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Der Konstrukteur 10/2022

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<strong>10</strong><br />

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

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


EDITORIAL<br />

SECURITY BY DESIGN<br />

Für die tägliche Zusammenarbeit von Mensch und Maschine<br />

ist ein durchdachtes und passgenaues Sicherheitskonzept<br />

das A und O. Um die funktionale Sicherheit von Maschinen<br />

und Anlagen zu gewährleisten, sollten bereits in ihrem<br />

Entstehungsprozess – also während der Entwicklung – Sicherheitsfunktionen<br />

mitkonstruiert werden. Aber nicht nur der<br />

Schutz vor mechanischen Ausfällen und Personenschäden<br />

muss sichergestellt sein, auch die IT-Sicherheit von vernetzten<br />

Maschinen und Anlagen spielt in der Zeit von vermehrt<br />

auftretenden Hackerangriffen eine immer größere Rolle.<br />

Wird bei der Entwicklung von Hard- und Software von Anfang<br />

an darauf geachtet, die Systeme frei von Schwachstellen<br />

und unempfindlich gegen Attacken zu konzipieren, dann<br />

spricht man von Security by Design. Dieser ursprünglich aus<br />

der IT kommende Ansatz wird für die Planung industrieller<br />

Anlagen- und automatisierter Fertigungsprozesse zunehmend<br />

wichtiger. Denn auch der Schutz vor Cyberangriffen gewährleistet<br />

den sicheren Betrieb von Maschinen und somit den<br />

Schutz von Mitarbeitern.<br />

Ein perfektes Zusammenspiel von Mensch<br />

und Maschine, das ist die Basis all unseres<br />

Schaffens.<br />

Mit größter Leidenschaft und Gefühl für das<br />

größte und das kleinste Ganze heben unsere<br />

Ingenieure die Sumitomo Drive Technologies<br />

DNA mit der Aktuator-Produktfamilie TUAKA<br />

auf das nächste Level.<br />

Willkommen TUAKA. Willkommen Zukunft.<br />

Wie individuelle Systemlösungen aus einer Hand mit<br />

sicherheitsgerichteter Steuerungstechnik entstehen, erfahren<br />

Sie in unserem Special zum Thema Maschinensicherheit<br />

ab Seite 76. Wer gerne tiefer in die Welt der Automatisierung<br />

einsteigen möchte, kann sich ab Seite <strong>10</strong> über Neuheiten<br />

und Trends zur SPS <strong>2022</strong> informieren.<br />

Lesen Sie DER KONSTRUKTEUR auch in unserer digitalen<br />

Version unter digital.derkonstrukteur.de<br />

Ihre<br />

Inga Ronsdorf<br />

Redakteurin<br />

i.ronsdorf@vfmz.de<br />

BESUCHEN SIE UNS<br />

HALLE 3 · STAND 362


INHALT<br />

06<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Security by Design<br />

06 DER KONSTRUKTEUR persönlich:<br />

Christian Großmann, Phoenix Contact, Blomberg<br />

08 Konstruktion 2030: Sensortechnik für bessere Prozesse<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

12<br />

MESSE SPS<br />

<strong>10</strong> SPS <strong>2022</strong>: Hier trifft sich das Who’s who<br />

der Automatisierungstechnik<br />

12 Optische Sensoren: Messen mit mehr Präzision<br />

16 „Wiegand Harvester“ ebnet neue Wege in<br />

die vernetzte IoT-Welt<br />

18 Blechbiegen: Von der Vision zur Realität<br />

20 Engineering: Automatisiert und effizient<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

26 Getriebemotoren: Erschütterungen standhalten<br />

28 Energieeffiziente E-Motoren<br />

32 INTERVIEW<br />

Nachhaltige Wälzlager – Ralf Petersen, Manager<br />

Industrial Bearings bei der NSK Deutschland GmbH<br />

34 Hydraulische Drehantriebe: Kraftvolles Schwenken –<br />

auch auf engem Raum<br />

38 Kugelgewindetriebe: Auf dem Weg zur E-Mobility<br />

40 Antriebskomponenten: Eine runde Sache<br />

44 Elektromotoren: Lösungen für mehr Energieeffizienz<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

46 TITELSTORY<br />

Kupplungen: Auf dem Prüfstand<br />

50 Kappen und Stopfen für Sicherheit im E-Auto<br />

52 Flüssigkeitskühlkörper: <strong>Der</strong> Wärme eine Abfuhr erteilen<br />

54 Know-how-Support für Federn und Ringe<br />

88<br />

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />

58 Druckmessfolien: So wird Druck sichtbar<br />

60 Messe K <strong>2022</strong>: Klimaschutz, Kreislaufwirtschaft<br />

und Digitalisierung<br />

62 Innovationsschub für Drehdurchführungen<br />

64 Nachhaltig konstruieren mit Hochleistungskunststoffen<br />

4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


68 Effiziente Infrarot-Wärme für neuartige<br />

Verbundwerkstoffe<br />

70 Mehr Nachhaltigkeit für Carbon-Bauteile<br />

SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

72 CAD-Software: Teamwork par excellence<br />

SPECIAL<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

76 Sicherheitssysteme: Ans Ganze denken<br />

80 KLARTEXT<br />

Smarte Sicherheit<br />

82 Action! Strukturdämpfer an Filmsets<br />

86 Schutztürlösungen: Zugang nach Maß<br />

SERVICE<br />

90 Impressum<br />

91 Vorschau<br />

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76<br />

TITELBILD<br />

R+W Antriebselement<br />

GmbH, Wörth am Main<br />

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Wuppertal<br />

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CHRISTIAN<br />

GROSSMANN<br />

arbeitete nach einem dualen<br />

Studium in Mechatronik<br />

als <strong>Konstrukteur</strong> und ist<br />

heute Director Development<br />

bei Phoenix Contact.<br />

Sie haben neben ihrer Arbeit als<br />

<strong>Konstrukteur</strong> ein Masterstudium<br />

absolviert. Wie haben Sie das geschafft?<br />

Das war eine anstrengende Zeit, in der<br />

mich mein Arbeitgeber sehr stark unterstützt<br />

und viele Freiräume ermöglicht hat.<br />

So konnte ich meine Zeit zwischen Büro,<br />

Hörsaal und Schreibtisch flexibel aufteilen.<br />

Sie sind bereits seit 20 Jahren bei<br />

Phoenix Contact. Wie hat sich Ihre<br />

Arbeit über die Jahre verändert?<br />

Als wesentliche Veränderungen sehe<br />

ich die zunehmende Digitalisierung, Individualisierung<br />

und Internationalisierung.<br />

<strong>Der</strong> gestiegenen Komplexität können wir<br />

Entwickler jedoch mit zeitlich kleineren<br />

Planungsabschnitten, Lösungsoffenheit<br />

und höherer Ergebnisorientierung<br />

begegnen.<br />

Was vermissen Sie aus der Zeit als<br />

<strong>Konstrukteur</strong> und was fasziniert<br />

Sie an Ihrer jetzigen Aufgabe als<br />

Entwicklungsleiter?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

An der Arbeit als <strong>Konstrukteur</strong> im Sondermaschinenbau<br />

vermisse ich die konkreten,<br />

sichtbaren und anfassbaren Ergebnisse<br />

als Antwort auf technische Fragen. In der<br />

jetzigen Rolle ist der Fokus viel breiter,<br />

und der Reiz liegt in der Förderung<br />

von Menschen sowie der langfristigen<br />

Mitgestaltung von Produkten, Prozessen<br />

und Organisationen.<br />

Mechanische Konstruktion vs. Software.<br />

Auf welcher Seite stehen Sie?<br />

Weil ich mich in meinem Studium bewusst<br />

für Mechatronik entschieden habe, bin ich<br />

nicht einer Seite zugewandt, sondern sehe<br />

das Zusammenspiel der Disziplinen als<br />

den Schlüssel zum Erfolg. Persönlich bin<br />

ich eher mechanisch geprägt und tendiere<br />

dazu, softwareseitige Fragestellungen mit<br />

mechanischen Analogien zu verstehen.<br />

6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

DAS ZUSAMMENSPIEL<br />

VON MECHANIK UND<br />

SOFTWARE IST DER<br />

SCHLÜSSEL ZUM ERFOLG<br />

CHRISTIAN GROSSMANN, DIRECTOR DEVELOPMENT,<br />

BUSINESS UNIT ICS, PHOENIX CONTACT


KÜBLER GEHÖRT ZU DEN INNOVATIONSFÜHRERN <strong>2022</strong><br />

Auch <strong>2022</strong> gehört die Kübler Gruppe laut der Wirtschaftswoche (19/<strong>2022</strong>)<br />

bereits zum vierten Mal zu den <strong>10</strong>0 innovativsten Mittelständlern in<br />

Deutschland. Die Sieger zeichnen sich durch ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit,<br />

kluge Konzepte gegen den Personalmangel und nachhaltige Ideen<br />

fürs Klima aus. „Die Auszeichnung ist eine Bestätigung unserer Firmenkultur,<br />

unserer Werte und unserer darauf basierenden Strategie. Zur Strategie<br />

gehört unter anderem der schon 2014 begonnene „Innovationsmarathon“.<br />

Das Produktspektrum wurde seitdem stark ausgeweitet und auf Zielgruppen<br />

hin ausgerichtet. Unsere langfristig ausgerichtete Strategie und die Erfolge<br />

motivieren uns mit viel Energie dranzubleiben. Wir wollen wir immer die<br />

Anwendung und zukünftigen Trends unserer Kunden in ihren Segmenten<br />

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

Gebhard Kübler, einer der beiden geschäftsführenden Gesellschafter des<br />

Familienunternehmens.<br />

www.kuebler.com<br />

MASCHINENBAUER<br />

WOLLEN IN DEN USA<br />

EXPANDIEREN<br />

Die USA sind nicht nur der<br />

größte Einzel-Exportmarkt für<br />

die Maschinen- und Anlagenbauer<br />

aus Deutschland. Viele<br />

Unternehmen haben auch eine<br />

starke Präsenz in den Vereinigten<br />

Staaten und planen, diese<br />

zu erweitern. Eine aktuelle<br />

Umfrage, an der sich rund<br />

350 VDMA-Mitgliedsfirmen<br />

beteiligt haben, zeigt, dass<br />

bereits heute rund ein Drittel<br />

von ihnen in den USA fertigt.<br />

Drei Viertel aller Befragten<br />

wollen die Geschäftsaktivitäten<br />

in den USA in diesem und im<br />

kommenden Jahr ausbauen.<br />

Rund zwei Drittel von ihnen<br />

wollen den eigenen Service und<br />

Vertrieb stärken, 37 Prozent<br />

planen eine Erweiterung ihrer<br />

Produktion und 18 Prozent<br />

wollen auch Konstruktion und<br />

Entwicklung in den USA<br />

ausbauen. Laut Umfrage<br />

planen zwei Drittel der<br />

Unternehmen, ihre Belegschaften<br />

vor Ort zu vergrößern.<br />

Aktuell beschäftigen deutsche<br />

Maschinenbaufirmen geschätzt<br />

mehr als <strong>10</strong>0.000 Menschen in<br />

den Vereinigten Staaten.<br />

www.vdma.org<br />

www.ahp.de<br />

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KONSTRUKTION 2030<br />

SENSORTECHNIK FÜR BESSERE PROZESSE<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Auf dem Markt gibt es eine Fülle an Füllstandsensoren. Warum<br />

nimmt die Radarmesstechnik hier eine besondere Rolle ein?<br />

Um alle Anwendungen bei der Füllstandmessung abzudecken,<br />

sind unterschiedliche Messprinzipien notwendig. Hydrostatische<br />

Druckmesstechnik oder Differenzdrucksensoren bei drucküberlagerten<br />

Behältern. Kapazitive Sensoren, geführtes Radar,<br />

im berührungslosen Bereich die Highend-Lösung Radiometrie<br />

für die schwierigsten Anforderungen bis hin zur universellen<br />

Radarmesstechnik. Selbst Ultraschallsensoren werden noch<br />

ab und zu verwendet. Wenn es um die berührungslose Messung<br />

geht, deckt Radar den weitaus größten Teil ab. In diesem<br />

Bereich hat sich in den letzten Jahren auch am meisten getan.<br />

RADAR IST ULTRASCHALL<br />

IN PRAKTISCH ALLEN<br />

ANWENDUNGEN ÜBERLEGEN<br />

Neue Technologien ermöglichen die Entwicklung hochintegrierter<br />

Radarkomponenten und eröffnen dadurch völlig neue Anwendungsgebiete.<br />

Wir haben vor fünf Jahren unseren ersten eigenen<br />

Radarchip entwickelt, der die Erfahrung aus mehr als 25 Jahren<br />

beinhaltet. Das Ergebnis sind völlig neue Radarsensoren, konzipiert<br />

für Standardanwendungen, in denen bisher hauptsächlich<br />

Ultraschallgeräte zum Einsatz kamen. Radar ist Ultraschall in<br />

praktisch allen Anwendungen überlegen.<br />

Wie kam es zu der Weiterentwicklung des Radarsensors<br />

Vegapuls 6x und welche Vorteile ergeben sich für<br />

den Anwender?<br />

Die Vegapuls 60-Serie ist unsere Pro-Linie für alle Branchen und<br />

Anwendungen. Bisher hatte der Anwender die Wahl zwischen<br />

zehn verschiedenen Sensorausführungen – was nicht immer<br />

ganz einfach war, aber in der Branche üblich. Mit der Weiterentwicklung<br />

unseres Radarchips haben wir das konsequent geändert.<br />

Für alle Anwendungen ist nur noch ein Sensor notwendig.<br />

Die genaue Sensorausführung wird durch die Auswahl der<br />

8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

Anwendung bestimmt. Wir fertigen den optimalen Sensor von<br />

Prozessanschluss bis zur verwendeten Messfrequenz dann in<br />

der optimalen Ausführung für die Anwendung des Kunden.<br />

Birgt das Konzept „ein Sensor für alle Anwendungen“ nicht<br />

ein gewisses Risiko in Sachen Sicherheit – Stichpunkt SIL?<br />

Wenn man Fehler bei der Auslegung sicherheitsgerichteter<br />

Anlagen nach SIL genauer betrachtet stellt man fest, dass das<br />

größte Risiko die richtige Auswahl des Sensors darstellt. Durch<br />

unsere anwendungsorientierte Auswahl wird dieses Risiko<br />

deutlich geringer. Bei der Inbetriebnahme wird der Anwender<br />

durch einen intelligenten Assistenten unterstützt, der die<br />

aktuellen Gegebenheiten der Anlage berücksichtigt. Zudem<br />

sind die neuen Radarsensoren nach den neusten Normen der<br />

Cybersecurity zertifiziert – damit ist der Vegapuls 6x der sicherste<br />

Radarsensor, den es je gab.<br />

www.vega.com<br />

JÜRGEN SKOWAISA,<br />

Produktmanager Radar, Vega, Schiltach


WIRTSCHAFTSPREIS FÜR NACHHALTIGKEIT<br />

Igus hat das<br />

Recyclingprogramm<br />

Chainge<br />

für seine Kunststoff-Energieketten<br />

ins Leben<br />

gerufen – eine<br />

Initiative, für die<br />

das Unternehmen<br />

jetzt den Wirtschaftspreis<br />

Rheinland in<br />

der Kategorie<br />

Nachhaltigkeit<br />

erhalten hat. NRW-Umweltminister Oliver Krischer lobte in<br />

seiner Rede das Engagement des Unternehmens. Das<br />

Recyclingprogramm bewahrt Energieketten aus Hochleistungskunststoff<br />

vor der Verbrennung und schenkt ihnen<br />

ein zweites Leben. Kunden können ihre ausgedienten<br />

Energieketten an Igus schicken – auch die von Marktbegleitern –<br />

und erhalten einen Wertgutschein, der sich nach dem<br />

Gewicht der Ketten bemisst. Seit 2019 wurden so bereits<br />

über 52 t eingesammelt und der Wiederverwertung zugeführt.<br />

<strong>Der</strong> Kunststoff-Spezialist geht aber noch einen Schritt<br />

weiter: Auf Basis des Chainge-Recycling-Programms hat Igus<br />

die weltweit erste Energiekette aus <strong>10</strong>0 Prozent Recycling-<br />

Material entwickelt, um wertvolle Ressourcen zu schonen<br />

und die Kreislaufwirtschaft weiter voranzutreiben.<br />

www.igus.de<br />

INNOVATIONSZENTRUM FÜR DIGITALE<br />

TRANSFORMATION IN DER INDUSTRIE<br />

Changing the culture – Die lebendige Form der Innovation:<br />

So lautet das Motto des Bremer Digital Hub Industry (DHI),<br />

der am 5. Juli feierlich eröffnet wurde. <strong>Der</strong> Ideen- und Experimentierraum<br />

mit industriellem Schwerpunkt entstand im<br />

Zusammenschluss von Bremer Senat, der Universität Bremen,<br />

der Lenze SE und Encoway GmbH. Nahe der Universität ist<br />

nach eineinhalb<br />

Jahren Bauzeit ein<br />

Innovations-Ökosystem<br />

entstanden,<br />

das auf den Einsatz<br />

digitaler Technologien,<br />

Transfer und<br />

Kollaboration<br />

ausgelegt ist. <strong>Der</strong><br />

Hub soll vor allem<br />

mittelständischen<br />

Industrieunternehmen<br />

die digitale<br />

Transformation ermöglichen und ein Testareal für Innovationen<br />

und neue Geschäftsmodelle sein. Herzstück im Neubau Neos<br />

mit seinen 16.000 m² Büro-, Labor- und Eventflächen ist ein<br />

Open Innovation Lab mit Coworking- und Maker-Spaces. Hier<br />

können etablierte Industrieunternehmen gezielt miteinander,<br />

mit Wissenschaftlern der Universität oder mit Start-Ups und<br />

digitalen Talenten kooperieren.<br />

www.lenze.com<br />

FORMNEXT <strong>2022</strong>: MEHR AUSSTELLER<br />

UND FLÄCHE<br />

Nach dem<br />

vielversprechenden<br />

Restart als<br />

Präsenzmesse im<br />

vergangenen<br />

Jahr setzt die<br />

Formnext ihre<br />

erfolgreiche<br />

Entwicklung<br />

auch <strong>2022</strong> weiter<br />

fort: Die weltweit<br />

führende<br />

Messe für<br />

additive Fertigung<br />

und moderne industrielle Produktion kann bereits<br />

690 Aussteller und eine gebuchte Bruttofläche von über<br />

50.000 m² vermelden. Damit hat die Formnext schon<br />

Monate vor Messestart die finale Ausstellerzahl der<br />

Formnext 2021 übertroffen sowie die Bruttofläche um<br />

mehr als 34 Prozent gesteigert. Auch die hohe Internationalität<br />

von 59 Prozent ist beeindruckend. Gleichzeitig<br />

verspricht die Formnext <strong>2022</strong> ein umfangreiches Rahmenprogramm<br />

mit bekannten und neuen Highlights, bei dem<br />

das diesjährige Partnerland Frankreich eine zentrale Rolle<br />

spielt. „Diese erfolgreiche Entwicklung zeigt, dass die<br />

Aussteller die Formnext nach wie vor als wichtigsten<br />

Branchentreffpunkt und wertvolle Messeplattform sehen“,<br />

so Sascha F. Wenzler, Vice President Formnext beim<br />

Veranstalter Mesago Messe Frankfurt GmbH.<br />

www.formnext.com<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 9


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DAS MESSE-EVENT:<br />

HIER TRIFFT SICH DAS WHO’S WHO<br />

DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Bei der 31. Ausgabe der SPS werden rund 1.<strong>10</strong>0 Aussteller aus<br />

aller Welt auf der Fachmesse für smarte und digitale Automatisierung<br />

erwartet. Vom 08. bis <strong>10</strong>.11.<strong>2022</strong> werden in Nürnberg<br />

die neusten Produkte und Lösungen sowie richtungsweisende<br />

Technologien der Zukunft für die industrielle Automation vorgestellt.<br />

<strong>10</strong> DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

<strong>Der</strong> Erfolg der diesjährigen SPS Italia im Mai hat gezeigt, wie wichtig es ist,<br />

eine Plattform für den persönlichen Austausch über die neuesten Produkte<br />

und Lösungen in der Automatisierung zu bieten. Das Interesse der SPS<br />

<strong>2022</strong> in Deutschland knüpft daran an und beflügelt nicht nur Aussteller,<br />

sondern auch Besucher. Denn sie profitieren in diesem Jahr von einem breit aufgestellten<br />

Angebot der nationalen und internationalen Automatisierungs- und Digitalisierungsanbieter.<br />

Zudem haben sie die Möglichkeit, innerhalb der drei Messetage<br />

in Nürnberg und darüber hinaus auf der ergänzenden digitalen Eventplattform<br />

„SPS on air“ einen kompletten Marktüberblick zu erhalten. Mit dabei sind unter anderem<br />

Siemens, Phoenix Contact, Beckhoff, B&R, Endress+Hauser, Hans Turck, OPC<br />

Foundation, Pilz, Profibus Nutzerorganisation und Eplan, um nur einige wenige Namen<br />

zu nennen.<br />

DIE PHYSISCHE MESSE MIT DIGITALER BEGLEITUNG<br />

Die SPS informiert mit einem umfangreichen Vortragsprogramm zu aktuellen<br />

Themen aus der Automatisierungsbranche. Bereits in der Woche vor Veranstaltungsbeginn<br />

haben Ticketbesitzer der SPS die Möglichkeit über die „SPS on<br />

air“-Plattform an einem digitalen Pre-Heat-Event mit zahlreichen Fachvorträgen<br />

und Produktvorschauen teilzunehmen. Während der Messelaufzeit wird<br />

das ergänzende Programm auf dem VDMA/ZVEI-Forum auf dem Messegelände<br />

in Halle 3 sowie aus dem SPS Live Studio in Nürnberg über die digitale Ergänzung<br />

„SPS on air“ gespielt. Die Schwerpunktthemen der Podiumsdiskussionen,<br />

Produktpräsentationen oder Keynotes reichen in diesem Jahr von der digitalen<br />

Transformation, industriellen Kommunikation sowie safety & security bis hin<br />

zu intelligenten Konzepten im Bereich der Steuerung und Visualisierung über<br />

Anwendungen im Bereich Künstliche Intelligenz sowie Nachhaltigkeit in der<br />

Automation.<br />

CONNECTIVITY AUF ALLEN EBENEN<br />

Darüber hinaus können die Teilnehmer auf der digitalen Plattform Kontaktanbahnungen<br />

und Terminvereinbarungen sowohl vor Ort als auch digital<br />

durchführen, sich untereinander vernetzen sowie Ansprechpartner für ihre<br />

spezifischen Automatisierungsfragen finden. Die „SPS on air“ inklusive Interaktionsmöglichkeiten<br />

bleibt nach Veranstaltungsende bis zum 11.11.<strong>2022</strong> online;<br />

die On-demand-Mediathek und ein Großteil des aufgezeichneten Vortragsprogramms<br />

werden bis zum 15.11.<strong>2022</strong> verfügbar sein. So haben Besucher der Präsenzmesse<br />

noch die Möglichkeit, sich Vorträge im Nachgang anzusehen oder<br />

Kontakte zu rein digitalen Teilnehmern weltweit zu knüpfen.<br />

In Halle 6 bietet der „Automation meets IT“-Gemeinschaftsstand mit rund<br />

16 Ausstellern Besuchern die Möglichkeit, umfassende Einblicke in spezifische<br />

Themen zu erhalten und sich von den Anbietern individuell beraten zu lassen.<br />

Die Themengebiete des Gemeinschaftsstandes sind Asset Management,<br />

Cloud-basierte Services, datenzentrierte Services, Predictive Maintenance und<br />

OPC UA.<br />

Bilder: Mesago<br />

www.sps-messe.de<br />

BLICK NACH VORNE:<br />

TERMIN SPS 2023 UND FOLGEJAHRE<br />

Die SPS 2023 wird vom 14. bis 16.11.2023 in Nürnberg stattfinden und<br />

in den Folgejahren diesen Zeitraum im November beibehalten. Das<br />

darauffolgende Jahr findet die Fachmesse somit vom 12. bis 14.11.2024<br />

statt. Detaillierte Informationen zum Messeprogramm, Ticketkauf, zur<br />

Hybridveranstaltung, Reisespecials sowie Tipps zur Vorbereitung sind<br />

auf der Webseite sps-messe.de zu finden.<br />

Bewegung ist unsere Leidenschaft.<br />

Für Bewegung den richtigen, den effizientesten Weg zu<br />

finden, das ist unsere Aufgabe. Wir fertigen und liefern<br />

Produkte der Antriebstechnik; von der Einzelkomponente<br />

bis zum mechatronischen System. Weltweit.<br />

hiwin.de


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Dr.-Ing. Alexander Streicher,<br />

Produktmanager Sensorik, Micro-Epsilon<br />

MESSEN MIT MEHR PRÄZISION<br />

Koordinatenmessmaschinen werden zur hochgenauen Qualitäts- und Teileprüfung<br />

eingesetzt. Dafür werden zunehmend optische Abstandssensoren eingesetzt, die<br />

die herkömmlichen mechanischen Taster ablösen. Für die berührungslosen Sensoren<br />

sprechen zahlreiche Gründe: die Messung erfolgt rückwirkungsfrei, hochauflösend<br />

und schnell. Hierfür eignen sich besonders moderne optische Sensoren<br />

wie Laser-Triangulationssensoren, Laserscanner und konfokale Sensoren.<br />

12 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


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Koordinatenmessmaschinen erfassen detailliert die geometrischen Eigenschaften<br />

von Werkstücken. Lange Zeit waren die Messsysteme mit taktilen<br />

Sensoren ausgestattet, diese werden jedoch zunehmend von optischen<br />

Sensoren abgelöst. Optische Sensoren bieten zahlreiche Vorteile gegenüber<br />

der taktilen Messtechnik. Mit Laser-Triangulationssensoren, Laserscannern<br />

und konfokal-chromatischen Sensoren wird das Messobjekt berührungslos<br />

gemessen. Dadurch nehmen die Sensoren keinerlei Einfluss auf das<br />

Messobjekt. Die Messungen erfolgen mit Mikrometergenauigkeit und meist<br />

schneller als die berührenden Messverfahren. Im Praxiseinsatz zeigen sich optische<br />

Sensoren äußerst flexibel. Sie erfassen Abstand, Abmessung, Lage, Winkel,<br />

Form, Rauheit und sogar 3D-Profile. Micro-Epsilon bietet ein breites Sensorportfolio,<br />

das sich in zahlreichen Messmaschinen bewährt hat. Eingesetzt<br />

werden die Sensoren in unterschiedlichen Anlagen sowohl zum Messen als<br />

auch für die Feinpositionierung.<br />

Hand in hand for tomorrow


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

01 02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FEINPOSITIONIERUNG MIT LASER-<br />

TRIANGULATIONSSENSOREN<br />

OPTISCHE SENSOREN BIETEN IN<br />

KOORDINATENMESSMASCHINEN<br />

VIELE VORTEILE, DA MESSUNGEN<br />

RÜCKWIRKUNGSFREI, SCHNELL<br />

UND HOCHAUFLÖSEND ERFOLGEN<br />

Zur Positionierung des Messkopfs messen Laser-Sensoren der<br />

Serie OptoNCDT 1900 den Abstand zum Messobjekt oder zur<br />

Grundplatte. Dieser Sensortyp eignet sich besonders zur präzisen<br />

Abstandsregelung und Objektabtastung. Damit lassen sich die<br />

geometriedatenerfassenden Systeme der Koordinatenmessmaschine<br />

mit maximaler Präzision ausrichten. Die Laser-Sensoren<br />

werden in das Messkopfsystem integriert, das meist an der senkrechten<br />

z-Achse, der Pinole, angebracht ist. <strong>Der</strong> Lasersensor liefert<br />

höchste Signalstabilität und ist dank der kompakten Bauform<br />

einfach zu integrieren. <strong>Der</strong> robuste Aufbau und das geringe Sensorgewicht<br />

prädestinieren diese Laser-Sensoren für Messungen mit<br />

hohen Beschleunigungen. <strong>Der</strong> Sensor arbeitet mit Messraten bis<br />

<strong>10</strong> kHz und bietet eine Linearität von ± 1 μm sowie eine<br />

Reproduzierbarkeit von 0,1 µm. Die Messungen lassen sich über<br />

den Encoderpuls der Messmaschine starten, wodurch absolut<br />

zeitsynchrone Werte erreicht werden. Dank der intelligenten<br />

Oberflächenregelung Advanced Surface Compensation werden<br />

stabile Ergebnisse auch auf anspruchsvollen Oberflächen erzielt.<br />

Mit bis zu 50.000 lx sind die Sensoren äußerst fremdlichtbeständig<br />

und somit auch in stark beleuchteten Umgebungen einsetzbar.<br />

Zur Signaloptimierung steht eine zweistufige Messwertmittelung<br />

zur Verfügung, die einen glatten Signalverlauf an Kanten und<br />

Stufen ermöglicht.<br />

RAUHEITSMESSUNG UND GEOMETRIE-<br />

PRÜFUNG IN KOORDINATENMESSMASCHINEN<br />

Konfokal-chromatische Sensoren zählen in der optischen Messtechnik<br />

zu den leistungsfähigsten Messsystemen im Hinblick auf<br />

Auflösung und Messrate. Sie werden unter anderem zur hochauflösenden<br />

Abstandsmessung auf verschiedene Oberflächen sowie<br />

zur Rauheitsmessung eingesetzt. Die konfokalen Sensorsysteme<br />

von Micro-Epsilon vereinen modernste Technologie und Integrierbarkeit.<br />

Die Sensoren erlauben einen Verkippungswinkel von<br />

bis zu ± 30 ° und bieten eine hohe numerische Apertur. Dadurch<br />

sind eine hohe Auflösung und kleine Lichtpunkte möglich. Gekrümmte<br />

und strukturierte Oberflächen können so zuverlässig<br />

und präzise erfasst werden. Auf diese Weise lassen sich auch<br />

Zahnräder oder Außengewinde erfassen. Dank des berührungslosen<br />

Messprinzips wirkt der Sensor nicht auf das Messobjekt ein,<br />

wodurch die Messung verschleißfrei erfolgt. Dadurch ist eine<br />

wesentlich schnellere Erfassung der Werte möglich als es mit<br />

taktilen Messverfahren möglich wäre. Mit den ConfocalDT Controllern<br />

werden zudem Messraten von bis zu 70 KHz erreicht. Zur<br />

Messung in beengten Bauräumen stehen kompakte Sensoren sowie<br />

Sensoren mit 90 ° Strahlengang zur Verfügung, die platzsparend im<br />

Messkopf integriert werden können.<br />

3D-VERMESSUNG KOMPLEXER GEOMETRIEN<br />

UND ROTIERENDER BAUTEILE<br />

Wenn große, komplexe Bauteile vermessen werden, kommen<br />

ScanControl Laserscanner zum Einsatz. Diese scannen große<br />

Messflächen mit hoher Auflösung und eignen sie sich aufgrund<br />

des geringen Sensorgewichts ideal für den Einsatz in Koordinatenmessmaschinen.<br />

Die Messdatenaufnahme erfolgt sehr schnell<br />

mit Messraten bis <strong>10</strong> kHz. Als Ergebnis steht eine vollständige<br />

3D-Punktewolke zu Verfügung, die eine genaue Auswertung,<br />

Qualitätsprüfung sowie Weiterverarbeitung erlaubt. Die Scan-<br />

Control Laserscanner basieren auf den neuesten GigE Vision und<br />

GenICam-Standards und können daher in vielfältige Bildverarbeitungsumgebungen<br />

eingebunden werden. Mit der Software<br />

3DInspect steht ein leistungsfähiges Tool zur Parametrierung,<br />

Auswertung und Ausgabe zur Verfügung.<br />

EIN 360°-ABBILD FÜR EINEN<br />

BESTMÖGLICHEN ÜBERBLICK<br />

Eingesetzt werden die Laserscanner unter anderem zum Prototypen-Scan.<br />

<strong>Der</strong> Sensor kann mittels Roboterarm geführt werden<br />

oder in einem Messtisch integriert werden. Zur Messung wird<br />

der Scanner von allen Seiten über das Bauteil geführt. Von mehreren<br />

Richtungen aufgenommen, erhält der Anwender ein<br />

360°-Abbild. Dies ergibt mithilfe einer Software-Lösung eine<br />

vollständige 3D-Punktewolke in äußerst kurzer Messzeit. Um<br />

eine hochpräzise Messung zu ermöglichen, ist eine exakte Synchronisierung<br />

der Messdaten mit der Messposition erforderlich.<br />

14 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

03 04 05<br />

Herkömmliche Sensoren werden oftmals extern getriggert und<br />

erfassen das Profil mit einer Verzögerung, wodurch sich Ungenauigkeiten<br />

in der Positionsbestimmung ergeben. Die Scan-<br />

Control Laserscanner von Micro-Epsilon dagegen bieten hierfür<br />

einen speziellen CMM-Trigger. Dabei handelt es sich um einen<br />

parametrierbaren Ausgang, der für Koordinatenmessmaschinen<br />

optimiert ist. <strong>Der</strong> Sensor kann somit in der Mitte der Belichtungszeit<br />

Trigger-Impulse senden und dadurch das Profil<br />

einer exakten Messposition zuordnen. Auch Feinabstimmungen<br />

sind möglich, um beispielsweise auch Laufzeiten des Impulses<br />

im Kabel kompensieren zu können. Da die ScanControl Laserscanner<br />

mit verschiedenen Messbereichen erhältlich sind,<br />

können große wie auch kleine Objekte erfasst werden. Die aufgenommenen<br />

3D-Punktewolken können mit bestehenden<br />

CAD-Modellen verglichen werden, um Abweichungen direkt<br />

aufzuzeigen.<br />

Bilder: Micro-Epsilon<br />

www.micro-epsilon.de<br />

01 Zur Positionierung des Messkopfs messen Laser-Sensoren<br />

der Serie OptoNCDT 1900 den Abstand zum Messobjekt oder zur<br />

Grundplatte – damit lassen sich die geometriedatenerfassenden<br />

Systeme der Koordinatenmessmaschine mit maximaler<br />

Präzision ausrichten<br />

02 Gekrümmte und strukturierte Oberflächen können mit<br />

konfokal-chromatischen Sensoren zuverlässig und präzise<br />

erfasst werden wie Zahnräder oder Außengewinde<br />

03 <strong>Der</strong> große Öffnungswinkel bzw. die hohe numerische<br />

Apertur der konfokal-chromatischen Sensoren ermöglichen<br />

eine hohe Auflösung sowie einen kleinen Lichtpunkt<br />

04 Laserscanner werden zur 3D-Vermessung komplexer<br />

Geometrien und rotierender Bauteile eingesetzt<br />

05 Laserscanner der Reihe ScanControl erfassen auch<br />

große Messflächen mit hoher Auflösung und eignen sich<br />

aufgrund des geringen Sensorgewichts ideal für den Einsatz<br />

in Koordinatenmessmaschinen<br />

ENCODER<br />

FÜR ANTRIEBSTECHNIK & ROBOTIK<br />

• SIKO MagLine – Messung magnetisch absolut und inkrementell<br />

• Berührungslos und völlig verschleiß- und wartungsfrei<br />

• Extrem präzise, auch bei Verschmutzung des Maßstabs<br />

• Flexible Dimensionierung von Messlängen und Durchmessern<br />

• Einfaches Handling, hohe Positionsgenauigkeit bei<br />

hochdynamischen Prozessen<br />

• Kundenspezifische, individuelle Lösungen<br />

sps <strong>2022</strong>, Halle 4A, Stand 301<br />

SIKO GmbH, www.siko-global.com


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

„WIEGAND HARVESTER“<br />

EBNET NEUE WEGE IN DIE<br />

VERNETZTE IOT-WELT<br />

Wiegand-Systeme bieten eine zuverlässige, energieautarke<br />

Möglichkeit zur Erkennung und Aufzeichnung von<br />

Umdrehungen in Multiturn-Drehgebern – mit Potenzial nach<br />

oben. Anfang 2020 wurde daher ein F&E-Projekt gestartet,<br />

das die Energieleistung von Wiegand-Geräten deutlich<br />

verbesseren und ihren Einsatz beim Betrieb autonomer<br />

IoT-Sensoren ermöglichen sollte. Jetzt ist der Durchbruch<br />

einer Weltneuheit gelungen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wiegand Sensoren, die Impulse aus einem externen<br />

Magnetfeld in Strom bzw. Energie umwandeln, kommen<br />

als Energy Harvesting-Komponenten in vielen<br />

Anwendungen zum Einsatz. Dazu zählen beispielsweise<br />

Durchflussmessgeräte für Gas, Wasser oder Öl sowie absolute<br />

Multiturn-Drehgeber. „Wiegand Sensoren, die auf Low Power-Output<br />

getrimmt sind und von uns seit 2014 als SMD-bestückbare Komponenten<br />

in riesiger Stückzahl gefertigt werden, bilden seit mehr als<br />

15 Jahren eine Kernkomponente unserer Drehgebersparte Posital“,<br />

sagt Tobias Best, der die globale Ubito-Initiative zur Entwicklung<br />

neuer Wiegand-Anwendungen von Singapur, dem Firmensitz von<br />

Fraba in Asien, koordiniert.<br />

„Während Wiegand-Systeme eine sehr zuverlässige batterielose,<br />

energieautarke Möglichkeit zur Erkennung und Aufzeichnung<br />

von Umdrehungen in Multiturn-Drehgebern und Durchflussmessern<br />

bieten, hatten wir schon lange einen wesentlich höheren<br />

Output beim Energy Harvesting, gekoppelt an komplett neue<br />

Anwendungen, im Visier.“ Mit diesem Ziel vor Augen wurde Anfang<br />

2020 ein ambitioniertes F&E-Projekt gestartet, das darauf<br />

abzielte, die Energieleistung von Wiegand-Geräten deutlich zu<br />

verbessern und ihren praktischen Einsatz beim Betrieb energieautarker<br />

IoT-Sensorknoten zu demonstrieren.<br />

VON DER IDEE ZUR INNOVATION<br />

Aus diesem F&E-Projekt verkündet Ubito, ein Mitglied der Fraba-<br />

Familie und Startup für neue Produktideen, jetzt einen Erfolg bei<br />

der Nutzung der Wiegand-Technik als Energiequelle für smarte<br />

Sensoren. Nach gut zweijähriger Arbeit im Aachener F&E-Zentrum<br />

von Fraba hat ein Forschungsteam im Rahmen einer Labor-<br />

Demonstration den Prototyp eines drahtlosen Sensors präsentiert,<br />

der mit Wiegand-Technologie betrieben wird und sich problemlos<br />

in ein IoT-Netzwerk einfügen ließ. Das Projekt umfasste die Ent-<br />

Martin Wendland, PR Toolbox, Toronto, Kanada<br />

wicklung eines neuen leistungsstarken „Wiegand Harvesters“, der<br />

in der Lage ist, genügend Energie für die Stromversorgung der<br />

kompletten Sensorelektronik, einschließlich eines hocheffizienten<br />

Ultrabreitband/UWB-Funksenders, zu gewinnen. Dieser im<br />

Labor erzielte Durchbruch, der eine Weltneuheit darstellt, eröffnet<br />

völlig neue Chancen und wird dazu beitragen, Wiegand-Systeme<br />

neben etablierten Energy-Harvesting-Techniken wie Solar-,<br />

Piezo- oder Thermoelektrik als verlässliche Energiequelle für<br />

autonome Sensorknoten in den boomenden IoT-Netzwerken zu<br />

verankern.<br />

IOT-SENSORKNOTEN AUF WIEGAND-BASIS<br />

Im F&E-Projekt, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />

gefördert wurde, arbeitete das Fraba-Team eng mit der FH<br />

Aachen zusammen. Dabei wurde das gesamte bisherige Wiegand-<br />

Know-how einmal mehr auf den Prüfstand gestellt, wobei zentrale<br />

Parameter in umfangreichen Magnetfeldsimulationen detailliert<br />

nachjustiert wurden. Neueste Low Power-Fortschritte bei Mikrocontrollern,<br />

innovative Wireless-Protokolle wie UWB und clevere<br />

DER WIEGAND HARVESTER<br />

ERZEUGT 50-MAL MEHR ENERGIE<br />

ALS DER AKTUELLE SENSOR<br />

Energiemanagement-Lösungen wurden in die Planungen einbezogen.<br />

Wesentliche Vorgabe war, die Baugröße des neuen Power-<br />

Sensors, mit den Basiskomponenten Wiegand-Draht und Spule,<br />

möglichst kompakt zu halten. Nach gut zweijähriger intensiver<br />

Arbeit konnte das Projektteam den Durchbruch vermelden. Mit<br />

dem neuen „Wiegand Harvester“ wurde ein Prototyp vorgestellt,<br />

der 50-mal mehr Energie erzeugt als der herkömmliche Wiegand<br />

Sensor. „Mit diesem Leistungsniveau konnten wir endlich IoT-<br />

Sensorknoten auf Wiegand-Basis angehen, deren Daten drahtlos<br />

über größere Distanz an ein entfernt gelegenes Kommunikations-<br />

Gateway übertragen werden können,“ so Best.<br />

16 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

01<br />

02<br />

01 Weltweit erster funkender<br />

IoT-Sensorknoten auf Wiegand-<br />

Basis (links: die beiden „Wiegand<br />

Harvester“ zwischen den<br />

Stabmagneten und die Sende-<br />

Platine mit Mikrocontroller,<br />

Temperatursensor und UWB-<br />

Sendemodul, rechts: die 60 m<br />

entfernte Empfängerstation)<br />

HYGIENIC<br />

DESIGN.<br />

DER PMS<br />

AUS EDEL-<br />

STAHL.<br />

02 Demo-Projekt: <strong>Der</strong> IoT-Knoten wurde mit<br />

einen Fenstersensor kombiniert, der vollständig<br />

durch die per „Wiegand Harvester“ bereitgestellte<br />

Energie betrieben wird<br />

PROTOTYP MIT GROSSEM POTENZIAL<br />

Bei der Auslegung des Demo-Projekts im Labor entschied man sich in Aachen für<br />

einen IoT-Knoten in Kombination mit einen Fenstersensor, der als Gesamtsystem<br />

vollständig durch die per „Wiegand Harvester“ bereitgestellte Energie betrieben<br />

wird. Dabei wurden zwei „Wiegand Harvester“ und die dazugehörige Elektronik<br />

am Fenster montiert, während Stabmagnete am Rahmen angebracht wurden. Die<br />

kompakten Harvester bestehen aus einem 21 mm langen, aufwendig konditionierten<br />

Wiegand-Draht, der von einer Kupferspule umgeben ist. Sie haben die Größe einer<br />

AAA-Batterie (d=7,5 mm). Jedes Mal, wenn das Fenster geöffnet oder geschlossen<br />

wird, gleiten die Harvester an den Magneten vorbei, was abrupte magnetische<br />

Polaritätswechsel in den hochsensiblen Wiegand-Drähten auslöst. Die über diese<br />

Impulse generierte Energiemenge ist unabhängig davon, wie schnell oder langsam<br />

das Fenster bewegt wird – ein USP der Wiegand-Technologie. Die durch die Umpolung<br />

ausgelösten Stromimpulse erzeugen <strong>10</strong> μJ Energie pro Harvester. Diese<br />

Energiemenge reichte aus, um den Mikrocontroller zu aktivieren und den im System<br />

integrierten Temperatursensor auszulesen. Das Team fügte ein UWB-Sendemodul<br />

hinzu, mit dem das 134 Byte-große Datenpaket problemlos an eine 60 m entfernte<br />

Empfangsstation gefunkt werden konnte. Diese Labordemonstration, die einen<br />

Meilenstein auf dem Weg zu autarken Wiegand-basierten IoT-Sensorknoten darstellt,<br />

wurde im Laufe des Jahres auf diversen Fachkongressen präsentiert, die sich<br />

auf die Trends im Bereich Energy Harvesting konzentrieren.<br />

SPANNENDE AUSSICHTEN<br />

„Noch haben wir es mit ersten Prototypen und einem Lab-Demonstrator zu tun,<br />

nicht mit einem fertigen Produkt,“ fasst Best zusammen. „Immerhin haben wir<br />

gezeigt, welches Potenzial in der Wiegand-Technologie steckt und was sich schon<br />

jetzt durch die Kombination unserer Energy Harvester mit handelsüblichen elektronischen<br />

Komponenten machen lässt“. Welche Marktchancen sich künftig für<br />

kommerzielle Sensorsysteme auf Wiegand-Basis bieten werden, zeigt ein Blick auf<br />

seriöse Prognosen. So wird das Industrielle Internet of Things (IIoT) in den kommenden<br />

zehn Jahren voraussichtlich um das Dreifache wachsen. „Spannende<br />

Zeiten“, so Ubito-Mann Best. „Für uns – und für Wiegand!“<br />

PMS<br />

Besuchen<br />

Sie uns auf der<br />

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

in Nürnberg.<br />

Halle 7A,<br />

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von 20 – 1.300 mm<br />

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und D12-Bajonettverschluss<br />

Bilder: Aufmacher tnazkul – stock.adobe.com, sonstige Fraba<br />

www.ubito.com<br />

microsonic.de/pms


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

VON DER VISION ZUR REALITÄT<br />

Im Werk der Salvagnini Maschinenbau werden Blechbiegemaschinen entwickelt und<br />

hergestellt, um überall auf der Welt Präzisionsarbeit zu leisten. Um den Anforderungen an<br />

die moderne Blechverarbeitung gerecht zu werden, wurde eine Lösung entwickelt, die nicht<br />

nur das Blechbiegen revolutioniert. Entstanden ist eine ganz neue Technologie: die<br />

Echtzeitmaterialerkennung. Doch was genau verbirgt sich dahinter?<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bis aus einem einfachen Blech ein fertiges Produkt entsteht,<br />

gibt es unterschiedlichste Einflüsse zu beachten. „Beim<br />

Blechbiegen kommen zwei entscheidende Faktoren zusammen“,<br />

weiß Wolfgang Kunze, Chief Technical Officer<br />

(CTO) bei Salvagnini: „Sowohl das Material als auch die Maschine<br />

selbst sind ausschlaggebend für das Biegeergebnis.“ In erster Linie<br />

geht es dabei um die speziellen Materialeigenschaften eines jeden<br />

Blechs: „Jeder Werkstoff – sei es Aluminium, Stahl oder Edelstahl –<br />

weist ein anderes Verhalten und unterschiedliche Zug- und Biegefestigkeiten<br />

auf“, erklärt Kunze. Abhängig vom Metall, der Charge<br />

und der Stärke des Werkstücks ist deshalb auch dessen Rückfederung<br />

mit einzukalkulieren, da das Biegeergebnis andernfalls<br />

stark variieren kann. „Das bedeutet, dass sich das umgeformte<br />

Blechstück nach dem Biegen immer leicht zurückverformt, sobald<br />

keine Kräfte mehr darauf einwirken“, fügt er hinzu.<br />

Bei konventionellen Biegeautomaten sind zudem häufig<br />

manuelle Korrekturen vorzunehmen, um eine gleichbleibend<br />

hohe Qualität zu gewährleisten. „Ein solcher Mehraufwand<br />

kostet die Unternehmen wertvolle Produktionszeit und Ressourcen“,<br />

wirft Kunze ein.<br />

Auch Manfred Reiter, Head of Sales der Linz Center of Mechatronics<br />

(LCM) GmbH bestätigt: „Ungeplante Anlagenstillstände<br />

aufgrund von Neuparametrierungen können richtig ins Geld<br />

gehen.“ Die Entwicklerschmiede aus Linz arbeitet häufig mit<br />

Unternehmen wie Salvagnini zusammen, bei denen ähnliche<br />

Probleme in der Fertigung auftreten. Hinzu kommt, dass viele<br />

der metallverarbeitenden Unternehmen nicht nur Großserien,<br />

sondern auch Kleingrößen fertigen und ihre Produktion von<br />

Jana Schaal, Pepperl+Fuchs SE, Mannheim<br />

überall auf der Welt aus steuern möchten. „Genau das stellt uns<br />

als Maschinenbauer tagtäglich vor neue Herausforderungen“,<br />

räumt Kunze ein und fügt an: „Deshalb arbeiten wir unentwegt<br />

an innovativen Lösungen für unsere Kunden und holen uns<br />

Partnerunternehmen wie LCM für Entwicklungen im Bereich<br />

der Mechatronik zur Seite.“<br />

EIN DIGITALER ZWILLING MACHT’S MÖGLICH<br />

Um den Anforderungen an die moderne Blechverarbeitung gerecht<br />

zu werden, hat Salvagnini gemeinsam mit LCM eine Lösung<br />

entwickelt, die nicht nur das Blechbiegen revolutioniert. Entstanden<br />

ist eine völlig neue Technologie, mit der eine gemeinsame<br />

Vision zur Realität wird: die Echtzeitmaterialerkennung MAC 3.0,<br />

kurz für Material Attitude Correction.<br />

Doch was genau verbirgt sich hinter der neuen Technologie?<br />

„Per Finite-Elemente-Methode (FEM) haben wir sowohl die<br />

Maschine selbst als auch unterschiedlichste Blecheigenschaften<br />

simuliert, einschließlich der Umformkraft, die während des Biegevorgangs<br />

auf das Material wirkt“, erläutert Reiter und konkretisiert:<br />

„Auf diese Weise haben wir einen digitalen Zwilling von Material<br />

und Maschine erschaffen, der den gesamten Biegeprozess virtuell<br />

abbildet.“ All diese Informationen haben die Entwickler bei LCM<br />

schließlich genutzt, um mittels Modellreduktion effiziente<br />

Simulationsmodelle zu generieren, die in die MAC-3.0-Software<br />

eingebunden wurden. „Mit MAC 3.0 übertragen wir hochkomplexe,<br />

echtzeitfähige Simulationsmodelle in eine Software,<br />

die den gesamten Biegeprozess vollautomatisch steuert“, erklärt<br />

Reiter stolz. Damit ausgestattet ist die Maschine in der Lage, den<br />

Biegevorgang anhand der Materialeigenschaften in Echtzeit zu<br />

simulieren, mit den Finite-Elemente-Ergebnissen abzugleichen<br />

und etwaige Schwankungen zu kompensieren. So verlässt<br />

schließlich ein perfekt gebogenes Blech die Maschine – ohne<br />

Materialausschuss.<br />

18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

IN DIESEN PUNKTEN PROFITIEREN UNTERNEHMEN<br />

All diese Schritte werden voll automatisiert durchgeführt. Durch den Einsatz unterschiedlicher<br />

Sensoren von Pepperl+Fuchs, wie etwa zur Positionierung oder Erfassung der Dicke der Bleche,<br />

können alle wichtigen Parameter jedes einzelnen Biegevorgangs exakt erfasst werden.<br />

Um die Umformkräfte zu ermitteln, biegt die Maschine anfangs minimal langsamer als üblich.<br />

Auf Basis der ermittelten Werte werden die Parameter aller Aktuatoren in der Maschine automatisch<br />

nachjustiert. Sobald die Eigenschaften von Material und Maschine ermittelt sind, findet<br />

die Biegung im ganz normalen Tempo statt. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen: Biegungen<br />

erfolgen mit einer Genauigkeit von ± 0,9 ° – unabhängig von der Stückzahl, Dicke oder Qualität<br />

des Blechs. „Dies entspricht gerade einmal der Hälfte der markttypischen Abweichung“, betont<br />

Reiter. „Einzig die Art und Dicke des Blechs sind vorab zu definieren und es müssen bei der<br />

Messbiegung mindestens 40 ° gebogen werden – für alle weiteren Kantungen werden die korrigierten<br />

Werkzeugbahnen ermittelt und der Steuerung zur Verfügung gestellt.“, so Reiter.<br />

Dabei profitieren Unternehmen in vielerlei Hinsicht vom digitalen Abbild ihrer Anlage: Die<br />

Software erkennt Verschleiß frühzeitig und gibt Anwendern jederzeit einen genauen Überblick<br />

über den Status der Maschine: Unvorhergesehene Parametrierungen und Nacharbeiten gehören<br />

so der Vergangenheit an, ganz im Sinne von Predictive Maintenance. „Mit der Entwicklung des<br />

digitalen Zwillings können Kunden von nun an ausschussfrei produzieren, ganz gleich, ob bei<br />

Stückzahl 1 oder bei Serienfertigungen“, resümiert Reiter und ergänzt: „Damit lassen sich die<br />

Probleme vieler Anwendungsbereiche lösen.“<br />

Um einen systemübergreifenden und<br />

permanenten, Datenaustausch zu<br />

gewährleisten, haben wir gemeinsam<br />

mit unserem Start-up und Experten in<br />

Sachen IoT eine Cloud-Lösung entwickelt,<br />

die Auftrags- und Prozessdaten<br />

zuverlässig und sicher überträgt.<br />

BENEDIKT RAUSCHER, Leiter Globale<br />

IoT-Projekte bei Pepperl+Fuchs in Mannheim<br />

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und kurzwelligen Infrarotkameras mit<br />

Analog-/Digitalausgang sind ideal für<br />

industrielle Temperaturmessungen.<br />

DIGITALE, VERNETZTE UND FLEXIBLE FABRIK<br />

Aufbauend auf dem gemeinsamen Know-how, gehen LCM und Neoception sogar noch einen<br />

Schritt weiter in Richtung Vernetzung und weltweite Produktion. Das Pepperl+Fuchs-Startup<br />

Neoception ist Experte in Sachen Cloud-Connectivity sowie Internet of Things und hat eine<br />

Schnittstelle entwickelt, die schon heute die Kommunikation zwischen Maschine und digitalem<br />

Zwilling herstellen kann. Beginnend mit der Auftragserfassung bis hin zum sicheren Datenaustausch<br />

zwischen der Maschine und ihrem digitalen Pendant stellt Neoception die durchgängige,<br />

echtzeitfähige Kommunikation aller beteiligten Systeme her. So lassen sich Sensordaten aus<br />

der Maschine konstant über die NeoNeon-Cloud an das virtuelle Abbild der Produktion übertragen,<br />

woraufhin die optimierten Prozessdaten des digitalen Zwillings wieder sicher zurück<br />

zur Maschine übermittelt werden können. „Diese Möglichkeit eröffnet dem Kunden eine<br />

vernetzte, standortunabhängige und flexible Produktion“, so Benedikt Rauscher, Leiter globale<br />

IoT-Projekte bei Pepperl+Fuchs.<br />

ENGINEERING-KNOW-HOW AUS VIER WELTEN<br />

Das Zusammenspiel aus vernetzter Produktion und digitalem Zwilling, der eine ausschussfreie<br />

Produktion ermöglicht, macht Industrie 4.0 wirklich erlebbar. „Unsere Kunden erhalten eine<br />

intelligente und lernfähige Maschine“, stellt Kunze zufrieden fest. „Dabei ist der Einsatz des<br />

digitalen Zwillings beim Blechbiegen nur eine mögliche Applikation“, ergänzt Reiter. „Jede<br />

Branche hat ihre ganz eigene Problematik und unsere Technologie lässt sich auf die unterschiedlichsten<br />

Anwendungen übertragen“, fügt er hinzu. „Mit der Bündelung unserer Kompetenzen<br />

bieten wir unseren Kunden einen echten Mehrwert und schaffen Transparenz auf allen Ebenen“,<br />

sind sich Kunze, Reiter und er einig.<br />

Bilder: Pepperl+Fuchs<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

when temperature matters


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

ENGINEERING:<br />

AUTOMATISIERT<br />

UND EFFIZIENT<br />

Die neue 3D-Grafik-Engine macht auch Aktionen wie<br />

Zoomen und Drehen jetzt komfortabler<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Software und Services für durchgängige<br />

Daten erleichtern <strong>Konstrukteur</strong>en das disziplinübergreifende<br />

Arbeiten. Wir stellen Ihnen<br />

neue Softwarelösungen vor, die mehr Tempo<br />

ins Engineering bringen.<br />

Rittal und Eplan zeigen am Gemeinschaftsstand in Halle 3,<br />

mit welchen konkreten Schritten Steuerungs- und Schaltanlagenbauer<br />

ihre Prozesse auf allen Stufen ihrer Wertschöpfungskette<br />

optimieren können – von schnellen Fortschritten<br />

mit einzelnen Lösungen bis zur durchgängig digitalen<br />

Prozesskette. Gezeigt werden zudem Lösungen, die das Engineering<br />

im Ökosystem der industriellen Automatisierung erleichtern.<br />

KOMFORTABLES KABELMANAGEMENT<br />

Die neue Eplan-Plattform 2023 ist da. Die neue Grafik-Engine für<br />

die schnelle 3D-Planung von Schaltschränken, die internationale<br />

Makroverwaltung und das komfortable Kabelmanagement bei<br />

der Schaltplanerstellung sind nur einige der Highlights der neuen<br />

Version, die seit Ende August verfügbar ist. Jetzt wird sie in<br />

Nürnberg live präsentiert.<br />

Ergänzende Cloudlösungen wie eStock gehören ebenfalls zu<br />

den Neuheiten. Mit eStock greifen Unternehmen in der Eplan-<br />

Cloud auf eine zentrale Artikelverwaltung zu. Das macht nicht<br />

nur das Arbeiten im Team erheblich einfacher und schneller – es<br />

spart auch Zeit und Kosten, da die Pflege der eigenen IT-Infrastruktur<br />

entfällt.<br />

Eisenbehaftete Motoren<br />

Eisenlose Motoren<br />

Torque Motoren<br />

Eisenlose Vakuum Motoren<br />

PREMIERE ZUR SPS: EPLAN SMART MOUNTING<br />

Besucher der SPS in Nürnberg dürfen sich auf ein weiteres Highlight<br />

im Bereich der Schaltschrankfertigung freuen: die Premiere<br />

von Eplan Smart Mounting. Die neue Software visualisiert<br />

mechanische und elektrotechnische Komponenten, während<br />

Eplan Smart Wiring dies für die Verkabelung von Schaltschränken<br />

ermöglicht. Dank genauer Arbeitsanweisungen und 3D-Visualisierungen<br />

gelingt all das ohne lange Einarbeitung von Arbeitskräften.<br />

So wird die Fertigung perfekt unterstützt.<br />

MASCHINENVERKABELUNG AM 3D-MODELL<br />

Seit Erscheinen der neuen Eplan-Plattform 2023 unterstützt<br />

Eplan Harness proD, die Software zur Konstruktion und Dokumentation<br />

von Kabelbäumen, Anwender jetzt auch rund um die<br />

Verkabelung von Maschinen. Anhand eines konkreten Beispiels<br />

mit einem Rollenförderer präsentiert Lösungsanbieter Eplan die<br />

Potenziale, die in diesem Plus an Einfachheit in der Maschinenverkabelung<br />

stecken.<br />

Für eine Prozess-Analyse und Strategieberatung ist auf der<br />

Messe keine Zeit? Doch, meinen die Experten vom Eplan-Consulting-Team<br />

und bieten direkt vor Ort Unterstützung an. Unternehmen<br />

können auf dem Stand von Eplan (Halle 6) ihre Prozesse<br />

rund ums Engineering und die angrenzenden Bereiche beleuchten<br />

lassen. Die Consultants entwerfen gemeinsam mit den Besuchern<br />

ein „Big Picture“ und zeigen Potenziale zur Optimierung<br />

der unternehmenseigenen Prozesse und Datenflüsse auf.<br />

Bilder: Eplan<br />

www.eplan.de/sps<br />

We direct drive your motion technology<br />

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<strong>Der</strong> Technologieführer im Bereich Linear- und Torquemotoren mit<br />

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08.-<strong>10</strong>.11. <strong>2022</strong>, Halle 4, Stand 241<br />

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20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


UMSPRITZTE STECKVERBINDER<br />

MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

Auf der SPS <strong>2022</strong> in Nürnberg gibt der Anschlusstechnikspezialist Escha einen<br />

Ausblick auf die kommenden Trends und Technologien, die in den nächsten Jahren die<br />

Steckverbinderentwicklung prägen werden. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der<br />

Single-Pair-Ethernet-Technologie (SPE). Escha zeigt umspritzte M8- und M12-Steckverbinder,<br />

die auf der T1-Industrial-Schnittstelle nach IEC 63171-6 basieren. Zudem<br />

präsentiert das Unternehmen zwei Neuheiten, die bereits bestehende Produktportfolios<br />

erweitern. Zum einen Deutsch-DT-Steckverbinder in weiteren Poligkeiten sowie<br />

in LED-Ausführung, die sich vor allem an Applikationen im Bereich der mobilen<br />

Automation richten. Zum anderen geschirmte Steckverbinder, die die bisherige<br />

hochpolige M8-Produktfamilie ergänzen. Über kompakte Leitungen und Steckverbinder können hohe Datenübertragungsraten bis<br />

an den weitentferntesten Sensor im Feld gebracht werden. SPE ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zur vollvernetzten Produktion,<br />

wie sie in Industrie 4.0 oder IIoT angedacht ist. Auf Grundlage der in 2018 festgelegten T1-Industrial-Schnittstelle nach IEC<br />

63171-6 hat Escha umspritzte M8- und M12-Steckverbinder entwickelt, die die marktüblichen Dichtigkeitsanforderungen erfüllen<br />

und sich daher vor allem für den Einsatz in rauer industrieller Umgebung eignen. Sie werden als Anschluss- oder Verbindungsleitung<br />

verfügbar sein und die für SPE-typische Leistungsübertragung (Power over Data Line) ermöglichen.<br />

www.escha.net<br />

MAGNETISCHE<br />

POSITIONSSENSOREN<br />

MIT IO-LINK<br />

Mit der WIM-IOL-Serie ergänzt<br />

Turck sein Angebot an kompakten<br />

Positionssensoren zur<br />

Erfassung magnetischer Kolben<br />

in Pneumatik- oder Hydraulikzylindern.<br />

Die neue Serie<br />

besteht aus acht Sensoren mit<br />

IO-Link 1.1, die Messbereiche<br />

von 32 mm bis 256 mm<br />

abdecken. Über IO-Link und den<br />

MODERNE<br />

SENSORTECHNIK<br />

DIE INTELLIGENTE KUPPLUNG.<br />

integrierten Taster können<br />

Anwender den Messbereich der<br />

Sensoren schnell und bequem<br />

auf den Hubweg der Kolben<br />

im Zylinder einrichten. Das<br />

vereinfacht die Montage im<br />

Vergleich zu analogen Sensoren<br />

erheblich, da diese entweder<br />

exakt auf die Totpunkte<br />

montiert werden oder mit<br />

Korrekturfaktoren in der<br />

Steuerung arbeiten müssen.<br />

Typische Applikationen sind<br />

die Vorschuberfassung in<br />

Kunststoffspritzmaschinen<br />

oder Schraubautomaten, die<br />

Positionierung des Schweißkopfs<br />

beim Ultraschallschweißen<br />

oder die Überwachung<br />

der Folienspannung in<br />

Verpackungsmaschinen.<br />

www.turck.com<br />

Besuchen Sie uns auf der sps<br />

in Nürnberg, 8.-<strong>10</strong>.11.<strong>2022</strong><br />

Halle 3A, Stand 121<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

LÖSUNGEN FÜR DIE SMARTE AUTOMATION<br />

Nach drei Jahren pandemiebedingter Pause präsentiert sich<br />

Lapp wieder auf der SPS. Hier zeigt das Unternehmen zahlreiche<br />

Neuheiten rund um die smarte Automation sowie neue<br />

digitale Services. Die neue Etherline Robot PN FC Cat.5e mit<br />

Fast-Connect-Aufbau ist eine hochflexible Industrial-Ethernet-<br />

Leitung speziell für Roboterapplikationen. Denn gerade diese<br />

Leitungen müssen im Einsatz in Industrierobotern einiges<br />

aushalten. Auch bei horizontalen Linearbewegungen, kombiniert<br />

mit Torsion, muss eine nahtlose Daten-Kommunikation<br />

der Feedbackschleifen zwischen Sensorik am Roboterarm, der<br />

Robotersteuerung sowie deren Anbindung an die Steuerungssysteme<br />

gewährleistet sein. Hierfür hat Lapp die hochflexible Cat.5e-Ethernet-Leitung für<br />

den dauerbewegten Einsatz mit Torsionsbeanspruchung entwickelt. Sie eignet sich für<br />

Profinet-Anwendungen nach Typ R. Die neue Variante mit Fast-Connect-Anschluss lässt sich<br />

dank eines konstruktiven Kniffs noch einfacher konfektionieren und installieren. Diese<br />

schnelle Konfektionierbarkeit ist ein wichtiges Kriterium für Anwender.<br />

www.lappkabel.de<br />

TURBO FÜR DIE SICHERE UND DURCHGÄNGIGE<br />

DATENKOMMUNIKATION<br />

P.TOUCH<br />

DRUCKSENSOR<br />

Innovatives Bedienkonzept<br />

Touch-Display mit virtuellem<br />

Drehrad<br />

Konfigurierbare Ausgänge<br />

(digital / analog)<br />

Integrierte Systemdiagnose<br />

SPS HALLE 4A<br />

Stand 466<br />

www.mp-sensor.de<br />

Weidmüller hat seine Omnimate-Leiterplattenkomponenten<br />

mit Ethernet-APL<br />

(Advanced Physical Layer) ausgestattet. Die<br />

neue Technologie ermöglicht einen direkten<br />

Zugriff auf Daten der Feld- und Geräteebene.<br />

Ethernet-APL bietet hohe Übertragungsraten<br />

über lange Strecken, überträgt Strom und<br />

Kommunikationssignale über ein einziges<br />

zweiadriges Kabel und unterstützt den<br />

sicheren Betrieb in Ex-Zonen. Bei Weidmüller<br />

gibt es bereits etliche Produkte, die für den<br />

Ethernet-APL-Standard in der Prozessindustrie<br />

qualifiziert sind. Dazu gehören Omnimate-Leiterplattenkomponenten mit APL-Schnittstelle.<br />

Über die einbau- und feldkonfektionierbaren Steckverbinder lässt sich per Zweidrahttechnologie<br />

eine zuverlässige Verbindung zu Feldgeräten herstellen. So stehen Anlagendaten in<br />

Echtzeit zur Verfügung. Die Übertragungsrate beträgt <strong>10</strong> Mbit/s bei paralleler Spannungsversorgung<br />

über Twisted-Pair-Kabel bis 1.000 m. APL-Leiterplattenkomponenten sind zudem<br />

kontakt- und vibrationssicher sowie schnell installiert.<br />

www.weidmueller.com<br />

DRAHTLOSER SENSOR MIT WIEGAND-TECHNOLOGIE<br />

Ubito, ein Mitglied der Fraba-Familie von Technologieunternehmen<br />

und Startup für neue Produktideen,<br />

hat einen Durchbruch bei der Nutzung der<br />

Wiegand-Technik als Energiequelle für smarte<br />

Sensoren bekannt gegeben. Nach gut zweijähriger<br />

Arbeit im Aachener F&E-Zentrum von Fraba hat<br />

ein Forschungsteam im Rahmen einer Labor-<br />

Demonstration den Prototyp eines drahtlosen<br />

Sensors präsentiert, der mit Wiegand-Technologie<br />

betrieben wird und sich problemlos in ein IoT-<br />

Netzwerk einfügen lässt. Das Projekt umfasste die Entwicklung eines neuen leistungsstarken<br />

Wiegand Harvesters, der in der Lage ist, genügend Energie für die Stromversorgung der<br />

kompletten Sensorelektronik, einschließlich eines hocheffizienten Ultrabreitband/UWB-<br />

Funksenders, zu gewinnen. Dieser im Labor erzielte Durchbruch, der eine Weltneuheit<br />

darstellt, eröffnet völlig neue Chancen und wird dazu beitragen, Wiegand-Systeme (die<br />

Energie aus den Bewegungen eines externen Magnetfelds gewinnen) neben etablierten<br />

Energy-Harvesting-Techniken wie Solar-, Piezo- oder Thermoelektrik als verlässliche Energiequelle<br />

für autonome Sensorknoten in den boomenden IoT-Netzwerken zu verankern.<br />

www.ubito.com


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

FREQUENZUMRICHTER FÜR DEN<br />

HOCHGESCHWINDIGKEITSBEREICH<br />

Auf der SPS <strong>2022</strong><br />

stellt Sieb & Meyer<br />

die neuesten<br />

Modelle der<br />

SD4x-Serie vor:<br />

SD4S, SD4M und<br />

ganz neu SD4B. Die<br />

Frequenzumrichter<br />

für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />

bieten eine optimierte Performance, höhere Drehzahlen<br />

sowie eine geringe Motorerwärmung ohne Sinusfilter. <strong>Der</strong><br />

SD4B eignet sich sowohl für den Einsatz als hochdynamischer<br />

Servoverstärker für den Betrieb von rotativen und linearen<br />

Niedervolt-Servomotoren als auch für einen optimierten<br />

Betrieb von hochdrehenden Niedervolt-Synchron- und<br />

Asynchronmotoren. Im Hochgeschwindigkeitsbereich erlaubt<br />

er einen sensorbehafteten Betrieb von Motoren mit überlagerter<br />

Synchronisationsfunktion auf Basis von 24 V-Synchronisations-Signalen.<br />

So lassen sich mehrere Hochgeschwindigkeitsmotoren<br />

im Master-/Slave-Betrieb winkelsynchron<br />

betreiben. <strong>Der</strong> SD4S steht in zahlreichen Baugrößen und<br />

Leistungsbereichen zur Verfügung. Die Prozessorperformance<br />

macht es möglich, Synchronmotoren mit „vergrabenen“<br />

Magneten, auch Interior Permanent Magnet Motor genannt,<br />

optimal zu betreiben. Das bei diesen Motoren zusätzlich zur<br />

Verfügung stehende Reluktanzmoment wird dabei arbeitspunktunabhängig<br />

in Echtzeit optimiert. Die Drei-Level-Umrichter<br />

SD4M können ihre Vorteile zum Beispiel im Bereich von<br />

Turboverdichtern und Turbokompressoren voll ausspielen.<br />

www.sieb-meyer.de<br />

NEUES ZUBEHÖR FÜR SCHLANKE<br />

SICHERHEITSZUHALTUNG<br />

Mit dem Türgriffsystem DHS-150 ist die schlanke Sicherheitszuhaltung<br />

AZM150 von Schmersal jetzt noch anwendungsfreundlicher.<br />

<strong>Der</strong> ergonomische DHS-150 erspart einen<br />

separaten Türgriff und ist für Maschinenumhausungen und<br />

-umzäunungen sowie für alle Standard-Aluminiumprofile in<br />

40 mm Breite geeignet. <strong>Der</strong> robuste Türriegel kommt insbesondere<br />

bei schweren Schwenktüren und unter rauen<br />

Umgebungsbedingungen zum Einsatz. Ein Vorteil des neuen<br />

Zubehörs ist, dass der<br />

Betätiger durch den Riegel<br />

im DHS-System vorpositioniert<br />

wird und damit<br />

optimal ins Gerät einfährt.<br />

Damit ist das System stabil<br />

gegen Querkräfte. Treten bei<br />

Zuhaltungen Querkräfte auf,<br />

die nicht überwunden<br />

werden können, wird die<br />

Schutztür nicht geöffnet –<br />

mit entsprechenden Verzögerungen im Produktionsprozess.<br />

Hier trägt das Türgriffsystem DHS-150 in Verbindung mit der<br />

Sicherheitszuhaltung AZM150 zu einer Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit<br />

bei. Darüber hinaus verfügt das Türgriffsystem<br />

DHS-150 über eine integrierte Sperrvorrichtung (LOTO).<br />

Diese Sperrzangenfunktion schützt das Bedienpersonal bei<br />

größeren, begehbaren Maschinen und Anlagen davor, bei<br />

Wartungs- und Reparaturarbeiten irrtümlich eingeschlossen<br />

zu werden. Die Sperrvorrichtung sorgt dafür, dass die Tür der<br />

Schutzeinrichtung nicht geschlossen werden kann und ein<br />

unabsichtlicher Maschinenanlauf verhindert wird.<br />

www.schmersal.com<br />

HOCHAUFLÖSENDE MULTITOUCHPANELS<br />

Das Unternehmen Sigmatek präsentiert seine Multitouchpanels ETT <strong>10</strong>64 und<br />

ETT 1264. Herzstück der Geräte ist ein leistungsstarker EDGE3-Technology-Prozessor<br />

mit vier aufeinander abgestimmten Prozessor-Kernen (4 × 1,6 GHz). Dieser ermöglicht<br />

den flüssigen Seitenaufbau von (Web-)Visualisierungen. Mit 2 GB DDR4 RAM und<br />

8 GB eMMC steht ausreichend Speicher zur Verfügung. Die Bedienung gestaltet sich<br />

bei den kapazitiven Multitouchpanels mit <strong>10</strong>,1- oder 12,1-Zoll-TFT-Farbdisplay in<br />

hoher Auflösung (1280 × 800 Pixel) intuitiv wie bei einem Smartphone. Beide lassen<br />

sich mit bloßen Fingern, dünnen Handschuhen oder Touchstift bedienen. Die robuste<br />

Glasfront der Panels ist in Schutzart IP65 ausgeführt.<br />

www.sigmatek-automation.com<br />

Click. Clack. Closed.<br />

Die Fast Assembly Kabeleinführung<br />

sps<br />

Halle 9-568<br />

Die Kabeleinführung KEL-FA (Fast Assembly)<br />

bietet eine schnelle Montage ohne Werkzeug.<br />

Zugentlastung gemäß DIN EN 62444 sowie<br />

eine hohe Flexibilität durch den Einsatz<br />

verschiedenster Tüllen sind weitere Vorteile.<br />

IP54<br />

UL TYPE<br />

www.icotek.com


MESSE SPS <strong>2022</strong><br />

REX<br />

Das kompakte<br />

und transparente<br />

Schaltnetzteil<br />

SAFE UND SECURE – AUTOMATISIERUNG WEITER GEDACHT!<br />

Unter dem Messemotto „Be safe and secure“<br />

stellt Pilz auf der internationalen Fachmesse SPS<br />

Automatisierungslösungen in den Fokus, die<br />

sowohl Safety als auch Industrial Security an<br />

Maschinen und Anlagen abdecken. Im inhaltlichen<br />

Mittelpunkt: Lösungen für das Zutrittsmanagement<br />

sowie die Absicherung mobiler<br />

Maschinen und deren Gefahrenbereiche.<br />

Auf der SPS erleben Besucher des Pilz-Standes,<br />

wie sich fahrerlose Transportsysteme (FTS) unter<br />

Berücksichtigung aller räumlichen und infrastrukturellen<br />

Gegebenheiten sicher automatisieren<br />

und betreiben lassen. Das Ziel hierbei: Die Produktivität in der Intralogistik erhöhen.<br />

Neuheiten aus dem Bereich Bedienen und Beobachten für das Identification and Access<br />

Management (I.A.M.) sowie innovative funktionale Features für die Sicherheitslichtgitter<br />

PSENopt II sind weitere Messeschwerpunkte von Pilz in Nürnberg. Dazu kommt ein Jubiläum:<br />

Vor 20 Jahren stellte Pilz in Nürnberg seine Kleinsteuerung PNOZmulti dem Markt vor –<br />

„Verdrahten mit der Maus“ war damals eine wegweisende Neuerung. Weltweit neu war die<br />

Möglichkeit, die Sicherheitsschaltung mithilfe eines einfach handhabbaren, grafikbasierten<br />

Konfigurationstools zu erstellen – ohne Kenntnis einer höheren Programmiersprache. Damit<br />

wurde die Lücke zwischen hartverdrahteten Sicherheitsschaltgeräten und frei programmierbaren<br />

Sicherheitssteuerungen geschlossen. Heute können sich Messebesucher bei Pilz in<br />

Nürnberg über Neuheiten mit Blick auf die konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2<br />

informieren: Eine neues „Power“-Basisgerät und die Integration von Security stehen nun in<br />

der Produktfamilie zur Verfügung.<br />

www.pilz.com<br />

Das REX-System ist die umfassende<br />

Absicherungs- und Verteilungslösung<br />

für Ihre Maschinen<br />

und Anlagen – dank des neuen<br />

Schaltnetzteils PFR12D sind alle<br />

Steuerstromkreise immer optimal<br />

mit 24 V DC versorgt.<br />

IHR NUTZEN<br />

• Erhöhte Maschinenverfügbarkeit:<br />

Hohe Transparenz und<br />

stabiles Design<br />

• Flächen- und Volumenreduktion<br />

im Schaltschrank:<br />

Kompakte Form und geringe<br />

Konvektionsabstände<br />

• Zeiteinsparung bei E-Konstruktion<br />

und Montage:<br />

Praktische Modul-Anreihung und<br />

Push-In Anschlusstechnik<br />

• Einfache Konstruktion:<br />

Einheitliches Design und kein<br />

Zubehör<br />

Haben Sie dazu weitere Fragen?<br />

Besuchen Sie uns auf der SPS in<br />

HALLE 3, STAND 219.<br />

Mehr Infos unter www.e-t-a.de<br />

EDLES DESIGN UND GERINGE VERLUSTLEISTUNG<br />

Herzstück der neuen Eco-Line-Panel-PCs ist ein Intel-Celeron-<br />

N4200-Prozessor (4 × 1,1 - 2,5 GHz; 2 MB L2 Cache) mit einer<br />

Verlustleistung von nur 6 W. Zum niedrigen Energieverbrauch trägt<br />

ferner die LED-Hintergrundbeleuchtung bei. Dank der Gehäusetiefe<br />

von 33 mm sind sie zudem sehr kompakt und erfüllen frontseitig<br />

Schutzart IP65. Die Eco-Reihe ist im Standard mit einer Bildschirmdiagonalen<br />

von 15,6 ” lieferbar. Das Display bietet eine hohe<br />

Transmissionsrate und einen Blickwinkel von 178 ° h/v. Es besteht<br />

aus einem entspiegelten und chemisch gehärteten Multi-Touch-Glas,<br />

das sich auch mit Handschuhen bedienen lässt. Die Auswahl an<br />

Schnittstellen sowie Speicherkapazitäten von 64 bis 480 GB ist vielseitig. Das Gehäuse ist<br />

pulverbeschichtet und mit einer verschraubten Rückwand ausgestattet.<br />

www.rose-systemtechnik.com<br />

MULTIFUNKTIONALES ABSPERRVENTIL FÜR ROHRLEITUNGEN<br />

Für Einsätze in der Prozessindustrie hat Wika ein<br />

neues Absperrventil entwickelt. PBV-FS eignet sich<br />

zur Kontrolle eines Medienflusses, für die Adaption<br />

von Druckmessgeräten und als Verbindung von<br />

Rohrleitungen. Das Absperrventil verfügt über<br />

einen Flanschanschluss und ist mit schwimmender<br />

Kugel sowie voller oder reduzierter Bohrung<br />

ausgeführt. Anwender können zwischen Block &<br />

Bleed- oder Double Block & Bleed-Konfiguration<br />

wählen. PBV-FS arbeitet mit niedrigem Drehmoment<br />

und geringem Verschleiß. Seine Oberfläche<br />

ist darüber hinaus korrosionsbeständig. <strong>Der</strong><br />

kompakte Aufbau des Ventils ermöglicht eine<br />

platzsparende und leckageminimierte Installation. PBV-FS lässt keine diffusen Emissionen zu<br />

(Dichtheitsprüfung gemäß EN ISO 15848-1) und ist nach API 607, ISO <strong>10</strong>497 und BS6755-2<br />

auf Feuersicherheit getestet. Wika bietet zusätzlich einen kundenspezifischen Zusammenbau<br />

von Ventil und Messgerät an. Ein solcher „Geräte-Hook-up“ wird einbaufertig und<br />

dichtheitsgeprüft geliefert.<br />

www.wika.de<br />

ENGINEERING TECHNOLOGY


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

ERSCHÜTTERUNGEN<br />

STANDHALTEN<br />

Damit das Entpulvern von komplex gebauten Werkstücken aus dem<br />

3D-Druck automatisiert abläuft, werden in einem Zwei-Achs-Schwenksystem<br />

leistungsstarke, robuste und platzsparende Antriebe eingesetzt.<br />

Auf der Formnext lernten<br />

sich Andreas Hartmann, CEO<br />

und CTO von Solukon (links)<br />

und Udo Cyrol, Leiter des<br />

Stöber Vertriebscenters<br />

Süd-Ost, kennen<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Um Bauteile nach dem 3D-Druck zu entpulvern, entwickelt<br />

die Solukon Maschinenbau GmbH Depowdering-Anlagen –<br />

zum Beispiel die Solukon SFM-AT350 für mittelgroße<br />

Werkstücke. „Die Innenräume von im Strahlschmelz-Verfahren<br />

gedruckten Metallteilen sind nach dem Druckprozess voll<br />

mit Pulver“, beschreibt Andreas Hartmann, der 2015 zusammen mit<br />

Dominik Schmid Solukon gegründet hat. Für alle nachfolgenden<br />

Bearbeitungsschritte und für die spätere Verwendung müssen die<br />

Werkstücke davon befreit werden. Vor Einführung der Solukon-Anlagen<br />

geschah dies manuell durch Schütteln, Klopfen oder Aussaugen.<br />

Bei komplex geformten Bauteilen ist das schwieriger – besonders<br />

wenn sich im Inneren der Bauteile ein Labyrinth an Kanälen befindet.<br />

„Gerade bei komplexen Bauteilen muss das Entpulvern automatisiert<br />

ablaufen“, sagt Hartmann.<br />

Das inhabergeführte Unternehmen ist international tätig und<br />

entwickelt, montiert und vertreibt smarte und hoch automatisierte<br />

Anlagen und zugehörige Peripheriegeräte für das Postprocessing<br />

der additiven Fertigung. „Unsere Lösungen erfüllen höchste<br />

Funktionalitäts- und Sicherheitsstandards und sind für die effiziente<br />

und zuverlässige Entfernung von schwer zu handhabenden<br />

und reaktiven Materialien wie Titan und Aluminium zugelassen“,<br />

beschreibt Hartmann. Wohin die Reise geht? Die dem 3D-Druck<br />

nachgelagerten Prozesse, wie etwa die Entpulverung müssen zunehmend<br />

standardisiert ablaufen. Dazu gilt es, immer höhere<br />

Stückzahlen bewältigen zu können.<br />

Alle Entpulverungsanlagen basieren auf der Solukon Smart<br />

Powder Recuperation-Technologie, kurz SPR: Durch automatisiertes<br />

Schwenken um zwei Achsen sowie gezielte Schwingungsanregung<br />

– sprich Vibration – wird das Pulver fließfähig. Damit<br />

läuft es selbst aus sehr feinen Kanälen sicher und kontrolliert ab –<br />

und dem Prozess wieder zu. Die SFM-AT350 gehört zu den neuesten<br />

Entwicklungen bei den Depowdering-Systemen. Solukon hat sie<br />

im Herbst 2021 auf den Markt gebracht. „In die Entwicklung<br />

konnten wir sowohl unsere eigene langjährige Erfahrung als<br />

auch das Feedback unserer Kunden aus Branchen wie Luft- und<br />

Raumfahrt, Medizintechnik und Automotive einfließen lassen“,<br />

sagt Hartmann.<br />

Die Anlage eignet sich für bis zu 60 kg schwere und bis zu<br />

420 mm hohe Bauteile. Weil der Drehteller des Systems endlos<br />

rotieren und sich die horizontale Achse gleichzeitig um bis zu<br />

250 ° bewegen kann, lassen sich auch komplexe Rotationsmuster<br />

einfach programmieren. <strong>Der</strong> Anwender profitiert von einer<br />

Zeitersparnis von bis zu 90 Prozent im Vergleich zu manuellen<br />

Reinigungsverfahren.<br />

26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02<br />

03<br />

01 Drehzahl und Drehmoment<br />

lassen sich stufenlos vom Stillstand<br />

bis zur Maximaldrehzahl bei voller<br />

Drehmomentkontrolle regeln – dabei<br />

arbeitet der Getriebemotor komplett<br />

ohne Sensorelemente<br />

02 Die Lean-Planetengetriebemotoren<br />

sowie die Lean-Kegelradgetriebemotoren<br />

werden mit einem<br />

Antriebsregler angesteuert, der<br />

bei dieser Anwendung als Doppelachsregler<br />

ausgelegt ist<br />

03 In der Depowdering-Anlagen wird<br />

das Bauteil durch automatisiertes<br />

Schwenken um zwei Achsen sowie<br />

Vibration vom Pulver befreit<br />

KOMPAKTE ANTRIEBE<br />

FÜR KOMPAKTE MASCHINE<br />

„Die SFM-AT350 zeichnet sich durch ein besonders geringes<br />

Kammervolumen und einen kompakten Aufbau aus. Das war<br />

uns ein großes Anliegen, um die Inertisierungszeit und benötigte<br />

Menge an Inertgas möglichst gering zu halten. Um einen kompakten<br />

Aufbau zu erreichen, benötigten wir bei der Entwicklung<br />

besonders platzsparende Antriebslösungen, sowohl für die Endlosrotation<br />

des Drehtellers, auf dem das Bauteil befestigt ist, als<br />

auch für den horizontal beweglichen Schwenkarm“, erklärt<br />

Hartmann. Auf der Formnext, der führenden Branchenplattform<br />

für additive Fertigung und industriellen 3D-Druck in Frankfurt<br />

am Main, lernte Andreas Hartmann Udo Cyrol kennen, den Leiter<br />

des Stöber Vertriebscenters Süd-Ost.<br />

„Bisher kamen in den Entpulverungsanlagen Servoantriebe<br />

zum Einsatz. Um nun noch kompakter bauen zu können, ohne<br />

an Leistung zu verlieren, empfahlen wir unseren sensorlosen<br />

LEAN-GETRIEBEMOTOREN<br />

EIGNEN SICH FÜR AUFGABEN,<br />

DIE SCHWINGUNGEN UND<br />

VIBRATIONEN BEINHALTEN<br />

Lean-Getriebemotor“, berichtet Cyrol. Die Vorteile: Ein hochpräzises<br />

Planetengetriebe sowie ein erstklassiges Kegelradgetriebe kombiniert<br />

mit einem energieeffizienten, encoderlosen und robusten<br />

Lean-Motor – besonders effizient für passgenaue, kompakte<br />

Maschinenkonzepte.<br />

Die Argumente überzeugten den Maschinenbauer aus Augsburg.<br />

Dazu kommt: Mit Wirkungsgraden bis zu 96 Prozent erreichen<br />

die Motoren die Effizienzklasse IE5. Damit ist Solukon schon jetzt<br />

auf einem Technologiestand, der erst in einigen Jahren gefordert<br />

sein wird.<br />

KOMPLETT OHNE ENCODER<br />

Mit dem Stöber Lean-Getriebemotor lassen sich Drehzahl und<br />

Drehmoment stufenlos vom Stillstand bis zur Maximaldrehzahl<br />

bei voller Drehmomentkontrolle regeln – dabei arbeitet er<br />

komplett ohne Sensorelemente. „Damit ist auch nur ein einfach<br />

geschirmtes Standard-Leistungskabel erforderlich“, beschreibt<br />

Cyrol. Das reduziert den Aufwand für die Installation deutlich.<br />

Lean-Getriebemotoren eignen sich so für Automatisierungsaufgaben,<br />

die Schwingungen und Vibrationen beinhalten – wie bei<br />

der Depowdering-Anlage von Solukon.<br />

Zur großen Robustheit trägt das encoderlose Konzept des<br />

Lean-Motors bei. Trotz Verzicht auf einen Encoder im Motor liegt<br />

die Drehzahlabweichung bei weniger als einem Prozent, die<br />

Positioniergenauigkeit bei ± 1. „Da der Encoder entfällt, eignet<br />

sich die Lean-Getriebmotorenbaureihe insbesondere für dynamische<br />

Automatisierungsaufgaben“, sagt Cyrol.<br />

EFFIZIENTER DOPPELACHSREGLER<br />

Ansteuern lassen sich die Lean-Getriebemotoren bei Solukon mit<br />

dem SC6, einem 45 mm breiten Antriebsregler mit integrierter<br />

Leistungsversorgung. Bei dem Maschinenbauer ist dieser als<br />

Doppelachsregler mit einem Ausgangsnennstrom bis 2 × 19 A im<br />

Einsatz. Das kompakte Stand-Alone-Gerät eignet sich für antriebsbasierte<br />

Anwendungen mit bis zu vier Achsen.<br />

Für die funktionale Sicherheit entwickelte Stöber das für die<br />

Antriebsregler optional erhältliche Sicherheitsmodul SU6. Damit<br />

steht Solukon eine wirtschaftlich attraktive Lösung für die Sicherheitsfunktionen<br />

STO und SS1 über das Sicherheitsprotokoll Profisafe<br />

zur Verfügung. <strong>Der</strong> SC6 ist damit prädestiniert für den Einsatz<br />

in sicherheitstechnisch anspruchsvollen Systemen bis SIL 3, PL e,<br />

Kategorie 4. <strong>Der</strong> <strong>Konstrukteur</strong> kann etwa einen Not-Halt nach EN<br />

13850 umsetzen – oder einen unerwarteten Anlauf nach EN<br />

14118 vermeiden. Die Funktionalität der Kommunikationsschnittstelle<br />

des Reglers ist zudem Profinet-zertifiziert. „<strong>Der</strong><br />

hochdynamische Antriebsregler arbeitet auch bei anspruchsvollen<br />

Bewegungen unbemerkt und zuverlässig im Hintergrund“,<br />

erläutert Cyrol.<br />

Hartmann ist zufrieden: „Bei der Entwicklung des 2-Achs-<br />

Schwenksystems hat uns Stöber hervorragend unterstützt. Mit<br />

den verbauten Komponenten gelang uns ein äußerst kompakter<br />

Aufbau mit starker Leistung.“ „Mit den spielarmen Getriebemotoren<br />

konnten wir zudem sowohl das Abfahren der Bahnen verbessern<br />

als auch bei den Kippbewegungen bessere Übergänge schaffen.<br />

Die SFM-AT350 ist damit ein hochfunktionales Arbeitspferd.“<br />

Bilder: Stöber, Solukon Maschinenbau/Jo Teichmann Fotografie<br />

www.stober.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 27


ANTRIEBSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ENERGIEEFFIZIENTE E-MOTOREN<br />

In industriellen Anwendungen verbrauchen elektrischer Antriebe<br />

rund 70 Prozent des eingesetzten Stroms. Die Optimierung von<br />

Elektromotoren leistet einen wichtigen Beitrag dazu, den Energieund<br />

Ressourcenverbrauch zu reduzieren – wirtschaftlich und ökologisch<br />

eine Notwendigkeit für Industrieunternehmen weltweit.<br />

Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing,<br />

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG<br />

28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01 Regeln für die<br />

Energieeffizienz von<br />

Asynchronmotoren gemäß<br />

Ökodesign-Verordnung<br />

(EU) 2019/1781 in Europa<br />

ab 1. Juli 2023<br />

Bei angestrebten Energieeinsparungen ist stets das gesamte<br />

Antriebssystem samt Elektromotor, Getriebe und<br />

Antriebselektronik zu betrachten. Wenn es speziell um<br />

Einsparmöglichkeiten bei Elektromotoren geht, versucht<br />

Nord Drivesystems bei jeder Neu- und Weiterentwicklung Zukunftsfähigkeit,<br />

Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz, Funktionalität<br />

und Performance zu verbessern. Auf Basis von OECD-Zahlen<br />

wird der Industrie mit 51 Prozent im Zeitraum von 2000 bis 2017<br />

der größte Anteil an erreichter Energieeinsparung durch bessere<br />

Effizienz zugeschrieben. Dabei haben die Prozesswärmeerzeugung<br />

und die Nutzung elektrischen Stroms in Antrieben die größten<br />

Anteile. Wirkungsvolle Maßnahmen in beiden Sektoren nutzen<br />

sowohl der Ressourcenschonung als auch der Erreichung der<br />

Klimaziele.<br />

REGULIERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ<br />

BEI E-MOTOREN<br />

Elektromotoren sind die relevanteste Produktgruppe beim industriellen<br />

Energieverbrauch, denn hiermit betriebene Systeme<br />

verbrauchen rund 70 Prozent der eingesetzten elektrischen Energie;<br />

das ist etwa die Hälfte der insgesamt in der Europäischen<br />

Union genutzten elektrischen Energie. So wurden laut Schätzungen<br />

im Jahr 2015 circa 1.400 TWh Strom von Elektromotoren in<br />

mechanische Energie und Wärme umgesetzt. Deshalb existieren<br />

für Elektromotoren im Dauerbetrieb fast weltweit Regelwerke<br />

und in vielen Regionen sogar systembezogene Regeln, die auch<br />

Arbeitsmaschinen wie Pumpen, Lüfter oder Druckluftkompressoren<br />

umfassen. Die Regulierung der Energieeffizienz bewirkt<br />

hinsichtlich Ressourcenschonung und Wirtschaftlichkeit gleichermaßen<br />

etwas. Üblicherweise spielen alle – selbst einschichtig<br />

im Dauerbetrieb laufende Elektromotoren, die gemäß aktueller<br />

Vorschriften geliefert werden – ihre Mehrkosten gegenüber den<br />

früher üblichen IE1-Motoren schnell wieder ein.<br />

Den ersten Schritt zu mehr Effizienz machten die Hersteller<br />

von Asynchronmotoren in Vorbereitung auf das Jahr 2011, als<br />

durch Richtlinien-Inkrafttreten die Verwendung von IE2-Motoren<br />

fü r den Dauerbetrieb verbindlich vorgeschrieben wurde. Innerhalb<br />

eines Jahres verdoppelte sich die Zahl der eingesetzten IE2-<br />

Motoren, während der Einsatz von IE1-Motoren abnahm. Erstmals<br />

wurde eine nennenswerte Zahl an IE3-Motoren verkauft;<br />

aber deren Absatz stieg erst mit der verpflichtenden Einführung<br />

über 7,5 kW im Jahr 2015 und für alle Leistungen seit 2017. Mit<br />

der neuen Verordnung EU 2019/1781, die seit Juli 2021 die Vorgängerregelung<br />

ersetzt, ist perspektivisch ein erheblicher Rückgang<br />

der Verkaufszahlen für IE2-Motoren zu erwarten; Anwender<br />

in Bereichen, in denen IE3-Regeln nicht eingehalten werden<br />

müssen, werden auf den gü nstigeren IE1-Motor setzen.<br />

DIE REAKTION DER MOTORENHERSTELLER<br />

Die Verluste des IE3-Motors liegen rund 20 Prozent niedriger als<br />

die IE2-Motorverluste. Das ist in den meisten Fällen mit einer<br />

Vergrößerung des Aktivmaterials verbunden. Motorenhersteller<br />

reagierten unterschiedlich: Mancher entschied sich für eine<br />

grundlegende Durchmesseränderung; sie wirkt quadratisch auf<br />

die Größe der Rotoroberfläche als wichtige Ausnutzungskenngröße.<br />

So ließen sich Verlängerungen oder starke Blechqualitätsänderungen<br />

umgehen. Viele Hersteller scheuten die Investitionen,<br />

EINE WIRKUNGSGRADOPTIMIERUNG<br />

VON ANTRIEBSSYSTEMEN KANN<br />

30 BIS 60 PROZENT ENERGIEEIN-<br />

SPARUNG ERGEBEN<br />

die mit diesem Schritt verbunden waren – Entwicklungskosten,<br />

neue Aluminiumgehäuse mit geringeren Rippenhöhen und tendenziell<br />

rechteckiger Außenkontur, mehr Platz fü r das Eisenpaket,<br />

gleiche Anbaumaße bei größeren Zentrierungen sowie neue<br />

Lagerschilde und Lüfter beziehungsweise Lüfterhauben. Manche<br />

Hersteller nutzten das Volumen bis auf die letzten Millimeter aus,<br />

kamen mit einer Paket- und Wicklungsverdichtung auf IE2 und<br />

überlegten sich neue Maßnahmen für den Schritt zu IE3.<br />

MEHR UND HÖHERWERTIGES AKTIVMATERIAL<br />

FÜR EFFIZIENZKLASSE IE3<br />

Mit der Vorgabe, 20 Prozent der IE2-Motorverluste einzusparen,<br />

kommen viele Asynchronmotoren an ihre physikalischen und<br />

bewegen spannen<br />

heben<br />

toss-gmbh.de<br />

PNEUMATIC-BAUSTEIN<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 29


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02<br />

02 <strong>Der</strong> IE5+-Synchronmotor ist in einer Washdown-Version<br />

für die Lebensmittelindustrie verfügbar<br />

03 <strong>Der</strong> Getriebemotor erreicht durch die vollständige<br />

Integration in einem Gehäuse und hocheffiziente<br />

Motortechnologie einen hohen Systemwirkungsgrad<br />

04 <strong>Der</strong> energieeffiziente und weltweit einsetzbare IE3-Motor<br />

liegt im Leistungsbereich 0,12 bis 45 kW<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

03<br />

04<br />

wirtschaftlichen Grenzen. In einigen Motorgrößen bedeutet das<br />

für die Hersteller den Einsatz teurer Kupfer-Rotoren, um einen<br />

Baugrößensprung zu vermeiden. Für den Getriebeanbau bedeutet<br />

der IE3-Motor, dass die Flansche durch höheres Motorgewicht<br />

stärker belastet werden. Zur Jahresmitte 2021 entfiel im Geltungsbereich<br />

der EU-Ökodesign-Richtlinie die legale Möglichkeit, den<br />

IE3-Motor durch IE2-Motoren in Kombination mit Frequenzumrichtern<br />

zu „umgehen“. Dadurch sind die Verkaufszahlen der IE3-<br />

Motoren angestiegen. Das gilt auch für zwei-, sechs- und achtpolige<br />

Motoren – auch wenn hier die Zahlen deutlich geringer<br />

sind als bei vierpoligen Ausführungen. Für die Leistungen von 75<br />

bis 200 kW wurde in der Richtlinie bereits eine Weichenstellung<br />

für 2023 aufgenommen – dann wird die IE4-Klasse auch für die<br />

Standard-Asynchronmotoren größerer Leistungen Realität. Mit<br />

den Baugrößen wachsen die Effizienzwerte, deshalb sind die<br />

Differenzen zwischen IE3- und IE4-Motoren physikalisch einfacher<br />

und mit weniger Anpassungen erreichbar.<br />

Um für kleinere Motoren weitere Effizienz zu erreichen, sind<br />

Konzeptänderungen nötig. Nord Drivesystems geht den Weg mit<br />

vierpoligen IE4-Synchronmotoren, die am Umrichter betrieben<br />

werden. Sie sind äußerlich nicht von den Asynchronmotoren zu<br />

unterscheiden, passen in die Gehäusesysteme und lassen ähnliche<br />

Kombinationen mit den Standardgetrieben im Direktanbau<br />

oder im Adapteranbau zu. Auch aufgebaute Umrichter sind<br />

möglich.<br />

ES GEHT WEITER MIT DER<br />

VERLUSTLEISTUNGSMINDERUNG<br />

Erst ein weiterer Schritt hin zu einem neuen System eines an einem<br />

Frequenzumrichter betriebenen Permanentmagnet-Synchronmotors<br />

mit einer Effizienz, die einer IE5+ entspricht, hat weitere Chancen<br />

zur Verlustleistungsminderung erbracht: Mit der Einzelzahnwicklung<br />

wurde der kürzeste Wickelkopf Realität, der physikalisch in<br />

der klassischen Magnetflussführung machbar ist.<br />

Hinzu kam ein Eisenpaket aus hochwertigem, verlustarmem<br />

Material mit folgendem Prinzip: Überall dort, wo Material nicht<br />

zur Flussführung gebraucht wird, kann es weggelassen werden.<br />

So bleibt Platz für die Kupferwicklung mit geringem Widerstand<br />

und kompakter Spule. Die aufgrund der achtpoligen Bauweise<br />

nötigen Frequenzen von 200 Hz bei bis zu 3.000 U/min damit<br />

noch beherrschbar. Die optimierte Rotorkontur bringt wenig Momenten-Ripple<br />

und geringe Cogging-Torque-Störungen ein, sodass<br />

der Motor für die Regelung gutmütig ist – wenn auch induktivitätsarm<br />

und recht schnell in der Reaktion. Zusammen mit<br />

dem massenträgheitsarmen Rotor bietet er dem Anwender die<br />

Möglichkeit, ein häufiges Abschalten (Start-Stopp-Betrieb) zur<br />

Verlustminderung ohne große Energieverluste in den bewegten<br />

Massen zu realisieren.<br />

NEUE MOTORTECHNIK MIT HOHEM<br />

INTEGRATIONSGRAD<br />

Mit der neuen Motorengeneration IE5+ macht Nord Drivesystems<br />

den Schritt in eine neue Produktsystemlandschaft mit Fokus auf<br />

höchste Energieeffizienz bei gleichzeitig kompakter Bauweise.<br />

<strong>Der</strong> Synchronmotor in Baugröße 71 ist für den Leistungsbereich<br />

von 0,35 bis 1,1 kW mit einem Dauerdrehmoment von 1,6 bis<br />

4,8 Nm und Drehzahlen von null bis 2.<strong>10</strong>0 U/min geeignet, in<br />

Baugröße 90 für den Leistungsbereich von 1,1 bis 2,2 kW mit<br />

einem Dauerdrehmoment von 6,8 bis <strong>10</strong> Nm. Bei Leistungsdichte,<br />

Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit setzt dieser neue Motor<br />

Performance-Maßstäbe; Nord Drivesystems konnte sie mit der<br />

jüngsten Weiterentwicklung zum Getriebemotor Duodrive, dem<br />

vollständig in ein einstufiges Stirnradgetriebe integrierten IE5+-<br />

Synchronmotor, weiter optimieren.<br />

Bilder: BillionPhotos.com – stock.adobe.com, sonstige Nord Drivesystems<br />

www.nord.com<br />

30 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


WINDENANTRIEB – EINFACH IN DER WARTUNG<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bonfiglioli präsentiert die neue leistungsstarke Serie<br />

800, die in 5 Größen von 25.000 bis 160.000 Nm in<br />

seefester Lackierung erhältlich ist und für die Hochdruckreinigung<br />

geeignet ist. Die einfache und schnelle<br />

Montage der Getriebe der Serie 800 in die Windentrommel<br />

ist ein Schlüsselmerkmal ihrer Konstruktion.<br />

Wartungsanforderungen werden so einfach wie<br />

möglich gemacht. Dies gilt beispielsweise für den<br />

einfachen Zugang zur integrierten Bremse, vorgefertigte<br />

Ersatzteilsätze für Bremsen sowie einfachem Zugang zu<br />

Öleinfüllstutzen, Ablassschrauben und dem Ölstandsrohr bzw. Ölstandsanzeige.<br />

Dank einer zertifizierten modularen Architektur ist die neue Windenantriebsserie<br />

800 äußerst flexibel. Zusätzliche Standardstufen erweitern das verfügbare<br />

Drehmoment- und Drehzahlspektrum. Ein breites Spektrum an Motorflanschen<br />

ermöglicht die Kombination mit den vom Anwender bevorzugten Elektrooder<br />

Hydraulikmotoren. Winkelgetriebestufen ermöglichen platzsparende<br />

Windenkonstruktionen.<br />

www.bonfiglioli.com<br />

KLEIN, ABER OHO: MINIATUR-KURVENROLLEN<br />

Findling bietet Kurvenrollen des japanischen<br />

Herstellers JNS an, die ab 2,5 mm<br />

Schaftdurchmesser und 5 mm Außendurchmesser<br />

erhältlich sind. Je nach<br />

Baugröße bringen die Miniatur-Kurvenrollen<br />

lediglich wenige Gramm auf die<br />

Waage. Mit den JNS-Kurvenrollen lassen<br />

sich hochgenaue Kurven- und Linearbewegungen<br />

realisieren. Zudem können sie<br />

im Vergleich zu Rillenkugellagern gleicher<br />

Baugröße zwei bis drei Mal höhere Radialbelastungen aufnehmen. Miniatur-<br />

Kurvenrollen sind mit Käfig und als vollrollige Version verfügbar. Zum Schutz vor<br />

Verunreinigung des Lagerinneren sowie vor dem Austritt von Schmierstoff gibt<br />

es zudem Baureihen mit Gummidichtung. Für den Einsatz unter rauen Bedingungen<br />

sind die Komponenten auch in Edelstahl erhältlich. Diese werden aus<br />

hoch härtbarem martensitischen SUS440C oder AISI440C hergestellt. Dieses<br />

Material weist bis 200 °C eine hohe Maßstabilität auf und überzeugt als<br />

Hochtemperaturlager mit Laufruhe und -präzision.<br />

www.findling.com<br />

MASCHINENLEISTUNG OPTIMAL AUSNUTZEN<br />

Bei den Überlastkupplungen von KBK<br />

kann der Anwender das Auslösemoment<br />

frei wählen und präzise an der<br />

Kupplung einstellen, sodass sich die<br />

Maschinenleistung optimal ausnutzen<br />

lässt. KBK verwendet bei seinen<br />

Sicherheitskupplungen Tellerfedern<br />

mit degressiver Kennlinie und Kugeln<br />

als Sperrelement. Das Produktprogramm<br />

an Sicherheitskupplungen umfasst Überlastkupplungen mit Wälzlagern,<br />

Gleitlagern, Metallbälgen und Zahnkränzen. Bei den Funktionssystemen<br />

besteht die Wahl zwischen Überlastkupplungen mit Synchronschaltung,<br />

Durchrastschaltung und Freischaltung sowie einer gesperrten Ausführung.<br />

Kupplungen mit Synchronschaltung rasten nach Beseitigung der Überlast<br />

automatisch wieder ein, gesperrte Sicherheitskupplungen werden wenige<br />

Winkelgrade nach dem Ausrasten mechanisch gesperrt und freischaltende<br />

Modelle trennen An- und Abtriebsstrang dauerhaft momentenfrei voneinander.<br />

Für Anwendungen mit sehr vielen Überlastvorgängen empfiehlt sich der Einsatz<br />

einer Magnetkupplung. Sie arbeitet verschleißfrei und lässt sich leicht reinigen.<br />

www.kbk-antriebstechnik.de<br />

kurzfristig lieferbar


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

02<br />

GRÜNER WANDEL…<br />

Nachdem NSK 2021 den weltweit ersten Biokunststoffkäfig für Wälzlager vorgestellt hat,<br />

ist mittlerweile das erste Produktprogramm auf dem Markt, das mit diesen Käfigen<br />

ausgestattet ist. Wir sprechen mit Ralf Petersen, Manager Industrial Bearings<br />

bei NSK über die Motivation für diese Entwicklung und die Umweltziele von NSK.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Herr Petersen, NSK hat kürzlich die ersten Käfige für<br />

Wälzlager aus Bio-Kunststoff vorgestellt. Was hat Sie<br />

dazu bewegt und was bedeutet für Sie „Bio“?<br />

„Bio“ bedeutet für uns: hergestellt überwiegend aus erneuerbaren<br />

Biomassequellen, das heißt aus Pflanzen. Für die Produktion der<br />

Kunststoffe werden keine fossilen Quellen – also Erdöl – genutzt.<br />

Lässt sich der Umweltvorteil beziffern, den diese Lager bieten?<br />

Wir erfassen solche Material- und Energiebilanzen und ganz<br />

generell die Umweltauswirkungen bei jedem neuen Produkt<br />

(siehe Textkasten). In diesem Fall besteht der Vorteil in einer<br />

deutlichen Senkung der produktspezifischen CO 2<br />

-Emissionen<br />

über den gesamten Lebenszyklus. Im Vergleich zu herkömmlichen,<br />

aus fossilen Brennstoffen hergestellten Kunststoffkäfigen<br />

liegt die CO 2<br />

-Reduzierung bei 91 Prozent. Damit leisten der<br />

Hersteller, der diese Lager verbaut, und auch der Anwender<br />

der Wälzlager einen Beitrag zum Klimaschutz und zur Schonung<br />

der Ressourcen.<br />

Üblicherweise müssen derartige Komponenten hohen<br />

Einsatzbedingungen gerecht werden. Wie stellen Sie<br />

sicher, dass der neue Bio-Kunststoff beispielsweise hohen<br />

Betriebstemperaturen standhält?<br />

Die Frage ist berechtigt, denn eben das war bislang der Hinderungsgrund<br />

für den Einsatz von Bio-Plastik bei Kunststoffkäfigen:<br />

Die Wärmebeständigkeit der angebotenen nicht-fossilen<br />

Werkstoffe ist einfach zu gering. Unsere Entwickler in Japan<br />

haben jedoch mit dem Material Ecopaxx von DSM einen Biokunststoff<br />

ausgewählt, der Betriebstemperaturen von bis zu<br />

120 °C standhält, und das dauerhaft. Das haben wir selbstverständlich<br />

in Dauertests nachgewiesen, ebenso die Vergleichbarkeit<br />

bei Eigenschaften wie Geräusch- und Reibungsverhalten,<br />

Steifigkeit und Ermüdungsfestigkeit. Unseres Wissens<br />

nach sind das die weltweit ersten Käfige aus <strong>10</strong>0 Prozent Biokunststoff,<br />

die dem Massenmarkt zur Verfügung stehen. Sie<br />

unterstützen unsere Kunden dabei, CO 2<br />

-neutrale Produkte zu<br />

entwickeln: Im Vergleich zu konventionellen Käfigen aus<br />

PA 6.6. reduziert sich der CO 2<br />

-Footprint um 91 Prozent, bezogen<br />

auf den Produktlebenszyklus.<br />

EIN INDEX FÜR DIE NACHHALTIGKEIT<br />

Seit 2008 bewertet NSK die Umweltauswirkungen jedes<br />

neuen Produktes nach einem besonderen KPI (Key<br />

Performance Indicator): dem sogenannten „Neco“-<br />

Faktor. Die Abkürzung steht für „NSK Eco-Efficiency<br />

Indicators“ und setzt unter anderem den ökologischen<br />

Fußabdruck des Produktes (Ressourcen- und Energieverbrauch)<br />

in Relation zum Produktnutzen, der aus verschiedenen<br />

Faktoren errechnet wird. Eddie Ward, Quality and<br />

Environmental Systems Manager von NSK Europe:<br />

„Unser Ziel ist es, Neuheiten mit einem Neco-Wert von<br />

mindestens 1,2 zu entwickeln. Dieses Ziel haben wir<br />

im vergangenen Geschäftsjahr bei sechs Produkten –<br />

Wälzlagern, Linearführungen, Aktuatoren und Schmierfetten<br />

– erreicht. Und auch in Zukunft werden wir diesen<br />

Faktor bei allen Produktneuheiten ermitteln.”<br />

32 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01 <strong>Der</strong> neue Käfig aus Biokunststoff (gewonnen aus der<br />

Sesampflanze) entspricht in seinen Gebrauchseigenschaften einem<br />

bisher gebräuchlichen PA 6.6-Käfig<br />

02 Rillenkugellager für Elektroantriebe gehören zum Kernprogramm<br />

Welche Einsatzgebiete haben Sie im Fokus und<br />

welche sollen es noch werden?<br />

Im ersten Schritt haben wir diese Käfige für die Rillenkugellager<br />

der Serien 60 und 62 und für Anwendungen in den Lüftermotoren<br />

von Klimaanlagen entwickelt. Das hat mehrere Gründe.<br />

Erstens nutzen viele Hersteller von Lüftern und Klimaanlagen<br />

unsere Rillenkugellager, wir kennen die Anwendung also bestens.<br />

Zweitens sind die Einsatzbedingungen konstant und das<br />

Temperaturspektrum weist keine extremen Verläufe auf.<br />

Drittens bemühen sich die Hersteller der Klimaanlagen, durch<br />

Zulieferkomponenten mit möglichst schmalem CO 2<br />

-Fußabdruck<br />

ihre Nachhaltigkeitsbilanz zu verbessern. Unsere Wälzlager<br />

leisten einen Beitrag dazu. Viertens wächst dieser Markt,<br />

auch in Europa. Anwendungsbereiche, die wir als nächstes erschließen<br />

werden, sind andere elektromotorische Antriebe mit<br />

relativ konstanter Drehzahl und mittleren Umgebungstemperaturen.<br />

Außerdem werden wir den Einsatz von Biokunststoffen in<br />

der Automobil industrie vorantreiben. Hier sind die Zulieferer<br />

zunehmend aufgefordert, die Gesamt-CO 2<br />

-Bilanz ihrer Produkte<br />

nachzu weisen, die bei solchen Lagern sehr günstig ist.<br />

Was bieten Sie im Bereich „nachhaltige Wälzlager“ noch an?<br />

<strong>Der</strong> größte „Hebel“, den wir hier beeinflussen können, ist die<br />

Energieeffizienz der Wälzlager und hier insbesondere die Verringerung<br />

der Reibung. Ein Beispiel: Bei der aktuellen Baureihe von<br />

Rillenkugellagern mit Kunststoffkäfig für Haushaltgeräte konnten<br />

wir die Reibung im Vergleich zur Vorgängerbaureihe um 79 Prozent<br />

verringern. Das verringert den Energieverbrauch der Geräte.<br />

Möglich werden solche Verbesserungen nur durch intensive<br />

Detailarbeit bei Faktoren wie Fettauswahl und Fettfüllgrad,<br />

Käfigdesign, Laufbahngeometrie, Abdichtung und Oberflächenbehandlung.<br />

Nicht alle Maßnahmen sind für jede Lagerbauart<br />

www.nskeurope.de<br />

RS_Festgefahren_<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>_<strong>2022</strong>-4 14.03.<strong>2022</strong> 16:09 Uhr Seite 1<br />

Ralf Petersen, Manager<br />

Industrial Bearings,<br />

European Technology Center,<br />

NSK Deutschland GmbH,<br />

Ratingen<br />

geeignet, und nicht alle lassen sich kombinieren – und sie dürfen<br />

natürlich nicht zulasten der Gebrauchseigenschaften wie Tragfähigkeit,<br />

Lebensdauer und Geräuschentwicklung gehen.<br />

Werfen wir noch einen Blick über die Produktentwicklung<br />

im Bereich Wälzlager hinaus. Wo sehen Sie weitere<br />

Potenziale in Ihrem Unternehmen, einen Beitrag zu<br />

mehr Klimafreundlichkeit zu leisten?<br />

Weitere Potenziale gibt es in unseren Standorten, und die nutzen<br />

wir ebenfalls. Unser Ziel ist es, dass bis 2030 alle europäischen<br />

Produktionsstätten CO 2<br />

-neutral arbeiten – bezogen auf<br />

Scope 1 und 2-Emissionen. Und schon heute beziehen alle fünf<br />

Werke „grünen“ Strom. Allein in unserem größten Werk, in Kielce/<br />

Polen, führt das zu einer Minderung des CO 2<br />

-Ausstoßes um<br />

rund 65.000 t pro Jahr. Darüber hinaus gehört es zu den Umweltzielen<br />

von NSK, den Energieverbrauch in der Produktion und<br />

auch in der Verwaltung kontinuierlich zu senken.<br />

DIE FRAGEN STELLTE DIPL.-ING. NICOLE STEINICKE,<br />

CHEFREDAKTEURIN DER KONSTRUKTEUR.<br />

Bilder: Aufmacher Kai Beercrafter – Shutterstock, Produktbilder und Porträt NSK<br />

Festgefahren in<br />

alter Technik?<br />

info@uhing.com<br />

Entdecken Sie<br />

neue Möglichkeiten<br />

www.aufglatterwelle.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 33


ANTRIEBSTECHNIK<br />

KRAFTVOLLES SCHWENKEN –<br />

AUCH AUF ENGEM RAUM<br />

Hydraulische Drehantriebe sind<br />

kompakt, wartungsarm und<br />

kommen in mobilen Anwendungen<br />

zum Einsatz, wo auf engem Raum<br />

gedreht und geschwenkt werden<br />

muss. Aber auch in der Industrie<br />

setzen sich die Alleskönner durch:<br />

Überall dort, wo schwere Lasten<br />

beschleunigt, präzise positioniert<br />

und gehalten werden sollen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Das Unternehmen HKS-Dreh-Antriebe GmbH ist auf<br />

die Entwicklung und Fertigung von hydraulischen<br />

Drehantrieben nach Kundenvorgaben spezialisiert.<br />

„Es gibt <strong>Konstrukteur</strong>e und Entwickler, die auf Zylinder<br />

zurückgreifen, um schwere Lasten zu drehen und zu schwenken,<br />

weil sie noch nie etwas von hydraulischen Drehantrieben<br />

gehört haben“, berichtet Heiko Kern, Konstruktionsleiter bei<br />

HKS. „Allerdings können Zylinder lediglich Bewegungen unter<br />

90 ° ausführen – im Gegensatz dazu können unsere Produkte<br />

auf kleinstem Raum große Lasten bis 360 ° rotieren und verfügen<br />

Nicole Steinicke, Chefredakteurin <strong>Der</strong> <strong>Konstrukteur</strong><br />

über einen Leistungsbereich bis 2<strong>10</strong>.000 Nm. Wir konstruieren<br />

sogar Schwenkwinkel bis 1.500 °, wenn es die Anwendung<br />

erfordert.“<br />

GLEICHMÄSSIGE SCHWENKBEWEGUNG<br />

Ein Pluspunkt von hydraulischen Drehantrieben ist die überaus<br />

gleichmäßige Dreh- und Schwenkbewegung: Während der Kraftaufbau<br />

bei Zylindern ungleichmäßig ist, führen die Drehantriebe<br />

alle Bewegungen präzise und konstant aus – auch große Klappen<br />

oder schwere Tore können durch den Einsatz von hydraulischen<br />

Drehantrieben äußerst akkurat und auf den Punkt genau geöffnet,<br />

geschwenkt und geschlossen werden. Dipl.-Ing. Axel Binner, Geschäftsführer<br />

bei Hydropa erklärt: „Bei unseren Industriekunden<br />

können Klappen oder Tore schon mal fünf Tonnen und mehr<br />

wiegen. Um diese Schwergewichte sicher zu bewegen ist ein kontinuierliches<br />

Drehmoment vorteilhaft – deshalb empfehlen wir<br />

34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

projektierten Gesamtsysteme aus Drehantrieb und Hydraulik-<br />

Aggregat trotzdem preisgünstiger.“<br />

Hydraulische<br />

Drehantriebe kommen<br />

zum Einsatz, wenn<br />

bei einem begrenzten<br />

Drehwinkel ein<br />

hohes Drehmoment<br />

benötigt wird<br />

ANWENDUNGSSPEZIFISCH ANGEPASST<br />

Die HKS Dreh-Antriebe GmbH ist weltweit eins der führenden<br />

Unternehmen, das hydraulische Drehantriebe fertigt. Anwender<br />

können mittlerweile aus weit über <strong>10</strong>.000 verschiedenen Produktvarianten<br />

wählen oder aber hydraulische Drehantriebe nach<br />

individuellen Vorgaben entwickeln und produzieren lassen. So<br />

überzeugen die Drehantriebe für die Industrie standardmäßig<br />

mit extrem hohen Lastwechselzahlen, mit der Umsetzung<br />

schnellster Schwenkzeiten sowie mit starken Haltepositionen.<br />

Dazu der HKS Leiter Marketing Florian Resch „Wir passen unsere<br />

Produkte exakt an die Anforderungen unserer Kunden an – hydraulische<br />

Drehantriebe für den Einsatz in 2.000 m unter dem<br />

Meeresspiegel, in Minen über und unter Tage oder im Reinraum<br />

sind für uns interessante Herausforderung, aber kein Problem.“<br />

<strong>Der</strong> größte von HKS entwickelte Drehantrieb ist in einem Vier-<br />

Quadranten-Prüfstand verbaut, um zwischen Elektromotor und<br />

Generator Reibungskräfte auszugleichen – damit können Getriebe<br />

oder Turbinen im Megawatt-Leistungsbereich statt im Kilowatt-<br />

Bereich getestet werden. <strong>Der</strong> Drehantrieb mit Steilgewindeprinzip<br />

hat einen Außendurchmesser von 680 mm und ein Gewicht von<br />

2.800 kg und wandelt die Linearbewegung eines Kolbens über<br />

das Steilgewinde in eine summierte Drehbewegung um. Kern ist<br />

begeistert: „Diese Spezialentwicklung rotiert mit 3.500 U/min<br />

um die eigene Achse, bringt 80.000 N m auf und hat einen Drehwinkel<br />

von 270 ° – damit ist dieser Drehantrieb der größte und<br />

schwerste Industrieantrieb nach dem Steilgewindeprinzip, der je<br />

entwickelt und gebaut wurde.“<br />

Die HKS-Experten können aber auch sehr kleine Produkte<br />

entwickeln, wenn es die Anwendung erfordert: Behandlungs-,<br />

Untersuchungs- und OP-Tische in Kliniken und Praxen können<br />

durch hydraulische Drehantriebe, die lediglich eine Größe von<br />

<strong>10</strong>0 mm Durchmesser und 140 mm Länge haben, präzise in unterschiedliche<br />

Positionen bewegt werden, um Patienten zu<br />

untersuchen oder ärztliche Eingriffe vorzunehmen. Dazu Kern:<br />

„Kein Problem für unsere hydraulischen Alleskönner.“<br />

unseren Kunden häufig hydraulische Drehantriebe statt Zylinder.<br />

Allerdings kommt es oft vor, dass die <strong>Konstrukteur</strong>e schon geplant<br />

und gezeichnet haben und den Entwurf nicht mehr ändern<br />

wollen – obwohl eine Lösung mit hydraulischem Drehantrieb die<br />

bessere wäre.“<br />

Das Wittener Unternehmen Hydropa ist auf die Planung und<br />

Konstruktion von Antriebslösungen spezialisiert und Binner<br />

weiß deshalb, wovon er spricht. Er erklärt: „Hydraulische<br />

Drehantriebe sind kompakt und platzsparend – ein wichtiges<br />

Argument gerade bei Industriemaschinen. Darüber hinaus<br />

sind Drehantriebe äußerst strapazierfähig und unempfindlich –<br />

im Gegensatz zu Hebelarm und Kolbenstange, die leicht beschädigt<br />

werden können.“ Kern ergänzt: „Wenn bei einem begrenzten<br />

Drehwinkel ein hohes Drehmoment benötigt wird, ist der<br />

Drehantrieb die ideale Lösung – die Hydraulik liefert einfach<br />

eine Wahnsinnskraft.“ Binner fügt hinzu: „Und obwohl Drehantriebe<br />

preislich etwas teurer sind als Zylinder, sind die von uns<br />

DREHANTRIEBE IM INDUSTRIE-EINSATZ<br />

Einige beispielhafte Industrie-Anwendungen<br />

von hydraulischen Drehantrieben mit einem<br />

begrenzten Drehwinkel, die einen Drehmoment<br />

von 20 bis 2<strong>10</strong>.000 N m benötigen:<br />

■ Werkzeugmaschinen: zum Drehen und Schwenken<br />

während des Bearbeitungsprozesses von Werkstücken<br />

■ Misch- und Knetmaschinen: zum Drehen und Kippen<br />

von Behältern, Öffnen, Schließen und Wegdrehen von<br />

Klappen und Deckeln; Einsatz zum Beispiel in der<br />

Chemie- und Lebensmittelbranche<br />

■ Transportanlagen: Befördern und Herausschwenken<br />

von Abraum und Aushub<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 35


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

01 Hydraulische Drehantriebe sind in sich geschlossene<br />

Systeme, die durch die kompakte Bauweise platzsparend,<br />

robust und strapazierfähig sind und ohne Hebelarm und<br />

Kolbenstange auskommen<br />

02 Steilgewindeantriebe sind höchst flexibel konfigurierbar:<br />

Jeder Zwischendrehwinkel kann angefahren und durch Einsatz<br />

eines Ventils präzise gehalten werden<br />

nach Absprache mit den Anwendern individuelle Produktentwicklungen<br />

ins Programm aufgenommen, profitiert davon immer<br />

auch die gesamte Branche oder Sparte.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

KLEIN UND LEICHT FÜR<br />

MOBILE ANWENDUNGEN<br />

02<br />

Die hydraulischen Drehantriebe von HKS sind aus mobilen Anwendungen<br />

nicht mehr wegzudenken – und zwar weltweit.<br />

Hydropa-Geschäftsführer Binner erklärt: „Bei Fahrzeugen muss<br />

alles viel kleiner und leichter sein – Hersteller von mobilen Anwendungen<br />

beschäftigen sehr viel mehr erfahrene Hydrauliker<br />

als die Industrie. Diese sind eher vertraut mit Nischenprodukten<br />

wie den hydraulischen Drehantrieben. Deshalb haben sich die<br />

HKS-Drehantriebe nicht nur in Deutschland, sondern auch international<br />

einen Namen gemacht.“ Kern ergänzt: „Wir haben<br />

unsere Tilt-Rotatoren speziell für Bagger konstruiert. Andere<br />

Drehantriebe wie der M-DA-H F5 oder F<strong>10</strong> sind extra für die extremeren<br />

Einsatzbedingungen zum Beispiel im Bergbau entwickelt<br />

worden. Unsere Drehantriebe für mobile Anwendungen sind<br />

klein, kompakt, äußerst robust und können hohe Kräfte abfangen.<br />

Sie sind außerdem komplett wartungsfrei und äußerst einfach zu<br />

installieren.“<br />

Alle Markt- und Kundenanforderungen aus den unterschiedlichen<br />

Einsatzbereichen weltweit fließen bei HKS in die Entwicklung<br />

der Drehantriebe ein, sodass die Produkte immer weiter<br />

spezialisiert, angepasst und perfektioniert werden können. Werden<br />

ENTWICKLUNGSPARTNER AUF AUGENHÖHE<br />

DREHANTRIEBE FÜR DIE<br />

INDUSTRIE ÜBERZEUGEN MIT<br />

HOHEN LASTWECHSELZAHLEN<br />

Das Familienunternehmen HKS-Dreh-Antriebe beschäftigt mittlerweile<br />

fast 300 Mitarbeiter an zwei Standorten in Wächtersbach-Aufenau<br />

und an einem Standort in Neukirch/Lausitz und<br />

versteht sich als Entwicklungspartner. Aus diesem Grund wird<br />

das <strong>Konstrukteur</strong>s-Team tatkräftig von den Mitarbeitern des technischen<br />

Vertriebs unterstützt. Nach einer gründlichen Analyse des<br />

spezifischen Anwendungsfalls wird aus etwa 25 Produktserien<br />

eine Vorauswahl getroffen und dann beginnen die Entwicklungsingenieure<br />

mit der Konfiguration der Drehantriebe, die durch<br />

unzählige Variationen genau an Anwendervorgaben angepasst<br />

werden können. Auf Kundenwunsch werden auch kleinen Serien<br />

gefertigt und sogar Einzelstücke und Prototypen sind möglich.<br />

Resch führt aus: „Wir fertigen pneumatische Ausführungen<br />

genauso wie Aluminiumvarianten für den Leichtbau und auch<br />

see- und meerwasserbeständige Drehantriebe sind machbar.“<br />

Binner ergänzt: „Wir arbeiten seit über 30 Jahren mit HKS zusammen.<br />

Auf alle unsere Sonderwünsche und Spezialanforderungen<br />

wird zeitnah eingegangen und für alle Anwendungsfälle wird in<br />

enger und vertrauensvoller Zusammenarbeit eine Lösung gefunden<br />

– sodass wir für unsere Kunden anschließend die wirklich<br />

besten Antriebslösungen konstruieren können. Das ist eine sehr<br />

angenehme Partnerschaft auf Augenhöhe.“<br />

HKS-Kunden profitieren von der kompletten Wertschöpfung<br />

aus einer Hand – Konstruktion, Produktion und Vertrieb befinden<br />

sich in Deutschland und werden engmaschig betreut, um zu<br />

jeder Zeit die hohe Qualität „Made in Germany“ sicherzustellen.<br />

Resch abschließend: „Wir legen großen Wert darauf, dass sich<br />

jeder einzelne Drehantrieb, der unser Haus verlässt, durch zuverlässige<br />

Funktionalität und beste Material- und Verarbeitungsqualität<br />

auszeichnet. Unsere Kunden verlassen sich auf robuste,<br />

langlebige und wartungsarme Qualität – und das treibt uns an.“<br />

Bilder: HKS Dreh-Antriebe<br />

www.hks-partner.com<br />

www.hydropa.de<br />

36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

MEHR LEISTUNG AUF GLEICHEM RAUM<br />

Nach den BLDC-Motoren der<br />

Baureihen BG 66, BGE55<strong>10</strong><br />

und dem BG 95 von Dunkermotoren<br />

ist nun auch der<br />

BG 75 als dPro-Version<br />

erhältlich. Sie ermöglicht<br />

mehr Leistung auf gleichem<br />

Raum. Mit einer Dauerleistung<br />

bis 590 W, Spitzenleistungen<br />

bis 1700 W und<br />

einem Spitzendrehmoment von fast 5,8 Nm ist das Modell<br />

stärker als die anderen Versionen der Baureihe. Eingesetzt<br />

werden kann der dPro-Motor in der Logistik, der Robotik,<br />

im Maschinen- und Anlagenbau, aber auch in der<br />

Lebensmittel-, Halbleiter- und Elektronikindustrie und als<br />

Antrieb für AGVs. Die Anbindung und Programmierung<br />

erfolgt entweder über CANopen oder eine der Industrial-<br />

Ethernet-Schnittstellen. Dann kann der Motor über den<br />

Drive Assistent 5 oder Motion-Code programmiert,<br />

gesteuert und überwacht werden. Eine zertifizierte<br />

STO-Funktion ist möglich, beim Modell mit Industrial<br />

Ethernet ist sie standardmäßig integriert. Damit lässt<br />

sich der Motor drehmomentfrei ausschalten, ohne die<br />

Logikspannung zu unterbrechen.<br />

www.dunkermotoren.de<br />

MIKROMOTOREN BRINGEN BEWEGUNG<br />

IN DIE MEDIZINTECHNIK<br />

Die DC-Mikromotoren SVTN B von Servotecnica dienen als<br />

Antriebsgrundlage für peristaltische Pumpen. Sie haben einen<br />

hohen Wirkungsgrad und bieten ein lineares Verhältnis zwischen<br />

Drehmoment und Drehzahl. In der Medizintechnik werden<br />

peristaltische Pumpen für die Verarbeitung steriler Flüssigkeiten,<br />

die Dialyse, die<br />

Filtration oder die<br />

Bioprozesstechnik<br />

eingesetzt. Für den<br />

Einsatz in Krankenhäusern<br />

brauchen sie<br />

kontrollierte, effiziente<br />

Gleichstrommotoren<br />

mit hohem Drehmoment.<br />

Die kernlosen<br />

Mikromotoren weisen durch das äußere schlitzlose Rotordesign<br />

eine geringere Masse und Trägheit auf, was sehr schnelle<br />

Beschleunigungs- und Verzögerungsraten und ein Null-Cogging<br />

ermöglicht. Zudem haben sie kein Rastmoment. Sie sind mit<br />

Encodern und Präzisionsgetrieben koppelbar und für -30 bis<br />

+<strong>10</strong>0 °C ausgelegt. Die kompakten, tragbaren Antriebsmotoren<br />

können per Batterie versorgt werden. Daher eignen sie sich<br />

auch für mobile Anwendungen.<br />

www.servotecnica.de<br />

BESSER GESCHÜTZT IN RAUEN UMGEBUNGEN<br />

Schiebende oder ziehende Bewegungen sowie vertikale Anwendungen, die<br />

in staubigen Umgebungen oder teilweise unter Wasser stattfinden sind mit<br />

herkömmlichen elektrischen Antrieben nicht durchführbar. Zugleich sollten<br />

diese auch hohe Leistungskennziffern erfüllen, um ein breites Anwendungsfeld<br />

effizient abzudecken. Für dieses Anforderungsprofil hat SMC seine bewährten<br />

und etablierten Antriebe der LEY-Serie um die Baugruppe X8 erweitert. Zusätzlich<br />

zur IP65 qualifizieren sich diese nun auch für die Schutzart IP67. Sie sind<br />

selbst in besonders rauen Umgebungen zuverlässig einsetzbar. Neben ausgereifter Technik ist die LEY-Serie außerdem mit einem<br />

batterielosen Absolut-Encoder ausgestattet, der eine schnelle (Wieder-)Inbetriebnahme ermöglicht.<br />

www.smc.de<br />

Virtual Lifetime<br />

Condition Monitoring.<br />

Predictive Maintenance.<br />

Drive Optimization.<br />

Antriebszustände exakt erfassen.<br />

Effizient agieren sta interpreeren.<br />

Reale Belastung analysieren.<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

AUF DEM WEG<br />

ZUR E-MOBILITY<br />

Automatic-Systeme Dreher setzt konsequent<br />

auf Neuentwicklungen. Dazu gehört ein<br />

Transfersystem, das umzuformende Platinen<br />

für die E-Mobilität einem Presswerkzeug<br />

präzise zuführt. Für die Bewegung in der<br />

Y-Achse setzt Dreher auf Kugelgewindetriebe,<br />

die nicht nur einen hohen Wirkungsgrad,<br />

sondern vor allem hohe<br />

Positioniergenauigkeiten bieten.<br />

Angelika Pricken, Leitung Corporate Marketing bei Indunorm<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Benjamin Gaus erläutert: „Wir haben hier im Haus bisher<br />

noch keine vergleichbare Maschine gebaut. <strong>Der</strong> Ingenieur<br />

arbeitet bei der Automatic-Systeme Dreher GmbH<br />

(www.dreher.de) mit Sitz in Sulz am Neckar in der mechanischen<br />

Konstruktion. „Es handelt sich bei diesem Auftrag<br />

um ein Entwicklungsprojekt für die Automobilbranche.“ Für die<br />

Herstellung von E-Fahrzeugen hat er mit seinem Team ein<br />

Transfersystem entwickelt, das sehr leichte Platinen einer hydraulischen<br />

Presse für die Umformung zuführt.<br />

Klingt einfach, ist es aber nicht. Denn an diesen Prozess sind<br />

ganz besondere Anforderungen gestellt: Das Transfersystem ist<br />

werkzeuggebunden: Es befindet sich in der Presse und transportiert<br />

die Platine von Umformstufe zu Umformstufe in alle<br />

drei Raumrichtungen. Dabei muss das System absolut synchron<br />

mit der Presse arbeiten, damit es an keiner Stelle im Prozess zu<br />

einer Kollision des Bauteils mit dem Pressenstößel oder<br />

Sucherstiften kommen kann. Das heißt: Innerhalb einer vorgegebenen<br />

Hubzahl müssen das Transfersystem und die Presse<br />

funktionieren.<br />

KOMPONENTEN FÜR DIE PERFEKTE BEWEGUNG<br />

„Bei der Entwicklung haben wir bestehende Konstruktionen hier<br />

im Haus herangezogen“, berichtet Gaus. „Wir haben uns natürlich<br />

im Vorfeld überlegt, was wir übernehmen können und was<br />

wir neu konstruieren müssen.“ Darunter befand sich auch eine<br />

Lösung, die einen ähnlichen Ablauf ermöglicht. Darin verbaut<br />

war ein Kugelgewindetrieb mit zwei gegenläufigen Muttern für<br />

die Bewegung in Y-Richtung. „Kugelgewindetriebe sind zudem<br />

kompakt und erlauben einen gleichförmigen Bewegungsablauf<br />

(geringer Stick-Slip-Effekt)“, sagt Gaus. Dazu erfüllen sie weitere<br />

Vorgaben des Auftraggebers: „Wir mussten bei einem Verfahrweg<br />

von 160 mm je Mutter unbedingt eine Verfahrzeit von jeweils<br />

0,3 s einhalten können.“ Dazu kam, dass die Lebensdauer der<br />

Komponenten mindestens 20.000 h betragen musste. Hohe<br />

Anforderungen, doch typisch für die Automobil-Branche.<br />

Schon bei dem bestehenden System lieferte die Indunorm Bewegungstechnik<br />

die komplette Lineartechnik, und dies schon<br />

zuverlässig seit vielen Jahren. Das Unternehmen mit Hauptsitz in<br />

Duisburg und einem Standort in Stuttgart ist der wohl größte<br />

europäische Vertriebspartner des Linearführungs- und Kugelgewindetriebe-Herstellers<br />

THK. „Wir liefern nicht nur die hochwertigen<br />

Komponenten. Wir übernehmen auch die technische<br />

Beratung vor Ort, wählen für die jeweilige Anwendung die passenden<br />

Produkte aus und berechnen die benötigten Spindel- und<br />

Führungsgrößen“, sagt Dipl.-Ing. Dietmar H. Heim, Geschäftsführer,<br />

bei Indunorm, der den Maschinenbauer auch direkt vor<br />

Ort technisch betreut.<br />

KUGELGEWINDETRIEBE SIND BESONDERS LEISTUNGS-<br />

STARKE KOMPONENTEN, DIE ROTATIONSBEWEGUNGEN<br />

IN LINEARE BEWEGUNGEN UMWANDELN.<br />

SIGRID BINDER, Produktspezialistin, Indunorm<br />

38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

SCHNELL UND POSITIONSGENAU<br />

„Kugelgewindetriebe sind leistungsstarke Komponenten“, sagt Sigrid<br />

Binder, Produktspezialistin bei Indunorm. „Sie können Rotationsbewegungen<br />

in lineare Bewegungen umwandeln. Die Linearantriebe<br />

sind dabei spielfrei und je nach Mutternvariante auch<br />

vorgespannt lieferbar.“ Also genau richtig für diese Anwendung.<br />

Denn damit stellen sie sehr hohe Positioniergenauigkeiten sicher.<br />

Dazu kommt der hohe Wirkungsgrad im Vergleich zu günstigeren<br />

Alternativen wie Trapezgewindespindeln oder Zahnstangen.<br />

<strong>Der</strong> Kugelgewindetrieb besteht aus der Kugelgewindetriebspindel,<br />

der Kugelgewindetriebmutter mit Kugelrückführsystem<br />

und den Kugeln als Wälzelementen. Zwischen Spindel<br />

und Mutter bewegen sich Kugeln in den Laufbahnen des Gewindes.<br />

Im Rückführkanal der Spindelmutter gelangen die Kugeln wieder<br />

zum Ausgangspunkt und schließen damit den Bewegungskreislauf.<br />

So werden Drehbewegungen wie die Rotation eines Motors<br />

in geradlinige Bewegungen umgewandelt.<br />

ZUVERLÄSSIG AUSGELEGT<br />

Wichtig für Benjamin Gaus war vor allem auch, dass Indunorm<br />

die Komponenten zuverlässig auslegen und zeitnah liefern konnte.<br />

„Wir bieten unterschiedliche Mutterformen und Spindeldurchmesser<br />

von vier bis 160 mm mit verschiedenen Steigungen schon<br />

ab Lager an“, sagt Dipl.-Ing. Binder. „Dreher hat uns alle Parameter<br />

genau angeben. Dafür haben wir ein Formular entwickelt, bei<br />

dem der Kunde bequem Angaben zu Spindellänge, Belastung,<br />

geforderter Geschwindigkeit oder auch zur Lagerung eintragen<br />

kann.“ Anhand dieser Angaben entscheidet sich dann auch die<br />

kritische Drehzahl der Spindel. Das ist vor allem bei langen Einheiten<br />

wichtig. „Denn häufig gehen Anwender über diese kritische<br />

Grenze hinaus und wundern sich, dass der Kugelgewinde trieb<br />

vorzeitig ausfällt. Haben wir alle Parameter, können wir das<br />

Antriebselement zuverlässig auslegen“, sagt sie. Für diese Anwendung<br />

wurde letztendlich ein Kugelgewindetrieb mit einem Spindeldurchmesser<br />

und einer Steigung von 25 mm, ausgewählt.<br />

Indunorm lieferte eine einbaufertige Lösung, inklusive einer<br />

Spiralfederabdeckung, und übernahm auch die Endenbearbeitung<br />

der Kugelgewindetriebe nach Kundenwunsch. Dafür steht dem<br />

Lieferanten eine eigene große Fertigung mit Dreh- und Fräsmaschinen<br />

zur Verfügung. Gehen Kundenzeichnungen bei Indunorm<br />

ein, prüfen die Experten diese zuerst auf ihre Machbarkeit hin.<br />

Auf dieser Basis erstellen sie dann eine CAD-Zeichnung.<br />

KUGELGEWINDETRIEBE IN SECHS STUNDEN<br />

Benjamin Gaus und auch Konstruktionsleiter Reiner Haas sind<br />

zufrieden. „Für Projekte wie diese und noch dazu in anspruchsvollen<br />

Branchen wie der Automobilindustrie brauchen wir Partner,<br />

auf die wir uns verlassen können. Ohne Indunorm und die<br />

THK-Komponenten wäre das nicht so reibungslos möglich gewesen“,<br />

sind sie sich sicher. Und wenn es schnell gehen muss<br />

kann Indunorm Kugelgewindetriebe in sechs Stunden liefern.<br />

Bilder: Aufmacher kolonko – stock.adobe.com, CAD-Zeichnung Automatic-<br />

Systeme Dreher, Kugelgewindespindel + Statement Indunorm Bewegungstechnik<br />

www.indunorm.eu<br />

Das Transfersystem führt<br />

die umzuformenden Platinen<br />

einem Presswerkzeug präzise zu; die<br />

Kugelgewindespindel hier als einteilige<br />

Links-Rechts-Spindel mit zwei Muttern<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

Isolatoren gibt es<br />

in unterschiedlichen<br />

Baugrößen und Gewichten<br />

und sind mit einer<br />

Rippenstruktur aus<br />

Silikon ummantelt<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

EINE RUNDE SACHE<br />

Wo Hoch- und Höchstspannung anliegt, kommt es auf jedes Detail an.<br />

Gussgrate an Isolatoren sind daher kein kosmetisches Problem.<br />

Bisher mussten die Grate in Handarbeit entfernt werden. Eine Anlage der<br />

fränkischen Sondermaschinenfirma Potzi automatisiert jetzt diesen<br />

Prozess weitestgehend. Antriebslösungen, die den hierbei hohen<br />

Anforderungen gerecht werden, kommen von SEW-Eurodrive.<br />

Hans-Joachim Müller, Marktmanager,<br />

SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />

40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Wenn bei Trench Germany in Bamberg, einer Tochtergesellschaft<br />

von Siemens Energy, die Isolatoren aus<br />

eigener Fertigung bewegt werden, ist schweres Gerät<br />

notwendig. Die größten Exemplare sind mehr<br />

als viereinhalb Meter hoch und wiegen trotz ihrer Konstruktion<br />

aus leichtem GFK-Verbundwerkstoff mehrere hundert Kilogramm.<br />

Das Rohr eines solchen Isolators ist mit einer Rippenstruktur<br />

aus Silikon ummantelt, die im Spritzgussverfahren aufgebracht<br />

wird. Dabei verbleiben Grate an der Silikonhülle, die<br />

aus Gründen der Funktionssicherheit entfernt werden müssen.<br />

Das war bisher ein mühsamer Prozess, der die Werker stundenlang<br />

beschäftigt: Sie fuhren jede einzelne Silikonrippe an den<br />

Nahtstellen mit einem kleinen handgeführten Schleifer ab und<br />

entfernen so die Grate.<br />

AUTOMATISIERUNG MIT INDUSTRIEROBOTER<br />

Um bei gleichbleibendem Personaleinsatz die Fertigungskapazität<br />

zu steigern, entschloss sich Trench Germany, diesen aufwendigen<br />

Prozess so weit wie möglich zu automatisieren. Eine entsprechende<br />

Anlage existierte bisher jedoch nicht. Im Sommer 2020<br />

beauftragte Trench daher die Potzi GmbH & Co. KG in Trainau<br />

bei Lichtenfels mit dem Bau einer Sondermaschine. Potzi entwickelt<br />

und fertigt maßgeschneiderte Anlagen aus einer Hand,<br />

auch Software und Inbetriebnahme stellen die Spezialisten<br />

selbst. Herzstück dieser Applikation ist ein Industrieroboter mit<br />

sechs Freiheitsgraden, der anstelle des Werkers das Schleifgerät<br />

führt – und die Silikonspäne mithilfe einer schmalen Düse auch<br />

unmittelbar absaugt. Die zu säubernden Isolatoren werden dabei<br />

langsam gedreht, um das beste Ergebnis zu erzielen. <strong>Der</strong> Roboter<br />

wird präzise am Isolator entlanggefahren.<br />

Die Anforderungen an die Entgratstation bei Trench waren<br />

besonders hoch: Die Anlage muss mit Baulängen zwischen 700<br />

und 4.500 mm sowie Durchmessern von 158 bis 440 mm zurechtkommen.<br />

Die entsprechenden Werkstückmassen liegen zwischen<br />

22 und 306 kg. Die Sondermaschine muss einerseits den<br />

Entgratprozess automatisch bewältigen. Andererseits soll sie<br />

aber auch manuelle Nachbearbeitung ermöglichen, etwa um<br />

Lunker verfüllen zu können. Lunker sind kleine Löcher und<br />

unerwünschte Hohlräume, entstanden während des Gussvorganges.<br />

Die Entgratstation wird daher beidseitig im Wechsel betrieben:<br />

Während auf der einen Seite ein Isolator noch automatisch<br />

bearbeitet wird, legt auf der anderen ein Werker bereits letzte Hand<br />

an die Silikonrippen.<br />

ANTRIEBSTECHNIK FÜR EIN BREITES<br />

ANFORDERUNGSSPEKTRUM<br />

„Antriebe, die so breit gefächerte Anforderungen abdecken können,<br />

haben wir bei SEW-Eurodrive gefunden“, berichtet Stefan Götz,<br />

technischer Leiter der Potzi GmbH & Co. KG. Für die Drehbewegung<br />

des Isolators sorgen pro Anlagenseite je zwei Asynchronmotoren<br />

der Baureihe DRN von SEW-Eurodrive mit Spiroplan-<br />

AUTOMATISIERUNG AUS EINER HAND<br />

Mit den vier Bausteinen Frequenzumrichter Movidrive<br />

modular und Movidrive System, Steuerung Movi-C<br />

Controller, Engineering-Software Movisuite sowie<br />

weiteren Antriebskomponenten von SEW-Eurodrive<br />

erhalten Anwender einen vollständigen und durchgängigen<br />

Automatisierungsbaukasten. Er kann die jeweiligen<br />

Kundenforderungen hinsichtlich Leistungsbereich,<br />

Funktionalität und Bustopologie erfüllen. Zu den<br />

Vorteilen von Movi-C zählt die vertikale Durchgängigkeit<br />

von der Steuerung bis zum Getriebemotor sowie horizontal<br />

durch alle Elektronikprodukte. Durchgängigkeit bedeutet<br />

auch die optimale Regelung unterschiedlichster Motortypen<br />

wie Asynchron-, Synchron- und LSPM-Motoren<br />

mit nur einem Umrichter. Mit dem Movi-C-Paket von<br />

SEW-Eurodrive lassen sich Einachs- oder Mehrachsapplikation<br />

auf Basis von standardisierten Modulen<br />

realisieren. Weitere Informationen direkt unter:<br />

www.sew-eurodrive/movi-c<br />

Verbunden auf Distanz<br />

Mit<br />

One Cable<br />

auf <strong>10</strong>0 Meter<br />

Das neue STÖBER Hybridkabel verbindet Motoren und Antriebsregler<br />

zuverlässig auf <strong>10</strong>0 Meter. Mit zukunssicherem HEIDENHAIN EnDat® 3.<br />

Verzicht auf Drosseln.<br />

Verkürzte Montagezeiten.<br />

Weniger Fehlerquellen bei der Installaon.<br />

Reduzierte Material- und Betriebskosten.<br />

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HALLE 3A, STAND 446


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02<br />

01<br />

03<br />

01 Mithilfe eines Roboters schleift die Anlage des<br />

Sondermaschinenherstellers Potzi Grate an Höchstspannungs-Isolatoren ab<br />

02 Um das beste Bearbeitungsergebnis zu erzielen, werden die Isolatoren<br />

langsam gedreht; dafür kommen auf jeder Anlagenseite zwei Asynchronmotoren<br />

der Baureihe DRN mit Spiroplan-Winkelgetrieben zum Einsatz<br />

04<br />

03 Die Motoren für die Drehbewegung werden als Gruppenantrieb<br />

gefahren – dabei meldet einer der beiden Motoren die Position<br />

mithilfe eines Drehgebers an den Umrichter zurück<br />

04 Zwei Einachsmodule Movidrive modular aus dem Automatisierungsbaukasten<br />

Movi-C versorgen im Gruppenbetrieb die Drehantriebe,<br />

während zwei Doppelachsmodule die Servos zur Höhenverstellung<br />

unabhängig voneinander regeln<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Winkelgetrieben. Sie werden als Gruppenantrieb gefahren, einer<br />

der beiden Motoren meldet dabei die Position mithilfe eines<br />

Drehgebers zurück. „Die zweite Applikation ist die Höhenverstellung“,<br />

führt Daniel Bautz aus, Leiter des Technischen Büros<br />

Nürnberg von SEW-Eurodrive. Auch hier sind auf jeder Seite der<br />

Anlage je zwei Antriebe verbaut, in diesem Fall Synchron-Servomotoren<br />

der Baureihe CMP von SEW-Eurodrive. Sie sind wie die<br />

Antriebe der Drehbewegung mit Spiroplan-Winkelgetrieben<br />

sowie mit Absolutwertgebern ausgerüstet. Gesteuert werden alle<br />

Antriebe durch Frequenzumrichter Movidrive modular: Zwei<br />

Einachsmodule aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C<br />

von SEW-Eurodrive versorgen im Gruppenbetrieb die Drehantriebe,<br />

während zwei Doppelachsmodule die Servos zur Höhenverstellung<br />

unabhängig voneinander regeln.<br />

HOHE QUALITÄT DER ANTRIEBSTECHNIK<br />

Die Herausforderung für die Antriebslösungen habe in den sehr<br />

unterschiedlichen Trägheitsmomenten bestanden, die aus den<br />

breit gefächerten Baugrößen und Ausführungen der Isolatoren<br />

resultieren, so Daniel Bautz. „Eine Maschine dieser Art gab es<br />

zuvor noch nie.“ Entsprechend realisierte Potzi die Applikation in<br />

enger Abstimmung mit dem Technischen Büro Nürnberg. „Wir<br />

suchten einen zuverlässigen Lieferanten für diese komplexe<br />

Aufgabe, der uns auch bei der Berechnung und Auslegung der<br />

Antriebe gut unterstützen konnte“, berichtet Stefan Götz. „Schon<br />

nach dem Erstgespräch stand SEW-Eurodrive für uns ganz oben<br />

auf der Liste – und wir haben unsere Wahl nicht bereut.“ Götz<br />

lobt die Qualität der Motoren und Umrichter aus Bruchsal.<br />

SEW-Eurodrive habe stets in kürzester Zeit reagiert und das<br />

Unternehmen Potzi bei der Entwicklung dieser hochkomplexen<br />

Anlage unterstützt.<br />

DIE ENTGRATSTATION REDUZIERT DEN<br />

KOSTEN- UND ZEITAUFWAND UM RUND 25 %<br />

Eine Mammutaufgabe, denn auch die Software für die Sondermaschine<br />

musste von Grund auf neu geschrieben werden. Die<br />

Anlage steuert den Industrieroboter mit sechs Freiheitsgraden,<br />

Sicherheitseinrichtungen für den automatischen und den manuellen<br />

Betrieb und Laser als Positionierhilfen. Neben den Positionsgebern<br />

werden Kraftsensoren einbezogen. Die Anlage lässt<br />

sich drahtlos über ein mobiles Panel steuern, an dem sich der<br />

Werker auch anmeldet. Die Daten des zu bearbeitenden Isolators<br />

werden mithilfe von Data-Matrix-Codes abgerufen. <strong>Der</strong> Mitarbeiter<br />

an der Maschine wird dann über das Panel durch jeden<br />

Arbeitsschritt geführt. „Das hat insgesamt super funktioniert“,<br />

berichtet Stefan Götz vom Sondermaschinenhersteller Potzi<br />

GmbH & Co. KG. „Wir sind sehr zufrieden mit der Maschine“, lobt<br />

auch Marcus Gutzer, Head of Operational Excellence bei Trench<br />

Germany. Die Entgratstation reduziere den Kosten- und Zeitaufwand<br />

wie gewünscht um rund 25 Prozent.<br />

Bilder: SEW-Eurodrive<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

EISENLOSE VAKUUMMOTOREN MIT<br />

GERINGER AUSGASUNG<br />

Unter Berücksichtigung der<br />

einzigartigen Herausforderungen<br />

von Vakuumanwendungen,<br />

stellt Tecnotion mit<br />

der Vakuum-Generation-2-<br />

Serie einen weiter verbesserten<br />

Nachfolger vor. Die neuen<br />

eisenlosen Vakuummotoren<br />

bieten aufgrund der geschlossenen Bauweise eine noch<br />

geringere Ausgasung. Verbesserte thermische Eigenschaften,<br />

wie ein verringerter Wärmewiderstand, minimieren den<br />

Temperaturanstieg und optimieren die Wärmeableitung weg<br />

von der Applikation. Zusätzliche Temperatursensoren in den<br />

Spuleneinheiten sorgen laut Hersteller für noch mehr<br />

Sicherheit. Die Spuleneinheiten sind in vakuumkompatiblen<br />

Edelstahl eingeschlossen, was für eine gute RGA-Leistung<br />

sorgt und zu kürzeren Ausheiz- und Pumpzeiten führt. Die<br />

standardmäßigen Anschlusskabel der Vakuum-Generation-2-<br />

Serie ermöglichen einfaches Kabelmanagement, weiterhin<br />

sorgt der zusätzliche Edelstahlstreifen am Gehäuse für eine<br />

unkomplizierte und zuverlässige Installation.<br />

www.tecnotion.com<br />

KEINE CHANCE FÜR MIKROORGANISMEN<br />

UND KORROSION<br />

Mikrobiologisch sicher, rückstandsfrei<br />

zu reinigen und<br />

korrosionsbeständig – diese<br />

Eingeschaften kennzeichnen<br />

die Hygienic-Servoaktuatoren<br />

Axenia Value von Wittenstein.<br />

Entwickelt für den Einsatz in<br />

Hygiene- und Nassbereichen<br />

von Produktions- und Verpackungsmaschinen lassen sich die<br />

Motor-Getriebe-Einheiten in Einkabeltechnik ohne weitere<br />

Schutzmaßnahmen in offene Maschinenstrukturen einbinden.<br />

Die außen liegenden Gehäuseoberflächen der Hygienic-<br />

Servoraktuatoren sowie die Kabelverschraubungen sind in<br />

widestandsfähigem Edelstahl 1.4404 / AISI 316L ausgeführt.<br />

Die Rautiefe beläuft sich auf kleiner Ra 0,8 µm. Anhaftungen<br />

werden minimiert und das rückstandsfreie Abwaschen und<br />

Ablaufen von Säuberungs-Desinfektionsmitteln begünstigt.<br />

Schutzart IP69K verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit<br />

bei der CIP- und SIP-Reinigung. Es gibt keine mechanischen<br />

Übergänge und die Dichtungsmaterialien sind EHEDG- und<br />

FDA-konform. Daher kann der Aktuator risikofrei offen<br />

montiert betrieben werden.<br />

www.wittenstein.de<br />

ABSOLUTE POSITIONS- UND GESCHWINDIGKEITSDATEN<br />

Die Anforderungen an Sensorik zur Positionserfassung in der Automatisierung und<br />

Antriebstechnik steigen mit der Komplexität und Leistungsfähigkeit der zugehörigen<br />

Maschinen und Anlagen. Eine Lösung dafür bietet der hochauflösende, berührungslose<br />

Absolut-Encoder MSA213K von Siko. <strong>Der</strong> magnetische absolute Lineargeber überzeugt<br />

mit einer hohen absoluten Auflösung von 1 µm, wodurch jederzeit eine präzise Positionserkennung<br />

gewährleistet ist. Die realisierte Wiederholgenauigkeit von ±1 µm ermöglicht<br />

eine zuverlässige Nutzung in Mehrachsapplikationen oder Positioniersystemen, in denen<br />

eine genaue Ansteuerung oder Erkennung von Positionen benötigt wird. Diese Performance erreicht der Encoder über eine Länge<br />

von bis zu 16 m. Die kompakten Anbaumaße und ein großer Leseabstand von bis zu 0,8 mm ermöglichen zusammen mit dem<br />

um 270 ° schwenkbaren Stecker eine flexible Integration in unterschiedliche Applikationen.<br />

www.siko-global.com<br />

Das Multitalent<br />

SD4S - High-Speed-Frequenzumrichter<br />

oder hochdynamischer Servoverstärker<br />

8.-<strong>10</strong>.11. Nürnberg<br />

Halle 4 | Stand 230<br />

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Kundenspezifische<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

LÖSUNGEN FÜR MEHR<br />

ENERGIEEFFIZIENZ<br />

Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und eine gleichzeitig hohe Leistung sind heute insbesondere<br />

in der Antriebstechnik gut miteinander vereinbar. Denn sie spielt eine wesentliche Rolle,<br />

wenn es um die Reduzierung des CO 2<br />

-Fußabdrucks geht. Aktuelle Lösungen bieten zahlreiche<br />

Möglichkeiten, den Energieverbrauch einzelner Systeme, aber auch kompletter Fertigungsanlagen<br />

zu senken – über den gesamten Lebenszyklus hinweg.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Viele Unternehmen sind heute bereit in energieeffiziente<br />

Lösungen zu investieren. Ein Unternehmen, dass die<br />

Transformation von Gesellschaft und Industrie in eine<br />

nachhaltigere Zukunft vorantreibt, ist ABB. Durch die<br />

Verbindung der Bereiche Elektrifizierung, Robotik, Automation<br />

und Antriebstechnik mit Software ist heute technisch vieles möglich,<br />

was vor einigen Jahren noch undenkbar war. Ganz unter dem<br />

Motto der Energieeffizienz zeigt das Technologieunternehmen<br />

einige Entwicklungen, die den aktuellen Trends folgen. Dazu<br />

zählen zwei neue Synchronreluktanzmotoren (SynRM) der Ultra-<br />

Premium-Effizienzklasse IE5 mit Flüssigkeitskühlung sowie für<br />

explosionsgefährderte Bereiche, die hohe Energieeinsparungen<br />

ermöglichen. HDP-Motoren mit hoher Leistungsdichte und der<br />

neue kompakte Machinery Drive ACS180 sind weitere Highlights.<br />

EFFIZIENZKLASSE IE4 WIRD<br />

OBLIGATORISCH<br />

Die Steigerung der Energieeffizienz ist heutzutage von einer Kannzu<br />

einer Mussaufgabe für Industrieunternehmen geworden. Neben<br />

dem Bestreben, die im Pariser Abkommen festgelegten Klimaziele<br />

umzusetzen, sind Kostenersparnis sowie eine gesteigerte<br />

Wettbewerbsfähigkeit wesentliche Treiber für Unternehmen für<br />

Investitionen in energieeffiziente Technik. Eine bedeutende Rolle<br />

auf dem Weg zu mehr Energieeffizienz spielen Elektromotoren,<br />

die in Gebäuden und Industrieanwendungen 45 Prozent des weltweit<br />

erzeugten Stroms verbrauchen. Die Ökodesign-Rechtsvorschriften<br />

der EU geben durch die Festlegung von Mindestanforderungen<br />

bereits strengere Vorgaben an die Energieeffizienz vor. So<br />

legt die Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781 fest, dass eine<br />

breite Palette von Motoren die Effizienzklasse IE3 erfüllen müssen.<br />

Im nächsten Schritt der Verordnung wird die Effizienzklasse<br />

IE4 ab Juli 2023 für bestimmte Motoren obligatorisch.<br />

IE5-ELEKTROMOTOREN BIETEN<br />

HOHES POTENZIAL<br />

Noch mehr Energie kann mit Synchronreluktanzmotoren (Syn-<br />

RM) der Effizienzklasse IE5 eingespart werden. Diese Motoren<br />

weisen bis zu 40 Prozent geringere Energieverluste gegenüber<br />

IE3-Motoren sowie 20 Prozent geringere Verluste verglichen mit<br />

IE4-Motoren auf. Das Paket aus SynRM und Frequenzumrichter<br />

ist eine ideale Lösung für Motornachrüstungen. <strong>Der</strong> IE5-SynRM<br />

hat die gleiche Baugröße wie ein IE2-Asynchronmotor, sodass<br />

mechanische Modifikationen entfallen und dieser Motor sich gut<br />

als Ersatz für herkömmliche Asynchronmotoren eignet.<br />

ELEKTROMOTOREN IN GEBÄUDEN<br />

UND INDUSTRIEANWENDUNGEN<br />

VERBRAUCHEN 45 PROZENT DES<br />

WELTWEIT ERZEUGTEN STROMS<br />

ABB erweitert jetzt mit zwei neuen Synchronreluktanzmotoren ihr<br />

umfangreiches Angebot in diesem Bereich. Hohe Kompaktheit ist<br />

das zentrale Merkmal der neuen IE5-SynRM mit Flüssigkeitskühlung.<br />

Die SynRM mit einer Leistung von 55 bis 600 kW in den<br />

Baugrößen 200 bis 315 sind deutlich kompakter als leistungsgleiche<br />

IE3-Asynchronmotoren. In kleineren Größen gibt es auch äußerst<br />

kompakte Versionen mit den Effizienzklassen IE2 bis IE4.<br />

Die kleinere Baugröße der flüssigkeitsgekühlten SynRM vereinfacht<br />

die Integration bei Nachrüstungen und ermöglicht kompaktere<br />

Maschinen, die sich einfacher transportieren lassen und<br />

platzsparender sind. Ein weiterer Pluspunkt dieser neuen SynRM<br />

ist der geräuscharme Lauf, der die Lärmentwicklung am Arbeitsplatz<br />

senkt. Die den Motoren zu Grunde liegende Technologie re-<br />

44 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


01 Neuer kompakter Machinery Drive ACS180<br />

regelt präzise Motoren bis 22 kW<br />

03 Die neuen IE5-Synchronreluktanzmotoren<br />

mit Flüssigkeitskühlung und für den Ex-Bereich<br />

ermöglichen hohe Energieeinsparungen<br />

VERBINDUNGSELEMENTE<br />

& BEFESTIGUNGSTECHNIK<br />

01<br />

02 Mit über 130 Jahren<br />

Erfahrung zählt REYHER<br />

zu den führenden<br />

Handelsunternehmen für<br />

Verbindungselemente<br />

und Befestigungstechnik<br />

in Europa und beliefert<br />

Kunden weltweit.<br />

duziert die Wärmeentwicklung im Rotor erheblich, was zu einer verringerten Lagertemperatur<br />

führt. Daraus resultierend kann die Lagerlebensdauer deutlich verbessert<br />

werden. Die Benutzerfreundlichkeit im Design wie Fettablassvorrichtung an<br />

den Lagern oder drehbarer Klemmenkasten sowie die geringeren Wartungsaufwendungen<br />

senken die Betriebskosten der Anlage weiter.<br />

Bereiche, in denen entflammbare Gase und Stäube auftreten können, sind Einsatzgebiete<br />

der neuen Synchronreluktanzmotoren mit verbesserter Sicherheit für<br />

explosionsgefährdete Bereiche. Die Motoren leisten zwischen 5,5 und 315 kW und<br />

sind in den Baugrößen zwischen 132 und 315 erhältlich. Zusätzliches Leistungsmerkmal<br />

der explosionsgeschützten SynRM ist ihr Wirkungsgrad der Ultra-Premium-Klasse<br />

IE5 mit positiven Auswirkungen für die Betriebskosten durch den geringeren<br />

Energieverbrauch.<br />

KOMPAKTE MOTOREN MIT HOHER DYNAMIK<br />

Das Komplettsortiment von ABB an Motoren mit hoher Leistungsdichte (HDP-Motoren)<br />

bietet Maschinenbauern neue Möglichkeiten. Mit Baugrößen von 80 bis 400 und<br />

Varianten wie wassergekühlten Motoren und High-Speed-Motoren stehen ihnen<br />

leistungsstarke Antriebslösungen bestehend aus HDP-Motor und Frequenzumrichter<br />

für eine Vielzahl von Maschinentypen, -größen und -anwendungen zur Verfügung.<br />

Die Maschinenbauer können die hohe Leistungsdichte der HDP-Motoren auf zwei<br />

Arten nutzen: Sie können eine bestehende Maschine mit einem stärkeren Motor als<br />

Drop-in-Ersatz nachrüsten oder einen kompakteren, aber ebenso leistungsstarken<br />

HDP-Motor für eine Neukonstruktion nutzen, um die Stellfläche zu verringern.<br />

AUCH DIE MOTORREGELUNG SPIELT EINE WICHTIGE ROLLE<br />

<strong>Der</strong> neue all-compatible Machinery Drive ACS180 gewährleistet einen zuverlässigen<br />

Maschinenbetrieb mit wesentlichen Funktionen zur Anwendungsregelung. Damit<br />

wird die ABB-Familie der Machinery Drives um einen kompakten, robusten<br />

und anpassungsfähigen Frequenzumrichter für Maschinenbauer erweitert. <strong>Der</strong><br />

Frequenzumrichter verfügt über eine präzise Vektorregelung für Asynchron- und<br />

Permanentmagnetmotoren mit einer Leistung von 0,25 bis 22 kW. Weitere Merkmale<br />

sind die Modbus-RTU-Kommunikation, adaptive Programmierung und funktionale<br />

Sicherheit (STO). <strong>Der</strong> ACS180 kann zum Beispiel Förderanlagen, Pumpen, Lüfter,<br />

Mischer und Kompressoren in diversen Industriezweigen regeln, darunter in<br />

der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Textilindustrie, Fördertechnik sowie in<br />

kommerziellen Anwendungen.<br />

Bilder: Aufmacher Yuttana Studio – stock.adobe.com, sonstige ABB<br />

www.abb.com<br />

NEU: Die REYHER-<br />

Kombischraube<br />

Volle Belastbarkeit beim<br />

Kombi-Antrieb (ASK/ISR)<br />

Effizienz durch Reduzierung<br />

der Schraubentypen bei<br />

Neukonstruktionen<br />

Ausführungen und Festigkeiten<br />

individualisierbar<br />

F. REYHER Nchfg. GmbH & Co. KG<br />

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TITELSTORY<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

AUF DEM<br />

PRÜFSTAND<br />

Die Hochschule für Technik und<br />

Wirtschaft des Saarlandes (htw Saar)<br />

ist eine der forschungsstärksten<br />

anwendungsorientierten Hochschulen<br />

in Deutschland. Ein dort ins Leben gerufene<br />

Projekt ist der Zustandsüberwachung von<br />

Maschinen und Produktionsanlagenlagen<br />

in Verbindung mit dem virtuellen Modell<br />

des digitalen Zwillings gewidmet.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

<strong>Der</strong> Fakultät Ingenieurwissenschaften der htw Saar, die<br />

um die Grundlagendisziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik<br />

und Informatik herum fachlich breit gefächert<br />

ist, gehören aktuell etwa 2.000 Studierende an. Prof. Dr.-<br />

Ing. habil. Andreas Fricke, seit 2021 als Dekan für die Fakultät<br />

verantwortlich, gründete im Rahmen seiner Professur „Mechatronische<br />

Konstruktionen“ das Labor „Bewegungstechnik“, dessen<br />

Schwerpunkt das mechatronische Lösen von Bewegungsaufgaben<br />

ist. R+W unterstützt mit intelligenten Kupplungen ein Projekt zur<br />

Zustandsüberwachung von Maschinen und Produktionsanlagenlagen<br />

in Verbindung mit dem virtuellen Modell des digitalen<br />

Zwillings.<br />

Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Fricke, htw saar, Saarbrücken; Sina Odenwald,<br />

Marketing-Referentin, R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main<br />

Als von R+W Anfang 2020 die intelligente Kupplung mit integrierter<br />

Sensorik angekündigt wurde, war Prof. Fricke sofort<br />

begeistert: „Ich habe unmittelbar den Telefonhörer abgehoben,<br />

bei R+W angerufen und gesagt: Das Ding will ich testen!“ Tatsächlich<br />

bekam er als einer der ersten die smarte Technologie<br />

ausgeliefert. Bis dato gestaltete sich die Echtzeit-Datenerhebung<br />

im Antriebsstrang schwierig, denn die Rotation der Wellen verhindert<br />

die direkte Anbindung von Kabeln. R+W gelang jedoch<br />

das Kunststück, wertvolle Antriebstechnik-Daten im laufenden<br />

Betrieb zu erfassen und zu übertragen, eine willkommene Neuentwicklung<br />

für die zunehmenden Anforderungen in Richtung<br />

Digitalisierung, Automation und Vernetzung innerhalb von<br />

Industrie 4.0.<br />

WARTUNGSINTERVALLE BEDARFSGERECHT<br />

UND FLEXIBEL ANSETZEN<br />

„Selbstverständlich sind wir immer an Innovationen interessiert.<br />

Denn diese sollen ja Einzug halten in die Lehre, um den jungen<br />

46 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Lamellenkupplungen<br />

mit integrierter<br />

Sensortechnik können<br />

Daten in Echtzeit<br />

aus dem Antriebsstrang<br />

übertragen<br />

Menschen die neusten technischen und technologischen Möglichkeiten<br />

aufzuzeigen, die sie später im Beruf anwenden können“,<br />

erläutert Prof. Fricke seinen Anspruch. „Darüber hinaus besteht<br />

ein ständiger Austausch zwischen Entwicklern und Anwendern<br />

MIT ECHTZEIT-DATEN AUS<br />

DEM ANTRIEBSSTRANG<br />

LASSEN SICH DROHENDE<br />

AUSFÄLLE ERKENNEN<br />

über die einzelnen Branchen hinweg. Deutschlandweit interessieren<br />

sich Unternehmen zum Beispiel aus der Schwerindustrie<br />

für effiziente Lösungen des Anlagenmonitorings, unter anderem<br />

an Förderanlagen zum Be- und Entladen von Schüttgut, Mischen,<br />

Homogenisieren und Lagern von Baustoffen. Es werden also<br />

große Mengen an Material bewegt. Trotz der hohen mechanischen<br />

Belastung sollte ein Ausfall der Fördertechnik weitestgehend<br />

vermieden werden, denn jeder Stillstand im Materialfluss geht<br />

erheblich ins Geld. Deshalb arbeiten die Unternehmen daran,<br />

Monitoring-Systeme aufzubauen, mit dem sich der Zustand ausfallrelevanter<br />

Komponenten überwachen lässt. Mithilfe dieser<br />

Systeme könnte man dann Wartungsintervalle bedarfsgerecht<br />

und flexibel ansetzen. Vorbild ist hier die Automobilindustrie,<br />

bei der Fahrzeuge nicht mehr zu festen Kilometerständen in die<br />

Werkstatt gebracht werden müssen. Vielmehr helfen hier Sensoren,<br />

in Abhängigkeit vom Fahrverhalten zu ermitteln, wann eine<br />

Inspektion sinnvoll ist.“<br />

FÖRDERANLAGE IM KLEINFORMAT<br />

Grundlage für ein solches Fördertechnik-Frühwarnsystem sind<br />

zuverlässige Daten aus dem Antriebsstrang. Damit ließe sich von<br />

zentraler Stelle aus erkennen, dass Ausfälle drohen, ohne dass<br />

die gesamte Anlage ständig vom Wartungspersonal inspiziert<br />

werden muss, sofern sich beginnende Schäden äußerlich über-<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 47


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

HTW SAAR KOOPERIERT MIT R+W<br />

Die Hochschule für Technik und Wirtschaft des<br />

Saarlandes (htw Saar) verfügt an der Fakultät<br />

Ingenieurwissenschaften über das Labor „Bewegungstechnik“,<br />

das von Dekan Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas<br />

Fricke geleitet wird. Dort wurde im Rahmen eines<br />

Forschungs- und Entwicklungsprojekts mit dem Titel<br />

„Erkennung von Getriebeschäden durch Nutzung einer<br />

intelligenten Kupplung“ unterstützt von der R+W<br />

Antriebstechnik GmbH ein Prüfstand aufgebaut, an<br />

dem Untersuchungen zur Zustandsüberwachung<br />

von Maschinenkomponenten durchgeführt werden.<br />

haupt zeigen. Die intelligente Kupplung von R+W ist ein effizientes<br />

Mittel, um solche Anlagen an kritischen Stellen zu überwachen.<br />

Die Herausforderung für Prof. Fricke und sein Team bestand nun<br />

darin, maßgebliche physikalische Größen zu erfassen, zu interpretieren<br />

und am virtuellen Anlagen-Modell, dem digitalen Abbild<br />

der Anlage, anzuzeigen: „Mit der Interpretation der physikalischen<br />

Größen und der Ermittlung von Schwellenwerten lassen<br />

sich dann Aussagen über den Zustand treffen, wie ‚keine Veränderung,<br />

alles in Ordnung‘ oder aber es gibt auffällige Werte, die<br />

auf Probleme an bestimmten Teilen und einen sich anbahnenden<br />

Ausfall hindeuten. Um die Eignung der intelligenten Kupplung<br />

von R+W für ein solches Szenario zu prüfen, haben wir einen<br />

Prüfstand bei uns im Labor aufgebaut. In die Förderanlage ‚en<br />

miniature‘ haben wir gezielt Fehler implementiert, um dann zu<br />

sehen, wie zuverlässig sie von der intelligenten Kupplung erkannt<br />

werden. Das ist die notwendige Voraussetzung für entsprechende<br />

Statusanzeigen und -meldungen am Anlagen-Modell“.<br />

DATENGEWINNUNG UND LEISTUNGSSTARKE<br />

SCHNITTSTELLEN ZUM DIGITALEN ZWILLING<br />

Das Projekt und der Prüfstandbau zum Thema Condition Monitoring<br />

stieß auch innerhalb des Campus auf reges Interesse, da die<br />

Ergebnisse in einem von der Hochschule geförderten kooperativen<br />

Initialprojekt zum Thema Digitaler Zwilling einfließen können.<br />

Jedes digitale Abbild einer Maschine ist nur so gut, wie die Daten,<br />

mit dem das virtuelle Modell gefüttert wird. Die intelligente<br />

Kupplung von R+W liefert im beschriebenen Anwendungsfall<br />

Echtzeitdaten zu Drehmoment, Axialkraft, Drehzahl und Beschleunigung<br />

in drei Richtungen. Stehen dafür verlässliche Daten<br />

zur Verfügung, können diese bereits bei der Entwicklung und<br />

Konstruktion in Simulationen einfließen und erlauben in der<br />

Nutzungsphase der Maschine oder Anlage eine Beurteilung des<br />

TITELSTORY<br />

01<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

01 Prüfstand an der htw Saar: Mittig zu sehen<br />

ist die dem Servomotor nachgeschaltete Kupplung<br />

mit implementierter Sensorik<br />

02 Intelligente Kupplung: eine Gelenkwelle<br />

mit integrierter Sensorik<br />

02<br />

48 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

DAS DING WILL ICH TESTEN<br />

Wir haben die bewusst eingebauten Fehlerquellen identifizieren<br />

können und mit einer eigenen Software verifiziert. Die intelligente<br />

Kupplung ist eine echte Innovation, vor allem dahingehend, dass R+W<br />

eine komplette Lösung bietet. Dies ist insbesondere für die industriellen<br />

Anwender interessant, da auf Eigenentwicklungen zur Auswertung<br />

von Messdaten verzichtet werden kann.<br />

PROF. DR.-ING. HABIL. ANDREAS FRICKE, htw Saar<br />

DAS DIGITALE ABBILD EINER<br />

MASCHINE IST NUR SO GUT,<br />

WIE DIE DATEN, MIT DEM ES<br />

GEFÜTTERT WIRD<br />

aktuellen Zustandes betriebswichtiger Komponenten. Mit entsprechenden<br />

Tools zur Datenanalyse und -bewertung können<br />

Servicekräfte diese Modelle für die Überwachung anwenden.<br />

Allerdings müssen dafür leistungsstarke Schnittstellen geschaffen<br />

werden, wie Prof. Fricke ausführt: „Unser Ziel ist es, diese Schnittstellen<br />

zum digitalen Zwilling zu gestalten, um entsprechende<br />

Informationen an den Anlagenbetreiber liefern zu können. Durch<br />

Modifizieren der Darstellung der betreffenden Komponente im<br />

Modell, zum Beispiel nach dem Ampelsystem, wird visuell ein<br />

eventuell drohender Ausfall angezeigt. Die notwendigen Informationen<br />

werden in Echtzeit aus der realen Anlage geholt. Mit<br />

der intelligenten Kupplung von R+W ließen sich jetzt Daten aus<br />

dem Antriebsstrang im laufenden Betrieb generieren, was bisher<br />

nicht möglich war. Schäden im Vorfeld zu erkennen und zu vermeiden<br />

ist ein bedeutender Mehrwert, der über die Branche der<br />

Fördertechnik hinausreicht. Die meisten Ausfälle geschehen<br />

nicht plötzlich. Fehler beginnen meist schleichend. Die Sensoren<br />

melden derartige Veränderungen. Wenn zum Beispiel bei einer<br />

Kupplung Stöße detektiert werden und diese ein gewisses Niveau<br />

übersteigen, lässt dies Rückschlüsse auf bestimmte Fehlermuster<br />

zu. Die betroffenen Teile lassen sich frühzeitig austauschen,<br />

bevor weitere Schäden und somit ungewollt lange, außerplanmäßige<br />

Stillstände entstehen. Durch eine Vorankündigung kann<br />

dies geplant geschehen und muss nicht ad hoc im akuten Schadensfall<br />

erfolgen. Unter Umständen ließe sich die voraussichtliche<br />

Restlebensdauer der Komponenten optimal nutzen. Für die<br />

Überwachung solcher Anlagen gibt es unterschiedlichste Modelle,<br />

je nach Anforderung und ökonomischer Eignung.“<br />

LABOR BESTÄTIGT WERTE<br />

Beim Aufbau des Prüfstands und der Implementierung der Prüfstandsapplikation<br />

hat R+W das Labor „Bewegungstechnik“ um<br />

Prof. Fricke umfangreich unterstützt. Die R+W Antriebselemente<br />

GmbH gehört zu Deutschlands führenden Kupplungsherstellern<br />

und pflegt seit jeher eine enge Zusammenarbeit mit Hochschuleinrichtungen.<br />

Für den Prüfstand wurde die intelligente Gelenkwelle<br />

iZAE mit einem Nenndrehmoment von 30 Nm inklusive<br />

Sensortechnik geliefert. Dazu gehörte ein Gateway zur Weitergabe<br />

der Sensorsignale und eine App zum Anzeigen der Messdaten.<br />

Darüber hinaus leistete R+W den Support für das gesamte Engineering<br />

in Verbindung mit der Kupplung. Somit konnte im<br />

intensiven Austausch ein realistisches Einsatzszenario getestet<br />

werden. <strong>Der</strong> Prüfstand selbst bestand aus den fünf Hauptkomponenten<br />

Servomotor, intelligente Kupplung, Getriebe, Hysterese-<br />

Kupplung und Becherwerk. Prof. Fricke beurteilt das Ergebnis<br />

positiv: „Wir haben die zuvor implementierten Fehlerquellen<br />

identifiziert und die Werte mit einer eigenen Software nochmals<br />

verifiziert. <strong>Der</strong> Nachweis einer Vorhersage gelang. Die intelligente<br />

Kupplung von R+W ist eine echte Innovation vor allem dahingehend,<br />

dass R+W eine komplette Lösung bietet. Dies ist insbesondere<br />

für eine industrielle Anwendung interessant, da auf Eigenentwicklungen<br />

zur Auswertung verzichtet werden kann. Mir ist<br />

bewusst, dass die Sichtweise einer Hochschule auf ein solches<br />

Produkt eine andere ist als die der Industrie. Ich war über 20 Jahre<br />

hinweg im Entwicklungsbereich eines namhaften Druckmaschinenbauers<br />

tätig und bin mir aus der Erfahrung heraus sicher,<br />

dass derartige, kundenorientierte Lösungsansätze eine klare<br />

Signalwirkung haben.“<br />

PROJEKTARBEIT WIRD FORTGESETZT<br />

Unter der Betreuung von Prof. Fricke konnte der Master-Student<br />

Tim Eckert in der Projektarbeit mit dem Titel „Erkennung von<br />

Getriebeschäden durch Nutzung einer intelligenten Kupplung“<br />

über die Ergebnisse berichten, die er während seiner Untersuchungen<br />

am Prüfstand gewonnen hatte. Die Ergebnisse dieser<br />

Arbeit stehen in enger Verbindung zum Projektvorhaben<br />

„ Digitaler Zwilling“ und werden in zukünftige Aktivitäten des<br />

Labors einfließen. Ein erfolgreiches Beispiel der Zusammenarbeit<br />

zwischen Industrie und Hochschulen, die mit Sicherheit<br />

fortgesetzt wird.<br />

Bilder: Aufmacher StockPhotoPro – stock.adobe.com,<br />

Einklinker + 02 R+W, sonstige htw Saar<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

www.htwsaar.de<br />

Ein erklärendes Video zum Thema<br />

Prüfstand mit Kupplung und Sensorik<br />

gibt es auch online unter<br />

bit.ly/3r8oQ3L<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 49


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FÜR SICHERHEIT IM E-AUTO<br />

Ein Mechatronik-Spezialist schützt seine hochempfindlichen<br />

Batteriemanagementsysteme bei Lagerung und Transport<br />

mit individuellen Schutzelementen aus Kunststoff. <strong>Der</strong> Einsatz<br />

von ressourcenschonendem Recyclingmaterial sorgt dabei für<br />

mehr Nachhaltigkeit bei gleichzeitig hohen Freiheitsgraden.<br />

Damit sich das E-Auto gegenüber anderen Technologien<br />

durchsetzt, ist neben der Umweltfreundlichkeit auch die<br />

Reichweite entscheidend. Die leistungsfähigen Lithium-<br />

Ionen-Batterien reagieren empfindlich auf Tiefenentladung,<br />

Überladung und Temperaturspitzen. Eine permanente<br />

Beobachtung der Batterie durch moderne Batteriemanagementsysteme<br />

(BMS), die kontinuierlich deren Zustand analysieren, ist<br />

daher notwendig. BMS tragen entscheidend dazu bei, die Sicherheit<br />

und Langlebigkeit von Batterien zu steigern. Einer der<br />

Hersteller dieser Schlüsseltechnologie ist Marquardt. Das Familienunternehmen<br />

mit Stammsitz in Rietheim-Weilheim steht für<br />

intelligente elektronische und elektromechanische Systeme und<br />

Lars Ovelgönne, Marketingbeauftragter Kapsto,<br />

Pöppelmann GmbH & Co. KG, Lohne<br />

01<br />

Komponenten und gehört heute zu den weltweit führenden Herstellern<br />

mechatronischer Schalt- und Bediensysteme und ist<br />

Partner international führender Marken.<br />

SENSIBLE BAUTEILE ZUVERLÄSSIG SCHÜTZEN<br />

Die BMS für E-Fahrzeuge verschiedener Hersteller sind hochempfindliche<br />

Bauteile, die weder mit Feuchtigkeit noch mit Staub<br />

in Berührung kommen dürfen, wie Felix Kammerer, Mechanikentwickler<br />

für Batteriemanagementsysteme bei Marquardt,<br />

erzählt: „Mit unseren Produkten bewegen wir uns im Hochvoltbereich<br />

bis 800 V für rein elektrische Fahrzeuge. Da haben Verunreinigungen<br />

ganz schnell fatale Auswirkungen. Durch metallische<br />

Partikel können beispielsweise Kriechströme entstehen, die beim<br />

Batteriemanagementsystem zu Störungen oder gar zu Ausfällen<br />

führen können. Davor müssen wir unsere hochempfindlichen<br />

Bauteile zuverlässig schützen.“<br />

50 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01 Blick in die Fertigung bei Marquardt; Hochvolt-Schutzkappe aus PCR-PP im<br />

eingesetzten Kunststoff, also aus dem Material gebrauchter Kunststoffprodukte,<br />

die bereits einen Produktlebenszyklus durchlaufen haben<br />

So beispielsweise die Hauptsteuereinheit, die Marquardt für einen Premium-Fahrzeughersteller<br />

fertigt. Diese besitzt mehrere offenliegende Hochvolt-Stecker und<br />

Montagezugänge. Um die Schnittstellen auf dem Transportweg zum Kunden, bei<br />

der Lagerung sowie Montage zuverlässig abzudecken, setzt Marquardt auf<br />

Pöppelmann Kapsto, eine Division des Kunststoffspezialisten Pöppelmann aus<br />

Lohne. <strong>Der</strong> Geschäftsbereich stellt Kunststoff-Schutzelemente her, die sowohl im<br />

Spritzguss- als auch im Thermoformverfahren produziert werden und in der industriellen<br />

Fertigung zum Einsatz kommen. Die Stopfen und Kappen verhindern das<br />

Eindringen von Schmutz in sensible und funktionsentscheidende Komponenten<br />

und werden für unterschiedlichste Zielmärkte produziert – für Hersteller und Zulieferer<br />

der Automobilindustrie, Maschinenbau, Bauwesen, Elektronik, Hydraulik,<br />

Luft- und Raumfahrt, Pneumatik sowie Mess-, Steuer- und Regelungstechnik. Das<br />

Normprogramm von Pöppelmann Kapsto umfasst Produkte in mehr als 3.000 Abmessungen,<br />

die in allen erdenklichen Anwendungsfällen für bestmöglichen Schutz<br />

sorgen und stets aus Lagerbestand lieferbar sind. Dazu kommt ein Sonderprogramm<br />

von noch einmal 2.000 weiteren Ausführungen, die der Kunststoffspezialist<br />

innerhalb von zwei Wochen bereitstellt.<br />

SONDERLÖSUNGEN SIND GLEICH ZUR STELLE<br />

DIE SCHUTZKAPPEN WERDEN AUS<br />

<strong>10</strong>0 PROZENT POST-CONSUMER-<br />

RECYCLINGMATERIAL GEFERTIGT<br />

<strong>Der</strong> Schutzelemente-Profi bietet seinen Kunden auch die schnelle Entwicklung<br />

individueller Kappen und Stopfen an. Dafür vereint Pöppelmann alle Dienstleistungen<br />

– von der Produktentwicklung bis zur Serienfertigung – unter einem Dach.<br />

Mit Marquardt entstanden so innerhalb kurzer Zeit verschiedene Schutzlösungen.<br />

„Die BMS werden in Trays bei unserem Kunden angeliefert“, so Felix Kammerer.<br />

„Für die speziellen Montagezugänge und Anschlüsse haben wir Einzelkappen zur<br />

Abdeckung benötigt, denn diese Schutzelemente werden teilweise beim Fahrzeughersteller<br />

am Band zur Prüfung der Bauteile entfernt und dann für weitere<br />

Arbeitsschritte wieder aufgesetzt. Daher ist für die verwendeten Artikel ein fester<br />

Sitz bei gleichzeitig guter Handhabung wichtig. Ein weiterer wichtiger Faktor war<br />

natürlich die Kosteneffizienz.“<br />

Um Marquardt schnell Muster zur Verfügung zu stellen, kam im ersten Schritt<br />

das Rapid Tooling, ein Dienstleistungsangebot von Pöppelmann Kapsto, zur Herstellung<br />

von Prototypenwerkzeugen zum Einsatz. Bei diesem generativen Verfahren<br />

wird der Werkzeugeinsatz im 3D-Druck erstellt und in eine vorhandene Werkzeug-Stammform<br />

eingesetzt. Anschließend erfolgt die Fertigung aus Serienmaterial.<br />

So erhalten Kunden wie Marquardt aus dem gedruckten Werkzeugeinsatz zur<br />

Abmusterung nahezu den gleichen Artikel, den sie später aus einem Stahlwerkzeug<br />

zur Serienfertigung erhalten würden. Auch die Farbe entspricht bereits dem<br />

Serienprodukt. Pöppelmann Kapsto fertigt nun für das BMS drei Kontaktschutzkappen<br />

in verschiedenen Größen für Hochvolt-Stecker und eine Kappe für einen<br />

Signalstecker im Spritzgussverfahren sowie drei weitere Kappen im Thermoformverfahren,<br />

die für unterschiedliche Montageöffnungen vorgesehen sind.<br />

Bei dem Projekt profitierte Marquardt davon, dass die Kunststoffexperten von<br />

Pöppelmann Kapsto durch die Entwicklung einer eigenen Normreihe an Schutzelementen<br />

für den Bereich Hochvolt (HV) bereits Erfahrung mit diesen Anwendungen<br />

hatte. Die HV-Schutzkappen werden aus <strong>10</strong>0 Prozent Post-Consumer-Recyclingmaterial<br />

im eingesetzten Kunststoff gefertigt. Dieses Material besteht aus<br />

gebrauchten Kunststoffprodukten, die bereits einen Produktlebenszyklus durchlaufen<br />

haben und anschließend gesammelt und sortiert werden.<br />

Bilder: Aufmacher Marquardt, 01 Pöppelmann<br />

www.poeppelmann.com<br />

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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

DER WÄRME EINE ABFUHR ERTEILEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bei Inline-Qualitätsprüfungen in temperaturkritischen Fertigungsprozessen<br />

müssen empfindliche Sensoren geschützt werden, damit Messungen hochpräzise<br />

und zuverlässig erfolgen. Hier kommen maßgeschneiderte Flüssigkeitskühlkörper<br />

zum Einsatz. Anwender profitieren von einer höheren Produktivität und<br />

verringertem Ausschuss.<br />

Nokra aus Baesweiler fertigt Lasermesssysteme für die<br />

berührungsfreie Erfassung geometrischer Merkmale<br />

direkt im Produktionsprozess. Das Messgut kann sehr<br />

heiß werden, deshalb ist ein effektives Wärmemanagement<br />

der Systeme wichtig. Flache Flüssigkeitskühlkörper von CTX<br />

Thermal Solutions übernehmen diese Aufgabe.<br />

Beispielsweise treten bei der Herstellung von Windschutzscheiben<br />

hohe Temperaturen auf – das Glas verlässt den Schwerkraftbiegeofen<br />

mit einer Temperatur von bis zu 400 °C. Beim Biegeprozess,<br />

dem zentralen Vorgang im Herstellungsverfahren der<br />

Scheiben, kommt es auf absolute Genauigkeit an. Denn schon<br />

geringste Abweichungen in der Geometrie wirken sich nachteilig<br />

aus – beispielsweise werden die Wischerblätter nicht mehr optimal<br />

Arthur Brinkmann, Teamleiter Vertrieb,<br />

CTX Thermal Solutions GmbH, Nettetal<br />

über die Scheibe geführt, in die Scheibe integrierte Sensorhalteplatten<br />

können sich lösen, oder Dichtungslippen und Unterrahmen<br />

werden undicht.<br />

LASERBASIERTE GLASMESSANLAGE<br />

ZUR INLINE-QUALITÄTSKONTROLLE<br />

Damit das nicht passiert und die Windschutzscheiben exakt den<br />

Vorgaben der Pkw-Hersteller entsprechen, erfolgen stichprobenartig<br />

manuelle Qualitätskontrollen während der Fertigung sowie<br />

intensive Prüfungen am Ende des Fertigungsprozesses. Allerdings<br />

haben auch mangelhafte Scheiben dann schon die Produktion<br />

durchlaufen – und Kosten verursacht. Hier hat Nokra<br />

Optische Prüftechnik und Automation Abhilfe geschaffen: Das<br />

Unternehmen hat eine laserbasierte Glasmessanlage entwickelt,<br />

die direkt hinter dem Biegeofen platziert wird und die Scheiben<br />

schon zu diesem frühen Herstellungszeitpunkt automatisch und<br />

berührungsfrei prüft – ohne dass die Scheiben dafür ausgeschleust<br />

werden müssen. Scheiben mit Qualitätsmängeln können<br />

52 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01 Reibrührgeschweißte Kühlkörper bieten<br />

eine optimale Wärmeleitfähigkeit<br />

02 Die Messgeräte basieren auf dem Prinzip der Laser-<br />

Triangulation und wurden für die Inline-Messung von<br />

Wellen und anderen Rotationsteilen entwickelt<br />

01<br />

mit der Messanlage sofort erkannt und umgehend aus dem Fertigungsprozess<br />

entfernt werden. Dank der schnellen und automatischen<br />

Messung kann das Personal den Biegeofen gegebenenfalls<br />

nachregeln und weiteren Ausschuss verhindern.<br />

Neben der Glasmessanlage fertigt Nokra auch Systeme zur<br />

Messung von Abstand, Dicke, Profil und Form von Bändern,<br />

Blechen, Schmiedeteilen oder montierten Komponenten, beispielsweise<br />

Nockenwellen oder Achsträger. Zu den Kunden zählen<br />

Automobilhersteller, Anlagenbauer, Glashersteller sowie Stahlund<br />

Aluminiumproduzenten weltweit. Durch die automatische<br />

Rückkopplung der Messwerte in den Fertigungsprozess können<br />

Anwender ihre Produktivität steigern. Alle Messsysteme basieren<br />

auf dem Prinzip der Laser-Triangulation, das Nokra seit 1991 für<br />

die Inline-Prüfung geometrischer Größen in industriellen Anwendungen<br />

einsetzt. Das Verfahren ermöglicht die schnelle, genaue<br />

und berührungsfreie Bestimmung des Abstands eines Objektes<br />

von einer Referenzebene.<br />

02<br />

SENSOREN MÜSSEN TEMPERIERT WERDEN<br />

Für die optimale Funktion der hochgenauen Nokra-Sensoren ist<br />

ein effektives Wärmemanagement erforderlich. Sind Messgüter<br />

sehr heiß, muss die Wärme zügig von den Sensoren abgeführt<br />

werden, um die empfindliche Elektronik nicht zu beeinträchtigen.<br />

Überdies arbeiten die Systeme oft bei Umgebungstemperaturen<br />

von mehr als 50 °C, sodass eine Kühlung nötig ist. Nokra-<strong>Konstrukteur</strong><br />

Michael Schreiber und seine Kollegen stießen bei ihrer Suche<br />

nach einem Kühlkörper-Lieferanten auf CTX Thermal Solutions.<br />

Das Unternehmen aus dem nordrhein-westfälischen Nettetal hat<br />

DIE KOMPAKTEN FLÜSSIGKEITS-<br />

KÜHLKÖRPER LEITEN DIE<br />

WÄRME ZÜGIG VON DER<br />

EMPFINDLICHEN ELEKTRONIK AB<br />

sich auf anwendungs- und projektspezifische Kühllösungen spezialisiert<br />

– darunter auch Flüssigkeitskühlkörper. Sie eignen sich<br />

für den Einsatz in den Messsystemen von Nokra, da sie Wärme<br />

effektiver ableiten als lüftergestützte Kühllösungen. Die flachen,<br />

maximal 15 mm hohen Flüssigkeitskühlkörper von CTX liegen<br />

eng an den Sensoren an. „So wird die Wärme schnell und effizient<br />

von den Sensoren abgeführt. Das ist für eine optimale Funktionsweise<br />

der Messsysteme unerlässlich“, erläutert <strong>Konstrukteur</strong><br />

Schreiber.<br />

Nokra verbaut die Flüssigkeitskühlkörper von CTX seit 2017<br />

in seinen Messgeräten. Sie führen – abhängig von der Umgebungstemperatur<br />

– Verlustleistungen zwischen <strong>10</strong> und <strong>10</strong>0 W ab.<br />

Die Kühlkreisläufe der Flüssigkeitskühlkörper sind je nach<br />

gewünschter Wärmeabfuhrleistung mit Fluiden wie Wasser, Öl,<br />

Glycol oder auch mit Gasen füllbar. Nokra bevorzugt Wasser als<br />

Kühlmedium, da es die höchste spezifische Wärmekapazität aller<br />

Fluide hat und somit die an den Sensoren entstehende Wärme<br />

am effektivsten ableitet. Zudem kommen Flüssigkeitskühlkörper<br />

mit einer geringen Übertragungsfläche aus; sie sind kompakt<br />

und fügen sich gut in die engen Bauräume der Mess- und Prüfsysteme<br />

ein.<br />

INDIVIDUELLE KÜHLKÖRPER<br />

SCHÜTZEN PRÜFSYSTEME<br />

CTX produziert die Flüssigkeitskühlkörper nach den Zeichnungen<br />

von Nokra, sodass sie optimal an die Sensorik der Messsysteme<br />

angepasst sind. Die Kühlplatten werden je nach Sensor und<br />

Messgerät entweder gefräst oder reibrührgeschweißt. Durch das<br />

Reibrührschweißen entsteht eine absolut dichte Verbindung zwischen<br />

der Ober- und der Unterplatte des Kühlkörpers, woraus eine<br />

optimale Wärmeleitfähigkeit resultiert. Die Fertigungstechnik<br />

bietet hohe Flexibilität bei der Gestaltung des Kühlkreislaufs, die<br />

weder durch Biegeradien noch durch vorspezifizierte Innendurchmesser<br />

von Rohren eingeschränkt wird. Das Reibrührschweißen<br />

ermöglicht also die passgenaue Auslegung einer projektspezifischen<br />

Kühlung auf die jeweilige Anwendung.<br />

Nokra ist von der Leistungsfähigkeit der CTX-Kühlkörper überzeugt<br />

und schätzt die individuelle Anpassung der Kühlsysteme<br />

schon bei relativ kleinen Stückzahlen. Auch die kurzen Lieferzeiten<br />

bei CTX sind ein Pluspunkt.<br />

Bilder: Aufmacher + 01 CTX Thermal Solutions,<br />

02 nokra Optische Prüftechnik und Automation<br />

www.ctx.eu<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 53


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01<br />

02<br />

KNOW-HOW-SUPPORT FÜR<br />

FEDERN UND RINGE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wellenfedern und Sicherungsringe aus<br />

gewalztem Flachdraht sind kontruktive<br />

Problemlöser bei vielen kompakten Produkten.<br />

Sie schaffen Freiräume bei der Entwicklung<br />

dicht bestückter Baugruppen und erhöhen<br />

die Sicherheit bei schnelldrehenden<br />

Antriebswellen.<br />

Wellenfedern und Sicherungsringe des US-amerikanischen<br />

Herstellers Smalley gehören zum Sortiment<br />

des C-Teile-Spezialisten TFC. Ob Getriebe,<br />

Messgeräte, Uhren, Roboter, Dosiersysteme, Steckverbinder,<br />

Ventilatoren oder Gebläse – diese ein- und mehrlagigen<br />

Flachdraht-Produkte sind in nahezu allen technischen Disziplinen<br />

und Branchen zu finden. Da sie besonders wegen ihrer<br />

platzsparenden Bauform und der hohen Verarbeitungsqualität<br />

eine funktionelle Alternative zu Ringen und Federn aus Runddraht<br />

sind, kommen sie zunehmend bei der Entwicklung neuer<br />

Konstruktionen ins Spiel. Angesichts der Vielfalt an Typen und<br />

Abmessungen sind Auswahl, Bestimmung und Konfiguration der<br />

optimalen Variante zuweilen knifflig. TFC gibt <strong>Konstrukteur</strong>en,<br />

Ingenieuren und Produktentwicklern Hilfestellung.<br />

Zu den aktuellen Leistungen zählen die Beratung und Anwendungsbesprechung<br />

beim Kunden vor Ort. Diesem Termin gehen<br />

meist erste allgemeine Informations- und Orientierungsgespräche<br />

Marco Sturm, TFC Technisches Zentrum Bochum<br />

sowie die Bereitstellung von technischen Unterlagen und Gratis-<br />

Mustern voraus. Wenn sich herausstellt, dass die Anforderungen<br />

des Kunden mit dem Standard- und Katalogprogramm erfüllt<br />

werden können – etwa mit einer mehrfach gewundenen Wellenfeder<br />

der Crest-to-Crest-Linie oder mit einem eigensperrenden<br />

Sicherungsring vom Typ Revolox –, erhalten die <strong>Konstrukteur</strong>e,<br />

Ingenieure und Produktentwickler die entsprechenden CAD-<br />

Files zum Einspielen in ihre Konstruktionen. Sollte er sich ergeben,<br />

dass eine kundenspezifische Sonderlösung erforderlich ist,<br />

unterstützt TFC mit passenden Engineering-Paketen mit Designprüfungen<br />

und konstruktiven Ausarbeitungen. Weitere Service-<br />

Module für <strong>Konstrukteur</strong>e sind geplant.<br />

Vorteilhaft erweist sich die von Smalley entwickelte und praktizierte<br />

Formgebungstechnologie namens No-Tooling-Cost beziehungsweise<br />

Circulair-Grain zur Herstellung von C-Teilen aus<br />

Flachdraht. Dieses Verfahren der Kantenwindungstechnik dient<br />

dem Ziel, nahezu perfekt kreisrunde Feder- und Ringelemente<br />

aus vorgehärtetem, gewalzten Flachdraht zu fertigen. Wie Johannes<br />

Lambertz betont, lässt es sich „überaus flexibel und ohne aufwändige<br />

Werkzeugarbeiten an wechselnde Anforderungen anpassen.<br />

Dies eröffnet Spielraum für die kostengünstige Anfertigung<br />

von Prototypen oder Vor- und Kleinserien und bietet weiteres<br />

Potenzial für die Entwicklung von Serviceleistungen.<br />

Bilder: TFC<br />

01 Auswahl und Konfiguration der optimalen Wellenfeder<br />

und des idealen Sicherungsrings<br />

02 Im Rahmen der Entwicklung eines kundenspezifischen<br />

Sicherungsrings für hohe Umdrehungszahlen realisierte TFC drei<br />

mögliche Enden-Varianten mit innen positionierter (oben), mittiger<br />

und außenliegender (unten) Selbstsperrung.<br />

www.tfcdeutschland.com<br />

54 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

HOCHLEISTUNGSZAHNKRANZ FÜR<br />

SPIELFREIE SERVOKUPPLUNG<br />

KTR hat einen neuen<br />

Zahnkranz im Programm.<br />

<strong>Der</strong> 52 ShD-GS<br />

ist aus einem neu<br />

entwickelten thermoplastischen<br />

Polyurethan<br />

mit dem Härtegrad<br />

52 Shore D<br />

gefertigt. <strong>Der</strong> Zahnkranz<br />

wurde in<br />

verschiedenen Größen im F&E-Zentrum von KTR in Rheine<br />

in Dauerversuchen bis 120 °C und bei Nennmoment ohne<br />

Drehmomentreduzierung durch den Temperaturfaktor<br />

erprobt. Zum Einsatz kommt der neue Zahnkranz 52 ShD-GS<br />

in den spielfreien Servokupplungen der Baureihe Rotex GS,<br />

zunächst in den Baugrößen 24 bis 42 und hebt deren<br />

Leistungsniveau in Sachen Temperaturbeständigkeit und<br />

Druckfestigkeit deutlich. Die elastischen Zahnkränze sind<br />

in sieben verschiedenen Shorehärten als torsionsweiches<br />

oder hartes Material erhältlich.<br />

www.ktr.com<br />

MULTIFUNKTIONALE WANDHALTERUNG<br />

FÜR UNIVERSALGEHÄUSE<br />

Die multifunktionale Wandhalterung<br />

UCS WM-MP von<br />

Phoenix Contact macht den<br />

Einsatz des Feldgehäusesystems<br />

UCS noch universeller.<br />

Sie ermöglicht die Montage<br />

des Gehäuses an Aufnahmen<br />

gemäß Vesa-Standard, auf<br />

Wandauslassdose mit einem<br />

Durchmesser von 60 mm und<br />

an Maschinenbauprofilen.<br />

Dadurch ergeben sich zahlreiche Anwendungsgebiete wie die<br />

Gebäudeautomation, Fertigung, Logistik oder Fahrzeugtechnik.<br />

Die Wandhalterung in lichtgrau ist in vier Standardgrößen<br />

erhältlich und für einen Temperaturbereich von -40 bis<br />

+<strong>10</strong>0 °C ausgelegt. Sie eignet sich insbesondere für das<br />

Zusammenspiel mit den Monitorhalterungen der Serie HS.<br />

Zusätzlich sorgen weitere Zubehörartikel wie Displays und<br />

Folientastaturen sowie Tragschienenadapter und Standfüße<br />

für einen flexiblen Einsatz der UCS-Gehäuse.<br />

www.phoenixcontact.com<br />

ZAHNSTANGENGETRIEBE IN SONDERGRÖSSEN<br />

Die hochgenauen robusten Zahnstangengetriebe von Leantechnik sind in zahlreichen Hub-,<br />

Handling- und Positioniersystemen weltweit im Einsatz. Neben den Standard-Getrieben in vielen<br />

Größen produziert Leantechnik unter dem Namen Leanunique auch maßgeschneiderte Ausführungen<br />

für Anwendungen mit besonderen Anforderungen. Diese Zahnstangengetriebe halten je nach<br />

Vorgabe extremen Belastungen stand, werden in individuellen Abmessungen bzw. aus besonderen<br />

Materialien gefertigt oder mit speziellen Beschichtungen versehen. Dazu zählt unter anderem die<br />

Brünierung, Galvanisierung und Eloxierung der Getriebe, aber auch eine Duralloy-Beschichtung<br />

ist möglich. Manche der Sondergetriebe finden auch ihren Weg ins Standard-Sortiment von<br />

Leantechnik. Das gilt zum Beispiel für das Lean SL 5.5-Getriebe mit Hubkräften von bis zu 25.000 N, das ursprünglich für den<br />

Einsatz in einem Atomkraftwerk entwickelt wurde. Inzwischen ist dieses Zahnstangengetriebe auch in anderen Schwerlast-<br />

Anwendungen der Industrie zu finden. Das besonders kleine Lean SL 5.m mit einer maximalen Hubkraft von 300 N war dagegen<br />

für die Lebensmittelindustrie konzipiert worden und ist jetzt ebenfalls standardmäßig lieferbar.<br />

www.leantechnik.com<br />

Ab Lager geliefert<br />

Schmierfreies Gleiten für<br />

kurze und lange Wege<br />

drylin ® Linearführungen ...<br />

Gleiten statt Rollen: Durch identische Anschlussmaße<br />

machen drylin ® Schienenführungen von igus ® den<br />

1:1-Wechsel von Kugelumlauf- auf moderne Tribo-Gleitsysteme<br />

einfach. Auf geringen wie großen Distanzen<br />

bewegt sich das System dank der igus ®<br />

Hochleistungskunststoffe<br />

schnell, leise und reibungsarm.<br />

... schnell geliefert direkt ab Lager<br />

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GmbH Tel. 02203-9649 145 info@igus.de<br />

motion plastics ®<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 55


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

PRÄZISE IM RUNDLAUF UND LEBENSDAUERGESCHMIERT<br />

Mit GN 753.1 präsentiert Ganter eine Laufrollen-Variante für dynamische und leichte<br />

Bewegungen. Die Belastungswerte bewegen sich zwischen 400 und 1.500 N und die<br />

Laufleistung wird mit etwa 200.000 m angegeben. Die Laufrollen sind in sechs<br />

Nenngrößen von 22 bis 50 mm erhältlich und mit einem Rillenkugellager aus gehärtetem<br />

Wälzlagerstahl samt 2Z-Abdichtung ausgestattet. <strong>Der</strong> Außenring des Kugellagers<br />

ist direkt mit dem POM-Kunststoff der Laufrolle umspritzt. Jede Rolle wird spanabhebend<br />

auf Maß überdreht. Das sorgt für einen exakten Rundlauf und ermöglicht neben<br />

der zylindrischen auch eine konvexe Formgebung der Lauffläche, die Fluchtungsfehler<br />

ausgleicht. Die Befestigung der Rollen kann wahlweise über die Bohrung des Lagerinnenrings<br />

per handelsüblicher Zylinder- oder Passschauben oder über fest vernietete<br />

Lagerzapfen mit Innen- oder Außengewinde erfolgen. Beide Zapfentypen sind mit<br />

Torx-Antrieben versehen, die eine bestmögliche Einleitung des Anzugdrehmoments<br />

sicherstellen.<br />

www.ganternorm.com<br />

AUCH IN PUNCTO LEBENSDAUER<br />

EIN SCHWERGEWICHT<br />

NSK hat seine Schwerlast-Kugelgewindetriebe<br />

weiterentwickelt. Dank<br />

verbesserter Lastverteilung<br />

ist es Angaben<br />

zufolge gelungen, deren<br />

Lebensdauer im Vergleich<br />

zu herkömmlichen<br />

Lösungen in etwa zu<br />

verdoppeln. Die erhöhte<br />

Lebensdauer ist unter<br />

anderem Resultat einer Digital-Twin-Simulation und der Verknüpfung<br />

von Bearbeitungsdaten mit dem Messsystem. Häufig kann<br />

nun ein kleinerer Wellendurchmesser verwendet werden. Das<br />

verringert die Abmessungen des Antriebs, spart Kosten und<br />

kommt speziell Herstellern von Spritzgießmaschinen und Servopressen<br />

entgegen, die von hydraulischen auf elektrische Antriebssysteme<br />

mit Servomotoren und Kugelumlaufspindeln umrüsten.<br />

Auch angesichts immer kürzerer Taktzeiten bei hoher Beanspruchung<br />

sind langlebige Kugelgewindetriebe gefragt. Diese Vorgaben<br />

bedient die in Schaftdurchmessern von <strong>10</strong>0 bis 200 mm<br />

erhältliche HTF-SRC-Reihe. Ihre Abmessungen sind identisch mit<br />

den Vorgängern, sodass keine Änderungen der Maschinenkonstruktion<br />

erforderlich sind.<br />

www.nsk.com<br />

VIELFÄLTIGE MÖGLICHKEITEN<br />

FÜR CO2-EINSPARUNGEN<br />

Bei neuen Personenkraftwagen und leichten Nutzfahrzeugen<br />

in Europa ist das Gewicht in den zurückliegenden<br />

Jahren permanent gestiegen. Durch die Entwicklung<br />

hin zu mehr Hybrid- & Elektrofahrzeugen wird<br />

sich diese Entwicklung noch verstärken. Durch Optimierung<br />

des Kraftstoffverbrauchs sowie die Innovation<br />

in neue Antriebskonzepte konnte jedoch eine deutliche<br />

Reduktion der CO 2<br />

-Emmissionen erreicht werden. So<br />

hat das Thema Nachhaltigkeit auch für die Arnold<br />

Group eine große Bedeutung. Vor diesem Hintergrund<br />

hat Arnold Umformtechnik die Initiative ACO 2<br />

-Save ins<br />

Leben gerufen (das A steht für Arnold). Dabei werden<br />

Kunden aktiv bei der Reduktion von CO 2<br />

-Emissionen<br />

unterstützt, indem Verbindungselemente und Kaltumformteile<br />

nachhaltig ausgelegt und angewendet<br />

werden. So erfolgt eine begleitende CO 2<br />

-Kalkulation<br />

bereits im Entwicklungsprozess. Mit einem eigens<br />

entwickelten CO 2<br />

-Kalkulator kann der sogenannte<br />

Product Carbon Footprint für das angefragte Teil<br />

ermittelt und dann gemeinsam eine Optimierung<br />

durchgeführt werden. Ziel dabei ist am Ende des<br />

Entwicklungsprozesses ein technisch hochwertiges<br />

Produkt, das sowohl kosten- als auch CO 2<br />

-optimiert ist.<br />

Gestaltungsbausteine sind dabei: ein CO 2<br />

-optimiertes<br />

Engineering durch digitale Prognosetools, die Analyse<br />

der CO 2<br />

-Optimierung durch einen möglichen Wechsel<br />

der Produktionstechnologie oder einen Wechsel der<br />

Verbindungstechnik sowie der Einsatz innovativer<br />

Verbindungselemente oder -systeme.<br />

www.arnold-fastening.com<br />

56 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

TESTS BESTANDEN – KABELKANÄLE<br />

FIT FÜR INTERNATIONALE MÄRKTE<br />

Die Pflitsch-Kabelkanalsysteme<br />

Industrie-, PIK-,<br />

Automobil- und<br />

Variox-Kanal sind<br />

international<br />

zertifiziert.<br />

Ergänzend zu den<br />

Anforderungen<br />

der UL-Zulassung<br />

erfüllen sie jetzt auch die strengen VDE-Prüfkriterien. <strong>Der</strong><br />

Industrie-Kanal mit Querschnitten von 50 × 50 mm bis<br />

600 × 150 mm und 80 Formteilen sowie der PIK-Kanal für<br />

die Kabelführung kleinerer Leitungsvolumina in Größen von<br />

15 × 15 mm bis 200 × 60 mm wurden als Kabelträgersysteme<br />

für elektrische Installationen nach DIN EN 61537 (VDE<br />

0639):2007-09; EN 61537:2007 zertifiziert. <strong>Der</strong> begehbare<br />

Automobil-Kanal mit Querschnitten von <strong>10</strong>0 bis 600 mm<br />

Breite hat die Zertifizierung als Elektroinstallationskanalsystem<br />

für die Montage nach DIN EN 50085-2-2<br />

(VDE 0604-2-2):2009-07; EN 50085-2-2:2008 bestanden.<br />

Für Standardanwendungen ist der Variox-Kanal mit<br />

seinen 42 Bauteilen in Querschnitten von <strong>10</strong>0 × <strong>10</strong>0 mm<br />

bis 300 × <strong>10</strong>0 mm – wahlweise mit geschlossenem oder<br />

gelochtem Boden – konzipiert. Er verfügt über die VDE-<br />

Zulassung nach DIN EN 61537 (VDE 0639).<br />

www.pflitsch.de<br />

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Gemeinsam auf der bauma<br />

Besuchen Sie uns vom 24. - 30. Oktober!<br />

Skarke GmbH<br />

Auf der Rut 4 • 64668 Rimbach-Mitlechtern<br />

Halle A1, Stand 144<br />

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LAGERSPIEL IM FOKUS<br />

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Kundenspezifische Kugeldrehverbindungen<br />

von Rodriguez<br />

kommen in Sondermaschinen der<br />

Medizin- und Pharmaindustrie<br />

zum Einsatz. So hat zum Beispiel<br />

der Hersteller GTE-Engineering<br />

die standardisierte Plattform<br />

LAP-C (Lean Automation Platform<br />

circular) für die automatische<br />

Montage und Verpackung von Medizinprodukten entwickelt.<br />

Bei der Anpassung des Portals an eine individuelle<br />

Applikation wurden verschiedene Antriebsmöglichkeiten für die<br />

Maschine geprüft. Nach Abgleich entscheidender Parameter<br />

erhielt Rodriguez den Zuschlag. „Bei der Montage und Verpackung<br />

der Produkte ist es wichtig, dass die Kugeldrehverbindung<br />

sehr präzise ist und der Drehteller immer an der gleichen<br />

Stelle positioniert wird“, so Rodriguez-Produktmanager Sven<br />

Handels. Die Wahl fiel auf eine kundenspezifisch konstruierte<br />

Kugeldrehverbindung mit besonders hoher Steifigkeit, einem<br />

geringen Lagerspiel und einem maximalen Anlaufdrehmoment.<br />

www.rodriguez.de<br />

Hub Drive » AGVs & AMRs


WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />

01<br />

SO WIRD DRUCK<br />

SICHTBAR<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Druckmessfolien können zur schnellen<br />

Bewertung von mechanischen Druckbelastungen<br />

eingesetzt werden. In robotergestützten<br />

Anwendungen dienen sie beispielsweise der<br />

Abstimmung und Visualisierung von Last -<br />

verteilungen auf Oberflächen oder auch an<br />

Kontaktstellen. Möglich wird dies durch den<br />

Einsatz innovativer Multilayer-Folien mit<br />

integrierten Mikrofarbkapseln. Was sie leisten<br />

und worauf es dabei ankommt, lesen Sie hier.<br />

Die Frage nach der optimalen Druckausübung spielt bei<br />

der Auslegung, Inbetriebnahme und Einrichtung vieler<br />

robotergestützter Montage- und Handhabungssysteme<br />

eine zentrale Rolle. Sollen zum Beispiel mithilfe kollaborativer<br />

Scara-Roboter präzise Positionierungen, Verklebungen<br />

Michael Stöcker ist freier Fachjournalist in Darmstadt<br />

oder Pressungen vorgenommen werden, so muss der Anwender<br />

wissen, ob die ausgeübte Druckkraft im Prozess gleichmäßig<br />

übertragen wird, ob sie ausreichend ist oder ob sie zu hoch angesetzt<br />

ist. Direkt vor Ort und ohne komplizierte Gerätetechnik beantworten<br />

lässt sich diese Frage mit den Prescale-Multilayerfolien<br />

aus dem Messmittel-Sortiment des Handels- und Beratungsunternehmens<br />

Kager. Sie stehen in neun Varianten zur Verfügung,<br />

sodass sich damit mechanische Druckbelastungen von 0,05<br />

(Extreme Low) bis 300 Nmm -2 (Super High) komfortabel bestimmen<br />

lassen.<br />

MULTILAYER MIT SCHEINBARER MAGIE<br />

Angeliefert werden die Druckmessfolien vorrangig auf Rollen<br />

mit 3,0 bis <strong>10</strong> m Lauflänge und Breiten von 270 oder 320 mm.<br />

Einige Prescale-Folien für höhere Druckwerte gibt es auch in<br />

Verpackungseinheiten mit je fünf Einzelblättern (circa DIN A4).<br />

Quadratische, rechteckige oder runde Teilstücke oder passgenaue<br />

Formelemente lassen sich mit einer handelsüblichen Schere<br />

bedarfsorientiert zuschneiden. Die Abschnitte werden zwischen<br />

die Wirk- oder Kontaktflächen gelegt.<br />

Im Augenblick der Druckausübung zerplatzen dann im Inneren<br />

der Multilayerfolie abertausend kleine Mikrofarbkapseln<br />

und „zeichnen“ ein magentafarbenes und irreversibles Abbild<br />

von den aufgebrachten Kräften bzw. Lasten. Die Intensität der<br />

Einfärbung bietet dem Anwender einen visuellen Eindruck von<br />

58 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


02<br />

01 Im Moment der Druckausübung zerplatzen winzige<br />

Mikrofarbkapseln und „zeichnen“ ein magentafarbenes Abbild<br />

von den aufgebrachten Kräften; unter anderem zur Bewertung<br />

der mechanischen Belastung von Dichtungen im Motorenbau<br />

02 Die Intensität der Einfärbung der Druckmessfolie bietet<br />

dem Anwender einen visuellen Eindruck von Bereichen mit<br />

starken und schwachen Belastungen sowie von Druckverläufen<br />

Bereichen mit starken und schwachen Belastungen sowie von Druckverläufen.<br />

Er erhält damit eine Entscheidungsgrundlage für seine weitere<br />

Rüst- und Richtarbeit.<br />

MANUELLE ODER DIGITALE AUSWERTUNG<br />

Die manuelle Bewertung der gefärbten Druckmessfolie erfolgt anhand einer<br />

mitgelieferten Farbskala und einem Auswertediagramm. Dabei liegen die<br />

Genauigkeiten bei ± <strong>10</strong> Prozent. Wer höhere Genauigkeiten benötigt – etwa<br />

zur systematischen Qualitätssicherung, zur Validierung oder zur Dokumentation<br />

–, dem bietet Kager eine digitale Alternative. Sie setzt sich zusammen<br />

aus einem High-Speed-Flachbett-Scanner, einer Auswertesoftware von Fujifilm<br />

und einem Kalibrierblatt. Mit dieser Systemlösung lassen sich deutlich<br />

höhere Genauigkeiten von bis zu ± 2 Prozent erzielen. Darüber hinaus<br />

kann sich der Anwender damit 3D-Detailansichten am Bildschirm anzeigen<br />

lassen, die Ausschnitte und Druckverläufe präzise darstellen. Auf diese Weise<br />

lassen sich verlässliche Aussagen ableiten über die Ist- und Sollkräfte, die<br />

zwischen Bauteilen oder an Verbindungsstellen wirken.<br />

TYPISCHE ANWENDUNGSBEREICHE<br />

Die Prescale-Multilayerfolien sind nur maximal 0,2 mm dick und lassen sich<br />

daher auch in engen beziehungsweise schmalen Zwischenräumen platzieren.<br />

Außerdem eignen sie sich für die Messung und Dokumentation von<br />

Druckbelastungen von reibenden Punktkontakten sowie für die Messung<br />

von Stau- und Windungsbelastungen auf gewölbten Flächen. Typische Einsatzgebiete<br />

für diese Druckmessfolien sind auch Passprüfungen in der Baugruppenmontage,<br />

Belastungstests in der Verpackungstechnik, Abrollversuche<br />

in der Reifenentwicklung oder Materialtests für die Medizintechnik.<br />

Bilder: Kager/ Fujifilm<br />

www.kager.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 59


MESSE K <strong>2022</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DIE LEITTHEMEN:<br />

KLIMASCHUTZ, KREISLAUFWIRTSCHAFT<br />

UND DIGITALISIERUNG<br />

Alle drei Jahre und so auch wieder in diesem Herbst trifft sich<br />

die globale Kunststoffwelt zu ihrem wichtigsten Branchenevent:<br />

Vom 19. bis 26. Oktober <strong>2022</strong> präsentiert die Weltleitmesse K in Düsseldorf<br />

Neuheiten und Innovationen aus allen Bereichen – von der Erzeugung,<br />

über die Verarbeitung bis hin zum Maschinenbau.<br />

60 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE K <strong>2022</strong><br />

Zentrale Anlaufstelle für den kritischen Informations-, Gedanken-<br />

und Meinungsaustausch ist dabei einmal mehr<br />

die offizielle Sonderschau „Plastics shape the future“ in<br />

Halle 6. Im Mittelpunkt der Sonderschau unter Federführung<br />

des Kunststofferzeugerverbandes Plastics Europe Deutschland<br />

(PED) und der Messe Düsseldorf stehen die drei wegweisenden<br />

Leitthemen der K <strong>2022</strong>: Klimaschutz, Kreislaufwirtschaft und<br />

Digitalisierung.<br />

OFFIZIELLE SONDERSCHAU<br />

„PLASTICS SHAPE THE FUTURE“<br />

In kurzweiligen Formaten informieren und diskutieren hochkarätige<br />

Gäste aus Politik, Wissenschaft und Industrie sowie von<br />

NGOs über ökonomische, soziale und ökologische Herausforderungen<br />

und Lösungsansätze rund um die K-Leitthemen – und<br />

spannen so die Brücke zwischen den Messepräsentationen der<br />

Unternehmen und der gesellschaftlichen Agenda der K <strong>2022</strong>. Ingemar<br />

Bühler, Hauptgeschäftsführer PED, bringt es so auf den<br />

Punkt: „Es sind wirklich spannende Zeiten: Auf der K-Sonderschau<br />

machen wir in diesem Jahr deutlich, wo unsere Branche in<br />

IN DIESEM JAHR MACHEN WIR<br />

DEUTLICH, WO UNSERE BRANCHE<br />

IN SACHEN TREIBHAUSGAS­<br />

NEUTRALITÄT DEN TURBO EINLEGT<br />

Umsetzung von Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffindustrie hat.<br />

Die teilnehmenden Unternehmen sind allesamt zusätzlich zu ihren<br />

Ständen in den Messehallen im Circular Economy Forum<br />

vertreten. Arburg, Coperion, Engel, Erema, Kurtz-Ersa, Lindner,<br />

R-Cycle, Vecoplan beteiligen sich mit eigenen Pavillons, Battenfeld<br />

Cincinnati, Leonhard Kurz, Plasmatreat, Sumitomo (SHI)<br />

Demag und Wittmann Battenfeld stellen im Gemeinschaftsstand<br />

des Forums aus. Bei laufenden Maschinen können die Besucher<br />

sehen, wie aus Kunststoffabfällen hochwertiges Re-Granulat hergestellt<br />

wird oder wie Rezyklate in verschiedenen Verarbeitungsverfahren<br />

zu attraktiven, hochfunktionalen und kreislauffähigen<br />

Produkten verarbeitet werden.<br />

Das Circular Economy Forum greift alle drei Leitthemen der<br />

K <strong>2022</strong> auf. Denn Hochtechnologie wird benötigt, um Produktionsprozesse<br />

zu optimieren und immer effizienter zu gestalten.<br />

Sie ermöglicht neben der Kreislaufführung von Kunststoffprodukten<br />

auch die Einsparung von CO 2<br />

. Beides ist nicht denkbar<br />

ohne Digitalisierung. Durch sie werden zum Beispiel digitalen<br />

Produktpässe und weltweit anwendbare Rückverfolgungsstandards<br />

erst möglich. Die Vernetzung aller Komponenten in der<br />

Produktionslinie gilt als Voraussetzung für die Optimierung der<br />

Prozesse. Zum Datenaustausch zwischen Maschinen hat der<br />

VDMA einen Showcase initiiert, der auf Basis von OPC UA Live-<br />

Daten angebundener Maschinen sichtbar macht.<br />

Bilder: Messe Düsseldorf<br />

www.k-online.de<br />

Sachen Treibhausgasneutralität und Zirkularität den Turbo einlegt.<br />

Wir hören aber auch genau hin, was uns von kritischen Experten<br />

und Expertinnen ins Heft geschrieben wird und welche<br />

Lösungsvorschläge an uns herangetragen werden.“ Bühler weiter:<br />

„Es ist unstrittig, dass es auf dem Pfad zur Defossilisierung<br />

noch Nachholbedarf bei unserer Industrie gibt, Stichwort Rohstoffbasis<br />

oder Recycling. Hier wollen wir besser werden – und<br />

die K <strong>2022</strong> ist der Ort, um frische Ideen und mit ihnen viele heute<br />

vermeintlich noch undenkbare, innovative Lösungen von morgen<br />

anzustoßen“.<br />

DREI LEITTHEMEN UND SIEBEN THEMENTAGE<br />

Kernstück von „Plastics shape the future“ sind sieben Thementage<br />

mit Vorträgen, Impulsreferaten und Podiumsdiskussionen zu<br />

den drei Leitthemen. Zum Start der Messe am Mittwoch, 19. Oktober<br />

<strong>2022</strong>, werden auf dem K-Forum direkt zentrale Branchenthemen<br />

und -Herausforderungen adressiert. So geht es etwa<br />

um die Umsetzung der Ergebnisse des im April <strong>2022</strong> vorgestellten<br />

Reshaping Plastics-Reports der europäischen Denkfabrik<br />

SystemIQ. Dieser skizziert mehrere Szenarien, mit denen die<br />

Kreislauffähigkeit von Kunststoffen gesteigert und die Treibhausgasemissionen<br />

in Europa reduziert werden sollen. In den folgenden<br />

Thementagen geht es unter anderem um konkrete Pfade der<br />

Kunststoffindustrie in Richtung Treibhausgasneutralität oder um<br />

Kunststoffe als Möglichmacher für die Energiewende. Auf diese<br />

Weise bereichert die Sonderschau das umfangreiche und gesellschaftlich<br />

hochrelevante Ausstellungsangebot der K <strong>2022</strong>.<br />

TECHNOLOGIEN FÜR DIE CIRCULAR ECONOMY<br />

Auch in diesem Jahr wird es auf der K wieder ein Circular Economy<br />

Forum geben. <strong>Der</strong> VDMA (Verband Deutscher Maschinenund<br />

Anlagenbau) als Organisator und 13 seiner Mitgliedsunternehmen<br />

werden im Freigelände zwischen den Hallen <strong>10</strong> und 16<br />

demonstrieren, welch wichtigen Stellenwert Technologie bei der<br />

MESSE K<br />

Halle 11, Stand E01<br />

Intelligente Wärme<br />

ist Infrarot.<br />

Infrarot-Wärme spart Energie, weil<br />

sie die optimale Wärmemenge immer<br />

exakt an die richtige Stelle bringt.<br />

Zum Beispiel, um Kunststoffe gezielt<br />

zu erwärmen, verschweißen oder<br />

entgraten. Das spart Zeit und Geld!<br />

Ihr Kontakt zu unserem Infrarot-Team:<br />

hng-infrared@heraeus.com<br />

Heraeus Noblelight GmbH<br />

www.herae.us/plastics<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 61


MESSE K <strong>2022</strong><br />

INNOVATIONSSCHUB FÜR<br />

DREHDURCHFÜHRUNGEN<br />

Als Technologieführer für Drehdurchführungen hat sich das fast hundert<br />

Jahre alte Unternehmen Christian Maier GmbH & Co. KG Maschinenfabrik,<br />

mit Stammsitz in Heidenheim, weltweit etabliert. Auf der diesjährigen<br />

Messe K <strong>2022</strong> stehen daher einige besondere Innovationen im Fokus,<br />

die neugierig machen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Lösungsorientiertes Denken und Handeln, hohe Qualität und<br />

einen Erfahrungsschatz aus über 90 Jahren – dafür steht das<br />

Familienunternehmen Christian Maier GmbH & Co. KG mit<br />

seinen Dichtungslösungen im Bereich der Drehdurchführungen.<br />

Sie kommen in nahezu allen Branchen zum Einsatz und<br />

reichen von der Kunststoffindustrie über die Chemie-/Pharmaindustrie<br />

bis hin zu Werkzeugmaschinen, der Papierindustrie, erneuerbare<br />

Energien und dem allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau.<br />

Drehdurchführungen sind Armaturen zum Anschluss<br />

von stationären Teilen an rotierende Einheiten wie beispielsweise<br />

Walzen oder Spindeln zur Durchführung oder Durchleitung<br />

von Medien unter Druck und Temperatur. Sie ermöglichen die<br />

abgedichtete Durchleitung eines Mediums von einer unbeweglichen<br />

zu einer rotierenden Einheit. Geeignet sind sie unter anderem<br />

für kaltes und heißes Wasser bis 300 °C, Dampf bis 300 °C<br />

und 40 bar, Wärmeträgeröl bis 400 °C, Hydrauliköl bis 350 bar,<br />

Pressluft bis 40 bar, Chemikalien, Kühlschmiermittel bis 150 bar,<br />

Vakuum, hohe Drehzahlen und Trockenlauf. Zehn Standard-<br />

Baureihen sind für Nennweiten von 3 bis 500 mm erhältlich.<br />

DIE SCHNITTSTELLE – SENSIBEL<br />

UND PROZESSKRITISCH<br />

Eine Drehdurchführung leitet ein gasförmiges oder flüssiges<br />

Medium von einem stationären Anlagenteil, zum Beispiel einer<br />

Rohrleitung, in ein rotierendes Maschinenteil, wie eine beheizte<br />

62 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE K <strong>2022</strong><br />

Walze. Typische Einsatzbereiche sind an Kühlwalzen für die Folienherstellung,<br />

beheizte Walzen für Präge- oder Laminierprozesse<br />

oder die Versorgung von rotierenden Trocknertrommeln mit<br />

Dampf. Diese Schnittstelle zwischen stationären und rotierenden<br />

Maschinenkomponenten ist immer ein prozesskritischer, neuralgischer<br />

Punkt für den zuverlässigen Betrieb eines Prozesses. Aus<br />

diesem Grund hat sich Maier schon sehr früh mit Überwachungsmöglichkeiten<br />

der Drehdurchführung beschäftigt.<br />

IO-LINK-BASIERTE SENSOREN FÜR EINE<br />

INTEGRIERTE ZUSTANDSÜBERWACHUNG<br />

Auf der Messe K <strong>2022</strong> stellt Maier seine eigenentwickelten IO-<br />

Link-basierten Sensorlösungen vor. Sie ermöglichen es, den<br />

Zustand, zum Beispiel auf Basis einer Verschleißmessung der<br />

Dichtung oder einer sehr feinfühligen Leckage-Detektion zu<br />

überwachen und rechtzeitig Wartungsmaßnahmen zu empfehlen.<br />

Eine kombinierte Druck- und Temperatursensorik direkt an<br />

der Drehdurchführung erlaubt es, Prozesse auch thermisch zu<br />

optimieren und Energiesparpotenziale zu identifizieren. Die<br />

Kombination von Leckage- und Drehmomentüberwachung hilft<br />

dabei, potenziell gefährliche Schäden der Drehdurchführung zu<br />

erkennen und Personal und Anlagen vor dem Austreten gefährlicher<br />

Medien wie heißes Thermalöl zu schützen.<br />

INTELLIGENTE SENSOREN ÜBERWACHEN<br />

DEN ZUSTAND DER VERSCHRAUBUNG,<br />

HELFEN BEI DER EINHALTUNG DER<br />

PROZESSPARAMETER UND SCHÜTZEN<br />

VOR MASCHINENAUSFÄLLEN<br />

Um diese Sensordaten möglichst wirtschaftlich erfassen zu<br />

können, hat maierGroup die DS-Baureihe konzipiert. Sie kombiniert<br />

die Vorteile zweier etablierter Baureihen und eliminiert<br />

gleichzeitig deren Nachteile. Sie ist als wälzgelagerte Standardserie<br />

konstruiert und erlaubt den Einsatz bei Thermalöl (bis 160 °C)<br />

und Wasser (bis 140 °C). Geeignet ist diese Ausführung für beheizte<br />

Reckwalzen in Maschinen für die MDO-Folienherstellung<br />

sowie für Heizgaletten an Bändchenanlagen. Durch das sehr<br />

niedrige Reibmoment lassen sich die Sensoren auch für nichtangetriebene<br />

Abzugswalzen wie in Blasfolienanlagen einsetzen.<br />

Weitere Anwendungen finden sich bei der Veredelung an Glättwalzen,<br />

bei Laminierprozessen, für das Corona-Treatment oder<br />

für den Foliendruck.<br />

Die Sensoren lassen sich komfortabel in bestehende Prozesse<br />

und Anlagenstrukturen integrieren. Ein modularer Teilebaukasten<br />

ermöglicht sogar die unkomplizierte und wirtschaftliche Umsetzung<br />

kundenspezifischer Lösungen. So können unterschied liche<br />

Walzenanbindungen und Schlauchverschraubungen kombiniert<br />

oder Gleitringdichtungspaarungen auf andere Medien adaptiert<br />

werden. Die kommerzielle Markteinführung der DS-Baureihe ist<br />

für Mitte 2023 geplant.<br />

IM HANDUMDREHEN KONFIGURIERT<br />

Um auch die Lösungsfindung der besten Drehdurchführung so<br />

schnell und einfach wie möglich zu gestalten, hat maierGroup<br />

einen Konfigurator für Drehdurchführungen entwickelt. So lässt<br />

sich beispielsweise über die Angabe des vorhandenen Volumenstroms<br />

die geeignete Größe der Drehdurchführung mit wenigen<br />

Betriebsdaten ermittelt. <strong>Der</strong> Anwender hat dann zusätzlich die<br />

Möglichkeit, die für den Einsatz passende Walzen- und Schlauchanbindung<br />

auszuwählen. Somit erhalten Interessenten und registrierte<br />

Nutzer innerhalb weniger Minuten ein kommerzielles<br />

Angebot, eine aussagekräftige Zeichnung sowie ein 3D-Modell.<br />

Bilder: maierGroup<br />

www.maier-heidenheim.com<br />

Höhere Betriebstemperaturen<br />

und ein<br />

geringeres Reibungsmoment<br />

prädestinieren die Drehdurchführungen<br />

der DS-Baureihe<br />

für viele anspruchsvolle<br />

Anwendungen, ohne die<br />

Notwendigkeit von<br />

Sonderkonstruktionen<br />

Materialize the Best.<br />

Besuchen Sie<br />

uns auf der K Messe<br />

in Düsseldorf. Vom<br />

19. bis 26. Oktober <strong>2022</strong><br />

finden Sie uns in Halle 8b<br />

auf Stand C38.<br />

Wir holen das Beste für Sie heraus – von der Idee bis zur Serie. Als Experten für innovative<br />

Hochleistungskunststoffe fertigen wir für Sie hochwertige Kunststoff-Granulate für jede noch<br />

so anspruchsvolle Anwendung. Mehr Infos unter www.barlog.de<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 63


MESSE K <strong>2022</strong><br />

NACHHALTIG<br />

KONSTRUIEREN<br />

MIT HOCHLEISTUNGS-<br />

KUNSTSTOFFEN<br />

Ob Regranulat, Rezyklat oder Biopolymere: Neue Werkstoffe und Produkte<br />

ermöglichen eine nachhaltigere Konstruktion bewegter Anwendungen. Wir stellen<br />

Ihnen Gleitlager vor, die aus Biopolymeren und regranulierten Produktionsabfällen<br />

bestehen und universell einsetzbar sind. Sie sind zudem schmier- und wartungsfrei<br />

und leisten einen Beitrag zu einer positiven Umweltbilanz.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Cradle to Cradle oder von der Wiege zur Wiege lautet das<br />

Prinzip der Circular Economy, das die Natur zum Vorbild<br />

hat. Das Ziel: Verbrauchs- und Gebrauchsgüter in den<br />

biologischen beziehungsweise technischen Kreislauf<br />

zurückführen, um so kostbare Ressourcen und Rohstoffe zu<br />

schonen. Auch Kunststoffe sind im Sinne der anzustrebenden<br />

Kreislaufwirtschaft eine wiederverwendbare Ressource. Die Produktentwicklung<br />

kann die Nachhaltigkeit positiv beeinflussen,<br />

was auch der Kölner Motion-Plastics-Spezialist Igus mit seinen<br />

Hochleistungskunststoffen zeigt – sei es durch den Verzicht auf<br />

Schmiermittel, die Rücknahme ausgedienter Energieketten und<br />

deren Recycling oder die Herstellung neuer Produkte aus<br />

<strong>10</strong>0 Prozent recyceltem Material. Darüber hinaus bieten die sogenannten<br />

Motion Plastics auch Vorteile in puncto Lebensdauer,<br />

Gewicht, und Energieersparnis.<br />

Stefan Loockmann-Rittich, Leiter des<br />

Geschäftsbereichs iglidur Gleitlager, Igus<br />

VOM PRODUKTIONSABFALL<br />

ZUM NEUEN GLEITLAGER<br />

In der Produktion gelingt es Igus beispielsweise, 99 Prozent des<br />

Ausschusses erneut der Herstellung zuzuführen, in dem er regranuliert<br />

und beigemengt wird. Aus Angüssen oder Fehlteilen –<br />

dem klassischen Abfallprodukt der Produktion – wird jetzt auch<br />

eine neue Gleitlagerserie hergestellt: Iglidur Eco. Das Programm<br />

umfasst die vier neuen Werkstoffe Eco H, Eco P, Eco A180 und<br />

Eco G, die zu 97 bis <strong>10</strong>0 Prozent aus Regranulaten der seit vielen<br />

Jahren bewährten Igus-Werkstoffe bestehen. Dieses neue Angebot<br />

ermöglicht, dem wachsenden Kundenbedarf nach einer<br />

nachhaltigeren Konstruktion bewegter Anwendungen gerecht zu<br />

werden. Die vier Werkstoffe spielen in unterschiedlichsten Anwendungen<br />

ihre Vorteile aus. Iglidur Eco H ist besonders temperaturund<br />

medienbeständig und eignet sich daher für stark korrosive<br />

und heiße Umgebungen. Iglidur Eco H basiert auf einem speziell<br />

für den Einsatz unter Wasser und bei hoher Luftfeuchtigkeit entwickelten<br />

Werkstoff und bietet zudem eine hohe Beständigkeit<br />

gegen aggressive Chemikalien. Iglidur Eco P bietet eine hohe me-<br />

64 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


chanische Festigkeit bei geringer Feuchtigkeitsaufnahme und ist<br />

dadurch für den Einsatz im Außenbereich optimiert. Für preissensitive<br />

Anwendungen ist der Werkstoff Iglidur EcoA180 geeignet.<br />

Er überzeugt jedoch nicht nur in punkto Kosten, sondern<br />

bietet ebenfalls gute Verschleißeigenschaften bei gleichzeitig<br />

geringer Feuchtigkeitsaufnahme und hoher Medienbeständigkeit.<br />

<strong>Der</strong> äußerst robuste Werkstoff Iglidur Eco G basiert auf dem<br />

meistverkauften iglidur Werkstoff und ist als Allrounder für<br />

verschiedenste Gleitlager-Anwendungen geeignet. Er ist robust,<br />

hat sehr gute Reibwerte und ist für den Einsatz bei mittelhohen<br />

Temperaturen und Gleitgeschwindigkeiten geeignet.<br />

GLEITLAGER AUF BASIS<br />

NACHWACHSENDER ROHSTOFFE<br />

Seit einigen Jahren arbeitet Igus auch an Kunststoffen aus nachwachsenden<br />

Rohstoffen und hat bereits das Gleitlager Iglidur<br />

N54 im Angebot, das zu 54 Prozent aus Biopolymeren besteht<br />

CO 2<br />

-FUSSABDRUCK DIREKT IM BLICK<br />

Wie viel CO 2<br />

gelangt durch die Produktion eines Produktes in die Atmosphäre?<br />

Diese Frage ist sowohl für Hersteller als auch für Systemintegratoren<br />

und Anwender immer wichtiger. Eine Bilanzierung über die eigenen<br />

Unternehmensgrenzen hinweg ist allerdings in vielen Fällen eine echte<br />

Herausforderung. Etwa dann, wenn Maschinen aus hunderten Bauteilen<br />

verschiedener Hersteller zusammengesetzt sind. Um Kunden diese<br />

Aufgabe zu vereinfachen, veröffentlicht Igus in seinem Onlineshop<br />

erstmals genaue CO 2<br />

-Fußabdrücke für eine Vielzahl seiner schmier- und<br />

wartungsfreien Iglidur Polymergleitlager. So lässt sich auf einen Blick<br />

erkennen, wie viel Kohlendioxid-Emissionen die Produktion eines Kunststoff-Gleitlagers<br />

verursacht. <strong>Der</strong> Motion-Plastics-Spezialist bemüht sich<br />

aber nicht nur um Transparenz in Sachen Umweltbilanz, sondern auch um eine kontinuierliche CO 2<br />

-Reduktion in der eigenen<br />

Produktion. So gelang es dem Unternehmen 2021, die CO 2<br />

-Emissionen im Vergleich zum Vorjahr um 31,2 Prozent zu reduzieren<br />

– vor allem durch den Umstieg auf Ökostrom und klimaneutrales Gas.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 65


MESSE K <strong>2022</strong><br />

01<br />

01 Das neue Eco Gleitlagerprogramm von Igus wird<br />

aus regranulierten Produktionsabfällen hergestellt<br />

und ist schmier- und wartungsfrei<br />

02 Das Gleitlager Iglidur N54 besteht zu 54 Prozent<br />

aus nachwachsenden Rohstoffen<br />

03 In zahlreichen Versuchen im eigenen Testlabor stellen<br />

alle Gleitlager ihre Langlebigkeit unter Beweis; ihre<br />

Lebensdauer lässt sich einfach per Online-Tool berechnen<br />

POLYMERGLEITLAGER SCHONEN<br />

UMWELT UND RESSOURCEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

02<br />

03<br />

und universell einsetzbar ist. Ein weiterer Schritt hin zu einer<br />

positiven Umweltbilanz. Gute Reibwerte gepaart mit Standzeiten,<br />

die den Serieneinsatz in sporadisch bewegten Anwendungen<br />

erlauben, geben diesem Werkstoff einen festen Platz im Iglidur-<br />

IGUS ARBEITET AN GLEITLAGERN<br />

AUS BIOPOLYMEREN UND BIETET<br />

BEREITS EIN PRODUKT AUS 54 %<br />

NACHWACHSENDEN ROHSTOFFEN<br />

Programm. Das Lager aus Biopolymeren zeigt, dass Nachhaltigkeit<br />

bei Bauteilen funktioniert und motiviert die Experten von<br />

Igus in ihrer zukunftsorientierten Produktentwicklung. Gerade<br />

vor dem Hintergrund der zunehmenden Diskussionen um Nachhaltigkeit<br />

steigt die Nachfrage nach entsprechenden Angeboten.<br />

Das gesamte Iglidur Gleitlagerangebot bietet hinsichtlich Nachhaltigkeit<br />

einen ganz entscheidenden Vorteil: Dank der in den<br />

Werkstoffen enthaltenen Festschmierstoffe benötigen die Igus<br />

Motion Plastics keinerlei zusätzliche Schmierung. Dank des Verzichts<br />

auf externe Schmiermittel lässt sich gezielt die Umwelt<br />

schonen, denn bereits ein Liter Öl kann eine Million Liter Wasser<br />

unbrauchbar machen 1 . Die Schmiermittelfreiheit der Motion<br />

Plastics von Igus trägt darüber hinaus dazu bei, dass alle Iglidur-<br />

Gleitlager staub- und schmutzunempfindlich sind. So kann sich<br />

beispielsweise kein Dreck am Lager festhaften und es dadurch<br />

blockieren oder ausfallen lassen. Darüber hinaus schont die<br />

Wiederverwertung bereits verarbeiteter Rohstoffe nicht nur Ressourcen,<br />

sondern senkt auch die Kosten. Dank der Schmiermittelfreiheit<br />

der Iglidur-Lager können Anwender auch durch die<br />

Reduzierung von vorzeitigen Ausfällen und Wartungsaufwand<br />

zusätzliche Kosten sparen. Eine weitere Besonderheit der Igus<br />

Produkte ist ihre berechenbare Lebensdauer. Möglich ist das aufgrund<br />

der zahlreichen Tests im eigenen, 3.800 m2 großen Testlabor<br />

von Igus, in denen alle igus Produkte auf Herz und Nieren<br />

geprüft werden. Auf Basis der Ergebnisse der zahlreichen Tests<br />

lässt sich die Lebensdauer der Iglidur-Lager genau berechnen –<br />

und zwar ganz einfach per Online-Tool.<br />

CO 2 -FUSSABDRUCK FÜR SCHMIERFREIE<br />

TRIBO-GLEITLAGER<br />

Stehen <strong>Konstrukteur</strong>e vor der Frage, wie groß der CO 2<br />

-Fußabdruck<br />

ihrer Produkte ist, spielen auch die Werte zugekaufter<br />

Teile eine wichtige Rolle. Eine Bilanzierung über die eigenen<br />

Unternehmensgrenzen hinweg ist allerdings in vielen Fällen eine<br />

echte Herausforderung. Etwa dann, wenn Maschinen aus<br />

hunderten Bauteilen verschiedener Hersteller zusammengesetzt<br />

sind. Um Kunden diese Aufgabe zu vereinfachen, weist<br />

Igus jetzt den CO 2<br />

-Footprint für die meistverkauften Iglidur-<br />

Werkstoffe im Online-Shop aus. Anwender sehen so auf einen<br />

Blick, wie viel Kohlendioxid-Emissionen die Produktion eines<br />

Kunststoff-Gleitlagers verursacht und können gezielt Gleitlager<br />

mit den geringsten CO 2<br />

-Werten einsetzen. Das Ziel von Igus ist<br />

es, besonders langlebige Komponenten herzustellen und dabei<br />

so viele Rohstoffe wie möglich wieder zu verarbeiten, damit<br />

Ressourcen nicht verschwendet, sondern so lange wie möglich<br />

sinnvoll genutzt werden.<br />

Quelle 1 : Saskatchewan Association for Resource Recovery Corp., 2008<br />

Bilder: Aufmacher malp – stock.adobe.com, sonstige Igus<br />

www.igus.de<br />

66 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE K <strong>2022</strong><br />

VAKUUMTECHNIK FÜR<br />

DIE AUTOMATION<br />

Neben manuellen<br />

Handhabungssystemen<br />

zeigt<br />

Schmalz auf der K<br />

Komponenten und<br />

Systeme für<br />

automatisierte<br />

Prozesse in der<br />

Kunststoffindustrie.<br />

Dazu gehören<br />

mehrere Roboterzellen,<br />

die den Einsatz des modularen Greiferbaukasten<br />

PXT und der End-of-Arm-Ecosystems Match demonstrieren.<br />

Beide Systeme sind für Leichtbauroboter konzipiert<br />

und ermöglichen eine flexible Automatisierung. Mit dem<br />

PXT-Baukasten kann der Anwender aus Standard-Komponenten<br />

den Greifer für seine Aufgabe individuell zusammenstellen.<br />

Für deren Montage braucht er lediglich eine<br />

Kappsäge, Schraubenschlüssel, Bohrer und Inbusschlüssel.<br />

Mit dem Match-System kann der Roboter den jeweils<br />

optimalen mechanischen oder Vakuum-Greifer automatisiert<br />

wechseln. Möglich ist dies durch eine standardisierte<br />

mechanische sowie elektrische, pneumatische und<br />

Vakuum-Schnittstellen. Neben dem Vakuum-Erzeuger<br />

spielt auch der Leichtbaugreifer SLG seine maximale<br />

Flexibilität aus. Denn dieser ist über einen Online-Konfigurator<br />

einfach und individuell auch für komplexe<br />

Werkstücke bestellbar.<br />

www.schmalz.com<br />

KATALOG ZUM THEMA VERBINDEN<br />

UND POSITIONIEREN<br />

Optimiertes Layout, optimierte<br />

Struktur, vereinfachtes Bestellen.<br />

Zum 25. Firmenjubiläum<br />

präsentiert Inocon einen neu<br />

konzipierten Katalog, der auf<br />

392 Seiten sämtliche Produkte<br />

detailliert, mit allen Maßen,<br />

Funktionen und Varianten<br />

aufführt. Aber nicht nur das<br />

Layout und die Informationen<br />

wurden optimiert, sondern es<br />

wurde auch nachgedacht, wie<br />

Anwendern künftig das<br />

Bestellen vereinfacht werden kann. <strong>Der</strong> Schlüssel dazu ist die<br />

veränderte Artikelnummernstruktur. Alle Konstruktionselemente<br />

sind mit einer logisch aufgebauten Nummer spezifiziert,<br />

in all ihren Varianten, Details, Werkstoffen und Abmessungen.<br />

Den Überblick und auch die Suche nach passenden Lösungen<br />

erleichtert der Katalog mit einer bewährten Systematik: zunächst<br />

in die zwei Hauptgruppen Verbinden und Positionieren eingruppiert,<br />

folgt dann die funktionsorientierte Feinsortierung in<br />

Produktuntergruppen. Zudem wurde eine große Auswahl spezieller<br />

Präzisions-Doppelrohr-Lineareinheiten neu in das Portfolio<br />

aufgenommen. Für jedes Konstruktionselement stellt Inocon<br />

stets aktuelle 3D-Daten online bereit, die dann direkt in die<br />

Konzeption einfließen können. <strong>Der</strong> Konstruktionselemente-<br />

Katalog 20.0 von Inocon lässt sich kostenfrei ordern.<br />

Per Mail info@inocon.de oder online.<br />

www.inocon.de<br />

HOCH-VOLT-KONTAKTIERUNG<br />

Produkte für die Elektromobilität<br />

erfüllen häufig andere<br />

Funktionen als „klassische“<br />

Schrauben. Bei vielen<br />

Anwendungen kommen auch<br />

alternative Werkstoffe zum<br />

Einsatz. So werden hochpräzise<br />

Komponenten von Ejot für<br />

den Hoch-Volt-Bereich der<br />

E-Fahrzeuge in einem<br />

aufwendigen, mehrstufigen<br />

Kaltumformungs-Prozess aus<br />

Kupfer statt aus Stahl hergestellt. In Kombination mit einer weiteren Ejot-Fertigungsspezialität,<br />

dem Kunststoff-Spritzguss, ist die Kaltmassiv-Umformung<br />

auch die Basis-Technologie für spezielle Metall-Kunststoff-Komponenten. Diese<br />

kommen beispielsweise als Polschrauben für die Hoch-Volt-Kontaktierung<br />

von Batteriemodulen oder als Distanzhalter zur elektrischen Entkopplung von<br />

Leiterplatten in einem On-Board Charger zum Einsatz. Rund um das Thema<br />

Batterie liegt der Fokus bei Ejot wieder im „Verbinden“. Dort, wo höchste<br />

Montagesicherheit und Leistungsfähigkeit gefragt sind, kann die bereits aus<br />

dem Karosserie-Rohbau bekannte, fließlochformende FDS-Schraube ihre Vorteile<br />

voll ausspielen. Für diesen Anwendungsfall ausgestattet mit einer speziellen<br />

Dichtfunktion, sorgt sie für eine sichere Befestigung des Batteriegehäuses mit<br />

dem Deckel. Das ebenfalls aus dem Karosserie-Rohbau bekannte Ejoweld-Reibelementschweißen<br />

kommt dann ins Spiel, wenn an den Batterierahmen noch<br />

Aluminium-Komponenten gefügt werden müssen. Und falls der Batteriekasten<br />

aus Kunststoff statt aus Metall gefertigt ist, ermöglichen Evo PT-Schrauben eine<br />

prozesssichere Direktverschraubung des Deckels an den Batterierahmen. In der<br />

Konstruktion bieten sie darüber hinaus eine FEM-gestützte Bauteilanalyse und<br />

den digitalen Berechnungsservice Evo Calc.<br />

www.ejot.de


MESSE K <strong>2022</strong><br />

EFFIZIENTE INFRAROT-WÄRME FÜR<br />

NEUARTIGE VERBUNDWERKSTOFFE<br />

Das Bewusstsein für Umwelt, Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz steht bei<br />

vielen Unternehmen weit oben auf der Agenda. Das betrifft vor allem Branchen<br />

wie die Luftfahrt und Automobilindustrie. Hier spielt der Leichtbau und damit das<br />

Einsparen von Gewicht eine immer größere Rolle. Zum Einsatz kommen<br />

Verbundwerkstoffe in verschiedensten Varianten, deren Herstellungsprozesse<br />

hierbei eine wichtige Aufgabe übernehmen.<br />

Infrarotsystem mit<br />

schnell reagierenden,<br />

mittelwelligen<br />

Infrarot-Strahlern in der<br />

Composite-Herstellung<br />

am National<br />

Composites Centre<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Flugzeuge und Automobile sollen leichter werden, um Kraftstoff<br />

zu sparen. <strong>Der</strong> Transport der Fahrgäste soll aber an<br />

Sicherheit nicht einbüßen. Rotorblätter von Windenergieanlagen<br />

sollen leicht, jedoch gleichzeitig sehr belastbar<br />

sein. <strong>Konstrukteur</strong>e und Entwickler setzen daher auf faserverstärkte<br />

Kunststoffe. Solche modernen Verbundwerkstoffe bestehen aus<br />

Kunststoffen wie Polyphenylsulfid (PPS), Polyetheretherketon<br />

(PEEK) oder Epoxidharzen (EP), in die Carbon- oder Glasfasern<br />

eingebettet werden. Die Fasern machen das Bauteil fest und steif,<br />

die Kunststoffmatrix kann die auftretende Energie absorbieren.<br />

Viele hoch belastete Bauteile in Kraftfahrzeugen wie Lenkrohre,<br />

die hohen Torsionskräften ausgesetzt sind, oder auch Elemente<br />

für den Seitenaufprallschutz werden aus diesen Kompositen hergestellt.<br />

Die Anforderungen sind dementsprechend hoch. Bei der<br />

Herstellung solcher modernen Bauteile kommen daher Infrarot-<br />

Systeme zum Einsatz, die diese Materialien schnell und gleich-<br />

mäßig erwärmen. Sie stellen damit nicht nur die hohen Qualitätsansprüche<br />

sicher, sondern verkürzen auch die Prozesszeiten.<br />

WARUM WÄRMEPROZESSE IN DER<br />

KOMPOSIT-FERTIGUNG SO WICHTIG SIND<br />

Komposite sind verschieden, je nach ihrer späteren Applikation.<br />

So kommen kurzfaserverstärkte Duroplaste für große Karosserieteilen<br />

zum Einsatz, langfaserverstärkte Thermoplaste für hoch<br />

belastete Strukturbauteile oder gewebte Rovings für Windflügel.<br />

Allen gemeinsam ist, dass sie möglichst kosteneffizient hergestellt<br />

werden sollen. Bei der Fertigung von Kompositmaterialien<br />

werden verschiedene Wärmeprozesse benötigt, etwa zum Aushärten<br />

der duroplastischen Kunststoffe. Thermoplasten werden<br />

erwärmt, um sie zu verschweißen, zu formen oder umzuformen.<br />

Dabei haben der Faservolumengehalt und die Faserorientierung<br />

68 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


MESSE K <strong>2022</strong><br />

01 Thermoformung von endlosfaserverstärkten<br />

Verbundwerkstoffen mithilfe<br />

von schnellen Infrarotmodulen<br />

02 Energie richtig dosieren: Infrarot-Strahler<br />

heizen schnell und homogen<br />

01<br />

03 Mithilfe der CAE-Simulation lassen sich<br />

präzise und schnell Informationen zur<br />

Temperaturverteilung in Bauteilen berechnen<br />

einen erheblichen Einfluss auf die Wärmeleitung, sodass die homogene<br />

Erwärmung von Kompositmaterialien anspruchsvoll ist.<br />

Bisher führt man die erforderlichen Wärmeprozesse häufig mit<br />

konventionellen Heißluftöfen durch. Infrarot-Wärmetechnologie<br />

bietet dagegen einige Vorteile. Infrarot-Strahler zeigen sehr kurze<br />

Reaktionszeiten innerhalb von Sekunden, das macht Wärme<br />

regelbar und hilft, Energie richtig zu dosieren. Infrarot-Systeme<br />

sind relativ kompakte Wärmeeinheiten, die große Werkteile am<br />

Band erwärmen, ohne dass ein großvolumiger Ofen für das komplette<br />

Teil benötigt wird. Weiterer Vorteil ist, dass Infrarot-Strahlung<br />

genau an das Produkt und den Prozess angepasst werden können.<br />

Moderne numerische Methoden wie das Ray Tracing oder<br />

Computational Fluid Dynamics helfen zusätzlich, große Flächen<br />

homogen zu erwärmen, indem beispielsweise die Energieverteilung<br />

auf der Fläche optimiert wird. Wie diese Vorteile in der Praxis<br />

und Forschung und Entwicklung genutzt werden können, zeigen<br />

die folgenden Beispiele.<br />

CAE-SIMULATION LIEFERT IN DER<br />

KONZEPTPHASE WERTVOLLE ERKENNTNISSE<br />

Das National Composites Center (NCC) ist eine weltweit führende<br />

Instanz für Verbundwerkstoffe. Hier kommen die schlausten<br />

Köpfe und besten Technologien zusammen, um hoch komplexe<br />

technische Herausforderungen und Aufgaben zu lösen.<br />

Wie eingangs erwähnt, ist es bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen<br />

wichtig, eine präzise und homogene Wärmezufuhr<br />

aufrechtzuerhalten. Nur dann können die Schichten optimal<br />

verdichtet werden und so Strukturen mit hoher Integrität bilden.<br />

Das NCC beauftragte Heraeus Noblelight damit, ein System zu<br />

entwickeln, dass eine optimale Wärmezufuhr für die Verbundwerkstoffe<br />

gewährleistet. Die Experten von Heraeus nutzten dafür<br />

Tools wie CAE-Simulation, Ray Tracing und Computational Fluid.<br />

Es wurden Reflexionsmessungen durchgeführt, um die Materialeigenschaften<br />

des Komposits zu ermitteln, ein Drahtgittermodell<br />

erstellt und mit Ray Tracing die Bestrahlung simuliert. So konnte<br />

für den Zielbereich der Werkstoffbehandlung ein Konzept entwickelt<br />

werden, das die geforderte Homogenität bei einem Minimum<br />

an verwendeten Strahlern sicherstellt.<br />

Nach der CAE-Analyse bei Heraeus wurde im NCC ein Infrarotsystem<br />

mit schnell reagierenden, mittelwelligen Infrarot-Strahlern<br />

installiert. Dieses besteht aus sechs separaten Zonen, von denen<br />

jede PID-gesteuert ist und deren Oberflächentemperatur mit<br />

einem Pyrometer gemessen wird. Richard Entwistle, Projektleiter<br />

am NCC erklärt: „Wir waren beeindruckt von der Arbeit von Heraeus,<br />

sowohl in Bezug auf ihre CAE-Expertise als auch auf die<br />

Qualität der gelieferten Strahler.“<br />

INFRAROT IN DER THERMOFORM-FORSCHUNG<br />

Als Mitglied des „High Value Manufacturing Catapult“ der Regierung<br />

hat das National Composites Centre (NCC) in Bristol die<br />

Aufgabe, die Verbundwerkstoffstrategie für das Vereinigte Königreich<br />

zu entwickeln und voranzutreiben. Das Thermoformen zur<br />

Verarbeitung von Verbundwerkstoffen ist eine der vielen am NCC<br />

untersuchten Technologien. Ein aktuelles Projekt befasst sich<br />

damit, die Geometrien zu bestimmen, die durch Thermoformung<br />

von endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen entstehen können.<br />

Das Thermoformen erfolgt an einer Presse von PJ Hare, die mithilfe<br />

von Servomotoren und Antriebstechnologien eine präzise<br />

Kraft-, Positions- und Geschwindigkeitsregelung während der<br />

Umformung gewährleisten. Die für den Prozess benötigte Wärme<br />

wird von eingebauten Heizplatten bereitgestellt. Dabei ist es<br />

wichtig, dass das Rohmaterial aus Verbundwerkstoff genau die<br />

richtige Temperatur aufweist, wenn es in die Presse eingespeist<br />

wird. Ein Konvektionsofen erschien ungeeignet für diese Aufgabe.<br />

Sie benötigen zu viel Zeit, wodurch es zu einem Abbau des<br />

Polymers kommt. Schnelle Infrarotmodule liefern hier deutlich<br />

bessere Resultate.<br />

Als Ergebnis installierte PJ Hare unmittelbar vor der Umformpresse<br />

ein schnell reagierendes mittelwelliges Infrarot-System<br />

von Heraeus. Das Rohverbundwerkstoffmaterial wird auf einen<br />

speziell angefertigten Träger geladen und zunächst zwischen<br />

zwei 18-kW-Modulen hin- und herbewegt. Es wird dann mithilfe<br />

einer PLC-Steuerung auf die benötigte Temperatur gebracht.<br />

Sobald der Heizzyklus abgeschlossen ist und das Werkstück auf<br />

Temperatur gehalten wird, wird es in die Presse geführt und in<br />

Form gebracht. Somit ist ein kontrolliertes und präzises Vorheizen<br />

von thermoplastischen Kohlefaserlaminaten möglich.<br />

Bilder: Heraeus Noblelight<br />

www.heraeus-noblelight.com<br />

02<br />

03<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 69


MESSE K <strong>2022</strong><br />

MEHR NACHHALTIGKEIT<br />

FÜR CARBON-BAUTEILE<br />

In Hochleistungsbranchen kommen<br />

Leichtbaukomponenten aus Faserverbundwerkstoffen<br />

(FVK) zum Einsatz, wenn Nutzlasten und Materialeinsatz<br />

gesenkt und Emissionsziele erreicht werden sollen.<br />

Jedoch können die Werkstoffe bisher nicht industriell<br />

recycelt werden. Hier setzt das Projekt „TapeZyklat“ an<br />

und eröffnet ganz neue Perspektiven.<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) können dazu beitragen,<br />

das Gewicht von Bauteilen zu senken und diese<br />

gleichzeitig optimal für hohe Belastungen auszulegen.<br />

Da sich thermoplastische Tapes oder Organobleche aus<br />

FVK umformen und schweißen, aber auch mit etablierten Verfahren<br />

wie Spritzgießen kombinieren lassen, eignen sie sich besonders<br />

gut für Anwendungen in der Großserie. CFK werden<br />

auch im Fahrzeugbau im Hinblick auf E-Mobilität verstärkt eingesetzt,<br />

um Fahrzeuggewicht einzusparen und gleichzeitig gute<br />

Crasheigenschaften beizubehalten. Einem breiteren Einsatzspektrum<br />

steht bisher der teure Herstellungsprozess und die<br />

schwierige Wiederverwertung entgegen. Um die Nachhaltigkeit<br />

zu verbessern und Kosten zu senken, ist es erforderlich, die CFK-<br />

Materialien ressourceneffizient einzusetzen und industriell anwendbare<br />

Recyclingprozesse zu entwickeln. Hier setzt das Projekt<br />

„TapeZyklat“ unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie<br />

IPT in Aachen an: Die Projektpartner entwickeln<br />

Produktionstechnologien für einen neuen Recyclingprozess.<br />

Dabei verbinden sie Produktionsreste aus faserverstärkten<br />

Kunststoffen so miteinander, dass neue Bandhalbzeuge entstehen.<br />

Diese werden zur Herstellung neuer Bauteile genutzt und<br />

bieten sogar noch Vorteile bei der Verarbeitung im Thermoformen,<br />

dem Umformen unter Wärmeeinfluss.<br />

VERSCHNITTRESTE NEU ZUSAMMENFÜGEN<br />

UND 30 PROZENT MEHR MATERIAL NUTZEN<br />

Ziel der Projektpartner von „TapeZyklat“ war es, einen völlig neuen<br />

Prozess zu entwickeln, um kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische<br />

Tapes wiederzuverwerten. Denn beim Schneiden flächiger<br />

CFK-Tapes gehen bis zu 30 Prozent des Ausgangsmaterials<br />

als Produktionsabfälle verloren. <strong>Der</strong> Projektpartner Lösing<br />

GmbH Schneideservice fand nun im Rahmen des Projekts einen<br />

Weg, diese Abfälle zu sammeln und für den Recyclingkreislauf<br />

bereitzustellen. Bisher werden beim Recycling von FVK oft nur<br />

die Fasern wiederverwendet. Zum einen liegt dies daran, dass die<br />

Fasern der kostenintensive Teil des Verbundwerkstoffs sind. Zum<br />

anderen kommen in den meisten Fällen nicht schmelzbare Duromere<br />

als Matrixsysteme zum Einsatz. Dadurch, dass sich thermoplastische<br />

Materialien mehrfach aufschmelzen lassen, können<br />

diese wiederverwendet werden. Diese Eigenschaft nutzten die<br />

Forscherinnen und Forscher im Projekt „TapeZyklat“: Um den<br />

Recyclingprozess noch kostengünstiger zu gestalten, trennen die<br />

Projektpartner Fasern und Kunststoff des Tapes jedoch nicht.<br />

Stattdessen fügen sie die Schnittreste in einem neuartigen Verfahren<br />

zu einem neuen, flächigen Band zusammen. So bilden sie<br />

ein hochwertiges Tape-Halbzeug, das für die Herstellung neuer<br />

DER PROZESS THERMOFORMEN<br />

ERLAUBT EINE GRÖSSERE VIELFALT<br />

BEIM DESIGN DER BAUTEILE<br />

Bauteile verwendet werden kann. Es lässt sich unter Wärmeeinwirkung<br />

in die gewünschte Bauteilgeometrie umformen. Dadurch,<br />

dass die bereits vorgenommene Imprägnierung der Fasern<br />

mit dem Matrixmaterial bestehen bleibt, entfällt ein weiterer<br />

aufwendiger Prozessschritt.<br />

Für die Eigenschaften des zukünftigen Bauteils spielt es keine<br />

Rolle, dass keine Endlosfasern in den zugeschnittenen Resten<br />

mehr vorliegen. Es werden ähnlich gute Materialeigenschaften<br />

erzielt, wie bei neuwertigem Material. Da die Produktionsreste<br />

im neuen Recyclingprozess kontinuierlich weiterverwendet werden,<br />

können hohe Durchsatzraten erzielt werden.<br />

VORTEILE BEIM THERMOFORMEN<br />

Besonders vorteilhaft beim neuen Wiederverwertungsprozess ist<br />

es, dass bekannte Technologien wie Tapelegen und Thermoformen<br />

und bereits vorhandene, konventionelle Anlagentechnik genutzt<br />

werden können. Im Gegensatz zu konventionellen CFK-<br />

Tapes besteht das recycelte Material nicht aus Endlosfasern. Was<br />

nach einem Nachteil klingt, bietet einen großen Vorteil: Aus<br />

70 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


01<br />

MESSE K <strong>2022</strong><br />

01 Am Prüfstand der neuen Recyclinganlage<br />

werden die Verschnittreste auf ihre<br />

technischen Eigenschaften überprüft<br />

02 Das mit dem neuen Recyclingverfahren<br />

hergestellte Tape ermöglicht die Herstellung<br />

von hochbelastbaren Bauteilen mit in<br />

Belastungsrichtung orientierten Fasern<br />

DER<br />

KONSTRUKTEUR<br />

Newsletter<br />

DER E-MAIL-SERVICE<br />

für Konstruktionsleiter<br />

und <strong>Konstrukteur</strong>e, Entscheider<br />

in disziplinübergreifenden<br />

Konstruktions- und<br />

Entwicklungsprozessen<br />

im Maschinenbau<br />

und in der Elektrotechnik.<br />

AKTUELLE INFORMATIONEN<br />

rund um die Themen<br />

Antriebstechnik, Fluidtechnik,<br />

Automatisierungstechnik,<br />

CAD/CAM/PLM, Verbindungsund<br />

Werkstofftechnik<br />

sowie Konstruktionselemente.<br />

Tapes mit Endlosfasern lassen sich aufgrund der geringen Fließfähigkeit nur<br />

schwer Bauteile mit komplexen Formen herstellen.<br />

Anders beim recycelten Tape: Die Tapestücke verschieben sich beim Thermoformen<br />

gegeneinander, sodass die Projektpartner den Prozess gezielt auf<br />

die Drapierbarkeit des Materials abstimmen können. Durch die neuartige<br />

Aufbereitung ist es sogar möglich, das Material beim Thermoformen in Faserrichtung<br />

tiefzuziehen. Dies erlaubt eine größere Vielfalt beim Design der hergestellten<br />

Bauteile und führt zu robusteren Thermoforming-Prozessen, die<br />

wiederum effizienter und kostengünstiger ablaufen. Hierfür entwickelte der<br />

Projektpartner M.TEC Engineering GmbH ein Materialmodell des neuartigen<br />

Tapematerials und führte Bauteil- und Umformsimulationen durch, um das<br />

Potenzial des Materials in neuen Bauteilen umsetzen zu können.<br />

DATEN DES RECYCLINGWERKSTOFFS<br />

PROZESSBEGLEITEND AUSWERTEN<br />

Die Projektpartner nehmen die Materialdaten auf und werten diese aus, während<br />

sie das recycelte Material herstellen. Um die mechanischen Eigenschaften<br />

des neuen Halbzeugs sicherzustellen und zu testen, setzen sie Simulationen<br />

ein und produzieren Demonstratorbauteile. Die hergestellten Schutzhelme<br />

für die Industrie prüfen sie anhand geltender Normen.<br />

NEUE EINSATZGEBIETE VON<br />

FASERVERBUNDWERKSTOFFEN<br />

Zukünftig ist geplant, FVK-Bauteile aufgrund des geringeren Gewichts auch<br />

in weiteren Anwendungen einzusetzen, die deutlich preissensibler sind, zum<br />

Beispiel im Automobil- oder Maschinenbau. Um bei den Herstellungspreisen<br />

mit konventionellen Werkstoffen mithalten zu können, ist es für einen effizienten<br />

Werkstoffkreislauf zwingend erforderlich, übriggebliebene Stoffreste<br />

wiederzuverwerten. Die Projektpartner planen für die Zukunft, industriell<br />

einsetzbare Recyclingprozesse für Tapematerialien für weitere Anwendungsfelder<br />

zu entwickeln.<br />

Bilder: Fraunhofer IPT<br />

www.ipt.fraunhofer.de<br />

AM<br />

DER<br />

Jetzt<br />

kostenlos<br />

anmelden!<br />

PULS<br />

TECHNIK!<br />

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SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

TEAMWORK PAR EXCELLENCE<br />

Damit es beim Zusammenspiel von Elektro- und Mechanikkonstruktion<br />

nicht zu Verständigungsschwierigkeiten oder gar zu teuren Fehlern kommt,<br />

ist eine saubere Kollaboration unabdingbar. Softwarelösungen können<br />

die Zusammenarbeit und die Effizienz deutlich verbessern.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Elektrokonstrukteur<br />

und Mechanikkonstrukteur arbeiten parallel an einem<br />

Projekt. Da sie sich nicht abstimmen, nehmen beide unabhängig<br />

voneinander jeweils einen Motor in die händisch<br />

per Excel gepflegte Stückliste auf. Erst viel später, wenn Bauteile<br />

extern bestellt werden, fällt der Irrtum auf und es stellt sich die<br />

Frage: Wessen Motor ist der richtige? Ein fiktives Beispiel – doch<br />

eines, das in der Praxis alles andere als undenkbar ist. Besonders<br />

fatal kann sich ein solches Missverständnis auswirken, wenn es<br />

wie aktuell zu Lieferengpässen kommt. Falsche Bestellungen<br />

kann sich niemand leisten. Umso wichtiger ist daher, dass Stücklisten<br />

eindeutig und korrekt befüllt werden.<br />

SCHNELLERE ARBEITSABLÄUFE<br />

UND MEHR PRODUKTIVITÄT<br />

Mit Tools wie Solidworks Electrical lassen sich solche Fehler<br />

leicht vermeiden. Die Lösung, die nun in der aktuellen Version<br />

Solidworks <strong>2022</strong> Electrical vorliegt, ist zugeschnitten auf die Bedürfnisse<br />

interdisziplinär arbeitender Projektteams in einem kollaborativen<br />

Umfeld. Mehrere Anwender können damit bequem<br />

an einer Elektrokonstruktion arbeiten – und das mit einer deut-<br />

Dipl.-Ing. Klaus-Peter Linau, Senior Territory<br />

Technical Manager bei Dassault Systèmes<br />

lich höheren Produktivität dank schnellerer Arbeitsabläufe und<br />

vereinfachter gemeinsamer Datennutzung.<br />

Solidworks Electrical, die seit 2012 erhältliche Erweiterung von<br />

Solidworks, ist ein integriertes Werkzeug zur Entwicklung und<br />

Modellierung elektrischer Systeme inklusive ganzheitlichem<br />

mechatronischen Produktdatenmodell. Dabei werden alle in den<br />

Stromlaufplänen dargestellten Funktionen mit ihren relevanten<br />

3D-Daten sprichwörtlich in die „reale“ dreidimensionale Welt<br />

überführt, indem die 3D-CAD Modelle einer elektrischen Komponente<br />

in die mechanische Konstruktion integriert werden.<br />

Das System besteht aus zwei Modulen: Solidworks Electrical<br />

Schematic für die Erstellung einer elektrotechnischen Dokumentation,<br />

vom Titelblatt über die Stromlaufpläne bis hin zu<br />

den Fertigungsunterlagen und Solidworks Electrical 3D, als assoziative<br />

Integration in Solidworks CAD, um in einem kollaborativen<br />

Scenario 3D-Daten zwischen der Elektro- und Mechanikkonstruktion<br />

ohne Medienbrüche auszutauschen.<br />

MODULE ARBEITEN HAND IN HAND<br />

Die Standalone-Anwendung Solidworks Electrical Schematic ist<br />

ein ECAD-Werkzeug zur Erstellung elektrotechnischer Dokumentation.<br />

<strong>Der</strong> Elektrokonstrukteur erstellt damit seine Schaltund<br />

Stromlaufpläne, aus denen später Unterlagen für die Fertigung<br />

abgeleitet werden. Das intelligente und datenbankbasierte<br />

System erlaubt die einfache Erstellung von Klemmenplänen und<br />

Stücklisten per Knopfdruck. Praktisch ist: Jede nachträgliche Än-<br />

72 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01 <strong>Der</strong> optimierte und schnelleren Routing-Algorithmus<br />

führt zu kürzen Entwicklungszyklen<br />

02 Bei großen elektrischen Projekten wurde die Leistung<br />

verbessert, Konstruktionen können schneller vom Schaltplan<br />

in 3D überführt werden<br />

01<br />

03 Das bislang nur als Website verfügbare Electrical Content<br />

Portal (ECP), ist nun in die Software integriert; Daten von<br />

Zukaufteilen lassen sich so direkt aus dem ECP herunterladen<br />

ZEITERSPARNIS UND FEHLER-<br />

REDUZIERUNG SIND VORTEILE<br />

DER AUTOMATISMEN DES SYSTEMS<br />

derung im Stromlaufplan wird dabei in der Stückliste automatisch<br />

angepasst – eine enorme Arbeitserleichterung im Vergleich<br />

zur händischen Stücklisten-Pflege und weniger fehleranfällig.<br />

<strong>Der</strong> größte Mehrwert aber ergibt sich durch die Verbindung<br />

mit dem zweiten Modul, Solidworks Electrical 3D. Hiermit kann<br />

der Elektroplaner den im Schwestermodul erstellten Schaltplan<br />

in ein 3D-Modell überführen. Die Software zeigt ihm alle im<br />

Schaltplan vorhandenen Bauelemente und er kann diese virtuellen<br />

Komponenten im 3D-Modell der Maschine oder des Schaltschrankes<br />

positionieren. Aus der im Anschluss automatisch generierten<br />

Verkabelung entstehen virtuelle Kabelbäume, die wiederum mithilfe<br />

der integrierten Zeichenwerkzeuge als Grundlage für detaillierte<br />

Baugruppenzeichnungen genutzt werden können. Viele<br />

Daten können dabei direkt aus der Datenbank entnommen werden<br />

– Zeitersparnis und Fehlerreduzierung sind die Folge.<br />

<strong>Der</strong> Elektroplaner füllt den Schaltschrank auf Basis der Vorarbeiten,<br />

die im 2D-Bereich geleistet wurden, besonders effizient.<br />

Sind Klemmenpläne und 2D-Anordnung der Komponenten definiert,<br />

füllt sich der Schaltschrank quasi von selbst. Im 3D-Modell<br />

wird jede Leitung, jede Ader und jede Klemme realistisch dargestellt,<br />

sodass das Modell in der Montage als Vorlage für den<br />

Schaltschrankbauer dienen kann.<br />

KONTINUIERLICHE WEITERENTWICKLUNG<br />

Mit der neuen Version beweist Solidworks, dass die Weiterentwicklung<br />

der Systems kontinuierlich und kundenbasiert weiterläuft.<br />

Viele kleine Änderungen erleichtern Anwendern die Arbeit.<br />

Zu den Verbesserungen in Solidworks Electrical <strong>2022</strong> zählt auch<br />

die Erweiterung auf das Electrical Content Portal (ECP), das einen<br />

schnellen Zugriff auf die Produktdaten von Elektrobauteilen und<br />

Kabelmaterialien ermöglicht. Bislang war das ECP als Website verfügbar,<br />

nun ist es in die Software integriert. Daten von Zukaufteilen<br />

lassen sich nun auch direkt aus dem ECP herunterladen.<br />

Eine weitere Verbesserung betrifft die Navigation innerhalb der<br />

oft seitenstarken Projektdokumentation, die nun via Hyperlinks<br />

mit Komponentendatenblättern verknüpft werden kann. Einzelne<br />

Bauteile lassen sich so schnell wiederfinden. Solidworks Electrical<br />

<strong>2022</strong> verfügt zudem über eine erweiterte PDF-Ausgabe.<br />

Dort werden Datenblätter wie Bedienungsanleitungen, Montagehinweise,<br />

Programmierhinweise oder Handbücher hinterlegt<br />

und können Kunden zur Verfügung gestellt werden.<br />

Darüber hinaus wurde die Software in der Version <strong>2022</strong> vor allem<br />

im Bereich Performance weiterentwickelt. Das zeigt sich in<br />

einem schnelleren elektrischen 3D-Routing, dem virtuellen Verlegen<br />

von Drähten, Kabeln und Kabelbäumen in Maschine oder<br />

Produkt. Nutzer können durch den optimierten und somit<br />

schnelleren Routing-Algorithmus mehr von ihren Konstruktionsideen<br />

ausprobieren und das führt letztlich zu kürzen Entwicklungszyklen.<br />

Auch bei großen elektrischen Projekten wurde die<br />

Leistung verbessert, Konstruktionen können schneller vom<br />

Schaltplan in 3D überführt werden.<br />

CLOUDBASIERTE DATENVERWALTUNG<br />

UND ZUSAMMENARBEIT<br />

Kollaboration innerhalb eines Projektteams an einem oder mehreren<br />

Standorten wird mithilfe von Tools wie Solidworks Electrical<br />

erheblich vereinfacht. Doch manchmal reicht das noch nicht<br />

aus. Gerade bei weltweit operierenden Teams sind andere Funktionen<br />

und Möglichkeiten zur Zusammenarbeit gefragt. Die Zukunft<br />

liegt im Engineering auf der Cloud. Daher existiert Solidworks<br />

Electrical als eigenständige App für die 3DExperience-<br />

Plattform von Dassault Systèmes und das bei vollständiger Datenkompatibilität<br />

zur bekannten Desktop-Version. Die Plattform<br />

ist eine kollaborative Umgebung, mit der Unternehmen Entwicklungen<br />

auf völlig neue Art und Weise vorantreiben können.<br />

Durch die Verknüpfung mit der Plattform verbessert Solidworks<br />

Electrical die Zusammenarbeit bei der Elektrokonstruktion noch<br />

weiter, vor allem wenn die Anwender-Teams global verteilt sind.<br />

Bilder: Aufmacher dihard – stock.adobe.com, sonstige Dassault Systèmes<br />

www.3ds.com<br />

02<br />

03<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 73


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

SELEKTIEREN UND KONFIGURIEREN LEICHT GEMACHT<br />

Damit Anwender künftig noch schneller und einfacher das passende<br />

Produkt für ihre Anforderungen finden, hat der Lineartechnikanbieter<br />

Rollon die interaktive Konfigurationsplattform MyRollon ins Leben gerufen.<br />

Sie verbindet selbständige Recherche mit persönlicher Beratung und bietet<br />

eine übersichtliche Oberfläche mit intuitiver Menüführung. Auf diese Weise<br />

sollen <strong>Konstrukteur</strong>e und Desginer bestmöglich bei ihrer Arbeit unterstützt<br />

werden. Die Auswahl erfolgt über Parameter wie Art der Linearkomponente<br />

bzw. des Linearsystems, Umgebungsbedingungen, benötigter Arbeitsbereich<br />

und/oder Antriebssystem. <strong>Der</strong> Anwender erhält alle wichtigen<br />

Informationen wie verfügbare Optionen und Baugrößen, technische Details<br />

und Leistungsdaten auf einen Blick. Zudem lassen sich Produkte in puncto<br />

Leistungsfähigkeit und Ausstattung vergleichen. Bei Bedarf können Nutzer<br />

jederzeit auch mit Experten von Rollon in Kontakt treten, unter anderem<br />

via Online-Formular oder Live-Chat.<br />

www.rollon.de<br />

VERBESSERTE GENERATIVE<br />

PRODUKT-DESIGNS IN KURZER ZEIT<br />

PTC hat die neunte Version<br />

der CAD-Software Creo<br />

vorgestellt. Zu den<br />

Neuerungen zählt ein<br />

aktualisierter Modellbaum<br />

sowie eine Funktion zur<br />

Aufteilung von Flächen,<br />

um die Analyse und<br />

Produktdefinition<br />

zu verbessern. In der<br />

Simulationsumgebung<br />

wurden zudem Multiphysikfunktionen<br />

von<br />

Ansys integriert. Neu sind weiterhin Applikationen, mit<br />

denen sich Optimierungsstudien und Eigenfrequenzgrenzen<br />

definieren lassen. Nachgelagerte Fertigungsinformationen<br />

können direkt in das Modell eingefügt werden und erweiterte<br />

Werkzeuge helfen, gebotene Sicherheits-, Gesundheits- und<br />

Arbeitsplatzstandards sicherzustellen. Darüber hinaus lässt<br />

sich die Sichtlinie und das Sichtfeld des Nutzers simulieren<br />

und visualisieren. Creo 9 bietet ferner Kontrolle über stochastische<br />

und formelbasierte Gitter sowie Stützstrukturen bei<br />

der additiven Fertigung. Verbesserungen in der subtraktiven<br />

Fertigung adressieren 5-Achsen-Schlicht-Werkzeugwege,<br />

Drehen, Formenbau und adaptive Vorschubraten beim Fräsen.<br />

www.ptc.com<br />

CONDITION-DOCTOR FÜR ROBOTER<br />

IN DER FERTIGUNGSINDUSTRIE<br />

RoboDK und BobCAD-CAM haben ihre Partnerschaft vertieft<br />

und ein Plugin zur Kopplung von CAM und Roboter Offline-<br />

Programmierung auf den Markt gebracht. Es ist damit für<br />

Anwender beider Softwarepakete verfügbar. Das Plugin<br />

kombiniert die auf die spanende Bearbeitung ausgerichteten<br />

Applikationen von BobCAD-CAM mit den Offline-Roboterprogrammierfunktionen<br />

von RoboDK. Eine nahtlose Erzeugung<br />

der Roboter-Bearbeitungspfade direkt aus der BobCAD-CAM-<br />

Oberfläche ist<br />

sichergestellt.<br />

Das Plugin wird<br />

einfach in die<br />

vorhandene<br />

BobCAD-CAM-<br />

Installation<br />

integriert – Bob-<br />

CAD-CAM V34,<br />

BobCAM für Solidworks V<strong>10</strong> oder BobCAM für Rhinoceros V2.<br />

<strong>Der</strong> Zugriff auf die Hauptfunktionalität erfolgt über das neue<br />

Panel, das der BobCAD-CAM-Benutzeroberfläche hinzugefügt<br />

wurde. Bearbeitungspfade werden per Knopfdruck an den<br />

Roboter gesendet und das Roboterprogramm in RoboDK bei<br />

Bedarf weiter verbessert. Das Plugin steht in englischer,<br />

deutscher, französischer, italienischer und tschechischer<br />

Sprache zur Verfügung.<br />

www.datacad.de<br />

SOFTWARE FÜR VARIANTENMANAGEMENT UND KONFIGURATION VON GETRIEBELÖSUNGEN<br />

Beim Getriebehersteller Flender gibt es das passende Getriebe für jede Anforderung – aus dem<br />

Baukasten oder als Kundenlösung. Für die Entwicklung einer neuen Getriebelösung hat sich<br />

Flender vor zwei Jahren für Adesso als Digitalisierungspartner entschieden. Das Resultat des<br />

Transformationsprogramms, in dem Prozesse End-to-End digitalisiert wurden, ist das Industriegetriebe<br />

Flender One. Adesso hat Flender bei der Digitalisierung all seiner Workflows rund um<br />

Anfrage, Produktkonfiguration, Preisfindung, Angebot, Kundenauftrag, Bestellung, Einzelteilfertigung,<br />

Montage, Auslieferung, Inbetriebnahme und Service von Flender One unterstützt. Im<br />

Rahmen der Zusammenarbeit entstand die Software-Lösung Fire. Projektkoordinator Andreas<br />

Liesche, Geschäftsführer der Adesso Manufacturing Industry Solutions GmbH, beschreibt Fire als<br />

einen „Software-Baukasten, der gegenwärtig einzigartig in der deutschen Fertigungslandschaft<br />

ist.“ Fire fügt sich reibungslos in die SAP-Systemlandschaften ein und integriert relevante Non-SAP-Systeme. Daten für die Produktion<br />

wie etwa 3D-Modelle und Zeichnungen, Stücklisten und Arbeitspläne sowie Servicedokumente können automatisiert erstellt<br />

werden. Adesso wird Flender nach dem Launch von Flender One auch weiterhin als Digitalisierungspartner begleiten.<br />

www.adesso.de<br />

74 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

FILIGRANE FREMDKÖRPER<br />

SICHER DETEKTIEREN<br />

Mit der 3D-Visionlösung Clearspace 3D von VMT lassen sich<br />

unerwünschte kleine Fremdkörper, wie Werkzeuge, Schraube<br />

und Muttern oder Absplitterungen, in automatisierten<br />

Füge- und Montageprozessen sicher lokalisieren. Dies<br />

geschieht in einem zweistufigen Messverfahren. Schäden an<br />

Werkstücken, Greifern oder Werkzeugen lassen sich damit<br />

ebenso verhindern, wie Prozessunterbrechungen oder<br />

komplette Stillstände. VMT Clearspace 3D kann sowohl mit<br />

VMT-eigenen 3D-Sensoren wie dem Stereokamerasystem<br />

Deepscan als auch mit 3D-Sensoren anderer Hersteller<br />

ausgerüstet werden. Die Auswertung der Messungen erfolgt<br />

in der Softwareplattform VMT MSS, die eine Vielzahl von<br />

Konfigurations-, Auswertungs-, Analyse- und Konnektivitätsoptionen<br />

bietet. Alternativ ist ein Stand-Alone-Betrieb<br />

möglich. Die Stereosensoren sind so lichtstark, dass die Fläche<br />

bestmöglich ausgeleuchtet wird, hinreichend auswertbare<br />

Remissionen aus der Messebene zurückkommen und Fremdlichteinflüsse<br />

kompensiert werden.<br />

www.vmt-systems.com<br />

FLÄCHEN DIGITAL IN<br />

KONSTRUKTIONEN INTEGRIEREN<br />

Das Engineeringtool<br />

von Item ermöglicht<br />

ab sofort die Integration<br />

von Flächen in<br />

Konstruktionsprojekte.<br />

Mit wenigen<br />

Klicks lassen sich<br />

Gestelle erweitern<br />

und neue Objekte<br />

gestalten. Diese<br />

können zum Beispiel<br />

Maschinenkabinen,<br />

Türen, Hauben,<br />

Regale oder individuelle Tische sein. Die gesamte Projektrealisierung<br />

erfolgt damit digital. Die Dokumentation kann der<br />

Nutzer zum Schluss automatisch im Engineeringtool erstellen<br />

lassen und fertige Konstruktionen direkt bestellen. Während<br />

es sehr aufwendig ist, Flächen im CAD-Programm einzufügen,<br />

geht dies mit dem Engineeringtool unkompliziert. An den<br />

gewünschten Stellen positionieren Nutzer zunächst eine<br />

Befestigung. Die benötigten Bearbeitungen ergänzt die<br />

Software automatisch. Dann wird die Fläche platziert – fertig.<br />

Eingefügt werden kann zum Beispiel ein Multiblock. Flächen<br />

können bündig eingebaut, versenkt oder auf dem Profil<br />

positioniert werden. Die Abstände und die Flächengröße<br />

ergeben sich dann quasi wie von selbst. Ebenso lassen sich<br />

auch Tischplatteneinhängungen oder -befestigungen platzieren,<br />

um Tische mit individuellen Abmaßen konstruieren zu<br />

können.<br />

www.item24.com<br />

AZ -Druckschalter2<strong>10</strong> x 75_3BK.qxp_Layout 1 08.07.22 17:20 Seite 1<br />

HERSTELLABWEICHUNGEN UND FLANKENWELLIGKEIT<br />

Anwendern ist es nun möglich mit der Hilfe von Kisssoft den Einfluss von Herstellabweichung<br />

auf den resultierenden Drehwegfehler und die Kraftanregung abschätzen.<br />

Für die Formabweichungen in Profil- oder Flankenlinien-Richtung wird auf die<br />

theoretisch ideale Zahnflanke eine sinusförmige Welligkeit aufgebracht. Die Welligkeit<br />

lässt sich mit Amplitude, Länge und Phasenverschiebung modifizieren. Durch<br />

die Vorgabe einer zusätzlichen Winkelabweichung wird die Gesamtabweichung<br />

simuliert. Diese Abweichungen können sowohl in Profil- als in Breitenrichtung<br />

oder kombiniert ausgeführt werden. Als Resultat ergibt sich die Veränderung von<br />

Drehwegfehler, Kraftanregung und anderer wesentlicher Einflüsse auf die Vibrationsanregung.<br />

<strong>Der</strong> Anwender kann damit prüfen, wie sensibel eine theoretisch vorgegebene<br />

Zahnflankenmodifikation auf Herstellabweichungen reagiert.<br />

www.kisssoft.com<br />

DRUCKSCHALTER VAKUUMSCHALTER<br />

DIFFERENZ-DRUCKSCHALTER DRUCKSENSOREN<br />

ELEKTRONISCHE DRUCKSCHALTER<br />

MEHR: www.layher-ag.de


SPECIAL<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

SPECIAL<br />

ANS GANZE DENKEN<br />

Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile:<br />

Dieser Grundsatz gilt auch für die<br />

Maschinensicherheit, wenn sich der<br />

<strong>Konstrukteur</strong> für eine Systemlösung aus einer<br />

Hand entscheidet. Drei Beispiele zeigen, welchen<br />

Nutzen eine perfekt auf die individuellen<br />

Anforderungen abgestimmte Sicherheitslösung<br />

bietet – sowohl für den Hersteller als auch<br />

für den Anwender der Maschine.<br />

Tobias Thiesmann, System- und Lösungsmanager,<br />

Schmersal Gruppe, Wuppertal


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

Wann ist der beste Zeitpunkt, die Maschinensicherheit<br />

in eine Maschine „hineinzukonstruieren“? Die<br />

schlechteste Lösung bzw. Antwort ist bekannt:<br />

Wenn dieser Schritt ganz am Ende des Prozesses<br />

erfolgt, nachdem die Maschine mit allen betriebsmäßigen Funktionen<br />

entwickelt und konstruiert worden ist. Besser ist es, schon<br />

im Entstehungsprozess der Maschine die Sicherheitsfunktionen<br />

nicht nur zu berücksichtigen und mitzudenken, sondern sie<br />

tatsächlich auch direkt mitzukonstruieren. Dann ist die Wahrscheinlichkeit<br />

gering, dass sich der Anwender später durch die<br />

Schutzeinrichtungen in der Bedienung der Maschine beeinträchtigt<br />

sieht, was in der Praxis Anlass zu Manipulation geben kann.<br />

Dabei – und das ist eine weitere Empfehlung – lohnt es sich,<br />

gerade im Bereich der sicheren Signalauswertung neueste Technologie<br />

einzusetzen, zum Beispiel Sicherheitssteuerungen mit<br />

Kommunikationsschnittstelle statt Sicherheitsrelaisbausteinen<br />

ohne Diagnosemöglichkeit. Das mag auf den ersten Blick teurer<br />

sein, aber das täuscht oft, wenn man die Gesamtkosten betrachtet<br />

und zum Beispiel auch den Installationsaufwand berücksichtigt.<br />

MÖGLICHKEITEN DER STEUERUNGS-<br />

TECHNIK NUTZEN<br />

Drittens schließlich bietet der zunehmende Einsatz von sicherheitsgerichteter<br />

Steuerungstechnik auch den Vorteil, dass die Sicherheitsfunktionen<br />

mit den nicht sicherheitsgerichteten Funktionen<br />

der Maschine bestmöglich abgestimmten werden können. Sogar<br />

eine spezifische Anpassung dieser Funktionen durch Programmierung<br />

oder Parametrierung lässt sich realisieren. In anderen<br />

Projekten verringert sich der Installationsaufwand. Das Schmersal-<br />

Projektteam „Systeme und Lösungen“ treibt solche Konzepte<br />

voran und projektiert – gemeinsam mit den Anwendern – entsprechende<br />

Sicherheitslösungen. <strong>Der</strong> Nutzen solcher Lösungen<br />

lässt sich am besten an drei Beispielen verdeutlichen.<br />

SICHERHEITSKOMPAKTSTEUERUNG<br />

MIT INDIVIDUELLER SOFTWARE<br />

Ein Hersteller von Brotschneidemaschinen für Supermärkte suchte<br />

nach einer Lösung für die Überwachung und Integration der<br />

Sicherheitseinrichtungen: Stillstandsüberwachung der Schneidvorrichtung,<br />

Zuhaltung der Schutzhaube, sensorische Überwachung<br />

der Schutzhaube und Not-Halt. Im Wettbewerb mehrerer Anbieter<br />

konnte sich Schmersal mit dem Konzept durchsetzen, eine<br />

anwendungsspezifisch programmierte OEM-Version der Sicherheitskompaktsteuerung<br />

Protect-Select zu verwenden.<br />

Die anwendungsspezifische Software trägt allen individuellen<br />

Anforderungen des Maschinenherstellers Rechnung. Sie lässt sich<br />

universell für mehrere Baureihen einsetzen, ermöglicht umfassende<br />

Diagnosefunktionen und bietet im Vergleich zu einer herkömmlichen<br />

Stillstandsüberwachung erhebliche Kostenvorteile.<br />

EINFACHE KONFIGURATION BIETET<br />

VERBESSERTE DIAGNOSEMÖGLICHKEITEN<br />

Ein zweites Beispiel: Ein namhaftes Unternehmen, das Lebensmittelmaschinen<br />

herstellt und eine neue Maschinenbaureihe<br />

entwickelte, konsultierte Schmersal für die Auswahl der sicherheitstechnischen<br />

Hardware zur Überwachung mehrerer Schutztüren<br />

und Klappen an einer Schneidanlage. Die Herausforderung<br />

bestand hier darin, die insgesamt 13 verschiedenen Typen von<br />

Sicherheitsauswertungen, die in diversen Produktreihen des<br />

Kunden verbaut waren, zu vereinheitlichen. Auslöser dafür war<br />

ein Mix aus Anforderungen an die Verfügbarkeit, gestiegenen<br />

Sicherheitsstandards und Abkündigungen seitens der Hersteller.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 77


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

01 Am besten im System denken: Dieses Konzept bewährt<br />

sich bei der Planung und Konfiguration von Lösungen für<br />

die Maschinensicherheit<br />

02 Die Sicherheitskleinsteuerung wird in OEM-Varianten<br />

mit kundenspezifischer Programmierung angeboten<br />

03 Auch Sicherheitsrelaisbausteine können kundenspezifisch<br />

programmiert werden<br />

01<br />

04 Über die Safety Fieldbox lassen sich bis zu acht Sicherheitsschaltgeräte<br />

im Feld anschließen: Die Daten werden gesammelt<br />

weitergegeben – das spart Verdrahtungsaufwand<br />

und bei Unregelmäßigkeiten. Dieser Vorschlag wurde im Engineering<br />

Service von Schmersal in die Praxis umgesetzt. Und er<br />

ließe sich auch mit Sicherheitsrelaisbausteinen umsetzen: Hier<br />

bietet Schmersal ebenfalls Baureihen an, die mit kundenspezifischen<br />

Funktionen ausgestattet werden können.<br />

02<br />

03<br />

EFFIZIENTE INSTALLATION VON<br />

SICHERHEITSSCHALTGERÄTEN<br />

Auch bei der Installation und Integration von Sicherheitsschaltgeräten<br />

im Feld kann der Maschinenbauer Kosten sparen und dem<br />

Anwender der Maschine zugleich verbesserte Funktionalitäten<br />

bieten. Dafür steht das dritte Beispiel.<br />

Ein Hersteller von Verpackungsmaschinen überwacht die<br />

Schutztüren einer Maschinenbaureihe mit unter anderem Sicherheitszuhaltungen<br />

(AZM 300), Sicherheitssensoren (RSS 260) sowie<br />

mit Befehlsgeräten und Not-Halt. Das Application Engineering<br />

von Schmersal schlug die Anschaltung dieser (Sicherheits-)<br />

Schaltgeräte über eine Safety Fieldbox vor. Seitdem profitiert der<br />

BEREITS IM ENTSTEHUNGS-<br />

PROZESS DER MASCHINE<br />

SOLLTEN SICHERHEITSFUNKTIONEN<br />

MITKONSTRUIERT WERDEN<br />

Maschinenbauer auch hier von vereinfachter Installation und der<br />

Anwender unter anderem von schneller Diagnose im Fehlerfall.<br />

Die Safety Fieldbox von Schmersal ermöglicht die Anschaltung<br />

von bis zu acht Sicherheitsschaltgeräten verschiedener Bauarten<br />

im Feld. Sowohl die sicherheitsgerichteten als auch die betriebsmäßigen<br />

Signale werden gesammelt und über das Profinet/Profisafe-<br />

Protokoll mit übergeordneten Steuerungen verbunden. Zukünftig<br />

wird die Flexibilität dieses Systems noch weiter erhöht: Dann<br />

werden dem Anwender auch Ausführungen mit Anbindung an<br />

Ethernet/IP CIP Safety und Ethercat FSoE zur Verfügung stehen.<br />

SPECIAL<br />

04<br />

In Zusammenarbeit mit Schmersal wurden die Funktionen dieser<br />

13 Sicherheitsbausteine in einem Gerät – einer Sicherheitskompaktsteuerung<br />

Protect Select OEM mit kundenspezifischen<br />

Software-Modulen – vereint. Durch die einfache Konfiguration<br />

kann das neue Gerät jetzt komfortabel an den Einsatz in den<br />

verschiedenen Produktbaureihen angepasst werden.<br />

Das sind klare Vorteile aus Sicht des Maschinenbauers. Auch<br />

der Anwender der Maschine profitiert von dieser Lösung, unter<br />

anderem durch verbesserte Diagnosemöglichkeiten im Fehlerfall<br />

VORTEILE DER SYSTEMLÖSUNG<br />

Die Beispiele zeigen, dass ganzheitliches Denken bei der Auswahl<br />

und Konfiguration von Sicherheitssystemen zu besseren<br />

Lösungen führt – sowohl aus Sicht des Maschinenbauers als auch<br />

aus der Perspektive des Anwenders dieser Maschinen. Schmersal<br />

wird diesen Ansatz des System- und Lösungsangebots deshalb<br />

weiter ausbauen und an zahlreichen konkreten Beispielen<br />

beweisen, dass das Ganze mehr sein kann als die Summe seiner<br />

Teile – auch und gerade in der Maschinensicherheit.<br />

Bilder: Schmersal<br />

www.schmersal.com<br />

78 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


TÜV SÜD UNTERSTÜTZT UNTERNEHMEN BEI NACHHALTIGKEITSZIELEN<br />

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

Mehr als 40 Prozent der weltweiten CO 2<br />

-Emissionen stammen aus der Industrie. Um<br />

globale Nachhaltigkeits- und Dekarbonisierungsziele zu erreichen, ist ein grundlegender<br />

Wandel in den Unternehmen erforderlich. „Inzwischen hat sich in vielen Branchen und<br />

Unternehmen die Erkenntnis durchgesetzt, dass die proaktive Verfolgung von Nachhaltigkeits-<br />

und Dekarbonisierungszielen einen entscheidenden Vorsprung im weltweiten<br />

Wettbewerb bringt“, sagt Thore Lapp, Leiter der Business Unit Green Energy & Sustainability<br />

von TÜV SÜD. TÜV SÜD unterstützt Unternehmen mit einem umfassenden Leistungsspektrum<br />

dabei, die Umsetzung gesetzlicher Vorgaben nachzuweisen und eigene Dekarbonisierungsvorhaben<br />

gezielt umzusetzen und zu dokumentieren. Die Leistungen reichen von<br />

der Verifizierung von Carbon Footprints und der Zertifizierung der Klimaneutralität über<br />

Treibhausgas-Bilanzierungen bis zu umfassenden Nachhaltigkeitsassessments, die sich an<br />

den Vorgaben der Sustainable Development Goals (SDGs) der Vereinten Nationen orientieren.<br />

Mit dem Verix-Verfahren hat TÜV SÜD zudem eine Möglichkeit entwickelt, die CO 2<br />

-Bilanz unterschiedlicher Produktionsverfahren<br />

zu validieren und ausgehend von einer definierten Baseline die Dekarbonisierungsfortschritte zu dokumentieren.<br />

www.tuvsud.com<br />

HYGIENEANFORDE-<br />

RUNGEN ERFÜLLEN<br />

Seit 45 Jahren ist Hema<br />

bekannt als Spezialist für<br />

Maschinenschutzsysteme mit<br />

einem breiten Portfolio an<br />

Schutz-, Klemm-, Brems- und<br />

Sichtsystemen. Mit dem<br />

Produktbereich Sanitation<br />

stellt sich das Unternehmen<br />

jetzt in einem weiteren<br />

Marktsegment auf und bietet<br />

Lösungen für Bereiche mit<br />

besonderen Hygieneanforderungen<br />

– von der Fertigung und<br />

dem Verkauf von Lebensmitteln<br />

bis hin zur Gemeinschaftsverpflegung.<br />

In hygienesensiblen<br />

Branchen müssen nicht nur die<br />

Anlagen zur Herstellung und<br />

zur Präsentation von Lebensmitteln<br />

regelmäßig gereinigt<br />

werden, sondern auch das<br />

Equipment und die Bekleidung<br />

der Angestellten. Dafür bietet<br />

Hema hocheffektive Systeme<br />

zur Sanitation, beispielsweise<br />

für Arbeitskleidung, Gummistiefel<br />

oder Küchenequipment<br />

wie Messer und Schneidbretter.<br />

Mithilfe von UV-C Licht und/<br />

oder der Plasma-Ionen-Technologie,<br />

zwei effektiven Verfahren,<br />

die ohne jegliche Nebenwirkung<br />

Keime, Viren und<br />

Bakterien entfernen.<br />

www.hema-group.com<br />

CRASH DÄMPFER REDUZIEREN<br />

STILLSTANDSZEITEN<br />

• Zuverlässiger Schutz<br />

vor unnötigen Maschinenschäden<br />

• Hohe Schadensreduzierung<br />

durch geringe Stützkräfte<br />

• Hohe Energieaufnahme<br />

mit bis zu 98 % Energieabbau<br />

• Einfache Montage und Austausch<br />

sparen wertvolle Zeit<br />

• Hervorragendes<br />

Preis-Leistungsverhältnis<br />

YOUR LOCAL<br />

SALES CONTACT:<br />

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


KLARTEXT<br />

SMARTE<br />

SICHERHEIT<br />

PHILIP AUMANN<br />

Leiter Produkt- und Applikationsmanagement DETECT, BERNSTEIN AG<br />

Bei Bernstein zeichnet sich eine gute Sicherheitstechnik zunächst dadurch<br />

aus, dass sie Schäden von Mensch und Maschine zuverlässig abwendet.<br />

Dazu gehört auch, dass die Komponenten sicher vor Manipulationsversuchen<br />

geschützt sind. Eine moderne Sicherheitstechnik erfüllt darüber hinaus<br />

den Anspruch, Komponenten untereinander zu vernetzen. Damit wird ein<br />

Zusammenspiel von Bauteilen auch unterschiedlicher Hersteller ermöglicht,<br />

was wiederum auf die Sicherheit einzahlt und die Überwachung von<br />

Prozessen vereinfacht. Diagnosefunktionen bilden das i-Tüpfelchen<br />

moderner Sicherheitstechnik. Denn damit stellt sie nicht nur eine reine<br />

Sicherheitsfunktion dar, sondern liefert zudem wertvolle Informationen<br />

über die Anlage, die dabei helfen können, Prozesse zu optimieren. Damit<br />

generieren Komponenten der Sicherheitstechnik echten Mehrwert.<br />

Das Wohl von Mensch und<br />

Maschine stellt einen<br />

essenziellen Baustein in<br />

der Anlagenplanung dar.<br />

Kupplungen, Bremsen<br />

oder Sensoren – jede<br />

Sicherheitskomponente,<br />

ob elektrisch oder<br />

mechanisch, hat ihre<br />

Berechtigung. Worauf<br />

es dabei ankommt,<br />

beantworten uns<br />

vier Experten.<br />

DIAGNOSE-<br />

FUNKTIONEN<br />

BILDEN DAS<br />

I-TÜPFELCHEN<br />

MODERNER<br />

SICHERHEITS-<br />

TECHNIK<br />

WIR BIETEN<br />

ANWENDERN<br />

EINEN SCHRITT<br />

MEHR SICHERHEIT<br />

SPECIAL<br />

MARCEL FLICKER<br />

Product Management bei der R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main<br />

Das Thema Sicherheit spielt bei unseren Kunden und in unserer<br />

Produktentwicklung und Konstruktion schon immer eine große Rolle, denn<br />

Maschinenausfälle bedeuten meistens einen großen Kostenfaktor. Wir bieten<br />

präzise Sicherheitskupplungen für Drehmomente von 0,1 bis 2.800 Nm, aber<br />

auch robuste und kompakte Industriesicherheitskupplungen im Standard<br />

für Drehmomente von 200 bis 450.000 Nm an. Alle Produkte begrenzen das<br />

Drehmoment exakt, d. h. beim Maschinencrash schaltet die Maschine<br />

innerhalb von wenigen Millisekunden durch die Sicherheitskupplung ab.<br />

Die komplette Anlage wird vor einem Schaden bewahrt. Darüber hinaus<br />

können die Kupplungen mit einer zusätzlichen speziellen Sensortechnik<br />

zur vorausschauenden Wartung und letztlich zur vernetzten Produktion<br />

eingesetzt werden. Dabei können Betriebskennzahlen wie Drehmoment,<br />

Axial- und Radialkräfte sowie Drehzahl und Beschleunigungen erfasst werden.<br />

80 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong>


KLARTEXT<br />

MICHAEL PFEIFER<br />

Experte für Maschinensicherheit und Industrie 4.0 bei TÜV SÜD Industrie Service<br />

Betreiber vernetzter und digitalisierter Produktionsanlagen müssen von der manuell<br />

geprüften zur virtuell unterstützen Maschinensicherheit (MaSi) kommen, die auch die<br />

Cybersicherheit beinhaltet. Dynamischere und flexiblere Produktionsweisen erfordern dies.<br />

Eine manuelle MaSi-Bewertung kann diesen Herausforderungen betriebswirtschaftlich<br />

nicht mehr gerecht werden: Auch wenn sie mit digitalen Tools wie Excel erfasst wird,<br />

bleibt sie eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt X als letzter Arbeitsschritt vor der<br />

Produktionsfreigabe. Die virtuell unterstützte MaSi-Bewertung ermöglicht es, noch<br />

während der virtuellen Inbetriebsetzung Gefahren und Risiken im Produktionsprozess<br />

zu erkennen und so den Bewertungsaufwand im letzten Freigabeschritt deutlich zu<br />

reduzieren. Das Ergebnis ist eine höhere Produktivzeit – bei mindestens gleichem<br />

Sicherheitsniveau und unter Berücksichtigung der Cybersicherheit.<br />

VIRTUELL UNTERSTÜTZTE<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

ERHÖHT DIE<br />

WIRTSCHAFTLICHKEIT<br />

ASI-5 SAFETY<br />

ERWEITERT LÖSBAREN<br />

APPLIKATIONSRAUM FÜR<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

ANDRÉ HARTMANN<br />

Head of Sales Germany, Bihl+Wiedemann GmbH, Mannheim<br />

Maschinensicherheit wirtschaftlich effizient und technisch komfortabel umzusetzen<br />

ist eines der zentralen Themen, das Anwender heute bewegt. Mit ASi Safety at Work<br />

und dem neuen Standard ASi-5 Safety ist es jetzt so einfach, kostengünstig und<br />

maßgeschneidert zu realisieren wie noch nie. Überall dort, wo Anwendungen weniger<br />

komplex sind und nur ein oder wenige zweikanalig sichere Signale übertragen werden<br />

müssen, ist ASi Safety at Work die ideale Lösung. Wenn es aber darum geht, sichere<br />

und nicht-sichere Signale im Feld einzusammeln, sichere High-End-Sensoren anzu -<br />

binden, komplexere Sicherheitsapplikationen zu lösen, eine Vielzahl sicherer Bits von<br />

unterschiedlichen Teilnehmern zu übertragen oder Diagnose- und Zusatzinformationen<br />

zu nutzen, dann ist ASi-5 Safety aufgrund seiner höheren Übertragungsgeschwindigkeiten<br />

und größere Datenbreiten jetzt die ideale Ergänzung zu ASi Safety at Work.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 81


XXX SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

ACTION!<br />

STRUKTURDÄMPFER AN FILMSETS<br />

Was Stuntmen für Filmstars sind, nehmen Strukturdämpfer für kostspielige<br />

Filmkamerasysteme auf sich: Sie stecken bei Actionszenen alles weg und sind<br />

zudem ein vorbeugender Unfallschutz. Dabei können Dämpfer im Gegensatz<br />

zu Stuntmen mehr als eine Million Mal harte Stöße und Vibrationen<br />

unversehrt überstehen.<br />

SPECIAL<br />

Die Idea Vision GmbH ist im bayerischen Alpenvorland<br />

ansässig und blickt auf jahrelange Erfahrungen mit<br />

Dienstleistungen von und für Ingenieure in der deutschen<br />

Hightech-Industrie zurück – so auch im Bereich<br />

der professionellen Kameratechnik. Dem eigenen Anspruch<br />

nach stetiger Verbesserung entsprechend, setzt Idea Vision auf<br />

Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist,<br />

plus2 GmbH, Düsseldorf<br />

eine enge Kooperation mit ihren Partnern. Das Portfolio umfasst<br />

dabei die Entwicklung, Konstruktion und Auslieferung einer<br />

großen Bandbreite von mechanischen und elektronischen<br />

Systemen für die internationale Filmbranche. Dabei hat sich das<br />

Unternehmen unter anderem auf stabilisierte Kameraplattformen<br />

spezialisiert. „Wir setzen auf eine Mischung deutscher<br />

Qualitätsstandards, höchster Flexibilität in der Anwendung,<br />

einfacher Handhabung und schneller Anbringung an unterschiedlichste<br />

Träger“, beschreibt Mark Fellinger von Idea Vision<br />

sowohl die allgemeine Maxime als auch die besonderen Anforderungen<br />

seines Geschäfts. Diese Aspekte sind ohne weiteres<br />

auf die Arbeit der ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld über-<br />

82 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

01 Das 14 kg leichte<br />

Stabilisierungssystem trägt<br />

Filmgeräte bis zu 40 kg und<br />

dämpft Fahrten mit Wirbelstrombremse,<br />

Feder sowie<br />

Strukturdämpfern<br />

tragbar, sodass es nicht verwundert, dass die beiden Unternehmen<br />

im speziellen Fall der Hybris Shock Absorber der Idea<br />

Vision GmbH zusammenfanden.<br />

STABILE KAMERAFAHRTEN,<br />

AUCH WENN ES HOLPRIG WIRD<br />

Hybris Shock Absorber sind für den unter- oder überhängenden<br />

Einsatz von professionellen Filmkameras, motorisierten kardanischen<br />

Aufhängungen, auch kurz Gimbals genannt, oder stabilisierten<br />

Kameraköpfen konzipiert. Mit diesem 14 kg leichten<br />

Stabilisierungssystem gleichen professionelle Kamerateams die<br />

vielfältigen Bewegungen aus wie sie etwa beim Fahren mit einem<br />

Auto, einem Motorrad oder einem Boot entstehen. Eine austarierte<br />

und einstellbare lineare Wirbelstrombremse und ein<br />

Federsystem bilden bei den Hybris Shock Absorbern eine stabile<br />

Plattform fürs Drehen. Durch per App konfigurier- und kontrollierbaren<br />

Betrieb ist das System berührungslos bedienbar, kann<br />

mit hoher Präzision arbeiten und ist zudem verschleißfrei sowie<br />

witterungsunabhängig. Die Brems- und Dämpfungsleistung ist<br />

dank des magnetischen Wirbelstromprinzips äußerst genau und<br />

vermeidet direkte mechanische Belastungen aller Bauteile des<br />

Systems und der damit verbundenen Komponenten wie Gimbals<br />

oder Kameras. Diese können zwischen 1 kg und 40 kg wiegen und<br />

werden über einen Federweg von 46 cm gedämpft. „Da Hybris<br />

Shock Absorber oft in sehr rauen Umgebungen, etwa in unebenem<br />

Gelände, auf See und auf Rennstrecken eingesetzt werden,<br />

waren wir auf der Suche nach einer Zusatzdämpfung, die am Ende<br />

des Federwegs für einen sanften Anschlag sorgt und damit<br />

auch das stabile Bild der Kamera erhält“, erläutert Mark Fellinger.<br />

Dass das gesuchte Dämpfungselement zudem dazu dienen sollte,<br />

den maximalen Federweg einzuschränken, wenn das Kamerateam<br />

auf holprigem Terrain knapp über dem Boden filmen<br />

möchte, um einen unerwünschten Aufschlag des gesamten Systems<br />

zu vermeiden, war eine weitere Anforderung.<br />

JEDE SZENE IST ANDERS<br />

Normalerweise sind die Dämpfungslösungen von ACE das<br />

Ergebnis exakter Auslegungen. Da jedoch unterschiedlich schweres<br />

Gerät beim Filmen zum Einsatz kommt und keine Kamerafahrt<br />

wie die andere ist, war klar, dass nicht nur eine hochwertige<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 83


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

02<br />

03<br />

02 Die als Endlagenschutz eingesetzten Strukturdämpfer<br />

zeichnen sich durch weiche Verzögerung und Energieaufnahme<br />

bis 45 Nm/Hub bei maximalen Hüben von 50 mm aus<br />

03 Die dank mitgelieferter Spezialschraube sofort<br />

einbaufertigen, wartungsfreien Strukturdämpfer werden<br />

radial beansprucht und verzögern sehr lang und weich<br />

SPECIAL<br />

Dämpfungslösung, sondern auch ein flexibel arbeitender Anbieter<br />

gesucht wird. Dass auf ACE beides zutrifft, zeigte sich<br />

schnell. Denn als Ansprechpartner fungierte für Mark Fellinger<br />

in Kolbermoor kein Technikexperte aus dem dichten deutschen<br />

Vertriebsnetz des Langenfelder Unternehmens, sondern mit<br />

Hans-Jürgen Greindl der für Österreich zuständige. Die Wege<br />

DIE ZUSATZDÄMPFUNG SORGT<br />

AM ENDE DES FEDERWEGS FÜR<br />

EINEN SANFTEN ANSCHLAG<br />

DER KAMERA<br />

des nahe Linz ansässigen Vertriebsingenieurs von ACE zu Idea<br />

Vision waren noch kürzer. Als ein erster Versuch mit Kleinstoßdämpfern<br />

nicht vollständig zufrieden machte, hatte Hans-<br />

Jürgen Greindl die richtige Idee: „Nachdem ich die leichten<br />

Alu-Titan-Gestelle gesehen habe, war klar, dass sich auch unsere<br />

Tubus-Strukturdämpfer gut und schnell an den für jeden<br />

Dreh quasi nach Maß zu schneidernden Aufhängungslösungen<br />

der Hybris Shock Absorber verschrauben lassen.“ Die wegen ihrer<br />

rohrähnlichen Form Tubus genannten Strukturdämpfer sind<br />

eine Alternative bei Dauerbelastungen zu den hydraulisch<br />

arbeitenden Klein- und Industriestoßdämpfern, wenn nicht<br />

absolut linear und auf den Punkt genau verzögert werden muss.<br />

In über 140 verschiedenen Ausführungen lieferbar, kommen<br />

Tubus zum Zug, um Massen besonders unter extremen Einsatzbedingungen<br />

zu verzögern. „Mit Standzeiten von über einer<br />

Million Lastwechseln sind sie ebenfalls für die Vielzahl der zu<br />

erwartenden Stöße geeignet, da gerade einzelne Einstellungen<br />

und Sequenzen an Filmsets oft zu wiederholen sind“, wie Hans-<br />

Jürgen Greindl betont.<br />

RADIALE AUSFÜHRUNG SORGT<br />

FÜR RUHIGE BILDER<br />

Unter der Vielzahl der verschiedenen aus Co-Polyester-Elastomer<br />

gefertigten Dämpfer entschieden sich die Partner in enger<br />

Zusammenarbeit für die radialen Ausfertigungen. Diese haben<br />

den Vorteil, dass sie besonders weich verzögern und so für die<br />

gewünschten ruhigen Bilder sorgen. Mit Hüben von 17 mm bis<br />

60 mm lieferbar, sind sie aufgrund ihrer kompakten Bauform<br />

auch in bestehende Konstruktionen gut zu integrieren. Dabei<br />

sind sie in der Lage, Energien von 1,2 Nm/Hub bis 146 Nm/Hub<br />

aufzunehmen. Um nicht nur ein gutes, sondern das ideale Ergebnis<br />

zu erzielen, tastete man sich über eine Bemusterung an die<br />

schließlich verwendeten TR83-50 heran. Wie alle Vertreter dieser<br />

Familie sind auch sie wartungsfrei und einbaufertig, erwärmen<br />

sich so gut wie nicht und sorgen somit für gleichbleibende<br />

Dämpfung. Bei einem Hub von 50 mm sind mit ihnen für alle Kamerafahrten<br />

Dämpfer gefunden, die individuellen Belastungen<br />

mit Energieaufnahmen von bis zu 45 Nm/Hub Stand halten und<br />

Mark Fellinger das Motto der Idea Vision GmbH bestätigt sieht:<br />

„Nichts ist so gut, dass man es nicht noch verbessern kann.“ Auf<br />

Actionszenen der mithilfe der Hybris Shock Absorber gedrehten<br />

Filme darf man gespannt sein.<br />

Bilder: Aufmacher guteksk7 – stock.adobe.com, 01 Idea Vision, sonstige ACE<br />

www.ace-ace.de<br />

84 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


KOMPAKTE LÖSUNG FÜR PROZESSSICHERE<br />

FORMATVERSTELLUNG<br />

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

Als Pionier für busfähige Positionsanzeigen für die<br />

überwachte Formatverstellung präsentiert Siko die AP05<br />

als eine der kompaktesten Ausführungen in diesem<br />

Segment nun mit integrierter IO-Link-Schnittstelle. Als<br />

Herzstück der überwachten Formatverstellung sind<br />

vernetzte Positionsanzeigen schon heute nicht mehr aus<br />

dem Maschinenbau wegzudenken. Mit ihrer Möglichkeit,<br />

dem Maschinenbediener Soll- und Ist-Wert an der<br />

Verstellspindel anzuzeigen, erhöhen sie den Komfort für<br />

den Einrichter enorm. Das Umrüsten einer Produktionsmaschine<br />

auf ein neues Produkt gelingt damit problemlos.<br />

Zugleich führt die Rückmeldung des Positionierstatus an<br />

die Maschinensteuerung zu einer Steigerung der Prozesssicherheit beim<br />

Formatwechsel und zu einer Optimierung der Rüstzeiten. Fehleinstellungen<br />

werden verhindert und so Ausschuss und Werkzeugbeschädigungen vermieden.<br />

www.siko-global.com<br />

NORM-POSITIONSSCHALTERBAUREIHE MIT<br />

UND OHNE SICHERHEITSFUNKTION<br />

Die Positionsschalter-Baureihe ES/EM 97<br />

von Steute zeichnet sich unter anderem<br />

durch eine modulare Bauweise aus. Die<br />

Betätigerköpfe der Schaltgeräte können<br />

einfach mit vier unverlierbaren Schrauben<br />

befestigt und ausgetauscht oder in<br />

90 °-Schritten gedreht werden. Die<br />

Schalteinsätze lassen sich nach dem<br />

Öffnen der schraubenlosen Deckelbefestigung<br />

herausnehmen – das vereinfacht die<br />

Installation. Mit diesen Eigenschaften zielt Steute auf universelle Einsatzmöglichkeiten<br />

der Baureihe ES/EM 97 in der gesamten industriellen Automation.<br />

Dazu passen das breite Spektrum der Betätiger und die Abmessungen nach EN<br />

50047, die in der Automatisierungstechnik als Standard weit verbreitet sind.<br />

Die neue Baureihe kann in sicherheitsgerichteten Anwendungen, das heißt als<br />

Positionsschalter mit Sicherheitsfunktion, eingesetzt werden. In Verbindung<br />

mit einer geeigneten Auswerteeinheit lässt sich mit ihnen eine Absicherung<br />

gemäß Performance Level e nach EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach EN 62061<br />

erreichen. Für die Positionsschalter mit Sicherheitsfunktion stehen zwei<br />

zusätzliche Betätigerköpfe zur Auswahl. .<br />

www.steute.com<br />

MEHR SICHERHEIT AUF LANGEN WEGEN<br />

Mit dem Seilzugsensor i.Sense EC.B von<br />

Igus für Energieketten ist nun die Zustandsüberwachung<br />

auch bei einer Kettenlänge<br />

von über 35 m mit nur einem einzigen<br />

Sensor möglich. <strong>Der</strong> Grund: Durch die<br />

Messbereichserweiterung von 80 auf<br />

999 mm entfällt der zweite Sensor auf<br />

Festpunktseite. Darüber hinaus bietet die<br />

längere Messstrecke eine bessere Präzision<br />

auf langen Wegen. Energieketten müssen häufig starken Beanspruchungen<br />

standhalten. Insbesondere bei sehr langen Verfahrwegen, zum Beispiel bei<br />

großen Krananlagen, stellt die sichere Leitungsführung eine Herausforderung<br />

dar. Um auch in solchen Fällen noch mehr Anlagensicherheit zu gewährleisten,<br />

gibt es nun den Seilzugsensor für die intelligente Zustandsüberwachung.<br />

Potenzielle Kettenbrüche lassen sich damit auch auf sehr langen Verfahrwegen<br />

schnell erkennen. Erkennt der Sensor einen Bruch, löst er sofort eine Meldung<br />

aus, und das Auswertemodul schickt ein Signal an die Steuereinheit der Anlage.<br />

www.igus.de<br />

MGB2 Modular –<br />

Das Schutztürsystem<br />

Multifunctional Gate Box<br />

MGB2 Modular<br />

Türschließsystem mit Zuhaltung,<br />

durch Module erweiterbar<br />

Modularer Aufbau für maximale<br />

Flexibilität beim Einsatz<br />

Erweiterungsmodul MCM mit 2 oder 4<br />

Slots für noch mehr Funktionen<br />

Kategorie 4 / PL e nach EN ISO 13849-1,<br />

SILCL 3 nach EN 62061<br />

Busmodul mit PROFINET/PROFIsafe<br />

NEU: auch für EtherCAT P mit FSoE<br />

SPS Nürnberg<br />

8. – <strong>10</strong>.11.<strong>2022</strong> · Halle 7 / Stand 280<br />

www.euchner.de


XXX SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

ZUGANG NACH MASS<br />

Jede Applikation stellt andere Anforderungen an das Sicherheitskonzept und<br />

entsprechend groß ist die Auswahl an Sicherheitslösungen. Ein Beispiel dafür ist die<br />

Absicherung von Gefahrenbereichen mit Schutztürsystemen. Dabei reichen die<br />

Möglichkeiten von einfachen Sicherheitsschaltern bis hin zu modular aufgebauten<br />

Schutztürsystemen. Letztere erlauben nicht nur maßgeschneiderte Lösungen,<br />

sondern vereinen mit den passenden Erweiterungen Safety und Industrial Security.<br />

SPECIAL<br />

Beweglich trennende Schutzeinrichtungen bieten in den<br />

unterschiedlichsten Anwendungsfällen ein hohes Maß an<br />

funktionaler Sicherheit. Im Mittelpunkt steht dabei der<br />

Schutz des Werkers vor gefährlichen Maschinenbewegungen.<br />

Je nachdem, ob es sich um eine Stand-Alone-Maschine oder<br />

aber um komplexe, verkettete Anlagen handelt, ist dafür ein<br />

maßgeschneidertes Sicherheitskonzept gefragt. Haben Maschinen<br />

beispielsweise einen gefährlichen Nachlauf, wird Zuhaltung<br />

eine wichtige Rolle spielen, sind Türen begehbar, ist eine Fluchtentriegelung<br />

ein Muss.<br />

Martin Bellingkrodt, Product Management Sensorik,<br />

Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern<br />

EINFACH BEDIENEN STATT MANIPULIEREN<br />

Doch über den Schutz des Menschen hinaus soll auch die Anlage<br />

selbst geschützt werden – zum Beispiel vor Manipulationen. Um<br />

zu verhindern, dass Sicherheitsvorkehrungen ausgehebelt oder<br />

Maschinen falsch bedient werden, sind grundsätzlich intuitive<br />

Bediensysteme gefragt, die für den Anwender einfach zu handhaben<br />

sind. Das Thema „Umgehen von Schutzeinrichtungen“ ist<br />

ein zentraler Punkt der EN ISO 14119. Die Norm definiert Leitsätze<br />

für die Gestaltung und Auswahl von Schutztürsystemen und bietet<br />

damit konkrete Hilfestellung, wie Manipulation vermieden<br />

werden kann.<br />

Ein modular aufgebautes Schutztürsystem bietet die Flexibilität<br />

und die dezentrale Intelligenz, um vielfältige Anwendungen abzusichern.<br />

Die individuelle Lösung besteht aus einer Kombination<br />

86 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

SICHERHEIT IN DER TASCHE<br />

Für die sichere Durchführung von Wartungsarbeiten schützt die neue Wartungssicherung „Key-in-pocket“ von Pilz Bediener<br />

vor dem unerlaubten Wiederanlauf einer Maschine. Die digitale Wartungssicherung – basierend auf dem Zugangsberechtigungssystem<br />

PITreader – gewährleistet Safety und Industrial Security: Nur autorisierte Personen gelangen während des<br />

Wartungsprozesses an die Maschine oder Anlage. Das schließt Manipulation und Fehlbedienung aus. „Key-in-pocket“ stellt<br />

sicher, dass die Maschine während Wartungsarbeiten nicht wiederanläuft und nicht autorisierte Personen keinen Zugang<br />

erhalten. Damit bietet die Lösung Safety vor dem gefährlichen Wiederanlauf und gleichzeitig Industrial Security, da eine<br />

Manipulation der Wartungsarbeiten nicht möglich ist. „Key-in-pocket“ basiert auf dem Zugangsberechtigungssystem<br />

PITreader und wird mit der konfigurierbaren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 oder dem Automatisierungssystem PSS 4000<br />

realisiert. Anwender erhalten auf einem RFID-Schlüssel ihre individuellen<br />

Berechtigungen, die mit PITreader an der Schutztür ausgelesen werden.<br />

03 So können sich ein oder mehrere für Wartungsarbeiten autorisierte<br />

Benutzer an der Anlage authentifizieren. Die „Schlüssel-in-Tasche-Lösung“<br />

ist speziell für Maschinen mit gefährlichen Bereichen, die durch Schutzzäune<br />

gesichert sind, konzipiert und bietet damit eine Alternative zu<br />

mechanischen Lockout-Tagout-Wartungssicherungen, die Schutztüren<br />

nur mechanisch mit Blick auf die Sicherheit managen können.<br />

03 Die Wartungssicherung bietet Safety und Industrial Security:<br />

Nur authorisierte Personen können die Wartungsarbeiten durchführen<br />

und ein ungewollter Wiederanlauf wird währenddessen verhindert<br />

SPECIAL<br />

Reihenschaltung und gleichzeitig die gezielte Ansteuerung einzelner<br />

Sensoren. So können Anwender definieren, welche Türen<br />

nach Abschalten geöffnet werden dürfen, wenn in einer Anlage<br />

etwa Wartungsarbeiten anstehen. Ansonsten würden bei Anforderung<br />

der Entriegelungsfunktion alle in Reihe geschalteten<br />

Schutztüren auf einmal aufgehen, was eine Einschränkung der<br />

Produktivität bedeuten kann.<br />

Neben den Sicherheitssensoren vervollständigen passende<br />

Bedienelemente die individuelle Schutztürlösung. PSENmlock-<br />

Türgriffmodule verfügen über einen ausfahrbaren Betätiger und<br />

eine integrierte Fluchtentriegelung. Sie können flexibel an der<br />

Innen- und Außenseite der Tür montiert werden und ein Sperreinsatz<br />

verhindert den Wiederanlauf der Maschine. So werden<br />

begehbare Türen optimal abgesichert. Die Bedienung des<br />

Schutztürsystems erfolgt über eine Taster-Unit. Hier bietet Pilz<br />

für die Taster-Unit PITgatebox verschiedene vorkonfigurierte<br />

Varianten mit Kombinationen aus Drucktastern, Schlüsselschaltern<br />

und Not-Halt-Tastern.<br />

ZUGANG NUR FÜR AUTORISIERTE<br />

Eine Variante der PITgatebox enthält die integrierte Ausleseeinheit<br />

PITreader, um den Zugang zu Maschinen und Anlagen zu regeln.<br />

Neben der klassischen Safety können mit Schutztürlösungen<br />

auch Security-Aufgaben gelöst werden. Damit ausschließlich autorisierte<br />

Personen Zugang zur Anwendung erhalten, lassen sich<br />

in moderne Schutztürsysteme Module für die Zugangsberechtigung<br />

integrieren. Es werden die Mitarbeiter identifiziert, die aufgrund<br />

ihrer Aufgabe oder Qualifikation Zutritt zur Maschine oder Anlage<br />

bekommen dürfen. Solche Freigaben oder Zugriffsrechte können<br />

je nach Unternehmensgröße auch für unterschiedliche Benutzergruppen<br />

oder beispielsweise für einen Maschinentyp, der konzernweit<br />

eingesetzt wird, vergeben werden. Anwender von PITreader<br />

erhalten ihre individuelle Berechtigung auf einem codierten<br />

RFID-Schlüssel und authentifizieren sich so an der Schutztür:<br />

<strong>Der</strong> Schlüssel wird im PITreader ausgelesen und der Zugang bei<br />

entsprechender Berechtigung erteilt. Befehle wie Maschinenstopp,<br />

Entriegeln, Verriegeln oder das Quittieren der Maschine<br />

lassen sich nach erfolgter Authentifizierung steuern. Somit ist die<br />

Maschine optimal gegen Fehlbedienung oder gar Manipulation<br />

geschützt.<br />

Ein besonders effizientes Berechtigungsmanagement mit PITreader<br />

ist in Kombination mit der konfigurierbaren Kleinsteuerung<br />

PNOZmulti 2 realisierbar: <strong>Der</strong> Anwender kann die Zugangsberechtigungen<br />

für Maschinen und Anlagen einfach per „drag and<br />

drop“ mit der dazugehörigen Software PNOZmulti Configurator<br />

konfigurieren. Selbst komplexe hierarchische Berechtigungsmatrizen<br />

können im freien Anwenderbereich konfiguriert werden.<br />

Diese werden anschließend über die Ausleseeinheit PITreader<br />

auf die RFID-Keys übertragen.<br />

SECURITY-VORFÄLLE AUSWERTEN<br />

Und auch Security-Aspekte sind mit Blick auf Benutzerauthentifizierung,<br />

Qualifizierung und Zugriffsschutz berücksichtigt. Sollte<br />

sich trotz aller Sicherheitsmaßnahmen ein Unfall oder Security-<br />

Vorfall an der Maschine ereignen, ist über das Auslesen des RFID-<br />

Schlüssels nachvollziehbar, wer welche Änderung vorgenommen<br />

hat. Das ist insbesondere bei Security-Vorfällen wichtig, um<br />

gezielt Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Das Steuerungssystem<br />

erfasst anhand dieser Authentifizierung auch die Zeit des<br />

Zugangs im Ereignislog.<br />

Mit einem solchen modular aufgebauten System, das Schutztürüberwachung<br />

und Zugangskontrolle kombiniert, können individuelle<br />

Schutztürlösungen effizient umgesetzt werden. Wird das<br />

Schutztürsystem mit sicherer Steuerungstechnik von Pilz eingesetzt,<br />

entsteht eine sichere Komplettlösung: Das Ergebnis ist ein<br />

einfach bedienbares und ganzheitliches Sicherheitssystem, das<br />

Safety und Industrial Security vereint und gleichzeitig zu mehr<br />

Produktivität beiträgt.<br />

Bilder: Pilz<br />

www.pilz.de<br />

88 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

DRUCKSENSOREN FÜR DIE LEBENSMITTELINDUSTRIE<br />

Die neuen Drucksensoren PI1xxx von ifm kommen überwiegend in<br />

der Lebensmittelindustrie zum Einsatz und erfüllen deswegen alle<br />

gängigen Hygieneanforderungen. Sie sind unter anderem gemäß<br />

EHEDG und FDA zertifiziert und erfüllen die Schutzart IP69k, sodass<br />

die tägliche Reinigung mit dem Hochdruckreiniger kein Problem<br />

darstellt.Die Sensoren verwenden ein kapazitives Keramikmesselement<br />

und sind dadurch sehr robust. Weder abrasive oder<br />

korrosive Medien noch Vakuum- oder Druckspitzen können dem<br />

Sensorelement etwas anhaben. Zudem hält der Sensor permanent<br />

150 °C Medientemperaturen stand und ist für viele Hochtemperaturanwendungen<br />

in der Lebensmittelindustrie geeignet. Die<br />

Medientemperatur kann zudem per IO-Link ausgelesen werden. Zur Robustheit trägt auch<br />

die wartungsfreie Dichtung aus PTFE bei.<br />

www.ifm.com<br />

VDMA-STATEMENT ZUM CYBER RESILIENCE ACT<br />

„Die europäische Industrie ist immer häufiger von Cyberangriffen<br />

betroffen, die fast ausnahmslos auf Schwachstellen<br />

in der Informationstechnik zurückgehen. Produktionsausfälle<br />

sind regelmäßig die Folge. Es ist daher richtig, dass die<br />

Europäische Kommission jetzt mit dem sogenannten Cyber<br />

Resilience Act europaweit verpflichtende und einheitliche<br />

Vorgaben auf den Weg bringt. Vernetzte Produkte, dazu<br />

zählen auch Maschinen und Anlagen, werden in Zukunft<br />

nur dann auf dem europäischen Markt zugelassen, wenn<br />

diese grundlegende Anforderungen an die Cybersicherheit<br />

erfüllen. Damit geht die EU-Kommission in puncto Cybersicherheit aufs Ganze. <strong>Der</strong><br />

Vorschlag enthält aus Sicht des Maschinen- und Anlagenbaus viele positive Punkte.<br />

Insbesondere das Konzept der eigenverantwortlichen, risikobasierten Umsetzung auf<br />

Basis des vielfach erfolgreichen New Legislative Frameworks begrüßt der VDMA<br />

ausdrücklich. Auch die klare Abgrenzung zu anderen technischen Regularien, wie der<br />

Maschinenverordnung ist geeignet, Doppelanforderungen zu vermeiden. Problematisch<br />

ist allerdings die pauschale Einordnung von Kernkomponenten für vernetzte Maschinen<br />

und Anlagen als „kritische Produkte“. Diese Generalisierung wird zu unnötigen Mehrbelastungen<br />

für die Hersteller führen, da viele Industriekomponenten nur in nichtkritischen<br />

Bereichen eingesetzt werden. Hier würde der Bezug auf die bestimmungsgemäße<br />

Verwendung der Produkte helfen. Entscheidend für den Erfolg des Cyber<br />

Resilience Act wird aber die rechtzeitige Verfügbarkeit von harmonisierten Normen<br />

sein. Fehlen entsprechende Standards, sind Engpässe bei der Verfügbarkeit zugelassener<br />

Produkte unumgänglich. Daher fordern wir die Europäische Kommission auf, frühzeitig<br />

entsprechende Normungsmandate zu erteilen, die die Normungsorganisationen im<br />

Schulterschluss mit der Wirtschaft zügig annehmen und umsetzen müssen.<br />

Die Erarbeitung harmonisierter Normen darf auf keinen Fall verzögert werden.“<br />

www.vdma.org<br />

Große Kraft auf<br />

kleinem Weg<br />

Bauen Sie Ihre Maschine<br />

schnell, leicht und kompakt.<br />

Den Rest übernimmt der<br />

PowerStroke.<br />

DRUCKMESSUMFORMER MIT VOR-ORT-ANZEIGE<br />

<strong>Der</strong> Druckmessumformer DMU 13 Vario ist eine Weiterentwicklung<br />

des DMU 13. Als Kombination aus einer mechanischen,<br />

stromunabhängigen Vorortanzeige auf Basis eines Rohrfeder-Sicherheitsmanometers<br />

und einem elektrischen Ausgangssignal<br />

bietet der Druckmessumformer besten Ablesekomfort und<br />

optimale Möglichkeiten der Implementierung in vorhandene<br />

digitale Systeme. Mit dem DMU 13 Vario erweitert Afriso den<br />

Messbereich des Druckmessumformers bis 400 bar. Dabei<br />

verbessert sich die Messgenauigkeit auf unter ± 0,3 % FSO nach<br />

IEC 60770. Auch im Temperaturfehlerband konnte mit der<br />

Überarbeitung die Genauigkeit signifikant von ≤ 1 % FSO/<strong>10</strong>K auf<br />

≤ 0,15 % FSO/<strong>10</strong>K verbessert werden. Die Leistungssteigerungen<br />

lassen sich im Wesentlichen auf den Einsatz einer piezoresistiven Poly-Silizium-Dünnfilm-<br />

Messzelle zurückführen, die die piezoresistive Edelstahl-Messzelle des DMU 13 ersetzt und<br />

auch für den möglichen Verzicht auf eine Druckübertragungsflüssigkeit verantwortlich ist.<br />

www.afriso.de<br />

SITEMA GmbH & Co. KG<br />

Karlsruhe, Deutschland<br />

Tel. + 49 721 98661-0<br />

info@sitema.de<br />

www.sitema.de<br />

Erfahren Sie mehr!


SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT<br />

EINSATZ AUCH UNTER RAUEN BEDINGUNGEN: NEUE INDUKTIVE KOPPLER MIT IO-LINK<br />

Berührungslose Energieübertragung, schnelle Datenübertragung, zuverlässige Zustandsüberwachung:<br />

Induktive Koppelsysteme sind heute in vielen Applikationen nicht mehr<br />

wegzudenken und die ideale Wahl, wenn eine feste Verdrahtung von Sensoren und Aktoren<br />

stört oder zu Verschleiß neigt. Damit Anwender diese Vorteile in Zukunft auch unter rauen<br />

Umgebungsbedingungen, zum Beispiel in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie nutzen<br />

können, erweitert Balluff sein Portfolio nun um die neuen induktiven Koppler BIC G30.<br />

Diese eignen sich vor allem für Anwendungen im Washdown-Bereich mit besonders hohen<br />

hygienischen Anforderungen. Grund hierfür ist unter anderem ein erweiterter Betriebstemperaturbereich<br />

von -25 bis +85°C. Zu den weiteren Merkmalen gehören ein robustes<br />

Edelstahlgehäuse, das die Anforderungen der Schutzklasse IP69K erfüllt, sowie eine<br />

Ecolab- und UL-Zulassung. Nutzer haben außerdem die Möglichkeit, bis zu 2 A Dauerausgangsstrom berührungslos zu übertragen.<br />

Die neuen induktiven Koppler BIC G30 folgen auf die Koppler BIC M30, die Balluff im vergangenen Jahr auf den Markt gebracht<br />

hat – und die vor allem bei Applikationen in der Robotik beim Ansteuern von Greifarmen oder in flexiblen Produktionsinseln und<br />

Verpackungsmaschinen zum Einsatz kommen. Die dabei integrierte Vibrationserkennung eignet sich insbesondere für die<br />

Früherkennung von Anomalien im Fertigungsprozess. Beide Varianten garantieren dank IO-Link-Schnittstelle einen reibungslosen,<br />

transparenten und sehr schnellen Austausch von Daten zwischen IO-Link-Device und IO-Link-Master sowie die Stromversorgung<br />

für Sensoren und Aktoren. Die induktiven Koppler punkten zudem mit einem zweiten IO-Link-Kanal, der für Prozess- und<br />

Diagnosedaten und somit für die Zustandsüberwachung genutzt werden kann.<br />

www.balluff.com<br />

ZWEIFACHGETRIEBE FÜR RAUE UND HYGIENEKRITISCHE EINSÄTZE<br />

Groschopp bringt mit der ZK-Reihe neue, in Edelstahl ausgeführte Getriebe auf den Markt, die<br />

durch die Kombination von Schnecken- und Stirnradstufe hohe Untersetzungen und einen<br />

guten Wirkungsgrad bieten. Die ZKS30-Getriebe sollen gemeinsam mit den Induktions- oder<br />

Servomotoren des Herstellers eine besonders effiziente Lösung darstellen. Außerdem sind sie<br />

robust und leicht zu reinigen. Als erstes Modell der neuen Reihe ist ZKS30 für ein Abtriebsdrehmoment<br />

von 30 Nm erhältlich, weitere Versionen mit 50 Nm sind in Planung. Das Kombi-<br />

Getriebe basiert auf dem VE31 mit einem Achsabstand von 31 mm und kommt dort zum<br />

Einsatz, wo ein winkliger Abgang oder Kompaktheit gefragt ist. Durch die Kombination aus Schnecken- und Stirnradstufe bietet<br />

ZKS30 Übersetzungen von 34,5:1 bis 690:1 und verfügt Angaben zufolge über einen besseren Wirkungsgrad als zweistufige Schneckengetriebe.<br />

Die Übersetzung in der Stirnradstufe beträgt 69:<strong>10</strong>. Die Schneckenstufe entspricht der des VE31 mit 5:1 bis <strong>10</strong>0:1.<br />

www.groschopp.de<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2022</strong> im 53. Jahrgang,<br />

ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />

REDAKTION<br />

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

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

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

Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

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

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

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

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

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

SALES<br />

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

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

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

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

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

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

Anzeigenpreisliste Nr. 35: gültig ab 1. Oktober <strong>2022</strong><br />

LESERSERVICE<br />

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

Große Hub <strong>10</strong>, 65344 Eltville,<br />

Tel.: 06123/9238-266<br />

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

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

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

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 13,- (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

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

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

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

Postfach <strong>10</strong>0465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-200, Fax: 06131/992-<strong>10</strong>0<br />

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

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

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

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

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

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

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

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

Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

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

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

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

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

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

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

DATENSPEICHERUNG<br />

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

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

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Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich<br />

beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />

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

Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />

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

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

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

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

zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />

entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />

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

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

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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

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

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

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Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />

kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />

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an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />

bereits veröffentlicht wurden.<br />

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Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

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zur Feststellung der Verbreitung von<br />

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90 DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> www.derkonstrukteur.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 11-12/<strong>2022</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: <strong>10</strong>. 11. <strong>2022</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 25. <strong>10</strong>. <strong>2022</strong><br />

01<br />

04<br />

02<br />

03<br />

01 Unternehmen nutzen den 3D-Drucker, um schnell<br />

und unkompliziert verschiedene Verarbeitungstechniken<br />

zur Herstellung von Verbundwerkstoffen zu kombinieren<br />

Bild: Formlabs<br />

02 Die Massenproduktion im 3D-Druck-Verfahren<br />

eröffnet für die Produktentwicklung und Konstruktion<br />

zahlreiche neue Möglichkeiten<br />

Bild: Carbon<br />

03 AGVs (automated guided vehicles) bewegen sich<br />

autonom und ortsunabhängig und werden über Akkus<br />

mit Strom versorgt – energieeffiziente Antriebe sind<br />

hier gefragt<br />

Bild: iStock.com/sarawuth702, Dunkermotoren<br />

DER DIREKTE WEG<br />

INTERNET:<br />

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

E-PAPER:<br />

digital.derkonstrukteur.de<br />

REDAKTION:<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

WERBUNG:<br />

sales@vfmz.de<br />

SOZIALE NETZWERKE:<br />

www.Facebook.com/<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong><br />

www.twitter.com/derkonstrukteu<br />

04 <strong>Der</strong> Einsatz von Präzisionsgetrieben macht<br />

Lineartaktsysteme besonders präzise positionierbar<br />

und schnell<br />

Bild: Melior Motion<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2022</strong>/<strong>10</strong> 91


—<br />

Gemeinsam die<br />

Energieeffizienz erhöhen<br />

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

die weit über den Klimaschutz hinausgehen. Energieeffizienz trägt zu sauberer Luft und<br />

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

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

jeden Tag Strom. Machen Sie mit und lassen Sie uns gemeinsam die Energieeffizienz erhöhen.<br />

energyefficiencymovement.com/de/

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