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KEM Konstruktion 11-12.2022

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Ausgabe <strong>11</strong>/12 | 2022<br />

www.kem.de<br />

Engineering<br />

Digitalisierung<br />

Automatisierung<br />

„Daten sind das Gold<br />

der Zukunft“<br />

Gute Führung in<br />

sensiblem Umfeld<br />

Lineartechnik<br />

» Seite 23<br />

Digitalisierung<br />

stärkt Nachhaltigkeit<br />

Experten zur Fluidtechnik 4.0<br />

» Seite 28<br />

Inline-Präzisions-<br />

Dickenmessung<br />

Sensoren & Messtechnik<br />

» Seite 41<br />

Dirk Zimmermann,<br />

Geschäfts führer,<br />

maxon motor,<br />

Sexau<br />

» Seite 14<br />

TITELSTORY<br />

Maschinenstillstand<br />

reduzieren<br />

mit individuellen<br />

Förderketten<br />

» Seite 58<br />

Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte


MODERNE<br />

SENSORTECHNIK<br />

DIE INTELLIGENTE KUPPLUNG.<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE


» EDITORIAL<br />

Mehr IT an der Maschine<br />

Die Automatisierung wird auch in den kommenden Jahren zu den Gewinnerbranchen<br />

zählen. Automatisierung und Digitalisierung werden dabei<br />

helfen, die Produktionsprozesse der Zukunft nachhaltiger und energie -<br />

effizienter zu gestalten. Welche Bedeutung dafür die Daten aus den<br />

Prozessen haben, können Sie auch in dieser Ausgabe von<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erfahren – etwa auf den Seiten 12 und 20.<br />

Bei Lenze in Hameln ist man ebenfalls der Ansicht, dass es sich lohnt,<br />

Software aus der IT-Welt näher an die Maschine zu bringen, um aus der<br />

optimalen Verbindung von OT- und IT-Welt zusätzliche Informationen zu<br />

gewinnen. Mit Nupano hat das Unternehmen deshalb als ein weiterer<br />

Spezialist der Branche eine offene Automatisierungsplattform vorgestellt,<br />

die auf bewährten IT-Architekturen und Standardschnittstellen basiert.<br />

In IT-Sprachen programmierte APPs, Open-Source-Tools sowie Cloud- und<br />

Kommunikationstechnologien können in eine individuelle Lösung eingebunden<br />

werden. Ein Maschinenbauer entwickelte seine Lösung beispielsweise<br />

in der Cloud, die dann in Docker-Containern auf einer Linuxbasierten<br />

Runtime auf einem beliebigen Industrie-PC läuft und Daten für<br />

kommende Business-Modelle generiert (S. 46).<br />

Sind Daten das Gold des Jahrzehnts der Software, so sind auch erfahrene<br />

Mitarbeiter ein Garant für die Zukunft der Unternehmen. Dem Fachkräftemangel<br />

im Schaltschrankbau entgegenwirken möchte Eplan mit<br />

seinem Smart-Mounting-Tool. Schritt für Schritt führt die Software den<br />

Werker durch die Montage von Stromschienen, Kabelkanälen und<br />

elektrotechnischen Komponenten, und sie zeigt ihm, wo welches Bauteil<br />

im Schaltschrank platziert werden muss (S. 52).<br />

Worauf es bei der Auswahl eines Elektro-Motors ankommt, macht der<br />

Vergleich luftgekühlter, wassergekühlter und unbelüfteter Motoren von<br />

BEN Buchele deutlich. Um den optimalen Motor für eine Applikation zu<br />

finden, muss eine Vielzahl von Parametern abgefragt werden (S. 34).<br />

NEU<br />

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Die neue Generation<br />

der hochpräzisen<br />

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• Automatisierte Inline-3D-Messung zur<br />

Geometrie-, Form- & Oberflächenprüfung<br />

• Höchste Präzision bis zu < 0,4 μm<br />

• Bis zu 2,2 Mio. 3D-Punkte / Sekunde<br />

• Einfache Integration in alle gängigen<br />

3D-Bildverarbeitungspakete<br />

• Leistungsstarke 3D-Software<br />

z-precision<br />

bis zu 0,4 µm<br />

Dipl.-Ing. Andreas Gees<br />

Stellvertretender Chefredakteur<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

andreas.gees@konradin.de<br />

Ebenheitsprüfung elektronischer Komponenten<br />

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hier.pro/RsOki<br />

Defekterkennung<br />

Detektion feinster<br />

Strukturen<br />

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Applikationsingenieure:<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

micro-epsilon.de/3D


» INHALT <strong>11</strong>/12 | 2022 59. JAHRGANG<br />

TITELSTORY<br />

Der Spezialist für Produktion<br />

Förderketten Köbo<br />

stets in Schwung<br />

passt diese Maschinenelemente<br />

nach Kun-<br />

halten<br />

» Seite 58<br />

denbedarf an, weshalb<br />

die Ketten über Jahrzehnte<br />

zuverlässig funktionieren.<br />

Bild: Köbo/Konradin Mediengruppe<br />

MAGAZIN<br />

Branchennews<br />

Lenze wächst zweistellig im Jubiläumsjahr 6<br />

Dassault Systèmes eröffnet 3DExperience Lab 9<br />

Unternehmen<br />

Cloudbasiertes IIoT-Ökosystem von Endress + Hauser 12<br />

Vergleich der Kühlung von E-Motoren<br />

Worauf es bei der Auswahl eines E-Motors ankommt,<br />

zeigt ein Vergleich von luftgekühlten, wasser -<br />

gekühlten und unbelüfteten Motoren.<br />

» Seite 34<br />

<strong>KEM</strong> Perspektiven: Fluidtechnik<br />

Das Engineering zu Fluidtechnik 4.0 unterstützt<br />

Bemühungen zu mehr Nachhaltigkeit von Maschinen<br />

und Produktionsanlagen.<br />

» Seite 28<br />

Bild: BEN Buchele<br />

Bild: Festo<br />

<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />

Dirk Zimmermann, Geschäftsführer<br />

von maxon motor, Sexau<br />

„Daten sind das Gold der Zukunft“ 14<br />

TRENDS<br />

Digitalisierung<br />

Per IIoT-Framework auf der Steuerung ins IIoT 20<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Lineartechnik<br />

Verpackungsmaschinen für die Lebensmittelindustrie:<br />

Gute Führung in sensiblem Umfeld 23<br />

Linearführungen in der Robotik für hohe Präzision 26<br />

<strong>KEM</strong> PERSPEKTIVEN<br />

Fluidtechnik<br />

Hydraulik und Pneumatik vereinen Wirtschaftlichkeit<br />

und Effizienz 28<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Kupplungen & Bremsen<br />

Feststellbremsen für Vertikalachsen 32<br />

Elektromotoren<br />

Vergleich der Kühlungsarten:<br />

luftgekühlt vs. wassergekühlt vs. unbelüftet 34<br />

News zur Antriebstechnik 37<br />

4 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Kupplungen & Bremsen<br />

Pneumatische Feststellbremsen für Vertikalachsen<br />

verhindern ungewolltes Absinken.<br />

» Seite 32<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Messtechnik & Sensoren<br />

Schlüsselfertige Messsysteme<br />

für die Inline-Dickenprüfung 41<br />

Individuelles Messsystem für vertikale Plattensäge 44<br />

Steuerungstechnik<br />

Mit Nupano will Lenze die Digitalisierung beschleunigen 46<br />

Flexible Steuerungstechnik für schnelle Zykluszeiten 48<br />

Schaltschrankbau<br />

Polymer-Hersteller setzen auf Reihenklemmen 50<br />

Erweiterte Werkerführung im Schaltschrankbau 52<br />

News zur Automatisierung 55<br />

Bild: IEF Werner<br />

Befestigungen<br />

vom Profi<br />

KOMPONENTEN<br />

TITELSTORY<br />

Maschinenelemente<br />

Individuelle Förderketten reduzieren Maschinenstillstand 58<br />

News zu Komponenten 62<br />

RUBRIKEN<br />

Editorial 3<br />

Wir berichten über 10<br />

Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum 66<br />

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IMS Verbindungstechnik GmbH & Co. KG<br />

Robert-Bosch-Straße 5 | D-74632 Neuenstein<br />

+49 7942/9131-0<br />

| Fax-352<br />

info@ims-verbindungstechnik.com<br />

www.ims-verbindungstechnik.com<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 5


MAGAZIN » Branchen-News<br />

Lenze wächst zweistellig im Jubiläumsjahr<br />

Automatisierung bleibt Gewinnerbranche<br />

Lenze hat sich im zurückliegenden Geschäftsjahr<br />

mit neuen Entwicklungen und Kollaborationen<br />

erfolgreich am Markt positioniert.<br />

Bild: Lenze<br />

Bild: Lenze<br />

Christian Wendler, Vorstandsvorsitzender Lenze<br />

»Wir helfen unseren<br />

Kunden bei der Entwicklung<br />

nachhaltiger, energieeffizienter<br />

Produktionsprozesse.«<br />

Rekordergebnisse im Jahr des 75-jährigen<br />

Bestehens: Die Lenze SE hat ihren Konzernumsatz<br />

im zurückliegenden Geschäftsjahr<br />

um 21 % auf 832,6 Mio. Euro<br />

gesteigert. Das Auftragsvolumen des Automatisierungsspezialisten<br />

wuchs um 50<br />

% auf mehr als 1,1 Mrd. Euro. Das operative<br />

Ergebnis lag mit 91,8 Mio. Euro ebenfalls<br />

deutlich über dem des Vorjahres.<br />

Zum positiven Betriebsergebnis trug die<br />

Veräußerung des Geschäftsbereichs Mobile<br />

Drives durch die Lenze Swiss AG bei.<br />

„Auch in einem turbulenten Marktumfeld<br />

wird die Automatisierung in den nächsten<br />

Jahren weiter zu den Gewinnerbranchen<br />

zählen“, verspricht Lenze-CEO Christian<br />

Wendler. Trotz anhaltender Herausforderungen<br />

sieht er den Sektor und das Unternehmen<br />

weiter auf Wachstumskurs. Die<br />

Industrie müsse auch ihren Beitrag zur<br />

Reduktion von CO 2 -Emissionen schnell<br />

erhöhen. „Wir helfen unseren Kunden bei<br />

der Entwicklung nachhaltiger, energieeffizienter<br />

Produktionsprozesse – mit Automatisierung<br />

und Digitalisierung.“<br />

Insbesondere den Partnern im Mittelstand<br />

biete Lenze wertstiftende Lösungen mithilfe<br />

sogenannter Smart Data. „Wir können<br />

den Energiebedarf einer Maschine<br />

exakt abbilden und den Energieverbrauch<br />

im Schnitt um bis zu 30 % reduzieren“,<br />

erklärt Wendler. Die Automatisierung sei<br />

der Schlüssel zu nachhaltigem Erfolg.<br />

Lenze unterstütze zudem Maschinenund<br />

Anlagenbauer bei der Suche nach<br />

neuen, digitalen Geschäftsmodellen und<br />

setze dabei auf einen Dreiklang aus Elektrotechnik,<br />

Software und Plattformstrategie<br />

(siehe S. 46). „Es genügt heute nicht<br />

mehr, lediglich Hardware zu verkaufen“,<br />

sagt Wendler. „Gemeinsam mit unseren<br />

Kunden müssen wir auch enger mit den<br />

Anwendern zusammenarbeiten, um Prozesse<br />

und Bedürfnisse noch besser verstehen<br />

und, darauf basierend, digitale Geschäftsmodelle<br />

entwickeln zu können.“<br />

www.lenze.com<br />

Schaeffler und Symbio gründen Joint Venture Innoplate<br />

Kernkomponenten für Brennstoffzellensysteme<br />

Mit dem Joint Venture „Innoplate“ treiben Schaeffler<br />

und Symbio die Industrialisierung einer wichtigen<br />

Schlüsselkomponente für Brennstoffzellensysteme<br />

voran. Die Partner erhielten nun die für die Gründung<br />

erforderlichen behördlichen Freigaben und starten<br />

ihre gemeinsamen Aktivitäten, um ab 2024 Bipolarplatten<br />

in großen Stückzahlen herzustellen. Im Juni<br />

2022 hatten Schaeffler und Symbio, ein Gemeinschaftsunternehmen<br />

von Forvia und Michelin für die<br />

Wasserstofftechnologie, die Gründung des 50:50<br />

Joint Venture bereits angekündigt.<br />

Mit den Vorbereitungen für den Ausbau des Fertigungsgebäudes<br />

im französischen Haguenau haben<br />

die beiden Unternehmen bereits begonnen. Zudem<br />

wurde weitere Ausrüstung bestellt. Damit wollen die<br />

Partner den Produktionsbeginn Anfang 2024 sicherstellen.<br />

Gefertigt werden dann Bipolarplatten für<br />

Brennstoffzellen für Mobilitäts- und Energielösungen.<br />

Mit Innoplate setzen beide Unternehmen ihr En-<br />

gagement für den Aufbau einer technologischen und<br />

industriellen Führungsposition in der europäischen<br />

Wasserstoffwirtschaft weiter fort. Durch den Aufbau<br />

des deutsch-französischen Projekts wird zudem die<br />

europäische Wertschöpfungskette für Mobilität<br />

durch Wasserstoff gestärkt.<br />

(ch)<br />

www.schaeffler.de<br />

Metallische Bipolarplatten sind ein Schlüsselelement der<br />

Brennstoffzellen-Stacks.<br />

Bild: Schaeffler/Bernd Kammerer<br />

6 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


IT-Sicherheit ist<br />

Vertrauenssache<br />

ESET schloss sich 2020 als eines der ersten Unternehmen der TeleTrusT-Initiative<br />

„IT Security Made in EU“ an. Mit Unterzeichnung der freiwilligen<br />

Konformitätserklärung unterstreicht ESET sein Engagement im Bereich<br />

EU-Datenschutz und vertrauenswürdige IT-Sicherheitstechnologien:<br />

✓ Der Unternehmenshauptsitz ist in der EU.<br />

✓ Das Unternehmen bietet vertrauenswürdige IT-Sicherheitslösungen an.<br />

✓ „No Backdoor“-Garantie: Die angebotenen Produkte enthalten<br />

keine versteckten Zugänge.<br />

✓ Die IT-Sicherheitsforschung und -entwicklung findet<br />

in der Europäischen Union statt.<br />

✓ Das Unternehmen verpflichtet sich, den Anforderungen<br />

der EU-Datenschutz-Grundverordnung zu genügen.<br />

ESET.DE | ESET.AT | ESET.CH<br />

Technologie ermöglicht Fortschritt. ESET macht ihn sicher.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 7


MAGAZIN » Branchen-News<br />

Belastungstests an Windenergieanlagen von Weiss Technik<br />

Von der Arktis bis zur Sahara<br />

Ein Ausfall sowie die Wartung und Reparatur<br />

von Windenergieanlagen sind meist<br />

aufwändig und kostspielig. Häufig ist die<br />

Leistungselektronik betroffen, die sehr<br />

hohen Belastungen ausgesetzt ist. Deshalb<br />

erforscht die Universität Bremen im<br />

Rahmen des Verbundprojekts Hipe-Wind<br />

(High Power Electronics in Wind Energy<br />

Plants), wie sich ihre Lebensdauer verlängern<br />

und die Wartung optimieren lässt.<br />

Die Weiss Technik GmbH, Reiskirchen, hat<br />

dafür eine Klimaprüfkammer für multidimensionale<br />

Belastungstests geplant und<br />

realisiert. Federführend beim Verbundprojekt<br />

ist das Institut für Elektrische Antriebe,<br />

Leistungselektronik und Bauelemente<br />

der Universität Bremen in Zusammenarbeit<br />

mit dem Fraunhofer-Institut für<br />

Windenergiesysteme Iwes in Bremerhaven.<br />

Um herauszufinden, welche Komponenten<br />

der Leistungselektronik unter welchen<br />

Bedingungen ihren Dienst versagen,<br />

werden Langzeit-Belastungstests an<br />

kompletten Umrichtersystemen von<br />

Windenergieanlagen bis zur 10-MW-<br />

Klasse durchgeführt.<br />

Dabei werden die hohen Belastungen<br />

durch sich ändernde Windbedingungen<br />

und durch das<br />

Stromnetz unter verschiedenen<br />

Klimabedingungen simuliert<br />

– von der Arktis bis zur<br />

Sahara. Dies findet in der<br />

kundenspezifisch entwickelten<br />

Klimakammer von Weiss<br />

Technik statt. Als klimatechnisches<br />

Herzstück des Hipe-<br />

Labs in Bremen hilft sie, realitätsnah<br />

und im Zeitraffer nachzuvollziehen,<br />

wie die Umrichtersysteme während<br />

eines 20-jährigen Einsatzes unter den<br />

multimodalen Belastungen altern.<br />

Weiss Technik hat das Projekt aus einer<br />

Hand geplant und realisiert. Dabei war die<br />

Größe und Leistungsstärke der begehund<br />

befahrbaren Kammer mit einem<br />

nutzbaren Prüfraumvolumen von rund<br />

190 m 3 und einem elektrischen Anschlusswert<br />

von knapp 300 kW eine anspruchsvolle<br />

Aufgabenstellung. Die Flächenlast<br />

des Schwerlastbodens im Prüfraum<br />

liegt bei mehr als 10.000 N/m 2 .<br />

Die großen, bis zu 5000 kg schweren<br />

Prüflinge – Schaltschränke mit Umrich-<br />

Bild: Weiss Technik<br />

Die großen Prüflinge werden auf Rollen über ein<br />

Doppelflügeltor in die Prüfkammer eingefahren.<br />

tern – werden auf Rollen über ein Doppelflügeltor<br />

in die Prüfkammer eingefahren.<br />

Die Kammerinnenwände sind in Edelstahl<br />

dampfdicht verschweißt ausgeführt<br />

und mit einer 200 mm dicken 2-Schicht-<br />

Isolierung versehen, bestehend aus Spezial-Schaum<br />

und Mineralwolle. Eine Seitentür<br />

dient als Zugang für das Personal.<br />

Gesteuert wird die Anlage über die für<br />

Umweltsimulationsanlagen optimierte<br />

Simpac-Steuerung, dem digitalen Messund<br />

Regelsystem zur Bedienung, Überwachung<br />

und Dokumentation.<br />

www.weiss-technik.com<br />

Bild: Rittal<br />

Bild: Ziehl-Abegg<br />

Bild: Turck<br />

Bild: Fraunhofer LBF,<br />

Banczerowski<br />

Philipp Guth, Rittal<br />

Philipp Guth verantwortet<br />

seit dem 1. Oktober 2022<br />

den Bereich Forschung &<br />

Entwicklung beim Schaltschrank-<br />

und Systemspezialisten.<br />

Damit treibt er künftig<br />

die Innovationen insbesondere<br />

in der Verbindung<br />

von mechanischer Produktund<br />

Software-Entwicklung<br />

sowie digital gestützten<br />

Prozessen voran.<br />

Marc Wucherer, Ziehl-Abegg<br />

Der Aufsichtsrat der Ziehl-<br />

Abegg SE hat Dr. Marc Wucherer<br />

zum Vorstandsvorsitzenden<br />

des Unternehmens berufen.<br />

Er wird die neue Aufgabe<br />

im Dezember 2022 übernehmen.<br />

Davor war er Mitglied<br />

des Vorstands bei Bosch Rexroth<br />

und zuständig für Vertrieb<br />

und Marketing, sowie<br />

später auch für den Bereich<br />

der Fabrikautomatisierung.<br />

Stefan Grotzke, Turck<br />

Stefan Grotzke ist neuer<br />

Geschäftsführer bei Turck.<br />

Gemeinsam mit Dr. Michael<br />

Gürtner führt er die Werner<br />

Turck GmbH & Co. KG. In der<br />

Geschäftsführung der Turck<br />

Holding GmbH wird Grotzke<br />

die Ressorts Produktion &<br />

Supply-Chain-Management<br />

übernehmen, während Gürtner<br />

den Bereich Entwicklung<br />

& IT verantwortet.<br />

Christoph Bleicher,<br />

Fraunhofer LBF<br />

Dr.-Ing. Christoph Bleicher<br />

leitet seit dem ersten Oktober<br />

den Forschungsbereich<br />

Betriebsfestigkeit am Fraunhofer-Institut<br />

für Betriebsfestigkeit<br />

und Systemzuverlässigkeit<br />

LBF in Darmstadt.<br />

Er verfügt über viele Jahre<br />

Erfahrung in der Betriebsfestigkeitsforschung<br />

und ist in<br />

der Community gut vernetzt.<br />

8 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Ausbau des Innovationsnetzwerks<br />

Dassault Systèmes eröffnet 3DExperience Lab<br />

Dassault Systèmes eröffnete das erste 3DExperience<br />

Labs in Deutschland. Der neue Hub in München soll<br />

zukunftsweisende Projekte mit starken positiven<br />

Auswirkungen auf die Gesellschaft beschleunigen<br />

und lokale Start-ups und junge Gründer dabei unterstützen,<br />

ihre disruptiven Ideen in die Realität umzusetzen.<br />

Das 3DExperience Lab schafft Rahmenbedingungen,<br />

die offene Innovationen für eine nachhaltigere Welt<br />

ermöglichen. Es verbindet kollektive Intelligenz mit<br />

einem kollaborativen Ansatz, um das Unternehmertum<br />

zu fördern, neue Erfahrungen zum Leben zu erwecken<br />

und die Zukunft der Gesellschaft mit positiven<br />

Veränderungen zu prägen.<br />

Das 3DExperience Lab bietet Start-ups und jungen<br />

Unternehmen aus verschiedenen Branchen ideale<br />

Bedingungen für die Umsetzung ihrer Innovationen<br />

von morgen. Ein Ort mit Fab-, Immersive-, Virtual<br />

Twin-, Ideation- und Data-Labs heißt die Community<br />

willkommen. Im Rahmen eines zweijährigen Programms<br />

erhalten Gründer Zugang zur 3DExperience<br />

Plattform von Dassault sowie zu deren cloudbasierten<br />

Softwarelösungen – zusätzlich zur technischen<br />

Ausstattung und einer Wissensbasis, die entlang des<br />

gesamten Entwicklungszyklus angeboten wird.<br />

Darüber hinaus bietet ein umfassender Mentoringund<br />

Coaching-Ansatz Fachwissen und unterstützt<br />

die Erfinder in geschäftsrelevanten Bereichen wie<br />

Vertrieb oder Marketing und zusätzlich noch durch<br />

ein Inkubator-Partnernetzwerk in Deutschland, zu<br />

dem die Deutsche Messe Technology Academy, ESA<br />

BIC Bavaria, Sustainable Aero Lab und TUM Venture<br />

Labs gehören. „In den letzten Jahren hat sich die<br />

Start-up-Szene rasant entwickelt und eine Vielzahl<br />

vielversprechender Ideen ist entstanden. Mit unserem<br />

3DExperience Lab in München wollen wir junge<br />

Erfinder weiter fördern und ihnen eine Heimat geben“,<br />

sagt Frédéric Vacher, Head of Innovation bei<br />

Dassault Systèmes. „Als Gesellschaft stehen wir derzeit<br />

vor enormen Herausforderungen wie dem Klimawandel,<br />

der Entwicklung neuer Energiequellen und<br />

der nachhaltigen Nutzung von Ressourcen. Um diese<br />

zu bewältigen, müssen wir über den Tellerrand hinausschauen<br />

und neue Wege beschreiten.“ (ch)<br />

www.3ds.com<br />

Das 3DExperience Lab<br />

in München bietet<br />

Start-ups ideale<br />

Bedingungen für die<br />

Umsetzung ihrer<br />

Innovationen.<br />

Bild: Sebastien D’Halloy, Dassault Systèmes<br />

EPLAN eSTOCK:<br />

cloudbasiertes<br />

Artikelmanagement<br />

EPLAN eSTOCK ist Ihr Werkzeug für nutzerübergreifendes<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 9


MAGAZIN » Branchen-News<br />

Neu im Partnernetzwerk von Bosch Rexroth<br />

Salesforce und Sick treten ctrlX World bei<br />

Das Ökosystem von Bosch Rexroth rund um ctrlX Automation mit App-Technologie<br />

gewinnt immer mehr Drittanbieter – so auch den CRM-Experten Salesforce und Sick,<br />

Spezialist im Bereich Sensor- und Systemlösungen für industrielle Anwendungen.<br />

Bosch Rexroth hat mit ctrlX Automation eine Automatisierungswelt<br />

geschaffen, in der das Fachwissen<br />

von Unternehmen aus unterschiedlichen Domänen<br />

im Sinne der Co-Creation vereint wird. Das Partnernetzwerk<br />

ctrlX World erweitert den Automatisierungsbaukasten<br />

um Hardware und insbesondere um<br />

immer mehr neue Apps. Mehr als 60 Drittanbieter<br />

haben sich der Partnerwelt schon angeschlossen –<br />

jüngst auch die Unternehmen Salesforce und Sick.<br />

Salesforce ist eines der führenden Unternehmen im<br />

Bild: Bosch Rexroth AG<br />

Bereich CRM und bringt seine Expertise und Lösungen<br />

in die ctrlX World ein. Damit werden Anwendende<br />

bei der Umsetzung von digitalen Service-Konzepten<br />

unterstützt. Mit den Apps und Services (SaaS)<br />

können Unternehmen ihre Wertschöpfungskette und<br />

Partner vernetzen, neue Services implementieren und<br />

Prozesse automatisieren.<br />

„Unsere gemeinsamen Lösungen mit Bosch Rexroth<br />

und anderen Partnern aus der ctrlX World ermöglichen<br />

die datenbasierte Entscheidungsfindung und<br />

Geschäftsautomatisierung im Maschinenbau und<br />

anderen Branchen“, sagt Jürgen Brixel, Regional Vice<br />

President Industry Solutions & Strategy bei Salesforce.<br />

„Beispielsweise können Hersteller alle Daten, die<br />

von ctrlX Automation kommen, schnell visualisieren<br />

und analysieren.“ Ein weiterer Use Case könne die<br />

präventive Wartung von Maschinen oder die Automatisierung<br />

von Ersatzteilbestellungen sein. Brixel<br />

weiter: „Unsere Manufacturing Cloud ermöglicht Geschäfts-<br />

und Service-Automatisierung auf der<br />

Grundlage von Business Intelligence. ctrlX Automation<br />

stellt die wichtigen Daten dazu bereit.“<br />

Auch Sick ist der ctrlX World beigetreten und erleichtert<br />

damit dem Ökosystem die Wertschöpfung<br />

aus Sensordaten. Das Unternehmen ist auf Sensorund<br />

Systemlösungen für industrielle Anwendungen<br />

spezialisiert – von der Fabrik über die Logistik- bis<br />

zur Prozessautomation. Auch das etablierte Eco-System<br />

Sick AppSpace wird auf der Steuerung ctrlX Core<br />

anwendbar gemacht.<br />

(eve)<br />

www.boschrexroth.de<br />

Beckhoff ................................................................................ 48<br />

BEN Buchele ......................................................................... 34<br />

Bosch Rexroth ......................................................... 8, 10, 28<br />

Covestro ................................................................................. 50<br />

Deutsche Messe .................................................................... 9<br />

ebm-papst ............................................................................ 39<br />

Endress + Hauser ............................................................... 12<br />

Enemac ................................................................................... 40<br />

Eplan ....................................................................................... 52<br />

ESA BIC Bavaria ..................................................................... 9<br />

Festo ........................................................................................ 28<br />

FH Aachen ............................................................................. 56<br />

Forvia ......................................................................................... 6<br />

Fraunhofer IPT ..................................................................... <strong>11</strong><br />

Fraunhofer LBF ...................................................................... 8<br />

Grob-Werke .......................................................................... 48<br />

Hecht Kugellager ................................................................ 64<br />

Wir berichten über<br />

IEF-Werner ............................................................................ 32<br />

ifm process ........................................................................... 28<br />

Innoplate .................................................................................. 6<br />

Köbo ........................................................................................ 58<br />

Lenze .................................................................................. 6, 46<br />

maxon motor ....................................................................... 14<br />

Michelin .................................................................................... 6<br />

Micro-Epsilon ...................................................................... 42<br />

Nidec Graessner ................................................................. 38<br />

norelem .................................................................................. 26<br />

Norgren .................................................................................. 28<br />

NSK Deutschland ............................................................... 24<br />

Phoenix Contact ................................................................. 20<br />

Phoenix Contact Combinations ................................... 20<br />

Portescap ............................................................................... 38<br />

Rittal .......................................................................................... 8<br />

Salesforce .............................................................................. 10<br />

SBM Steuerungsbau- und Montage .......................... 50<br />

Schaeffler ................................................................................. 6<br />

Sick ........................................................................................... 10<br />

Sieb & Meyer ........................................................................ 40<br />

Siko ................................................................................... 44, 64<br />

Striebig ................................................................................... 44<br />

Sustainable Aero Lab ........................................................... 9<br />

Symbio ...................................................................................... 6<br />

Tecnotion ............................................................................... 39<br />

TUM ............................................................................................ 9<br />

Turck .......................................................................................... 8<br />

Ubito ....................................................................................... 56<br />

Weidmüller ........................................................................... 50<br />

Ziehl-Abegg ............................................................................ 8<br />

10 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Fraunhofer IPT entwirft intelligente Prozessregelung<br />

Mit 5G und Cloudtechnologie<br />

Smarte Sensoren, die kabellos am Bauteil<br />

angebracht werden, verbessern das Verständnis<br />

und die Kontrolle von Produktionsverfahren,<br />

sodass sich Prozesse flexibel<br />

überwachen und adaptiv regeln lassen.<br />

Was nach einer weit entfernten Zukunftsvision<br />

klingt, setzt das Fraunhofer-<br />

Institut für Produktionstechnologie IPT in<br />

Aachen bereits um: Gemeinsam mit sieben<br />

Industriepartnern haben<br />

die Forscherinnen und<br />

Forscher eine intelligente<br />

und flexible Prozessregelung<br />

entworfen, die große<br />

Datenmengen verarbeiten<br />

und mit 5G- und Cloudtechnologie<br />

nahezu verzögerungsfrei<br />

übertragen kann.<br />

Einen direkten Einblick in<br />

den Produktionsprozess erhalten,<br />

Wartungsbedarfe<br />

und Ausfallrisiken rechtzeitig<br />

erkennen und die Informationen<br />

in eine zielgenaue<br />

und adaptive Prozessregelung<br />

umsetzen – das sind<br />

Ziele im Forschungsprojekt<br />

5GSensPro. Eine Lösung verspricht<br />

die Entwicklung eines<br />

flexiblen Regelungssystems<br />

mit 5G-Mobilfunktechnologie<br />

für die Verbindung<br />

zwischen Sensorik und<br />

Maschinensteuerung.<br />

Zentrales Element ist ein<br />

sogenanntes 5G Edge Computing<br />

Device – eine Kombination<br />

aus Sensor-, Datenverarbeitungs-<br />

und Funkeinheit,<br />

die direkt am Bauteil<br />

angebracht und in den<br />

Fertigungsprozess integriert<br />

wird. Es ist in der Lage, die<br />

Sensordaten bereits vor der<br />

Übertragung aufzubereiten<br />

und erstmals vollständig<br />

über 5G mit der Produktionsmaschine<br />

zu verbinden.<br />

Sensor- und Maschinendaten<br />

können zudem über eine<br />

Augmented-Reality-Visuali-<br />

sierung mittels Tablet oder Smartphone<br />

remote abgerufen und für die direkte<br />

Qualitätsüberwachung genutzt werden.<br />

Die Kombination von 5G und intelligenter<br />

Sensorik erlaubt den Angaben zufolge eine<br />

Datenverarbeitung im Millisekunden-<br />

Bereich selbst bei komplexen Bewegungen<br />

von Bauteil und Maschine.<br />

www.ipt.fraunhofer.de<br />

5G Edge Computing Device mit Vibrationssensor,<br />

integriert in einen Blisk-Fräsprozess zur adaptiven<br />

Regelung.<br />

WELLE-NABE-VERBINDUNGEN<br />

Schrumpfscheiben • Konus-Spannelemente • Spannsysteme<br />

Bild: Fraunhofer IPT<br />

www.ringspann.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 <strong>11</strong>


MAGAZIN » Unternehmen<br />

Digitale Lösungen von Endress + Hauser für konkrete Anwendungsfälle<br />

Aus Daten Nutzen schaffen<br />

Moderne Messgeräte liefern eine Fülle an Daten über Primärwerte hinaus. Diese intelligent zu nutzen und mit<br />

weiteren Daten zu verknüpfen, ist ein großes Anliegen von Anlagenbetreibern. Doch noch liegen Hindernisse<br />

auf dem Weg zur Industrie 4.0. Der Messgerätehersteller Endress + Hauser unterstützt seine Kunden daher nicht<br />

nur mit smarten Sensoren und Konnektivitätslösungen. Er bietet auch ein cloudbasiertes IIoT-Ökosystem und<br />

digitale Lösungen für konkrete Anwendungsfälle.<br />

Autorin: Kirsten Wörnle, freie Journalistin, für Endress+Hauser<br />

unsere Messgeräte seit vielen Jahren digital kommunizieren<br />

können, machen 97% unserer Kunden bislang<br />

keinen Gebrauch von dieser Option“, beobachtet er.<br />

„Die Geräte sind zwar intelligent, aber der Korken<br />

steckt noch in der Datenflasche.“<br />

Viele Firmen der Prozessindustrie sitzen auf einem Schatz aus Daten. Ihn mit zu<br />

heben, hat sich Endress + Hauser zur Aufgabe gemacht.<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zum<br />

cloud-basierten Industrial-<br />

IoT-Ökosystem Netilion von<br />

Endress + Hauser:<br />

hier.pro/scqd2<br />

Bild: Endress + Hauser<br />

Der intelligente Umgang mit Daten ist das große<br />

Versprechen unserer Zeit. „Selbst konservativste<br />

Unternehmen setzen inzwischen auf datengetriebene<br />

Analysen ihrer Prozesse“, beobachtet Marco Colucci,<br />

Digitalisierungsexperte beim Messgerätehersteller Endress<br />

+ Hauser Flow in Reinach, Schweiz. „Es geht darum,<br />

flexibler, schneller und effizienter zu werden.“<br />

Doch so groß die Chancen, so groß auch die<br />

Herausforderungen: „Wer auf der grünen Wiese eine<br />

neue Anlage baut, wird diese sicherlich durchdigitalisieren“,<br />

sagt Colucci. „An einem gewachsenen<br />

Standort mit Komponenten<br />

verschiedener Hersteller und unterschiedlichen<br />

Alters stößt man freilich<br />

an verschiedenen Stellen an<br />

Grenzen.“ Dann sind vielleicht sogar<br />

intelligente Messgeräte in der Anlage<br />

verbaut. Doch es fehlt die digitale Infrastruktur,<br />

um an diese Daten über<br />

Prozess und Gerätezustand zu kommen<br />

und sie zu übertragen: „Obwohl<br />

Daten aus der Feldebene schöpfen<br />

Daten nahtlos von der Feldebene bis in die Cloud oder<br />

ein Edge-Device verfügbar zu machen, ist daher ein<br />

erster großer Schritt. Neue Ethernet- und Wireless-basierte<br />

Feldbustechnologien ebnen hier den Weg. Auch<br />

gibt es Technologien, die einen zweiten Kanal öffnen<br />

für eine schnelle und sichere Übertragung von Felddaten<br />

bis hinauf auf die Unternehmensebene, ohne die<br />

Prozesssteuerung zu beeinflussen. In der Open Industry<br />

4.0 Alliance haben sich bereits knapp 100 Anbieter von<br />

IT, Software, Fabrik- und Prozessautomatisierung zusammengeschlossen,<br />

um eine Referenzarchitektur zu<br />

erarbeiten, welche die Interoperabilität der Geräte verschiedener<br />

Hersteller sichert.<br />

Entsprechend liefert das cloud-basierte IIoT-Ökosystem<br />

Netilion des Messtechnik-Spezialisten Felddaten von<br />

verschiedensten Assets, unabhängig von Gerätetyp<br />

oder Hersteller. „Netilion Services wurde entwickelt, um<br />

alle Arten von Daten aus dem Feld nachzuverfolgen und<br />

zu nutzen“, sagt Colucci. Ausgehend von solchen Datensammlungen<br />

können Messtechnikexperten mit Datenwissenschaftlern<br />

digitale Lösungen für konkrete Anwendungsfälle<br />

entwickeln. Hohes Potenzial bietet dabei<br />

die Verknüpfung mit weiteren externen Kontextdaten<br />

und der Einsatz von maschinellen Lernverfahren.<br />

Die Anwendung Netilion Water Network Insights ermöglicht<br />

beispielsweise die Überwachung und Visualisierung<br />

von komplexen Wassernetzen. Sie führt dabei<br />

nicht nur verschiedenste Messwerte zentral zusammen.<br />

Die Algorithmen binden auch Prognosemodelle wie<br />

Starkregenwarnungen oder Verbrauchsvorhersagen mit<br />

ein. Algorithmen kommen auch in Messgeräten mit<br />

Heartbeat Technology zum Einsatz, die ständig Daten<br />

über ihren eigenen Zustand senden. Wo man herkömm-<br />

12 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Endress + Hauser sorgt dafür, dass sich die Prozess- und<br />

Gerätedaten aus der Feldebene nahtlos übertragen lassen,<br />

etwa über neue Ethernet und Wireless-Technologien.<br />

Bild: Endress + Hauser<br />

licherweise immer dann eingriff, wenn ein Asset beschädigt<br />

war oder eine Anlage aus unbekannten Gründen<br />

stillstand, liefern smarte Sensoren heute schon<br />

vorab so viele Hinweise, dass es gar nicht mehr zum<br />

ungeplanten Shutdown kommt. „Wir erfüllen hiermit<br />

einen langjährigen Wunsch der Anwender nach einer<br />

Aussage zum Abnutzungsvorrat, vor allem für Geräte in<br />

kritischen Anwendungen mit Korrosion oder Ablagerung“,<br />

sagt Colucci. Gerade bei Ablagerungen kann es<br />

mit der Zeit zu einer Vollverstopfung kommen, die<br />

letztlich einen Anlagenstillstand zur Folge hat. Nicht<br />

zuletzt können durch Kavitation Pumpen beschädigt<br />

werden. „Das sind Anomalien, die wir mit IIoT-Technologie<br />

prognostizieren können“, so Colucci.<br />

Softsensoren zur prädiktiven<br />

Qualitätskontrolle<br />

Solch eine Predictive Maintainance zeigt, wie sehr<br />

smarte Datennutzung zum Gamechanger wird. Entsprechende<br />

prognostische Lösungen werden beim<br />

Messtechnikspezialisten stark nachgefragt. Hinzu<br />

kommt das recht junge Innovationsfeld der prädiktiven<br />

Qualitätskontrolle mithilfe von Softsensoren: Verschiedene<br />

Messgrößen sowie Prozess- und Kontextinformationen<br />

werden in einer Anwendung mit künstlicher Intelligenz<br />

zusammengeführt, um eine neue Mess- oder<br />

Zielgröße zu berechnen, die physikalisch anhand eines<br />

Sensors nicht ermittelt werden kann. „Das ist etwa für<br />

die Lebensmittelindustrie interessant, die bislang den<br />

Herstellungsprozess unterbrechen muss, damit ein<br />

menschlicher Tester Frischkäse oder Joghurt auf Geschmack<br />

und Konsistenz überprüfen kann“, sagt Colucci.<br />

„Ein Softsensor könnte diese menschlichen Sinne<br />

nachahmen und das gleiche Ergebnis liefern – und<br />

zwar parallel zum Prozess.“ Entwickelt werden solche<br />

KI-getriebenen Lösungen in engem Schulterschluss mit<br />

Kunden und weiteren Wertschöpfungspartnern: „Digitalisierung<br />

geht nur gemeinsam“, sagt Colucci. (jg)<br />

www.de.endress.com<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 13<br />

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TRENDS » Porträt<br />

Im Gespräch: Dirk Zimmermann, Geschäftsführer maxon motor GmbH<br />

„Daten sind das Gold der Zukunft“<br />

Dass maxon innovative Elektromotoren herstellt, ist bekannt. Dass das Unternehmen auch Hochleistungsgetriebe<br />

sowie Hightech-Keramikkomponenten im Portfolio hat, ist weniger bekannt. Dirk Zimmermann, Geschäftführer<br />

der maxon motor GmbH in Sexau, erklärt im Gespräch mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, welche Vorteile der<br />

Einsatz von Keramik bezüglich der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Getrieben und Motoren hat.<br />

Interview: Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Dirk Zimmermann,<br />

Geschäftsführer maxon<br />

motor GmbH, Sexau<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wir befinden uns<br />

mitten in der digitalen Transformation.<br />

Welche Herausforderungen muss ein<br />

Anbieter wie maxon meistern, um auch<br />

in Zeiten der Digitalisierung wettbewerbsfähig<br />

zu bleiben? Und was bedeutet<br />

dies im Speziellen für die Entwicklung<br />

von mechanischen Produkten<br />

wie Ihren Getrieben?<br />

Zimmermann: Die Digitalisierung ist für<br />

uns natürlich auch ein wichtiges Thema.<br />

Dabei spielt nicht nur die Digitalisierung<br />

der Produkte eine Rolle, sondern auch<br />

die Vermarktung. In diesem Bereich werden<br />

wir immer digitaler. Die Zeiten, in<br />

denen der Kunde seine Produkte aus<br />

dem Katalog rausgesucht hat, sind vorbei.<br />

Er möchte die Produkte online beziehen<br />

und das bieten wir auch an. Wir<br />

haben einen eigenen eShop, in dem der<br />

Kunde seine Produkte – seien das Motoren,<br />

Getriebe, Encoder oder Steuerungen – über das Internet<br />

beziehen kann. Aber, und das unterscheidet uns<br />

von vielen anderen Anbietern, wir gehen noch weiter.<br />

Der Kunde kann die Getriebe und Motoren nach seinen<br />

Bedürfnissen konfigurieren. Das heißt, er muss kein<br />

Produkt aus dem Katalog nehmen und an seine Anwendung<br />

anpassen, sondern er kann genau die Konfiguration<br />

seiner Wahl bei uns im eShop auswählen. Nach der<br />

Auswahl läuft dann bei uns beispielsweise in der Getriebe-Montage<br />

der Auftrag aus dem Drucker und wird<br />

dann produziert, sodass der Kunde innerhalb kürzester<br />

Zeit die bestellten, konfigurierten Produkten bei sich<br />

auf dem Tisch hat. Er bekommt sowohl das reale Produkt,<br />

dass er in seine Lösung einbauen kann, als auch<br />

das entsprechende 3D-Modell geliefert. Dieser digitale<br />

Prozess von der Konfiguration im Internet hin zur<br />

Fertigung in der Getriebe-Montage ist ein Stück realisierte<br />

Industrie 4.0. In der <strong>Konstruktion</strong> sind dadurch<br />

Bild: Rüdiger J.Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

gewisse Vorbereitungen erforderlich, denn die CAD-<br />

Zeichnungen und die gesamten Daten werden automatisch<br />

im Hintergrund erzeugt. Dafür ist es notwendig,<br />

dass man bereits ein bestimmtes Grunddesign hat, das<br />

dies ermöglicht. Solche Anforderungen sind für viele<br />

Konstrukteure neu, denn früher musste das Produkt<br />

einfach funktionieren – heute muss es auch konfigurierbar<br />

sein. Und das bieten wir für immer mehr Produkte<br />

an. Der Vorteil für den Kunden ist, dass er in der<br />

Regel innerhalb von elf Tagen das Produkt auf dem<br />

Tisch hat und es testen kann. Wenn es funktioniert, hat<br />

er sein Problem gelöst beziehungsweise wir haben ihm<br />

geholfen, sein Problem zu lösen. Dann wird er auch keine<br />

anderen Anbieter mehr anfragen. Damit ist dieser<br />

digitale Ansatz ein Türöffner für maxon. Dieser Prozess<br />

heißt bei uns Configure to Order – kurz CTO. Allerdings<br />

bieten wir das nur für Stückzahlen bis 50 Stück an, was<br />

dem Konstrukteur oder dem Entwickler aber zu Beginn<br />

reicht, um eine Lösung zu finden. Wenn das Produkt in<br />

Serie geht, bestellt der Kunde dann über andere Kanäle.<br />

Was noch nicht geht, ist das Kundenmodell mittels digitalen<br />

Zwillings zu simulieren. Da arbeiten wir noch<br />

dran, aber mit diesem Konfigurator sind Konstrukteure<br />

und Entwickler super bedient. Und das kommt auch<br />

sehr gut an.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mechanische Komponenten werden<br />

immer intelligenter – dabei geht es um Themen<br />

wie Condition Monitoring oder Predictive Maintenance<br />

und die dafür benötigte Sensorik. Wie „intelligent“<br />

sind maxon-Getriebe?<br />

Zimmermann: Das hängt von der Anwendung ab und<br />

davon, was der Kunde benötigt. Ein Beispiel: Wir fertigen<br />

mit unserem BikeDrive auch einen E-Bike-Antrieb<br />

her, der Daten erfassen kann, etwa welche Leistung<br />

gibt der Antrieb gerade ab? Welche Leistung bringt der<br />

Radfahrer? Wie ist die Temperatur? Was für Motorströme<br />

habe ich? Und diese Daten lassen sich in unsere<br />

Azure-Cloud hochladen und entweder für den Kun-<br />

14 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


»Der allergrößte Teil<br />

unserer Getriebe wird mit<br />

maxon-Motoren verheiratet.<br />

Aber es gibt auch einen<br />

Anteil, den wir an Kunden<br />

versenden, die andere<br />

Motoren anbauen.«<br />

Dirk Zimmermann,<br />

Geschäftsführer maxon<br />

motor GmbH, Sexau<br />

Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe


TRENDS » Porträt<br />

den oder für maxon auswerten, um entsprechende<br />

Maßnahmen ergreifen zu können. Ergeben sich Abweichungen,<br />

etwa bei der Leistung eines Motors, kann<br />

man das korrigieren und richtig einstellen. Letztendlich<br />

kann man gemäß dieser Daten den Antrieb konfigurieren.<br />

Zudem arbeiten wir an der Entwicklung intelligenter<br />

Getriebe, die beispielsweise Drehmomente, Temperaturen<br />

oder Drehzahlen ins Internet übertragen können.<br />

Solch ein Antrieb ist für den Kunden gleichzeitig<br />

eine Art Sensor, über den<br />

er bestimmte Werte abfragen<br />

kann. So sieht er<br />

beispielsweise, wie viel<br />

Energie ein Antrieb benötigt.<br />

Wenn er viel mehr<br />

Energie verbraucht als<br />

noch vor einem halben<br />

Jahr ist es für den Kunden<br />

ein Anzeichen, dass irgendwo<br />

mit seiner Anlage<br />

etwas nicht stimmt<br />

oder für maxon, das vielleicht<br />

etwas mit unserem<br />

Antrieb nicht stimmt. Das zeigt, Predictive Maintenance<br />

ist eine feine Sache und in diese Richtung geht es<br />

auch immer mehr. Es ist also nicht nur das Produkt,<br />

das der Kunde bei uns ordert, sondern zukünftig auch<br />

die entsprechenden Daten. Und Daten sind das Gold<br />

der Zukunft.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ein weiteres Thema im Zusammenhang<br />

mit Digitalisierung ist die Kommunikationsfähigkeit.<br />

Im Bereich der Leistungselektronik haben<br />

Sie hier bereits entsprechende Produkte. Wie ist<br />

maxon hier bezüglich seiner Getriebe aufgestellt?<br />

»Je kleiner zum Beispiel der<br />

Motor wird, erhält er die Leistung<br />

nicht über sein Drehmoment,<br />

sondern über die Drehzahl, denn<br />

bei einem Miniatur-Motor mit<br />

einem kleinen Durchmesser<br />

kann man kein sehr hohes<br />

Drehmoment erzeugen.«<br />

Bild: maxon motor<br />

Zimmermann: Bei der Leistungselektronik liegt die<br />

Kommunikationsfähigkeit in der Steuerung. OPC UA,<br />

CANopen oder IP-Protokolle, sind ja Schnittstellen der<br />

Steuerung. Wir bieten unseren Kunden CANopen,<br />

Ethernet etc. an, je nachdem, was die Maschine für eine<br />

Steuerung hat oder was sie benötigt. Das liegt aber<br />

in der Steuerungsschnittstelle, die dem Getriebe im<br />

Prinzip über den Motor vorgeschaltet ist. Die Getriebe<br />

selbst können Sensoren haben, die Informationen wie<br />

Temperatur, Drehmoment,<br />

Drehzahl oder Erschütterungen<br />

erfassen. Diese<br />

Werte müssen jedoch<br />

über eine Steuerung an<br />

die Cloud weitergegeben<br />

werden. Dafür braucht es<br />

immer eine Elektronik,<br />

die Stand heute noch separat<br />

ist und nicht in den<br />

Getrieben integriert wird.<br />

Solange der Kunde ohnehin<br />

Versorgungsleitungen<br />

von seiner Maschine<br />

an die Antriebe hat, können diese genutzt werden,<br />

um die Daten abzugreifen und zu versenden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist es in einem nächsten Schritt<br />

denkbar, dass die Intelligenz, dass Steuerungsaufgaben<br />

und Kommunikationsfähigkeit direkt ins Getriebe<br />

wandern?<br />

Zimmermann: Die Sensorik mit der entsprechenden<br />

Auswertung ist schon so weit miniaturisiert, dass man<br />

das in kleine Getriebe integrieren kann. Es braucht<br />

heutzutage aber immer noch eine Stromversorgung<br />

der Sensoren und das läuft vermutlich auch die nächsten<br />

paar Jahre noch über ein Kabel. Vielleicht kann man<br />

das irgendwann mal induktiv lösen, wobei das in rauer<br />

Umgebung schwierig wäre. Aber ja, mit zunehmender<br />

Miniaturisierung werden diese Systeme kleiner und<br />

müssen dann nicht mehr in einer externen Steuerung<br />

untergebracht werden. Das ist aber noch ein bisschen<br />

Zukunftsmusik, Da müssen wir definitiv noch ein bisschen<br />

daran arbeiten.<br />

Die integrierte Elektronik und Sensorik<br />

im maxon BikeDrive erfasst Daten<br />

wie Leistung des Antriebs, Leistung<br />

des Radfahrers, Temperatur oder<br />

Motorströme. Diese Daten lassen sich<br />

in die Cloud hochladen und entweder<br />

für den Kunden oder für maxon<br />

auswerten, um entsprechende<br />

Maßnahmen ergreifen zu können.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: maxon ist bekannt als Anbieter<br />

von Klein- und Kleinstmotoren. Welche Rolle spielt<br />

Miniaturisierung bezüglich Ihrer Getriebe? Werden<br />

diese auch entsprechend kleiner?<br />

Zimmermann: Antriebe werden immer kleiner bei<br />

gleichzeitiger Zunahme der Leistungsdichte. Denn die<br />

möglichen Anwendungsgebiete für solche kleinen Antriebe<br />

sind sehr vielfältig. Und je kleiner zum Beispiel<br />

16 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


der Motor wird, erhält er die Leistung nicht über sein<br />

Drehmoment, sondern über die Drehzahl – also Leistung<br />

ist Drehmoment mal Drehzahl – denn bei einem<br />

Miniatur-Motor mit so einem kleinen Durchmesser<br />

kann man kein sehr hohes Drehmoment erzeugen. Dafür<br />

hat er eine hohe Drehzahl. Um solche Antriebe in<br />

der Anwendung nutzen zu können und Drehmomente<br />

abzurufen, wird das Drehmoment dieses kleinen Motors<br />

durch das Getriebe erhöht und die Drehzahl reduziert.<br />

In diesem Zusammenhang spielen diese kleinen<br />

Getriebe eine immer größere Rolle, weil man Getriebe<br />

braucht, um Motoren in den Anwendungen so zu konditionieren,<br />

dass auch tatsächlich ein gutes Drehmoment<br />

abgerufen werden kann. Grundsätzlich, wie etwa<br />

in der Medizintechnik, sollte Motor und Getriebe<br />

eine Einheit sein. Also hat ein Motor mit 6 mm<br />

Durchmesser dann vorne ein Getriebe mit ebenfalls<br />

maximal 6 mm Durchmesser verbaut. In diesem<br />

6-mm-Getriebe sind bis zu 15 Zahnrädern eingebaut.<br />

Mittlerweile arbeiten wir sogar mit 4-mm-Getrieben,<br />

die dann auch teilweise im menschlichen Körper eingesetzt<br />

werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Für diese „Miniaturfertigung“<br />

sind herkömmliche Werkzeugmaschinen sicher nicht<br />

geeignet. Hat maxon für seine 4- oder 6-mm-Getriebe<br />

mit 15 Zahnrädern spezielle Maschinen im<br />

Einsatz?<br />

Zimmermann: Ja, wir haben uns darauf eingerichtet,<br />

solche kleinen Zahnräder zu fertigen. Früher konnte<br />

man diese noch in einem gewissen Rahmen von der<br />

Schweizer Uhrenindustrie beziehen. Allerdings muss<br />

man sagen, dass diese Unternehmen Teile für Uhren<br />

herstellen, die zwar klein, aber nicht auf Leistung ausgelegt<br />

sind. Unsere Bauteile müssen dagegen Leistung<br />

übertragen können, müssen Drehmoment übertragen<br />

können. Daher haben wir uns im Jahr 2013/2014 entschieden,<br />

einen kompletten Maschinenpark einzurichten,<br />

mit dem wir diese kleinen Zahnräder fertigen können.<br />

Und seither machen wir das sehr erfolgreich und<br />

sind quasi absolut unabhängig vom Zulieferermarkt,<br />

was momentan durchaus von Vorteil ist.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Haben Sie diese Maschinen<br />

selbst entwickelt oder haben Sie mit einem Maschinenbauer<br />

zusammengearbeitet?<br />

Zimmermann: Die Maschinen wurden schon speziell<br />

für unsere Anwendungen hergestellt, aber wir haben<br />

keine komplett neue Maschine entwickelt, sondern die<br />

bestehenden Maschinen für unsere Bedürfnisse angepasst<br />

und umgerüstet. Das ist im Übrigen bei fast allen<br />

Maschinen in diesen kleinen Dimensionen so, dass man<br />

Anpassungen vornehmen muss. Es gibt auch nicht<br />

viele Hersteller auf dieser Welt, die bereit sind, bei<br />

diesen Anpassungen mitzugehen.<br />

Dirk Zimmermann,<br />

Geschäftsführer maxon<br />

motor GmbH, Sexau<br />

Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 17


TRENDS » Porträt<br />

Für große Armbanduhren-Hersteller<br />

stellt<br />

maxon kleine Keramik-<br />

Bauteile her, die neben<br />

einem geringeren Verschleiß<br />

den Vorteil haben,<br />

nicht magnetisch<br />

zu werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: In welchen Branchen und Applikationen<br />

kommen maxon-Getriebe zum Einsatz?<br />

Zimmermann: Die Anwendungsgebiete für Getriebe<br />

sind extrem vielseitig. Daher haben wir unser Geschäft<br />

in fünf Business Units aufgeteilt. Das ist zum einen die<br />

Business Unit Industrial für industrielle Anwendungen.<br />

Diese Einheit brauchen Unternehmen wie maxon, um<br />

alle Dinge antreiben zu können, die in der Industrie bewegt<br />

werden müssen. Dann haben wir den Bereich Medical,<br />

also Medizintechnik, was ein sehr wichtiges Geschäft<br />

für uns ist. Dann die BU Mobility Solutions. Das<br />

hat nicht viel mit Automotive zu tun, sondern es geht<br />

beispielsweise um Antriebe für kleine AGVs, also autonome<br />

Fahrzeuge, die über Lidar oder Ultraschall Wege<br />

navigieren. Ein weiteres Feld sind Aerospace-Anwendungen.<br />

Hier haben wir einmal den Bereich der Luftfahrt,<br />

in dem wir beispielsweise in Flugzeugkabinen<br />

über unsere Antriebe die Klimatechnik regeln. Auch das<br />

Bewegen von Bildschirmen geschieht sehr oft mit unseren<br />

Antrieben. Die Luftfahrt macht momentan ohnehin<br />

gerade eine sehr große Entwicklung beziehungsweise<br />

Veränderung durch. Dabei geht es weg von großen<br />

hydraulischen Systemen, die bisher häufig in den<br />

Flugzeugen eingesetzt werden und bei denen dann kilometerweise<br />

Schläuche durch das ganze Flugzeug verlegt<br />

werden, hin zu dezentralen über Bussysteme angesteuerte<br />

elektromechanische Antriebe. Und für solche<br />

Anwendungen ist maxon perfekt geeignet. Unsere Antriebe<br />

bieten höchste Leistung auf kleinstem Raum sowie<br />

geringes Gewicht. Und das ist natürlich wichtig für<br />

die Flugzeugindustrie. Das ist ein großer Markt für maxon.<br />

Und dann gibt es noch die Space-Anwendungen.<br />

Alle Mars Rover der NASA haben maxon-Antriebe an<br />

Bord und auch der Mars-Hubschrauber Ingenuity fliegt<br />

Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

mit maxon-Technik. Und es geht in diesem Bereich<br />

auch weiter. Das sind natürlich keine großen Stückzahlen,<br />

aber man nimmt sehr viel Know-how von der NASA<br />

mit. Darüber hinaus ist das Ganze eine tolle Image-Geschichte.<br />

Und schließlich haben wir noch mit Intralogistics<br />

eine neue Business Unit. Der Hintergrund ist,<br />

dass es immer mehr Online-Versandhändler gibt und<br />

die haben viele Hochregallager, in denen Regalbediengeräte<br />

die Päckchen aus den Regalen holen. Bei der dafür<br />

benötigten Antriebstechnik sind wir stark vertreten,<br />

denn da werden dynamische Antriebe benötigt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Entwickeln Sie Ihre Getriebe für<br />

den „Eigenbedarf“ oder beliefert maxon auch andere<br />

Motorenbauer?<br />

Zimmermann: Der allergrößte Teil unserer Getriebe<br />

wird mit maxon-Motoren verheiratet. Aber es gibt<br />

auch einen Anteil, den wir an Kunden versenden, die<br />

andere Motoren anbauen. Das können auch Motoren<br />

unserer Marktbegleiter sein, können aber auch Druckluftmotoren<br />

oder Hydraulik-Motoren sein, je nachdem<br />

aus welchem Bereich der Kunde kommt. Das liegt jedoch<br />

im einstelligen Prozentbereich, was wir an andere<br />

Motorenhersteller ausliefern.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Am Standort Sexau fertigt<br />

maxon auch Keramikkomponenten. Welche Gründe<br />

hatten Sie dafür und welche Vorteile bietet der<br />

Werkstoff für Ihre Produkte?<br />

Zimmermann: Entstanden ist die Keramikfertigung bei<br />

maxon Anfang der 1990er Jahre. Damals haben wir die<br />

ersten Hochleistungs-Planetengetriebe gefertigt. Die<br />

Zahnräder, die in den Planetengetrieben sitzen, drehen<br />

sich auf Achsen. Auf diesen Achsen sind die Planetenräder<br />

gelagert. Diese Lagerung war immer der Hauptverschleißpunkt<br />

von Planetengetrieben. Wir haben<br />

lange Zeit nach Lösungen für dieses Problem gesucht<br />

und dann sind wir irgendwann bei Keramik gelandet<br />

und haben gesehen, Keramik, speziell das Zirkonoxid,<br />

hat durch seine sehr hohe Verschleißfestigkeit, durch<br />

die sehr glatte Oberfläche, die man erzeugen kann, und<br />

durch die hohe Biege-Bruch-Festigkeit sehr gute Eigenschaften,<br />

die helfen konnten, unsere Getriebe zu<br />

verstärken und die Lebensdauer zu verlängern. Und da<br />

wir Anfang, Mitte der 1990er Jahre die Produkte so<br />

nicht kaufen konnten am Markt – Keramik war noch in<br />

den Kinderschuhen – haben wir begonnen, das bei uns<br />

im Hause im Ceramic-Injection-Molding-Verfahren<br />

(CIM) zu fertigen. Ab 1995/96 hatte maxon die ersten<br />

Planetengetriebe beziehungsweise überhaupt die ersten<br />

Getriebe, die serienmäßig mit Keramik ausgestattet<br />

waren, im Katalog. Verschleißfestigkeit, Lebensdauer,<br />

18 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />

Dirk Zimmermann, Geschäftsführer<br />

maxon motor GmbH, Sexau<br />

»Wir bieten Getriebe an mit<br />

6 mm Durchmesser. Darin<br />

sind bis zu 15 Zahnräder<br />

eingebaut. Mittlerweile<br />

arbeiten wir sogar mit<br />

4-mm-Getrieben, die<br />

teilweise im menschlichen<br />

Körper eingesetzt werden.«<br />

geringe Reibung und hohe Biege-Bruch-<br />

Festigkeit sind auch heute noch der<br />

Grund, weshalb wir Keramik verwenden<br />

und weshalb wir auch an externe Kunden<br />

Keramikbauteile verkaufen. Bei Keramik ist<br />

es tatsächlich so, dass wir nicht nur für unseren<br />

Eigenbedarf produzieren, sondern<br />

auch für externe Kunden arbeiten.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lässt sich beziffern,<br />

wie viel länger so ein Planetengetriebe<br />

mit einer Keramikachse gegenüber einem<br />

solchen mit einer Metallachse lebt?<br />

Zimmermann: Dabei handelt es sich um<br />

einen Faktor zwei, was schon eine Nummer<br />

ist. Allerdings hat Keramik auch ihren<br />

Preis. Also gegenüber einer gehärteten<br />

Stahlachse ist die Keramikversion schon<br />

teurer. Aber wie gesagt, man hat dadurch<br />

auch viele Vorteile und kann die Antriebe<br />

kleiner bauen, die Leistungsdichte erhöhen.<br />

Und das sind die Dinge, die maxon antreiben<br />

– immer besser, immer kleiner werden<br />

und immer mehr Leistung reinpacken.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: maxon setzt auch den<br />

3D-Druck zur Herstellung von Keramik-<br />

Bauteile ein. Welche Vorteile bietet die<br />

additive Fertigung diesbezüglich?<br />

Zimmermann: Wir sind eine der wenigen<br />

Firmen die mit Zirkonoxid Keramik im<br />

3D-Druck-Verfahren herstellt. Zirkonoxid<br />

ist unser „Lieblingswerkstoff“, mit dem sich<br />

alle benötigten Eigenschaften erreichen<br />

lassen. Teile in 3D drucken zu können, hat<br />

den Vorteil, erste Muster liefern zu können,<br />

ohne dass in ein Werkzeug investiert werden<br />

muss, denn ein Werkzeug kostet viel<br />

Geld. 3D-Druck ist da hilfreich. Und die Festigkeit<br />

der Bauteile, die liegt in einem ähnlichen<br />

Bereich, wie die der Bauteile, die aus<br />

dem Spritzguss-Prozess herauskommen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Keramik ist ein langlebiger<br />

Werkstoff, weswegen Sie ihn für<br />

Bauteile wie Zahnräder nutzen, die dann<br />

in maxon-Produkten zum Einsatz kommen.<br />

Fertigen Sie auch Bauteile für andere<br />

Unternehmen?<br />

Zimmermann: Ja. Dazu hat maxon sich um<br />

die Jahrtausendwende entschieden, weil<br />

immer mehr Kunden bei uns angefragt haben,<br />

ob wir für sie auch Bauteile aus Keramik<br />

liefern würden. Viele Kunden kommen<br />

aus der Medizintechnik, aufgrund der Bio-<br />

Kompatibilität von Keramik, oder aus der<br />

Messtechnik, hier geht es etwa um Messköpfe,<br />

die Säuren und Laugen widerstehen<br />

können. Außerdem liefern wir Keramikbauteile<br />

für Isolatoren, denn Keramik isoliert<br />

den Strom und im Fall von Zirkonoxid auch<br />

Wärme.<br />

www.maxongroup.de<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu den<br />

innovativen Hightech- Keramik -<br />

komponenten von maxon:<br />

hier.pro/m7JyD<br />

Infrarotkameras. Pyrometer. Zubehör. Software.<br />

Wir messen berührungslos Temperaturen<br />

von –50 °C bis +3000 °C. Besuchen Sie uns:<br />

www.optris.de<br />

Unsere kostengünstigen langwelligen<br />

und kurzwelligen Infrarotkameras mit<br />

Analog-/Digitalausgang sind ideal für<br />

industrielle Temperaturmessungen.<br />

when temperature matters


IM ÜBERBLICK<br />

Zur Konfiguration einer<br />

industriespezifischen,<br />

individuellen IIoT-Lösung<br />

benötigt der<br />

Anwender keine<br />

Programmierkenntnisse.<br />

Der Zugriff auf Daten erweist sich selbst in Zeiten von Industrie 4.0 als Herausforderung, vor allem bei Produktionsanlagen von<br />

unterschiedlichen Herstellern. Phoenix Contact hat hierfür eine Plug-and-Play-Lösung erarbeitet.<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Mit dem IIoT-Framework auf der PLCnext-Steuerung ins IIoT<br />

Vermittler zwischen den Technologiewelten<br />

Über das Industrial Internet of Things (IIoT) lassen sich Daten aus der Fertigung zusammenführen und<br />

damit die Fertigung optimieren. Doch die Umsetzung einer IIoT-Lösung ist aufgrund der Zusammenführung<br />

von Automatisierungs- und IT-Welt nicht trivial. Phoenix Contact hat dazu eine Plug-and-Play-Lösung entwickelt<br />

mit leicht konfigurierbarer Software, die am Standort Bad Pyrmont selbst genutzt wird.<br />

Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Leitzke, System Management Automotive, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />

INFO<br />

Weitere Infos zu Lösungen<br />

für die digitale Fabrik:<br />

hier.pro/YGNj1<br />

In den Fertigungshallen und Anlagen steuern und<br />

regeln SPSen, Industrie-PCs sowie zahlreiche Embedded<br />

Controller die technischen Prozesse zuverlässig<br />

und effizient. Als Kommunikationswege zwischen<br />

den Geräten fungieren Feldbusse, die in puncto Geschwindigkeit<br />

und Robustheit optimiert sind. In dieser<br />

heterogenen Welt der Operational Technology<br />

(OT) entstehen die Daten, die dem Anwender gemäß<br />

Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things (IIoT)<br />

neuen Nutzen bringen sollen. Das IIoT stellt dabei die<br />

Brücke zwischen den einzelnen Technologieebenen<br />

dar, die durch unterschiedliche Anforderungen und<br />

Schnittstellen gekennzeichnet sind.<br />

Die Herausforderung für eine IIoT-Lösung besteht<br />

deshalb darin, ein möglichst breites Spektrum dieser<br />

Anforderungen zu erfüllen: Produktionsaufträge bis<br />

zur Losgröße 1, vorausschauender Service oder die<br />

automatisierte Verknüpfung der Projekte bis in das<br />

Auftrags- und Bestellwesen. Damit<br />

dies gelingt, müssen die Daten die<br />

OT-Ebene verlassen und in die homogene<br />

Welt der Information Technology<br />

(IT) transformiert werden,<br />

wo Qualitätsanalysen, Fertigungsstatistiken,<br />

Manufacturing Execu -<br />

tion Systems (MES) und Enterprise<br />

Resource Planning (ERP) angesiedelt<br />

sind. Als Vermittler zwischen beiden Welten dienen<br />

IoT-Gateways, deren Installation an der Nahtstelle<br />

zwischen OT und IT – der sogenannten Edge –<br />

erfolgt. Sie bieten Konnektivität in Bezug auf die<br />

Hardware-Schnittstellen und die Software-Protokolle.<br />

Integration verschiedener Anlagen<br />

Zugriff auf die Daten einer Maschine zu erhalten, erweist<br />

sich selbst in Zeiten von Industrie 4.0 als Herausforderung.<br />

In vielen Fällen kann ein Maschinenbauer<br />

nicht zuverlässig voraussagen, welche Daten<br />

der Betreiber für einen optimalen Produktionsprozess<br />

benötigt. Daher ist es erforderlich, für jede Maschine<br />

individuelle Datensätze bereitzustellen. Bei Bestandsanlagen<br />

tritt darüber hinaus oftmals das Problem<br />

auf, überhaupt Daten zu bekommen, weil diese<br />

meist nur über herstellerspezifische Protokolle verfügbar<br />

sind. Ist ein solcher Maschinenzugang nicht<br />

vorgesehen, muss entweder in die Ablaufsteuerung<br />

der Maschine eingegriffen oder es müssen zusätzliche<br />

Sensoren verbaut werden. Ein solches Szenario<br />

könnte größere Aufwände für neue Approbationen<br />

der Maschine oder Anlage nach sich ziehen.<br />

Vor genau dieser Herausforderung stand auch die<br />

elektronische Gerätefertigung von Phoenix Contact<br />

am Standort Bad Pyrmont. Hier finden sich zahlreiche<br />

verschiedene Produktionsanlagen von unter-<br />

20 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Digitalisierung « TRENDS<br />

schiedlichen Herstellern. Das Spektrum der Fertigungsschritte<br />

reicht dabei von Handarbeit bis zur<br />

Vollautomatisierung.<br />

Die einfachste Möglichkeit zur Zustandsüberwachung<br />

von Maschinen stellt die Analyse der Energieverbräuche<br />

dar. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass<br />

das Monitoring rückwirkungsfrei durchgeführt werden<br />

kann, also keine weitere Sensorik in die Maschinen<br />

eingebaut werden muss und folglich alle Approbationen<br />

und Gewährleistungsansprüche der Maschinen<br />

bestehen bleiben. Zudem bietet Phoenix<br />

Contact selbst seit Jahren ein umfangreiches Portfolio<br />

an Energiemonitoring-Systemen, Sensorik sowie<br />

Automatisierungs- und Software-Komponenten an<br />

und verfügt über umfassende Erfahrungen im<br />

Schaltschrankbau. Deshalb ist es in der Lage, eine<br />

ganzheitliche eigene Lösung bereitzustellen.<br />

2020 haben die Automatisierungsspezialisten während<br />

der Corona-Pandemie im Zuge der Entwicklung<br />

von Konzepten für eine Digital Factory eine Plugand-play-Lösung<br />

aus den oben genannten Komponenten<br />

erarbeitet, die in der Produktion in Bad Pyrmont<br />

erprobt worden ist. Das Tochterunternehmen<br />

Phoenix Contact Combinations GmbH hat zu diesem<br />

Zweck verschiedene Varianten der sogenannten<br />

Power Monitoring Box konzipiert. In den Boxen werden<br />

die Energieverbräuche der Fertigungsanlagen<br />

hochfrequent aufgenommen und mit bereits vorhandenen<br />

Sensordaten korreliert. Das Ergebnis steht den<br />

unterschiedlichen Datenbanksystemen dann über<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Die in die Data Collection<br />

Box eingebaute<br />

PLCnext-Steuerung<br />

ermöglicht die nachträgliche<br />

Installation<br />

des IIoT-Frameworks<br />

von Phoenix Contact<br />

zur Verbindung von<br />

OT- und IT-Ebene.<br />

Unsere<br />

Vision<br />

neue Erkenntnisse in Sachen<br />

Energieverbrauch unterstützen<br />

die Ziele der ökologischen<br />

Nachhaltigkeit.<br />

Produktionsbetriebe verzeichnen oft einen Druckluftverlust von 30 %<br />

aufgrund von Leckagen in den Pneumatikanlagen. Dies beeinträchtigt<br />

die Energieeffizienz und die ökologische Nachhaltigkeit.<br />

Emersons Lösungen im industriellen Internet der Dinge (IIoT) und<br />

Analysesoftware bieten praktische Einblicke zur Reduzierung von<br />

Verlusten sowie zur Optimierung des Energieverbrauchs Ihrer<br />

Anlagen.<br />

Entdecken Sie, wie die digitale Transformation Ihrer Abläufe dazu<br />

beitragen kann, Ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen:<br />

Das Emerson-Logo ist eine Marke und Dienstleistungsmarke der Emerson Electric Co. © 2022 Emerson Electric Co.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 21


TRENDS » Digitalisierung<br />

verschiedene Protokolle zur Verfügung. Die von der<br />

jeweiligen Maschine benötigte Energie wird direkt<br />

vom eigenen Facility Management über einen CEE-<br />

Stecker durch die Data Collection Box geleitet und<br />

mit einer zweiten CEE-Steckerverbindung an die<br />

Maschine geführt.<br />

Konfiguration einer eigenen IIoT-Lösung<br />

Das Herzstück der Data Collection Box bildet eine<br />

PLCnext-Steuerung, die einen hochperformanten lokalen<br />

Bus beinhaltet. In der Box erfasst ein an die<br />

SPS angereihtes Leistungsmessmodul die verbrauchte<br />

elektrische Energie der Maschine. Des Weiteren<br />

lässt sich über die kompakten Module der Baureihe<br />

Axioline Smart Elements eine individuelle Anzahl unterschiedlicher<br />

Sensoren in die Lösung einbinden. Die<br />

für den Betrieb der Box notwendige Leistung wird<br />

vor dem Messgerät entnommen, um keine Stör -<br />

größen zu generieren.<br />

Die PLCnext Technology schafft die Software-Grundlage<br />

für den Betrieb der Data Collection Box. Das<br />

Ecosystem bietet aufgrund seiner Offenheit eine hohe<br />

Flexibilität und erfüllt gleichzeitig die höchsten<br />

IT-Sicherheitsstandards. Die PLCnext-Steuerungen<br />

umfassen sämtliche Vorteile einer klassischen SPS,<br />

etwa Determinismus und die direkte Integration von<br />

industriellen Bussystemen. Ferner lassen sich parallel<br />

große Datenmengen, wie sie beispielsweise für Anwendungen<br />

der künstlichen Intelligenz (KI) erforderlich<br />

sind, asynchron berechnen.<br />

Auf Basis dieser Technologie hat Phoenix Contact eine<br />

Software entwickelt, mit der der Anwender seine<br />

eigene IIoT-Lösung konfigurieren kann. Das IIoT-Framework<br />

befindet sich auf der PLCnext-Steuerung<br />

und lässt sich über deren Webbrowser einstellen. Zur<br />

Konfiguration einer industriespezifischen, individuellen<br />

IIoT-Lösung benötigt der Anwender somit keine<br />

Programmierkenntnisse. Daten können deterministisch<br />

und in Echtzeit aufgenommen, mit einem auf<br />

Energiemanagement mit<br />

smarten Services<br />

Mit den EMpro-Messgeräten von Phoenix Contact lässt sich das<br />

Energiemanagement der Zukunft gestalten. Die Geräte werden<br />

von jedem Browser aus über die integrierte REST-Schnittstelle<br />

in das lokale Netzwerk eingebunden. Bei REST (Representational<br />

State Transfer) handelt es sich um eine benutzerfreundliche<br />

Software-Architektur, welche die bekannten Internet-Protokolle<br />

nutzt. Spezialkenntnisse der industriellen Kommunikations -<br />

protokolle sind nicht notwendig.<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Schnelle (Energie-)Datenerfassung mit der Data Collection<br />

Box: Die von der Maschine benötigte Energie wird über einen<br />

CEE-Stecker durch die Box geleitet und mit einer zweiten<br />

CEE-Steckerverbindung an die Maschine geführt.<br />

die Millisekunde genauen Zeitstempel versehen und<br />

danach in den verschiedenen Datenbanksystemen archiviert<br />

und weiterverarbeitet werden.<br />

Zu Projektbeginn hat das Team festgelegt, dass zur<br />

Datenspeicherung eine MS-SQL-Datenbank genutzt<br />

wird. Im weiteren Verlauf und mit steigender Anzahl<br />

an Messpunkten stellte sich heraus, dass sich bei der<br />

Datenanalyse eine MQTT-Schnittstelle in Verbindung<br />

mit einer Influx-Datenbank als deutlich leistungsfähiger<br />

erweist. Bei einer durchschnittlichen Fertigungsauslastung<br />

werden pro Data Collection Box in<br />

24 h rund 600.000 Messwerte erzeugt und in der Datenbank<br />

abgelegt. Das bedeutet viele Terrabyte Daten<br />

pro Tag aus nur einem Produk tionsstandort.<br />

Der richtigen Interpretation der Daten kommt anschließend<br />

eine wesentliche Bedeutung zu. Um dies<br />

sicherzustellen, findet bereits im Eingangsprogramm<br />

eine Normalisierung der Datenpunkte statt. Hier<br />

werden dem eigentlichen Messwert Begleitwerte wie<br />

Name, Quelle, Zeitstempel, Einheit und Datentyp als<br />

String hinzugefügt, die im Klartext lesbar sind. Damit<br />

sich die Apps auch für andere IIoT-Lösungen möglichst<br />

einfach wiederverwenden lassen, gibt es neben<br />

der händischen Programmierung ebenfalls die Op -<br />

tion, die Datenpunkte über die Visualisierungsschnittstelle<br />

zur Laufzeit zu konfigurieren. Stehen<br />

bei der Planung der IIoT-Lösung eventuell noch nicht<br />

sämtliche Datenpunkte fest, zeigt sich dieses Vorgehen<br />

als flexibelste Methode. Für wiederkehrende<br />

Schnittstellen mit zahlreichen Datenpunkten gestaltet<br />

sich eine Eingabe der Datenpunkte im Quellcode<br />

respektive eine Konfiguration über den Webserver als<br />

wenig effizient. Zu diesem Zweck erlaubt eine dritte<br />

Möglichkeit die App-Erstellung über eine Code-Generierung.<br />

Alle Verfahren lassen sich ebenfalls kombiniert<br />

in IIoT-Lösungen einsetzen.<br />

(co)<br />

www.phoenixcontact.com<br />

22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


SPECIAL<br />

» Antriebstechnik<br />

Gerade bei der Verpackung von Lebensmitteln wird von der Lineartechnik<br />

eine gute Führung in sensiblem Umfeld erwartet. Durch<br />

die kluge Auswahl dieser Antriebskomponente kann der Konstrukteur<br />

die Standzeit der Maschinen verlängern.<br />

Linearführungen in<br />

Verpackungsmaschinen<br />

» Seite 24<br />

Robotik verlangt<br />

hohe Präzision<br />

» Seite 26<br />

<strong>KEM</strong> Perspektiven:<br />

Digitalisierung als<br />

Enabler nachhaltiger<br />

Fluidtechnik<br />

» Seite 28<br />

Feststellbremsen<br />

für Vertikalachsen<br />

» Seite 32<br />

Kühlungen für E-Motoren<br />

im Vergleich<br />

» Seite 34<br />

Bild: NSK<br />

Produkt-News<br />

» Seite 37<br />

Entwickelt für anspruchsvolle Anwendungen insbesondere in der Lebensmittelindustrie:<br />

Linearführungen der NH/NS-Serie von NSK<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 23


ANTRIEBSTECHNIK » Lineartechnik<br />

Linearführungen in Verpackungsmaschinen<br />

Gute Führung in sensiblem Umfeld<br />

An Linearführungen in Verpackungsmaschinen werden besondere Anforderungen gestellt – vor allem dann,<br />

wenn es sich um das Verpacken von Lebensmitteln handelt. Durch eine kluge Auswahl dieser Antriebskom -<br />

ponente kann der Konstrukteur die Standzeit der Maschinen verlängern.<br />

Eduardo Rodriguez, Director Seiki, NSK Deutschland GmbH<br />

gehören geometrisch optimierte<br />

Kugellaufbahnen, die eine sehr<br />

gleichmäßige Verteilung der Kräfte<br />

zwischen Kugel und Laufbahn<br />

bewirken. Dadurch sind die Flächenpressungen<br />

gering, was zu vergleichsweise<br />

hohen dynamischen Tragzahlen sowie<br />

einer deutlich gesteigerten Ermüdungslebensdauer<br />

führt. Das spezielle Kugelumlaufsystem ermöglicht –<br />

auch aufgrund des standardmäßigen Einsatzes von<br />

High-Speed-Endkappen – sehr hohe Verfahrgeschwindigkeiten<br />

(bis 300 m/min). Ein weiteres Ergebnis<br />

der konstruktiven Optimierung der Umlenkung ist<br />

ein verringerter Geräuschpegel.<br />

Entwickelt für anspruchsvolle Anwendungen: die Linearführungen der<br />

NH/NS-Serie von NSK<br />

INFO<br />

Details zu Linearführungen<br />

der Serie NH/NS im Überblick<br />

hier.pro/SXknf<br />

Die Verpackungstechnik ist durch einen hohen<br />

Automationsgrad sowie durch kurze Taktzeiten<br />

bei hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit<br />

gekennzeichnet. Dieses Eigenschaftsprofil muss bei<br />

der Auswahl sämtlicher Komponenten von Verpackungsanlagen<br />

berücksichtigt werden – auch und<br />

insbesondere bei den Lineareinheiten, die hier stark<br />

beansprucht werden.<br />

Unter diesen Bedingungen bewähren<br />

sich die Lineareinheiten der<br />

Serie NH/NS von NSK. Zu ihren<br />

konstruktiven Besonderheiten<br />

Bild: NSK<br />

Viele konstruktive Pluspunkte<br />

Ein weiteres konstruktives Plus: Die X-förmige<br />

Anordnung der Wälzkörper erlaubt im Vergleich zur<br />

üblichen O-Ausrichtung ein hohes Maß an Selbstausrichtung<br />

des Wagens auf der Schiene und führt<br />

zu geringeren internen Belastungen. Die Folge: Die<br />

Linearführung kann auch größere Fehler bei der<br />

Installation beziehungsweise auf einem nicht exakt<br />

bearbeiteten Untergrund kompensieren, ohne dass<br />

die Lebensdauer signifikant reduziert wird.<br />

Weil die NH/NS-Serie sehr hohe Tragzahlen bietet,<br />

kann der Konstrukteur, der zuvor andere Linearführungen<br />

eingesetzt hat, eine höhere Lebensdauer des<br />

Antriebs- oder Führungssystems erreichen. Oder aber<br />

er setzt eine kleinere Baugröße ein, ohne die Lebensdauer<br />

zu reduzieren, und realisiert damit ein wirkungsvolles<br />

„Downsizing“ von Maschinen- und Anlagenkomponenten.<br />

Optionen zu den Linearführungen<br />

Das Eigenschaftsprofil, das der Verpackungsmaschinenbau<br />

von Lineareinheiten fordert, kann noch weit<br />

über die hier beschriebenen grundsätzlichen Anforderungen<br />

hinausgehen. Je nach konkreter Anwendung<br />

gibt es spezifische Wünsche zum Beispiel in<br />

Hinblick auf Hygiene, Korrosionsfestigkeit und Montagemöglichkeiten.<br />

Auch die möglichst minimale<br />

Abgabe von Schmierstoffen in die Umgebung ist in<br />

einigen Bereichen ein Thema – auch, aber nicht nur<br />

in der Lebensmittelverpackung. Diese Anforderungen<br />

erfüllt die NH/NS-Serie mit diversen Optionen.<br />

Insbesondere bei der Primärverpackung in der Food-<br />

Branche werden die Maschinen oder Teile davon<br />

häufig mit dem Dampfstrahlgerät oder aggressiven<br />

24 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Medien gereinigt. Es gibt zwei Optionen, mit denen<br />

der Konstrukteur die NH/NS-Linearführung daran<br />

anpassen kann: eine Edelstahlausführung und eine<br />

korrosionsfeste Oberflächenbehandlung. Beide<br />

gewährleisten lange Standzeiten unter korrosiven<br />

Bedingungen.<br />

In Anwendungen der „Food & Beverage“-Industrie<br />

muss die Abgabe von Schmierstoff auf den Laufflächen<br />

der Lineareinheiten gewährleistet sein. Zugleich<br />

darf kein Schmierstoff an die Verpackungen und die<br />

Produkte gelangen. Das wird mit den K1-Schmiereinheiten<br />

sichergestellt. Bei ihnen ist das Öl (mit FDA-<br />

Freigabe) in eine Trägersubstanz auf Polyolefinbasis<br />

inkorporiert, die den Schmierstoff sukzessive abgibt.<br />

Ein Nachschmieren ist damit je nach Anforderung<br />

nicht erforderlich. Zudem kann eine Überschmierung<br />

zuverlässig ausgeschlossen werden.<br />

Der Führungswagen der NH/NS-Baureihe ist in verschiedenen<br />

Ausführungen lieferbar. Der Anwender<br />

kann den Flanschwagen zum Beispiel von oben und<br />

auch von unten befestigen. Das steigert nochmals<br />

die Flexibilität beim Einsatz des Linearsystems. Zu<br />

den weiteren Optionen gehören Abstreifer und spezielle<br />

Dichtungslösungen.<br />

Vorteile für die Verpackungstechnik<br />

Ein Anwendungsbeispiel aus der Verpackungstechnik<br />

zeigt die Vorteile, die dieses Linearsystem in der Praxis<br />

bietet. Bei einem Hersteller von Müsli und anderen<br />

Zerealien kam es regelmäßig – etwa einmal pro<br />

Monat – zu Problemen mit den Linearführungen<br />

einer Beutelabfüllanlage. Eine Vor-Ort-Untersuchung<br />

durch NSK-Experten zeigte, dass Getreidestaub in<br />

den Führungswagen eindrang und den Schmierstoff<br />

verunreinigte, was zum Ausfall des Systems führte –<br />

mit hohen Folgekosten, verursacht durch Maschinenstillstand<br />

und Reparaturaufwand.<br />

NSK empfahl daraufhin den Einsatz von NH/NS-Linearführungen<br />

mit K1-Schmiereinheiten und errech -<br />

nete dafür eine Lebensdauer von mehr als zwölf<br />

Das Verpacken von staubenden Lebensmitteln stellt hohe Anforderungen an alle<br />

beweglichen Maschinenkomponenten – insbesondere an die Linearführungen.<br />

Monaten. Diese Empfehlung setzte der Müslihersteller<br />

zunächst testweise an einer der vier Maschinen<br />

um. Das Ergebnis: Nach einem Jahr des wartungsfreien<br />

Betriebs war an dieser Maschine noch kein<br />

Ausfall aufgetreten.<br />

Inzwischen hat der Müslihersteller die K1-Schmiereinheit<br />

an den Linearführungen aller vier Beutelabfüllmaschinen<br />

nachgerüstet. Dadurch spart er pro<br />

Jahr allein 64.625 € an Wartungskosten. Und das ist<br />

nur eines von vielen Praxisbeispielen, das die sehr<br />

gute Eignung dieser Linearsysteme für Verpackungsanlagen<br />

– auch und gerade für solche, die Lebensmittel<br />

verpacken – unter Beweis stellt. Zugleich ist es<br />

ein Beispiel, das eine weitere häufige Anforderung<br />

aus der Lebensmittelverpackung adressiert: Schließlich<br />

gibt es zahlreich pulverförmige und staubende<br />

Nahrungsmittel, die abgefüllt und weiterverpackt<br />

werden.<br />

(sc)<br />

www.nskeurope.de<br />

Bild: VRD/stock.adobe.com<br />

Zu den Optionen der Linearführungen gehören verschiedene Arten einer<br />

korrosionsbeständiger Oberflächenbehandlung.<br />

Bild: NSK<br />

Die Schmiereinheit K1 gibt den Schmierstoff exakt dosiert über einen langen<br />

Zeitraum ab.<br />

Bild: NSK<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 25


ANTRIEBSTECHNIK » Lineartechnik<br />

Linearführungen von norelem in der Robotik für hohe Präzision<br />

Schnell, präzise und zuverlässig<br />

Um die Produktivität im Betrieb zu steigern, setzen viele Industrieunternehmen zunehmend auf den<br />

Einsatz von Robotern. Linearführungen nehmen bei der <strong>Konstruktion</strong> dieser „technischen Wunderwerke“<br />

eine Schlüsselrolle ein. norelem bietet ein breites Spektrum an Linearführungen und Zubehör, um die<br />

individuellen Anforderungen der jeweiligen Anwendung zu erfüllen.<br />

Emily Kipp, Leitung Marketing norelem Normelemente GmbH & Co. KG, Markgröningen<br />

Roboter werden als Lösung für viele Herausforderungen<br />

in der Fertigungsund<br />

Maschinenbauindustrie angesehen“,<br />

berichtet Martin Ahner, Leiter der norelem<br />

Academy. „Sie spielen eine wichtige Rolle in<br />

der laufenden vierten industriellen Revolution.“<br />

Dem Experten für Normteile zufolge<br />

ermöglichen Roboter nicht nur eine höhere<br />

Produktivität, sondern wirken auch dem<br />

Fachkräftemangel entgegen. Die zunehmende<br />

Automatisierung unterstütze sogar<br />

die Bekämpfung der Pandemie, da mehr<br />

und mehr Arbeitnehmer auf Fernarbeit umsteigen<br />

könnten. In der Vergangenheit wurden<br />

Roboter allgemein als eher teure Investitionsgüter<br />

mit einem langsamen ROI (Return<br />

of Investment) angesehen. Aktuell<br />

wird erwartet, dass sich das Wachstum von<br />

den großen, teuren, hin zu kleineren, kollaborativen<br />

Robotern verlagert – die auch als<br />

Cobots bezeichnet werden. Die Anschaffung<br />

solcher Cobots amortisiert sich in viel<br />

kürzerer Zeit, da die Kosten für Sensorik<br />

und Komponenten geringer ausfallen und<br />

sie immer öfter eingesetzt werden. „Vorteile<br />

und Nutzen von Robotern sind einfach erklärt“,<br />

so Ahner. „Sie übernehmen bestimmte<br />

Aufgaben und helfen dabei, wiederkehrende,<br />

monotone Arbeiten zu erleichtern.<br />

Angefangen bei der einfachen Unterstützung<br />

von Hebewerkzeugen bis hin zu komplexen<br />

Automatisierungsaufgaben – wie etwa<br />

dem Zusammenschweißen von Teilen in<br />

der Automobilindustrie.“ Damit die Roboter<br />

tagtäglich zuverlässig arbeiten und das<br />

möglichst schnell und präzise, setzen viele<br />

Hersteller auf Linearführungssysteme. Die<br />

Auswahl passender Linearführungen richtet<br />

sich jedoch nicht nur nach den Kosten, sondern<br />

vor allem nach den Anforderungen der<br />

jeweiligen Anwendung. Daher müssen auch<br />

Faktoren wie der Aufbau der Maschine, der<br />

verfügbare Einbauraum, die Betriebsumgebung,<br />

Belastung, Geschwindigkeit und der<br />

Hub sowie die geforderte Lebensdauer der<br />

Komponenten berücksichtigt werden.<br />

Genauigkeitsklasse wichtig<br />

Die Genauigkeitsklasse der Linearführungen<br />

spielt eine wichtige Rolle für das Laufverhalten<br />

des Lagers und damit für die Präzision.<br />

Unabhängig von der Baugröße, der<br />

Vorspannung oder der Montagekonfiguration<br />

bestimmt letztlich die Parallelität zwischen<br />

den Bezugskanten der Schiene und<br />

des Blocks die Verfahrgenauigkeit des Führungssystems.<br />

Die Parallelitätstoleranz gibt<br />

an, wie sich der Lagerblock bei der Bewegung<br />

entlang der Schiene positioniert.<br />

Werden nicht die richtigen Linearführungen<br />

gewählt, kann der Lagerblock bei seiner<br />

Bewegung entlang der Schiene entweder<br />

nach oben, nach unten oder zur Seite ausweichen.<br />

So etwas darf in der Robotik, wo<br />

es auf Präzision ankommt, nicht passieren.<br />

Der Spezialist bietet deshalb eine breite Palette<br />

an Linearführungen in verschiedenen<br />

Genauigkeitsklassen, die für verschiedene<br />

Anwendungen geeignet sind. Ebenfalls erhältlich<br />

sind kompakte Linearkugellager<br />

mit oder ohne selbstausrichtender Funktion.<br />

Die regulären Stahlausführungen von<br />

norelem sind in einem Kunststoffgehäuse<br />

untergebracht, während die selbstausrichtenden<br />

Modelle aus einem Kunststoffgehäuse<br />

mit Läuferplatten bestehen.<br />

Robuste Linearführungen<br />

für robuste Roboter<br />

Neben dem Einbau und der Präzision sollte<br />

auch die Lebensdauer, Wartung und Instandhaltung<br />

von Linearführungen berücksichtigt<br />

werden. Die Komponenten müssen<br />

den jeweiligen Umgebungsbedingungen<br />

norelem bietet ein breites Produktspektrum an<br />

Komponenten für Linearführungssysteme, von<br />

Lineargehäuseeinheiten über Linearkugellager<br />

bis hin zu Präzisionswellen.<br />

Bild: norelem<br />

Die Linearkugellager oder Kugelbuchsen von<br />

norelem bestehen aus einem Stahl- oder<br />

Kunststoffgehäuse mit Laufbahnsegmenten<br />

aus gehärtetem Stahl.<br />

Bild: norelem<br />

Weil Profilführungssysteme von norelem gängigen<br />

Marktstandards entsprechen, ersetzen sie problemlos<br />

vergleichbare Linearführungseinheiten<br />

anderer Anbieter.<br />

Bild: norelem<br />

26 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Roboter werden vielfältig eingesetzt, angefangen bei der einfachen<br />

Unterstützung von Hebewerkzeugen bis hin zu komplexen<br />

Automatisierungsaufgaben in der Automobilindustrie.<br />

Bild: norelem<br />

Die Experten von norelem unterstützen Robotikprojekte aller Art und helfen gerne weiter,<br />

um individuellen Applikationsanforderungen gerecht zu werden.<br />

Bild: norelem<br />

standhalten, um eine lange Lebensdauer<br />

sowie einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten<br />

und so die Ausfallzeiten des<br />

Roboters zu minimieren. Für den sicheren<br />

Einsatz in unterschiedlichen Umgebungen<br />

sollten daher bestimmte Vorkehrungen getroffen<br />

werden. Aufgrund der zirkulierenden<br />

Wälzkörper sollten sich die Linearführungen<br />

in einer möglichst sauberen Umgebung<br />

befinden. Denn wenn Schmutz auf die<br />

Schienen gelangt, können die Wälzkörper<br />

ihre Schmierung verlieren und so die Verfahrgeschwindigkeit,<br />

Genauigkeit und in<br />

der Folge auch den gesamten Betrieb des<br />

Roboters beeinträchtigen. Eine saubere<br />

Umgebung kann allerdings nicht immer sichergestellt<br />

werden, deshalb können Linearführungen<br />

auch mit besseren Schmieroptionen<br />

ausgestattet werden, um die Lebensdauer<br />

der Komponenten in einem<br />

schmutzigeren Umfeld zu erhöhen. Die<br />

Linearführungen können zum Beispiel mit<br />

Lineargehäusen, wie sie das Unternehmen<br />

im Programm hat, geschützt werden, um zu<br />

verhindern, dass Schmutz und Staub in die<br />

Lager gelangen.<br />

„Wie bereits erwähnt, geht es darum, Stillstandzeiten<br />

zu vermeiden, um sicherzustellen,<br />

dass die Roboter effizient arbeiten und<br />

den erforderlichen Ertrag erwirtschaften“,<br />

so Ahner. Neben dem Schutz des Roboters<br />

und der Linearführungen durch Gehäusekomponenten<br />

können auch vorausschauende<br />

Wartungsintervalle und Zustandsüberwachung<br />

dabei helfen, Stillstandszeiten zu<br />

verkürzen. Deshalb entwickelt norelem<br />

Standardkomponenten, die einen vorzeitigen<br />

Verschleiß anzeigen.<br />

„Roboter sind zweifellos die Technologie<br />

der Zukunft für <strong>Konstruktion</strong> und Fertigung“,<br />

so Ahner. „Um Einstiegshürden insbesondere<br />

für kleine und mittlere Unter-<br />

nehmen zu senken, müssen Hersteller die<br />

Anschaffungskosten im Rahmen halten sowie<br />

eine einfache Inbetriebnahme und<br />

Wartung der Anlage gewährleisten.“ Mit<br />

Standardkomponenten wie den Linearführungen<br />

und Zubehör wie den Gehäuseteilen<br />

ist das keine Zukunftsmusik mehr. (jg)<br />

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INFO<br />

Mehr Informationen zu<br />

den Linearführungen von<br />

norelem:<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 27


TRENDS » Perspektiven<br />

Aktuelle Entwicklungen zu digitalen Features in der Pneumatik und Hydraulik sind gerade auch vor dem Hintergrund von Ressourceneffizienz<br />

und Nachhaltigkeit interessant.<br />

Bild: NicoElNino/stock.adobe.com<br />

Fluidtechnik 4.0 und Nachhaltigkeit<br />

Hydraulik und Pneumatik vereinen<br />

Wirtschaftlichkeit plus Effizienz<br />

Digitalisierung als Enabler nachhaltiger Fluidtechnik: Das Engineering zu Fluidtechnik 4.0<br />

unterstützt Bemühungen zu mehr Nachhaltigkeit von Maschinen und Produktionsanlagen.<br />

Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Angebote machen Sie<br />

Ihren Kunden, um deren digitale Transformation zu<br />

unterstützen und voranzutreiben?<br />

Dr. Mark Krieg (Bosch Rexroth): Bereits beim<br />

Engineering stellt Bosch Rexroth den Konstrukteuren<br />

Datenmodelle für hydraulische Komponenten für alle<br />

»Die Digitalisierung der Industriehydraulik<br />

unterstützt OEMs und Endanwender,<br />

ihre Herausforderungen im<br />

globalen Wettbewerb zu<br />

bewältigen.«<br />

Dr. Mark Krieg, Entwicklungsleitung<br />

Business Unit Industrial Hydraulics,<br />

Bosch Rexroth<br />

Bild: Bosch Rexroth<br />

marktgängigen Engineering-Suiten zur Verfügung.<br />

Hydraulische Systeme können mit Online-Konfiguratoren<br />

schnell und einfach ausgelegt und die Time-to-<br />

Market signifikant verkürzt werden. Bei Werkzeugoder<br />

Materialwechsel können Regelparameter in<br />

kürzester Zeit mithilfe von Model-based-Engineering<br />

ermittelt werden. Der Bediener braucht keine vertieften<br />

Hydraulik- oder Steuerungskenntnisse und<br />

Nebenzeiten in der Produktion werden reduziert. Die<br />

Digitalisierung der Industriehydraulik unterstützt<br />

OEMs und Endanwender, ihre Herausforderungen im<br />

globalen Wettbewerb zu bewältigen.<br />

Marcus Stemler (Festo): Wir statten unsere Produkte<br />

mit Intelligenz aus. Einfache Mechanik wird<br />

durch Sensorik, Microcontroller und Algorithmen zu<br />

mechatronischen Systemen, Controlled Pneumatics,<br />

die es erlauben, in Echtzeit aktiv Einfluss auf Applikation<br />

und Maschine zu nehmen. Mit Hilfe moderner<br />

28 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


»Digitale Transformation hilft signifikant bei<br />

Prozess- und Energieeffizienz. Dies alles<br />

gelingt nur mit intelligenten Komponenten.«<br />

Marcus Stemler, Produktmanager Controlled Pneumatics, Festo<br />

Bild: Festo<br />

Kommunikationstechnik wie IO-Link oder Industrial<br />

Ethernet stellen wir zahlreiche Informationen zur<br />

Verfügung, die unseren Kunden dabei helfen, den<br />

Komponenten- und Maschinenzustand zu verstehen.<br />

Darüber lassen sich außerdem Prozessschwankungen<br />

erkennen, wodurch vorbeugende Wartungsbedarfe<br />

erkannt und eingeleitet werden können – so beispielsweise<br />

unser Druckregelventil VPPI, welches<br />

Kabelbrüche identifiziert und Warnung an den<br />

Anwender melden kann. Die Parametrierung kann in<br />

den Tiefen der Anlage einfach mit Bluetooth-Technologie<br />

erfolgen. Ein weiteres Produktbeispiel als<br />

Enabler für die digitale Transformation ist unser<br />

Motion Terminal. Hier substituieren wir Hardwarefunktionalität<br />

durch hochflexible Softwarelösungen.<br />

Dies ermöglicht eine absolute Flexibilität in der Produktion<br />

bis hin zu Losgröße 1. Durch digitale sowie<br />

adaptive Wertvorgaben kann der pneumatische<br />

Energieverbrauch signifikant und ohne großen<br />

Zeitaufwand reduziert und auf den tatsächlichen<br />

Bedarf angepasst werden. Mit dem Festo Motion Terminal<br />

konnten wir einem Kunden in der Reifenindustrie<br />

bei der digitalen Transformation helfen und beim<br />

Beladen einer Reifenpresse die Prozesszeit um 30 %<br />

optimieren und gleichzeitig aber den Energieverbrauch<br />

um 60 % reduzieren. Controlled Pneumatics<br />

vereint somit zwei scheinbar widersprüchliche Ziele<br />

und verbessert Systeme in mehreren Dimensionen.<br />

Lothar Zimmer (ifm process): Ein wesentlicher<br />

Aspekt der Digitalisierung unserer Kunden ist die<br />

nahtlose digitale Kommunikation vom Sensor über<br />

die Steuerungsebene oder neben der Steuerung bis<br />

hin zu übergeordneten Systemen. Damit wird es<br />

möglich, große Datenmengen, die Sensoren heute erzeugen,<br />

in wichtige Informationen umzuwandeln.<br />

Das Druckregelventil<br />

VPPI von Festo<br />

kann Kabelbrüche<br />

identifizieren und<br />

dem Anwender eine<br />

Warnmeldung geben.<br />

Bild: Festo<br />

RG_Fit-Zukunft_<strong>KEM</strong>_2022-<strong>11</strong> 13.10.2022 9:08 Uhr Seite 1<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 29


TRENDS » Perspektiven<br />

Bild: ifm process<br />

»Ein wesentlicher Aspekt der Digitalisierung bei<br />

unseren Kunden ist die nahtlose digitale<br />

Kommunikation vom Sensor über die<br />

Steuerungsebene oder neben der Steuerung bis<br />

hin zu übergeordneten Systemen.«<br />

Lothar Zimmer, Geschäftsführer<br />

ifm process und Mitglied der zentralen<br />

Konzerngeschäftsleitung<br />

Bei der Kommunikation setzen wir deswegen<br />

auf IO-Link. Alle neue Sensoren von<br />

ifm – auch in der Fluidtechnik – sind mit<br />

einer entsprechenden Schnittstelle ausgestattet.<br />

Um die Informationen aus den Sensoren<br />

zu verarbeiten, bieten wir mit moneo eine IIoT-<br />

Plattform, die geeignet ist, um Industrie-4.0-Projekte<br />

umzusetzen. Zu den typischen Anwendungen in der<br />

Fluidtechnik gehört beispielsweise die Überwachung<br />

von Druckluftsystemen.<br />

Chris Patient (Norgren): Pneumatikhersteller<br />

arbeiten bereits seit einigen Jahren an der Vernetzung<br />

ihrer Geräte. Und industrielle Ethernet- und IO-<br />

Link-Schnittstellen sind inzwischen zum Standard<br />

geworden. Dadurch können neue pneumatische Systeme<br />

genauer überwacht und gemessen werden. Und<br />

Endnutzer erhalten wichtige Informationen zu Leistungsmerkmalen<br />

wie Bewegung, Lage und Durchfluss.<br />

Dies ermöglicht eine strategische Entscheidungsfindung<br />

in Bezug auf die Maschinenleistung<br />

und unterstützt die Ziele der vorausschauenden und<br />

vorbeugenden Wartung, was wiederum eine Steigerung<br />

der betrieblichen Effizienz und Erreichung von<br />

Produktivitätszielen bedeutet. Mit der Entwicklung<br />

hin zu einem umfassenderen Einblick in die Leistung<br />

und der Messung von Daten erleben wir auch die<br />

Entwicklung intelligenter Dashboards. Der Zugang zu<br />

Echtzeitdaten ist heute einfacher denn je, doch die<br />

Herausforderung besteht darin, ihren tatsächlichen<br />

Wert zu ermitteln. Dies ist ein wichtiger nächster<br />

Schritt, der die komplementären Fähigkeiten, das<br />

Fachwissen und die Kenntnisse sowohl von Technologie-<br />

als auch Pneumatikunternehmen erfordert. Für<br />

Maschinenbauer kann es auch sinnvoll sein, mit<br />

einem Pneumatiklieferanten zusammenzuarbeiten,<br />

der eine anpassungsfähige und flexible Technologie-<br />

Plattform bietet, die eine Vision für künftige<br />

Produktentwicklungen ermöglicht und in der Lage<br />

ist, sie bei technologischen Fortschritten zu unterstützen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Inwiefern sehen Sie Fluidtechnik<br />

4.0 gerade auch als Basis für Ressourceneffizienz<br />

und Nachhaltigkeit?<br />

Guido Hettwer (Bosch Rexroth): Mit ihrer Fähigkeit,<br />

die Produktionstechnik effizienter zu machen,<br />

halten Maschinenbauer und Anlagenbetreiber einen<br />

wesentlichen Schlüssel zur Senkung der CO 2<br />

-Emissionen<br />

der Industrie in der Hand. Sollen hydraulische<br />

Anlagen nachhaltiger und zugleich wirtschaftlicher<br />

werden, birgt die Industriehydraulik entscheidende<br />

Potenziale um diese Ziele zu erreichen. Sie nutzt<br />

dafür drei Hebel: höhere Energieeffizienz, reduzierter<br />

Fluidverbrauch und optimierter Ressourceneinsatz.<br />

Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit lassen sich<br />

signifikant steigern, indem man Systeme durch<br />

Simulation und Softwaretools in der Engineeringphase<br />

optimiert. Aber auch die Art der Steuerung<br />

hydraulisch angetriebener Bewegungen bietet ein<br />

großes Potenzial. Verdrängergesteuerte Antriebe sind<br />

nicht nur bei Neumaschinen auf dem Vormarsch,<br />

sondern auch, um Bestandsmaschinen energetisch<br />

zu optimieren. In bestimmten Anwendungen kann<br />

man zusätzlich Netzstrom durch zwischengespeicherte<br />

Bremsenergie einsparen. Der zweite Hebel<br />

zielt auf die Einsparung von Fluid. Mithilfe von Simulationstechniken<br />

berechnet Bosch Rexroth strömungs-<br />

und entgasungsoptimierte Aggregate für<br />

Neu- und Bestandsanlagen. Diese kommen bei<br />

gleichbleibender Leistung mit deutlich kleineren<br />

Tanks und deutlich weniger Hydrauliköl aus.<br />

»Vernetzte Geräte können Daten<br />

über die Maschinenleistung<br />

sammeln und aufzeichnen und<br />

so Aufschluss darüber geben,<br />

wo die Druckluft nicht effizient<br />

genutzt wird.«<br />

Bild: Norgren<br />

Chris Patient, Engineering Director<br />

Industrial Automation Norgren EMEA<br />

30 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


»Sollen hydraulische Anlagen nachhaltiger<br />

und zugleich wirtschaftlicher werden, birgt<br />

die Industriehydraulik entscheidende<br />

Potenziale, um diese Ziele zu erreichen.«<br />

Bild: Bosch Rexroth<br />

Guido Hettwer, Geschäftsleitung Business<br />

Unit Industrial Hydraulics, Bosch Rexroth AG<br />

Application<br />

Driven<br />

Solutions <br />

Bis zu 50%<br />

weniger Arbeitshöhe<br />

Der dritte Hebel beinhaltet einen möglichst geringen<br />

Materialeinsatz. Mithilfe additiver Fertigungsverfahren<br />

erzeugt Bosch Rexroth innovative Geometrien für<br />

strömungsoptimierte Steuerblöcke und Ventile, die<br />

nicht nur ein Downsizing ermöglichen, sondern auch<br />

höhere Wirkungsgrade erzielen.<br />

Zimmer (ifm process): Die installierten Sensoren<br />

sollen in erster Linie sicherstellen, dass die Maschinen<br />

und Anlagen ausreichend mit Druckluft versorgt<br />

werden. Zusätzlich lassen sich, wenn die Daten aus<br />

den Strömungs-und Drucksensoren kontinuierlich<br />

ausgewertet werden, Lecks in den Druckluftleitungen<br />

erkennen. Der Betreiber kann dann schnell reagieren,<br />

und die Ressourcenverschwendung abstellen. Mit<br />

dem Einsatz von moneo kann so die Ressourceneffizienz<br />

gesteigert werden. Dies sorgt für mehr Nachhaltigkeit<br />

in der Produktion, und die Kosten sinken.<br />

Patient (Norgren): Programmierbare Proportionalventile,<br />

Stellungsregler, Ventile und Stellantriebe<br />

bieten eine höhere Flexibilität, wobei die Automatisierung<br />

einige Bereiche der manuellen Arbeit ersetzt<br />

und gleichzeitig die Konsistenz, Qualität und Sicherheit<br />

der Benutzer verbessert. Ein weiterer Bereich, in<br />

dem wir erwarten, dass die Pneumatik eine wichtige<br />

Rolle spielen wird, ist die Steigerung der Nachhaltigkeit<br />

in der Fertigung. Auch hier kann die Pneumatik<br />

OEMs helfen, ihre CO 2<br />

-Bilanz zu verbessern. So ist es<br />

beispielsweise erwiesen, dass in einer klassischen<br />

Produktionsanlage ein erheblicher Prozentsatz der<br />

Druckluft über Kompressoren, Stellantriebe und FRLs<br />

in den Kreisläufen verschwendet wird. Vernetzte<br />

Geräte können Daten über die Maschinenleistung<br />

sammeln und aufzeichnen und so Aufschluss darüber<br />

geben, wo die Druckluft nicht effizient genutzt wird.<br />

Rotor Clip<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 31


Externe Feststellbremse<br />

an einer Lineareinheit<br />

Profiline 140.<br />

Feststellbremsen von IEF-Werner für Vertikalachsen<br />

Dauerhaft sicher in Position<br />

Beim vertikalen Einsatz von Lineareinheiten war es häufig gängige Praxis, die Last allein durch die im<br />

Antriebsmotor vorhandene Bremse zu halten. Für Mitarbeiter, die sich zum Beispiel während Wartungsarbeiten<br />

im Gefahrenbereich aufhalten, bleibt damit jedoch ein Restrisiko, denn die Vertikalachse kann ungewollt<br />

absinken. Eine Forderung der gültigen Maschinenrichtlinie ist es bei der Risikobeurteilung, dies zuverlässig<br />

zu verhindern. IEF-Werner bietet für einige Lineareinheiten eine zusätzliche pneumatische Feststellbremse,<br />

die einen sicheren Halt garantiert.<br />

Ulrich Moser, Leitung Marketing & Vertriebscontrolling, IEF-Werner, Furtwangen<br />

»Die Bremskraft der Feststellbremse wirkt<br />

stets auf die Führungsschiene –<br />

je größer diese ist, desto größer ist<br />

die Klemmkraft.«<br />

Thomas Hettich<br />

Muss Service-Personal den Bearbeitungsraum einer<br />

Maschine betreten, sind die Antriebsachsen<br />

in einen gefahrlosen Zustand zu versetzen. Hängen<br />

an den vertikalen Achsen dazu noch schwere Lasten,<br />

können diese aufgrund der Schwerkraft absinken.<br />

Um dies zu verhindern, sind die Vertikalachsen in der<br />

Regel mit Bremsen im Antriebsmotor gesichert. „Verschmutzungen<br />

oder mechanischer Verschleiß können<br />

deren Wirkung allerdings stark beeinträchtigen“, erläutert<br />

IEF-Produktberater Thomas Hettich. Zudem<br />

befinden sich zwischen der im Motor integrierten<br />

Bremse und dem Grundkörper der Achse mehrere<br />

Übertragungsglieder wie Kupplungen oder Zahnriemen,<br />

die versagen könnten. Dazu besteht die Gefahr,<br />

dass es beim Demontieren eines Motors zum Beispiel<br />

bei Wartungsarbeiten sogar zu einem plötzlichen<br />

Absinken der Last kommen kann und damit die Mitarbeitenden<br />

erheblich gefährdet werden. Für Konstrukteure<br />

und Maschinenbauer gilt es bei der Risikobeurteilung,<br />

das ungewollte Absinken der Vertikalachsen<br />

zuverlässig zu verhindern. Damit reicht bei<br />

vielen Applikationen die Feststellbremse im Motor<br />

nicht mehr aus. Anwender fordern deshalb immer öfter<br />

ein zusätzliches Bremselement, das in der Lineareinheit<br />

integriert oder außen angebaut werden<br />

kann.<br />

Feststellbremsen für<br />

Zahnriemen- und Spindelachsen<br />

IEF-Werner bietet nun optional Feststellbremsen für<br />

verschiedene Zahnriemen- und Spindelachsen an. Je<br />

nach Lineareinheit ist ein Klemmelement mit einer<br />

Haltekraft zwischen 400 und 750 N verbaut. „Die<br />

Bremskraft wirkt stets auf die Führungsschiene – je<br />

größer diese ist, desto größer ist die Klemmkraft“,<br />

sagt Hettich. Die Feststellbremse ist energielos geschlossen<br />

und pneumatisch betätigt offen. Fünf Mio.<br />

statische Klemmzyklen und bis zu 500 dynamische<br />

Bremszyklen sind möglich. Sobald die Achse stromlos<br />

32 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Kupplungen & Bremsen « ANTRIEBSTECHNIK<br />

Bild: IEF Werner<br />

Bei der integrierten Bauweise ist nur der Pneumatikanschluss für das Klemmelement<br />

zu sehen.<br />

Bild: IEF Werner<br />

Im Vergleich: eine im Schlitten integrierte Feststellbremse.<br />

Bild: IEF Werner<br />

geschaltet oder die Regelung deaktiviert wird, ist die<br />

Feststellbremse aktiv – zum Beispiel, wenn ein Mitarbeiter<br />

die Maschine abends abschaltet oder wenn die<br />

Schutztüren im laufenden Betrieb geöffnet werden,<br />

nachdem die Lineareinheiten stillgesetzt wurden (STO<br />

– Safe Torque Off). Aufgrund der kompakten Einbaumaße<br />

bevorzugen es Anwender, wenn die Feststell-<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu den<br />

Spindelantrieben Profiline<br />

140 mit pneumatischer Feststellbremse<br />

von IEF Werner:<br />

hier.pro/TiNRx<br />

bremse in die Achse integriert ist. Damit ist sie von<br />

außen bis auf den pneumatischen Anschluss für das<br />

Klemmelement nicht sichtbar, und der Einsatz ist<br />

auch bei beengten Platzverhältnissen möglich. Allerdings<br />

muss der Schlitten eine bestimmte Länge aufweisen,<br />

damit sich die Bremse integrieren lässt. „Der<br />

Schlitten ist dann zum Beispiel bei der Lineareinheit<br />

Modul 160/15 300 mm lang“, beschreibt Hettich.<br />

Festellbremsen bewähren sich bereits<br />

in Lineareinheit<br />

Bewährt hat sich die neue Lösung bereits in der Lineareinheit<br />

Modul 160/20 ZR10. Der Automatisierungsspezialist<br />

bietet diese Option nun auch für weitere<br />

Zahnriemen- und auch Spindelantriebe an, zum Beispiel<br />

für die Lineareinheiten mit Zahnriemen Modul<br />

80/15 und Modul 160/15 oder die Spindelachse Profi -<br />

line 140 – jeweils mit einer Klemmkraft von 400 N. (jg)<br />

www.ief.de<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 13.10.22 | 2022<strong>11</strong>:28<br />

33<br />

1796105-17.indd 1 13.10.22 <strong>11</strong>:28


ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />

E-Motoren-Vergleich: luftgekühlt vs. wassergekühlt vs. unbelüftet<br />

Worauf es bei der Auswahl<br />

eines Motors ankommt<br />

Worauf es bei der Auswahl eines Motors ankommt, zeigt ein E-Motoren-Vergleich von luftgekühlten, wassergekühlten<br />

und unbelüfteten Motoren von BEN Buchele. Das A und O bei der Auswahl eines Elektromotors ist letztlich<br />

die präzise Festlegung zahlreicher Parameter und Details. Das kann über ein vorhandenes Lastenheft erfolgen,<br />

bei dem nur noch bestimmte Details erfragt werden müssen, oder über ausführliche Beratungsgespräche,<br />

wenn seitens des Kunden nur wenige Vorgaben gemacht werden.<br />

Detlef Koslowsky, Vertriebsleiter, BEN Buchele Elektromotorenwerke GmbH, Nürnberg<br />

Bild: BEN Buchele Elektromotorenwerke<br />

Wer <strong>Konstruktion</strong>sleiter Stefan Kunzmann<br />

von Elektromotor-Spezialist<br />

BEN Buchele fragt, welcher Motor – luftgekühlt,<br />

wassergekühlt oder unbelüftet –<br />

sich für welche Anwendung am besten<br />

eignet, erntet zunächst ein entschiedenes<br />

„Das kommt immer darauf an“. Pauschal<br />

lassen sich die Elektromotoren nicht bestimmten<br />

Branchen und Anwendungen<br />

zuordnen. Der Beitrag nähert sich dem<br />

Motorenvergleich und der -empfehlung<br />

daher über die Beratungspraxis von BEN<br />

Buchele, in der im Vorfeld stets eine Vielzahl<br />

von Parametern abgefragt und festgelegt<br />

wird, bevor der passende Motor<br />

gefunden ist. In den Beratungen geht es<br />

in der Regel nicht um Normmotoren „von<br />

der Stange“, sondern um Sondermotoren<br />

mit besonderen Anforderungen und Spezifikationen.<br />

Vorne im Bild: Robuster<br />

Alleskönner: luftgekühlter<br />

Motor; hinten im Bild:<br />

unbelüfteter Motor mit<br />

Bremsfunktion.<br />

Luftgekühlte E-Motoren:<br />

Robust, wartungsarm, langlebig<br />

Zunächst zeichnen sich die verschiedenen<br />

Motoren durch spezifische Vorzüge aus:<br />

Der luftgekühlte Motor ist als Drehstrom-<br />

Asynchronmaschine ein Alleskönner für<br />

viele Einsatzzwecke. Er ist besonders robust,<br />

wartungsarm und langlebig und für<br />

den Dauerbetrieb S1 ausgelegt. Der Lüfterbetrieb<br />

zur Kühlung des Motors verursacht<br />

allerdings erhebliche Geräuschemissionen,<br />

die je nach Standort und Einsatzzweck<br />

störend sein können.<br />

Wassergekühlt E-Motoren:<br />

Kompakt und leicht<br />

Wassergekühlte Motoren punkten vor allem<br />

durch ihre kompakte Baugröße und<br />

ihr geringes Gewicht. Bei geringem Einbauraum<br />

ist ein wassergekühlter Motor<br />

oft die richtige Wahl, da er bei gleich hoher<br />

Antriebsleistung circa zwei bis drei<br />

Baugrößen kleiner als ein vergleichbarer<br />

luftgekühlter Motor ist. Der wassergekühlte<br />

Motor gilt im Dauerbetrieb als sehr<br />

effizient; sein Wirkungsgrad ist in der Regel<br />

höher als der des luftgekühlten Motors,<br />

da bei letzterem höhere Wärme- und<br />

Reibungsverluste zu verzeichnen sind. Zudem<br />

sind wassergekühlte Motoren besonders<br />

leise. Beim wassergekühlten Motor<br />

ist zu bedenken, dass er ein zusätzliches<br />

»Relevant ist auch die<br />

Frage nach der Wirtschaftlichkeit;<br />

welcher Motor ist<br />

günstiger in Anschaffung<br />

und Betriebskosten?«<br />

Stefan Kunzmann<br />

Kühlaggregat benötigt. Daher bietet sich<br />

sein Einbau vor allem dann an, wenn bereits<br />

Kühlungen für andere Anlagenteile<br />

(z. B. für Trafos oder Umrichter) vorhanden<br />

sind und der Motor in diesen Kühlkreislauf<br />

mit integriert werden kann. Bei<br />

einem Neubau stellt sich die Frage, ob eine<br />

Wasserleitung beziehungsweise ein alternatives<br />

Kühlmedium sinnvoll hingeführt<br />

werden kann oder ob ein zusätzliches<br />

Kühlaggregat von den Platzverhältnissen<br />

her möglich ist.<br />

Ein unbelüfteter Motor steht in der Regel<br />

nicht in direkter Konkurrenz zu luftgekühlten<br />

und wassergekühlten Motoren,<br />

da er nicht für den Dauerbetrieb, sondern<br />

34 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


für die Betriebsarten S2 und S3, also<br />

Kurzzeitbetrieb, ausgelegt ist. Er läuft<br />

beispielsweise in einem Intervall von zehn<br />

Minuten nur zwei Minuten und steht die<br />

restlichen acht Minuten still. Oder es wird<br />

nur eine gewisse Prozentzeit von der<br />

Laufzeitvorgabe des Kunden definiert; das<br />

heißt, der unbelüftete Motor soll eine<br />

Stunde betrieben werden, läuft davon jedoch<br />

nur 30%, um nicht zu überhitzen.<br />

Diese verschiedenen Betriebsmodi müssen<br />

zuvor abgesteckt werden.<br />

Beratungsbeispiel:<br />

Alternativen abwägen<br />

Welcher Motor in welchem Fall tatsächlich<br />

passend ist, eruieren die Spezialisten<br />

von BEN Buchele in ausführlichen Beratungsgesprächen.<br />

Jeder Parameter, jedes<br />

Detail wird abgefragt, von der gewünschten<br />

Leistung, der Baugröße oder dem<br />

Drehmoment über die Schutzart, den Aufstellort,<br />

die nötige Betriebsart bis hin zum<br />

Spannungsnetz, in dem er laufen soll, und<br />

möglichen Zusatzfunktionen wie Thermofühler,<br />

Stillstandsheizung oder Lagerüberwachung.<br />

Nicht immer ist die Empfehlung<br />

eindeutig, sondern der Kunde erhält verschiedene<br />

Optionen wie in einem aktuellen<br />

Beratungsfall bei BEN Buchele: Eine<br />

Yacht benötigt einen E-Motor für das Abpumpen<br />

in den Bug eingedrungenen<br />

Wassers. Die erste Überlegung ist, einen<br />

wassergekühlten Motor einzusetzen, da<br />

an Bord bereits eine Frischwasseraufbereitung<br />

existiert, an deren Kreislauf der<br />

wassergekühlte Motor angeschlossen<br />

werden kann. Eine Baugröße 200 würde<br />

ausreichen, allerdings sind ein Kühlaggregat<br />

und eine zusätzliche Verrohrung nötig.<br />

Als Alternative wird ein unbelüfteter<br />

Motor angeboten. Jedoch sind hier für eine<br />

vergleichbare Leistung zwei bis drei<br />

Baugrößen mehr nötig, was deutlich<br />

mehr Bauraum beansprucht und mehr<br />

Gewicht an Bord bringt. Die dritte Option<br />

Wassergekühlte Motoren überzeugen durch ihre<br />

Kompaktheit bei hoher Leistung.<br />

als grundsätzlich erst einmal kostengünstigste<br />

Lösung ist der luftgekühlte Motor,<br />

dessen Eigenlüfter jedoch Probleme bereiten<br />

könnte, wenn das Schiff mit Wasser<br />

vollläuft. Der Motor muss senkrecht<br />

betrieben werden, sodass sich der Lüfter<br />

oberhalb befindet. Jedoch würde das<br />

Wasser irgendwann auch den Lüfter erreichen,<br />

was zu Verwirbelungen und<br />

Bild: BEN Buchele Elektromotorenwerke<br />

VDI_anz_awareness_kem_216x153.pdf - September 29, 2022 x<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 35


ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />

Bild: BEN Buchele Elektromotorenwerke<br />

deutlich mehr Widerstand führen würde.<br />

Die Folge: Der Motor könnte überhitzen<br />

und vermutlich ausfallen. Die sinnvollste<br />

Option ist letztlich der wassergekühlte<br />

Motor, dessen Kompaktheit und geringes<br />

Gewicht für den Einsatz auf einem Schiff<br />

spricht, aber etwas mehr Aufwand in der<br />

Installation bedeutet. Als Alternative ist<br />

auch der unbelüftete Motor in größerer<br />

Baugröße möglich.<br />

E-Motoren-Auswahl:<br />

Wirtschaftliche Abwägungen<br />

Relevant ist auch die Frage nach der<br />

Wirtschaftlichkeit; welcher Motor ist<br />

günstiger in Anschaffung und Betriebskosten?<br />

Kleinere Baugrößen bedeuten<br />

weniger Materialverbrauch, was sich auf<br />

den Preis auswirkt. Andererseits kann bei<br />

einem kompakteren wassergekühlten<br />

Motor noch das Kühlaggregat und die<br />

Verrohrung hinzukommen, wenn bisher<br />

kein Kühlkreislauf vorhanden ist. Wenn es<br />

um den Austausch eines bestehenden<br />

luftgekühlten Motors geht, spricht preislich<br />

viel dafür, einen Eins-zu-Eins-Austausch<br />

vorzunehmen. Wenn der Kunde<br />

seine Anlage jedoch modernisieren, Effizienz<br />

und Wirkungsgrad erhöhen möchte,<br />

ist die Umrüstung auf wassergekühlte<br />

Motoren eine lohnende Option. Bei den<br />

Betriebskosten sind bei allen Motorarten<br />

keine großen Unterschiede zu verzeichnen,<br />

da der grundsätzliche Motoraufbau<br />

gleich ist. Wichtig sind regelmäßige Service-Intervalle,<br />

um Nachschmierungen<br />

vorzunehmen, Kugellager zu tauschen<br />

oder die Wicklung zu prüfen. Bei einem<br />

wassergekühlten Motor sind Schläuche<br />

Da der klassische Windenmotor für Kurzzeit -<br />

betrieb ausgelegt ist, ist auf diesem Schiff ein<br />

Motor ohne Eigenlüfter eingesetzt.<br />

Möglichst geräuscharm: In einem Prüfstand sind wassergekühlte Motoren die richtige Wahl, da sie im<br />

Gegensatz zu luftgekühlten Motoren besonders leise sind und die Prüfenden nicht beeinträchtigen.<br />

und Verrohrung vielleicht etwas anfälliger,<br />

aber bei regelmäßiger Wartung stellt<br />

dies keinen entscheidenden Kostenfaktor<br />

dar. Insgesamt sind alle Varianten sehr<br />

langlebig und können auch bei intensivem<br />

Dauerbetrieb mit zuverlässiger Wartung<br />

20 bis 30 Jahre oder länger laufen.<br />

Praxisbeispiele E-Motoren-<br />

Varianten<br />

Ein Anwendungsbeispiel, bei dem ausschließlich<br />

ein wassergekühlter Motor in<br />

Frage kommt, ist der Betrieb von Prüfständen.<br />

Hier kommt es neben hoher Leistung<br />

im Dauerbetrieb auf möglichst geringe<br />

Geräuschemissionen an, um die hier<br />

arbeitenden Personen nicht zu belästigen<br />

und zu schädigen. Ein luftgekühlter Motor<br />

ist aufgrund seiner Lautstärke nicht<br />

denkbar.<br />

Unbelüftete Motoren finden zum Beispiel<br />

Einsatz in der Bühnentechnik, um Vorhänge<br />

und Kulissen zu verfahren. Abgesehen<br />

vom Kurzzeitbetrieb ist eine zentrale<br />

Anforderung hier eine möglichst geringe<br />

Lautstärke, um den Bühnenbetrieb nicht<br />

zu stören. Ein luftgekühlter Motor kommt<br />

damit nicht infrage. Zudem muss die nötige<br />

Bremsfunktion möglichst lautlos<br />

ausfallen und das typische Einrastgeräusch<br />

der Bremse vermieden werden.<br />

Andere Beispiele sind Entrauchungsanlagen<br />

für Tunnel, in denen unbelüftete Motoren<br />

im Luftstrom eingebaut werden, sodass<br />

eine externe Kühlung erfolgt, oder<br />

die Verwendung als Unterwassermotor,<br />

etwa bei Saugbaggerschiffen. Auch diese<br />

Motoren zählen zu den klassischen unbelüfteten<br />

Motoren, da sie durch Oberflächenkühlung<br />

vom umgebenden Wasser<br />

gekühlt werden.<br />

Auswahl E-Motoren: Die Optik<br />

spielt eine Rolle<br />

Ein kleines, aber feines Kriterium zur Auswahl<br />

eines Motors kann die Optik sein.<br />

Die Kühlrippen eines luftgekühlten Motors<br />

können zum Beispiel bei Motorrädern<br />

eine bestimmte robuste Ästhetik bedienen,<br />

während ein wassergekühlter Motor<br />

mit glatter Oberfläche edler wirkt oder<br />

bestimmte Hygienestandards erfüllen<br />

muss. Möglich sind auch Motoren in<br />

Edelstahlausführung, wie BEN Buchele sie<br />

für die Lebensmittel-/Pharmaindustrie<br />

entwickelt hat. Alternativ lassen sich unbelüftete<br />

und wassergekühlte Motoren<br />

sehr gut durch eine Abdeckung oder das<br />

Versenken beispielsweise unter Deck auf<br />

Schiffen verstecken.<br />

(jg)<br />

www,benbuchele.de<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu<br />

den Elektromotoren von<br />

BEN Buchele:<br />

hier.pro/oOXpt<br />

Bild: BEN Buchele Elektromotorenwerke<br />

36 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


News « ANTRIEBSTECHNIK<br />

Optionale Pakete von SEW-Eurodrive verfügbar<br />

Langzeit-Gewährleistung für Industriegetriebe<br />

In Deutschland und der Mehrheit der EU-<br />

Länder ist ein Gewährleistungszeitraum<br />

von zwei Jahren vorgesehen. Ab Oktober<br />

2022 bietet SEW-Eurodrive eine um 24<br />

Monate verlängerte Produktgewährleistung<br />

für Industriegetriebe. Mit den optionalen<br />

+24-Paketen verlängert sich die<br />

Gewährleistungsfrist für Getriebe der<br />

Baureihe X.e und P dann auf insgesamt<br />

48 Monate. Sind weitere Komponenten<br />

wie Motoren, Kupplungen etc. Bestandteil<br />

Bild: SEW-Eurodrive<br />

des Antriebspaketes, werden diese ebenfalls<br />

von der Gewährleistungsverlängerung<br />

abgedeckt. Neben dem Basispaket<br />

mit einer um 24 Monaten verlängerten<br />

Gewährleistung, profitieren Kunden bei<br />

der Option +24 advanced zusätzlich von<br />

den Vorteilen einer werkseitigen Füllung<br />

der Getriebe mit dem Premium-Schmierstoff<br />

Gear-Oil by SEW-Eurodrive. Das Paket<br />

+24 smart kombiniert zudem die verlängerte<br />

Gewährleistung mit der Condition-Monitoring-Lösung<br />

Drive-Radar. Die<br />

Vorteile: Maximale Planungssicherheit<br />

und ein Langzeit-Investitionsschutz.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Energiemanagementsysteme von Koch<br />

Anwendungsfälle passgenau auslegen<br />

Mit dem Pxt-Auslegungsportal von Michael Koch erhalten<br />

Nutzer einen ersten Eindruck davon, wie eine technische<br />

Lösung mit den aktiven Energiemanagementsystemen der<br />

Pxt-Familie für die jeweilige spezifische Applikation aussehen<br />

kann. Es müssen dafür nur einige wenige grundlegende<br />

Anwendungsdaten des betreffenden Antriebs oder der Antriebsgruppe<br />

eingegeben werden. Im Auslegungsportal las-<br />

Bild: Michael Koch<br />

sen sich die häufigsten Anwendungsfälle der aktiven Energiemanagementsysteme<br />

der Familie von Koch auslegen.<br />

Dabei geht es zum einen um das Management beziehungsweise<br />

die Rekuperation der Bremsenergie zur Erhöhung der<br />

Energieeffizienz der Antriebe und somit der Maschine. Zum<br />

anderen kann man den Einsatz der Pxt-Systeme als Kurzzeit-USV<br />

zur Absicherung gegen Spannungsschwankungen<br />

und Netzausfälle berechnen. In diesem Fall kann es auch<br />

um länger andauernde Stromversorgung bei geplanter<br />

Trennung vom Netz gehen. Zudem kann der Nutzer das an<br />

Bedeutung gewinnende Feature der Lastspitzenreduktion<br />

zur Begrenzung der aus dem Versorgungsnetz entnommenen<br />

Leistung auf seine spezifische Applikation hin auslegen.<br />

Hilfreich ist dabei, dass das System selbst eine amperegenaue<br />

Begrenzung des Netzstroms zulässt.<br />

www.bremsenergie.de<br />

Pitch-Bremsen von mayr Antriebstechnik<br />

Für Windkraftanlagen entwickelt<br />

In der Windkraft geht Trend zu Servomotoren<br />

für Pitch-Antriebe, wo sie die geregelten<br />

AC-Antriebe weitgehend ersetzen.<br />

Mayr Antriebstechnik hat daher eine anwendungsoptimierte<br />

Ausführung der Roba-Stop-M<br />

Bremsen-Baureihe speziell für<br />

Pitch-Servomotoren sowie geregelte AC-<br />

Antriebe entwickelt. Die Bremsen verfügen<br />

über eine hohe Performance-Dichte<br />

und sind geeignet für Anwendungen mit<br />

Umgebungstemperaturen bis +90 °C und<br />

Temperaturen am Anbauflansch bis max.<br />

+120 °C. Bei Not-Halt kann diesen Sicherheitsbremsen<br />

auch hohe Reibarbeit<br />

abverlangt werden. Klassische Servobremsen<br />

werden aufgrund ihrer offenen<br />

Bauweise im Motorgehäuse integriert,<br />

bevorzugt auf der A-Lagerseite des Motors.<br />

Die Sicherheitsbremsen sind innerhalb<br />

und außerhalb des Gehäuses platzierbar.<br />

Dank ihrer geschlossenen Bauweise<br />

erreichen sie bereits in der Standardversion<br />

Schutzart IP 54, mit entsprechender<br />

zusätzlicher Abdichtung sogar<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik<br />

Schutzart IP 66. Dadurch ist auch ein offener,<br />

B-lagerseitiger Anbau möglich.<br />

www.mayr.com<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 37


ANTRIEBSTECHNIK » News<br />

Planetengetriebe von Nidec Graessner<br />

Für die Lebensmittelindustrie<br />

Nahrung sollte frei von giftigen oder unverträglichen<br />

Chemikalien sein, wie sie<br />

unter anderem in industriell verwendeten<br />

Schmiermitteln vorkommen. In den Verarbeitungs-<br />

und Verpackungslinien ist eine<br />

Umstellung auf Schmierstoffe der Kategorie<br />

Food Grade Grease (FGG) jedoch selten<br />

ohne weiteres möglich, weil die entsprechenden<br />

Getriebe dafür nicht ausgelegt<br />

sind. Bei den Planetengetriebe von Nidec<br />

Graessner erfolgt die Schmierung hingegen<br />

mit Lebensmittel-geeigneten Spezialfetten.<br />

Drei Varianten stehen zur Auswahl:<br />

1. Standardwelle mit FGG: Aufgrund der<br />

Auslegung auf Lebensmittel-sichere<br />

Schmierstoffe ist eine sichere maschinelle<br />

Handhabung von Lebensmitteln garantiert.<br />

2. Edelstahlwelle mit FGG: Hohe Lebensmittelsicherheit<br />

durch die Verbindung von<br />

FGG-Schmierung und rostfreiem Edelstahl,<br />

der leicht zu reinigen ist.<br />

3. Edelstahlwelle mit Standard-Schmierstoffen:<br />

Für Einsatzbereiche geeignet, die<br />

keinen unmittelbaren Kontakt zu Lebensmitteln<br />

haben, sich jedoch in deren Nähe<br />

befinden und entsprechend leicht zu reinigen<br />

sein müssen.<br />

www.graessner.de<br />

Bild: Nidec Graessner<br />

Klauenkupplungen von Ringspann mit High-Temperature-Zahnkränzen<br />

Temperaturbeständige Werkstoffe<br />

Bild: Ringspann<br />

Für die drehelastischen Klauenkupplungen seiner Baureihe REK liefert Ringspann<br />

jetzt Zahnkränze aus temperaturbeständigeren Elastomer-Werkstoffen.<br />

Diese eignen sich für Betriebstemperaturen von bis zu +120° C und<br />

bieten eine bis zu 13 % höhere Festigkeit als die bisher verwendeten Kunststoffe,<br />

so der Anbieter. Dadurch erhöhen sich im mittleren Temperaturbereich<br />

von 30°C bis 80°C die Nennmomente der Klauenkupplung gegenüber<br />

den bisherigen Ausführungen erheblich. Auch bei Raumtemperatur lassen<br />

die neuen Werkstoffe dank ihrer höheren Härte höhere Drehmomente zu als<br />

ihre Vorläufer. Durch die Ausstattung der REK-Klauenkupplungen mit den<br />

neuen Zahnkranz-Werkstoffen können Maschinenbauer ihre Antriebsstränge<br />

auf ein höheres Sicherheitslevel heben. Dass sich die Baugröße der<br />

Kupplungen gegenüber den Vorläufern bei alledem nicht ändert, vereinfacht<br />

zudem den Austausch älterer Ausführungen.<br />

www.ringspann.de<br />

Flachmotor von Portescap<br />

Kleiner als die Konkurrenz<br />

Das jüngste Modell im Sortiment von Portescap<br />

ist der bürstenlose, genutete<br />

Flachmotor 20ECF. Mit einem Rotordurchmesser<br />

von 19 mm ist der Motor<br />

nach Anbieterangaben merklich kleiner<br />

als die konkurrierenden Motoren, die einen<br />

Durchmesser von 20 mm aufweisen.<br />

Die offene architektonische Gestaltung<br />

des 20ECF sorgt für eine geringere Erwärmung<br />

und sein Gewicht von 15 g gewährleistet<br />

Masseeinsparungen von mindes-<br />

tens 30% im Vergleich zu anderen Antriebslösungen.<br />

Außerdem, so der Anbieter<br />

weiter, ermöglicht die Bauweise des<br />

Motors einen um 50% optimierten Motorregulierungsfaktor<br />

im Vergleich zu verfügbaren<br />

Standardlösungen.<br />

Der Motor eignet sich für medizinische<br />

und industrielle Anwendungen, insbesondere<br />

in der Chirurgie- und Servicerobotik,<br />

und in der Laborautomatisierung. Der Anbieter<br />

empfiehlt den 20ECF außerdem für<br />

Bild: Portescap<br />

Tätowiermaschinen, elektrische Greifer,<br />

LiDar und Pumpen.<br />

www.portescap.com<br />

38 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Eisenloser Vakuummotor von Tecnotion<br />

Antrieb im Vakuum<br />

Unter Berücksichtigung der<br />

Herausforderungen von Vakuumanwendungen,<br />

stellt<br />

Tecnotion mit der Vakuum-<br />

Generation-2-Serie einen<br />

weiter verbesserten Nachfolger<br />

vor. Der Motor weist wegen<br />

der geschlossenen Bauweise<br />

noch geringere Ausgasungswerte<br />

auf. Verbesserte thermische Eigenschaften, wie ein verringerter<br />

Wärmewiderstand, minimieren den Temperaturanstieg und<br />

optimieren die Wärmeableitung weg von der Applikation. Zusätzliche<br />

Temperatursensoren in den Spuleneinheiten sorgen laut Anbieter zudem<br />

für noch mehr Sicherheit. Die Spuleneinheiten sind in vakuumkompatiblen<br />

Edelstahl eingeschlossen, was für eine sehr gute RGA-<br />

Leistung sorgt und zu kürzeren Ausheiz- und Pumpzeiten führt.<br />

Die Anschlusskabel der Serie ermöglichen ein sehr gutes Kabelmanagement.<br />

Weiterhin sorgt der zusätzliche Edelstahlstreifen am Gehäuse<br />

für eine einfache und zuverlässige Installation. Mit mehreren verfügbaren<br />

Wicklungstypen und Spulengrößen, bietet die Vakuum-Generation-2-Serie<br />

den richtigen Motor für die jeweilige Anwendung.<br />

www.tecnotion.de<br />

Bild: Tecnotion<br />

Bild: ebm-papst<br />

Robuste Planetengetriebe von ebm-papst<br />

Für hohe Überlasten<br />

ebm-papst bietet eine Auswahl an Motoren,<br />

Regelelektroniken, Getrieben, Bremsund<br />

Sensormodulen, die sich miteinander<br />

kombinieren lassen. Dazu gehören die<br />

Optimax-Planetengetriebe, deren Verzahnungsteile<br />

aus gehärtetem Sinterstahl<br />

bestehen. Sie eignen sich für Shuttle-<br />

Fahrzeuge in der Intralogistik, Crossbelt-<br />

Sorter und auch Schranken- oder Torantriebe.<br />

Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften<br />

sind die Planetenräder dieser<br />

Serie mit synthetischem Öl getränkt. Um<br />

möglichst große Leistungen übertragen<br />

zu können, werden in allen Optimax-Getrieben<br />

Zahnräder mit großer Radbreite<br />

verbaut. Trotz hoher Drehmomente werden<br />

somit die Flächenpressung und damit<br />

der Verschleiß an den Zahnflanken minimiert.<br />

Auch hohe Radiallasten, die zum<br />

Bespiel durch Zahnriemen oder Exzenter<br />

entstehen, sind unkritisch. Die Abtriebsstufe<br />

ist mit zwei großen Kugellagern<br />

sehr steif aufgebaut, verkraftet so im<br />

Nennbetrieb bis zu 500 N Radiallast bei<br />

einer wartungsfreien Lebensdauererwartung<br />

von<br />

bis zu 10.000 Stunden.<br />

Dank der eingesetzten<br />

Flachdichtungen erfüllen<br />

die Getriebe standardmäßig<br />

die Anforderungen der<br />

Schutzart IP54.<br />

www.ebmpapst.com<br />

Linearantriebe<br />

für Reinräume<br />

Die Linearchsen von IEF-Werner<br />

wurden geprüft und zertifiziert<br />

nach DIN EN ISO 14644-1.<br />

• Bis Reinraumklasse 1<br />

(mit Absaugung)<br />

• Lineareinheiten mit<br />

Zahniemen- , Spindel-,<br />

und Direktantrieben<br />

• Metallband bietet Schutz vor<br />

Eindringen von Schmutz oder<br />

Partikeln und verhindert die<br />

Partikelabgabe an die<br />

Umgebung<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 39<br />

www.ief.de


ANTRIEBSTECHNIK » News<br />

Frequenzumrichter von Sieb & Meyer<br />

Neue Modelle im Portfolio<br />

Bild: Sieb & Meyer<br />

Kürzlich stellte Sieb & Meyer die neuesten Modelle der<br />

SD4x-Serie vor: SD4S, SD4M und ganz neu SD4B. Die Frequenzumrichter<br />

für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />

bieten eine optimierte Performance, höhere Drehzahlen sowie<br />

eine geringe Motorerwärmung ohne Sinusfilter. Der<br />

SD4B ist der Nachfolger des SD2B plus: Dieses kompakte Gerät<br />

eignet sich sowohl für den Einsatz als Servoverstärker für<br />

den Betrieb von rotativen und linearen Niedervolt-Servomotoren<br />

als auch für einen optimierten Betrieb von hochdrehenden<br />

Niedervolt-Synchron- und Asynchronmotoren. Der<br />

SD4S steht derzeit in zahlreichen Baugrößen der 230V-Klasse<br />

bzw. der 400V-Klasse zur Verfügung. Insgesamt decken<br />

diese Geräte den Leistungsbereich (1,4..55 kVA) der<br />

SD2S-Serie ab bzw. erweitern diesen sogar nach unten und oben (0,8..66 kVA). Die Drei-Level-Umrichter<br />

SD4M spielen ihre Vorteile zum Beispiel im Bereich von Turboverdichtern und Turbokompressoren<br />

aus. Hier ist die geringe Motorerwärmung in Kombination mit dem hohen Systemwirkungsrad<br />

von Nutzen. Letzterer führt bei einem quasi 24/7-Volllast-Betrieb zu nennenswerten Energieeinsparungen<br />

und kurzen Return-on-Investment-Zeiten.<br />

www.sieb-meyer.de<br />

Zahnstangengetriebe von Leantechnik<br />

Für eine optimale Lagerhaltung<br />

Ein Hersteller von Regalbediensystemen<br />

setzt in seinen Geräten auf Zahnstangengetriebe<br />

von Leantechnik: Sie ermöglichen<br />

die genaue Positionierung von Transportboxen<br />

in einer Tragstruktur aus aufgestapelten<br />

Ladungsträgern. Der zentrale Bestandteil<br />

der Regalbediengeräte ist ein<br />

Hubtisch, der die Transportboxen in die<br />

Tragstruktur ein- und auslagert. Jeder<br />

Hubtisch verfügt über vier Lifgo<br />

5.1-Zahnstangengetriebe: Sie heben und<br />

senken den Tisch, sobald das Regalbediengerät<br />

unterhalb eines Lagerplatzes zum<br />

Stehen gekommen ist. In einer Tragstruktur<br />

können Waren mit einem Gesamtgewicht<br />

von bis zu 820 kg zu einer Säule von<br />

8,95 m über dem Hallenboden übereinandergestapelt<br />

werden. Ohne die Zahnstangengetriebe<br />

hätte der Hersteller seine<br />

Transportlösung nicht realisieren können.<br />

Erst sie ermöglichen die exakte Positionierung<br />

der Transportboxen vor dem Schließ-<br />

Bild: Leantechnik<br />

mechanismus des jeweils darüber liegenden<br />

Ladungsträgers. Nur so kann die<br />

Schnellverriegelung des Systems greifen.<br />

www.leantechnik.com<br />

Metallbalgkupplung von Enemac<br />

Mit variablem Distanzstück<br />

Der Antriebstechnik-Spezialist Enemac<br />

erweitert sein Wellenkupplungsprogramm<br />

mit der neuen Metallbalgkupplung EWV.<br />

Bild: Enemac<br />

Sie besteht aus zwei Metallbalgkupplungen<br />

mit jeweils einer montagefreundlichen<br />

Klemmnabe, verbunden durch ein<br />

Distanzstück, das nach Kundenwunsch<br />

zwischen 50 und 240 mm lang sein kann.<br />

Die Klemmnabe kann zusätzlich mit einer<br />

Passfedernut versehen werden. Diese<br />

kann Wellen zwischen 3 und 55 mm aufnehmen.<br />

Die Kupplungsreihe ist in sechs verschiedenen<br />

Größen zwischen 4 und 400 Nm erhältlich<br />

und lässt sich bei bis zu<br />

20.000 min -1 zwischen -40 °C und +200 °C<br />

einsetzen. Diese Type kann lateralen Versatz<br />

bis zu 2,8 mm und angularen Versatz<br />

bis zu 1° ausgleichen. Die Metallbalgkupplung<br />

ist spielfrei und torsionssteif.<br />

www.enemac.de<br />

40 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


SPECIAL<br />

» Automatisierung<br />

Mit schlüsselfertigen Systemen für die Inline-Messung der<br />

Dicke von Bahnwaren zeigt Micro-Epsilon, dass sich schnellere<br />

Fertigungsprozesse und engere Toleranzen kombinieren lassen.<br />

Ein umfangreiches Softwarepaket ist mit an Bord.<br />

Messsysteme für die<br />

Inline-Dickenprüfung<br />

» Seite 42<br />

Kundenindividuelle<br />

digitale Messanzeige<br />

» Seite 44<br />

Lenze zeigt Open<br />

Automation Platform<br />

» Seite 46<br />

Steuerungstechnik für<br />

57 NC-Achsen<br />

» Seite 48<br />

Mehr Übersichtlichkeit<br />

im Schaltschrank<br />

» Seite 50<br />

Das kompakte ThicknessGauge-System von Micro-Epsilon ist stabil, leistungsstark und<br />

liefert mikrometergenaue Werte für eine 100%-Inline-Prüfung der Materialdicke.<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

Werkerführung in der<br />

Schaltschrankfertigung<br />

» Seite 52<br />

Produkt-News<br />

» Seite 55<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 41


AUTOMATISIERUNG » Sensoren & Messtechnik<br />

Schlüsselfertige Messsysteme von Micro-Epsilon für Inline-Dickenprüfung<br />

Inline-Präzisionsdickenmessung<br />

Die Dickenmessung von Bahnwaren gewinnt in modernen Produktionsanlagen immer mehr Bedeutung.<br />

Zunehmende Qualitätsanforderungen, schnellere Fertigungsverfahren und engere Toleranzen erfordern daher<br />

messtechnische Lösungen für diese Inline-Dickenprüfungen. Die schlüsselfertigen Systeme ThicknessGauge von<br />

Micro-Epsilon übernehmen diese Messaufgaben. Sie arbeiten je nach Applikationsanforderung mit optischen<br />

sowie elektromagnetischen Sensoren beziehungsweise deren Kombination.<br />

Achim Sonntag, Leiter Anlagen/Systeme Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg<br />

Micro-Epsilon Messtechnik bietet ein<br />

leistungsfähiges Sensorportfolio mit<br />

einer Vielzahl an physikalischen Messverfahren.<br />

Neben Sensoren sind auch schlüsselfertige<br />

Messsysteme wie das neue<br />

ThicknessGauge verfügbar, welches in<br />

C-Rahmenbauform und O-Rahmenbauform<br />

erhältlich ist. Das kompakte System<br />

ist stabil, leistungsstark und liefert mikrometergenaue<br />

Werte für eine 100%-Inline-Dickenmessung.<br />

Ausgestattet ist es<br />

mit einer integrierten Lineareinheit mit<br />

elektromagnetischem Antrieb, Motorsteuerung<br />

und automatischer Kalibriervorrichtung<br />

sowie einem Multi-Touch-PC<br />

mit vorinstallierter Software. Das Dickenmesssystem<br />

arbeitet, je nach Anforderung<br />

der Messaufgabe, mit Laser-Sensoren,<br />

-Scannern, konfokal-chromatischen Sensoren<br />

oder dem CombiSensor, wodurch es<br />

auf eine große Bandbreite an unter-<br />

schiedlichen Oberflächen und Materialien<br />

angewendet werden kann. Eingesetzt<br />

wird das Komplettsystem daher in vielen<br />

Branchen zur Dickenmessung von Bändern<br />

und Platten in der Metallindustrie, in<br />

der Batterieproduktion zur Dickenmessung<br />

auf beschichteten wie unbeschichteten<br />

Folien und zur Dickenmessung auf<br />

Kunststofffolien und -platten, Textilgeweben,<br />

Holz oder Gummi.<br />

Vorteile optischer Sensoren zur<br />

Dickenmessung<br />

Bei der geometrischen Dickenmessung<br />

werden zwei optische Sensoren am C-<br />

oder O-Rahmen angebracht. Diese messen<br />

jeweils von oben und unten auf das<br />

Target. Ein nur wenige Sekunden dauernder<br />

Kalibriervorgang ermittelt den Abstand<br />

der beiden Sensoren zueinander.<br />

Mittels Differenzverfahren kann nun aus<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

dem kalibrierten Arbeitsbereich abzüglich<br />

beider Sensorsignale der Dickenwert direkt<br />

im Inline-Prozess exakt bestimmt<br />

werden. Die optischen Sensoren messen<br />

berührungslos und bieten eine hohe Lebensdauer.<br />

Verglichen mit taktilen Messgeräten<br />

reagieren optische Sensoren direkt<br />

und damit deutlich schneller auf<br />

wechselnde Dicken. Im Vergleich zu radiometrischen<br />

Methoden sind die Messungen<br />

um ein Vielfaches präziser, da eine<br />

höhere Ortsauflösung erreicht wird<br />

und keine materialabhängige Kalibrierung<br />

erfolgen muss. Zudem müssen keine<br />

Strahlenschutzbeauftragten eingesetzt<br />

werden, da die eingesetzten Messverfahren<br />

unkritisch sind. Die Messsysteme<br />

ThicknessGauge von Micro-Epsilon sind<br />

temperaturkompensiert, wodurch sie<br />

auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen<br />

genutzt werden können.<br />

C- und O-Rahmen Bauform für<br />

optimale Einbaubedingungen<br />

Die ThicknessGauge-Systeme sind in<br />

C- und O-Rahmenbauform verfügbar.<br />

Beim C-Rahmen werden die Sensoren am<br />

oberen und unteren Ausleger fest montiert.<br />

Der Rahmen wird über die Linear -<br />

einheit Einheit bewegt, um die Messposition<br />

zu erreichen. C-Rahmen eignen sich<br />

vor allem bei Anwendungen an schmalen<br />

Bändern, da bei wachsender Materialbreite<br />

die Schwingungsanfälligkeit des oberen<br />

Gurtes zunimmt. Der Vorteil des<br />

C-Rahmens liegt darin, dass er beim Ein-<br />

Das kompakte ThicknessGauge-System<br />

ist stabil, leistungsstark und liefert<br />

mikrometergenaue Werte für eine<br />

100%-Inline-Prüfung der Materialdicke.<br />

42 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


fädeln oder in Gefahrensituationen komplett<br />

aus der Linie entfernt werden kann.<br />

Der O-Rahmen ist rund um das Messobjekt<br />

geschlossen, das Objekt muss also<br />

durch den Rahmen gelegt werden. Aufgrund<br />

seiner Form ist der O-Rahmen stabiler<br />

als der C-Rahmen. Deshalb können<br />

die Ausleger länger sein und somit breitere<br />

Targets gemessen werden. Zudem benötigt<br />

der O-Rahmen keinen Platz neben<br />

der Produktionslinie und lässt sich damit<br />

platzsparend in die Linie integrieren.<br />

Anpassung an Applikations -<br />

anforderungen möglich<br />

Die ThicknessGauge-Systeme sind sowohl<br />

in mehreren Standardausführungen erhältlich,<br />

könnenlassen sich aber an spezielle<br />

Anforderungen anpassen. Anpassungen<br />

sind bezüglich der Messbreite, des<br />

Messbereichs, des Arbeitsbereichs, des<br />

Verfahrweges sowie der Schnittstellen<br />

wie Encoder, Digital I/O oder Feldbus<br />

möglich. Je nach Nutzung der Lineareinheit<br />

können verschiedene Messmodi genutzt<br />

werden: die traversierende Messung<br />

über die komplette Produktbreite bis zu<br />

400 mm, die Festspurmessung in der<br />

Bandmitte, der sogenannte Center-Line<br />

bis zu einer Breite von 800 mm sowie die<br />

Festspurmessung am Rand, die unabhängig<br />

von der Bandbreite ist.<br />

Unterschiedliche Mess -<br />

prinzipien für flexible<br />

Anwendungsmöglichkeiten<br />

Erhältlich ist das ThicknessGauge-System<br />

in vier verschiedenen Ausführungen basierend<br />

auf unterschiedlichen Sensortechnologien.<br />

Die Systeme arbeiten mit bis zu<br />

5 kHz und einer Genauigkeit<br />

von bis zu ±0,25 µm. Die Einsatzbereiche<br />

finden sich in<br />

der Dickenüberwachung nach<br />

dem Walzen, Kalandrieren,<br />

Extrudieren, Pressen, Schleifen,<br />

die Erkennung von Doppellagen<br />

sowie zur Qualitätskontrolle<br />

und -dokumentation.<br />

Durch das berührungslose<br />

Messprinzip der optischen sowie<br />

elektromagnetischen<br />

Sensoren können beliebige<br />

Werkstoffe und Verbundwerkstoffe<br />

sowie auch berührungsempfindliche,<br />

raue, weiche, klebrige oder transparente<br />

Oberflächen gemessen werden.<br />

Die neueste Modellreihe ThicknessGauge<br />

O.EC basiert auf einem CombiSensor. Dieser<br />

vereint einen induktiven Sensor auf<br />

Wirbelstrombasis mit einem kapazitiven<br />

Sensor und misst damit die Dicke nicht<br />

leitfähiger Materialien, die über eine<br />

Messwalze geführt werden. Ihr Einsatzbereich<br />

liegt vor allem in der stabilen und<br />

präzisen Dickenmessung von Folien und<br />

Kunststoffbändern.<br />

Messsystem mit umfangreichem<br />

Softwarepaket<br />

Das Messsystem ist mit einem umfangreichen<br />

Softwarepaket ausgestattet. Dieses<br />

enthält unter anderem eine performante<br />

Signalverarbeitung für präzise und stabile<br />

Messwerte, eine Artikeldatenbank sowie<br />

ein SPC-Paket. Des Weiteren sind statistische<br />

Auswertungen und eine vollautomatisierte<br />

Dokumentation und Steuerung<br />

des Fertigungsprozesses möglich. Inklusive<br />

ist auch eine stetige Überwachung von<br />

Die Kalibrierung erfolgt regelmäßig automatisch<br />

und innerhalb weniger Sekunden. Die mitgelieferte,<br />

umfangreiche Analyse- und Steuerungssoftware<br />

bietet dem Anwender individuelle Speicher-,<br />

Verarbeitungs- und Einstellmöglichkeiten.<br />

definierten Sollparametern und Grenzwerten.<br />

Darüber hinaus enthält es eine<br />

vollautomatisierte Dokumentation der<br />

Messmittelfähigkeit sowie ein flexibles<br />

Interface zur Kopplung an die Produktionslinie,<br />

das wahlweise über Ethernet,<br />

Ethernet/IP, Profinet und Ethercat kommunizieren<br />

kann.<br />

(jg)<br />

www.micro-epsilon.de<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu den<br />

Sensorsysteme von Micro-<br />

Epsilon zur präzisen Dickenmessung:<br />

hier.pro/ME6xU<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

Das System ThicknessGauge C.C mit konfokalchromatischen<br />

Wegsensoren ist ideal zur<br />

hochauflösenden Messung hochspiegelnder<br />

und glänzender Oberflächen geeignet sowie<br />

für transparente und semitransparente Folien.<br />

Mit Blue-Laser-Profilsensoren misst das ThicknessGauge<br />

C.LP unter anderem auf strukturierte<br />

Materialien wie Lochblech oder geprägte Platten.<br />

In Verbindung mit Lasertriangulations-Wegsensoren<br />

lassen sich mit dem ThicknessGauge C.L<br />

gängige Oberflächen von Kunststoff bis Metall<br />

mit hoher Performanz messen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 43


AUTOMATISIERUNG » Sensoren & Messtechnik<br />

Messsystem für vertikale Plattensäge ermöglicht Einstellung von Offsetwerten<br />

Kundenindividuelle digitale Messanzeige<br />

Späne und Staub können den magnetischen Messsystemen von Siko nichts anhaben und finden<br />

deswegen in den vertikalen Plattensägemaschinen von Striebig Einsatz. Dort ermöglichen sie in<br />

x- und y-Achse einen präzisen Zuschnitt auf den Zehntel Millimeter genau. Speziell für die neueste<br />

Maschine mit integrierter Plattenabsenkvorrichtung wurde nun ein neues Messsystem mit weiteren<br />

Funktionalitäten entwickelt, um bestimmte Offsetwerte auf der y-Achse einstellen zu können.<br />

Michaela Wassenberg, freie Journalistin<br />

Wenn im Baumarkt große Holzplatten<br />

kundenindividuell auf Maß gesägt<br />

werden, kommen vertikale Plattensägen<br />

der Striebig AG aus dem schweizerischen<br />

Luzern zum Einsatz. Die Maße für<br />

die jeweilige Platte können über ein digitales<br />

Messsystem der Siko GmbH aus<br />

Buchenbach sowohl für die x-Achse als<br />

auch für die y-Achse eingestellt werden.<br />

Dabei kommt es Striebig auf hohe Genauigkeit<br />

an. Das magnetische Messsystem<br />

ermöglicht einen auf den Zehntel Millimeter<br />

genauen Zuschnitt. Zusätzlich verfügt<br />

das Messsystem über eine Feinverstellung<br />

– ist die grobe Position erreicht,<br />

können Zehntel Millimeter nachverstellt<br />

werden.<br />

Magnetische Messsysteme eignen sich<br />

gerade in der Holzbearbeitung gut für die<br />

Längenmessung. Es handelt sich um ein<br />

berührungsloses Verfahren, bei dem ein<br />

magnetischer Sensor ein Magnetband in<br />

einem definierten Abstand abtastet. „Vorteilhaft<br />

sind die Robustheit, Verschleißfreiheit<br />

und in unserem Bereich insbesondere<br />

die Unempfindlichkeit gegenüber<br />

Verschmutzungen durch Späne und<br />

Staub“, erklärt Pius Elmiger, Head of Development<br />

& Engineering bei Striebig.<br />

„Ein empfindliches optisches System beispielsweise<br />

kommt in dieser rauen Arbeitsumgebung<br />

nicht in Frage und mechanische<br />

Seilzugsysteme unterliegen<br />

wiederum einem höheren Verschleiß, so<br />

dass die magnetische Messung für uns<br />

das Verfahren der Wahl ist.“<br />

Bei der neuen ‚Edition 60‘, die Striebig<br />

anlässlich des 60-jährigen Bestehens herausgebracht<br />

hat, wurde das bestehende<br />

autonome Siko-Messsystem für die Maßeinstellung<br />

des vertikalen Schnitts auf der<br />

x-Achse beibehalten. Auf der y-Achse<br />

machte dagegen die nun integrierte Plattenabsenkvorrichtung<br />

ein neues Messsystem<br />

mit weiteren Funktionalitäten erforderlich,<br />

um bestimmte Offsetwerte auf<br />

der y-Achse einstellen zu können. Hier<br />

kommt eine von Siko an die individuellen<br />

Anforderungen angepasste digitale Messanzeige<br />

MA502 inklusive des Magnetsensors<br />

MS500 zum Einsatz. Basis für die<br />

Weiterentwicklung war die Standard-Anzeige<br />

MA502, da die angebotene serielle<br />

Schnittstelle RS485 bereits passend für<br />

die Striebig-Maschinen war.<br />

An der Edition 60 wird ein Offsetwert für<br />

die Mittelauflage benötigt, ein weiterer<br />

ergibt sich durch den genannten Besäumschnitt<br />

im unteren Bereich. Dafür wird die<br />

Platte mit der Plattenabsenkvorrichtung<br />

um 58 mm angehoben. Dieser Versatz<br />

markiert den neuen Nullpunkt an der Unterkante<br />

der Platte, so dass nun eingestellt<br />

werden kann, wie groß der Besäumschnitt<br />

ausfallen soll. Zudem wurde das<br />

Referenzieren des Messsystems beim Einschalten<br />

der Maschine auf die neuen Anforderungen<br />

durch die veränderten Nullpunkte<br />

angepasst.<br />

In der Edition 60 von Striebig kommt auf der y-Achse die digitale Messanzeige MA502 von Siko zum<br />

Einsatz, die durch die Möglichkeit zur Speicherung zusätzlicher Offsetwerte und eine freie Textanzeige<br />

speziell an die individuellen Anforderungen von Striebig angepasst wurde.<br />

Bild: Siko<br />

Sicherer Zuschnitt durch<br />

eine Person<br />

Die integrierte Plattenabsenkvorrichtung<br />

der Edition 60 ist eines der zusätzlichen<br />

Merkmale der Weiterentwicklung der<br />

handbetriebenen Standard-S-Maschine<br />

von Striebig. Sie ermöglicht einen ergonomischen<br />

und fließenden Ein-Personen-<br />

Plattenzuschnitt. Wenn unten ein Besäumschnitt<br />

erfolgen soll, musste die<br />

Platte bisher von zwei Personen angehoben<br />

und gedreht werden und der Schnitt<br />

dann oben erfolgen. Dieser zusätzliche<br />

44 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Elektrische<br />

Verbindungstechnik<br />

aus<br />

einer Hand<br />

Pius Elmiger, Head of Development & Engineering,<br />

Striebig AG<br />

Bild: Striebig<br />

Durch die Zweihandbedienung ist eine Verletzungsgefahr<br />

während des Positioniervorgangs ausgeschlossen.<br />

Bild: Striebig<br />

»Ausgehend von der<br />

Standardanzeige konnten wir<br />

unsere Anforderungen<br />

definieren und anschließend<br />

Geräte ausprobieren,<br />

um eine passgenaue Lösung<br />

zu erhalten.«<br />

Schritt entfällt dank der Plattenabsenkvorrichtung,<br />

die die Holzplatte greift, anhebt<br />

und festhält. Auf diese Weise ist unten<br />

ein präziser Schnitt möglich.<br />

Die umfassende Grundausstattung garantiert<br />

zudem kurze Prozesszeiten und einen<br />

sicheren, handgeführten Arbeitsablauf.<br />

Dazu wurde der Sägerahmen zusätzlich<br />

stabilisiert, so dass pro Plattenabsenkeinheit<br />

80 kg gehalten werden können.<br />

Standardmäßig sind zwei Plattenabsenkeinheiten<br />

vorgesehen, eine dritte ist<br />

optional. Die Edition 60 bedient auf diese<br />

Weise einen hohen Sicherheitsstandard,<br />

da eine Zweihandbedienung integriert ist,<br />

so dass der Bediener während des Positioniervorgangs<br />

nicht in den Sägebereich<br />

hineingreifen und sich verletzen kann.<br />

Texthinweise steigern<br />

Bediensicherheit<br />

Eine weitere Anforderung an die Messanzeige<br />

war zudem die Möglichkeit, auch<br />

einfache freie Texte anzeigen zu lassen<br />

und so mit dem Bediener kommunizieren<br />

zu können. Mit dieser Ergänzung ermöglicht<br />

Siko noch mehr Bedien- und Prozesssicherheit.<br />

Es können Warnungen<br />

oder Fehler angezeigt werden, zum Beispiel<br />

dass die Druckluft abfällt oder ein<br />

Fehler bei der Plattenabsenkvorrichtung<br />

aufgetreten ist. So erhält der Bediener<br />

gezielte Informationen. Darüber hinaus<br />

lassen sich allgemeine Infos einspielen,<br />

wie die bereits gelaufenen Netzstunden<br />

der Maschine oder des Motors. Die Messwerte<br />

werden von der Steuerung aufgezeichnet<br />

und auf der Messanzeige dargestellt.<br />

Geräte, die spezifisch auf die Kundenbedürfnisse<br />

zugeschnitten sind, gehören zu<br />

den Kernkompetenzen von Siko. „Ausgehend<br />

von der Standardanzeige konnten<br />

wir unsere Anforderungen definieren und<br />

auch Ergänzungen an Siko richten, dessen<br />

Team uns stets entgegenkam und bei den<br />

technischen Fragen unterstützte“, so Pius<br />

Elmiger abschließend. „So konnten Geräte<br />

programmiert, ausprobiert, modifiziert<br />

und wieder eingebaut werden, um eine<br />

passgenaue Lösung zu erhalten.“ Auch die<br />

Integration des Messsystems in die Software<br />

der Maschine war dank der bekannten<br />

Schnittstelle und der Standardprotokolle<br />

unkompliziert.<br />

(co)<br />

www.siko-global.com<br />

INFO<br />

Weitere Infos zur<br />

magne tischen Längenmessung:<br />

hier.pro/4XEuj<br />

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und Daten dort ankommen, wo<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 45


AUTOMATISIERUNG » Steuerungstechnik<br />

Bild: Lenze<br />

Die Open Automation Platform Nupano setzt auf offene, bewährte IT-Architekturen und -Technologien und fordert vom Anwender keine Kenntnisse<br />

der Informationstechnologie (IT).<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Die Digitalisierung bietet<br />

dem Maschinenbau neue<br />

Erlösquellen. Um sie zu<br />

nutzen, bedarf es einer<br />

Plattform, die OT und IT<br />

zusammenbringt.<br />

Zum 75. Geburtstag präsentiert Lenze eine Open Automation Platform<br />

Nupano soll moderne ITund<br />

SPS-Welt zusammenführen<br />

Automatisierungstechnik (OT) und Informationstechnik (IT) greifen in der digitalisierten<br />

Welt immer enger ineinander. Doch die SPS-Programmierung nach IEC 6<strong>11</strong>31 passt nicht<br />

wirklich zur modernen Softwarewelt – gefragt ist das Zusammenführen von OT und IT. Mit<br />

der Open Automation Platform Nupano (New Panorama) macht Lenze nun zum 75. Geburtstag<br />

des Unternehmens einen Lösungsvorschlag.<br />

Für Frank Maier, den CTO der Lenze SE,<br />

steht außer Frage, dass die 2020er<br />

Jahre das Zeitalter der Software werden.<br />

„Eines der Kernprobleme von Maschinenbauern<br />

aber ist, dass IT- und SPS-Welt<br />

nicht einfach zusammenzubringen sind.“<br />

Eine Lösung könne die Nutzung der Cloud<br />

sein. „Dann aber sind Maschinendaten –<br />

und am Ende auch das Kern-Know-how<br />

des Maschinenbauers – in der Cloud verfügbar“,<br />

so Maier weiter. „Wir müssen davon<br />

ausgehen, dass die IT-Welt darauf zugreift<br />

und dieses Know-how nutzt, eine<br />

Regelung der Frage ‚Wem gehören die<br />

Daten?‘ kommt dafür viel zu spät.“<br />

Eine bessere Lösung ist deswegen aus<br />

Sicht der Lenze-Entwickler, Digitalisierung<br />

auch auf der Maschine zu ermöglichen.<br />

„Die klassische SPS ist dafür aber<br />

die schlechtest mögliche Plattform“, betont<br />

Maier. „Wir benötigen eine Plattform<br />

auf der Maschinenebene – doch die muss<br />

sogar über die objektorientierte Programmierung<br />

hinausgehen und LowCode- beziehungsweise<br />

NoCode-Programmierung<br />

ermöglichen.“ Man könne schlicht nicht<br />

alles selber machen – auch der Fachkräftemangel<br />

gerade im IT-Bereich spreche da<br />

eine klare Sprache.<br />

Daten in der Maschine halten<br />

Zum 75. Geburtstag des Unternehmens<br />

hat Lenze deswegen nun die Open Automation<br />

Platform Nupano vorgestellt, die<br />

genau diese Anforderungen eines innovativen<br />

Maschinenbaus adressiert. Sie soll<br />

Raum für digitale Innovationen auf Maschinen-<br />

und Anlagenebene bieten und<br />

damit den Zugang zu neuen Geschäftsmodellen<br />

schaffen – und das ganz ohne<br />

IT-Kenntnisse aufseiten des Anwenders.<br />

Die Niedersachsen setzen dazu auf offene,<br />

bewährte IT-Architekturen und -Technologien.<br />

Frank Maier, CTO der Lenze SE<br />

Bild: Lenze<br />

Für Werner Paulin, Head of New Automation<br />

Technology bei Lenze, kann Nupano<br />

damit dazu beitragen, den wirtschaftlichen<br />

Erfolg von Maschinenbauern zu sichern<br />

über die Fähigkeit, sich durch digitale<br />

Zusatzangebote zu differenzieren.<br />

Nupano soll dies über eine einfache<br />

Handhabung ermöglichen, gleichzeitig<br />

aber über den Einsatz hoher Sicherheitsstandards<br />

zum Schutz des Industrie-<br />

Know-hows beitragen.<br />

46 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


„In vielen Branchen – von der Intralogistik<br />

bis hin zur Linien-Automatisierung – sehen<br />

wir, dass die Unternehmen die Ideen<br />

bereits haben, zur Umsetzung aber fehlen<br />

vor allem Fachkräfte“, so Paulin weiter.<br />

„Mit unserer Open Automation Platform<br />

bieten wir hier eine Schlüsseltechnologie,<br />

für deren Nutzung keine IT-Kenntnisse<br />

aufseiten des Anwenders nötig sind.“ Damit<br />

grenze sich Nupano von anderen<br />

Plattformen im Markt ab.<br />

Wichtig ist Paulin folgendes: „Unsere<br />

Kunden fordern von einer Plattform einen<br />

Wettbewerbsvorteil, sie wollen nicht öffentliche<br />

Commodity-Apps herunterladen.“<br />

Die gebe es zwar auch auf der Plattform,<br />

aber sie ständen nicht im Mittelpunkt<br />

der Wertschöpfung beim Maschinenbauer.<br />

„Uns geht es um Umsätze aus<br />

digitalen Services – denn bislang wird eine<br />

Maschine verkauft und nach fünfzehn<br />

Jahren sieht man sich hoffentlich wieder.<br />

Der Umsatz wird einmal gemacht, wiederkehrende<br />

Erlöse existieren in vielen<br />

Fällen noch nicht.“ Genau das soll sich<br />

mit Nupano ändern.<br />

Vorreiterunternehmen, die schon eigene<br />

Apps entwickelt haben, können diese direkt<br />

auf die Plattform bringen. Der offene<br />

Standard von Nupano macht das möglich.<br />

Applikationen lassen sich auf der Plattform<br />

gemeinsam testen, es entstehen<br />

beim Kunden ein Release-Workflow und<br />

Bild: Lenze<br />

Moderne Steuerungstechnik kann einiges bewegen und zahl reiche Daten bereitstellen – diese in<br />

neuen Geschäftsmodellen zu nutzen, ist Ziel der Open Automation Platform Nupano.<br />

eine Life-Cycle-Strategie für dessen gesamten<br />

Maschinen- und Anlagenpark.<br />

„Wir liefern sofort ein Life-Cycle-Management<br />

für alle Apps und deren Versionen<br />

mit – das ist ein großer Vorteil der<br />

Plattform“, betont Paulin.<br />

Entscheidend für den Erfolg im Maschinen-<br />

und Anlagenbau dürfte es sein, dass<br />

die Open Automation Platform auch Mitarbeiter*innen<br />

ohne IT-Fachwissen erlaubt,<br />

die Anwendungen nutzen und sogar<br />

implementieren, erweitern und aktualisieren<br />

zu können. Auf Nupano findet der<br />

Anwender neben den Applikationen auch<br />

die Übersicht seiner Maschinen als digitale<br />

Zwillinge – „per Drag-and-drop lassen<br />

sich so OT- und IT-Welt verheiraten“, so<br />

der IT- und Automatisierungsspezialist.<br />

„Wir müssen die Softwarebausteine einfach<br />

und effizient in über 1000 oder mehr<br />

Maschinen pro Jahr bringen, sonst liefern<br />

wir keinen Mehrwert für den Kunden.“<br />

Über den digitalen Zwilling im System ge-<br />

langen die Anwendungen in einen IPC.<br />

Dort werden sie von der Nupano Runtime<br />

ausgeführt. „An der Stelle kommen Nupano<br />

und die PLC-Runtime zusammen.“<br />

Die ersten Kunden stehen schon bereit,<br />

bringen ihre Applikationen mit oder lassen<br />

neue Anwendungen entwickeln. „Das<br />

Feedback aus den Gesprächen mit unseren<br />

Kunden ist sehr positiv“, so Paulin abschließend.<br />

„Viele haben nach einer solchen<br />

Plattform gesucht.“<br />

(co)<br />

www.lenze.com<br />

INFO<br />

Weitere Infos zur Plattform<br />

Nupano:<br />

hier.pro/J1cd4<br />

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<strong>KEM</strong> KTO/KTS <strong>Konstruktion</strong> <strong>11</strong>1 » <strong>11</strong>/12 | 2022 47


AUTOMATISIERUNG » Steuerungstechnik<br />

Elektromobilität erfordert leistungsfähige Steuerungstechnik<br />

Statorfertigung mit 57 NC-Achsen<br />

Mit einer Taktzeit von lediglich 2,3 s stellen Maschinen der Grob-Werke für die Statorfertigung hohe Ansprüche<br />

an die Steuerungstechnik. Zum Einsatz kommt deswegen die PC- und Ethercat-basierte Steuerungs- und<br />

Antriebstechnik von Beckhoff, mit der sich minimale Zykluszeiten und entsprechend schnelle Prozessabläufe<br />

realisieren lassen. Zusätzlich ist auch das Transportsystem XTS eingebunden.<br />

Tilman Plaß, Global Industry Manager Automotive, Beckhoff Automation<br />

Der Blick in das Maschineninnere zur Fertigung von Hairpins, aus denen die Statorwicklungskränze<br />

von Elektromotoren gebildet werden, lässt die Komplexität und<br />

Vielfalt der Bewegungsabläufe bis hin zum XTS-System (im Vordergrund) erahnen.<br />

INFO<br />

Weitere Informationen<br />

zu Automotive-Lösungen:<br />

hier.pro/DpaFR<br />

Der Trend zur Elektromobilität stellt auch die<br />

Grob-Werke GmbH & Co. KG, Mindelheim, vor<br />

Herausforderungen – insbesondere mit Blick auf die<br />

Steuerungstechnik. „Im Vergleich zu Fertigungsanlagen<br />

für Verbrennungsmotoren sind die Systeme gekennzeichnet<br />

durch komplexere Stationen, verringerte<br />

SPS-Zykluszeiten, einen höheren Anteil an Antriebstechnik<br />

in der Montage sowie komplexe gekoppelte<br />

Bewegungen“, erläutert Martin Ellenrieder, Gruppenleiter<br />

Funktionsentwicklung der Business Unit Elektromobilität<br />

bei dem Maschinen- und Anlagenbauer.<br />

Sichtbar wird dies bei der 2. Generation<br />

einer Produktionsmaschine<br />

Bild: Beckhoff<br />

für Hairpins, aus denen die Statorwicklungskränze<br />

von Elektromotoren<br />

gebildet werden. Sie ist komplett<br />

mit Beckhoff-Steuerungs- und<br />

-Antriebstechnik ausgestattet. Realisiert<br />

sind dort neben vier Grob-<br />

Spindeln insgesamt 57 NC-Achsen<br />

– 40 reale und 5 virtuelle Achsen sowie 12 als individuelle<br />

Servoachsen betriebene Mover des eXtended<br />

Transport Systems (XTS). Hinzu kommt eine umfangreiche<br />

I/O-Ebene aus Ethercat- und Twinsafe-Klemmen<br />

beziehungsweise -Box-Modulen, mit 270 digitalen<br />

Ein- und 150 digitalen Ausgängen.<br />

Mit einem Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6030 oder<br />

C6032 und der Software Twincat als Steuerungskern<br />

erreicht die Maschine eine hohe Ausbringungsleistung<br />

mit lediglich 2,3 s Taktzeit pro Hairpin. Dabei<br />

sind pro Stator rund 200 einzelne Hairpins individuell<br />

zu fertigen. Umso beeindruckender ist dies mit Blick<br />

auf die Komplexität des Bearbeitungsprozesses und<br />

auf die vielfältigen Steuerungsaufgaben, die von der<br />

Zuführung des Kupferrohdrahts über dessen gerade<br />

Ausrichtung, aufwändige Biegung und Abisolierung<br />

bis hin zum exakten Positionieren in einem Vorstecknest<br />

reichen.<br />

Prozessdauer von nur 2 Sekunden<br />

erfordert Analysetools<br />

„Die klassischen Montageprozesse wie zum Beispiel<br />

Verschrauben, Einpressen und manuelle Montagevorgänge<br />

wurden in großem Umfang automatisiert<br />

und würden sich in der erforderlichen Qualität, Präzision<br />

und Schnelligkeit nicht durch einen Maschinenoperator<br />

durchführen lassen“, ergänzt Daniel Gugenberger,<br />

Gruppenleiter <strong>Konstruktion</strong> Elektrik der<br />

Business Unit Elektromobilität bei Grob. Hier habe<br />

sich die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff<br />

bewährt, denn aufgrund des sehr hohen Anlagendurchsatzes<br />

seien detaillierte Maschinen- und Prozessdaten<br />

von entscheidender Bedeutung: „Wenn ein<br />

kompletter Herstellungsprozess in zwei Sekunden<br />

abläuft, sind Produktionsüberwachung und Fehleranalyse<br />

nur mit entsprechenden Analysetools und<br />

Hochgeschwindigkeitskameras möglich. Dabei setzen<br />

wir sehr häufig das Software-Oszilloskop Twincat<br />

Scope View ein.“<br />

Für den Aufbau einer Statorwicklung sind rund 200<br />

Hairpins in ungefähr 50 verschiedenen Ausführungen<br />

48 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


erforderlich. Diese werden nacheinander in der für<br />

das Platzieren im Vorstecknetz benötigten Reihenfolge<br />

produziert. Dementsprechend wichtig ist eine<br />

In line-Fehlererkennung. „Bei einem Material- oder<br />

Geometriefehler muss der entsprechende Hairpin<br />

nachproduziert und automatisiert in die Anlage eingeschleust<br />

werden, um sich an der korrekten Position<br />

einstecken zu lassen“, führt Fabian Glöckler aus, Abteilungsleiter<br />

Steuerungstechnik der Business Unit<br />

Elektromobilität bei Grob. „Bei der großen Anzahl an<br />

Bewegungsachsen und Hairpin-Varianten bedeutet<br />

das für die Steuerungstechnik eine enorme Verwaltungsaufgabe,<br />

da unterschiedlichste Parameter, Biegewinkel<br />

und Kurvenscheiben just-in-time gerechnet<br />

werden müssen.“<br />

Automatisierungssystem mit<br />

innovativem HMI<br />

Der Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6030 beziehungsweise<br />

C6032 (bei Bedarf an mehr Schnittstellen)<br />

kommt in Verbindung mit einen Multitouch-Control-<br />

Panel CP3918 mit kundenspezifischer Tastererweiterung<br />

zum Einsatz. „Der IPC bietet ausreichend Rechenleistung,<br />

um unser Ziel von 4 ms SPS-Zykluszeit<br />

zuverlässig erreichen zu können“, fährt Glöckler fort.<br />

„Hinzu kommen seine sehr kompakte Bauform und<br />

die variablen Montagemöglichkeiten.“ Beim Human<br />

Machine Interface (HMI) stehe die komfortable und<br />

fehlerfreie Maschinenbedienung im Vordergrund,<br />

wobei man schon sehr früh auf Twincat HMI gesetzt<br />

habe: „Dementsprechend wichtig war zu Beginn die<br />

enge Zusammenarbeit mit Beckhoff, insbesondere<br />

mit der Niederlassung München, um ein solch großes<br />

HMI-Projekt realisieren zu können. Dies hat – zum<br />

Beispiel bei der automatischen Kopplung zwischen<br />

HMI und PLC sowie der Umsetzung der Mehrsprachigkeit<br />

– sehr gut funktioniert und zu einem für un-<br />

sere Anforderungen maßgeschneiderten HMI mit<br />

dem Fokus auf intuitiver Bedienbarkeit, übersichtlicher<br />

Parameterdarstellung und sehr großer Diagnosetiefe<br />

geführt. Ergebnis ist ein einheitliches und innovatives<br />

Bedienkonzept für alle unsere Anlagen.“<br />

Transportsystem XTS als Plus<br />

Das Transportsystem XTS ergänzt die rotatorischen<br />

Bewegungsachsen. Zum Einsatz kommt ein System<br />

mit ovaler, 3 m langer Streckenführung und zwölf<br />

Movern, welche die einzelnen Hairpins für den abschließenden<br />

Steckprozess an ein Linearportal übergeben.<br />

XTS-Anwendungsvorteile sieht Daniel Gugenberger<br />

vor allem in der gesteigerten Anlagenflexibilität<br />

und der einfachen Möglichkeit zur Erweiterung<br />

um neue Funktionen. „Neben der klassischen Transportaufgabe<br />

nutzen wir das XTS zur flexiblen Positionierung<br />

an unterschiedlichen Bearbeitungspositionen<br />

– den Biege- und Kamerastationen. Dabei profitieren<br />

wir unter anderem von der kompakten Bauform<br />

sowie der Modularität, durch die sich unterschiedliche<br />

Stationen einfach integrieren lassen.“<br />

www.beckhoff.com<br />

Bild: Beckhoff<br />

Ein Ultra-Kompakt-<br />

Industrie-PC C6030<br />

bietet ausreichend<br />

Rechenleistung, um<br />

alle Prozessabläufe<br />

zentral zu steuern.<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 49


Bild: Weidmüller<br />

Bis zu 8800 Anschlusspunkte auf nur 2 m Tragschiene.<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Dank des Einsatzes der<br />

PRV-Klemmen konnten auf etwa<br />

2 m Tragschienen über 8800<br />

Anschlusspunkte realisiert<br />

werden, ohne Einschränkung<br />

der Übersichtlichkeit.<br />

Covestro und SBM Steuerungsbau setzen auf Reihenklemmen von Weidmüller<br />

Mehr Übersichtlichkeit<br />

im Schaltschrank<br />

Platz im Schaltschrank ist schon lange rar. Komplexe Anforderungen an die Automatisierungsprozesse<br />

und steigende Ansprüche an die Betriebsdatenerfassung führen in<br />

der Leittechnik zudem dazu, dass die Anzahl der Sensoren im Feld kontinuierlich<br />

zunimmt – und natürlich dürfen Übersichtlichkeit, Sicherheit und Handhabung nicht leiden.<br />

Reihenklemmen von Weidmüller sorgen für übersichtliche Schaltschränke.<br />

Bei der Modernisierung der Schaltanlage<br />

ihrer Fertigung arbeitet die<br />

Covestro AG unter anderem mit dem<br />

Schaltschrankspezialisten SBM Steuerungsbau-<br />

und Montage GmbH zusammen.<br />

Um die zum Teil erhöhten Kundenanforderungen<br />

zu verwirklichen, setzen<br />

sie unter anderem auf die Reihenklemmen<br />

für die Rangierverteilung (PRV) von<br />

Weidmüller. Damit lässt sich ein kompakter<br />

und gleichzeitig übersichtlicher<br />

Schaltschrankaufbau realisieren.<br />

Moderne Fertigungsanlagen<br />

Covestro zählt zu den weltweit führenden<br />

Herstellern von Hightech-Polymerwerkstoffen.<br />

Die Produkte und Anwendungslösungen<br />

des Unternehmens finden sich in<br />

vielen Bereichen des modernen Lebens.<br />

Das Portfolio von Covestro umfasst Vorprodukte<br />

für Polyurethan-Schaumstoffe<br />

und den Hochleistungskunststoff Polycarbonat,<br />

außerdem Vorprodukte für Lacke,<br />

Kleb- und Dichtstoffe sowie Spezialprodukte,<br />

zu denen etwa Folien gehören. Bei<br />

der Modernisierung einer ihrer großen<br />

Fertigungsanlagen wurde – im laufenden<br />

Betrieb – nach und nach die gesamte<br />

Steuerungs- und Verdrahtungstechnik<br />

vollständig überarbeitet.<br />

Bei der alten Schaltanlage waren die Signalleitungen<br />

mit Kabelschuhen oder Lötkontakten<br />

auf die Signalleisten und von<br />

da aus auf die Steuerungen gelegt. Eine<br />

unübersichtliche Verdrahtung, ein hoher<br />

Platzbedarf und erschwerte Wartungsarbeiten<br />

waren die Folge dieser Lösung. Bei<br />

Bedarf mussten Kontakte umgelötet werden,<br />

zudem gestalteten sich auch die<br />

Fehlersuche und Messungen innerhalb<br />

der Anlage schwierig, da Messpunkte<br />

zwischen den Signalen zu weit auseinanderlagen.<br />

Alles in allem erfüllte diese Umsetzung<br />

nicht den Anspruch von Covestro<br />

an einen modernen Schaltschrank.<br />

Reihenklemmen mit<br />

Schachbrettmuster<br />

Die Modernisierung der Schaltschränke<br />

übernahm die SBM Steuerungsbau- und<br />

Montage GmbH in Niederkassel. Ziel der<br />

Überarbeitung war, eine hohe Verdrahtungsdichte<br />

zu erreichen, bei der die Signale<br />

nacheinander in übersichtlicher<br />

Form angeschlossen werden konnten.<br />

Aufgrund der erhöhten Anforderungen in<br />

der Chemieindustrie war es in Teilen der<br />

Anlage zudem notwendig, dass die Reihenklemmen<br />

die Eigensicherheit EX i<br />

nach IEC/EN 60079-<strong>11</strong> erfüllen. Mit den<br />

PRV-Reihenklemmen von Weidmüller<br />

konnten die gewünschten Ziele erreicht<br />

und die hohen Anforderungen erfüllt werden.<br />

Die PRV-Reihenklemmen mit dem<br />

Schachbrettmuster strukturieren die<br />

Klemmleiste und sorgen zudem für eine<br />

enorme Platzersparnis.<br />

Zudem verfügen die Rangierverteilerklemmen<br />

über die sichere Push-In-An-<br />

50 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Schaltschrankbau « AUTOMATISIERUNG<br />

Chaos<br />

im Schaltschrank?<br />

Bisherige Verdrahtung mittels Kabelschuh<br />

und Lötkontakt.<br />

schlusstechnik. Der Push-In-Doppelanschluss<br />

gewährleistet eine einfache Potentialverteilung<br />

und dient als separater<br />

Prüfabgriff. Mit Push-In stellen Anwender<br />

schnell eine zuverlässige, rüttelsichere<br />

und gasdichte Verbindung her. Hierzu<br />

wird der vorbereitete Leiter einfach in die<br />

Klemmstellen gesteckt. Diese Anschlusstechnik<br />

bietet außerdem hohe Leiterausziehkräfte<br />

und sorgt für Vibrationssicherheit.<br />

Gegenüber anderen Anschlusstechnologien<br />

erzielt Push-In ferner eine hohe<br />

Verdrahtungsdichte bei gleichzeitig bestem<br />

Bedienkomfort. Bis zu 16 Ebenen mit<br />

insgesamt 64 Push-In-Anschlussmöglichkeiten<br />

lassen es zu, eine Vielzahl an Signalen<br />

auf engstem Bauraum zu verdrahten.<br />

Für die optimale Orientierung – auch<br />

bei Erweiterungs- und Wartungsarbeiten<br />

– sorgen übersichtliche Matrixkennzeichnungen<br />

sowie rote und weiße Betätigungselemente,<br />

die eine gezielte Anordnung<br />

der Verteilerreihenklemmen und somit<br />

eine fehlerfreie Zuordnung der Signale<br />

möglich machen. Mit ihrer V-Form<br />

kompensiert die Stromschiene der PRV<br />

unterschiedliche Materialausdehnungen<br />

zwischen Kunststoff-Klemmenträger und<br />

Kupfer-Stromschiene und gewährleistet<br />

stets niedrige und langzeitstabile Übergangswiderstände<br />

– auch bei Temperaturschwankungen<br />

oder unterschiedlichen<br />

Klimabedingungen. Ein Rastfußanschlag<br />

verhindert ein Überdehnen beim Montieren<br />

und gewährleistet den festen Sitz der<br />

Klemme auf der Tragschiene.<br />

Neue und optimierte Verdrahtung mittels<br />

PRV-Reihenklemmen.<br />

Etwa 8800 Anschlusspunkte<br />

Dank des Einsatzes der PRV-Klemmen<br />

konnten auf etwa 2 m Tragschienen über<br />

8800 Anschlusspunkte realisiert werden,<br />

ohne Einschränkungen der Übersichtlichkeit<br />

und Handhabung. Auch die Platzersparnis<br />

kann sich sehen lassen: Im Vergleich<br />

zur alten Anlage konnten Reduzierungen<br />

von durchschnittlich 40 % erzielt<br />

werden. In der gesamten Schaltanlage<br />

wurden dadurch weniger Schaltschränke<br />

neu aufgestellt und viele Quadratmeter<br />

Raumgewinn erzielt, der nun für andere<br />

Zwecke genutzt wird.<br />

(ge)<br />

www.weidmueller.de<br />

INFO<br />

Weitere Details:<br />

hier.pro/S42UD<br />

Bild: Weidmüller<br />

Bild: Weidmüller<br />

Innovative<br />

Kabelmanagement-<br />

Lösungen,<br />

die Ordnung schaffen!<br />

Passgenau für unterschiedliche<br />

Kabel, Schläuche und Leitungen<br />

Effizient durch hohe Packungsdichte<br />

und Nachbestückung ohne<br />

Demontage<br />

Sicher mit Dichtigkeit bis<br />

Schutzart IP66<br />

Ihre Lösung für Ordnung<br />

im Schaltschrank:<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 51


Bild: Eplan<br />

Mit Eplan Smart Mounting wird die Montage von Komponenten im Schaltschrankbau beschleunigt. Das System zeigt dem Fertigungsmitarbeiter auf,<br />

wo welche Komponente wie platziert werden muss.<br />

Eplan Smart Mounting macht Schaltschrankfertigung noch smarter<br />

Erweiterte Werkerführung<br />

Smart und manuell passt zusammen, wie Eplan zeigt: Die manuelle Schaltschrankbestückung wird mit der neuen<br />

Software Eplan Smart Mounting nicht nur effizienter, sondern auch smarter. Schritt für Schritt führt sie den<br />

Werker durch die Montage von Schienen, Kabelkanälen und elektrotechnischen Komponenten und zeigt auf,<br />

wo welches Bauteil platziert werden muss. Die 3D-Visualisierung ermöglicht dies auch weniger erfahrenen<br />

Fachkräften – ein weiterer Weg, Zeitdruck und Fachkräftemangel zu begegnen.<br />

Zeitdruck und Fachkräftemangel erschweren den<br />

Schaltschrankbau. Ein Grund mehr für die Eplan<br />

GmbH & Co. KG, Monheim am Rhein, mit der neuen<br />

Software Eplan Smart Mounting auf den Markt zu<br />

kommen. Diese führt die Mitabeiter durch den<br />

gesamten Schaltschrankaufbau und unterstützt<br />

bei der Montage sämtlicher Kom-<br />

IM ÜBERBLICK<br />

ponenten. Bedienerfreundlich dargestellt<br />

und unterstützt von einer 3D-<br />

Mit einer Werkerführung auf<br />

Basis stets aktueller Daten<br />

Visualisierung erkennt der Werker sofort,<br />

wo welche Komponente wie plat-<br />

lassen sich auch die<br />

manuellen Schritte der<br />

ziert werden muss.<br />

Schaltschrankmontage effizienter<br />

durchführen.<br />

Fertigungsmitarbeiter erhalten in Eplan<br />

Smart Mounting eine komplette Auflistung<br />

aller auszuführenden Arbeitsschritte. Das fängt<br />

bei der Montage von Hutschienen und Kabelkanälen<br />

an und hört bei elektrotechnischen Komponenten<br />

wie Hilfsschaltern oder Zeitrelais auf. Die browserbasierte<br />

Anwendung mit zentralem Web-Server kommt<br />

dabei ohne Installation aus und lässt sich beispielsweise<br />

per Tablet in der Werkstatt einsetzen.<br />

Digitaler Zwilling als Ausgangspunkt<br />

Der digitale Zwilling in Eplan Pro Panel liefert die<br />

entsprechenden Informationen aus dem Engineering<br />

– beispielsweise Abmessungen, Positionierungen,<br />

Bohrlöcher oder Befestigungsart der Bauteile. Kommentare<br />

zu Komponenten lassen sich vom Werker<br />

direkt in Eplan Smart Mounting hinterlegen und an<br />

das Engineering zurückspielen. So ist auch die elektrotechnische<br />

Dokumentation immer up to date –<br />

was die Kommunikation über Abteilungsgrenzen<br />

hinweg erleichtert.<br />

Ein weiterer Praxisvorteil ist, dass Änderungen im<br />

Projekt ab jetzt schnell umgesetzt sind. Kommt etwa<br />

aufgrund einer geänderten Kundenspezifikation ein<br />

52 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Schaltschrankbau « AUTOMATISIERUNG<br />

weiterer Motorschutzschalter oder ein Schütz hinzu,<br />

kann der Fertigungsauftrag mit dem neuen Projekt<br />

abgeglichen – sprich aktualisiert werden. Die Software<br />

zeigt exakt an, welche Komponenten entfernt<br />

oder welche hinzugefügt werden müssen. Das erspart<br />

mühsames manuelles Vergleichen und sichert<br />

korrekte Ergebnisse. Falls noch Fragen aufkommen,<br />

ermöglicht Eplan Smart Mounting zudem den direkten<br />

Zugriff auf den interaktiven Schaltplan.<br />

Schaltschrankfertigung stets im Blick<br />

SICHER<br />

VERBUNDEN<br />

»In Kombination mit Eplan Smart Wiring<br />

lässt sich die Verdrahtung auf einheitlicher<br />

Datenbasis exakt visualisieren.«<br />

MODULARE<br />

STECKVERBINDER<br />

Nicht nur der Werker in der Fertigungshalle bekommt<br />

auf diese Weise Unterstützung. Auch Produktions -<br />

leiter erhalten mehr Übersicht und Flexibilität – können<br />

sie doch den Status offener Fertigungsaufträge<br />

auf einen Blick einsehen. Über ein Kontrollsystem<br />

wird der Fortschritt der Montage für jede Komponente<br />

angezeigt: grün steht für erledigt und rot für bislang<br />

nicht bearbeitet. Bei Ressourcen-Engpässen<br />

oder Ausfall lässt sich ein begonnener Auftrag problemlos<br />

an einen anderen Mitarbeiter übergeben.<br />

Hinzu kommt: Personelle Ressourcen können flexibler<br />

für unterschiedliche Produktionsschritte eingesetzt<br />

werden, da Benutzeroberfläche und Bedienung<br />

einheitlich sind.<br />

Montage und Verdrahtung im Team<br />

Der Prozess lässt sich aber noch weiter verbessern:<br />

Der digitale Zwilling aus Eplan Pro Panel lässt sich<br />

für die Verdrahtung nutzen. Mit Einsatz von Eplan<br />

Smart Wiring kann auch der komplette Prozess der<br />

ELEKTRISCHE<br />

KONTAKTE<br />

RUNDSTECK-<br />

VERBINDER<br />

JETZT LÖSUNG ANFRAGEN<br />

sales@odu.de<br />

Schritt für Schritt wird der Werker durch die Montage geführt – der Produktionsleiter sieht<br />

per Farbe (rot oder grün) zugleich, wie weit die Montage fortgeschritten ist.<br />

Bild: Eplan<br />

Entwicklung und Fertigungskompetenz<br />

unter einem Dach<br />

Applikations- und kundenspezifische<br />

Lösungen<br />

Verfügbar inklusive<br />

Kabelkonfektionierung<br />

www.odu.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 53


AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />

anschließenden Verdrahtung im Schaltschank systembasiert<br />

geführt werden. Eine einheitliche Bedienoberfläche<br />

von Eplan Smart Mounting und Eplan<br />

Smart Wiring sowie der digitale Zwilling aus Eplan<br />

Pro Panel als Single Source of Truth sorgen für ein<br />

Maximum an Datendurchgängigkeit. Die Software ist<br />

zudem kompatibel mit gängigen Drahtkonfektionsmaschinen,<br />

beispielsweise dem Rittal Wire Terminal<br />

WT – die Produktionszeit lässt sich durch vorkonfektionierte<br />

Drähte verkürzen. Für den Anwender ergibt<br />

sich daraus ein hoher Automatisierungsgrad – vom<br />

Ursprung Engineering bis in die Fertigung. Das<br />

sichert zugleich eine optimale Qualität. (co)<br />

www.eplan.de<br />

Nachgefragt: „Wir interpretieren den digitalen Zwilling“<br />

Bild: Eplan<br />

„Bei Änderungen<br />

entsteht ein<br />

Mehrwert, weil<br />

der Werker eine<br />

aktualisierte<br />

Checkliste erhält<br />

und direkt sieht, welche Komponenten<br />

zusätzlich montiert und<br />

welche wieder demontiert werden<br />

müssen.“<br />

Tobias Kratz,<br />

Business Owner Rapid Design, Eplan<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen sich die<br />

mit Eplan Smart Mounting etablierten<br />

Prozesse auch bei späteren Änderungen<br />

nutzen, um den digitalen<br />

Zwilling stets aktuell zu halten?<br />

Tobias Kratz (Eplan): Absolut! Gerade<br />

bei Änderungen während der Produktion<br />

kann Eplan Smart Mounting<br />

seine Stärke ausspielen, da wir den<br />

digitalen Zwilling nicht nur anzeigen,<br />

sondern auch interpretieren können.<br />

Wenn sich also die Kundenanforderungen<br />

ändern oder Komponenten<br />

nicht verfügbar sind, kann der Fertigungsauftrag<br />

mit dem neuen Projektstand<br />

auf dem zentralen Server aktualisiert<br />

werden. Hierdurch erhalten<br />

alle Beteiligten die aktualisierte Ver -<br />

sion. Der wirkliche Mehrwert kommt<br />

aber durch die Unterstützung des<br />

Werkers. Dieser muss jetzt nicht mehr<br />

Version 1 mit Version 2 manuell abgleichen.<br />

Der Werker erhält eine aktualisierte<br />

Checkliste, in der er sieht,<br />

welche Komponenten zusätzlich montiert<br />

werden müssen, welche wieder<br />

demontiert werden müssen und welche<br />

verändert werden müssen. Die<br />

Software Smart Mounting beachtet<br />

hierbei nicht nur den Unterschied der<br />

zwei Versionen, sondern bezieht auch<br />

den aktuellen Montagestatus mit ein.<br />

Der Werker wird also intelligent durch<br />

die Änderung geführt – Schritt für<br />

Schritt mit visueller Unterstützung.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie versprechen<br />

mehr Übersicht und Flexibilität für<br />

Produktionsleiter – das setzt voraus,<br />

dass der Werker sehr detailliert<br />

Rückmeldungen gibt. Erfolgt dies<br />

rein über das ‚Weiterschalten‘ der<br />

jeweiligen Seiten oder muss der<br />

Werker aktiv Daten eingeben?<br />

Kratz: Nein – der Werker muss keine<br />

Daten eingeben. Auf Basis der Projektdatei<br />

aus Eplan Pro Panel erstellt<br />

Eplan Smart Mounting eine Montageübersicht,<br />

die eine Checkliste mit allen<br />

zu montierenden Komponenten<br />

beinhaltet. Damit korrespondierend<br />

erhält der Werker eine 3D-Grafik zur<br />

visuellen Unterstützung des Montageaufbaus.<br />

Die Checkliste wird dabei<br />

vollkommen automatisiert erstellt –<br />

das bedeutet: Kein Aufwand für das<br />

Engineering. In dieser Checkliste bestätigt<br />

der Arbeiter per Klick jeden<br />

ausgeführten Arbeitsschritt und das<br />

System zeigt direkt die nächste Komponente<br />

an. So behält der Werker die<br />

Übersicht über den Arbeitsfortschritt<br />

und gegebenenfalls kann auch ein<br />

Kollege seine begonnene Arbeit<br />

fortsetzen.<br />

Um auf Ihre Frage zurückzukommen:<br />

Der Produktionsleiter kennt jederzeit<br />

den genauen Produktionsstatus für<br />

den Fertigungsauftrag und das ganz<br />

ohne ein Weiterschalten. Die seitenbasierte<br />

Arbeitsweise hat also mit<br />

Eplan Smart Mounting ein Ende. Gerade<br />

dieser schnelle Workflow stand<br />

bei der Entwicklung besonders im Fokus,<br />

da die Verkürzung der Produktionszeit<br />

eines unserer Hauptziele war.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist Eplan Smart<br />

Mounting – selbst keine Cloud-Anwendung,<br />

wohl aber webbasiert ohne<br />

Installation auskommend – nur<br />

für den lokalen Einsatz gedacht?<br />

Kratz: Eplan Smart Mounting ist eine<br />

On-Premise-Lösung, bietet aber trotzdem<br />

viele Freiheiten, die einer Cloud-<br />

Lösung entsprechen. Die Software<br />

wird auf einem zentralen Server installiert,<br />

so dass die Produktionsmitarbeiter<br />

über ein beliebiges Gerät<br />

mittels Internetbrowser flexibel auf<br />

das Tool zugreifen können. Im Übrigen<br />

ist eine Anbindung an die Eplan Cloud<br />

bereits auf unserer Roadmap und für<br />

die Zukunft geplant.<br />

54 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


News « AUTOMATISIERUNG<br />

Windmesser von FSG mit LED-Hindernisfeuer<br />

Problem der Verschattung gelöst<br />

Zu den Highlights des Portfolios von FSG Fernsteuergeräte<br />

zählt ein Windmesser mit integriertem Hindernis-<br />

oder Gefahrenfeuer. Damit ergänzt der Anbieter<br />

die bisher verfügbare Ausführung aus Windmesser<br />

und LED-Hindernisfeuer durch die neue zugelassene,<br />

größere Variante als Gefahrenfeuer<br />

AN60-GF2000. Der Windmesser verfügt über eine<br />

motorgesteuerte Nachführung, die ihn stets automatisch<br />

in waagerechter Position ausrichtet. Das redundante<br />

Lichtsystem stellt eine konstante Lichtstärke<br />

von 2.000 cd sicher: Damit ist das Gerät ICAO-konform<br />

und kann bei Höhen ab 100 m auch in der Nähe<br />

von Flughäfen eingesetzt werden. Die Integration der<br />

LED-Leuchteinheit löst das Problem der Verschattung<br />

herkömmlicher Kombi-Systeme: Bislang wurde, je<br />

nach Positionierung beider Geräte, entweder<br />

das Lichtsignal oder der Schalenstern<br />

des Windmessers vom jeweils anderen<br />

Element abgeschattet, was zu Messfehlern<br />

und eingeschränkter Sichtbarkeit<br />

führte. Durch die kombinierte Bauweise<br />

können beide Funktionen ihre volle Wirkungskraft<br />

entfalten. Platzsparend und robust ist die<br />

neue Baureihe SL00R der FSG-Seilzugsensoren: Konstrukteure<br />

profitieren von den kompakten Abmessungen<br />

und dem geringen Gewicht. Die Seilzugsensoren<br />

verfügen über ein Metallgehäuse. Durch zusätzliche<br />

Umlenkrollen bieten sie flexible Einbaumöglichkeiten.<br />

www.fsg-sensors.de<br />

Bild: FSG Fernsteuergeräte<br />

Bridge-Evaluation-Module von Kunbus<br />

Blaupause für Gerätehersteller<br />

Kunbus erweitert sein IO-Link Wireless<br />

Produktportfolio um ein Bridge Evaluation<br />

Module. Mit Hilfe der vorinstallierten IO-<br />

Link Master-Software, der IO-Link Wireless<br />

Device Software sowie einer Bridge-<br />

Beispiel-Applikation ist es damit möglich,<br />

eigene Bridges zu fertigen.<br />

IO-Link Wireless (IOWL) ist ein neuer<br />

Funkstandard, der die Ansprüche der Fabrikautomation<br />

erfüllt. Im Vergleich zu<br />

seinem kabelgebundenen Pendant IO-Link<br />

sorgt der Wegfall der Kabel für mehr Flexibilität,<br />

weniger Verschleiß und bessere<br />

Skalierbarkeit. Ein weiterer Vorteil besteht<br />

Bild: Kunbus<br />

darin, dass die neue Wireless Kommunikation<br />

in vorhandene IO-Link Systeme integriert<br />

werden kann. Auf der Seite der Devices<br />

ermöglicht eine IO-Link Wireless<br />

Bridge diese einfache Einbindung. Überall<br />

dort, wo noch kein passender IO-Link Wireless<br />

Sensor oder Aktuator verfügbar ist,<br />

können Sensorhersteller ihre Produkte IO-<br />

Link Wireless fähig machen und Systemanbietern<br />

gelingt es, jedes beliebige IO-<br />

Link Device in ihr Automatisierungskonzept<br />

zu integrieren. Um so schnell und<br />

einfach wie möglich eine eigene IOLW<br />

Bridge zu entwickeln, dient das Kunbus<br />

Bridge Evaluation Module Geräteherstellern<br />

als optimale Blaupause. Es verkürzt<br />

die Time-to-Market, senkt die Produktentwicklungskosten<br />

und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit,<br />

so der Anbieter.<br />

www.kunbus.de<br />

1793053-2.PDF - Januar 5, 2022 x<br />

Thomapren®-EPDM/PP-<br />

Schläuche – FDA konform<br />

www.rct-online.de<br />

Elastischer Pumpen-, Pharma- und<br />

Förderschlauch für höchste Ansprüche<br />

• High-Tech-Elastomer EPDM/PP: Temperaturbeständig<br />

bis +135 °C, UV-beständig, chemikalienresistent,<br />

niedrige Gaspermeabilität<br />

• Für Schlauchquetschventile und Peristaltikpumpen: Bis zu<br />

30 mal höhere Standzeiten gegenüber anderen Schläuchen<br />

• Biokompatibel und sterilisierbar: Zulassungen nach FDA,<br />

USP Class VI, ISO 10993, EU 2003/<strong>11</strong>/EG<br />

Reichelt<br />

Chemietechnik<br />

GmbH + Co.<br />

Englerstraße 18<br />

D-69126 Heidelberg<br />

Tel. 0 62 21 31 25-0<br />

Fax 0 62 21 31 25-10<br />

rct@rct-online.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 55


AUTOMATISIERUNG » News<br />

Lichtlaufzeitsensor von Sensopart<br />

Hohe Reichweite in kompaktem Gehäuse<br />

Lichtlaufzeitsensoren bewältigen höhere<br />

Distanzen als übliche Triangulations-<br />

Lichttaster. Zugleich bieten sie eine hohe<br />

Detektionssicherheit, unabhängig von<br />

Form, Farbe und Oberflächenbeschaffenheit<br />

des Tastguts. Auch bei kritischen<br />

Hintergründen liefert das Lichtlaufzeitverfahren,<br />

auch Time-of-Flight-Technologie<br />

genannt, stets ein eindeutiges Empfängersignal.<br />

Sensopart ist es nun gelungen,<br />

dieses optisch aufwändige Messverfahren<br />

in einem platzsparenden Miniatur-<br />

gehäuse (Abmessungen 34 x 20 x 12 mm)<br />

unterzubringen: Der mit sichtbarem Rotlicht<br />

arbeitende Lichtlaufzeitsensor FT<br />

25-RLHP detektiert selbst kleinste Objekte<br />

in bis zu 1,5 m Entfernung. Sein Lichtfleck<br />

ist klein und gut sichtbar, was die<br />

Ausrichtung des Sensors vereinfacht. Die<br />

Laserklasse 1 erlaubt dabei einen Betrieb<br />

ohne Schutzmaßnahmen. Nicht relevante<br />

Entfernungsbereiche lassen sich ausblenden.<br />

www.sensopart.com<br />

Bild: Senspopart Industriesensorik<br />

Modellaustausch per FMU-Export<br />

Freie Wahl des Simulationstools<br />

Bild: B&R<br />

B&R hat seine Entwicklungsumgebung Automation Studio mit der neuen<br />

Funktion FMU Export ausgestattet: Mit dieser lässt sich der Maschinencode<br />

exportieren und als SPS-Simulation in beliebige Simulationstools integrieren.<br />

So können Anwender in ihrem gewohnten Software-Ökosystem arbeiten. Alle<br />

benötigten Daten werden automatisch in einer Functional Mock-up Unit (FMU)<br />

gebündelt. Die exportierte FMU verfügt über eine standardisierte Schnittstelle.<br />

Es muss also keine separate Schnittstelle programmiert werden. Voraussetzung<br />

ist, dass das eigene Simulationstool den Standard FMI 2.0 unterstützt. FMI<br />

steht für Functional Mock-up Interface und ist ein industrieunabhängiger<br />

Standard für den Modellaustausch zwischen verschiedenen Modellierungswerkzeugen.<br />

Bereits bisher war es möglich, mit FMU Import Maschinenmodelle<br />

in Automation Studio zu importieren. Nun können Entwickler ihren Maschinencode<br />

auch exportieren, und zwar in das Simulationstool ihrer Wahl. Ab Automation<br />

Studio 4.12 ist FMU Export verfügbar.<br />

www.br-automation.com<br />

Wiegand Harvester<br />

Erntet 50 mal mehr Energie<br />

Das Fraba-Mitglied Ubito gibt einen<br />

Durchbruch bei der Nutzung der Wiegand-Technik<br />

als Energiequelle für Sensoren<br />

bekannt: Nach gut zweijähriger Arbeit<br />

im Aachener F&E-Zentrum präsentierte<br />

das Forschungsteam im Rahmen einer<br />

Labor-Demonstration nun den Prototyp<br />

eines drahtlosen Sensors, der mit<br />

Wiegand-Technologie betrieben wird und<br />

sich in ein IoT-Netzwerk einfügen lässt. Er<br />

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

Wiegand Sensor, heißt es.<br />

Bild: Fraba<br />

Entwickelt werden sollte ein neuer „Wiegand<br />

Harvester“, der in der Lage ist, genügend<br />

Energie für die Stromversorgung der<br />

kompletten Sensorelektronik, einschließlich<br />

eines Ultrabreitband/UWB-Funksenders<br />

zu gewinnen. Die Weltneuheit, so<br />

heißt es, eröffne neue<br />

Chancen und werde<br />

dazu beitragen, Wiegand-Systeme<br />

neben etablierten Energy-<br />

Harvesting-Techniken wie Solar-, Piezooder<br />

Thermoelektrik als verlässliche Energiequelle<br />

für autonome Sensorknoten in<br />

den IoT-Netzwerken zu verankern. Bei<br />

dem F&E-Projekt, das vom Bundesministerium<br />

für Bildung und Forschung<br />

gefördert wurde, arbeitete das Fraba-Team<br />

mit der FH Aachen zusammen.<br />

www.ubito.com<br />

56 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Höhl & Westhoff GmbH<br />

Tradition • Qualität • Sicherheit<br />

Bildverarbeitung<br />

Beckhoff macht in Hardware<br />

Mit der Software „TwinCAT Vision“ hat Beckhoff im Jahr 2017<br />

die Bildverarbeitung in seine PC-basierte Steuerungstechnik<br />

integriert. Jetzt folgt die passende Hardware. Das Beckhoff-Vision-Portfolio<br />

umfasst Kameras, Objektive und Beleuchtungen.<br />

Die Flächenkameras erzeugen durch Farb- und Monochrom-<br />

CMOS-Sensoren mit bis zu 24 Megapixel Auflösung sowie<br />

mit 3,45-µm- und 2,74-µm-Pixelraster hochwertige Bilddaten<br />

und bieten 2,5 GBit/s Übertragungsrate. Die C-Mount-<br />

Objektive stellen einfaches Handling und hohe Verfügbarkeit<br />

sicher und bieten VIS- und NIR-AR-Beschichtung, bis zu<br />

2 µm Auflösung sowie Bildkreise von <strong>11</strong> mm (2/3 Zoll) bzw.<br />

19,3 mm (1,2 Zoll). Die Multi-Color-LED-Beleuchtungen in<br />

den drei Bauformen Flächen-, Ring- und Balkenbeleuchtung<br />

erzeugen konstante Lichtverhältnisse für gleichbleibend qualitativ<br />

hochwertige Abbildungen und kreieren auch im spektral<br />

anpassbaren Pulsbetrieb<br />

den bestmöglichen<br />

Kontrastunterschied zwischen<br />

Prüfmerkmal und<br />

Umgebung. Erhältlich<br />

sind auch Kompletteinheiten<br />

(Units) aus Kamera,<br />

Beleuchtung und fokussierbarer<br />

Optik.<br />

Bild: Beckhoff Automation<br />

Etikettendrucker von Panduit<br />

Im handlichen Format<br />

www.beckhoff.com<br />

Panduit präsentiert zwei neue mobile Etikettendrucker seiner<br />

MP-Druckerreihe: Der MP75 verfügt über eine Qwerty-Tastatur,<br />

ein hintergrundbeleuchtetes LC-Display und druckt Etiketten<br />

mit einer Breite bis zu 19 mm (0,75 Zoll), einschließlich<br />

anwendungsspezifischer Etikettenmodi. Das Gerät misst<br />

<strong>11</strong>0 x 170 x 56 mm (L x H x B) und wiegt 400 g. Der MP200<br />

druckt Endlosbänder mit einer Breite bis zu 25 mm (1 Zoll) für<br />

Netzwerk-, Elektro- und industrielle Anwendungen. Darüber<br />

hinaus besitzt er ein großes LC-Display mit Hintergrundbeleuchtung<br />

und bietet benutzerdefinierte Etikettenmodi, Barcodes<br />

und Symbole. Über die USB-Schnittstelle<br />

lässt sich der mobile Drucker an die Easy-Mark<br />

Plus-Etikettiersoftware verbinden. Die Partnerschaft<br />

zwischen Panduit und Epson<br />

liefert viele Funktionen, darunter<br />

Druckgeschwindigkeiten von<br />

30 mm/s und Druckauflösung<br />

von 180 dpi , Zahlen und<br />

kundenspezifische Symbole.<br />

Bild: Panduit<br />

www.panduit.com<br />

Schutz für Mensch und Maschine<br />

Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />

• Faltenbälge<br />

• Gleitbahnschützer<br />

• Kastenbälge<br />

• Jalousien<br />

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info@faltenbalg.net<br />

Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82<br />

Fax +49 (0) 202 / 8 28 85<br />

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• Rollbandabdeckungen<br />

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• Schürzen<br />

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www.zwickroell.com/nachhaltigkeit


TITEL » Maschinenelemente<br />

Bild: Köbo/Konradin Mediengruppe<br />

Förderketten sind zentrale<br />

Maschinenelemente – sind<br />

sie langlebig ausgelegt,<br />

angepasst an die individuellen<br />

Anforderungen, lässt sich<br />

ein Maschinenstillstand<br />

sicher verhindern.<br />

Individuelle Förderketten reduzieren Maschinenstillstand<br />

Produktion stets<br />

in Schwung halten<br />

Förderketten sind meist kein kleines Nebenteil, sondern das Herzstück vieler<br />

Maschinen und Anlagen – die Produktivität steht und fällt mit diesem Bauteil.<br />

Köbo hat sich insbesondere auf Förderketten spezialisiert und passt dieses<br />

Maschinenelement bei Bedarf komplett an die Anforderung des Kunden an.<br />

Werden alle Einsatzbedingungen bereits während der Auslegung beachtet,<br />

können solche Ketten Jahrzehnte lang zuverlässig ihren Dienst tun.<br />

58 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Von der geschwungenen Rolltreppe in der Elbphilharmonie<br />

über Öfen für Industrie- und Lebensmittelproduktion<br />

bis hin zu Förder- oder Lagersystemen<br />

in der Stahlindustrie reichen die Einsatzgebiete<br />

von Förderketten der Köbo GmbH & Co KG in<br />

Wuppertal. Das fordert Präzision – wie ein Beispiel<br />

aus der Backindustrie zeigt: Neben den allgemeinen<br />

hohen Anforderungen hinsichtlich Hygiene und Korrosionsbeständigkeit<br />

müssen zusätzlich hohe Temperaturen<br />

und eine feuchte Atmosphäre berücksichtigt<br />

werden. Zudem laufen die Ketten in der Regel paarweise,<br />

was die zulässigen Toleranzen minimiert.<br />

Maschinenstillstand minimieren<br />

Die Anlagenbetreiber wollen zudem den Maschinenstillstand<br />

minimieren und gleichzeitig über einen geringen<br />

Wartungsaufwand die Betriebskosten senken.<br />

Das berücksichtigte Köbo in der Entwicklung durch<br />

die Optimierung der Sicherheit der Rolleneinheit für<br />

die Backindustrie über die folgenden Merkmale:<br />

• Erhöhung der Lebensdauer der Laufrollen um<br />

etwa 25 % durch Vergrößerung der Gleitfläche<br />

• Reduzierung der Zeiten für den Wechsel der Laufrollen<br />

durch einfache Demontage und Montage<br />

• Austausch auf den neuen Kettentyp ist bei<br />

unveränderter Gesamtbreite möglich<br />

Kettentausch gut durchdenken<br />

Eine Herausforderung ist insbesondere der Tausch<br />

ganzer Ketten – die zwar durchaus Jahrzehnte halten<br />

können, aber eben nicht ewig. Wie von der klassischen<br />

Fahrradkette bekannt, sollten beim Kettentausch<br />

übrigens auch die Kettenräder gewechselt<br />

werden. Eine neue Kette auf alten Rädern verschleißt<br />

deutlich schneller. Der komplette Vorgang sollte sehr<br />

gut geplant sein und innerhalb eines eng terminierten<br />

Zeitfensters erfolgen, um den Stillstand auf ein<br />

Minimum zu reduzieren.<br />

Schematischer Aufbau einer Laufrolle – ausgelegt auf Haltbarkeit<br />

und damit lange Einsatzdauer.<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Nur wenn die Maschine läuft,<br />

kann produziert werden –<br />

Förderketten, individuell<br />

angepasst, kommt deswegen<br />

eine große Bedeutung zu.<br />

Selbstverständlich kann sich der Anwender dabei auf<br />

die Lieferzeiten des Kettenherstellers verlassen. Eine<br />

Verzögerung würde schließlich – egal aus welchem<br />

Grund – in den allermeisten Fällen sofort gravierende<br />

Folgen haben und die jeweilige Anlage länger stillstehen<br />

lassen als geplant.<br />

Bild: Köbo<br />

Mögliche Einsatzgebiete<br />

Köbo liefert individuell angepasste Förderketten für eine<br />

Vielzahl von Anwendungen, unter anderem:<br />

• Stahlindustrie – zusammen mit Kunden wurde ein<br />

Lagertransportsystem entwickelt, das sehr hohe Gewichte<br />

stemmen muss, im Vordergrund stand die Robustheit<br />

• Zementindustrie – gefragt ist Staubunempfindlichkeit<br />

in einer abrasiven Umgebung<br />

• Freizeitindustrie (Achterbahn) – Sicherheit steht an<br />

oberster Stelle<br />

• Personenbeförderung – auch hier stehen Sicherheit und<br />

Zuverlässigkeit im Fokus, etwa in den Rolltreppen der<br />

britischen U-Bahn oder einer speziellen Bogenrolltreppe<br />

in der Elbphilharmonie<br />

• Schleusen – hier ist vor allem die Zuverlässigkeit über<br />

Jahrzehnte gefragt, trotz schwieriger Zugänglichkeit<br />

• Kraftwerke – wiederum eine Frage der Sicherheit<br />

• Automotive – gewünscht ist Genauigkeit, beispielsweise<br />

bei der Folienwicklung für die Batterieherstellung für<br />

E-Fahrzeuge<br />

• Industrieöfen – Einsatz bei extrem hohen Temperaturen<br />

Weitere belieferte Branchen sind Papierindustrie, Holzindustrie,<br />

Ziegelproduktion, Schlachthäuser, Mineralwolleproduktion<br />

sowie Silo- beziehungsweise chemische Industrie.<br />

Kunden sind sowohl OEM- und Projekt-Anlagenbauer, mit<br />

denen zusammen Köbo Ketten auslegt und weiterentwickelt,<br />

als auch Endkunden – sprich Betreiber von Anlagen.<br />

Daher gibt es für viele Fälle und Kunden inzwischen<br />

individualisierte Standardketten, etwa für Waschstraßen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 59


TITEL » Maschinenelemente<br />

Köbo kann Kettenräder bis<br />

zu einem Außendurchmesser<br />

von 1,8 m fertigen.<br />

Bild: Köbo<br />

Service über das Produkt hinaus<br />

Um diesem Worst-Case vorzubeugen, unterstützt<br />

Köbo seine Kunden über die reine Entwicklung und<br />

Fertigung von Förderketten hinaus auch während des<br />

Betriebs. So bietet man etwa die Analyse einer bestehenden<br />

Kette hinsichtlich ihrer verbleibenden Lebenszeit<br />

an. So stehen unter anderem Templates zur<br />

Verfügung, die ein Wartungstechniker in die Zähne<br />

der Kettenräder legen kann, um deren Verschleiß zu<br />

messen. Entsprechend können die Experten eine erste<br />

Einschätzung geben. Ebenso ist aber auch eine<br />

Analyse vor Ort möglich.<br />

Die Zusammenarbeit mit den Kunden ist dabei sehr<br />

eng, dem entgegengebrachten Vertrauen von Seiten<br />

der Kunden ist sich Köbo absolut bewusst: Viele ihrer<br />

Berücksichtigt werden sollte dabei<br />

auch, dass die Anfertigung<br />

einer Kette bis zu drei Monate<br />

oder mehr dauert, da auch Köbo<br />

auf Lieferanten für Material angewiesen<br />

ist. Für eine Greenfield-Anlage mit Vorausplanung<br />

und frühzeitiger Bestellung ist das problemlos<br />

kalkulierbar. Wenn aber die Förderkette einer Bestandsanlage<br />

reißt, kann es passieren, dass die Anlage<br />

bis zu drei Monate lang still steht; vorher ist kein<br />

Ersatzteil zu bekommen. Gerade für die Lebensmittelindustrie<br />

wäre das hochproblematisch, weil die<br />

Produkte verderblich und Lieferketten mit dem Einzelhandel<br />

eng getaktet sind. Daher müssen diese<br />

Ketten absolut haltbar sein, Wartung und Inspektion<br />

dürfen nicht vernachlässigt werden.<br />

»Da es kein festes Produktportfolio oder<br />

einen Baukasten gibt, ist jede<br />

Kundenanforderung individuell lösbar.«<br />

Ketten laufen über Jahrzehnte in Anlagen, bevor sie<br />

getauscht werden müssen. Hier voreilig ein neues<br />

Produkt zu empfehlen, entspricht nicht der Art, wie<br />

das Unternehmen Geschäfte macht. Ebenso wird die<br />

potentielle Gefahr eines Ausfalls in jedem Fall konkret<br />

aufgezeigt und nichts beschönigt.<br />

Teiltausch als Alternative<br />

Nicht immer verschleißt die ganze Kette: In der Zementindustrie<br />

etwa sind durch die staubige und damit<br />

stark abrasive Umgebung die Rollen der Kette<br />

schneller betroffen. Ist diese mit außenliegenden<br />

Rollen konzipiert, muss sie für den Tausch der verschlissenen<br />

Teile nicht komplett aus der Anlage genommen<br />

werden. Die Rollen sind dann zugänglich<br />

und können von außen ausgetauscht werden. Ebenso<br />

ist die oben bereits erwähnte neu entwickelte Backofenrolle<br />

konzipiert.<br />

Anwendung mit hohen Anforderungen hinsichtlich Hygiene, Korrosionsbeständigkeit<br />

und hohen Temperaturen: die Backindustrie.<br />

Bild: Köbo<br />

Bewährtes Modell oder Update<br />

Muss die Kette selbst getauscht werden, kann dafür<br />

auf verschiedene Weise vorgegangen werden. Der<br />

einfachste Weg ist, die gleiche Kette wieder zu verbauen.<br />

Ist der Kunde zufrieden mit seinem ursprünglichen<br />

Modell und sind die Pläne greifbar, fertigt<br />

Köbo exakt die gleiche Kette erneut. Aber auch ohne<br />

vorhandene Zeichnungen ist ein Duplikat problemlos<br />

machbar: So kann entweder nach einem Muster gefertigt<br />

werden oder aber die Köbo-Experten messen<br />

die bestehende Kette vor Ort beim Kunden aus und<br />

konstruieren sie exakt nach. Dabei besteht auch die<br />

60 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Köbo betont, dass jede Kundenanforderung individuell lösbar ist. Es gebe kein festes Produktportfolio oder einen Baukasten. Für viele Fälle und Kunden<br />

gibt es aber inzwischen individualisierte Standardketten.<br />

Bild: Köbo<br />

Möglichkeit, die Kette auf potentielle Verbesserungen<br />

hin zu analysieren und diese direkt einfließen zu<br />

lassen. Das können etwa geräuschdämpfende Maßnahmen<br />

sein, die beim Bau der Anlage vor vielen<br />

Jahren noch nicht notwendig waren. Inzwischen<br />

kann sich das Umfeld der Produktion aber geändert<br />

haben. Entsprechende Anfragen sind bei Köbo nicht<br />

untypisch und lösbar.<br />

Neben den eigenen Produkten kennen die Köbo-Experten<br />

auch die Branchen ihrer Kunden genau. Die<br />

Lebensmittelverarbeitung beispielsweise oder auch<br />

dieser nahe stehende Fertigungsschritte, wie etwa<br />

die Reinigung von Flaschen, erfordern eine enorme<br />

Fachkenntnis. Köbo kennt die Fallstricke in diversen<br />

Branchen und kann ihnen durch langjährige Erfahrungen<br />

routiniert begegnen. Industriestandards sowie<br />

die hygienischen und gesetzlichen Anforderungen<br />

werden bereits in der Planungs- und Umsetzungsphase<br />

konsequent berücksichtigt. Dazu gehört<br />

auch, wie die Ketten während der Produktion gehandhabt<br />

werden müssen. Dass man beispielsweise<br />

Edelstahl-Elemente nicht in Transportmittel verladen<br />

darf, die vorher etwa C45 transportiert haben, ist dabei<br />

nur ein sehr kleines Detail, auf das man bei Köbo<br />

penibel achtet.<br />

Technische Details<br />

Industriestandards sind bei Köbo selbstverständlich –<br />

so bevorratet das Unternehmen auch Förderketten<br />

nach DIN 8165/8167 und 8168 in Einzelteilen. Die<br />

Spezialität des Hauses aber ist die individuelle Kette,<br />

bis ins letzte Detail auf die Anforderung des Kunden<br />

zugeschnitten. Die Köbo-Ketten können darüber<br />

hinaus mit Schmierung oder schmierfrei ausgelegt<br />

werden:<br />

• Klassische geschmierte Ketten können so konzipiert<br />

werden, dass die Schmierung dem Anwendungsbereich<br />

genau entspricht.<br />

• Wartungsarme Ketten halten den Schmierstoff<br />

dauerhaft dort, wo er gebraucht wird. Wenn überhaupt,<br />

dann sind nur minimale Nachschmierintervalle<br />

notwendig. Weiterer Vorteil: Durch die Abdichtung<br />

gelangt auch kein abrasiver Schmutz in<br />

die beweglichen Teile. Durch spezielle Gleitlagermaterialien,<br />

wie etwa Bronzelegierungen, kommt<br />

die Kette sogar komplett ohne Schmierung aus.<br />

Das wird vor allem – aber nicht nur – im Lebensmittelbereich<br />

eingesetzt.<br />

Neben den eigentlichen Kettenelementen fertigt<br />

Köbo auch die zugehörigen Förderelemente wie Becher<br />

oder Platten, die in die Kette integriert werden.<br />

(co)<br />

www.koebo.com<br />

INFO<br />

Mehr zu Förderketten für<br />

verschiedene Einsatzgebiete:<br />

hier.pro/PG35X<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 61


KOMPONENTEN » News<br />

Hochspannungstaugliche Steckverbinder von ODU<br />

Fit für 1.000 Volt<br />

ODU hat einen neuen Kontakteinsatz für<br />

Kunststoffrundsteckverbinder entwickelt,<br />

der die Übertragung von bis zu 1.000 V AC<br />

und 16 A gewährleistet. Der Durchmesser<br />

des Steckverbinders beträgt dabei nur<br />

20 mm. Zusätzlich hat der Hersteller das<br />

Kontakt-Pin-Layout so konzipiert, dass<br />

Hot-Plugging generell bereits im Vorfeld<br />

vermieden werden kann. Dies realisiert<br />

ODU durch nacheilende Signalkontakte,<br />

die den Steckzustand erkennen und es ei-<br />

Bild: ODU<br />

ner passenden Elektronik ermöglichen. Die<br />

Strom- und Spannungsübertragung schaltet<br />

sofort ab, sobald ein Anwender unter<br />

Last stecken oder entstecken möchte. Dieser<br />

Sicherheitsaspekt ist vor allem bei höheren<br />

Spannungen und Strömen wichtig<br />

und bietet eine langfristige Funktionsund<br />

Betriebssicherheit der Produkte. Den<br />

Steckverbinder ist auf Wunsch in orange<br />

erhältlich, um auf die hohen Spannungen<br />

hinzuweisen. Der Hochspannungssteckverbinder<br />

wurde unter anderem für die<br />

Medizintechnik und den Automotive Testing<br />

Bereich entwickelt. Im letzt genannten<br />

Fall wurde der Verschmutzungsgrad 3<br />

spezifiziert, um den rauen Anforderungen<br />

in einer Werkstatt nachzukommen.<br />

www.odu-connectors.com<br />

Gleitlager von igus<br />

CO 2 -Bilanz auf einem Blick<br />

Bild: Igus<br />

Wie viel CO 2 gelangt durch die Produktion<br />

eines Kunststoffgleitlagers in die Atmosphäre?<br />

Igus veröffentlicht erstmals<br />

genaue CO 2 -Fußabdrücke für<br />

eine Vielzahl seiner Iglidur-Polymergleitlager.<br />

Diese Werte können<br />

Anwender als Scope-3-Emission in<br />

die CO 2 -Bilanzierung klimaneutraler<br />

Produkte einrechnen. Hintergrund: Firmen<br />

bilanzieren, reduzieren und kompensieren<br />

die sogenannten Scope-1-Emissionen, die am<br />

Standort etwa durch den Betrieb von Lieferwagen<br />

und Maschinen entstehen. Ebenso die Scope-<br />

2-Emissionen, indirekte Emissionen aus eingekaufter<br />

Energie und Scope-3-Emissionen, die bei Zulieferern<br />

anfallen. Dafür weist igus in einem ersten Schritt für<br />

16 Werkstoffe der Gleitlagerserie Iglidur die<br />

CO 2 -Fußabdrücke im Onlineshop aus. Anwender sehen<br />

auf einen Blick, wie viel Kohlendioxid-Emissionen<br />

die Produktion eines Kunststoff-Gleitlagers verursacht<br />

und können diese Werte für die CO 2 -Bilanz<br />

ihrer eigenen Anwendung verwenden. Nach eigenen<br />

Angaben gelang es dem Kölner Unternehmen im Jahr<br />

2021 die CO 2 -Emissionen im Vergleich zum Vorjahr<br />

um 31,2% zu reduzieren. Dies vor allem durch den<br />

Umstieg auf Ökostrom und klimaneutrales Gas. Ziel:<br />

Bis 2025 soll die Produktion CO 2 -neutral sein.<br />

www.igus.de<br />

Gelenkig verstellbare Muffen von RK Rose+Krieger<br />

Für mehr <strong>Konstruktion</strong>sfreiheit<br />

Drei neue Gelenkmuffen ergänzen ab sofort<br />

das Sortiment des Industriellen Treppen-<br />

und Arbeitsbühnensystems (ITAS)<br />

von RK Rose+Krieger . Die Muffen besitzen<br />

einen Schwenkbereich von 180° und<br />

eine innenliegende Verzahnung mit<br />

15°-Rasterung, die für eine stufenlose<br />

Verstellung entfernt werden kann. ITAS ist<br />

eine technisch sichere Lösung zum Bau<br />

von Geländern, Abgrenzungen, Podesten,<br />

Treppen, Treppenübergängen und Arbeitsbühnen.<br />

Schweißen ist nicht erforderlich.<br />

Die entstandenen Anlagen lassen sich jederzeit<br />

demontieren oder variieren. Mit<br />

den neuen Gelenkmuffen bietet ITAS dem<br />

Anwender jetzt noch mehr <strong>Konstruktion</strong>sfreiheit.<br />

Denn durch die frei wählbare<br />

Winkelstellung erlauben die neuen Gelenkmuffen<br />

– anders als bei ITAS-Muffen<br />

mit vorgegebenen Winkeln – die schnelle<br />

und einfache Anpassung der ITAS-<strong>Konstruktion</strong>en<br />

an bauliche Gegebenheiten.<br />

RK Rose+Krieger bietet die neuen Gelenkmuffen<br />

in drei Varianten an:<br />

• für den beidseitigen Rohranschluss<br />

(MIG 40 ZZ)<br />

• für den beidseitigen Anschluss von<br />

ITAS-Rohrverbindern (MIG 40 RR)<br />

• mit einem Rohr- und einem ITAS<br />

Rohrverbinder-Anschluss (MIG 40 RZ)<br />

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

Bild: RK Rose+Krieger<br />

62 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


Schaltschrankheizung von Stego<br />

Im Loop-Design<br />

Mit den neuen Produktreihen LPS und LTS hat Stego<br />

seinen PTC-basierten Schaltschrankheizungen im<br />

Leistungsbereich von 10 bis 150 W ein Update verschrieben<br />

und präsentiert dieses auf der SPS in<br />

Nürnberg. Kühlkörper im neuen Loop-Profil-Design<br />

nehmen die Heizleistung der PTC-Elemente besser<br />

auf und sorgen für eine konstante Vorspannung, welche<br />

die Heizgeräte stabil verspannt. So sind die Heizungen<br />

der Serie LTS in der Lage die Normen für mobile<br />

Bahnanwendungen (DIN EN 60068–2–27:<br />

2010–02 und DIN EN 60068–2:64:2009–04) einzuhalten.<br />

Der Hersteller setzt beim elektrischen Kon-<br />

taktieren der Serien LPS und LTS auf<br />

Push-in Klemmen. Auf der Gerätevorderseite<br />

leicht zugänglich, sorgen die<br />

Push-in Klemmen für bis zu 50 % Zeitersparnis<br />

durch werkzeugloses Einschieben der<br />

Leitungen. Die Klemmen üben konstanten Druck auf<br />

die Zuleitungen aus – ein Plus an Sicherheit, zum<br />

Beispiel auch beim Transport vorkonfektionierter<br />

Schaltschränke. Das Lösen der Anschlussleitungen,<br />

und damit ein Kurzschluss, ist laut Anbieter ausgeschlossen.<br />

www.stego.de<br />

Bild:Stego<br />

Radsatzlager von Schaeffler<br />

Kugel statt Rollen<br />

Schaeffler tüftelt derzeit an dem<br />

neuartigen Radsatzlager-Konzept<br />

„TwinTandem“ und kündigt<br />

dieses als Innovationssprung im<br />

Schienenverkehr an. Das Design des Innenlagers<br />

soll Betrieb und Wartung positiv<br />

beeinflussen. Die zentrale Innovation<br />

des TwinTandem besteht in der Anwendung<br />

von Kugellagerungen mit deutlich<br />

reduzierter Reibung. Dadurch werden<br />

selbst bei hohen Drehzahlen niedrige<br />

Temperaturen gehalten,<br />

was wiederum zu<br />

einer nachhaltigen Verlängerung<br />

der Lebensdauer<br />

der eingesetzten Fette<br />

und somit des gesamten Radsatzlagers<br />

führt, so der Anbieter. Studien mit dem<br />

Schaeffler Berechnungstool Bearinx belegen<br />

eine Gewichtsreduzierung des Twin-<br />

Tandem von bis zu 20 % gegenüber einem<br />

klassischen Kegelrollenlager. Weiterhin<br />

Bild: Schaeffler<br />

wurde eine geometriebedingte Reibungsreduzierung<br />

von 55% gemessen. Gegenüber<br />

Innenlagern mit Rollen erwartet<br />

Schaeffler eine CO 2 -Reduktion von mehr<br />

als 1,1 t pro 1 Mio. km und Lager bei typischer<br />

Beanspruchung. Zudem ermöglicht<br />

das Lager im Einsatz bei innengelagerten<br />

Radsätzen eine Gewichtsreduzierung des<br />

Drehgestells von bis zu 30 % und somit<br />

einen geringeren Schienenverschleiß.<br />

www.schaeffler.de<br />

POSITIONIERSYSTEME<br />

FÜR PRODUKTIONSMASCHINEN<br />

• Elektronische, busfähige Positionsanzeigen mit Soll- /<br />

Istwertabgleich und intuitiver Benutzerführung<br />

• Automatisierte Feldbus-/Ethernet-Kompaktpositionierantriebe:<br />

Einfache Inbetriebnahme, schnelle Amortisation<br />

• Anbaukompatibel: SIKO Positioniersysteme sind<br />

untereinander mechanisch austauschbar<br />

SIKO GmbH, <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> www.siko-global.com<br />

» <strong>11</strong>/12 | 2022 63


KOMPONENTEN » News<br />

Seilzuggeber von Siko<br />

Drei in einem<br />

Die Seilzuggeber der Pure-Mobile-Familie<br />

von Siko wurden speziell für mobile Maschinen<br />

entwickelt und verfügen optional<br />

über einen integrierten einachsigen Neigungssensor,<br />

der zusätzlich die Erfassung<br />

der Neigung ermöglicht. Wegen des modularen<br />

Sensoraufbaus lässt sich so jeder<br />

Siko-Seilzuggeber um die Neigungserfassung<br />

erweitern, ohne dass sich Bauform<br />

und Größe oder Anschlussart des Sensors<br />

verändern. Separate Drehgeber oder Neigungssensoren<br />

werden überflüssig. Das<br />

spart Bauraum, Verkabelungsaufwand<br />

und Produktkosten. Die Seilzuggebertypen<br />

SG121 und SG150 bieten maximale<br />

Messlängen von 12.000 beziehungsweise<br />

15.000 mm. Für mittlere Messlängen können<br />

die Seilzuggeber SG31 und SG61 gewählt<br />

werden, die Messlängen von maximal<br />

3.000 bzw. 6.000 mm aufweisen.<br />

Der jeweils integrierbare Neigungssensor<br />

der neuesten Generation misst Neigungen<br />

im Bereich von ±180°. Mit einer Auflösung<br />

von bis zu 0.001° und einer Genauigkeit<br />

von ±0,2° weist er eine hohe Präzision<br />

auch bei geringen Auslenkungen auf.<br />

Im Marktvergleich, so der Anbieter, zeichnet<br />

er sich insbesondere durch seine integrierte<br />

Temperaturkompensation aus, die<br />

über den gesamten Mess- und Temperaturbereich<br />

für stabile Werte sorgt.<br />

www.siko-global.com<br />

Bild: Siko<br />

Schlüsselsystem von Euchner<br />

Vielseitig einsetzbar<br />

Ob zum Sperren und Starten<br />

von Maschinen und Anlagen,<br />

zur Berechtigungsvergabe,<br />

für die Anwahl einer Betriebsart<br />

oder als Schlüsseltransfersystem<br />

– das neue<br />

Schlüsselsystem CKS2, das<br />

Euchner auf der SPS präsentiert,<br />

ist vielseitig einsetzbar.<br />

Es ist nicht nur als kompaktes<br />

System mit integrierter<br />

Auswerteelektronik erhältlich,<br />

sondern auch als Submodul<br />

für den Einbau in das Schutztürsystem MGB2<br />

Modular. Ein Schlüssel kann mehreren Schlüsselaufnahmen<br />

verschiedener Anlagen zugeordnet werden.<br />

Bild: Euchner<br />

Ebenso ist das System hinsichtlich der Anzahl an<br />

Schlüsseln skalierbar. Es kann damit Schlüsselwechselboxen<br />

und Schlüsselverteilstationen ersetzen.<br />

Dank hochcodierter RFID-Schlüssel auf Transponderbasis<br />

gewährleistet das System laut Anbieter höchsten<br />

Manipulationsschutz sowie eine Sicherheitsstufe<br />

gemäß Kategorie 4/ PL e. Die Einbindung in die Gesamtsteuerung<br />

ist einfach: Die Konfiguration des<br />

Schlüssels erfolgt gleich zu Beginn, indem dieser an<br />

der Schlüsselaufnahme eingelernt wird. Zudem ist<br />

die Anbindung an IO-Link über Gateways von Euchner<br />

möglich. So lässt sich z.B. auslesen, mit welchem<br />

Schlüssel die Anlage bedient wurde. Als Submodul<br />

wird das System in das Schutztürsystem MGB2 integriert<br />

und so direkt an das Busmodul angebunden.<br />

www.euchner.de<br />

Axialrillenkugellager von Hecht<br />

Für hohe Druckbelastungen<br />

Mehr als 30.000 Artikeln zählt das Sortiment<br />

von Hecht Kugellager. Dazu gehören<br />

unter anderem Axialrillenkugellager in<br />

Keramik-, Stahl- und Edelstahlausführung.<br />

Die Lager sind in Abmessungen mit<br />

Innendurchmessern zwischen 10 mm und<br />

180 mm für dynamische Traglasten bis<br />

über 300 kN erhältlich. Auf Anfrage liefert<br />

der Hersteller auch Sonderausführungen<br />

in weiteren Größen. Der zur Aufnah-<br />

me von Axialkräften und Druckbelastungen<br />

in Wellenrichtung spezifizierte Lagertyp<br />

besteht aus einem Kugelkranz und<br />

Gehäuse- bzw. Wellenscheiben. Neben<br />

einfachen Axialrillenkugellagern führt der<br />

Wälzlager-Spezialist auch zweiseitig wirkende<br />

Varianten mit zwei Kugelkränzen<br />

und drei Gehäuseringen im Programm.<br />

Das Angebot umfasst Modellreihen führender<br />

Premiumhersteller und die Hecht-<br />

Bild: Hecht Kugellager<br />

Eigenmarken HKC und HKW. Zudem hält<br />

der Hersteller ein breites Spektrum an<br />

Axiallagern mit anderen Wälzkörpern wie<br />

hochkompakte Axialnadellager, Pendelund<br />

Zylinderrollenlager vorrätig.<br />

www.hecht-hkw.de<br />

64 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> präsentiert Ihnen Partner für Engineering<br />

3D-Druck Elektrotechnik<br />

Bussysteme Automatisierung<br />

Weiterbildung Steuerungen<br />

Verbindungstechnik<br />

Werkstoffe Pneumatik<br />

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Weitere Fakten zu Unternehmen, Details zum Angebots- und<br />

Leistungsspektrum finden Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />

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Firmenprofile.<br />

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FLUIDTECH<br />

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MASCHINENELEMENTE<br />

RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />

www.rct-online.de<br />

Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip<br />

„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />

mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />

und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />

Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />

ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />

Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />

Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />

Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />

Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />

Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />

Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />

TI Fluid Systems<br />

www.tifluidsystems.com<br />

TI Fluid Systems ist ein weltweit führender Hersteller<br />

von Flüssigkeitsspeicher-, Flüssigkeitstransport- und<br />

Flüssigkeitsabgabesystemen. Mit 100 Jahren Erfahrung<br />

in der Herstellung von Fluid-Technologien für die Automobilindustrie<br />

verfügt das Unternehmen über Produktionsstätten<br />

an 104 Standorten in 29 Ländern und<br />

beliefert alle großen globalen OEMs. In Deutschland hat<br />

TI Fluid Systems im Jahr 2022 sein erstes E-Mobility<br />

Innovation Center in Rastatt in Baden-Württemberg<br />

eröffnet. Es ist zentrale Anlaufstelle für Kunden und<br />

unterstützt bei der effizienteren Produkteinführung<br />

von E-Fahrzeugen. Weitere Zentren folgen im Rahmen<br />

der „Take The Turn”-Unternehmensstrategie in Europa,<br />

Nordamerika und Asien.<br />

Smalley Europa<br />

www. smalley.com/de<br />

Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen<br />

Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer<br />

bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox<br />

Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem<br />

Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat<br />

mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte<br />

vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine<br />

Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin<br />

aufzeigen.<br />

ROBOTIK<br />

STECKVERBINDER<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Franke GmbH<br />

www.franke-gmbh.de<br />

Auf der Suche nach einer besonders raumsparenden<br />

<strong>Konstruktion</strong> erfand Erich Franke im Jahre 1936 einen<br />

neuen Lagertyp: das Drahtwälzlager. Sein Prinzip der<br />

vier Laufringe haben wir im Laufe der Jahre kontinuierlich<br />

weiterentwickelt. Heute ist Franke als Spezialist für<br />

Wälzlager und Linearsysteme weltweit bekannt. An<br />

unserem Stammsitz in Aalen beschäftigen wir 280 Mitarbeiter.<br />

Darüber hinaus sind wir mit zahlreichen Vertretungen<br />

weltweit präsent. Die von Erich Franke entwickelte<br />

Vier-Punkt-Geometrie bildet die ideale<br />

Voraussetzung für individuelle Produktlösungen, denn<br />

sie erlaubt größtmögliche Variabilität. Unsere Kunden<br />

haben die freie Wahl bezüglich Werkstoff, Geometrie,<br />

Größe, Bohrbild, Verzahnungen oder Abdichtungen.<br />

Stäubli Electrical Connectors GmbH<br />

www.staubli.com<br />

Stäubli entwickelt elektrische Verbindungslösungen<br />

für industrielle Anwendungen in Branchen wie erneuerbare<br />

Energien, Automatisierungstechnik, Energieübertragung,<br />

Bahnindustrie, Schweißautomatisierung,<br />

Prüf- und Messtechnik, Medizintechnik und E-Mobility.<br />

Das umfangreiche Angebot an standardisierten und<br />

kundenspezifischen Steckverbindern zeichnet sich<br />

durch Langlebigkeit, Effizienz und hohe Leistung aus.<br />

Komplettlösungen inklusive Kabelkonfektionierung<br />

reduzieren die Montagekosten und vereinfachen die<br />

Logistik.<br />

Stäubli – Steckverbinderlösungen, die Unternehmen<br />

voranbringen.<br />

Ferdinand Gross GmbH & Co. KG<br />

www.schrauben-gross.de<br />

Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik<br />

und C-Teile-Management und bietet Kunden und<br />

Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.<br />

Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen<br />

über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.<br />

Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über<br />

107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management<br />

bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen<br />

zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 65


INSERENTENVERZEICHNIS<br />

IMPRESSUM<br />

Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl 68<br />

Bosch Rexroth AG, Lohr 21<br />

Chr. Mayr GmbH + Co. KG, Mauerstetten 33<br />

Conta-Clip Verbindungstechnik GmbH, Hövelhof 51<br />

Deutsche Hochschulwerbung und -vertriebs GmbH,<br />

Düsseldorf 67<br />

EPLAN Software & Service GmbH & Co. KG,<br />

Monheim 9<br />

ESET Deutschland GmbH, Jena 7<br />

Franke GmbH, Aalen 65<br />

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG, Bargteheide 27<br />

Ferdinand Gross GmbH & Co KG,<br />

Leinfelden-Echterdingen 65<br />

HELU KABEL GmbH, Hemmingen 45<br />

Höhl & Westhoff GmbH, Wuppertal 57<br />

IEF-Werner GmbH, Furtwangen 39<br />

IMS Verbindungstechnik GmbH & Co.KG,<br />

Neuenstein 5<br />

LEE-Hydraulische Miniatur- Komponenten GmbH,<br />

Sulzbach 13<br />

MICRO-EPSILON-MESS-<br />

TECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg 3<br />

ODU GmbH & Co. KG, Mühldorf 53<br />

Optris GmbH, Berlin 19<br />

F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG, Schwerte 57<br />

VORSCHAU<br />

Bild: TÜV Rheinland (www.tuv.com/informationssicherheit)<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Sieb & Meyer hat auf Basis der Entwicklungsplattform<br />

SD4x eine Frequenzumrichter-/<br />

Servoverstärker-Serie entwickelt. Dank<br />

zahlreicher Neuerungen ermöglicht sie<br />

signifi kante Verbesserungen im Betrieb. Im<br />

Interview erläutert CEO Torsten Blankenburg,<br />

welche Vorteile das mit sich bringt.<br />

R + W Antriebselemente GmbH, Wörth 2<br />

RCT Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.,<br />

Heidelberg 55, 65<br />

RINGSPANN GmbH, Bad Homburg <strong>11</strong><br />

Rotor Clip Company, Inc., US-Sommerset 31<br />

Sieb & Meyer AG, Lüneburg 17<br />

SIKO GmbH, Buchenbach 63<br />

Smalley Steel Ring Company, US-Lake Zurich 65<br />

STEGO – Elektrotechnik GmbH, Schwäbisch Hall 47<br />

Stäubli Electrical Connectors GmbH,<br />

Weil am Rhein 65<br />

TI Fluid Systems, GB-Oxford 65<br />

Tsubaki Kabelschlepp GmbH, Wenden 49<br />

Joachim Uhing GmbH & Co. KG, Flintbek 29<br />

VDI Wissensforum GmbH, Düsseldorf 35<br />

ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm 57<br />

Dieser Ausgabe liegt ein Prospekt<br />

folgender Firma bei:<br />

Medienservice Konradin GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen<br />

Wir bitten unsere Leser um<br />

freundliche Beachtung.<br />

SECURITY-TRENDS<br />

Mit der Zunahme des<br />

digitalen Datenverkehrs<br />

im Produktionsumfeld<br />

gewinnen Security-Themen<br />

weiter an Bedeutung. Der<br />

Frage, welche Rolle dabei<br />

die IEC 62443 und 27001 spielen,<br />

um ein adäquates Sicherheitsniveau<br />

zu erreichen, gehen wir zusammen mit<br />

Experten nach.<br />

WÄLZLAGER<br />

Eine Antwort auf steigende Energiekosten<br />

liefern auch energieeffiziente Wälzlager und<br />

korrekt ausgerichtete Maschinenantriebe.<br />

Viele Industrieunternehmen können mit<br />

reibungsreduzierten Wälzlagern sowie der<br />

Ausrichtung von Riemenantrieben und<br />

Antriebswellen den Energieverbrauch senken.<br />

ISSN 1612–7226<br />

Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />

Verlag: Konradin-Verlag<br />

Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

Redaktion:<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban (co),<br />

Phone + 49 7<strong>11</strong> 7594–417<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Stellvertretende Chefredakteure:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–293;<br />

Johannes Gillar (jg), Phone + 49 7<strong>11</strong> 7594–431<br />

Korrespondent:<br />

Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />

Redakteure:<br />

Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–424;<br />

Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–4653;<br />

Bettina Tomppert (bt), Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–286<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Carmelina Weber<br />

Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–257, Fax: –1257<br />

carmelina.weber@konradin.de<br />

Layout:<br />

Helga Nass, Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–278<br />

Laura Gehring, Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–237<br />

Gestaltungskonzept:<br />

Katrin Apel<br />

Gesamtanzeigenleiter:<br />

(Verantwortlich für den Anzeigenteil:)<br />

Andreas Hugel,<br />

Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–472<br />

E-Mail: andreas.hugel@konradin.de<br />

Auftragsmanagement:<br />

Andrea Haab, Phone +49 7<strong>11</strong> 7594–320<br />

E-Mail: andrea.haab@konradin.de<br />

Leserservice:<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />

Phone +49 7<strong>11</strong> 7252–209<br />

E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />

nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />

Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />

Ausland: 84,90 € inkl. Versandkosten.<br />

Einzelverkaufspreis: 8,49 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />

Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />

werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine<br />

Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />

Auslandsvertretungen:<br />

Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />

862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info<br />

USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc.,<br />

Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,<br />

Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,<br />

detleffox@comcast.net<br />

Druck: Konradin Druck,<br />

Kohlhammerstraße 1–15,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />

Printed in Germany<br />

© 2022 by Konradin-Verlag<br />

Robert Kohlhammer GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 01-02/2023 erscheint am 22.02.2023<br />

EDA<br />

66 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022


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*Der Gutschein ist innerhalb von drei Monaten nach Erscheinen dieser Magazin-Ausgabe nur online einlösbar unter www.unistellenmarkt.de. Der Gutschein gilt nur für eine kostenlose vierwöchige Premiumanzeige an einem Standort; nicht für<br />

andere Produkte des UNIstellenmarktes bzw. Maßnahmen auf dem Campus sowie Zusatzleistungen oder für mehrere Standorte. Der Gutschein kann nur vor Abschluss des Bestellvorgangs eingelöst werden. Die Barauszahlung des Gutscheins sowie<br />

die nachträgliche Anrechnung sind nicht möglich. Der Gutschein ist pro Nutzer nur einmalig einzulösen und nicht übertragbar. Eine Kombination mit anderen Gutscheinen ist nicht möglich. Jeder gewerbliche und kommerzielle Weiterverkauf des<br />

Gutscheins ist untersagt. Der Gutschein wird nicht erstattet, wenn der Kunde die mit dem Gutschein bezahlte vierwöchige Premium-Anzeige im Rahmen seiner Mängelrechte rügt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022 67


| AT<strong>11</strong>-20G |<br />

: Schwebend,<br />

kontaktlos, intelligent!<br />

Freie 2D-Produktbewegung mit bis zu 6 Freiheitsgraden<br />

kg<br />

Schwebende<br />

Planarmover<br />

Skalierbare<br />

Nutzlast<br />

Individueller<br />

Produkttransport<br />

6D<br />

Bewegung<br />

Dynamisch<br />

mit bis zu 2 m/s<br />

Beliebiges<br />

Anlagenlayout<br />

XPlanar eröffnet neue Freiheitsgrade im Produkthandling: Frei schwebende Planarmover bewegen<br />

sich über individuell angeordneten Planarkacheln auf beliebig programmierbaren Fahrwegen.<br />

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

Bearbeitung mit bis zu 6 Freiheitsgraden<br />

Transport und Bearbeitung in einem System<br />

Verschleißfrei, hygienisch und leicht zu reinigen<br />

Beliebiger Systemaufbau durch freie Anordnung der Planarkacheln<br />

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

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

(TwinCAT, PLC IEC 6<strong>11</strong>31, Motion, Measurement, Machine Learning, Vision, Communication, HMI)<br />

Branchenübergreifend einsetzbar: Montage, Lebensmittel, Pharma, Labor, Entertainment, …<br />

Scannen und<br />

XPlanar direkt im<br />

Einsatz erleben<br />

68 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » <strong>11</strong>/12 | 2022

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