immer leistungs -<br />
fähiger und gleichzeitig kleiner. Der Nutzen<br />
liegt auf der Hand: Maschinenbauer senken<br />
den Footprint ihrer Maschinen und Anlagen<br />
– und damit letztlich Kosten.<br />
Sensor, bei der die Bewegungen der nachlaufenden<br />
Welle auch im stromlosen Zustand präzise erfasst werden,<br />
der entscheidende Faktor. Mehr und mehr Maxon-Kunden<br />
fragen nach absoluter Positionierung, mit<br />
der unnötige und oft teure Referenzfahrten entfallen<br />
können.<br />
Miniaturisierte Antriebe bieten auch im Schaltschrank<br />
Vorteile, denn sie sind leichter zu installieren und sparen<br />
Platz. Somit können beispielsweise Schaltschrankbauer<br />
mehr Frequenzumrichter in einen Standardschrank<br />
einbauen, der Schaltschrank kann kleiner ausfallen,<br />
die Anlagen werden kompakter und die Elektroräume<br />
kleiner und kostengünstiger. Der Nutzen liegt<br />
klar auf der Hand: Durch kleinere Komponenten spart<br />
man Bauraum. Bei integrierten Lösungen führt die hohe<br />
Leistungsdichte zudem zu geringeren Massen, die<br />
im Bewegungsablauf beschleunigt und abgebremst<br />
werden müssen. Die Bewegungen werden dadurch dynamischer<br />
und die Zykluszeiten von Maschinen kürzer.<br />
Die Grenzen dieser Entwicklung liegen einzig in der<br />
Wärmeabfuhr: Die Wärme aus den Komponenten muss<br />
prozesssicher abgeführt werden.<br />
Die Herausforderungen bei der Miniaturisierung von<br />
Antrieben bestehen hauptsächlich in der Ableitung genau<br />
dieser Bauteilwärme und der Vermeidung elektromagnetischer<br />
Störeinflüsse. Je kompakter etwa Frequenzumrichter<br />
werden, umso kleiner müssen auch die<br />
verwendeten elektrischen Bauelemente und ihre Abstände<br />
untereinander auf den Leiterplatten werden,<br />
was den Abtransport der entstehenden Wärme aufgrund<br />
geringerer Kühlfläche erschwert. Und auch hinsichtlich<br />
der benötigten Kühlfläche gibt es Grenzen.<br />
Diese gibt es auch bei den Anschlüssen, da Kabel mit<br />
ausreichendem Querschnitt für die Stromübertragung<br />
untergebracht werden müssen. Die technologischen<br />
Grenzen für kompaktere Leistungselektronik sind jedoch<br />
noch lange nicht erreicht. Für die Miniaturisierung<br />
in der Mikroelektronik scheint es keine Grenzen<br />
zu geben, und die gleiche Technologie findet wenige<br />
später Eingang in die Halbleiter-Industrie.<br />
Bei identischer Siliziumoberfläche werden<br />
die Verluste reduziert. Das bedeutet nicht<br />
nur kleinere Halbleiter, sondern auch einen<br />
geringeren Kühlungsaufwand im<br />
Frequenzumrichter. So können kleinere<br />
Kühlkörper verwendet und das Luftvolumen<br />
im Frequenzumrichter verringert<br />
werden: Das Ergebnis sind immer kleinere<br />
Umrichter.<br />
Miniaturisierte Antriebe senken Kosten<br />
Am Ende ermöglicht die Miniaturisierung antriebstechnischer<br />
Komponenten und Systeme kompakt ausgelegte<br />
Maschinen und Anlagen, die sich dadurch grundlegend<br />
flexibler und vielfältiger umsetzen lassen. Nicht<br />
zuletzt macht sich der geringere Platzbedarf auch in<br />
dem geforderten geringeren Footprint der Maschinen<br />
und Anlagen bemerkbar. Auf diese Weise ergeben sich<br />
viele Vorteile leistungsfähiger und gleichzeitig kompakter<br />
Antriebstechnik: Die verfügbare Hallenfläche<br />
lässt sich intensiver nutzen, Abwärme wird reduziert<br />
und die Ausfallsicherheit gesteigert – mit anderen<br />
Worten: die Kosten sinken!<br />
(jg)<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Höhere Leistungen in weniger<br />
Bauraum – die Antriebstechnik<br />
bietet zahlreiche<br />
platzsparende Lösungen für<br />
den Maschinen- und<br />
Anlagenbau.<br />
ANTRIEB<br />
DER<br />
Intelligent Flexibel Verlässlich<br />
ANTRIEBS-<br />
ELEKTRONIK<br />
GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = DER ANTRIEB.<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG | T: +49 4532 289-0 | info@nord.com | www.nord.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 15
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Foto: Franz Morat Group<br />
Der hochübersetzende speeroX Radsatz – bestehend aus Schnecke und spiralverzahntem Rad<br />
Hohe Übersetzung auf engem Raum<br />
Der Zahnradspezialist Framo Morat präsentiert den neuen speeroX Radsatz, bei<br />
dem die Verzahnung des Rads auf die Planseite wandert. Dies resultiert in einer<br />
Verkleinerung des Bauraums. speeroX ermöglicht hohe Übersetzungen in<br />
nur einer Getriebestufe und ist zugleich leise und effizient.<br />
Ein Elektromotor liefert hohe Drehzahlen bei vergleichbar<br />
geringem Drehmoment. Um Lasten bewegen<br />
zu können, werden Getriebe eingesetzt, die<br />
die vom Motor bereitgestellte Rotation in eine langsamere,<br />
dafür aber kräftigere Bewegung umwandeln.<br />
Die Klassiker bei hochübersetzenden Getrieben sind<br />
mehrstufige Stirnrad- und Planetenradsätze oder Kegel-<br />
und Schneckenradsätze, wenn eine winklige Anordnung<br />
erforderlich ist. Häufig kommen Kombinationen<br />
aus den genannten Varianten zum Einsatz.<br />
Aufgrund immer anspruchsvollerer Anforderungen<br />
an Bauraum, Geräusch, Wirkungsgrad etc. stoßen<br />
herkömmliche Getriebevarianten an ihre Grenzen.<br />
Mehrstufige Stirnrad- und Planetenradsätze bestehen<br />
aus vielen Komponenten. Kegelradsätze sind<br />
laut und erfordern mindestens eine Vorstufe. Schneckenradsätze<br />
verlieren Leistung und Lebensdauer<br />
durch Reibung. Hier kommt der von Framo Morat entwickelte,<br />
hochübersetzende speeroX-Radsatz ins<br />
Spiel.<br />
Durch die Verlagerung der Verzahnung des Rads auf<br />
die Planseite wird der Bauraum reduziert. Es entsteht<br />
eine Verzahnung mit Spiralcharakter, die durch eine<br />
modifizierte Schnecke angetrieben wird. Daraus resultieren<br />
kinematisch günstige Verhältnisse, die die<br />
Gleitanteile und damit die Reibung reduzieren. Dennoch<br />
bleibt die Verzahnung dank der hohen Überdeckung<br />
und des eingleitenden Eingriffs leise. Eine verschleißarme<br />
Stahl-Paarung erhöht<br />
die Leistungsdichte und<br />
die Lebensdauer.<br />
Die kundenspezifische Auslegung<br />
ermöglicht es, gezielt<br />
Schlüsselkriterien (z.B. Bauraumreduktion)<br />
zu priorisieren.<br />
Eine besonders hohe Performance<br />
kann erzielt werden, wenn nur eine<br />
Drehrichtung gefordert ist. In der passenden<br />
Anwendung schlägt der speeroX-Radsatz<br />
übersetzungsseitig klassische mehrstufige Getriebe.<br />
Er ist leise und weist einen hohen Wirkungsgrad auf.<br />
Und das in nur einer Getriebestufe mit reduziertem<br />
Bauraum, bestehend aus lediglich zwei Komponenten:<br />
Schnecke und Rad.<br />
KONTAKT<br />
Framo Morat GmbH & Co. KG<br />
Franz-Morat-Straße 6<br />
D-79871 Eisenbach<br />
Ansprechpartner: Bastian Gloeden<br />
Telefon: +49 (0)7657 88–309<br />
E-Mail: speeroX@framo-morat.com<br />
https://de.speero-x.com/<br />
Zu diesem<br />
Thema hält Bastian<br />
Gloeden von Framo Morat<br />
einen Vortrag im Rahmen der<br />
Websession Antriebstechnik<br />
am 04.05.2022<br />
zwischen 10 und 12 Uhr<br />
Für die Teilnahme ist eine Anmeldung<br />
erforderlich unter http://hier.pro/oX6uW<br />
16 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04|2022 |
ANZEIGE<br />
Foto: Hänchen<br />
Drei hydraulische Hänchen-Achsen in einer<br />
Prüfmaschine mit passendem Sicherheitskonzept<br />
Keine Angst vor Hydraulik<br />
Sichere Antriebslösungen können mit hydraulischen Antrieben einfach verwirklicht<br />
werden. Die Komponenten erzeugen sehr hohe Kräfte und benötigen<br />
wenig Raum, schlüsselfertige Lösungen von Hänchen machen die An -<br />
wendung auch ohne Hydraulikkenntnisse zum Rundum-Sorglos-Paket.<br />
Fluidtechnische Systeme haben in vielen Bereichen<br />
entscheidende Vorteile gegenüber elektromechanischen<br />
Antrieben. Nur werden diese oft nicht<br />
erkannt – vielfach weil das Wissen fehlt, wie sich Hydraulik<br />
einfach, effizient und sauber einsetzen lässt.<br />
Hydraulikantriebe erzeugen große Kräfte und hohe<br />
Leistungen mit kleinen Bauteilen und bieten Vorteile<br />
in der Baugröße vor Ort an der Maschine. Große und<br />
schwere Getriebe entfallen, da der Zylinder direkt eine<br />
lineare Bewegung erzeugt.<br />
Damit sind aufgrund der kleinen bewegten Massen<br />
bei Hydraulikzylindern das Anfahren aus dem Stillstand<br />
unter Volllast, eine schnelle Umkehr der Bewegungsrichtung<br />
oder stufenlose Geschwindigkeitsänderungen<br />
kein Problem, auch bei großen Kräften.<br />
Die vom Antrieb erzeugte Kraft und die Verfahrgeschwindigkeit<br />
sind unabhängig voneinander. Somit<br />
kann bei Hydraulikzylindern stets die volle Leistung<br />
ohne Lebensdauerverluste abgegriffen werden. Es<br />
brauchen bei der Auslegung keine Lastkollektive<br />
oder genauen Belastungsprofile, wie das bei elektromechanischen<br />
Antrieben erforderlich ist, berücksichtigt<br />
werden.<br />
Und in Kombination mit einfachen elektronischen<br />
Regelungskonzepten und passenden Sensoren können<br />
sie feine, gleichmäßige und stufenlos regelbare<br />
Bewegungen generieren.<br />
Hydrospeicher erlauben es<br />
zudem, Energie mit sehr geringen<br />
Verlusten für unbegrenzte<br />
Zeit zu puffern und speichern.<br />
Damit Unternehmen auch ohne<br />
eigene Hydraulik-Fachkompetenz<br />
alle Vorteile von Hydraulik-Antrieben<br />
nutzen können, bietet Hänchen Plugand-Play-Lösungen<br />
für Hydraulik-Systeme bis<br />
hin zu kompletten Sondermaschinen an. Hier fließt<br />
das komplette Hänchen-Know-how ein.<br />
Diese Rundum-Sorglos-Pakete können Beratung,<br />
Engineering, Realisierung mit allen Komponenten,<br />
das Sicherheitskonzept, die Inbetriebnahme bis hin<br />
zum Service umfassen.<br />
KONTAKT<br />
Herbert Hänchen GmbH<br />
Brunnwiesenstr. 3<br />
73760 Ostfildern<br />
Ansprechpartner: Sarah Bässler<br />
Telefon: +49 (0)711 44139-0<br />
E-Mail: info@haenchen.de<br />
www.haenchen.de<br />
Zu diesem<br />
Thema hält<br />
Klaus Wagner von Hänchen<br />
einen Vortrag im Rahmen der<br />
Websession Antriebstechnik<br />
05.05.2022 zwischen 10 und 12 Uhr<br />
Für die Teilnahme ist eine Anmeldung<br />
erforderlich unter (http://hier.pro/oX6uW)<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04|2022 | 17
TRENDS » Maschinenelemente Porträt<br />
Stabilus betrachtet Bewegungskontrolle ganzheitlich<br />
„Wir wollen spezifisch angepasste<br />
Systemlösungen bieten“<br />
Einzelne Komponenten wie Stoßdämpfer oder Gasfedern übernehmen auch heute noch wichtige Aufgaben,<br />
müssen aber eingebunden sein in eine Systemlösung, berichtet im Interview Jürgen Roland, Leiter der<br />
Business Unit Industrial der Stabilus GmbH, Koblenz. Ziel dieser Business Unit ist deswegen, neben dem<br />
Produkt- auch das Anwendungs-Know-how zu stärken, um ein Ecosystem für Motion-Control-Anwendungen<br />
zu schaffen. Über integrierte Sensorik hält dabei auch die Digitalisierung Einzug in die Systemlösungen.<br />
Interview: Michael Corban und Johannes Gillar, Chefredaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr<br />
Roland, Ende 2021 erst hat<br />
Stabilus eine Partnerschaft<br />
mit der Cultraro Automazione<br />
Engineering S.r.l., Rivoli/Italien,<br />
geschlossen. Was für ein<br />
Ziel verfolgen Sie damit?<br />
Jürgen Roland (Stabilus):<br />
Ziel ist ganz klar die Erweiterung<br />
unseres Produktangebots<br />
im Bereich Bewegungssteuerung.<br />
Die Produkte von Cultraro<br />
Jürgen Roland, Leiter der Business Unit Industrial,<br />
Stabilus<br />
– Rotationsdämpfer, Axialdämpfer,<br />
lineare Dämpfer und Push-Push-Verriegelungen<br />
– ergänzen unsere eigenen Lösungen aufgrund des<br />
kleineren Formats optimal und kommen in einer Vielzahl<br />
von Anwendungen zum Einsatz, unter anderem in<br />
der Medizintechnik, im Automobil und in Haushaltsgeräten.<br />
Durch die Anteilserwerbe an Cultraro und zuvor<br />
Synapticon, einem auf die Entwicklung hochkompakter<br />
und hochintegrierter Motion-Control-Elektroniken<br />
spezialisierten Technologieunternehmen mit umfangreicher<br />
Software- und Mikrochip-Kompetenz, bauen<br />
wir unser Angebot speziell für den Industriebereich<br />
sukzessive aus. Bei Stabilus ist dieses Angebot – ausgenommen<br />
alle Anwendungen im Automobil – in der<br />
Business Unit Industrial zusammengefasst.<br />
Bild: Stabilus<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist gerade der Aspekt der Miniaturisierung<br />
in Zusammenhang mit der Partnerschaft<br />
mit Cultraro ein Betätigungsfeld mit Potential?<br />
Roland: Wir sehen diesen Trend gerade bei Gasfedern<br />
schon seit über 15 Jahren. Damals lag der Außendurchmesser<br />
einer Standard-Gasfeder bei 15 mm, heute<br />
sind es 6 mm. Die Miniaturisierung kommt dabei vor<br />
allem der Integration in das jeweilige Produktdesign<br />
zugute – häufig sind unsere Elemente gar nicht mehr<br />
zu sehen, verrichten aber dennoch zuverlässig ihren<br />
Dienst.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie hatten die Aufstellung von<br />
Stabilus mit der Business Unit Industrial bereits kurz<br />
erwähnt, die Ende 2019 im Rahmen einer neuen Organisations-<br />
und Management-Struktur aufgebaut<br />
wurde. Hat sich diese Struktur bewährt?<br />
Roland: Sie hat sich sehr bewährt, weil wir über die<br />
gemeinsame Ausrichtung der Unternehmen in der<br />
Gruppe – neben Stabilus sind dies ACE, Hahn Gasfedern,<br />
Fabreeka, Tech Products und General Aerospace<br />
– nun verstärkt Kompetenz in den adressierten Märkten<br />
aufbauen können. Das ist ein sehr zentraler Punkt,<br />
da sich diese Kompetenz nur gemeinsam mit unseren<br />
Kunden in erfolgreiche Produkte überführen lässt. Mit<br />
der Fokussierung auf einzelne Marktsegmente können<br />
unsere Mitarbeiter nun das Branchen-Know-how mit<br />
der Breite unseres Angebots verbinden und auf diese<br />
Weise eine Brücke bauen. Oder konkreter: Wir bieten<br />
jetzt nicht nur Stoßdämpfer, sondern können diese bei<br />
Bedarf mit Gasfedern oder aktiver Antriebs- beziehungsweise<br />
Verzögerungstechnik verbinden und vernetzen<br />
– abgestimmt auf die Anforderungen der jeweiligen<br />
Anwendung. Unsere Kunden begrüßen das.<br />
Erfreulicherweise zeigen die Ergebnisse, dass uns das<br />
bereits im ersten Geschäftsjahr gut gelungen ist.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Machen Sie damit den Schritt<br />
vom Produkt- zum Systemanbieter?<br />
Roland: Genau – wir wollen unsere Kompetenz als<br />
Systemanbieter weiter ausbauen. Das ist schon seit jeher<br />
eine unserer Stärken. Bei ACE zum Beispiel wurde<br />
18 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
»Wir bieten jetzt nicht nur Stoßdämpfer,<br />
sondern können diese bei Bedarf mit<br />
Gasfedern oder aktiver Antriebsbeziehungsweise<br />
Verzögerungstechnik<br />
verbinden und vernetzen – abgestimmt auf<br />
die Anforderungen der jeweiligen<br />
Anwendung.«<br />
IM GESPRÄCH<br />
Jürgen Roland,<br />
Leiter der<br />
Business Unit Industrial,<br />
Stabilus GmbH,<br />
Koblenz<br />
Bild: Stabilus<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 19
TRENDS » Maschinenelemente Porträt<br />
ein mehr oder weniger standardisiertes Produkt schon<br />
immer zusammen mit dem Kunden in die Anwendung<br />
‚hineinkonstruiert‘ – der Austausch war und ist immer<br />
sehr intensiv.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie hatten zuvor auch schon die<br />
Partnerschaft mit Synapticon angesprochen und Ihre<br />
Kollegen aus dem Automobilbereich bieten beispielsweise<br />
die Powerise-Lösungen zum automatischen<br />
Öffnen und Schließen von Heckklappen an. Werden<br />
wir auch in der Business Unit Industrial mehr und<br />
mehr Systeme mit Elektronik sehen?<br />
Roland: Viele Aufgaben lassen sich auch in Zukunft<br />
mechanisch gut lösen, aber in der Tat wollen wir genau<br />
diese Kompetenz hin zur Integration etwa von Sensoren<br />
aufbauen, um ‚komplette‘ Systeme anbieten zu<br />
können. Das umfasst dann auch die Nutzung der Daten,<br />
die sich mit solchen Systemen gewinnen lassen.<br />
Und weil Sie das Thema Powerise erwähnt haben: Im<br />
Bereich Industrie hatten wir neulich die Aufgabe, die<br />
Bedienung von Wandbetten zu erleichtern. Mit Rahmen<br />
und Matratze ist das durchaus Masse, die zu bewegen<br />
ist – idealerweise sollte sich solch ein Wandbett<br />
aber von einer Person mit einer Hand öffnen und<br />
schließen lassen; und zwar gefahrlos, ohne sich die<br />
Finger einzuklemmen. Klassisch wurde diese Aufgabe<br />
mit Gasfedern gelöst. Im konkreten Fall konnten wir<br />
nun aber eine Kombination aus Powerise und Gasfeder<br />
anbieten, wobei letztere die statische Last aufnimmt<br />
und das Powerise-System das kontrollierte Bewegen<br />
und Positionieren. Diese Lösung zeigt zudem: Gerade<br />
wenn es um sicherheitsrelevante Aspekte geht, erfordert<br />
das System mehr Logik – deswegen wollen wir<br />
diese Kompetenz ausbauen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie das Beispiel des Wandbetts<br />
zeigt bleiben aber Gasfedern oder Stoßdämpfer wesentliche<br />
Elemente solcher Systeme. Wie haltbar<br />
sind denn insbesondere Gasfedern oder Stoßdämpfer<br />
– müssten diese dann auch in bestimmten Intervallen<br />
getauscht werden?<br />
Roland: Das hängt immer sehr von der konkreten Anwendung<br />
ab. Einige Stoßdämpfer sehen wir erst nach<br />
Jahrzehnten wieder. Ganz klar ist aber auch, dass sowohl<br />
ein Stoßdämpfer als auch eine Gasfeder mit ihren<br />
Dichtungen ein tribologisches System bilden – und<br />
Dichtungen verschleißen im Laufe der Zeit. Wird der<br />
Stoßdämpfer etwa zwei Mal pro Sekunde rund um die<br />
Uhr angefahren, ergibt sich schnell eine hohe Beanspruchung;<br />
bei Gasfedern ist das nicht so häufig der<br />
Fall. Von Dämpfern beispielsweise in einem Solarfeld<br />
werden aber durchaus 7 bis 10 Jahre Lebensdauer erwartet<br />
– und das lässt sich auch realisieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Steckt in der Entwicklung gerade<br />
von Stoßdämpfern und Gasfedern denn noch Potential<br />
– oder handelt es sich hier eigentlich um<br />
‚fertig entwickelte‘ Produkte?<br />
Roland: Das Schöne in unserem Geschäft ist ja, dass<br />
unsere Kunden immer wieder mit neuen Anforderungen<br />
an uns herantreten. Zudem gibt es generelle<br />
Trends hin etwa zur Minimierung des CO 2 -Footprints,<br />
was verbunden ist mit der Realisierung effizienterer<br />
Produktionsverfahren. Das hängt dann natürlich auch<br />
zusammen mit der Wahl der Materialien. Das schließt<br />
den Kreis zum tribologischen System, wobei uns die<br />
jahrzehntelange Erfahrung in diesem Bereich zugute<br />
kommt. Mit anderen Worten: Auch an bewährten Produkten<br />
lässt sich immer etwas verbessern.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Könnten Sie dazu ein konkretes<br />
Beispiel nennen?<br />
Dämpfer kommen heute auch in Solarfeldern zum Einsatz, bei denen die Solarpaneele<br />
entsprechend dem Sonnenstand mitgeführt werden. Dies erfordert zudem einen Antrieb<br />
inklusive Bremse.<br />
Bild: Stabilus<br />
Roland: Ein interessantes Beispiel sind etwa die<br />
Dämpfer in Solarfeldern. Werden die Solarpaneele hier<br />
entsprechend dem Sonnenstand mitgeführt, muss ein<br />
Antrieb inklusive Bremse eingebaut werden. Hinzu<br />
kommt dann die Windbelastung, die insbesondere die<br />
Bremszylinder sehr fordert – vor allem über die auftretenden<br />
Vibrationen. Genau an dieser Stelle greift unser<br />
Systemansatz, der das technische mit dem Anwendungs-Know-how<br />
zusammenführt und eine Lösung<br />
findet. Konkret haben wir dazu einen Sensor entwickelt,<br />
der an der Stelle der größten Belastung nah am<br />
20 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Kolben die Temperatur misst. Datenanalysen in Verbindung<br />
mit Wetterdaten erlauben dann Aussagen dazu,<br />
unter welchen Bedingungen die Vibrationen auftreten.<br />
Damit kann der Betreiber dann sehr gezielt die Paneele<br />
in kritischen Situationen in die ‚Safe-Harbour-Stellung‘<br />
fahren, ansonsten aber die Ausbeute durch das<br />
Nachführen der Paneele optimal nutzen. Das Gesamtsystem<br />
wird damit im Sinne bestmöglicher Energieausbeute<br />
und Langlebigkeit optimiert.<br />
Um die Vibrationsbelastung<br />
der Solarpaneele zu<br />
erfassen, hat Stabilus<br />
einen Sensor entwickelt,<br />
der an der Stelle der<br />
größten Belastung nah<br />
am Kolben des Dämpfers<br />
die Temperatur misst.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sind solche Lösungen in Kombination<br />
mit Sensorik – gerade mit Blick auf IoT-Lösungen<br />
– generell ein spannendes Feld?<br />
Roland: Wir verwenden etwa bei Lagern für Autobahnbrücken<br />
heute Beschleunigungssensoren. Damit<br />
lässt sich viel früher erkennen, welche Belastungen etwa<br />
am Loslager auftreten – und es kann reagiert werden,<br />
bevor die Brücke zu großen Schaden nimmt. Genau<br />
an diesen Lagern treten nämlich die größten Belastungen<br />
auf, so dass sie sich hervorragend zur Analyse<br />
eignen. Für uns bedeutet das, ein Produkt, das wir<br />
sowieso schon herstellen, zu kombinieren mit Sensorik.<br />
Entscheidend ist dann aber die Zusammenarbeit mit<br />
dem Kunden, dem Betreiber – und diese Projekte machen<br />
richtig Spaß, weil jeder seine Kompetenzen einbringen<br />
kann und muss.<br />
Und um ein Beispiel aus dem Bereich der Gasfedern zu<br />
nennen: Hier bieten sich natürlich Drucksensoren an,<br />
um den Gasdruck zu messen. Verliert das System Druck<br />
Bild: Stabilus<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 21
TRENDS » Maschinenelemente Porträt<br />
wäre dies ein erster Indikator für Verschleiß und damit<br />
die vorbeugende Instandsetzung. Analog lassen sich<br />
auch Temperatursensoren verwenden oder etwa die<br />
Positionsbestimmung, die wir bei Sicherheitsstoßdämpfern<br />
schon sehr lange einsetzen.<br />
Generell ist dabei aber immer ein Punkt entscheidend:<br />
Sensorik macht nur Sinn, wenn damit ein Mehrwert<br />
erzeugt wird. Nur dann lohnt sich auch der Mehraufwand.<br />
Ist der Nutzen aber erkennbar, rechnet sich der<br />
Aufwand meist sehr schnell.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie lassen sich die Sensordaten<br />
denn abgreifen?<br />
Roland: Auch das hängt individuell von der jeweiligen<br />
Anwendung ab. Denkbar ist zum Beispiel, dass IPCs in<br />
der Anwendung die Daten per Bluetooth auslesen und<br />
dann verarbeiten. Auf diesem Weg ist auch der Transfer<br />
in die Cloud machbar. In einer Werkzeugmaschine<br />
erfolgt der Datentransfer analog und ist dann über die<br />
Steuerung und das Bussystem abrufbar. Letztlich sind<br />
das aber eigentlich immer individuelle Lösungen, die<br />
wir zusammen mit den Kunden erarbeiten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Damit sind wir ja definitiv auch<br />
beim Thema Digitalisierung: Welche Ideen hat Stabilus<br />
in diesem Bereich noch im Köcher?<br />
Roland: Betrachten wir zum Vergleich gerne noch einmal<br />
die Powerise-Lösungen: Dabei handelt es sich inzwischen<br />
um ein komplettes System, das vollständig<br />
sowohl in das Fahrzeug als auch dessen Bussystem integriert<br />
ist. Diesen Trend zu solchen integrierten Systemlösungen<br />
sehen wir ganz klar. Ein schönes Beispiel<br />
sind berührungslos arbeitende Systeme zum Öffnen<br />
und Schließen im Bereich der Luftfahrt – weswegen<br />
wir 2019 ja auch General Aerospace übernommen haben.<br />
Vergleichbare Anfragen kommen inzwischen aber<br />
auch aus anderen Industriebereichen – nicht zuletzt<br />
getriggert durch die Corona-Pandemie. In Fernbussen<br />
etwa wünscht man sich die Bedienung der Ladeklappen<br />
vom Fahrerplatz aus. Dann muss aber auch sichergestellt<br />
sein, dass die Klappen nach dem Schließen geschlossen<br />
sind. Hier bietet sich dann wieder eine Kombination<br />
aus Powerise und Gasfeder an, um die Systemfunktion<br />
zu realisieren. Integriert werden muss<br />
dann zusätzlich auch ein Schloss – deswegen ist die<br />
Systemkompetenz so wichtig, die wir uns in der Vergangenheit<br />
erarbeitet haben und zukünftig gezielt erarbeiten<br />
werden. Dass solche Lösungen nur mittels<br />
Digitalisierung beziehungsweise Integration in die<br />
Steuer- und Kontrollsysteme umzusetzen sind, liegt<br />
auf der Hand. Auch hier ist unser Know-how gefragt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Da Sie das Thema Corona ansprachen<br />
– gab es verursacht durch die Pandemie<br />
oder möglicher Lieferschwierigkeiten Ihrer Zulieferer<br />
– Probleme bei Stabilus und wie gehen Sie damit<br />
um?<br />
Roland: Natürlich gilt es hier, Herausforderungen zu<br />
bewältigen. Allerdings haben wir über die Jahre ein<br />
sehr stabil funktionierendes Lieferantennetzwerk aufgebaut,<br />
was uns jetzt zugute kommt. Hilfreich ist dabei<br />
auch unser regionaler Fokus – wir wollen immer einen<br />
großen Teil unserer Produkte regional erzeugen<br />
mit einem hohen Anteil von regionalen Zulieferern.<br />
Das gelingt natürlich nicht bei allen Komponenten,<br />
weshalb eine gewisse Lagerhaltung als Puffer zweckdienlich<br />
ist. Das gibt uns allerdings auch immer die<br />
Flexibilität, schnell auf Anforderungen des Marktes<br />
reagieren zu können.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen Sie uns abschließend<br />
noch einen Blick auf die weitere Strategie Ihrer<br />
Business Unit werfen – gibt es eine Strategie 2030?<br />
Roland: Die haben wir definitiv. Es lohnt sich immer, 8<br />
bis 10 Jahre im Voraus zu denken. Auf der anderen Seite<br />
gilt es aber natürlich immer noch, die eingangs erwähnte<br />
neue Aufstellung von Stabilus – deren eines<br />
Standbein die Business Unit Industrial ist – mit Leben<br />
zu füllen. Mit der Business Unit bedienen wir ja 26<br />
Marktsegmente, idealerweise regional aufgestellt in<br />
den drei Regionen Americas, Europe und Asia-Pacific.<br />
Zusammen mit unseren Kooperationspartnern arbeiten<br />
wir an der Umsetzung eines Ecosystems, das in den<br />
adressierten Marktsegmenten die beschriebenen Systemlösungen<br />
entwickeln und liefern kann. Für ein solches<br />
Ecosystem brauchen Sie neben Lösungspartnern<br />
dann auch die Kooperation mit Universitäten. Am Ende<br />
entsteht auf diese Weise eine Plattform, mit der sich<br />
zahlreiche Aufgaben im Sinne einer Systemlösung<br />
adressieren lassen – das ist unser Ziel.<br />
www.stabilus.com<br />
INFO<br />
Details zu Powerise-Lösungen<br />
für die Industrie:<br />
hier.pro/Vc0OP<br />
22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Digitalisierung « TRENDS<br />
3D-Druck-Marktplatz von Protiq bietet viele Vorteile<br />
Rundumservice für alle Beteiligten<br />
Was im Privatbereich mit Plattformen wie Amazon oder Zalando seit vielen Jahren etabliert ist, fasst<br />
zunehmend in der Industrie Fuß: Online-Marktplätze. Im Umfeld des 3D-Druck stellt Protiq eine solche<br />
Lösung zur Verfügung, die sowohl für Kunden als auch Anbieter vielfältige Vorteile eröffnet.<br />
Stefan de Groot, Technologiemanager und Projektleiter Additive Fertigung, Protiq GmbH, Blomberg<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Der Protiq Marketplace für<br />
den 3D-Druck wächst<br />
beständig.<br />
Die Branche der additiven Fertigung erfreut<br />
sich eines starken Wachstums.<br />
Die steigende Nachfrage nach Bauteilen<br />
aus dem 3D-Drucker sowie das große Interesse<br />
aller industriellen Bereiche bietet hier<br />
auf der Anbieter- ebenso wie der Kundenseite<br />
eine Vielzahl an Möglichkeiten. Gemäß<br />
dem Leitsatz „Präzise. Schnell. Zuverlässig.“<br />
begegnet der Protiq Marketplace,<br />
der 26 Anbieter umfasst, diesem Bedarf des<br />
Marktes sowie dem daraus resultierenden<br />
Potenzial auf Seiten der Dienstleister mit<br />
einer intuitiv bedienbaren Plattform. Besonders<br />
in Zeiten der Digitalisierung ist es<br />
bei diesem Geschäftsmodell von großer<br />
Bedeutung, dem Kunden eine größtmögliche<br />
Transparenz zu verschaffen sowie die<br />
Sichtbarkeit der Anbieter zu erhöhen.<br />
Umfassende Auswahl, -<br />
sofortige Angebote<br />
Auf dem Protiq-Marktplatz für die additive<br />
Fertigung wird dem Kunden die Option eröffnet,<br />
seine Bestellung eines individuellen<br />
3D-Bauteils intuitiv und schnell zu platzieren,<br />
ohne über einen langwierigen Prozess<br />
Angebote einholen zu müssen. Bereits auf<br />
der Startseite des Protiq Marketplace kann<br />
er dazu einen Datensatz des gewünschten<br />
Bauteils hochladen. Der Upload unterstützt<br />
dabei alle gängigen 3D-Datenformate. Im<br />
Anschluss prüft eine Algorithmik den Datensatz<br />
auf generelle Baubarkeit und geometrische<br />
Abmessungen. Falls ein Modell<br />
Fehler aufweist – etwa offene Konturen –,<br />
werden die erforderlichen Reparaturen<br />
vorgenommen. Nach diesem Schritt erhalten<br />
die Kunden ein direktes visuelles Feedback<br />
des Bauteils. Neben der dreidimensionalen<br />
Ansicht haben sie die Möglichkeit,<br />
das Modell zu skalieren oder die reparierte<br />
Datei kostenlos herunterzuladen. Anschließend<br />
können die Kunden aus dem gesamten<br />
Material-Portfolio des Marktplatzes<br />
den gewünschten Werkstoff inklusive einer<br />
optimalen Nachbearbeitung auswählen. In<br />
diesem Zusammenhang profitieren sie vom<br />
Live-Pricing aller Anbieter, deren Offerten<br />
einander auf einen Blick gegenübergestellt<br />
werden. Abgesehen von Kunststoffen und<br />
Metallen lassen sich beispielsweise auch<br />
Keramiken in 3D drucken. Im Rahmen des<br />
Konfigurationsprozesses werden die durchschnittliche<br />
Lieferzeit sowie die Versandkosten<br />
ebenfalls angegeben.<br />
Vielfältige Konfiguratoren<br />
Für die Nutzung der beschriebenen Funktionalitäten<br />
ist die Erstellung eines priva-<br />
Bild: Protiq<br />
„Präzise. Schnell. Zuverlässig.“ – das ist das Wertversprechen, welches der Protiq Marketplace mit 26 Anbietern seinen Kunden gibt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 23
TRENDS » Digitalisierung<br />
Unmittelbar auf der Startseite besteht die Möglichkeit, Bauteildaten hochzuladen, um diese im<br />
Folgeprozess zu konfigurieren.<br />
ten oder geschäftlichen Kundenkontos<br />
nicht notwendig. Auf diese Weise vereinfacht<br />
und verkürzt sich auf Seiten des Kunden<br />
die zeitaufwändige Online-Recherche,<br />
die mit dem konventionellen Prozess der<br />
Angebotseinholung einhergeht. Die Auswahl<br />
des passenden Anbieters zur Projektumsetzung<br />
kann also unmittelbar erfolgen.<br />
Die konfigurierten Modelle lassen sich<br />
dann in den Warenkorb überführen. Neben<br />
der Option, eine interne Bestellnummer für<br />
sämtliche Begleitdokumente zu vermerken,<br />
können die Kunden sich ein offizielles Angebot<br />
der getätigten Konfiguration abspeichern.<br />
Im letzten Schritt des Bestellvorgangs<br />
lässt sich vom Warenkorb nach Auswahl<br />
der gewünschten Versand- und Zahlungsart<br />
innerhalb weniger Sekunden eine<br />
Bestellung erteilen. Ein weiteres Feature,<br />
das kundenseitig zu einer Vereinfachung<br />
der internen Prozesse führt, stellt ein auf<br />
der Plattform integriertes Rollen-Rechte-<br />
System dar. Der Kunde kann die konfigurierten<br />
Warenkörbe als Projekt sichern und<br />
teilen. Zum Beispiel lässt sich dem operativen<br />
Einkauf so eine Bestellanforderung zuweisen,<br />
sodass sich die Kommunikationsund<br />
Dienstwege verkürzen. Als andere Besonderheit<br />
des Protiq Marketplace seien<br />
die sogenannten Tiny Tools genannt, die<br />
dem Kunden einen kostenneutralen Mehrwert<br />
bieten. Dazu zählt eine Vielzahl von<br />
Konfiguratoren für unterschiedliche Applikationen.<br />
Diese befähigen den Nutzer, eigene<br />
Modelle auf Basis von spezifischen<br />
Anforderungen zu generieren, ohne Kenntnisse<br />
im CAD-Bereich und der <strong>Konstruktion</strong><br />
zu benötigen. Aufgrund der zahlreichen<br />
Parameter kann er so im Rahmen der Konfiguration<br />
individuelle Gestaltungsmöglichkeiten<br />
realisieren. Eine Plausibilitätsprüfung<br />
stellt sicher, dass jede Konfiguration<br />
auch herstellbar ist.<br />
Umfassende Transparenz<br />
Als ein wesentlicher Aspekt für den Protiq<br />
Marketplace erweist sich die Transparenz.<br />
Auf dieser Basis können die Kunden bewusst<br />
entscheiden, bei welchem Anbieter<br />
ein (Teil-)Auftrag platziert werden soll. Darüber<br />
hinaus sollen die Kunden nah am<br />
Fertigungsprozess partizipieren. Die durchgängige<br />
Automatisierung des 3D-Druck-<br />
Marktplatzes auf der digitalen Ebene<br />
macht dies möglich. Der Kunde weiß somit<br />
zu jedem Zeitpunkt genau, in welchem<br />
Prozessschritt sich sein Auftrag gerade befindet.<br />
Für die Anbieter des Marktplatzes<br />
stellt die Transparenz eine Grundlage zur<br />
Verfügung, um mit eigenem Namen und<br />
Logo aufzutreten sowie von der Sichtbarkeit<br />
der Plattform zu profitieren. Auf diese<br />
Weise erweitern sie die eigenen Geschäftsfelder<br />
als Basis für eine Expansion. Bedingt<br />
durch das stetige Wachstum der gesamten<br />
Branche sorgt das immer umfassendere<br />
Herstellerangebot dafür, dass es insbeson-<br />
dere für kleine und mittelständische<br />
3D-Druck-Dienstleister deutlich schwieriger<br />
wird, sich auf dem Markt zu positionieren.<br />
Darum ist es essenziell, die Potenziale<br />
des Online-Handels für sich zu erkennen<br />
und zu heben.<br />
Abgesicherter Händlerbereich<br />
E-Commerce hat sich zu einem relevanten<br />
Absatzkanal entwickelt, der Dienstleistern<br />
aus der Industrie ebenfalls unverzichtbare<br />
Vorteile bietet, beispielsweise durch den<br />
Wegfall von Standortnachteilen wegen der<br />
weltweiten Verfügbarkeit und Unabhängigkeit<br />
von Öffnungszeiten. Als Partner des<br />
Protiq Marketplace nutzen die Anbieter alle<br />
Vorteile des E-Commerce, ohne sich Gedanken<br />
um Risiken oder eventuelle Nachteile<br />
machen zu müssen. Durch einen eigenen<br />
abgesicherten Händlerbereich haben<br />
sie außerdem Zugriff auf eine Infrastruktur,<br />
die auf der Grundlage langjähriger Erfahrungen<br />
mit Kunden aus der Industrie umgesetzt<br />
worden ist. Die Anbieter profitieren<br />
besonders von den zentral gesteuerten Aktivitäten<br />
im Umfeld des Online-Marketing,<br />
das mit der Aussendung von Newslettern,<br />
Bild: Protiq<br />
»Auf dem Protiq-Marktplatz für die<br />
additive Fertigung wird dem Kunden<br />
die Option eröffnet, seine Bestellung<br />
eines individuellen 3D-Bauteils<br />
schnell zu platzieren.«<br />
Bild: Protiq<br />
Durch Tiny Tools erhalten die Nutzer des Protiq<br />
Marketplace intuitiv bedienbare und kostenlose<br />
Hilfestellungen, um die Vorteile der additiven<br />
Fertigung noch besser zu adressieren.<br />
24 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Alle Akteure auf dem<br />
Protiq Marketplace<br />
profitieren von einer<br />
Vielzahl an Optionen<br />
und Vorteilen.<br />
Bild: Protiq<br />
gezielten AdWords-Kampagnen und suchmaschinenoptimierten<br />
Inhalten wertvolle<br />
Leads sowie die weitere Steigerung der<br />
Sichtbarkeit bewirkt.<br />
Seit dem Go-Live der Protiq-Plattform im<br />
Dezember 2016 sowie der Weiterentwicklung<br />
zum Protiq Marketplace im November<br />
2017 kommen ständig neue Anbieter, Fertigungsverfahren<br />
und Materialien hinzu.<br />
Die Kunden ziehen folglich einen Vorteil<br />
aus dem immer größer werdenden Dienstleistungsspektrum.<br />
Auf der anderen Seite<br />
haben auch Anbieter die Möglichkeit, sich<br />
durch innovative Werkstoffe oder Technologien<br />
von den Marktbegleitern abzuheben<br />
und Alleinstellungsmerkmale zu schaffen.<br />
Die Qualität der auf dem Protiq Marketplace<br />
angebotenen Dienstleistungen erweist<br />
sich als einer der wichtigsten Faktoren und<br />
bildet daher die Grundlage für ein erfolgreiches<br />
Onboarding von potenziellen<br />
Marktplatzteilnehmern. Wesentliche Voraussetzung<br />
für die Teilnahme am Marktplatz<br />
sind deshalb ein zuverlässiges Qualitätssicherungskonzept<br />
sowie die Vorlage<br />
von einschlägigen Zertifizierungen, zum<br />
Beispiel gemäß ISO 9001. Die erfolgreiche<br />
Freischaltung eines neuen Anbieters auf<br />
dem 3D-Druck-Marktplatz bedarf deswegen<br />
stets eines persönlichen Qualifizierungsprozesses,<br />
damit sich neben hoher<br />
Qualität und Zuverlässigkeit eine Vertrauensbasis<br />
aufbauen kann.<br />
(jg)<br />
www.protiq.com<br />
Von den Anbietern wird höchste<br />
Bauteilqualität und Zuverlässigkeit<br />
für eine erfolgreiche Partnerschaft<br />
gefordert.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zum<br />
Protiq Marketplace:<br />
hier.pro/7zgdi<br />
Bild: Protiq<br />
<strong>KEM</strong>_Norlem.pdf - Februar 28, 2022 x<br />
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TRENDS » Perspektiven<br />
Bild: NSK<br />
Via Vor-Ort-CMS mit Schwingungsanalyse unterstützt NSK Anwender von Wälzlagern und gewinnt selbst Erfahrung in der Analyse von Sensordaten.<br />
Condition Monitoring und Predictive Maintenance in der Antriebstechnik<br />
Zusammenspiel im Sinne des IIoT<br />
Der Trend in der Antriebstechnik geht weg von reaktiver Wartung hin zur Predictive Maintenance,<br />
der proaktiven Wartung. Diese basiert auf einer permanenten Überwachung und Auswertung von<br />
Maschinen- und Prozessdaten und zielt darauf ab, Antriebe und die angebundenen Komponenten in<br />
einem einwandfreien Zustand zu halten und somit einen störfreien Maschinenbetrieb zu gewährleisten.<br />
Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Bedeutung haben Ansätze<br />
zu Condition Monitoring (CM) und Predictive<br />
Maintenance (PM) für aktuelle Entwicklungen in<br />
der Antriebstechnik?<br />
Frank Kaufmann (Bosch Rexroth): Der Trend in<br />
der Antriebstechnik geht weg von reaktiver Wartung<br />
hin zur Predictive Maintenance, der proaktiven<br />
Wartung. Diese basiert auf einer permanenten Überwachung<br />
und Auswertung von Maschinen- und<br />
Prozessdaten und zielt darauf ab, Antriebe und die<br />
angebundenen Komponenten in einem einwandfreien<br />
Zustand zu halten und somit einen störfreien<br />
Betrieb der Maschinen zu gewährleisten. Wichtige<br />
Informationen für Predictive Maintenance können<br />
dabei aus dem Condition Monitoring – der Zustandsüberwachung<br />
von Fertigungsanlagen – abgeleitet<br />
werden. Dabei werden periodisch oder auch kontinuierlich<br />
Antriebs- und Zustandsdaten erfasst, um die<br />
Betriebssicherheit, Effizienz und Verfügbarkeit von<br />
Maschinen und Anlagen zu optimieren. Ziele des<br />
Zusammenspiels von Condition Monitoring und<br />
Predictive Maintenance sind die frühzeitige Detektion<br />
von Defekten, das Reduzieren von Ausfallzeiten<br />
sowie die Erhöhung der Gesamtanlageneffektivität<br />
und -lebensdauer. Mit diesen Methoden können<br />
Anwender Industrie-4.0-konform handeln und<br />
Effizienz- sowie Qualitätssteigerungen erzielen. Der<br />
Bedarf an diesen serviceorientierten Technologien<br />
wird weiter steigen. Deshalb berücksichtigen wir dies<br />
heute schon in der Entwicklung – insbesondere bei<br />
der Software, denn sie bildet schlussendlich die<br />
Grundlage für zukünftige Analysen und Vorhersagen<br />
über den Zustand der Produkte.<br />
26 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Daniel Lindenlaub (Franke): Condition Monitoring<br />
und Predictive Maintenance sind für uns wichtige<br />
Voraussetzungen zur Umsetzung von Industrie 4.0.<br />
Digitale Produktfeatures wie die Integration von<br />
Sensoren und Aktoren in Gehäuse und umschließende<br />
<strong>Konstruktion</strong>en von Wälzlagern und Linearsystemen<br />
machen diese Produkte zu wertvollen Komponenten<br />
für Maschinen und Anlagen. Neben der Ermittlung<br />
und Generierung von Daten liegt dabei<br />
auch deren Speicherung sowie die Weitergabe und<br />
Kommunikation zwischen Maschinenteilen im Fokus.<br />
Diese Intelligenz der Produkte wird sukzessive bis<br />
zum digitalen Zwilling erweitert werden. Wir streben<br />
hierbei die Vision eines Smart Bearings an, das unseren<br />
Kunden im besten Fall bereits vor einem Totalausfall<br />
unseres Lagers eine Empfehlung zur Instandsetzung<br />
oder zum Austausch kommuniziert. Das<br />
Smart Bearing soll Felddaten bei verschiedenen Kunden<br />
sammeln und mithilfe einer künstlichen Intelligenz<br />
Parameter lernen, bei denen unser Lager an seine<br />
Grenzen kommt. Hiervon würden unsere Kunden<br />
stark profitieren, da somit ungeplante Ausfallzeit in<br />
geplante Wartungszeit umgewandelt werden könnte.<br />
Der zweite Ansatz zur Nutzung von Condition Monitoring<br />
und Predictive Maintenance liegt in der Herstellung<br />
der Produkte. Durch den Einsatz von geeigneter<br />
Sensorik möchten wir den Herstellprozess<br />
überwachen und mittels einer geeigneten künstlichen<br />
Intelligenz unseren Anlagen anlernen, bei welchen<br />
Prozessparametern ein gutes Produkt herauskommt.<br />
Im besten Fall greift hier dann eine intelligente<br />
Regelung ein und hält die Prozessparameter<br />
immer in diesem Korridor. Mithilfe von Predictive<br />
Maintenance entwickeln wir unsere Anlagen noch<br />
stärker in Richtung effektiver Auslastungen. Durch<br />
eine vorzeitige Meldung von eintretenden Defekten<br />
an diversen Bauteilen innerhalb der Anlagen kann<br />
ein ungeplanter Maschinenstillstand vermieden werden<br />
und schlimmere Beschädigungen bleiben aus.<br />
Unsere Vision ist es, von der vorbeugenden manuellen<br />
Instandhaltung hin zur Predictive Maintenance<br />
Lösung zu kommen.<br />
sowie die Gesamtanlageneffektivität<br />
erhöht werden. Eine zustandsorientierte<br />
Instandhaltung ersetzt dabei die<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Features und Services rund um<br />
traditionelle zeitbasierte Instandhaltung.<br />
Aus dem Condition Monitoring<br />
Condition Monitoring (CM) und<br />
Predictive Maintenance (PM)<br />
können wichtige Informationen für<br />
heben Entwicklungen in<br />
Predictive Maintenance abgeleitet<br />
der Antriebstechnik auf ein<br />
werden. Gerade bei Antriebssystemen in<br />
neues Level.<br />
anspruchsvollen Industrieumgebungen –<br />
beispielsweise in der Intralogistik, der<br />
Lebensmittelindustrie oder bei Industriegetrieben<br />
im Heavy-Duty-Bereich – ergänzt das Condition<br />
Monitoring den Dreiklang aus Getriebe, Elektromotor<br />
und Frequenzumrichter und verbessert die Sicherheit<br />
und Zuverlässigkeit.<br />
Ralf Petersen (NSK): Aus unserer Sicht hat das<br />
Thema sehr hohen Stellenwert. Wälzlager und auch<br />
Komponenten der Lineartechnik können mit Sensoren<br />
ausgestattet werden, die den Betriebszustand der<br />
Antriebskomponenten und auch der kompletten<br />
Maschine im Sinne des Condition Monitoring überwachen.<br />
Ergänzt durch eine intelligente Software für<br />
die Auswertung der Signale ist im Sinne der Predictive<br />
Maintenance auch eine Einschätzung der Lebensdauer<br />
der Wälzlager möglich. Diese Optionen bieten<br />
wir unseren Kunden. Sie werden insbesondere in sehr<br />
anspruchsvollen Anwendungsbereichen genutzt, vor<br />
»Predictive Maintenance, also die<br />
vorausschauende Wartung, ist die konsequente<br />
Fortführung des Condition Monitoring mit<br />
dem Ziel, die Maschinen und Anlagen<br />
proaktiv zu warten.«<br />
Jörg Niermann (Nord Drivesystems): Predictive<br />
Maintenance gehört zu den Schlüsselthemen der<br />
Industrie 4.0 und spielt in der Antriebstechnik eine<br />
wichtige Rolle. Predictive Maintenance, also die<br />
vorausschauende Wartung, ist die konsequente Fortführung<br />
des Condition Monitoring mit dem Ziel, die<br />
Maschinen und Anlagen proaktiv zu warten. Beim<br />
Condition Monitoring werden periodisch beziehungsweise<br />
kontinuierlich Antriebs- und Zustandsdaten<br />
erfasst. So können unzulässige Betriebszustände<br />
frühzeitig erkannt und Ausfallzeiten reduziert<br />
Jörg Niermann ist Bereichsleiter Marketing bei der Nord<br />
Drivesystems Group.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 27
TRENDS » Perspektiven<br />
allem in Windkraftanlagen und im Antriebsstrang<br />
von Schienenfahrzeugen. Hier haben wir bereits umfassende<br />
Erfahrungen gesammelt. Entsprechende<br />
Gesamtlösungen bieten wir unter der Bezeichnung<br />
Acous Navi an.<br />
Dass NSK in den Aufgabengebieten Condition Monitoring<br />
und Predictive Maintenance ein wichtiges<br />
Wachstumsfeld für die Zukunft sieht, zeigt die Übernahme<br />
des CMS-Spezialisten B&K Vibro im März<br />
2021. Das Unternehmen gehört zu den weltweit führenden<br />
Anbietern im Bereich der Anlagenwartung<br />
und Condition Monitoring System (CMS) für rotierende<br />
Maschinen wie Pumpen, Turbinen, Kompressoren<br />
und Generatoren. Die Synergieeffekte zu den<br />
Sensorlager-Aktivitäten von NSK sind offensichtlich:<br />
Gemeinsam können wir unsere CMS-Geschäftsplattform<br />
weiter ausbauen. Ein aktueller Trend geht dahin,<br />
den sensorisch überwachten Wälzlagern neue<br />
Einsatzfelder zu erschließen. Zum Beispiel arbeiten<br />
wir gemeinsam mit Herstellern von Werkzeugmaschinen<br />
und –spindeln an Predictive-Maintenance-<br />
Systemen für die hoch belasteten Spindellager, deren<br />
Präzision entscheidend für den Bearbeitungsprozess<br />
und somit für die Qualität der Endprodukte ist. Da<br />
moderne Werkzeugmaschinen umfassend sensorisch<br />
überwacht werden, nutzen wir hier vorhandene Sensoren<br />
für die Zustandserfassung. Eine Herausforderung<br />
besteht in der Auswertung der Daten. Zum Beispiel<br />
muss ermittelt werden, ob die von der Sensorik<br />
erfassten Unregelmäßigkeiten auf das Lager, die<br />
Kupplung, das Werkzeug oder andere Einflussfaktoren<br />
zurückzuführen sind. Das Acous-Navi-System<br />
muss somit entsprechend ertüchtigt werden.<br />
Bild: SKF<br />
Dr. Ralph Werner ist Manager Reliability Engineering bei SKF.<br />
»Wie bei einem EKG in der Medizin kann<br />
man über die richtige Sensorik<br />
Informationen über die Anlage und den<br />
Antrieb erlangen, um notwendig Maßnahmen<br />
rechtzeitig einzuleiten.«<br />
Dr. Philipp Jussen (Schaeffler): Praktisch kein<br />
Anbieter von Systemlösungen in der Antriebstechnik<br />
kann es sich heute leisten, das Condition Monitoring<br />
nicht in seinem Portfolio in irgendeiner Weise abzubilden,<br />
sei es durch Eigenentwicklungen, Kooperation<br />
oder Zukauf. Die Lösungen und Ziele unterscheiden<br />
sich zum Teil sehr stark. Grundsätzlich kann man<br />
aber zwischen der Zustandsüberwachung von einzeln<br />
Maschinenelementen (Kupplungen, Bremsen, Lager)<br />
beziehungsweise kompletten Maschinen (Pumpen,<br />
Lüfter, Mühlen, Aggregate) und der Überwachung<br />
von Veränderungen in den Produktionsprozessen unterscheiden.<br />
Dass sich die Anbieter von Antriebstechnik<br />
in den letzten Jahren besonders intensiv auf diesem<br />
Gebiet engagieren, hat einen einfachen Grund:<br />
Die hohe Produktivität der heutigen Fertigungsanlagen<br />
führt bei einem ungeplanten Stillstand zu exorbitanten<br />
Kosten aufgrund der entgangenen Stückzahlen<br />
beziehungsweise der nicht produzierten Menge<br />
und zu ernsthaften Problemen mit den Lieferterminen<br />
gegenüber den Kunden. Je höher die Produktivität<br />
einer Anlage, desto attraktiver und bedeutender<br />
werden CM und PM.<br />
Ein weiterer Punkt: Traditionell wurden und werden<br />
vor allem system- und prozesskritische Anlagenteile<br />
mit Hilfe von CMS zustandsüberwacht. Die Kosten<br />
für die Überwachungssysteme fallen hier nicht so<br />
sehr ins Gewicht. Das bedeutet aber auch, dass heute<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
IIoT-Service: Mit dem ctrlX Device<br />
Portal von Bosch Rexroth werden<br />
Geräteeinstellungen verwaltet und<br />
gepflegt sowie Fernwartungen<br />
durchgeführt.<br />
28 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
noch deutlich über 90 % aller Aggregate und Antriebe<br />
in Produktionsanlagen „im Blindflug“ betrieben<br />
werden – sie fallen irgendwann ungeplant aus und<br />
legen so Teile der Produktion zeitweise still. Gerade<br />
hierfür eine effiziente und wirtschaftliche Überwachungslösung<br />
wie Schaeffler Optime anzubieten, sehen<br />
wir als den nächsten, wichtigen Entwicklungsschritt<br />
für die Branche.<br />
Dr. Ralph Werner (SKF): Vernetzung, Konnektivität<br />
und Intelligenz haben schon länger Einzug in die Antriebstechnik<br />
gehalten. Im Zuge der Digitalisierung<br />
haben sich die Möglichkeiten für Energieeinsparung,<br />
Effizienzsteigerungen und erhöhte Verfügbarkeit<br />
noch einmal stark verbessert. Ein wichtiges Puzzleteil<br />
in diesem Gesamtbild bildet die moderne Technologie<br />
für Datenerfassung, Auswertung und Diagnose: das<br />
Condition Monitoring. Wie bei einem EKG in der Medizin<br />
kann man über die richtige Sensorik Informationen<br />
über die Anlage und den Antrieb erlangen, um<br />
notwendig Maßnahmen rechtzeitig einzuleiten. SKF<br />
verwendet diese Technologie bereits seit Jahrzehnten<br />
erfolgreich in nahezu allen Industriezweigen. Die Bedeutung<br />
dieser Technologie nimmt mit den neuen<br />
Möglichkeiten der künstlichen Intelligenz stetig zu.<br />
SKF hat diese Entwicklung frühzeitig erkannt und intensiv<br />
in den Bereich der Digitalisierung und künstlichen<br />
Intelligenz investiert.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wo setzen Sie hard- und softwaretechnisch<br />
– von Sensoren über Gateways bis<br />
hin zu Analytics und KI-Technologien – an, um den<br />
Zustand und die Qualität von Produkten zu überwachen<br />
und unerwünschte Betriebszustände zu<br />
prognostizieren?<br />
Kaufmann (Bosch Rexroth): Bosch Rexroth hat bereits<br />
vor 20 Jahren damit begonnen, systematisch<br />
Felddaten in einer Service- und Reparaturdatenbank<br />
zu sammeln. Spannend wurde es, als wir diese Daten<br />
mit dem Prozesswissen der Anwendenden und unserem<br />
Entwicklungs-Know-how verknüpft haben. Von<br />
Big Data zu Smart Data – das möchten wir gemeinsam<br />
mit unseren Partnerunternehmen und Anwendenden<br />
umsetzen. Ein Ziel ist dabei das Vorverdichten<br />
von Daten an Ort und Stelle mit klaren prozessund<br />
produktrelevanten Handlungsempfehlungen.<br />
Frank Kaufmann ist Leiter Produktmanagement Antriebe &<br />
Motoren der BU Automation & Electrification Solutions bei<br />
Bosch Rexroth.<br />
»Wichtige Informationen für<br />
Predictive Maintenance können aus dem<br />
Condition Monitoring – der<br />
Zustandsüberwachung von Fertigungsanlagen –<br />
abgeleitet werden.«<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> HOHER » 04 | 2022 29<br />
WIRKUNGSGRAD
TRENDS » Perspektiven<br />
Bild: Franke<br />
High-End-Wälzlager von<br />
Franke sind mit integriertem<br />
Torque-Motor LTD und<br />
Sensoren bestückt.<br />
Daniel Lindenlaub ist bei Franke für Lean Management<br />
und Digitalisierung verantwortlich.<br />
»Condition Monitoring und Predictive<br />
Maintenance sind für uns wichtige<br />
Voraussetzungen zur Umsetzung<br />
von Industrie 4.0«<br />
Ein Werkzeug für die Überwachung – und damit die<br />
Basis für Predictive Maintenance – ist der Analytik-<br />
Baustein der App ctrlX Digital Service Assistant<br />
(DSA). Der Service Indicator stellt detaillierte Informationen<br />
über die in der Maschine verbauten Antriebsregelgeräte<br />
und Motoren dar. Diese Informationen<br />
können beispielsweise für eine vorbeugende<br />
Wartung genutzt werden. Das Auslesen der Daten<br />
kann in der Online-Diagnose-Funktion der App erfolgen,<br />
indem der dynamische, auf dem Display unseres<br />
Antriebssystems ctrlX Drive erzeugte QR-Code gescannt<br />
wird. Die Analyse, in welchem Status sich die<br />
Komponente befindet, geschieht im Backend-System.<br />
Bild: Franke<br />
Lindenlaub (Franke): Wir befinden uns noch am<br />
Anfang unserer Reise. Derzeit testen wir verschiedene<br />
Sensorik in unseren Fertigungsanlagen und versuchen<br />
diese dann in eine smarte Regelung zu überführen.<br />
Hierzu müssen erst einmal Daten gesammelt<br />
werden, die später zum Anlernen der smarten Regelung<br />
dienen. Außerdem wird derzeit eine Strategie<br />
erarbeiten wie die erfassten Daten in Form von Metadaten<br />
in einer IIoT-Plattform (Industrial Internet of<br />
Things) gespeichert und verarbeitet werden können.<br />
Hierzu haben wir einen Benchmark verschiedener<br />
Hersteller durchgeführt und befinden uns in ersten<br />
Kennenlerngesprächen mit Systemintegratoren. Innerhalb<br />
dieser IIOT-Plattform soll später dann die effektive<br />
Verarbeitung der Daten stattfinden. Die Verbindung<br />
der einzelnen Anlagen wird ebenfalls in unserer<br />
Strategie erarbeitet. Da wir verschiedene Anbieter<br />
von Anlagen besitzen, die alle unterschiedliche<br />
Steuerungen und technisches Equipment besitzen,<br />
muss eine Anbindung der jeweiligen Anlage immer<br />
unterschiedlich durchleuchtet werden.<br />
Niermann (Nord Drivesystems): Unsere Intelligenz<br />
sitzt im Frequenzumrichter. All unsere Frequenzumrichter<br />
haben eine integrierte PLC zur Verarbeitung<br />
externer und interner Daten. Dabei können anwendungsnahe<br />
Prozesse abgearbeitet werden. Die PLC<br />
übernimmt wichtige Steuerungs- und Überwachungsfunktionen<br />
direkt im Frequenzumrichter des<br />
Antriebssystems. Sensorinformationen können entweder<br />
aus den vorhandenen Daten im Antrieb stammen,<br />
sogenannte virtuelle Sensoren, oder durch die<br />
Integration externer Sensoren wie Temperatur-,<br />
Schwingungs- und anderer Sensoren gewonnen werden.<br />
Die Antriebs- und Anwendungsdaten können an<br />
den Leitstand, an vernetzte Komponenten oder an eine<br />
Cloud übermittelt werden. Das ermöglicht eine<br />
kontinuierliche Zustandsüberwachung (CM) und legt<br />
damit die Basis für vorausschauende Wartungskonzepte<br />
(PM) sowie eine optimierte Anlagendimensionierung.<br />
Alle industrieüblichen Kommunikationswege<br />
können mit Nord-Frequenzumrichtern realisiert werden.<br />
Die Ausstattung des Antriebes ist dabei optional<br />
erweiterbar und lässt sich jederzeit an die jeweilige<br />
Automatisierungsaufgabe anpassen. Der Kunde kann<br />
wählen, welche Aufgaben – Antriebsüberwachung,<br />
Antriebssteuerung und/oder Prozesssteuerung – er<br />
direkt in den Antrieb verlagern möchte.<br />
Petersen (NSK): Als zentraler Parameter für die Zustandsanalyse<br />
von Wälzlagern hat sich die Schwingung<br />
erwiesen. Die Integration des Schwingungssensors<br />
im Bereich des Lagers ist dabei noch die leichtere<br />
Aufgabe. Eine größere Herausforderung ist die Da-<br />
30 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
tenanalyse: Welche Art der Unregelmäßigkeit deutet<br />
auf welchen Lagerschaden hin? Und welche Lebensdauerprognose<br />
ergibt sich daraus? Um diese Fragen<br />
für jeden Anwendungsfall praxisgerecht beantworten<br />
zu können, müssen große Datenmengen erfasst<br />
und ausgewertet werden. Für diese Aufgabe nutzen<br />
wir Algorithmen, die eine möglichst exakte Bestimmung<br />
der Restlebensdauer ermöglichen. Die Entwicklung<br />
dieser Algorithmen ist sehr anspruchsvoll,<br />
ebenso die Konzeption der Hardware-Infrastruktur.<br />
Ein Beispiel: Aus Sicht von NSK macht es wenig Sinn,<br />
alle Daten dauerhaft zu speichern, die das Acous-<br />
Navi-System erfasst und auswertet. Zielführender ist<br />
die kurzfristige Vor-Ort-Datensammlung nach dem<br />
Prinzip des Edge Computing. Dabei werden die relevanten<br />
Daten gefiltert, ausgewertet und dem Anwender<br />
gegebenenfalls auf einer Cloud-Plattform<br />
zur Verfügung gestellt.<br />
In der Vergangenheit gab es bei den Anwendern häufig<br />
Vorbehalte, was die Kosten und den Aufwand für<br />
die Integration von CM-Systemen betrifft. Die neueren<br />
von NSK entwickelten und genutzten CMS-Lösungen<br />
sind aber nicht nur kostengünstiger, die Datenverwaltung<br />
ist auch einfacher und für die kompakte<br />
Auswerteeinheit findet sich in jedem Schaltschrank<br />
ein Platz. Die Verbreitung von CM- und PM-<br />
Systemen wird auch dadurch gefördert, dass Maschinenhersteller<br />
entsprechende Standards erarbeiten.<br />
Chaos<br />
im Schaltschrank?<br />
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Kabelmanagement-<br />
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»In den Aufgabengebieten Condition<br />
Monitoring und Predictive Maintenance sehen<br />
wir ein wichtiges Wachstumsfeld<br />
für die Zukunft.«<br />
IP66<br />
Ralf Petersen, Manager Industrial Bearings,<br />
European Technology Center, NSK Deutschland<br />
Bild: NSK<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 31
TRENDS » Perspektiven<br />
Bild: Schaeffler<br />
Dr. Philipp Jussen ist Leiter Portfolio und Produktmanagement<br />
Industrie 4.0 bei Schaeffler.<br />
»Je höher die Produktivität einer Anlage,<br />
desto attraktiver und bedeutender werden<br />
Condition Monitoring und Predictive<br />
Maintenance.«<br />
Ein weit fortgeschrittenes Projekt ist das von Fanuc<br />
entwickelte und etablierte FIELD-System (Fanuc Intelligent<br />
Edge Link & Drive System). NSK hat bereits<br />
eine Acous-Navi-Lösung entwickelt, die an die offene<br />
FIELD-Softwareplattform andockt. In Japan ist<br />
dieses System bereits verfügbar.<br />
Dr. Jussen (Schaeffler): Zunächst einmal stehen<br />
für uns nicht bestimmte Technologien im Vordergrund,<br />
sondern die Bedürfnisse und täglichen Entscheidungsprobleme<br />
unserer Kunden. Lösungen werden<br />
dann regelmäßig genutzt, wenn sie einfach und<br />
intuitiv anzuwenden sind. Daher steht im Zentrum<br />
unserer Entwicklungen die User Experience – und<br />
diese lässt sich in der Tat mit einigen Technologien<br />
auf ein ganz neues Niveau heben: Im Bereich Analytics<br />
setzen wir Algorithmen ein, die auf Basis unserer<br />
langjährigen CM- und Wälzlagererfahrung in Kombination<br />
mit Machine Learning weiterentwickelt wurden.<br />
Der große Vorteil für unsere Kunden hierbei besteht<br />
darin, dass wir automatisch – das heißt ohne<br />
manuelle Bewertung durch Spezialisten – Angaben<br />
zum Zustand der überwachten Maschinen geben<br />
können. Im Gegensatz zu konventionellen CM-Lösungen<br />
am Markt müssen an unseren Überwachungssystemen<br />
Kennwerte nicht mehr manuell und<br />
individuell für jede Maschine eingestellt werden, da<br />
wir das „individuelle Verhalten der Maschinen“<br />
anlernen. Unsere Systeme sind so wesentlich schneller<br />
betriebsbereit und für den Kunden vereinfacht<br />
sich die Inbetriebnahme – da größtenteils automatisch<br />
– beträchtlich. Die Analysen laufen physisch in<br />
der Cloud, wodurch Software-Updates Geschichte<br />
sind. Diese Verfahren setzen wir auch bei unserem<br />
neuesten Condition Monitoring System Optime ein.<br />
Hier sind wir noch einen Schritt weiter gegangen:<br />
Wir nutzen die Mesh-Netzwerk-Technologie. Die kabellosen<br />
Sensoren vernetzen sich völlig selbstständig.<br />
Die Datenübertragung in die Cloud ist besonders<br />
sicher, auch bei Ausfall einzelner Messpunkte, und<br />
das Netz kann jederzeit und beliebig um weitere<br />
Messstellen erweitert oder reduziert werden. Auf<br />
diese Weise gelingt die Zustandsüberwachung von<br />
Hunderten Standardantrieben und Aggregaten verteilt<br />
in einem Werk besonders einfach. Die Inbetriebnahme<br />
pro Messstelle nimmt nur wenige Minuten in<br />
Anspruch, da für die Konfiguration minimale Angaben<br />
notwendig sind. Unser CMS-Angebot wird mit<br />
dem mehrkanaligen Pro Link und dem einkanaligen<br />
Smart Check abgerundet, um auch komplexere Maschinen<br />
mit besonderen Anforderungen an die Überwachung<br />
abzubilden.<br />
Tobias Roepke (SKF): Die Kette der notwendigen<br />
Schritte hin zu einer treffenden Handlungsempfehlung<br />
ist lang. Grundlage ist die korrekte Datenaufnahme.<br />
Hier gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher<br />
Sensorik, wobei durch moderne Technologien auch<br />
immer mehr Funksensorik mit smarter und energiesparender<br />
Vernetzung zum Einsatz kommt. Die Intelligenz<br />
der Systeme ist hierbei sehr stark abhängig<br />
von den verwendeten Technologien in Zusammenhang<br />
mit der richtigen Zusammensetzung der Entwicklerteams.<br />
Es sind zunächst physikalische Zusammenhänge<br />
zur Schallübertragung und Kenntnisse<br />
über Digitalisierung und Datenübertragung für eine<br />
korrekte Datenerfassung notwendig. Um eine Handlungsempfehlung<br />
zu geben und die notwendigen<br />
Maßnahmen einzuleiten, sind weiterhin der Bereich<br />
der Datenverarbeitung, künstliche Intelligenz sowie<br />
INFO<br />
Hintergründe zu Linearführungen<br />
mit Optionen fürs<br />
Condition Monitoring:<br />
hier.pro/4Yj8E<br />
32 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
www.mo-ka.net<br />
Sicher.<br />
Bild: Schaeffler<br />
Schaeffler Optime ist eine kabellose<br />
IIoT-Lösung für das Condition Monitoring<br />
von Maschinen in Produktionsprozessen.<br />
das Verständnis mechanischer Zusammenhänge und<br />
Erfahrungen aus der Instandhaltung notwendig. SKF<br />
bietet für alle dieser Bereiche Lösungen an und hat<br />
somit ein breites Portfolio für eine umfassende Strategie.<br />
Ein Beispiel aus einem aktuellen Kundenprojekt:<br />
Zur Steigerung der Verfügbarkeit einer Drahtstraße<br />
in einem Stahlwerk wurden zunächst alle Antriebe<br />
und Walzgerüste mit Sensorik und Auswertungshardware<br />
ausgestattet. Um bei den wechselnden<br />
Betriebsbedingung eine effiziente Alarmierung<br />
zu ermöglichen, wurden über eine Prozessdatenankopplung<br />
aller relevanten Prozessparameter dem<br />
System zugeführt. Die Datenübertragung erfolgt hier<br />
direkt in die SKF-Cloud, wodurch eine sehr effektive<br />
Zusammenarbeit zwischen dem Anlagenbetreiber<br />
und den SKF-Analyseexperten erreicht wurde. Es<br />
wurde sehr schnell eine signifikante Verfügbarkeitssteigerung<br />
erreicht. Die sehr guten Ergebnisse können<br />
unter Einsatz neuer Technologien und künstlicher<br />
Intelligenz zukünftig weiter gesteigert werden.<br />
Um das eigentliche Ziel einer erhöhten Verfügbarkeit<br />
zu erreichen, sind die neuen Technologien bei adäquatem<br />
Einsatz sehr gute und skalierbare Werkzeuge.<br />
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TITEL » Kupplungen & Bremsen<br />
Bild: R+W Antriebelemente/BAYK/Konradin Mediengruppe<br />
In jedem Schwerlastenrad-Antrieb von BAYK stecken zwei<br />
R+W-Präzisionskupplungen basierend auf der EKL-Serie.<br />
Die Präzision definiert sich über die hochgradig angepasste<br />
Geometrie der Klauenkontur, die mit einem eigenen Prüfmaß<br />
garantiert wird.<br />
Elastomerkupplungen von R+W für elektrisch unterstützte Lastenräder<br />
Neuartiges<br />
Antriebskonzept<br />
Elektrisch unterstützte Lastenräder, als umweltfreundliche Alternative in den Städten für<br />
Paket- und Lieferdienste sowie für den Personentransport, sind das Spezialgebiet der BAYK<br />
AG. Der Hersteller aus Regensburg gilt international als Innovationstreiber für gewerblich<br />
genutzte Pedelecs. Die Fahrzeuge müssen den rauen Arbeitsalltag überstehen und möglichst<br />
hohe Laufleistungen im gewerblichen Einsatz schaffen. Mit Elastomerkupplungen von<br />
R+W gelang den Cargobike-Spezialisten wieder ein entscheidender Entwicklungsvorsprung.<br />
34 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022<br />
Sina Odenwald, Marketing-Referentin bei der R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main
Die BAYK AG trifft mit ihren Transport-Pedelecs den<br />
Nerv der Zeit. Die Zunahme von Onlineshopping<br />
auf regionaler und überregionaler Ebene lässt den Lieferverkehr<br />
anschwellen. Jeder kennt die gelben, braunen<br />
oder weißen Kastenwagen, die in zweiter Reihe zur<br />
Auslieferung parken und die Straßen versperren. Die<br />
Auspuffgase der Verbrennermotoren belasten die Luft<br />
der Städte. Dennoch wollen beispielsweise nun auch<br />
Lebensmittelmärkte und der örtliche Einzelhandel dem<br />
Wunsch der Kunden „Lieferung direkt nach Hause“ entsprechen.<br />
Die Branche der Kurier-, Express- und Paketdienstleister,<br />
kurz KEP, weiß schon heute nicht mehr,<br />
woher sie die vielen dazu benötigten Personen mit Führerschein<br />
nehmen soll. Außerdem gilt die „letzte Meile“<br />
als der größte Kostenfaktor bei der Zustellung.<br />
Emissionsfreie Transportlösung<br />
für den urbanen Dschungel<br />
»Unsere Fahrzeuge ermöglichen<br />
effizient, emissionsfrei und<br />
zuverlässig Waren zu liefern,<br />
Menschen zu bewegen und<br />
Fahrerlebnisse zu schaffen.«<br />
Johannes Maier<br />
Nun kommt eine elegante Lösung aus Bayern. Genauer<br />
gesagt aus Pielenhofen bei Regensburg. Entstanden<br />
aus einer Fahrradmanufaktur, findet sich dort heute<br />
mit BAYK ein hochprofessioneller Hersteller und Entwickler<br />
von emissionsfreien Transportmitteln. Als Pedelec<br />
25 gelten sie rechtlich als Fahrrad und dürfen ohne<br />
Führerschein oder Versicherungskennzeichen auf allen<br />
für Räder zugelassenen Wegen gefahren werden. Staus<br />
lassen sich somit geschickt auf Radwegen umgehen,<br />
für Autos vorgeschriebene Zeitfenster zum Be- und<br />
Entladen entfallen, der Abgasausstoß liegt bei null. Damit<br />
avancieren sie zum idealen Allzwecktransporter im<br />
urbanen Dschungel. Das Konzept umfasst inzwischen<br />
drei Produktlinien: Lastentransport mit dem Modell<br />
Bring, Personentransport mit dem CityCruiser – Das Velotaxi<br />
– und dem CareCruiser – Dem Erlebnismobil für<br />
Senior*innen. Johannes Maier ist verantwortlich für die<br />
Bereiche Einkauf & Logistik bei den Pielenhofenern und<br />
bringt die Vorteile auf den Punkt: „Unsere Fahrzeuge<br />
ermöglichen unseren Partnern, effizient, emissionsfrei<br />
und zuverlässig Waren zu liefern, Menschen zu bewegen<br />
und Fahrerlebnisse zu schaffen.“ Ganz nebenbei<br />
fungieren die modern designten und auffälligen Funktionsräder<br />
noch als attraktive Werbefläche.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Elastomerkupplungen<br />
optimieren<br />
Schwerlastenrad-Antrieb<br />
Allen drei Produktlinien gemeinsam ist die harte Beanspruchung<br />
im gewerblichen Bereich. Im Gegensatz zur<br />
privaten Nutzung gibt es gerade in der KEP-Branche<br />
tägliche Fahrerwechsel, Zeitdruck, wenig Verantwortungsgefühl<br />
für das Fahrzeug und hohe Fahrleistungen<br />
auf unterschiedlichstem Terrain. Johannes Maier zitiert<br />
hier gerne einen seiner Kunden, der einen großen Paketdienstleister<br />
vertritt: „`Die härteste Anforderung an<br />
Nutzfahrzeuge hat in Deutschland das Militär, auf Platz<br />
zwei folgt bereits die KEP-Branche´. Das bedeutet für<br />
uns, dass wir nicht einfach Rücksichtnahme auf unsere<br />
Fahrzeuge von unseren Kunden erwarten können, sondern<br />
dass wir gefordert sind, die Fahrzeuge so zu konstruieren<br />
und zu bauen, dass diese den Gegebenheiten<br />
standhalten.“<br />
Antrieb neu positioniert<br />
Das Herzstück eines jeden Lastenrades bildet der Antrieb.<br />
Um diesen maximal zu schützen und einfach zu<br />
warten, ist er bei den Bayern in einem eigens konzipierten<br />
Schutzgehäuse nahe der Hinterachse untergebracht.<br />
Jede Antriebswelle verfügt über einen separaten<br />
Antriebsmotor mit jeweils 110 Nm Drehmoment.<br />
Dieser spezielle Antrieb über die Hinterachse und die<br />
geschützte Unterbringung ist zwar optimal für die Modelle<br />
des Unternehmens, ist aber vom Motorenhersteller<br />
so nicht vorgesehen, wie Maier erläutert: „Im Geschäftsumfeld<br />
der Nutz- und Cargobikes gibt es in<br />
Deutschland im Prinzip nur einen Motorenhersteller.<br />
Die Elastomerkupplung<br />
mit Klemmnabe überträgt<br />
je Serie 0,5 bis 2.150 Nm<br />
Drehmoment und überzeugt<br />
durch eine kurze<br />
Bauweise.<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 35
TITEL » Kupplungen & Bremsen<br />
Das Ausgleichselement einer jeden Elastomerkupplung ist der Elastomerkranz. Dieser überträgt das Drehmoment spielfrei und schwingungsdämpfend.<br />
Es gibt ihn in 5 Standard-Ausführungen in verschiedenen Shorehärten und aus verschiedenen Werkstoffen.<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
Dieser bietet standardmäßig Nabenmotoren an, die in<br />
der Regel im Rad eingespeicht sind. Für die extreme Art<br />
der Beanspruchung der Motoren wollten wir mit unserem<br />
Cargobike einen neuen Ansatz finden. So haben<br />
wir uns die Frage gestellt, wie die Kraftübertragung<br />
von Motor auf die Antriebswelle aussehen könnte.“<br />
Beratung vor Ort bei BAYK bringt<br />
den Durchbruch<br />
In der Folge kam es zu einem regen Austausch zwischen<br />
den Entwicklungsingenieuren der BAYK AG und<br />
den Kupplungsfachleuten der R+W Antriebselemente<br />
GmbH. Das Ergebnis war eine bahnbrechende Neukonstruktion<br />
für Cargobike-Antriebe. Der Kontakt ergab<br />
sich aus einem Tipp des BAYK-Vorstandsvorsitzenden,<br />
welcher noch ein Metalltechnik-Unternehmen führt<br />
und den Erfahrungen eines Konstrukteurs des Pedelec-<br />
Herstellers, welcher an der Uni Bayreuth studierte.<br />
R+W betreibt eine Entwicklungspartnerschaft mit der<br />
Uni Bayreuth und der RWTH Aachen. Maier beschreibt<br />
die Zusammenarbeit mit dem Kupplungsspezialisten:<br />
„Für uns war es höchst erfreulich, dass sich mit Herrn<br />
Bremauer sofort jemand persönlich um uns gekümmert<br />
hat, obwohl wir bestimmt nicht die größten Stückzahlen<br />
an Kupplungen abnehmen. Im Vor-Ort-Termin mit<br />
unserer <strong>Konstruktion</strong> hat sich dann auch sofort eine<br />
Lösung abgezeichnet, durch die Verwendung der richtig<br />
konfigurierten Elastomerkupplung in Kombination mit<br />
einer optimalen Passung zur Achsverbindung.“<br />
Dämpfung, Toleranz, Montage<br />
Im März 2019 kam es dann zur Auslieferung der ersten<br />
Kupplung für den Musterbau. Die wesentlichen Eigenschaften<br />
einer Elastomerkupplung sind die Toleranz gegenüber<br />
axialen, lateralen und angularen Versätzen sowie<br />
die Dämpfung von Stößen. Außerdem sind die<br />
Kupplungen steckbar. Diese vielfältigen Eigenschaften<br />
kommen den Ansprüchen des Cargobike-Herstellers<br />
sehr entgegen, da bei der Verbindung von Motor und<br />
Achse Toleranzen notwendig sind und selbstverständlich<br />
im Betrieb jede Toleranz und Dämpfung die Lebensdauererhaltung<br />
des Antriebsstrangs fördert. Bei<br />
der Anbindung der Kupplung ist seitens R+W exakt auf<br />
die Anforderungen von Passfeder und Klemmung bei<br />
BAYK eingegangen worden. Die Steckbarkeit der Kupplungen<br />
erleichtert die Montage im eng begrenzten<br />
Bauraum.<br />
Die Lastenräder und Fahrradrikschas der BAYK AG sind ein wichtiger Bestandteil der<br />
Verkehrswende im Bereich der Mikromobilität.<br />
Bild: BAYK<br />
Mehr als Elastomer<br />
Heute stecken in jedem Schwerlastenrad-Antrieb aus<br />
Pielenhofen zwei R+W-Präzisionskupplungen basierend<br />
auf der EKL-Serie. Die Präzision definiert sich über<br />
die hochgradig angepasste Geometrie der Klauenkontur,<br />
die mit einem eigenen Prüfmaß garantiert wird. Der<br />
Elastomerkranz passt sich dieser spielfrei an. Nur so ist<br />
eine verschleißarme Drehmomentübertragung unter jeder<br />
Belastung gewährleistet. Die Elastomerkränze gibt<br />
es in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichen<br />
Shorehärten, je nach gewünschtem Dämpfungsgrad.<br />
Das Besondere der Elastomerkränze des Kupplungsherstellers<br />
ist die speziell entwickelte Geometrie<br />
in Verbindung mit der zur Auswahl stehenden Shorehärte.<br />
Selbst bei einer Überlast gerät der Elastomerkranz<br />
nicht in den kritisch plastischen Bereich der irre-<br />
36 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Das Cargobike ‚Bring‘<br />
überzeugt mit hoher<br />
Antriebskraft, belastbarer<br />
<strong>Konstruktion</strong> und Wendigkeit.<br />
Es kann überall dort<br />
fahren, wo Fahrräder fahren<br />
dürfen. Ein spezieller<br />
Führerschein und ein<br />
Versicherungskennzeichen<br />
sind nicht notwendig.<br />
Bild: BAYK<br />
versiblen Umformung. Vielmehr kehrt er zurück in seine<br />
ursprüngliche Form und kann seiner Aufgabe wieder<br />
anstandslos gerecht werden. Das Vorhandensein all<br />
dieser Faktoren in der Standardausführung, macht eine<br />
R+W-Elastomerkupplung sehr besonders.<br />
Erfolgreiches Konzept<br />
„Für uns hat sich die Entscheidung für Elastomerkupplungen<br />
von R+W mehr als bewährt“, fasst Maier zusammen.<br />
„Wir sind gerade dabei, das Konzept auf die<br />
Velotaxi-Modelle zu übertragen, eben weil es so robust<br />
und modular ist. Sollte beispielsweise ein Speichen-<br />
Rad angefahren oder beschädigt sein, kann man dieses<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Elastomerkupplungen von<br />
R+W Antriebselemente:<br />
hier.pro/PZozP<br />
»Die wesentlichen Eigenschaften einer<br />
Elastomerkupplung sind die Toleranz<br />
gegenüber axialen, lateralen und<br />
angularen Versätzen sowie die Dämpfung<br />
von Stößen.«<br />
unabhängig vom, in der Regel eingespeichten Motor,<br />
austauschen. Wir sind bereits international damit erfolgreich.<br />
Aktuell läuft die Integration des Velotaxis in<br />
den öffentlichen Nahverkehr von Paris. Trotz der hohen<br />
Belastung mit durchschnittlich 1.000 km pro Monat<br />
und 70 km Akkureichweite geben wir auf unsere BAYKs<br />
zwei Jahre Garantie. Ein hohes Qualitätsversprechen,<br />
dessen Einhaltung wir nicht zuletzt der guten partnerschaftlichen<br />
Zusammenarbeit mit unseren Ansprechpartnern<br />
bei der R+W Antriebselemente GmbH zu verdanken<br />
haben.“<br />
(jg)<br />
www.rw-kuplungen.de<br />
Wer steckt hinter der Applikation:<br />
Die BAYK AG ist als Hersteller von Lastenrädern und<br />
Fahrradrikschas wichtiger Bestandteil der Verkehrswende<br />
im Bereich der Mikromobilität.<br />
https://bayk.ag/<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 37
ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Servo- oder Schrittmotor?<br />
Die Positionieraufgabe<br />
bestimmt den Motortyp.<br />
Positionierantriebe von ebm-papst – die Aufgabe bestimmt den Motor<br />
Der Antrieb muss zur<br />
Positionieraufgabe passen<br />
In der industriellen Automation, der Intralogistik aber auch in der Medizintechnik oder<br />
bei Systemen zur Zugangskontrolle sind Positionierantriebe im Einsatz. Dabei stellen die<br />
verschiedenartigen Anwendungen sehr unterschiedliche Anforderungen an die eingesetzte<br />
Technik. Und auch der Kostenfaktor spielt meist eine nicht unwesentliche Rolle. Kein Wunder also,<br />
dass sich bei Positionieraufgaben recht unterschiedliche Antriebslösungen finden, die allerdings auch immer<br />
spezifische Vor- und Nachteile haben.<br />
Armin Pokorny (Markt Manager IDT), Patrick Schumacher (Leiter Produktmanagement IDT), ebm-papst in St. Georgen, Dr. Robert Michel<br />
(Markt Manager IDT), ebm-papst Service Center, St. Georgen<br />
Je nach Komplexität und Anforderungen<br />
einer Positionieraufgabe haben sich<br />
unterschiedliche Antriebskonzepte etabliert.<br />
Zu den gängigsten gehören AC-Servos,<br />
DC-Motoren – entweder mit Bürsten<br />
oder bürstenlos mit elektronischer Kommutierung<br />
(BLDC) – oder auch Schrittmotoren.<br />
Für alle gibt es typische Einsatzbereiche,<br />
in denen sie ihre jeweiligen funktionsbedingten<br />
Vorteile ausspielen können.<br />
AC-Servo- oder Schrittmotor?<br />
AC-Servomotoren gelten als besonders<br />
leistungsstark und reaktionsschnell. Ein<br />
typisches Einsatzfeld finden sie wegen ihrer<br />
hohen Dynamik beispielsweise bei<br />
schnellen Bestückungsautomaten. Für viele<br />
Positionieraufgaben übersteigt ihre Leistungsfähigkeit<br />
die Anforderungen und die<br />
Antriebe sind daher für diese Applikationen<br />
überteuert. In „einfacheren“ Anwendungen<br />
findet man deshalb oft Schrittmotoren, die<br />
entweder mit offenem oder geschlossenem<br />
Regelkreis arbeiten. Bei offenem Regelkreis<br />
gibt es keine Positionsrückmeldung. Dabei<br />
wird der Motor meist überdimensioniert,<br />
um die Drehmomentanforderungen stets<br />
zu erfüllen und sicherzustellen, dass keine<br />
Schritte verloren gehen. Das spart zwar<br />
Sensorik ein, Anwender können jedoch<br />
nicht eindeutig erkennen, ob der Motor<br />
tatsächlich in die gewünschte Position gebracht<br />
wurde. Zudem benötigen die überdimensionierten<br />
Motoren viel Energie. Arbeiten<br />
Schrittmotoren im geschlossenen<br />
Regelkreis, also mit Positionsrückmeldung<br />
Ausgestattet mit einem integrierten Elektronikmodul können viele intelligente Funktionen direkt im<br />
Antrieb realisiert werden; die bisher erforderliche SPS wird entlastet oder kann im Idealfall komplett<br />
entfallen.<br />
Bild: ebm-papst<br />
über einen Encoder, lässt sich die Drehmomentmarge<br />
reduzieren, weniger Energie<br />
wird erforderlich und die Motoren können<br />
wesentlich kleiner ausfallen. Solche leistungsmäßig<br />
auf die Anwendung angepassten<br />
Schrittmotoren sind allerdings nicht<br />
überlastfähig. Mit Wechselbelastungen<br />
kommen sie nicht klar, z. B. wenn auf einem<br />
Förderband unterschiedlich schwere<br />
Pakete transportiert werden. Bei einem Roboter<br />
oder Schwenkarm, der immer ungefähr<br />
gleich schwere Teile greift, können<br />
solche Antriebe aber durchaus die richtige<br />
Wahl sein. In einigen Bereichen sind allerdings<br />
die bei Schrittmotoren unvermeidbaren<br />
Geräusche im Hinblick auf den Arbeitsschutz<br />
nicht tolerierbar.<br />
DC-Servomotoren sind ebenfalls häufig in<br />
Positionieranwendungen zu finden. Die<br />
elektronisch kommutierten Varianten kennen<br />
praktisch keinen Verschleiß und sind<br />
sehr langlebig. Durch die Schutzkleinspannung<br />
(24 V DC oder 48 V DC ) ist sowohl der<br />
Anspruch an die Ausbildung der Personen,<br />
die einen solchen Antrieb installieren, als<br />
auch der Dokumentationsaufwand für den<br />
Anwender deutlich geringer als bei den bereits<br />
erwähnten AC-Servomotoren und die<br />
Antriebe bauen kleiner. Im Vergleich zu<br />
Schrittmotoren positionieren sie genauer,<br />
sind dynamischer sowie ausgesprochen leise<br />
und energieeffizient. Zudem lassen sich<br />
für die unterschiedlichsten Positionieraufgaben<br />
passende Antriebssysteme „von der<br />
Stange“ finden, was die Kosten für die leis-<br />
38 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Positionierantriebe aus dem modularen<br />
Antriebssystem: Das Herzstück bilden die<br />
Innenläufermotoren mit Abgabeleistungen<br />
von 30 bis zu 750 W. Je nach Anwendung<br />
lassen sie sich individuell mit Regelelektronik,<br />
unterschiedlichen Getriebe-, Bremsenund<br />
Encoder-Modulen kombinieren.<br />
Bild: ebm-papst<br />
tungsfähigen Antriebe im Rahmen hält.<br />
Das beweist der Motorenspezialist ebmpapst<br />
mit seinem modularen ECI-Antriebssystem.<br />
Das Herzstück der Baureihe bilden<br />
die Innenläufermotoren mit Abgabeleistungen<br />
von 30 bis zu 750 W. Je nach Anwendung<br />
lassen sie sich individuell mit Regelelektronik,<br />
unterschiedlichen Getriebe-,<br />
Bremsen- und Encoder-Modulen kombinieren.<br />
Zudem ist in die Entwicklung dieses<br />
Baukastens viel Applikations-Know-how<br />
geflossen. Die Experten wissen, was die<br />
Anwender aus den unterschiedlichsten<br />
Branchen von der Automatisierungstechnik<br />
über die Logistik bis hin zur Medizintechnik<br />
brauchen. So sind präzise Bewegungen bei<br />
kleinen Drehzahlen ebenso möglich wie der<br />
schnelle Wechsel zu einem dynamischen<br />
Betrieb. Die Antriebe arbeiten mit hohen<br />
Wirkungsgraden und lassen sich auch bei<br />
beengten Einbauverhältnissen gut unterbringen.<br />
Die Aktivteile (bewickelter Stator<br />
und mit Magneten bestückter Läufer) sind<br />
lediglich 20, 40 oder in der leistungsstärksten<br />
Variante 60 mm kurz. Ausgestattet mit<br />
einem integrierten Elektronikmodul können<br />
viele intelligente Funktionen direkt im<br />
Antrieb realisiert werden. Die bisher erforderliche<br />
SPS wird entlastet oder kann im<br />
Idealfall komplett entfallen. Die Ansteuerung<br />
ist dabei über die digitalen und analogen<br />
Ein- und Ausgänge möglich. Der Integration<br />
in Industrie 4.0 Konzepte steht<br />
damit nichts im Weg.<br />
Positionierantriebe mit breitem<br />
Einsatzspektrum<br />
Typische Positionieranwendungen für die<br />
ECI-Antriebe gibt es viele. Ein Beispiel sind<br />
Werkstückträger-Transportsysteme, die<br />
Teile in der Produktion schnell und effizient<br />
von einem Montageschritt zum nächsten<br />
bringen. Dabei darf nichts ruckeln oder<br />
wackeln, damit empfindliche Produkte<br />
nicht beschädigt werden. In verschiedenen<br />
Anwendungen haben die ECI-Motoren mit<br />
integrierter Elektronik und Schneckengetriebe<br />
die ehemals eingesetzten AC-Getriebemotoren<br />
abgelöst. Anwender sparen dadurch<br />
bis zu 80% Energie. Die ECI-Motoren<br />
punkten zudem durch ihre Drehmomentregelung<br />
und die große Überlastfähigkeit. Da<br />
der Motor Drehmoment und Strom reguliert,<br />
können unterschiedlich schwere<br />
Werkstücke bei gleichbleibender Geschwindigkeit<br />
transportiert werden. Auch<br />
bei der Postsortierung in großen Logistikzentren<br />
haben die kompakten bürstenlosen<br />
Gleichstromantriebe an den Bändern,<br />
Schleusen und Weichen die früher üblichen<br />
AC-Motoren mit ihren großen Schaltschränken<br />
für die Regler abgelöst. Die ECI-<br />
Antriebe lassen sich einfach und platzsparend<br />
montieren und machen zudem aufwendige<br />
Pneumatiklösungen an Weichen<br />
oder Hubeinrichtungen überflüssig. Die industriegerecht<br />
ausgelegten Antriebe eignen<br />
sich für zahllose weitere Positionieranwendungen.<br />
(jg)<br />
www.ebmpapst.com<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Antriebslösungen von<br />
ebm-papst:<br />
hier.pro/IfzVW<br />
34. Control<br />
Internationale Fachmesse<br />
für Qualitätssicherung<br />
D 03. – 06. Mai 2022<br />
a Stuttgart<br />
industrial image processing<br />
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- ultrasound - magnetic<br />
resonance - X-ray CT - OCT<br />
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@ www.control-messe.de<br />
Ä #control2022 ü?ägB<br />
Veranstalter: SP. E. SCHALL GmbH & Co. KG<br />
f +49 (0) 7025 9206-0<br />
m control@schall-messen.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 39
ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />
Elektrozylinder von SEW-Eurodrive für Verfahrbewegung einer Falzanlage<br />
Maximalkraft bis 24.000 N<br />
Um Fügeprozesse bei Produktionsabläufen in der Automobilbranche zu verbessern, entwickelte ein<br />
Sondermaschinenbauer eine neuartige Doppelfalztechnologie. Anstelle herkömmlicher Hydraulik setzte<br />
er dabei Servoantriebs- und Steuerungstechnik mit Elektrozylindern ein. Die Ergebnisse sind bessere<br />
Haltbarkeit der Blechverbindungen, weniger Platzbedarf, geringerer Serviceaufwand und höhere<br />
Arbeitssicherheit.<br />
Gunthart Mau, Referent Fachpresse bei SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
herrscht oft Ungewissheit über die wirkenden Falzkräfte.<br />
Andererseits bestand die Kundenforderung nach<br />
kompakten Baumaßen der gesamten Anlage. Die bisherige<br />
Technologie basierte auf einem einfachen Falz im<br />
Verbund mit einer Punktschweißung. Die Festigkeit<br />
dieser Verbindung ließ sich allerdings noch steigern:<br />
Durch mehrmaliges Einfalten und eine spezifische Form<br />
weist der Falz eine besonders hohe Stabilität auf.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Die Bewegungssteuerung der Falzanlage erfolgt durch einen Movi-C Controller power von<br />
SEW-Eurodrive. Auf ihm läuft das Softwaremodul Movikit MultiAxisController, das mechanisch<br />
gekoppelte Antriebe von loser bis starrer Kopplung per Softwaremodul realisieren kann.<br />
»Die Elektrozylinder erreichen<br />
eine maximale Dauervorschubkraft<br />
bis zu 10.000 N.«<br />
Die Roland Ruegenberg GmbH in Bad Sobernheim<br />
entwickelt und baut Falzanlagen, die zwei Blechelemente<br />
ohne Schweißen schnell und zuverlässig verbinden.<br />
Beim Auftrag eines Automobilzulieferers über<br />
mehrere automatische Falzanlagen waren Produktvielfalt,<br />
Rüstzeit, enge Platzvorgaben und ein enger Terminplan<br />
die besonderen Herausforderungen. Technisch<br />
anspruchsvoll gestaltete sich die Erfüllung der Kundenforderungen<br />
nach hoher Verfahrgeschwindigkeit und<br />
Kraft sowie synchronem Verfahren im Verbund, auch<br />
bei unterschiedlichen Kräften. In umfangreichen Vorversuchen<br />
stellte Ruegenberg fest, dass sich ein Bördelprozess<br />
am besten eignet. Allerdings ist Falzen oder<br />
Bördeln durchaus technisch anspruchsvoll: Zum einen<br />
Elektrozylinder ersetzen<br />
Hydraulikzylinder<br />
Die genaue Dosierbarkeit der Einzelkräfte ist äußerst<br />
wichtig, damit zum einen jeder Einzelvorgang beim<br />
Bördeln korrekt ausgeführt wird und zum anderen die<br />
schmalen Stempel und Matrizen des Werkzeugs nicht<br />
beschädigt werden. Daher wurde der Crimp zunächst<br />
mit einer Handvorrichtung erzeugt und dabei der erforderliche<br />
Kraftaufwand gemessen. Für die Arbeitshübe<br />
und Zwischenpositionen setzte Ruegenberg schon bei<br />
der Vorserie einen Vierer-Achsverbund mit Elektrozylindern<br />
ein. Der Zweier-Achsverbund für die Schließbewegung<br />
wurde zunächst mit Hydraulikzylindern realisiert.<br />
Nach verschiedenen Tests mit diesem Probewerkzeug<br />
stellte sich heraus, dass Hydraulikzylinder zu<br />
langsam sind und sich nicht punktgenau steuern lassen.<br />
Deshalb fiel die Entscheidung, auch den bisherigen<br />
Hydraulikhub durch eine elektrische Verfahrbewegung<br />
zu ersetzen. Daher wurde jedes Werkzeug mit insgesamt<br />
sechs Elektrozylindern von SEW-Eurodrive ausgestattet.<br />
Vier Zylinder der Baureihe CMSB71 im achsseriellen<br />
Aufbau bilden eine Gruppe und realisieren Arbeitsbewegungen<br />
und Zwischenpositionen der Werkzeugplatten.<br />
Die zweite Gruppe, ebenfalls achsseriell aufgebaut,<br />
bilden zwei Elektrozylinder vom Typ CMSMB71. Diese<br />
beiden Zylindersind für die Schließbewegung des<br />
Werkzeugs verantwortlich und erzeugen die Vorspannung.<br />
Jeder der Antriebe kann Druckkräfte bis 24 kN<br />
aufbauen. Eine Verriegelung der Werkzeughälften verhindert,<br />
dass die Zylindergruppen gegeneinander arbeiten.<br />
Die schlanke Bauweise dieser Servoachsen half, die<br />
40 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
strengen Platzvorgaben des Endkunden zu erfüllen.<br />
Aus dem Ölbadschmiersystem der Elektrozylinder resultieren<br />
eine gute Wärmeabfuhr, ein hoher Wirkungsgrad<br />
sowie Wartungsfreiheit über die gesamte Lebensdauer.<br />
Die Elektrozylinder eignen sich besonders für Anwendungen,<br />
bei denen hohe Laufleistungen gefordert und<br />
mit hohen, hublängenunabhängigen Lineargeschwindigkeiten<br />
kombiniert werden. Ebenso sind sie für Kurzhubanwendungen<br />
unter 1 mm mit sehr kurzen Zykluszeiten<br />
(z. B. 10 Hz) prädestiniert, die mit einer Fettschmierung<br />
nicht mehr möglich sind. In Kombination<br />
mit Umrichtern von SEW-Eurodrive sind Programmierund<br />
Diagnosemöglichkeiten<br />
gegeben. Die Elektrozylinder<br />
der Baureihe CMSB gibt es in<br />
mehreren Baugrößen und<br />
Ausführungen, die sich durch<br />
ihre Dauervorschubkräfte<br />
und Maximalkraft unterscheiden.<br />
Zudem sind in jeder<br />
Baugröße unterschiedliche<br />
Hublängen lieferbar, von<br />
100 mm bis 1.200 mm. Als<br />
Spindeltyp kommt bei allen<br />
Modellen ein Kugelgewindetrieb<br />
mit 5 oder 6 mm Spindelsteigung<br />
zum Einsatz. Die<br />
maximale Vorschubgeschwindigkeit<br />
beträgt hublängenunabhängig<br />
450<br />
mm/s. Je nach Baugröße<br />
können die Elektrozylinder<br />
eine maximale Dauervorschubkraft<br />
bis zu 10.000 N<br />
und eine Maximalkraft bis<br />
24.000 N erreichen. In der<br />
Ausführung CMSMB stehen<br />
die Baugrößen 50 bis 71 als<br />
sogenannte modulare Elektrozylinder<br />
sowohl achsseriell<br />
als auch achsparallel zur<br />
Verfügung.<br />
ein und die Bauteilaufnahme wird abgesenkt. Mithilfe<br />
zweier Elektrozylinder schließt das Werkzeug und<br />
die beiden Werkzeughälften werden verriegelt.<br />
Anschließend fahren die Stempelplatten runter<br />
und führen die erste Vorfalzung durch. Nach<br />
der Kopplung von Stempel- und Matrizenplatte<br />
fährt der Plattenverbund hoch und die<br />
Matrizenplatte wird um einen definierten Betrag<br />
mitgenommen. Dadurch knickt das Blech<br />
für den ersten Falz an. Danach wird der Plattenverbund<br />
runtergefahren und die Matrizenplatte<br />
wieder auf der untersten Position abgesetzt.<br />
eco® – Getriebe<br />
mit Wow-Effekt<br />
Zykloidgetriebe der nächsten Generation: Die Neco ® -Serie<br />
setzt Maßstäbe in puncto Design, Leistungsfähigkeit und<br />
Anwenderfreundlichkeit<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Elektrozylinder von SEW-<br />
Eurodrive optimieren Wärmeabfuhr<br />
sowie Wirkungsgrad<br />
und sind wartungsfrei.<br />
Komplizierter Ablauf<br />
einfach beschrieben<br />
Zu Beginn, wenn das Werkzeug<br />
öffnet, befindet sich die<br />
Bauteilaufnahme in der oberen<br />
Position. Die Stempelplatten<br />
stehen auf Distanz<br />
zueinander und die Matrizenplatte<br />
befindet sich in der<br />
unteren Position. Dann legt<br />
ein Roboter das Werkstück<br />
Mit der Neco ® -Serie schlägt Nabtesco ein neues Kapitel auf. Die kompakten Servogetriebe<br />
begeistern mit einem modularen Getriebekonzept, ganzheitlichem Korrosionsschutz, modernem<br />
Design sowie maximaler Flexibilität bei der Motoranbindung. Auch bei der Handhabung geht<br />
der Zykloidgetriebespezialist neue Wege. Noch nie waren Suche, Konfiguration, Montage und<br />
Anwendung so einfach. Eine wirtschaftliche Lösung für höchste Ansprüche.<br />
www.nabtesco.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 41
ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />
Im nächsten Schritt fährt der Plattenverbund weiter,<br />
um die erste Falzung fertigzustellen. Beim Hochfahren<br />
der Stempelplatten wird die Matrizenplatte wieder ein<br />
Stück mitgenommen und in einer definierten Zwischenposition<br />
abgesetzt. Anschließend fahren die<br />
Stempelplatten ohne Matrizenplatte in die oberste Position<br />
und schließen ihre Distanz zueinander. Dadurch<br />
erfolgt der Stempelwechsel. Jetzt fahren die Stempelplatten<br />
wieder nach unten und fertigen die zweite Vorfalzung.<br />
Danach werden Stempelplatten und die Matrizenplatte<br />
wieder miteinander gekoppelt und fahren einen<br />
definierten Betrag nach oben. Dabei erhält die<br />
Blechbördelung den Knick als Voraussetzung für die<br />
Fertigstellung des zweiten Falzes. Durch die erneute<br />
Abwärtsbewegung des Plattenverbundes wird zunächst<br />
die Matrizenplatte in der erhöhten Zwischenposition<br />
abgesetzt, bevor die Stempelplatten den zweiten Falz<br />
fertig drücken. Nun heben die Stempelplatten die Matrizenplatte<br />
in die zweite Zwischenposition und richten<br />
somit den fertigen Falz auf. Danach wird die Matrizenplatte<br />
wieder in der untersten Position abgesetzt, entkoppelt<br />
und die Stempelplatten fahren wiederum in die<br />
oberste Position. Dort öffnen und sperren sie wieder ihre<br />
Distanz und wechseln damit die eingreifenden<br />
Stempel. Anschließend werden die Matrizenplattenzylinder<br />
drucklos geschaltet und die Verriegelungen der<br />
Werkzeughälften geöffnet. Die Werkzeughälften fahren<br />
auf, die Bauteilaufnahme wird hochgefahren und der<br />
Roboter entnimmt das fertige Werkstück und bringt<br />
das Bauteil zur Laserstation.<br />
In diesem Prozessschritt werden ein DataMatrix-Code<br />
(DMC) sowie Klarschrift aufgelasert. Im Anschluss an<br />
die Lasermarkierung wird ein Etikett gedruckt und aufgeklebt.<br />
Dann erfolgt eine Überprüfung des gelaserten<br />
DMC, des Etiketts, sowie der Klarschrift, um sicherzustellen,<br />
dass die Bauteile korrekt markiert wurden. Erst<br />
nach diesem Prozessschritt wird das Bauteil als i. O.-Teil<br />
auf einem Förderband für die weitere Bearbeitung ausgegeben.<br />
Eine Anforderung an die Anlage war, dass auf<br />
ihr unterschiedliche Bauteile gefertigt werden, die gegenwärtig<br />
drei verschiedene Werkzeuge erfordern.<br />
Wenn in Zukunft neue Bauteile hinzukommen, kann die<br />
modular aufgebaute Anlage so bleiben wie sie ist. Es<br />
müssen lediglich ein neues Werkzeug gestaltet und ein<br />
neues Rezept mit den Verfahrwegen und Kraftgrenzen<br />
der Motoren in die Steuerung geladen werden.<br />
Motion Control Herzstück der Anlage<br />
Die Bewegungssteuerung der Falzanlage erfolgt durch<br />
einen Movi-C Controller power von SEW-Eurodrive.<br />
Auf ihm läuft das Softwaremodul Movikit MultiAxis-<br />
Controller, das mechanisch gekoppelte Antriebe von loser<br />
bis starrer Kopplung per Softwaremodul realisieren<br />
kann. Es lässt sich flexibel zwischen der Angleichung<br />
Die schlanke Bauweise der Elektrozylinder von SEW-Eurodrive<br />
ermöglicht den Einbau auch bei engen Platzverhältnissen.<br />
einer Schräglage (Skewing) oder des Drehmoments<br />
(Torque) mehrerer Antriebe umschalten. In der Bördelmaschine<br />
ermöglicht es jedem Motor der Vierergruppe,<br />
seine eigene Position anzufahren, sie bei wechselnden<br />
Kräften zu halten und sich dabei im Verbund mit den<br />
anderen Motoren zu bewegen, ohne dass die Plattenführungen<br />
verkanten und die Funktionssteine kollidieren.<br />
Verglichen mit dem positionssynchronen Master-<br />
Slave-Betrieb hat das Movikit MultiAxisController einen<br />
erweiterten Funktionsumfang und übernimmt die<br />
Positions- und Fehlerüberwachung klassischer Master-<br />
Slave-Lösungen. Die Software übernimmt die Regelung<br />
für die gesamte Gruppe. Die Steuerung der gesamten<br />
Anlage wird über Ethernet/IP angebunden.<br />
Höhere Festigkeit, längere Lebensdauer<br />
Die Besonderheit der neuen Technologie zeigt sich darin,<br />
dass auch in Radien und Kurven die Falzkante geschlossen<br />
ist. Dies ermöglicht, das Bauteil mit einem<br />
rundum geschlossenen Falz ohne Unterbrechung zu<br />
versehen. Durch das zweifache Falzen und anschließendes<br />
Aufstellen der Falzkante wird eine höhere Festigkeit<br />
erzielt. Die innenliegende Isolierung ist vor eindringenden<br />
Flüssigkeiten wie Wasser oder Öl geschützt.<br />
Die thermischen Eigenschaften werden verbessert. Der<br />
Doppelfalz ist weniger anfällig gegenüber Vibrationen<br />
als eine punktgeschweißte Verbindung und weist dadurch<br />
eine höhere Lebensdauer auf.<br />
(jg)<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Elektrozylindern von<br />
SEW-Eurodrive:<br />
http://hier.pro/l3O4c<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
42 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Getriebe « ANTRIEBSTECHNIK<br />
Planetengetriebe von Melior Motion sind präziser als Zykloidgetriebe<br />
Präzise und langlebig<br />
Konstrukteure von Robotik- und Automationslösungen stehen vor der Wahl:<br />
Zykloid- oder Planetengetriebe? In den letzten Jahrzehnten lautete die Antwort<br />
häufig Zykloidgetriebe. Doch die Planetengetriebe haben aufgeholt und zeigen<br />
sich mittlerweile in vielerlei Hinsicht überlegen. Das Hamelner Unternehmen<br />
Melior Motion hat das Planetengetriebe revolutioniert und produziert mit seiner<br />
PSC-Reihe sehr präzise, leise sowie langlebige Antriebseinheiten.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Planetengetriebe der<br />
PSC-Reihe von Melior<br />
Motion sind leise<br />
und langlebige<br />
Antriebseinheiten.<br />
Chris Morrell, Geschäftsführer Melior Motion GmbH, Hameln<br />
Dass Antriebslösungen mit Planetenrädern wenig<br />
präzise sind, ist ein altes Vorurteil. Mit der Entwicklung<br />
der PSC-Reihe zeigt Melior Motion, dass<br />
das nicht mehr zutrifft. Präzise, leise und langlebig<br />
sind die Planetengetriebe des Unternehmens aus Hameln.<br />
Damit heben sie sich nicht nur von gewöhnlichen<br />
Planetengetrieben, sondern auch von Zykloidgetrieben<br />
ab. Eine schräg verzahnte Vorstufe, eine<br />
konisch verzahnte zweite Stufe sowie ein patentierter<br />
Nachstellmechanismus bilden die Alleinstellungsmerkmale<br />
der Baureihe. Verglichen mit Zykloidgetrieben<br />
sind die Getriebe von Melior Motion um einiges<br />
präziser. Konkret bedeutet das: Sie haben ein<br />
Verdrehspiel von ≤= 0,1 Winkelminuten und ein Lost<br />
Motion von ≤= 0,6 Winkelminuten. Die meisten<br />
Zykloidgetriebe können lediglich mit einem Verdrehspiel<br />
von ≤= 1 Winkelminuten aufwarten – die PSC-<br />
Getriebe sind also bis zu zehn Mal präziser. Ihren Ursprung<br />
hat diese sehr hohe Genauigkeit in der konischen<br />
Verzahnung der zweiten Stufe. Diese drückt<br />
die Zähne der Planetenräder ineinander und sorgt für<br />
die Spielfreiheit des Getriebes.<br />
Konstant geringes Spiel<br />
Dass die Antriebslösungen der PSC-Reihe nicht nur<br />
kurzfristig, sondern über die gesamte Lebensdauer so<br />
viel präziser sind als gewöhnliche Planetengetriebe<br />
und auch als Zykloidgetriebe, hat vor allem einen<br />
Grund: Ein gerade einmal fingernagelgroßes Bauteil.<br />
Genauer gesagt ein selbstregulierendes Verzahnungssystem.<br />
Dieser Federmechanismus ist patentiert<br />
und sorgt für die lebenslange Spielfreiheit. Er<br />
kompensiert die Abnutzung der Zahnflanken und<br />
vermeidet aufwendiges Nachjustieren samt damit<br />
verbundenem Stillstand der Maschinen. Auch nach<br />
längerer Nutzungsdauer bleibt das Getriebe präzise<br />
wie zu Beginn und hebt sich damit klar von anderen<br />
(Zykloid-)Getrieben ab. Und auch wenn diese höchste<br />
Genauigkeit gar nicht für jede Anwendung zwingend<br />
notwendig ist, ist doch die Präzision das Aushängeschild<br />
eines jeden Roboters. Zumal, wenn der Roboter<br />
auch nach mehreren tausend Stunden Betriebsdauer<br />
noch ebenso genau arbeitet wie zu Beginn. Im<br />
Gegensatz zu anderen Antriebseinheiten sind mit<br />
den PSC-Getrieben 20.000 oder je nach Einsatzfall<br />
auch mehr Betriebsstunden ohne Präzisionsverlust<br />
möglich. Ein Wirkungsgrad von mehr als 90% und<br />
ein äußerst niedriges Losbrechmoment sorgen für eine<br />
sehr gute Energieeffizienz. Die Getriebetemperatur<br />
bleibt auf durchgängig niedrigem Niveau – in der<br />
Folge haben Verschleißteile und Schmierstoffe eine<br />
längere Lebensdauer.<br />
Leise und vibrationsarm durch schräg<br />
verzahnte Eingangsstufe<br />
In einigen Branchen wie der Medizintechnik kommt<br />
es nicht allein auf die Präzision, sondern auch auf eine<br />
geringe Lautstärke an. Im Behandlungsraum oder<br />
OP-Saal werden Geräusche ganz anders wahrgenom-<br />
Die Planetengetriebe von Melior Motion sind mit einem Verdrehspiel von ≤ 0,1<br />
Winkelminuten und einem Lost Motion von ≤ 0,6 Winkelminuten besonders präzise<br />
und gleichzeitig leise.<br />
Bild: Melior Motion<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 43
Bild: Melior Motion<br />
Am Stammsitz in Hameln entwickelt, produziert, montiert und testet Melior Motion innovative Präzisionsgetriebe für den weltweiten Markt.<br />
men als in einer riesigen Produktionshalle. Für das<br />
Wohlbefinden der Patientinnen und Patienten ist eine<br />
ruhige Umgebung wichtig. Und auch in Punkto<br />
Arbeitssicherheit sind leise Getriebe – in allen Branchen<br />
– im Vorteil. Die Getriebe des Herstellers macht<br />
die schräg verzahnte Eingangsstufe besonders geräuscharm<br />
im Betrieb. Deutlich leiser, als andere Planeten-<br />
oder auch Zykloidlösungen es sind. Mit einem<br />
»Mit den PSC-Getrieben sind<br />
20.000 oder je nach Einsatzfall<br />
auch mehr Betriebsstunden ohne<br />
Präzisionsverlust möglich.«<br />
Laufgeräusch von weniger als 65 dB(A) macht das<br />
insbesondere bei Anwendungen mit mehreren Getrieben<br />
einen deutlichen Unterschied.<br />
Hand in Hand mit der geringen Lautstärke geht die<br />
Vibrationsarmut. Diese ist zum einen in der sehr präzise<br />
laufenden Evolventenverzahnung, die alle Planetengetriebe<br />
gemein haben, begründet. Sie ermöglicht<br />
eine hocheffiziente Rollbewegung. Zykloidsysteme,<br />
die auf einer Gleitbewegung mit versetzten rotierenden<br />
Nocken beruhen, verursachen mehr Vibrationen<br />
und Verschleiß. Zum anderen geht die Vibrationsarmut<br />
ebenfalls auf die schräg verzahnte Eingangsstu-<br />
fe, die Besonderheit dieser Getriebe, zurück: Bei hohen<br />
Drehzahlen ist ein ruhiger und gleichmäßiger<br />
Lauf gegeben. Relevant ist das wiederum nicht nur<br />
im medizinischen Bereich, sondern beispielsweise<br />
auch bei Drehtischen von Werkzeugmaschinen.<br />
Planetengetiebe flexibel an Anwendung<br />
anpassbar<br />
Ein geringes Losbrechmoment bedeutet eine gute<br />
Kontrollierbarkeit für den Anwender. Und zwar besonders<br />
während der Anlaufphase und bei niedrigen<br />
Drehzahlen. Durch ihren Aufbau sind Planetengetriebe<br />
in dieser Hinsicht generell im Vorteil gegenüber<br />
Zykloidgetrieben. Die PSC-Systeme haben sogar ein<br />
zusätzliches Element, welches das Losbrechmoment<br />
weiter verringert. Vor dem Planetengetriebe befindet<br />
sich eine Stirnradstufe, bestehend aus nur einem<br />
einzelnen Ritzel und einem Zahnrad. Beide sind<br />
schräg verzahnt. Da im ersten Schritt nur wenige<br />
Komponenten bewegt werden, entsteht eine große<br />
Übersetzung von bis zu 16:1 in der ersten Stufe. Bei<br />
Getrieben mit geringem Losbrechmoment kann der<br />
Antriebsmotor kleiner ausgelegt werden.<br />
Gegenüber anderen Antriebseinheiten haben die<br />
PSC-Antriebe eine weitere Besonderheit, die für die<br />
Nutzer einen großen Vorteil bedeuten kann: Der Motor<br />
ist aus der Mitte gerückt. Was bei Hohlwellengetrieben<br />
ohnehin notwendig ist, nutzt der Hersteller<br />
auch für seine Vollwellengetriebe. Der veränderte<br />
44 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Getriebe « ANTRIEBSTECHNIK<br />
Einfach<br />
Die Planetengetriebe (hier im Modell) von Melior<br />
Motion kommen in verschiedensten Industriebereichen<br />
zum Einsatz. So finden sie sich in der Automation,<br />
in Werkzeugmaschinen, in Verpackungsmaschinen,<br />
Drehtischen und der Medizintechnik.<br />
Bild: Melior Motion<br />
Aufbau lässt eine weitaus flexiblere Planung zu. Konstrukteure<br />
können – wenn gewünscht – die Anlage<br />
oder den Roboter um das Getriebe herum bauen. Die<br />
erweiterten Möglichkeiten kommen also besonders<br />
zum Tragen, wenn Ingenieure die Getriebe möglichst<br />
früh in ihre Planungen einbeziehen. Mit seinen Getrieben<br />
räumt der Getriebespezialist mit alten Vorurteilen<br />
auf und beweist, wie viel Potenzial in der Planetengetriebetechnik<br />
steckt. Aufgrund der technischen<br />
Besonderheiten stellen die Antriebslösungen<br />
Zykloidgetriebe in den Punkten Präzision, Langlebigkeit<br />
und Geräuschkulisse in den Schatten. Die Präzisionsgetriebe<br />
sind somit eine echte Alternative für<br />
Anwendungsszenarien, in denen diese Antriebslösung<br />
bisher eine untergeordnete Rolle gespielt hat.<br />
(jg)<br />
www.meliormotion.com<br />
... die passende<br />
Metallfeder<br />
finden<br />
federnshop.com<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Planetengetrieben der<br />
PSC-Reihe von Melior Motion:<br />
auswählen anfragen berechnen wissen<br />
hier.pro/f7fqR<br />
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service@gutekunst-co.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 45
ANTRIEBSTECHNIK » Getriebe<br />
Getriebemotor von Nord vereint Synchronmotor und einstufiges Stirnradgetriebe<br />
Clevere Kombination<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Das neue DuoDrive von Nord<br />
Drivesystems vereint ein<br />
Stirnradgetriebe und einen<br />
Synchronmotor.<br />
Mit dem IE5+-Synchronmotor setzte Nord Drivesystems neue Maßstäbe in Bezug auf die Energieeffizienz<br />
von Antriebssystemen in Lebensmittelindustrie und Intralogistik. Diesen Motor<br />
hat das Unternehmen nun in ein einstufiges Stirnradgetriebe integriert und damit den<br />
Systemwirkungsgrad optimiert. Kompakter Bauraum, eine hohe Leistungsdichte und sehr<br />
geringe Geräuschemissionen sind nur einige der Vorteile für Anwender in der Intralogistikbranche<br />
oder der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.<br />
Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems Gruppe, Bargteheide<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Wichtige Merkmale des neuen<br />
Getriebemotors DuoDrive sind der<br />
hohe Systemwirkungsgrad und die<br />
konsequente Variantenreduktion<br />
bei gleichzeitig glatter, unbelüfteter<br />
und kompakter Bauweise.<br />
Wichtige Merkmale des neuen Getriebemotors<br />
DuoDrive sind der hohe<br />
Systemwirkungsgrad und die konsequente<br />
Variantenreduktion bei gleichzeitig glatter,<br />
unbelüfteter und kompakter Bauweise. Da<br />
viele Verschleißteile wegfallen, sinkt auch<br />
der Wartungsaufwand. Als Motoren kommen<br />
in dem Produkt die energieeffizienten<br />
IE5+-Permanentmagnet-Synchronmotoren<br />
zum Einsatz. Mit ihnen präsentiert Nord<br />
Drivesystems eine Antriebsgeneration, die<br />
sich durch deutlich geringere Verluste als<br />
die IE4-Baureihe auszeichnet. Der<br />
IE5+-Motor erreicht seinen hohen Wirkungsgrad<br />
über einen breiten Drehmomentbereich<br />
und ist damit für den wirtschaftlichen<br />
Betrieb im Teillastbereich ausgelegt.<br />
Er bietet eine hohe Leistungsdichte<br />
bei geringem Bauraum.<br />
Die Baugröße 71 für den<br />
Leistungsbereich von 0,35 bis 1,1<br />
kW mit einem Dauerdrehmoment<br />
von 1,6 bis 4,8 Nm ist bereits<br />
seit 2020 auf dem Markt.<br />
Jetzt erweitert die Baugröße 90<br />
mit einem Dauerdrehmoment<br />
von bis zu 18,2 Nm bzw. einem<br />
Leistungsbereich bis 4,0 kW das<br />
Synchronmotoren-Portfolio.<br />
Integration weitergedacht<br />
Mit dem DuoDrive stellt der Hersteller jetzt<br />
einen Getriebemotor im hygienischen<br />
Washdown-Design vor, bei dem der<br />
IE5+-Synchronmotor in einem Gehäuse<br />
zusammen mit einem einstufigen Stirnradgetriebe<br />
untergebracht ist. Diese vollständige<br />
Integration des Motors in das Getriebegehäuse<br />
ist eine Innovation auf dem<br />
Markt der Antriebstechnik und wurde zum<br />
Patent angemeldet. Das kompakte Konzept<br />
erzielt als System eine nochmals höhere<br />
Energieeffizienz als im LogiDrive-Konzept,<br />
bei dem der IE5+-Synchronmotor und das<br />
Kegelradgetriebe Nordbloc.1 kombiniert<br />
werden. Der neue Getriebemotor bietet mit<br />
bis zu 92% einen der höchsten Wirkungsgrade<br />
eines Getriebemotors dieser Leistungsklasse<br />
am Markt und erreicht auch im<br />
Teillastbetrieb eine hohe Systemeffizienz.<br />
Die erste verfügbare DuoDrive-Baugröße<br />
deckt Getriebeübersetzungen von i=3,24<br />
bis i=16,2 ab und ist für den Abtriebsdrehmomentbereich<br />
bis 80 Nm und Drehzahlen<br />
bis 1.000 min -1 ausgelegt.<br />
Getriebemotor kompatibel mit<br />
der Antriebselektronik<br />
Der Getriebemotor ist wie alle Produkte<br />
aus dem Nord-Portfolio kompatibel mit der<br />
Antriebselektronik des Herstellers und<br />
kann mit allen marktüblichen Hohlwellenabmessungen<br />
(20 bis 40 mm) sowie<br />
Flanschausführungen (B5 und B14) oder<br />
einer Drehmomentstütze ausgestattet<br />
werden. Für den Motoranschluss sind je<br />
nach Kundenwunsch Harting-HAN-Stecker,<br />
M12-Rundsteckverbinder oder eine<br />
Klemmenleiste vorgesehen. Durch die Integration<br />
des Motors und des Getriebes in einem<br />
einzigen Gehäuse ist das DuoDrive<br />
leicht und kompakt bei hoher Leistungsdichte.<br />
Durch das minimierte Ölvolumen<br />
sind auch die Plantschverluste geringer.<br />
Die <strong>Konstruktion</strong> kann ohne jegliche Änderungen<br />
und mit dem gleichen Ölvolumen in<br />
verschiedenen Einbaulagen montiert werden.<br />
Dadurch sinkt die Variantenzahl in Intralogistikprojekten<br />
zusätzlich. Die kompakten<br />
Gehäusemaße bewirken einen weiteren<br />
Vorteil: Der Getriebemotor ist<br />
schmaler als Wettbewerbsprodukte und<br />
bietet dadurch ein geringes Gassenmaß in<br />
Fördertechnikinstallationen. Da die Leis-<br />
46 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Bild: Nord Drivesystems<br />
Die erste verfügbare DuoDrive-Baugröße deckt<br />
Getriebeübersetzungen von i=3,24 bis i=16,2 ab<br />
und ist für den Drehmomentbereich bis 80 Nm<br />
und Drehzahlen bis 1.000 min -1 ausgelegt.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
DuoDrive ist modular im Baukastensystem mit<br />
allen Getrieben und der Antriebselektronik von<br />
Nord kombinierbar, so dass Systemlösungen für<br />
die Intralogistik aus einer Hand entstehen<br />
tung des Getriebemotors ohne Änderung<br />
der äußeren Abmessungen im gleichen Design<br />
skaliert werden kann, ist bei Leistungsanpassungen<br />
keine Änderung des Anlagenlayouts<br />
erforderlich.<br />
Geringere Lärmemissionen<br />
Die insgesamt geringeren Verluste des Getriebemotors<br />
senken auch die Verlustleistung,<br />
die als Wärme abgeführt werden<br />
muss. DuoDrive kommt daher ebenso wie<br />
der IE5+-Motor ohne Lüfter aus. Dadurch<br />
läuft der Getriebemotor deutlich leiser: Die<br />
Lärmemissionen betragen maximal 65<br />
dB(A). Hier wirken sich auch die geringeren<br />
Vibrationen durch die gegengelagerte Motorwelle<br />
aus. So sorgt das Antriebssystem<br />
für ein angenehmeres Arbeitsumfeld, beispielsweise<br />
in Fördereinrichtungen am<br />
Flughafen-Check-in oder an Warenausgaben<br />
im B2C-Bereich. Ohne Lüfter kommt es<br />
nicht zur Verwirbelung von Stäuben und<br />
Keimen, was Anwendungen im Reinraumund<br />
Hygieneumfeld ebenso zu Gute kommt<br />
wie der Luftqualität am Arbeitsplatz. Die<br />
geringere Wärmeverlustleistung bewirkt<br />
angenehmere Temperaturen für das Personal<br />
in Logistikzentren und erhöht die Arbeitssicherheit,<br />
da die Antriebsoberflächen<br />
gefahrlos berührt werden können.<br />
Varianten- & Kostenreduzierung<br />
Das konstante Drehmoment über einen<br />
weiten Drehzahlbereich ermöglicht mit<br />
dem Getriebemotor eine gezielte Variantenreduzierung.<br />
So können administrative<br />
Aufwände minimiert und Herstellungs-,<br />
Logistik-, Lager- und Serviceprozesse<br />
schlanker gestaltet werden. So kombiniert<br />
DuoDrive die Vorteile des Baukastens und<br />
des höheren Wirkungsgrades mit den Möglichkeiten<br />
der Variantenreduzierung und<br />
amortisiert sich innerhalb kurzer Zeit. Positiv<br />
ist auch die Reduktion der Gesamtbetriebskosten:<br />
Die Lösung wird unter Ausnutzung<br />
der hohen Überlastfähigkeit der<br />
Motoren und des großen Verstellbereichs<br />
der Flachgetriebe auf jeden Kunden individuell<br />
zugeschnitten und gezielt auf das individuelle<br />
Lastkollektiv der Anlage ausgelegt.<br />
Das System ist modular im Baukastensystem<br />
mit allen Getrieben und der Antriebselektronik<br />
von Nord kombinierbar, so<br />
dass Systemlösungen für die Intralogistik<br />
aus einer Hand entstehen, bei denen alle<br />
Teile nahtlos aufeinander abgestimmt sind.<br />
Durch seine Bauweise und den Betrieb am<br />
Frequenzumrichter kann das DuoDrive mit<br />
der gleichen Motorvariante weltweit universell<br />
eingesetzt werden.<br />
(jg)<br />
www.nord.com<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zum<br />
neuen Getriebemotor<br />
DuoDrive von Nord:<br />
hier.pro/zxynz<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 47
ANTRIEBSTECHNIK » Fluidtechnik<br />
Fluidtechnik 4.0<br />
„Wir liefern in den kompletten<br />
Maschinenbau, der anzieht“<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Branchentrends rund um<br />
Industrie 4.0 und aktuelle<br />
Welche markt- und technologieseitigen Entwicklungen die Fluidtechnik-Branche<br />
Entwicklungen der Fluidtechniker<br />
erläutert der Geschäftsführer Fluidtechnik, sowie Dr. Steffen Haack, Vorstand für Entwicklung<br />
aktuell umtreiben, erläutern Hartmut Rauen, stv. Hauptgeschäftsführer VDMA und<br />
Fachverband Fluidtechnik bei Bosch Rexroth und Vorstandsvorsitzender des Fachverbands Fluidtechnik. Der<br />
im VDMA. Fachverband Fluidtechnik im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA)<br />
vertritt rund 200 Hydraulik-, Pneumatik- und Dichtungstechnikunternehmen.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Seine Umsätze<br />
konnte die Fluidtechnik-Branche<br />
Deutschland zuletzt um 20 % steigern<br />
(Umsatzzuwachs 2021 im Vergleich zu<br />
2020 – sowohl Hydraulik als auch<br />
Pneumatik mit plus 20 %). Dem ging<br />
2020 ein Umsatzrückgang von minus<br />
14 % in der Hydraulik und minus 7 % in<br />
der Pneumatik voraus. Für das aktuelle<br />
Jahr hat der VDMA (Stand November<br />
2021) für die Hydraulik ein Umsatzplus<br />
von 6 % im Vergleich zum Vorjahr prognostiziert,<br />
für die Pneumatik von<br />
7 %. Auf welche marktseitigen Entwicklungen<br />
sind die in 2021 vollzogenen<br />
und für 2022 absehbaren positiven<br />
Umsatzentwicklungen aus VDMA-Sicht<br />
zurückzuführen?<br />
Hartmut Rauen: Die Fluidtechnik ist<br />
stark durch das letzte Jahr gekommen.<br />
Wir liefern in den kompletten Maschinenbau,<br />
der anzieht. Wichtige Kundenbranchen<br />
wie Landtechnik oder Baumaschinen<br />
berichten von starken Zahlen, was die<br />
Fluidtechnik über den Durchschnitt hebt.<br />
Für 2022 ist auch noch einiges an Backlog<br />
in den Auftragsbüchern, was sich positiv<br />
auf die Umsatzerwartung auswirkt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wo sehen Sie derzeit<br />
die größten marktwirtschaftlichen<br />
Risiken für die Fluidtechnik-Branche?<br />
Gibt es branchenspezifische Eigenarten<br />
oder sehen Sie ähnliche Herausforde-<br />
Hartmut Rauen ist stellvertretender Haupt -<br />
geschäftsführer des VDMA und unter anderem<br />
Geschäftsführer des Fachverbandes Fluidtechnik<br />
im VDMA.<br />
»Besonderer Fokus liegt<br />
derzeit auf den Themen<br />
Digitalisierung,<br />
Nachhaltigkeit, Bildung<br />
und Fairness im<br />
Wettbewerb.«<br />
Bild: VDMA<br />
rungen über den gesamten Maschinenund<br />
Anlagenbau?<br />
Dr. Steffen Haack: Die Fluidtechniker<br />
stehen vor ähnlichen Herausforderungen<br />
wie andere Unternehmen. Als Branche<br />
punkten wir dabei mit nachhaltigen, flexiblen,<br />
robusten und sicheren Lösungen,<br />
die zunehmend digitalisiert werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie gehen die<br />
Unternehmen speziell mit irritierten<br />
Lieferketten und anhaltenden Lieferengpässen<br />
um? Welche strategischen<br />
Anpassungen der Unternehmen sehen<br />
Sie, um auf Lieferschwierigkeiten zu<br />
reagieren?<br />
Rauen: Allgemeine Strategien wurden in<br />
den VDMA-Blitzumfragen genannt: Erhöhung<br />
der Resilienz der Lieferketten durch<br />
verschiedene Maßnahmen wie: Verteilung<br />
der Bestellungen auf mehrere und auch<br />
neue Zulieferer, veränderte Beschaffungsprozesse<br />
und mehr Lagerhaltung, angepasste<br />
Lieferrouten und Logistikpartner<br />
oder vermehrte In-House-Produktion.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Digitalisierung gilt<br />
als Schlüsselkompetenz, um Innovationen<br />
und auch Weiterentwicklungen bei<br />
Standardprodukten voranzutreiben.<br />
Welche Fortschritte macht die Digitalisierung<br />
der Fluidtechnik, welche Rolle<br />
spielt die Interoperabilität digitaler<br />
Fluidtechnik und welchen Status quo<br />
sehen Sie hier?<br />
Haack: Die Fluidtechnik als Zulieferindustrie<br />
mit einer Vielzahl an Komponenten<br />
und Kombinationsmöglichkeiten kann<br />
nur sehr wenig standardisierte „Black-Boxes“<br />
mit vorgegebenen Ein-/Ausgängen<br />
bilden. Um bei der Digitalisierung diese<br />
Vielfalt abzubilden, wird der digitale<br />
48 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Bild: Alexander Limbach/stock.adobe.com<br />
Industrie 4.0 gilt als Top-Thema für den Maschinen- und Anlagenbau – auch die Fluidtechnik wird digitaler, vernetzter und kommunikativer.<br />
Zwilling und das Konzept der Verwaltungsschale<br />
genutzt.<br />
Rauen: Seit 2016 laufen dazu sehr intensive<br />
Standardisierungsaktivitäten (siehe<br />
Infokasten Factsheet Fluidtechnik 4.0,<br />
Anm. d. Red.). Die Standardisierung als<br />
Grundlage der fluidtechnischen Interoperabilität<br />
ist mittlerweile so weit vorangekommen,<br />
dass erste digitale Zwillinge<br />
erstellt und verwendet werden können.<br />
Zur Hannover-Messe werden VDMA<br />
Fluidtechnik und seine Mitglieder einen<br />
Demonstrator präsentieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welches Potenzial<br />
haben neue digitale Geschäftsmodelle<br />
für Fluidtechnik-Unternehmen?<br />
Haack: Condition Monitoring und<br />
Predictive Maintenance sind für viele<br />
schon oft strapazierte Begriffe, aber inhaltlich<br />
immer noch brandaktuell: Durch<br />
geschickte Datenanalyse lassen sich<br />
Zustände der Komponenten und Systeme<br />
erfassen und vorhersagen. Dies ermöglicht<br />
neue Services und Geschäftsmodelle.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie fokussiert sich<br />
die Fluidtechnik-Branche in Bezug auf<br />
Nachhaltigkeit von Hydraulik- und<br />
Pneumatiklösungen?<br />
Haack: Eine Stärke der Fluidtechnik ist<br />
ihre Flexibilität und die optimale Anpassbarkeit<br />
auf die Anwendung. Moderne<br />
fluidtechnische Lösungen brauchen nicht<br />
den Vergleich mit konkurrierenden Technologien<br />
scheuen und punkten in der Gesamtbetrachtung<br />
mit weiteren Vorteilen,<br />
Bild: VDMA<br />
Dr. Steffen Haack ist Vorstand für Entwicklung<br />
bei Bosch Rexroth und seit 2021 Vorsitzender des<br />
Fachverbands Fluidtechnik im VDMA.<br />
»Als Branche punkten wir<br />
mit nachhaltigen,<br />
flexiblen, robusten und<br />
sicheren Lösungen, die<br />
zunehmend digitalisiert<br />
werden.«<br />
zum Beispiel Sicherheit, Robustheit,<br />
Langlebigkeit, Dynamik und guter Re-<br />
Usability.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Und welche<br />
Rahmenbedingungen flankieren die<br />
Nachhaltigkeitsziele der Unternehmen<br />
besonders?<br />
Rauen: Vor dem Hintergrund der nationalen<br />
und europäischen Gesetzgebung<br />
sowie der allgemeinen Tendenz im Markt<br />
hin zu klimaneutralen, nachhaltigen Produkten,<br />
unterstützt der VDMA und der<br />
Fachverband Fluidtechnik auf vielen Ebenen.<br />
Exemplarisch hervorzuheben sind<br />
beispielsweise die Beteiligungen an Konsultationen<br />
und Studien, Standardisierungsprojekte<br />
zu energieeffizienten Fluidtechniksystemen<br />
sowie Forschungsprojekte<br />
und Arbeitskreise zu branchenübergreifend<br />
konsistenten CO 2 -Fußabdrücken.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Ausrichtung<br />
des Fachverbandes Fluidtechnik wird es<br />
insbesondere mit Dr. Steffen Haack,<br />
Bosch Rexroth, der 2021 neu zum Vorsitzenden<br />
des Fachverbandes gewählt<br />
worden ist, geben?<br />
Rauen: Herr Haack begleitet und verantwortet<br />
seit vielen Jahren als Vorstandsmitglied<br />
die Projekte und Ausrichtung des<br />
Fachverbands in enger Abstimmung mit<br />
den Vorstandskollegen und dem ehemaligen<br />
Vorstand. Diese kontinuierliche Weiterentwicklung<br />
von Themen und Branche<br />
wird es so auch weiterhin geben. Besonderer<br />
Fokus liegt derzeit auf den Themen<br />
Digitalisierung, Nachhaltigkeit, Bildung<br />
und Fairness im Wettbewerb mit anderen<br />
Technologien und Nationen.<br />
www.vdma.org<br />
INFO<br />
Factsheet Fluidtechnik 4.0<br />
des Fachverbands Fluidtechnik<br />
im VDMA als PDF<br />
hier.pro/ikhWv<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 49
KOMPONENTEN » Maschinenelemente<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Kullen-Koti bietet<br />
gestaffeltes Service-<br />
Angebot rund um sein<br />
Bürsten-Portfolio an.<br />
Service-Angebot: Technische Bürsten von Kullen-Koti einfacher auswählen<br />
Fünf Schritte zur besseren Bürste<br />
Im Rahmen eines Fünf-Stufen-Programms bietet Kullen-Koti den Anwendern seiner<br />
Bürstensysteme eine Fülle überaus sinnvoller Serviceleistungen. Sie vereinfachen die<br />
Auswahl, berücksichtigen alle technischen Aspekte und führen rasch zur optimalen<br />
Bürstenlösung. Zu den Highlights gehören ein Online-Produktberater, eine Vor-Ort-Analyse<br />
sowie das Kompetenz- und Technologiespektrum des Bürsten-Test-Centers (BTeC) in<br />
Reutlingen.<br />
Sie sind Entgrat-Werkzeug, Reinigungselement,<br />
Dichtmittel, Materialfluss-Komponente und vieles<br />
mehr – die technischen Bürsten von Kullen-Koti<br />
stehen heute im Mittelpunkt unzähliger Anwendungen<br />
in Industrie und Handwerk. Dabei bietet das Unternehmen<br />
mit einem Portfolio mit über 150.000<br />
verschiedenen Ausführungen für nahezu jedes Einsatzgebiet<br />
zahlreiche Möglichkeiten zur Konfiguration<br />
und Auswahl der optimalen Bürstenlösung. Um<br />
Kunden und Anwendern dieses Potenzial zugänglich<br />
zu machen, hat das Unternehmen im Laufe der Jahre<br />
ein systematisches Programm an Dienstleitungen<br />
entwickelt, das sich inzwischen als individuell abstimmbarer<br />
Fünf-Stufen-Service darstellt. Er ist nicht<br />
nur dafür ausgelegt, den Weg zu einer sicheren und<br />
schnellen Produktentscheidung zu ebnen, sondern<br />
beinhaltet auch die Chance, dass mehrwertschöpfende<br />
Win-Win-Partnerschaften zwischen dem Bürstenhersteller<br />
und seinen Kunden entstehen. Hierbei fällt<br />
insbesondere Service-Modulen, die auf einem gewissen<br />
Know-how-Transfer beruhen, große Bedeutung<br />
»Auf der fünften Stufe des<br />
Service-Programms geht es darum,<br />
durch einen individuell<br />
abgestimmten Support die hohe<br />
Verfügbarkeit der Bürstensysteme<br />
sicherzustellen.«<br />
zu. Denn gerade für den Anwender ergeben sich daraus<br />
häufig Erkenntnisse, die zu erheblichen Qualitätsoptimierungen<br />
und Effizienzsteigerungen – etwa<br />
von Fertigungs- oder Förderprozessen – führen<br />
können.<br />
Technische Bürsten – Orientierung und<br />
Auswahl<br />
Die erste Stufe des Serviceangebots des Herstellers<br />
zielt darauf ab, Kunden ganz unterschiedlicher<br />
Fachgebiete grundsätzliche Produktinformationen<br />
und eine erste Orientierung zu verschaffen. Schnell<br />
und sehr komfortabel geschieht dies mit den Branchenmenüs<br />
der Website sowie einem Online-Fachlexikon<br />
und einem Online-Berater, über die sich anwendungsorientiert<br />
und binnen Sekunden zu den<br />
passenden Bürstensystemen springen lässt. Auf der<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
Im Rahmen eines Fünf-Stufen-Programms bietet<br />
Kullen-Koti Bürstenanwendern und -kunden eine Fülle<br />
von Serviceleistungen, die die Auswahl vereinfachen<br />
und rasch zur optimalen Bürstenlösung führen.<br />
50 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Im Bürsten-Test-Center von Kullen-Koti wird mit modernen<br />
Fertigungsanlagen und Prüfmaschinen systematisch der Frage<br />
nachgegangen, welche Bürste sich in welcher Ausführung am<br />
besten für die jeweils gestellte Aufgabe eignet.<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
Für umfassende Entwicklungsstudien besteht die Möglichkeit,<br />
das BTeC von Kullen-Koti tage- oder wochenweise zu mieten,<br />
um verschiedene Bürstenvarianten zu vergleichen (Benchmarking)<br />
oder intensiv an speziellen Problemfällen zu arbeiten.<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
zweiten Stufe stehen dem Interessenten alle Kommunikationswege<br />
offen für eine erste Beratung mit<br />
konkreter Angebotserstellung und – bei Bedarf – einer<br />
kurzfristigen Bemusterung. Da bereits auf dieser<br />
Ebene viele Standardanforderungen industrieller und<br />
handwerklicher Anwendungen abgedeckt sind, können<br />
etliche Kunden schon hier ihre konkreten Entscheidungen<br />
sicher fällen.<br />
Technische Bürsten – Vor-Ort-Analyse<br />
und Testläufe<br />
Für alle anderen greift Schritt 3 des Serviceprogramms:<br />
Die Vor-Ort-Analyse. Da Kullen-Koti in<br />
Deutschland über ein dichtes Kundendienst-Netzwerk<br />
verfügt, gibt es in jeder Region mehrere kompetente<br />
Bürsten-Fachberater mit oft langjähriger Erfahrung.<br />
Sie können rasch beim Kunden sein, um mit<br />
ihm zusammen die konkreten Anforderungen zu besprechen<br />
und entsprechende Lösungsvorschläge zu<br />
unterbreiten. Sollte sich herausstellen, dass die Komplexität<br />
der Anwendung eine weitere, tiefergehende<br />
Expertise benötigt, so lassen sich über die Kompetenzen<br />
und den Maschinenpark des Bürsten-Test-Center<br />
(BTeC) am Stammsitz des Unternehmens in Reutlingen<br />
zahlreiche weitere Register ziehen. Auf dieser<br />
vierten Stufe des Service-Portfolios stehen dem Kunden<br />
stets zwei Wege offen: Er kann Muster der zu<br />
bearbeitenden Werkstücke oder Oberflächen direkt<br />
ins Bürsten-Test-Center schicken, wo dann die gewünschten<br />
Testläufe erfolgen; oder aber er mietet<br />
das komplette Test-Center für einen definierten Zeitraum<br />
an und führt – fachkundig begleitet von den<br />
Anwendungstechnikern des Herstellers – alle erforderlichen<br />
Versuche und Simulationen durch.<br />
Technische Bürsten –<br />
Know-how-Transfer und<br />
Prozessoptimierung<br />
Auf der fünften Stufe des Service-Programms<br />
schließlich geht es vorrangig darum, durch einen<br />
maßgeschneiderten und individuell abgestimmten<br />
Support die hohe Verfügbarkeit und Effizienz der eingesetzten<br />
Bürstensysteme sicherzustellen. Das beinhaltet<br />
nicht nur die kontinuierliche Bereitschaft der<br />
Fachberater, sondern insbesondere umfangreiche Instandhaltungs-<br />
und Ersatzteil-Leistungen für den<br />
Kunden. Aus den hierbei entstehenden, oft langfristigen<br />
Partnerschaften ergeben sich immer wieder weiterführende<br />
Perspektiven, woraus insbesondere die<br />
Anwender wertvollen Mehrwert beziehen. Zum Beispiel<br />
durch die frühe Kenntnis über die neusten Entwicklungen<br />
auf dem Gebiet der Bürstentechnik oder<br />
durch den Know-how-Transfer mit den Bürsten-Experten<br />
des Herstellers, die miteinfließen in die weitere<br />
Prozessoptimierung.<br />
(jg)<br />
www.kullen.de<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
Am Stammsitz in<br />
Reutlingen betreibt<br />
Kullen-Koti das<br />
Bürsten-Test-Center<br />
(BTeC). Dessen Leistungen<br />
und Kompetenzen<br />
sind eingebunden<br />
in das aktuelle<br />
Service-Portfolio des<br />
Unternehmens.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Technischen Bürsten von<br />
Kullen-Koti:<br />
hier.pro/Vyn2N<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 51
KOMPONENTEN » Wälz- & Gleitlager<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Kunststoff-Gleitlager von Igus sind wartungsfrei<br />
Trocken hohe Lasten lagern<br />
Trocken laufende Gleitlager<br />
sind belastbarer als Lager sind hohen spezifischen Belastungen ausgesetzt. Kunststoff-Gleitlager sind hierbei<br />
Lösungen aus Metall oftmals überlegen, denn sie sind schmier- sowie wartungsfrei<br />
ölgeschmierte Lager.<br />
und dadurch kostengünstiger. Die Iglidur- Polymer-Gleitlager des Kölner Lagerspezialisten<br />
bestehen zu 100% aus speziell für den Einsatz als Gleitlager optimierten Kunststoff-Compounds,<br />
haben hohe Standzeiten, geringe Reibwerte bei jeder Bewegungsart und eine hohe<br />
mechanische Dämpfung.<br />
Stefan Loockmann-Rittich, Leiter Geschäftsbereich Iglidur Gleitlager, Igus GmbH, Köln<br />
Bild: Igus<br />
In den Kunststoff integrierte Festschmierstoffe sorgen für positive tribologische Eigenschaften,<br />
wie die Reduzierung von Reibung und Verschleiß.<br />
Hohe spezifische Lagerbelastungen<br />
kommen nicht nur im Schwermaschinenbau<br />
vor. Auch kleinste Lagerungen weisen<br />
oftmals Belastungen mit sehr hohen<br />
spezifischen Belastungen auf. Eine genaue<br />
Trennung zwischen niedrigen, mittleren<br />
und hohen spezifischen Belastungen gibt es<br />
nicht. In der Praxis können aber solche<br />
Lageranwendungen mit mehr als 10 N/mm²<br />
als hoch belastet angesehen werden. Die<br />
spezifische Lagerbelastung ist die mittlere<br />
Belastung des Lagers pro Flächeneinheit.<br />
Bei Gleitlagern hat sich dabei die Flächeneinheit<br />
1 mm² durchgesetzt. Während im<br />
Radiallager die Belastungen an jeder Stelle<br />
variieren, geht die Berechnung der spezifischen<br />
Belastung von einer gleichmäßigen<br />
Verteilung der Kraft auf die projizierte Auflagefläche<br />
der Welle im Lager aus. Die maximal<br />
zulässige mittlere Flächenpressung<br />
ist für Gleitlager eine sehr wichtige mechanische<br />
Eigenschaft. Sie wird in der einen<br />
oder anderen Form für jedes Gleitlager angegeben.<br />
Damit wird ausgedrückt, für welche<br />
Belastungen ein Gleitlager höchstens<br />
eingesetzt werden kann. Mit Gleitlagern<br />
aus modifizierten thermoplastischen<br />
Kunststoffen mit eingelagerten Festschmierstoffen<br />
lassen sich Lagerungen mit<br />
Flächenpressungen bis 150 N/mm² realisieren.<br />
Bemerkenswert ist, dass diese Lager<br />
unter solchen Belastungen Bewegungen<br />
mit geringen Geschwindigkeiten aufnehmen<br />
können. Andere Gleitlager, die Gleitoder<br />
Schmiermittel benutzen, erlauben oft<br />
nicht einmal Belastungen von 50 N/mm².<br />
Trocken laufende Gleitlager<br />
belastbarer als ölgeschmierte<br />
Noch geringer ist die Belastbarkeit bei ölgeschmierten<br />
Lagern, die hydrodynamisch<br />
arbeiten: Die Tragfähigkeit ist vom<br />
Schmierstoff selbst, aber auch von der Wellenoberfläche,<br />
der Temperatur, vom Lagerspiel<br />
und vielen anderen Faktoren abhängig.<br />
Bei Gleitbewegungen muss sich ein<br />
Schmierfilm aufbauen, der die Welle vom<br />
Lager trennt. Bei sehr langsamen Bewegungen<br />
oder im Aussetzbetrieb kann der Film<br />
reißen. Oszillierenden Bewegungen können<br />
zu Kavitationsschäden an den Lagern oder<br />
der Welle führen. Auf kleinstem Raum, auf<br />
dem sich niemals ein Schmierfilm bilden<br />
kann, werden Spitzenbelastungen wirksam.<br />
Misch- und Trockenreibung stellen sich ein,<br />
der Verschleiß schreitet rasch fort. Auch<br />
Schwingungen belasten die Lagerung.<br />
Kurzzeitige Berührungen von Welle und Lager,<br />
die das Tribosystem schädigen können,<br />
sind möglich. Das zeigt, dass bei hohen Belastungen<br />
der Gleitfilm ausfallen kann und<br />
dies zu großen Problemen führt. Die Lösung<br />
können trocken laufende Gleitlager mit<br />
selbstschmierenden Eigenschaften sein.<br />
Ohne zusätzliche Schmierung, ohne<br />
Schmierfilm zwischen Welle und Lager<br />
kann dieser auch unter hohen Belastungen<br />
nicht weggedrückt werden. Igus entwickelt<br />
seit dreißig Jahren Werkstoffe für wartungsfreie<br />
Gleitlager. Ein Grundprinzip ist<br />
für alle Werkstoffe gleich: alle sind selbstschmierend<br />
und können trocken eingesetzt<br />
werden. Durch den Mikroabrieb werden<br />
ständig homogen verteilte Festschmierstoffteilchen<br />
freigesetzt. Sie lagern sich in<br />
die Täler der Wellenoberfläche ein.<br />
Iglidur-Gleitlager bestehen aus speziell<br />
entwickelten thermoplastischen Compounds.<br />
Der Zusatz von technischen Fasern<br />
verstärkt die mechanische Belastbarkeit<br />
thermoplastischer Legierungen. Außerdem<br />
übernimmt die Fasermatrix wichtige Aufgaben<br />
bei der Wärmformbeständigkeit und<br />
der Verschleißfestigkeit. Festschmierstoffe<br />
übernehmen die Aufgabe, die Reibwerte zu<br />
senken. Dadurch werden die abriebfesten<br />
Eigenschaften der thermoplastischen Legierung<br />
mit den Fasern zusätzlich verstärkt.<br />
Damit sie sich auch unter höchsten radialen<br />
Belastungen nicht wegdrücken können,<br />
müssen sie mikrofein in dem Werkstoff verteilt<br />
sein. Es kommt darauf an, Materialeigenschaften<br />
zu verbessern, ohne auf der<br />
anderen Seite andere wichtige Eigenschaften<br />
negativ zu beeinflussen. Bei Iglidur-<br />
Gleitlagern unterstützen sich alle Komponenten<br />
– thermoplastische Legierung, Fasermatrix<br />
und Festschmierstoffe – gegen-<br />
52 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
1793964-1.pdf - März 21, 2022 x<br />
EJOT. Bringing it together.<br />
seitig und haben gute Gleit- und sehr gute<br />
Abriebeigenschaften. Sobald die Lager dynamisch<br />
belastet werden, entsteht ein Mikroabrieb<br />
der Festschmierstoffe und thermoplastischen<br />
Komponenten. Dieser Mikroabrieb<br />
füllt das Rauhigkeitsprofil der Welle,<br />
der Selbstschmiereffekt entsteht. Nach der<br />
Einlaufphase nimmt der Mikroabrieb rapide<br />
ab, es beginnt die Phase des nahezu verschleißfreien<br />
Laufs. Ohne einen Film auf der<br />
Welle zu bilden, entsteht so eine optimale<br />
Paarung von Gleitlager und Welle. Dieser<br />
wichtige Unterschied erklärt auch die gute<br />
Eignung dieser Gleitlager für lineare Bewegungen.<br />
Das Lager muss nicht die Welle<br />
über die gesamte Strecke dauernd mit einem<br />
Gleitfilm überziehen. Probleme mit<br />
Gleitschichten können entstehen, weil das<br />
Lager diesen Film bei der nächsten Bewegung<br />
vor sich herschiebt. Oder es binden<br />
sich feine Schmutzpartikel in der Gleitschicht.<br />
Bei Kunststoff-Gleitlagern reicht<br />
es, wenn sich Welle und Lager einlaufen.<br />
Dann sind lange Strecken mit niedrigem<br />
Gleitwert und geringstem Verschleiß zu bewältigen.<br />
Gleitlager mit Festschmier -<br />
stoffen bringen Vorteile<br />
Ein Beispiel für Anwendungen, bei denen<br />
die Vorteile der homogenen Verteilung der<br />
Festschmierstoffe im Vordergrund stehen,<br />
sind Förderketten. Abhängig von den zu<br />
fördernden Lasten entstehen größte Zugkräfte,<br />
die auf die Kettenglieder und die<br />
Gelenke wirken. An den Umlenkpunkten<br />
kommt es zu sehr kleinen Schwenkbewegungen<br />
in den Gelenken. Ein weicher<br />
Schmierfilm würde sich bei der dauernden,<br />
sehr hohen Belastung von der eigentliche<br />
Lagerstelle wegdrücken. Dadurch kommt es<br />
bei den ständig neu einsetzenden Bewegungen<br />
zum Anlaufen ohne Schmierung.<br />
Durch die kleine Schwenkbewegung wird<br />
das Schmiermittel nicht wieder an die Lagerstelle<br />
transportiert. Im Laufe der Zeit<br />
kommt es so zu einer Mangelschmierung.<br />
Iglidur-Gleitlager mit ihren homogen verteilten<br />
Festschmierstoffen bringen entscheidende<br />
Vorteile. Trotz hoher radialer<br />
Drücke gibt das thermoplastische Compound<br />
mit seiner Fasermatrix nicht nach.<br />
Die mikroskopisch kleinen Schmierstoffpartikel<br />
bleiben so zwischen Welle und Lager<br />
Mehr als 50 unterschiedliche tribologische Werkstoffe<br />
hat igus im Gleitlager-Standardprogramm:<br />
Allrounder, für die Lebensmitteltechnik oder hohe<br />
Temperaturen. Trotz unterschiedlicher Eigenschaften<br />
sind sie alle tribologisch optimiert und<br />
damit schmiermittel- und wartungsfrei.<br />
eingebettet und werden bei der kleinsten<br />
Bewegung wirksam. In den Förderketten<br />
werden Belastungen an den Gelenkstellen<br />
bis zu 50 N/mm² erreicht. Außerdem werden<br />
solche Anlagen für den Transport verschiedener<br />
Güter eingesetzt. Die Palette<br />
reicht von Telefonzellen, Autotüren und<br />
Damenmäntel bis zum Transport unverpackter<br />
Nahrungsmittel. In sehr vielen Fällen<br />
muss ausgeschlossen sein, dass Öle oder<br />
Fette von der Kette herabtropfen. Diese<br />
Gründe und die Kostenvorteile führten zum<br />
Einsatz von Iglidur-G-Gleitlagern in diesen<br />
Förderketten. Ebenso bei Kantenbelastungen<br />
oder extremen Stößen und Schwingungen,<br />
die oft ein Vielfaches über der eigentlichen<br />
radialen Belastung liegen, kommt es<br />
darauf an, dass Schmierstoffe nicht von der<br />
Lagerstelle weg gequetscht werden können.<br />
Hier wirken sich zudem die elastischen Eigenschaften<br />
von Kunststoffen positiv aus.<br />
Sie verhindern, dass es zu einer bleibenden<br />
Verformung der Lager kommt. (jg)<br />
www.igus.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Kunststoff-Gleitlagern von<br />
Igus:<br />
hier.pro/vrQcR<br />
Bild: Igus<br />
EJOT<br />
ALtracs ®<br />
Plus<br />
Die ALtracs ® Plus Schraube<br />
ist ein spezielles Verbindungselement<br />
für die Direktverschraubung<br />
in Leichtmetalle.<br />
• Verschraubung direkt im gegossenen<br />
Loch<br />
• Einsparung von Arbeitsschritten<br />
• Mindestens metrische Verbindungsfestigkeiten<br />
• Mutterngewinde metrisch<br />
kompatibel<br />
www.ejot.de/industrie<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04|2022 53
Bild: Franke GmbH<br />
Risomat baut maßgeschneiderte Lösungen für alle Fertigungsmethoden. Für seine Sondermaschinen nutzt das Unternehmen spezifische Drahtwälzlager von Franke.<br />
Drahtwälzlager von Franke für Sondermaschinen von Risomat<br />
Kompakte Lösungen für geringen Bauraum<br />
Ob in der elektrischen Zahnbürste, im E-Auto oder in einem Generator eines Notstromaggregats<br />
– Elektromotoren unterschiedlichster Größe bewegen unsere Welt und ihre<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Zahl wächst ständig. Mit den Fertigungsanlagen von Risomat können E-Motoren<br />
Risomat beschleunigt die und Generatoren hochautomatisiert hergestellt werden. Für seine Sondermaschinen<br />
nutzt der Maschinenbauer spezifische Drahtwälzlager von Franke.<br />
Elektrifizierung – mit Hilfe<br />
von Franke-Drahtwälzlagern.<br />
Christoph Robisch, freier Fachjournalist mit Sitz in Hüttlingen<br />
Das Unternehmen Risomat im oberschwäbischen<br />
Baienfurt entwickelt und baut Produktionslösungen<br />
für die Elektroindustrie: von der einzelnen Fertigungszelle<br />
bis hin zur kompletten Produktionslinie.<br />
Seit den 1980er-Jahren treibt das Unternehmen die<br />
Automatisierung in der Produktion von Elektromotoren<br />
voran. Und bereits seit 2010 baut es komplette<br />
Produktionslinien für E-Auto-Traktionsmotoren.<br />
Familienunternehmen mit Perspektive<br />
Risomat wird in Eigentümerhand von Hubert Halder<br />
und seinem Sohn Christian geführt. Der Sohn trat vor<br />
eineinhalb Jahren in das Familienunternehmen ein.<br />
Beide wurden nicht als Unternehmer geboren: Als Risomat<br />
im Jahr 2007 die Nachfolge regelte, war Hubert<br />
Halder angestellter Betriebsleiter bei Risomat.<br />
Um eine kontinuierliche Fortentwicklung des Unternehmens<br />
zu gewährleisten, entschloss er sich, den<br />
Betrieb zu übernehmen. Auf eine solide Zukunftsplanung<br />
legen die Halders großen Wert. Mit Christian<br />
Halder, 31 Jahre alt, ist die Nachfolge im Unternehmen<br />
bereits geregelt. „Bei einer Projektlaufzeit von<br />
mehreren Monaten bis Jahren und einer Nutzungszeit<br />
von meist über 10 Jahren macht sich der Kunde<br />
natürlich schon Gedanken: ‚Wo kaufe ich meine Maschine?‘“,<br />
sagt er. Ein Zeichen Richtung Zukunft setzt<br />
auch der 2019 fertiggestellte Neubau des Unternehmens<br />
in Baienfurt. Knapp 4 Mio. Euro wurden in den<br />
neuen Standort investiert. Alle Bereiche des Unternehmens<br />
finden sich dort heute unter einem Dach.<br />
Ein Stator ist eine Hauptkomponente im Elektromotor.<br />
Mit Risomat- Maschinen werden sie effizient hergestellt.<br />
Bild: Risomat<br />
54 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Wälz- & Gleitlager « KOMPONENTEN<br />
Die Franke-Drehverbindung wird als einbaufertige Baugruppe geliefert und<br />
reduziert so bei Risomat den Fertigungsaufwand.<br />
Bild: Franke GmbH<br />
Risomat-Maschinen werden ganz indiviuell auf Kundenanforderungen<br />
zugeschnitten.<br />
Bild: Franke GmbH<br />
E-Autos und viele weitere<br />
Anwendungen mehr<br />
Aktuell werden auf den großzügigen Fertigungsflächen<br />
vor allem Produktionslinien für E-Traktionsmotoren<br />
gefertigt. Risomat hat schon viele deutsche<br />
Automobilhersteller und Zulieferer ausgerüstet:<br />
E-Motoren in Fahrzeugen unter anderem von VW,<br />
Audi, BMW und Bosch werden auf Risomat-Linien<br />
gefertigt. Das Portfolio des Unternehmens beschränkt<br />
sich jedoch nicht ausschließlich auf das<br />
Thema E-Traktionsmotoren. Allein im Auto gibt es<br />
zahlreiche weitere E-Motoren, die mit Maschinen der<br />
Baienfurter effizient hergestellt werden können.<br />
Auch zum Beispiel in Generatoren, Pumpen, Ventilatoren,<br />
Kränen und Förderanlagen sind Elektromotoren<br />
verbaut, welche auf Anlagen des Unternehmens<br />
hergestellt werden. Selbst für schmale Nischen bieten<br />
die Elektrofertigungsprofis passende Lösungen.<br />
So nutzt beispielsweise Siemens Healthineers Spulen-Wickel-Automaten<br />
von Risomat, um damit die<br />
Spulen für ihre MRT-Geräte zu produzieren.<br />
Passende Lösungen von Franke<br />
Individuelle Lagerlösungen von Franke kommen an<br />
verschiedenen Stellen in den Fertigungslösungen der<br />
Baienfurter zum Einsatz. Als zentrales rotatives Lager<br />
zum Spulenwickeln beispielsweise, als Hauptlager in<br />
Rundtakttischen oder in Modulen zum automatisierten<br />
Teilehandling. Risomat nutzt einerseits superschlanke<br />
Franke-Lagerelemente, die es dem Maschinenbauer<br />
ermöglichen, die umschließende <strong>Konstruktion</strong><br />
nach seinen individuellen Vorstellungen zu gestalten.<br />
Zum anderen bezieht der Maschinenbauer<br />
komplette Drehverbindungen, die von Franke kundenspezifisch<br />
ausgelegt sind – zum Beispiel mit einer<br />
Außenverzahnung. Die Drehverbindungen bieten für<br />
Risomat den Vorteil, dass damit der Fertigungsaufwand<br />
an den Lagerspezialisten ausgelagert werden<br />
kann, was die eigene Produktion verschlankt und beschleunigt.<br />
Vorteile von Drahtwälzlagern<br />
Das Franke-Prinzip der eingelegten Drahtlaufbahnen<br />
bringt für Risomat mehrere Vorteile mit sich: „Überall<br />
wo wenig Einbauraum zur Verfügung steht, sind<br />
die kompakten Franke-Lager sehr gut geeignet“,<br />
führt Christian Halder aus. Die einstellbare Vorspannung<br />
von Lagern der Aalener ist für die Baienfurter<br />
besonders bei händisch bedienten Stationen von<br />
Nutzen. Wie schwer oder leicht sich beispielsweise<br />
ein Werkstückträger drehen lässt, kann bei der Montage<br />
genau justiert werden, um die ideale Balance<br />
zwischen spielfreier Präzision und Leichtgängigkeit<br />
zu finden.<br />
Ein weiteres wichtiges Argument für Franke-Lager ist<br />
ihr geringes Gewicht. Risomat nutzt unter anderem<br />
Franke-Drahtwälzlager mit über einem halben Meter<br />
Durchmesser. Trotz dieser Größe bringen sie nur rund<br />
1 kg auf die Waage, was wiederum der Dynamik zugute<br />
kommt und Energie einspart.<br />
Nicht zuletzt sprechen<br />
die wirtschaftliche Realisierbarkeit<br />
großer Durchmesser<br />
und die freie Wahl des Lagerdurchmessers<br />
für die Aalener.<br />
Christian Halder bringt es so<br />
auf den Punkt: „Sondermaschinenbau<br />
bedarf besonderer Lagerlösungen.“<br />
(jg)<br />
www.franke-gmbh.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Drahtwälzlagern von Franke:<br />
hier.pro/vcSdL<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 55
AUTOMATISIERUNG » Elektrotechnische Bauelemente<br />
E-T-A unterstützt dabei, Stromkreise perfekt abzusichern<br />
Fehler bei der Auswahl des<br />
Überstromschutzes vermeiden<br />
Fehlbedienungen, Fehler bei Montage und Instandsetzung oder auch Alterungseffekte können in Geräten<br />
und Maschinen schädliche Überströme bewirken. Schutzschalter unterbrechen diese zuverlässig und sorgen<br />
so für Sicherheit für Menschen und Maschinen. Voraussetzung ist jedoch, dass sie optimal an die jeweilige<br />
Anwendung angepasst sind.<br />
Thomas Schmid, Business Development Manager in der Sparte Equipment bei E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH in Altdorf<br />
INFO<br />
Weitere Details zu den<br />
Auslösemechanismen:<br />
hier.pro/9WGPK<br />
Bild: E-T-A<br />
Der Faltenbalg des<br />
Kombi-Schutzschalters<br />
Typ 3120-N dichtet<br />
sowohl den Betätigungs-<br />
als auch den<br />
Einbaubereich ab.<br />
Sind Schutzschalter dagegen nicht optimal an die<br />
jeweilige Anwendung angepasst, sind Geräte- und<br />
Maschinenausfälle oftmals vorprogrammiert. Deshalb<br />
sind einige Faktoren bei der Auswahl eines Schutzschalters<br />
unbedingt zu beachten. Die Auswahl eines<br />
optimal an eine Anwendung angepassten Schutzschalters<br />
ist in der Praxis alles andere als trivial. Nur Nennstrom<br />
und Nennspannung als alleinige Auswahlkriterien<br />
heranzuziehen, reicht nicht aus. Vielmehr müssen<br />
bei der Auswahl eines Schutzschalters z. B. auch Fragen<br />
wie „Funktioniert der Schutzschalter auch über die<br />
gesamte Lebensdauer des Endproduktes ohne Einschränkungen?“,<br />
„Ist er auch so ausgelegt, dass unnötige<br />
Frühauslösungen und damit unnötige Geräte- und<br />
Maschinenausfälle konsequent ausgeschlossen sind?“<br />
und „Sind nicht nur Geräte und Maschinen, sondern<br />
auch ihre Bediener optimal geschützt?“ berücksichtigt<br />
werden.<br />
Überlast- oder Kurzschlussschutz?<br />
Oder beides?<br />
Überlastströme sind Überströme in<br />
einem fehlerfreien Stromkreis. Sie<br />
treten typischerweise auf, wenn Geräte<br />
oder Maschinen kurzzeitig überbeansprucht<br />
bzw. überlastet werden.<br />
Ein Beispiel: Ein Gartenhäcksler blockiert,<br />
weil der Anwender versehentlich<br />
zu starke Äste in den Trichter eingeführt hat. Dagegen<br />
ist ein Kurzschluss ein Überstrom in einem fehlerhaften<br />
Stromkreis. Beispielsweise weil sich im Innern<br />
eines Gerätes ein Kabel gelöst hat und es dadurch<br />
zu einer widerstandslosen Verbindung zwischen den<br />
beiden Polen der Spannungsquelle kommt. Bei der<br />
Schutzschalterauswahl ist daher immer als erstes die<br />
Frage zu beantworten: Soll der Schutzschalter Überlast-<br />
oder Kurzschlussströme absichern oder sogar beides?<br />
Die Antwort hierauf ist wichtig, denn das Funktionsprinzip<br />
eines Schutzschalters bestimmt, welche Art<br />
bzw. Arten von Überströmen abgeschaltet werden<br />
können. So sind thermische Bimetall-Schutzschalter<br />
zwar ideal geeignet für den Überlastschutz, jedoch<br />
aufgrund ihres geringen Schaltvermögens nur sehr bedingt<br />
in der Lage, Kurzschlüsse abzuschalten. Dagegen<br />
sind Schutzschalter mit Magnetauslösern wiederum<br />
ideale Absicherungselemente bei Kurzschlüssen. Denn<br />
sie lösen bei hohen Strömen unverzögert innerhalb<br />
von Millisekunden aus und sorgen so dafür, dass selbst<br />
hohe Überströme keinen Schaden anrichten. Für den<br />
professionellen Überlastschutz dagegen sind sie nicht<br />
geeignet. Neben rein thermischen und rein magnetischen<br />
Schutzschaltern gibt es thermische-magnetische<br />
und hydraulisch-magnetische Schutzschalter für<br />
die kombinierte Absicherung von Überlast- und Kurzschlussströmen<br />
sowie elektronisch-hybride und rein<br />
elektronische Sicherungsautomaten, letztere hauptsächlich<br />
für den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau<br />
auf der Spannungsebene 24 VDC.<br />
Zusammengefasst also die klare Empfehlung: Legen<br />
Sie zuerst fest, welche Art bzw. Arten von Überströmen<br />
der Schutzschalter absichern soll. So wird die Auswahl<br />
des richtigen Funktionsprinzips anschließend zum Kinderspiel.<br />
Ein professioneller Überstromschutz stellt die<br />
Abschaltung zerstörerischer Überströme zuverlässig<br />
sicher. Dabei soll die Auslösung erst dann erfolgen,<br />
wenn tatsächlich ein Schaden droht. Ist der Schutzschalter<br />
jedoch falsch an die Last angepasst, kann es<br />
56 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
zu nervigen Früh- bzw. Fehlauslösungen<br />
kommen. Um beim Beispiel Gartenhäcksler<br />
zu bleiben: Eine nur<br />
sehr kurze Motorblockierung erwärmt<br />
den Motor zwar, führt aber<br />
zu keinem Schaden. Eine Abschaltung<br />
durch den Schutzschalter wäre<br />
in diesem Fall nicht nur unnötig, sondern<br />
für den Bediener des Häckslers<br />
auch äußerst nervig. Daher die klare Empfehlung:<br />
Passen Sie die Kennlinie des Schutzschalters<br />
bestmöglich an die Grenzkennlinie des zu schützenden<br />
Verbrauchers an. Dies kann durch die Nennstromstärke<br />
des Schutzschalters und/oder seine Kennlinie<br />
erfolgen. Viele Schutzschalterhersteller bieten<br />
hierzu verschiedene Kennlinien für ihre Produkte an. Es<br />
lohnt sich, hier Zeit zu investieren. Denn die Vermeidung<br />
von unnötigen Frühauslösungen schafft zufriedene<br />
Kunden.<br />
Ein- oder zweipolige Absicherung?<br />
Steckdosen in Einphasen-Wechselstromkreisen verfügen<br />
über drei Anschlussklemmen für Phasenleiter,<br />
Neutralleiter und Schutzleiter. Heikel in diesem Trio ist<br />
der Phasenleiter, denn er ist der stromführende Leiter.<br />
Wer ihn berührt, bekommt einen elektrischen Schlag.<br />
Der Neutralleiter liegt dagegen in aller Regel auf Erdpotenzial<br />
und ist daher ungefährlich bei Berührungen.<br />
Vom Schutzleiter geht per Definition keine Gefahr aus.<br />
Ist ein einpoliger Schutzschalter im Einsatz, dann stellt<br />
sich die Frage: Unterbricht er bei Überstrom den Phasen-<br />
oder den Neutralleiter? Die Antwort ist: Das<br />
kommt darauf an. Und zwar darauf, wie der Stecker in<br />
der Dose sitzt. Da der Stecker sich jederzeit um 180°<br />
drehen lässt, wird deutlich, dass es nur eine<br />
50/50-Chance gibt, beim Ausschalten den Phasenleiter<br />
zu unterbrechen. Damit ist ebenfalls klar, dass nur<br />
zweipolige Schutzschalter die stromführenden Phasenleiter<br />
ausnahmslos zuverlässig unterbrechen. Und<br />
so sicherzustellen, dass nach einer Überstromauslösung<br />
Geräte und Maschinen 100% spannungsfrei und<br />
die Betreiber maximal geschützt sind. Raue Umwelteinflüsse<br />
stellen ein großes Risiko für die reibungslose<br />
Funktion von Schutzschaltern dar. Ohne eine passende<br />
Abdichtung können Staub und Flüssigkeiten wie Re-<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Ein Überstromschutz stellt die<br />
Abschaltung zerstörerischer<br />
Überströme sicher. Bei<br />
der Auswahl sind neben<br />
Spannung und Strom weitere<br />
Faktoren zu beachten.<br />
genwasser, Putzmittel oder Blut ungehindert<br />
ins Innere eindringen.<br />
Die Folge sind korrodierte Bimetalle,<br />
verschmutzte Kontakte und<br />
schwergängige Schaltschlösser.<br />
Und dann ist es ungewiss, ob der<br />
nächste Überstrom abgeschaltet<br />
wird. Daher ist bereits bei der Entwicklung<br />
eines Gerätes oder einer Maschine<br />
genau zu analysieren, ob und welche<br />
Art von Abdichtung notwendig ist. Neben der<br />
Festlegung der IP-Schutzart ist vor allem aber ist die<br />
Frage zu beantworten: Ist zusätzlich zum Betätigungsbereich<br />
auch die Einbauöffnung des Schutzschalters<br />
abzudichten? Falls ja, reichen herkömmliche Standard-<br />
PVC-Schutzkappen nicht aus. Die Lösung sind hier<br />
vielmehr Schutzschalter mit Zweifachschutz. Zum Beispiel<br />
Snap-in-Schutzschalter mit Faltenbalgabdichtungen.<br />
Bei der Montage presst sich hier eine umlaufende<br />
Gummilippe automatisch fest an das Gehäuse.<br />
Dies ermöglicht Schutzarten bis IP65. Reicht dies nicht<br />
aus, sind professionelle Aufschraublösungen einzusetzen.<br />
So lassen sich Schutzarten bis IP67 realisieren.<br />
Netzschalter mit Überstromschutz<br />
Entwickler müssen heute auf eine systematische Bauteilereduzierung<br />
achten. Sie ist einer der Schlüssel für<br />
eine kostensparende <strong>Konstruktion</strong>. Zudem bedeuten in<br />
der Regel weniger Bauteile einen Raumgewinn und ermöglichen<br />
so die Konzeption kompakterer Produkte.<br />
Um Entwickler bei der Bauteilereduzierung zu unterstützen,<br />
bieten zahlreiche Schutzschalterhersteller<br />
Kombi-Schutzschalter an. Hierbei handelt es sich um<br />
Überstromschutzschalter, die gleichzeitig als Ein- und<br />
Ausschalter von Geräten, Maschinen und Anlagen dienen.<br />
Ihr Vorteil: Sie reduzieren nicht nur den Montageund<br />
Verkabelungsaufwand spürbar. Auch Dispositionsund<br />
Lagerkosten werden so deutlich verringert. Daher<br />
die klare Empfehlung: Setzen Sie, wann immer möglich,<br />
Kombi-Schutzschalter anstelle von Einzelkomponenten<br />
ein. Und nicht zu vergessen: Weniger Einzelbauteile<br />
bedeuten auch immer weniger Fehlerquellen.<br />
Kombi-Schutzschalter erhöhen somit konsequent die<br />
Gesamtzuverlässigkeit.<br />
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Aus 7 mach 1: Beispiel<br />
für eine Bauteilereduzierung<br />
im Falle einer<br />
zweipoligen Absicherung.<br />
Bild: E-T-A<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 57
Bild: Murrstock/stock.adobe.com<br />
Die zunehmende Integrationsdichte in cyberphysikalischen Systemen und die Einbindung über das IoT vernetzter<br />
Services wollen beherrscht werden – Systems Engineering liefert einen Schlüssel dazu.<br />
IM INTERVIEW<br />
Prof. Dr. Matthias Dorfner<br />
und Prof. Dr. Sebastian<br />
Schröter von der HAW<br />
Landshut zur Bedeutung des<br />
Systems Engineering<br />
Systems Engineering adressiert künftige Anforderungen auch in KMU<br />
„Ein Systemmodell<br />
macht Komplexität beherrschbar“<br />
Systems Engineering (SE) ist ein erfolgversprechender Ansatz, die Komplexität moderner<br />
Produkte in den Griff zu bekommen. Gerade auch KMU können angesichts eines stetig steigenden<br />
Softwareanteils und der Einbindung von Serviceaspekten per IoT davon profitieren.<br />
Die Professoren Matthias Dorfner und Sebastian Schröter betonen aber auch die Bedeutung der<br />
Kommunikation unter allen Beteiligten, die ein Systems Engineer fördern könne. An der HAW Landshut fließen<br />
deshalb auch solche Aspekte in das Studium ein.<br />
Interview: Michael Corban, Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Kann ein Mittelständler<br />
von Systems Engineering (SE)<br />
profitieren – oder ist das nur etwas für<br />
größere Unternehmen, insbesondere in<br />
der Luft- & Raumfahrt?<br />
Prof. Dr. Matthias Dorfner: Ein Mittelständler<br />
kann profitieren – und sehr<br />
schön zeigt dies beispielhaft der Einsatz<br />
des Model-based Systems Engineering<br />
(MBSE) in einer Projektarbeit des MBSE<br />
Experience Labs hier an der HAW Landshut.<br />
Vier Masterstudenten haben darin<br />
die Vor- und Nachteile des modellbasierten<br />
Arbeitens bei einer Trade-Off-Analyse<br />
zur letzten Meile in der Logistik untersucht.<br />
Das Interessante mit Blick auf die<br />
Methodik ist: Beim MBSE müssen zwar<br />
erst sämtliche System-Bausteine modelliert<br />
werden – gerade in komplexen Projekten<br />
lassen sich anschließend Änderungen<br />
aber viel einfacher durchführen. Und<br />
der Einsatz dieses Ansatzes ist gar nicht<br />
so aufwändig, wie viele meinen – man<br />
kann klein anfangen ohne 20 Jahre lang<br />
Erfahrung mit MBSE haben zu müssen.<br />
Überträgt man das auf die Praxis in mittelständischen<br />
Unternehmen, werden sicher<br />
viele bestätigen, dass gerade der Änderungsaufwand<br />
aufgrund zusätzlicher<br />
Anforderungen oder sich ändernder<br />
Randbedingungen einer der großen Zeitfresser<br />
ist. Mit anderen Worten: Warum<br />
nicht einen Versuch wagen?<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was steckt hinter<br />
dem MBSE Experience Lab?<br />
Dorfner: Dahinter steht eine Gruppe von<br />
Industrieunternehmen, Beratungs- und<br />
Softwarehäusern sowie Hochschulen, die<br />
das modellbasierte Systems Engineering<br />
aktiv betreiben. Hintergrund ist, dass<br />
ganz generell die zunehmende Integrationsdichte<br />
in cyberphysikalischen Systemen<br />
und die Einbindung von vernetzten<br />
Services die Komplexität heutiger Produkte<br />
dramatisch steigern. MBSE liefert hier<br />
einen ganzheitlichen Ansatz, diese Komplexität<br />
in den Griff zu bekommen. Das<br />
MBSE Experience Lab hat sich daher zum<br />
Ziel gesetzt, den Umgang mit und die<br />
Verbreitung des MBSE zu fördern.<br />
Damit unsere Studierenden die angesprochene<br />
Komplexität und die damit verbundenen<br />
Herausforderungen in der Praxis<br />
kennenlernen, habe ich kurz nach der<br />
Übernahme des Masterstudiengangs Systems<br />
Engineering an der HAW Landshut<br />
deswegen auch eine ‚Projektarbeit in der<br />
Praxis‘ ins Leben gerufen, die im zweiten<br />
Studiensemester über einen Zeitraum von<br />
etwa vier Monaten läuft und von der Auftragsklärung<br />
bis hin zur Abnahme der Er-<br />
58 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Produktentwicklung « METHODEN & TOOLS<br />
gebnisse reicht. Um geeignete Projekte zu<br />
finden, gehe ich gezielt auf Partner aus<br />
der Praxis zu. Das reicht von Herstellern<br />
oder Zulieferern im Automobilbereich bis<br />
hin zu Beratungsfirmen, die sich mit dem<br />
Systems Engineering beschäftigen. Gerne<br />
arbeite ich hier auch mit kleineren Unternehmen<br />
zusammen. Dieser Aufgabe widme<br />
ich mich übrigens inzwischen auch<br />
nicht mehr alleine, sondern seit Oktober<br />
2021 zusammen mit meinem Kollegen<br />
Prof. Dr. Sebastian Schröter.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Dann an Sie, Prof.<br />
Schröter, gerne mit Blick auf Ihr Aufgabengebiet<br />
die Frage, welche Rolle speziell<br />
die Software künftig in Produkten<br />
und damit beim Systems Engineering<br />
spielen wird?<br />
Prof. Dr. Sebastian Schröter: Die Themen<br />
System und Software werden sich in<br />
Zukunft sehr stark ergänzen müssen –<br />
wobei nicht die Frage ist, ob System oder<br />
Software hier sozusagen die Nase vorn<br />
haben. Vielmehr müssen beide parallel<br />
entwickelt werden und wirklich ineinander<br />
greifen. Das jetzt hier an der HAW<br />
Landshut umzusetzen, ist eine sehr spannende<br />
Aufgabe.<br />
Wichtig ist in diesem Zusammenhang zu<br />
verstehen, dass wir bislang bei Software<br />
eher immer IT-Systeme wie etwa Internetanwendungen<br />
vor Augen haben, die<br />
auf standardisierter Hardware laufen. Je<br />
eher aber Software Teil eines Produktes<br />
ist – und damit auf spezieller Hardware<br />
läuft – desto eher kommt es eben auf diese<br />
parallele Entwicklung von System und<br />
Software an.<br />
Dorfner: Passend dazu möchte ich ergänzen,<br />
dass wir eine der wenigen Hochschulen<br />
sind, an denen der Studiengang Systems<br />
Engineering an einer Informatikfakultät<br />
aufgesetzt ist – schon seit über<br />
zehn Jahren. Das vom Kollegen Schröter<br />
angesprochene Zusammenwirken von<br />
System und Software stand damals zwar<br />
noch nicht im Vordergrund, erleichtert<br />
jetzt aber die Ausbildung der Studierenden.<br />
Schon heute lässt sich ja erkennen,<br />
dass sich der Anteil der Software-Codezeilen<br />
in Fahrzeugen in den letzten zehn<br />
Jahren mindestens verzehnfacht hat.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wer baut denn<br />
künftig zum Beispiel Autos – die klassischen<br />
OEMs oder große IT-Konzerne wie<br />
Apple oder Google?<br />
Schröter: Die Frage ist offen und die Beantwortung<br />
hängt davon ab, wie sich die<br />
Unternehmen weiterentwickeln. Nach<br />
wie vor verlangen gerade Autos aber noch<br />
sehr viel echte ‚Hardware‘ – hier liegt bis<br />
hin zur Fertigungstechnik das Kern-<br />
Know-how der Automobilhersteller. Das<br />
wird sicher eine ganze Zeit lang noch so<br />
bleiben – zumal dieses Kern-Know-how<br />
mit Software erstmal nichts zu tun hat.<br />
Bild: Dorfner<br />
Prof. Dr. Matthias Dorfner, Studiengangsleiter<br />
Systems Engineering, HAW Landshut<br />
»Beim MBSE müssen zwar erst<br />
sämtliche System-Bausteine<br />
modelliert werden – gerade<br />
in komplexen Projekten<br />
lassen sich anschließend<br />
Änderungen aber viel<br />
einfacher durch führen.<br />
Und der Einsatz dieses<br />
Ansatzes ist gar nicht so<br />
aufwändig – warum nicht<br />
einen Versuch wagen?«<br />
Dorfner: Aber es verändert sich – etwa<br />
beim Thema Fahrverhalten. Das setzt natürlich<br />
ein funktionierendes Fahrwerk voraus,<br />
aber per Software lassen sich die<br />
Fahrwerkseigenschaften bereits signifikant<br />
beeinflussen beziehungsweise steuern.<br />
Schröter: Die Optimierung genau dieser<br />
Fähigkeit – Funktionalitäten im Zusammenspiel<br />
von Mechanik, Hardware und<br />
Software auszuprägen – ist Systems Engi-<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 59
METHODEN & TOOLS » Produktentwicklung<br />
neering. Aus meiner Sicht ist das ein wesentlicher<br />
Faktor, der darüber entscheidet,<br />
was die Antwort auf Ihre Frage sein wird.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen Sie uns etwas<br />
prinzipieller auf das Systems Engineering<br />
generell eingehen. Gilt aus Ihrer Sicht<br />
auch die Devise, dass es dabei zunächst<br />
um die Methodik geht – und nachfolgend<br />
erst um entsprechende Tools?<br />
Dorfner: Beim Systems Engineering geht<br />
es zunächst um ein systematisches Vorgehen,<br />
das heißt einen ganzheitlichen Ansatz<br />
mit Fokus auf der Konzeptionsphase<br />
unter Berücksichtigung des gesamten<br />
Systemlebenszyklus. Schaue ich mir das<br />
eingangs erwähnte Projekt zur Trade-Off-<br />
Analyse zur letzten Meile in der Logistik<br />
an, ging es dabei um den Vergleich verschiedener<br />
Lösungsalternativen für die<br />
letzte Meile in der Logistik. Die Studierenden<br />
mussten sich also zunächst genau<br />
überlegen, wie sie vorgehen. Heraus kam<br />
dann der Ansatz, diese Lösungsalternativen<br />
mittels Model-based Systems Engineering<br />
und Excel einander gegenüberzustellen.<br />
Gerade beim MBSE hingegen ist<br />
das verwendete Werkzeug beziehungsweise<br />
Tool neben der Sprache/Notation<br />
und der Entwicklungsmethode ein wesentlicher<br />
Stellhebel, da je nach Tool unterschiedliche<br />
Funktionalitäten angeboten<br />
und unterstützt werden. Die zu wählende<br />
Sprache, die Methode und das Tool sind<br />
somit immer als Dreiklang zu betrachten.<br />
Schröter: Beim Aufsetzen eines neuen<br />
Projekts lohnt es sich definitiv, sich am<br />
Anfang Zeit für die Fragestellung zu nehmen<br />
– wieviel Systems Engineering wird<br />
benötigt? Dabei zu hinterfragen, welche<br />
Themen kritisch sind und wie komplex das<br />
Projekt ist, vermeidet proaktiv eine Reihe<br />
von Folgeproblemen. Dafür muss man<br />
nicht zwingend ein komplettes Systems-<br />
Engineering-Projekt aufbauen. Erkenne ich<br />
beispielsweise, dass mein System ein kritisches<br />
Sicherheitselement beinhaltet, ist<br />
ein möglicher Lösungsansatz, speziell dafür<br />
ein Systemmodell aufzubauen. Damit<br />
lassen sich dann die Sicherheitsanalysen<br />
viel einfacher durchführen und eine Lösung<br />
für dieses Element finden – proaktiv.<br />
»Je eher Software Teil<br />
eines Produktes ist – und<br />
damit auf spezieller<br />
Hardware läuft – desto<br />
eher kommt es auf die<br />
parallele Entwicklung von<br />
System und Software an.«<br />
Bild: Schröter<br />
Prof. Dr. Sebastian Schröter, Professor für Systems<br />
und Software Engineering, HAW Landshut<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Als Maschinenbauer<br />
könnte ich also sagen, dass der wichtigste<br />
Schritt zu Beginn ist, die Erfahrung<br />
aus abgewickelten Projekten zu<br />
nutzen und im Team zunächst die relevanten<br />
Knackpunkte zu erkennen – bevor<br />
ich dann Teilprobleme gezielt per<br />
Systems Engineering adressiere?<br />
Dorfner: Das setzt voraus, dass ein entsprechendes<br />
Projekt-Management – als<br />
Teildisziplin des Systems Engineering –<br />
existiert. Erst dann kann ich das in jeder<br />
Entwicklung steckende Risiko besser einschätzen<br />
und beherrschen. Genau an dieser<br />
Stelle macht sich ja die bereits angesprochene<br />
zunehmende Komplexität –<br />
hervorgerufen durch die zunehmende Integrationsdichte<br />
in cyberphysikalischen<br />
Systemen und die Einbindung von vernetzten<br />
Services – bemerkbar. Mit anderen<br />
Worten: Je komplexer und multidisziplinärer<br />
ein System schlussendlich ist<br />
beziehungsweise wird, desto mehr kann<br />
auch ein KMU vom Systems Engineering<br />
profitieren. Nur so lässt sich die steigende<br />
Zahl der erforderlichen Disziplinen zusammenführen.<br />
Übertragen auf den Maschinen-<br />
und Anlagenbau bedeutet das,<br />
sich zunächst zu überlegen, wo die Grenzen<br />
des zu betrachtenden Systems liegen<br />
und über welche Schnittstellen es kommuniziert.<br />
Darauf kann dann das methodische<br />
Vorgehen aufsetzen.<br />
Schröter: Systems Engineering hilft vor<br />
allem auch dabei, neue Themen mit zu<br />
beherrschen. Ein sehr schönes Beispiel<br />
dafür ist eine klassische Kaffeemaschine.<br />
Anforderungen bei der Entwicklung waren<br />
dabei zunächst die Robustheit über<br />
den Lebenszyklus hinweg und eine kostengünstige<br />
Herstellung. Das ließ sich<br />
aber nicht in einer Disziplin lösen,<br />
schließlich musste ja Wasser erhitzt und<br />
der Kaffee warm gehalten werden. Es<br />
mussten also mehrere Disziplinen wie die<br />
Elektrotechnik für die Auslegung der<br />
Heiz elemente oder auch die Fluidtechnik<br />
zum Transport des Wassers in der Maschine<br />
zusammengeführt werden, um das gewünschte<br />
Systemverhalten zu erzeugen.<br />
Am Beispiel der Kaffeemaschine klingt das<br />
trivial – die Physik mit Elektrotechnik und<br />
Fluidtechnik zu verbinden, ist ja überschaubar.<br />
So überschaubar, dass ein gewiefter<br />
Elektrotechniker auch die Fluidtechnik<br />
durchschauen konnte. Genau das<br />
aber ändert sich bei heutigen Produkten –<br />
zumal denen mit steigendem Softwareanteil.<br />
Damit wird es immer schwieriger, das<br />
Produkt zur Gänze zu durchblicken, so<br />
dass immer mehr Menschen mit ihrem<br />
ganz spezifischen Domänenwissen beteiligt<br />
sein müssen. In diesem Sinne hilft<br />
Systems Engineering, neue Themen zu bewältigen<br />
– und ist mehr und mehr eine<br />
Voraussetzung, um sehr komplexe Produkte<br />
wie etwa ein modernes Bearbeitungszentrum<br />
zu überblicken und damit zu beherrschen.<br />
Auch eine modernere ‚smarte‘<br />
Kaffeemaschine beinhaltet heute ja eine<br />
Softwaresteuerung der einzelnen Subsysteme<br />
– was mehr Möglichkeiten eröffnet,<br />
die Komplexität aber eben erhöht hat.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist das auch eine<br />
Erklärung dafür, dass speziell das modellbasierte<br />
oder Model-based Systems<br />
Engineering – kurz MBSE – so an Bedeutung<br />
gewinnt?<br />
60 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Höhl & Westhoff GmbH<br />
Tradition • Qualität • Sicherheit<br />
Dorfner: Exakt – mit dem MBSE entsteht<br />
eben dieses ‚Systemmodell‘, das die Verbindung<br />
der einzelnen Subsysteme und<br />
damit letztlich auch der beteiligten Disziplinen<br />
schafft. Einen ähnlichen Ansatz<br />
verfolgen Informatiker schon länger, für<br />
Maschinenbauer ist das aber zukünftig sicherlich<br />
auch ein Weg, innovative Projekte<br />
zum Erfolg zu bringen. Der modellbasierte<br />
Ansatz mit einem zentralen Systemmodell<br />
bietet zudem eine gute Möglichkeit, auch<br />
über Organisationsgrenzen hinweg als<br />
‚Sprachmedium‘ zu dienen, um die Kommunikation<br />
zwischen allen Beteiligten zu<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Voraussetzungen<br />
bringt denn ein guter Systems<br />
Engineer idealerweise mit?<br />
Dorfner: Sicherlich ein ausgeprägtes Abstraktionsvermögen,<br />
welches das Denken in<br />
Systemen erleichtert. Wichtig ist auch die<br />
Bereitschaft, mit einer gewissen Unsicherheit<br />
umgehen zu können. Ich definiere<br />
zwar vorab Anforderungen, aber wie sich<br />
diese schlussendlich am besten umsetzen<br />
lassen, kann ich zu Beginn nur schwer abschätzen.<br />
Für viele unserer Studierenden<br />
ist das in der Tat eine Herausforderung.<br />
Schröter: Hinzu kommt dann die Bereitschaft,<br />
für ein solchermaßen definiertes<br />
System auch die Verantwortung zu übernehmen.<br />
Dazu gehört natürlich auch einiges<br />
an Erfahrung – man muss sozusagen<br />
den Maschinenraum auch einmal gesehen<br />
haben und in die Tiefe der Technik eingestiegen<br />
sein; bis hin zur Beschäftigung mit<br />
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METHODEN & TOOLS » Produktentwicklung<br />
Schaltschrankbauer KBB nutzt konsequent neue Tools und Funktionen<br />
Variantenkonstruktion deutlich<br />
vereinfacht<br />
Gerade bei der Entwicklung und Fertigung komplexer Schaltanlagen für anspruchsvolle Kunden<br />
aus dem Sondermaschinenbau kann eine Engineering-Plattform wertvolle Unterstützung<br />
bieten, um im Wettbewerb zu bestehen. Das <strong>Konstruktion</strong>sbüro Becker (KBB) in Augsburg<br />
setzt dazu die Eplan Plattform ein. Diese wird aber immer wieder um zusätzliche Tools und<br />
Funktionen erweitert – zuletzt eBuild für die Variantenkonstruktion.<br />
KBB plant Schaltschränke auf Basis der Schaltplandaten aus Eplan Electric P8 in Eplan Pro Panel. Aus dem 3D-Modell lassen sich auch die Daten<br />
für das automatisierte Fräsen sowie Produktionsdaten für die Einzeladerkonfektionierung ableiten.<br />
Bild: KBB<br />
Stückzahl Eins ist für das familiengeführte <strong>Konstruktion</strong>sbüro<br />
Markus Becker (KBB) in Augsburg<br />
– mit Markus Becker in erster und Florian Becker in<br />
zweiter Generation – eher der Normalfall. Zu den<br />
Kunden gehört zum Beispiel ein Hersteller von Hubbühnen<br />
für die Wartung von Zügen und Straßenbahnen.<br />
„Bei diesen Anlagen ist die Elektro- und Steuerungstechnik<br />
in dezentraler Bauweise ausgeführt,<br />
das heißt in mehrere Klemmenkästen aufgeteilt“, berichtet<br />
Florian Becker. „Andere Kunden stellen Anlagen<br />
für die Absaugung von Motorabgasen, Servopressen,<br />
Misch- und Mahlanlagen sowie Windenantriebe<br />
für den Bühnenbau her – und fast immer handelt<br />
es sich um klassische Sondermaschinenbauer.“<br />
Für die Projektierung der oft sehr komplexen Elektrotechnik<br />
setzt KBB die Eplan Plattform der Eplan<br />
GmbH & Co. KG aus Monheim am Rhein ein. Denn im<br />
Wettbewerb der <strong>Konstruktion</strong>sbüros und Schaltschrankbauer<br />
behaupten sich die Augsburger unter<br />
anderem durch schnelles und termintreues Abarbeiten<br />
der Aufträge – und durch die konsequente Nutzung<br />
von Innovationen. „Weil wir Ingenieure mit Leidenschaft<br />
sind, testen, prüfen und erproben wir<br />
gern“, betont Florian Becker. „Wenn Eplan etwa Testversionen<br />
mit neuen Funktionalitäten zur Verfügung<br />
stellt, probieren wir das aus – vor allem daraufhin, ob<br />
uns die neuen Features die Arbeit erleichtern.“<br />
62 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Vereinfachte Varianten konstruktion<br />
mit eBuild<br />
Eine richtungs- und zukunftsweisende Weiterentwicklung<br />
der Eplan Plattform hat sich KBB mit der<br />
Nutzung der Cloud-Funktionen erschlossen. Das primäre<br />
Ziel war hier die Vereinfachung der Variantenkonstruktion.<br />
So wird bereits auch Eplan eBuild für<br />
die <strong>Konstruktion</strong> von Varianten und Wiederholkomponenten<br />
eingesetzt. Neben der Arbeitserleichterung<br />
überzeugt aus Sicht der KBB-Elektrokonstrukteure<br />
auch das Bezahlmodell. „Wir bezahlen jährlich für einen<br />
Lizenz-Token, losgelöst von der Hardware und<br />
davon, wer die Software nutzt. Das ist fair.“<br />
Warum die Vereinfachung dieser Aufgabe für KBB<br />
hohen Nutzwert hat, erklärt sich beispielhaft anhand<br />
eines konkreten Projektes. Bei einer Wartungs-Hubbühne<br />
für Züge mussten nahezu 200 Unterstationen<br />
und Unterverteilungen (Klemmenkästen) geplant<br />
werden. Die Klemmenkästen sind zwar ähnlich, aber<br />
fast nie gleich. „Mit eBuild können wir ganz einfach<br />
eine Grundkonstellation festlegen, die wir an die<br />
konkrete Anforderung, zum Beispiel die Leistung der<br />
Antriebe oder die Position der Schaltbox im Verteilernetz,<br />
anpassen“, erläutert Florian Becker. Das ist zwar<br />
eher ein ‚Nebeneffekt‘, aus Sicht der KBB-Elektroplaner<br />
aber ein ganz entscheidender: „Für die Variantenkonstruktion<br />
stellt eBuild sehr praktische Software-Tools<br />
bereit, die diese Aufgabe extrem erleichtern.“<br />
Neu für die Becker-Konstrukteure ist auch die Nutzung<br />
der Viewing-Funktion in Eplan eView. „Wir nutzen<br />
diese Funktion überwiegend als internen Feedback-Kanal:<br />
Die Kollegen können zum Beispiel Kom-<br />
Florian Becker (rechts) und Tim Flinspach haben die Nutzung<br />
mehrerer neuer Funktionen und Tools der Eplan Plattform realisiert.<br />
Interesse haben sie auch am Augmented-Reality-Add-on<br />
von eView, mit dem sich der Service vor allem bei Anlagen im<br />
Ausland schnell ein Bild von der Lage machen kann.<br />
mentare und Notizen einfügen, Freigaben erteilen<br />
und dabei auch externe Mitarbeiter einbinden“, fährt<br />
Florian Becker fort. „Das sorgt für einen ebenso einfachen<br />
wie strukturierten Workflow.“ Praktisch ist<br />
auch die Nutzung vor Ort, während der Installation<br />
und Inbetriebnahme: „Weil eView auch auf dem Tablet<br />
funktioniert, können die Kollegen auf der Baustelle<br />
mit dem Stift Notizen und Anmerkungen in die<br />
Dokumente einfügen. Das verbessert den Informationsfluss.“<br />
Ein weiterer Vorteil: Das Tool ist kostenlos.<br />
Einstieg in die automatisierte<br />
Fertigung von Schaltboxen<br />
Weil das <strong>Konstruktion</strong>s-Team von KBB stets gut ausgelastet<br />
ist, traf es sich gut, dass Tim Flinspach als<br />
Bild: KBB<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 63
METHODEN & TOOLS » Produktentwicklung<br />
Arthur Kinder optimiert die zeitsparende In-house-Konfektionierung. Die<br />
neue Einzeladerkonfektionierung und -beschriftung bezieht ihre Daten aus<br />
Eplan Pro Panel.<br />
Bild: KBB<br />
Mit Eplan eBuild für die <strong>Konstruktion</strong> von Varianten und Wiederholkomponenten<br />
wird auch die Erstellung von Schaltplänen in Eplan Electric P8<br />
beschleunigt.<br />
Bild: KBB<br />
Werksstudent seine Bachelor-Arbeit über die Implementierung<br />
der neuen Eplan Funktionen geschrieben<br />
hat. Seit dem Abschluss des Studiums verstärkt er<br />
das KBB-Team und betreut die Umsetzung der Projekte.<br />
Eines der Projekte betrifft den Schaltschrankbau.<br />
„Wir fertigen sehr viele kleinere Klemmenkästen und<br />
Unterverteilungen aus Kunststoff“, sagt dazu Florian<br />
Becker. „Diesen Schritt haben wir jetzt automatisiert,<br />
indem wir eine Fräsanlage angeschafft haben und<br />
die Fräsdaten in Eplan Pro Panel generieren.“ Das<br />
funktioniert in der Praxis hervorragend und erleichtert<br />
tatsächlich die Arbeit in der Fertigung: „Wir<br />
müssen die Ausschnitte für Displays und Bedienelemente<br />
nicht mehr manuell aussägen. Das spart Zeit,<br />
und die Gehäuse sehen auch besser aus.“<br />
Neben der Fräsanlage hat KBB auch eine Anlage für<br />
die Konfektionierung und Beschriftung von Einzeladern<br />
angeschafft. Im Shopfloor des <strong>Konstruktion</strong>sbüros<br />
ist Arthur Kinder damit beschäftigt, die Fahrweise<br />
der Anlage zu optimieren: „Wir arbeiten noch<br />
an der Farbauswahl, um eine optimale Lesbarkeit zu<br />
erzeugen. Im Moment exportieren wir die Kabelliste<br />
aus Eplan mit allen relevanten Informationen wie<br />
Länge, Querschnitt und Bedruckung noch in eine Excel-Liste.<br />
Demnächst wird die Anlage aber direkt die<br />
Daten aus Eplan Pro Panel nutzen.“<br />
Verdrahten ohne Schaltplan<br />
Ein weiteres aktuelles Optimierungsprojekt betrifft<br />
die Verdrahtung der Schaltschränke und Klemmenkästen.<br />
Hier wird nun konsequent Eplan Pro Panel<br />
genutzt, was zur Folge hat, dass die Mitarbeiter in<br />
der Fertigung ohne Schaltplan verdrahten können –<br />
und dass die Leitungslängen immer passen, ohne<br />
große Sicherheitszugaben. Florian Becker: „Gerade<br />
bei Arbeitsbühnen-Anlagen für Schienenfahrzeuge<br />
von bis zu 400 m Länge ist der Kabelanteil sehr hoch.<br />
Früher haben wir vor Ort mit Kabeltrommeln gearbeitet.<br />
Jetzt liefern wir abgelängte, konfektionierte<br />
und beschriftete Leitungen. Das spart Zeit und hilft,<br />
Fehler zu vermeiden.“<br />
Eher unüblich war es für Florian Becker, bei den beschriebenen<br />
Projekten Consulting-Unterstützung von<br />
Eplan in Anspruch zu nehmen. „Eigentlich erarbeiten<br />
wir uns das nötige Wissen selbst, mit Hilfe von Videos<br />
und Foren. Hier aber war das Consulting wirklich<br />
hilfreich und empfehlenswert. Es hat uns ein tieferes<br />
Verständnis vermittelt und zu manchem Aha-<br />
Effekt geführt.“<br />
Für die kommenden Monate haben sich die Verantwortlichen<br />
weitere Projekte vorgenommen: „Wir<br />
werden die Aderkonfektionierung weiter verbessern,<br />
in Richtung Smart Wiring. Und wir werden uns mit<br />
dem Augmented-Reality-Add-on von eView beschäftigen.<br />
Es bietet das Potenzial, den Service vor allem<br />
bei Anlagen im Ausland zu vereinfachen, weil wir uns<br />
zumindest im ersten Schritt per AR ein Bild von der<br />
Lage machen können.“<br />
(co)<br />
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64 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
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INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl 68<br />
Conta-Clip Verbindungstechnik GmbH, Hövelhof 31<br />
Deutsche Messe AG, Hannover 9<br />
Easyfairs GmbH Büro Stuttgart, Stuttgart 47<br />
EJOT SE & Co.KG, Bad Berleburg 53<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH, Bietigheim-Bissingen 5<br />
ENEMAC Ges.für Energie-u. Maschinentechnik mbH, Kleinwallstadt 33<br />
Framo Morat GmbH & Co.KG, Eisenbach 16<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG, Bargteheide 15<br />
Gutekunst & Co. KG, Metzingen 45<br />
Herbert Hänchen GmbH, Ostfildern 17<br />
Höhl & Westhoff GmbH, Wuppertal 61<br />
KÖBO GmbH & Co. KG, Wuppertal 11<br />
maxon motor GmbH, München 2<br />
MEGATRON Elektronik GmbH & Co. KG, Putzbrunn 33<br />
Metrofunkkabel-Union GmbH, Berlin 67<br />
MICRO-EPSILON-MESS- TECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg 3<br />
Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf 41<br />
norelem Normelemente KG, Markgröningen 25<br />
Oswald Elektromotoren GmbH, Miltenberg 13<br />
F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG, Schwerte 59<br />
Profilscope Schienen und Profile GmbH, München 33<br />
P.E. Schall GmbH und Co. KG, Frickenhausen 39<br />
Servotecnica GmbH, Raunheim 29<br />
Siegfried Skarke Ventilsysteme, Rimbach 61<br />
STEGO – Elektrotechnik GmbH, Schwäbisch Hall 63<br />
VEGA Grieshaber KG, Schiltach 7<br />
Weidmüller GmbH & Co. KG, Detmold 21<br />
VORSCHAU<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
DC-Kleinstantriebe von Faulhaber sorgen in einem<br />
Pollenmonitoringsystem dafür, dass die Daten für<br />
Vorhersagen zeitnah zur Verfügung stehen.<br />
LINEARTECHNIK<br />
Campetella Robotic Center nutzt NSK-Lineartechnik<br />
für die <strong>Konstruktion</strong> von Robotern<br />
SENSOREN & MESSTECHNIK<br />
Mit dem Radarsensor Vegapuls 6X läutet<br />
Vega eine neue Füllstand-Ära ein.<br />
Bild: Faulhaber<br />
ISSN 1612–7226<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag: Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Redaktion:<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co),<br />
Phone + 49 711 7594–417<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Stellvertretende Chefredakteure:<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />
Korrespondent:<br />
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />
Redakteure:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 711 7594–4653;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Carmelina Weber<br />
Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />
carmelina.weber@konradin.de<br />
Layout:<br />
Helga Nass, Phone +49 711 7594–278<br />
Laura Gehring, Phone +49 711 7594–237<br />
Gestaltungskonzept:<br />
Katrin Apel<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
(Verantwortlich für den Anzeigenteil:)<br />
Andreas Hugel,<br />
Phone +49 711 7594–472<br />
E-Mail: andreas.hugel@konradin.de<br />
Auftragsmanagement:<br />
Andrea Haab, Phone +49 711 7594–320<br />
E-Mail: andrea.haab@konradin.de<br />
Leserservice:<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
Phone +49 711 7252–209<br />
E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />
nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />
Ausland: 84,90 € inkl. Versandkosten.<br />
Einzelverkaufspreis: 8,49 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />
Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine<br />
Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info<br />
USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc.,<br />
Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,<br />
Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,<br />
detleffox@comcast.net<br />
Druck: Konradin Druck,<br />
Kohlhammerstraße 1–15,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />
Printed in Germany<br />
© 2022 by Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 05/2022 erscheint am 23.05.2022<br />
EDA<br />
66 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022
Die DNA von Metrofunk<br />
sichert bei Hitze<br />
und Geschwindigkeit<br />
Metrofunk Kabel-Union GmbH<br />
Lepsiusstraße 89, D-12165 Berlin, Tel. 030 79 01 86 0<br />
info@metrofunk.de – www.metrofunk.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022 67
| AT11-19G |<br />
: Schwebend,<br />
kontaktlos, intelligent!<br />
Freie 2D-Produktbewegung mit bis zu 6 Freiheitsgraden<br />
Schwebende<br />
Planarmover<br />
kg<br />
360°<br />
5°<br />
Skalierbare<br />
Nutzlast<br />
360°<br />
Rotation<br />
Kippen<br />
um bis zu 5°<br />
Heben<br />
um bis zu 5 mm<br />
Dynamisch<br />
mit bis zu 2 m/s<br />
XPlanar eröffnet neue Freiheitsgrade im Produkthandling: Frei schwebende Planarmover bewegen<br />
sich über individuell angeordneten 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, Machine Learning, Vision, Communication, HMI)<br />
Branchenübergreifend einsetzbar: Montage, Lebensmittel, Pharma, Labor, Entertainment, …<br />
Scannen und<br />
XPlanar direkt im<br />
Einsatz erleben<br />
68 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2022