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DER KONSTRUKTEUR 05/2023

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<strong>05</strong><br />

19073<br />

Mai <strong>2023</strong><br />

€ 14,50<br />

AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />

EINSATZPOTENZIAL<br />

INTEGRIERTER SENSORIK<br />

Wenn die Komponente zum Sensor wird<br />

DerKonstrukteur.de


WIR MACHEN NICHT HUN<strong>DER</strong>T<br />

SACHEN. WIR MACHEN<br />

EINEN RADARSENSOR FÜR ALLES.<br />

THE 6X ® . NEU VON VEGA.<br />

Was auch immer Sie messen wollen, welche Frequenz auch immer Sie<br />

verwenden: Der VEGAPULS 6X kann alles. Sagen Sie uns einfach, was Sie<br />

brauchen. Und wir machen es einfach. Indem wir unseren neuesten Radar-<br />

Füllstandsensor an Ihre Bedürfnisse anpassen. Damit ist die Frage „Welcher<br />

Sensor ist der Richtige?“ irrelevant – und Ihr Leben viel einfacher.<br />

VEGA. HOME OF VALUES.<br />

www.vega.com/radar


EDITORIAL<br />

MIT BESSERER ÖKOBILANZ<br />

IN DIE ZUKUNFT<br />

Die Innovationskraft der Industrie ist maßgeblich von der<br />

Verfügbarkeit geeigneter Werkstoffe abhängig. Dazu zählt auch<br />

Kupfer. Es ist das Metall der Energiewende, das grüne Technologien<br />

antreibt, die Energieeffizienz verbessert und unendlich<br />

recycelt werden kann. Wir finden Kupfer in vielen Bereichen<br />

des täglichen Lebens, in industriellen Anwendungen und in der<br />

Informations- und Kommunikationstechnik. In der E-Mobilität<br />

ist es in Batterien, in der Motortechnik und Lade-Infrastruktur<br />

unverzichtbar. Hinzu kommen solarthermische Anwendungen.<br />

In Windenergieanlagen wird Kupfer unter anderem in den<br />

Stator- und Rotorwicklungen des Generators eingesetzt. In der<br />

Photovoltaik ist es Bestandteil der Solarzellen. Wir werden also<br />

in Zukunft allein für die Nutzung und Weiterentwicklung von<br />

erneuerbaren Energien und in der Verteilung von elektrischem<br />

Strom große Mengen Kupfer benötigen. Dem gegenüber steht<br />

die Forderung nach mehr Effizienz im Umgang mit unseren<br />

Ressourcen. Der ZVEI hat daher die Arbeitsgemeinschaft Open<br />

DC Alliance (ODCA) gegründet. Ziel ist der weltweite Aufbau<br />

eines Gleichstromökosystems (www.odca.zvei.org). Denn eine<br />

Versorgung der Industrie mit Gleichspannung benötigt laut<br />

Verband nur halb so viel Kupfer und führt gleichzeitig zu<br />

Stromersparnissen von bis zu 20 Prozent. Auch Unternehmen<br />

suchen nach Wegen, um beim Kupfereinsatz nachhaltiger<br />

zu werden. Welche Möglichkeiten und Strategien es gibt,<br />

lesen Sie auf Seite 34. Das Thema Ressourceneffizienz und<br />

Nach haltigkeit wird uns in Zukunft alle begleiten. Idealerweise<br />

berücksichtigen wir es bereits schon bei der Entwicklung und<br />

Konstruktion neuer Produkte und Verfahren (Seite 26).<br />

NEU<br />

optoNCDT ILR2250<br />

Mehr Präzision.<br />

Laser-Distanz-Sensor für<br />

Industrieanwendungen<br />

• Großer Messbereich bis zu 100 m<br />

(mit Reflektor 150 m)<br />

• Äußerst stabile Messung auf<br />

zahlreichen Oberflächen<br />

• Kompakte und leichte Bauform<br />

• Hohe Messgenauigkeit<br />

• Jetzt auch mit IO-Link<br />

Ihre<br />

Erfassung von Coildurchmessern<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

Abstandsüberwachung in Krananlagen<br />

Besuchen Sie uns<br />

Control | Stuttgart | Halle 9 | Stand 9309<br />

Kontaktieren Sie unsere<br />

Applikationsingenieure:<br />

Tel. +49 7161 9887 2300<br />

micro-epsilon.de/ILR2250


INHALT<br />

08<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Mit besserer Ökobilanz in die Zukunft<br />

06 Standpunkt:<br />

Das Märchen von der demokratisierten<br />

Energieversorgung<br />

07 Aktuelles<br />

08 Konstruktion 2030:<br />

Effiziente Roboter-Automatisierung<br />

10 150 Jahre Steinmeyer Mechatronik –<br />

Meister im Erfinden<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

10<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

14 Für jeden Einsatz die passende Feder<br />

16 Gehäuselager schützen vor Ausfällen<br />

19 Produktinformationen<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

22 TITELSTORY<br />

Drehmoment- und Kraftsensoren: Mechatronische<br />

Lösungen mit Potenzial<br />

26 Industriegetriebe: Vertikal für mehr Nachhaltigkeit<br />

28 Antriebslösungen: Bitte einmal glätten<br />

und schneiden<br />

31 Produktinformationen<br />

46<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

32 Mitnehmeranschluss für gleitende<br />

Energieführungsketten<br />

34 CO 2<br />

-Fußabdruck reduzieren: Kupfer als Schlüssel<br />

zu mehr Nachhaltigkeit<br />

36 Virtuell platzieren: Per Augmented Reality<br />

Gehäuse und Panel PC erleben<br />

37 Produktinformationen<br />

FLUIDTECHNIK<br />

38 Elektrozylinder: Schnell den richtigen Antrieb finden<br />

40 Internationale Fluidtechnische Konferenz 2024<br />

41 Produktinformationen<br />

4 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


www.newcast.de<br />

www.tbwom.de<br />

SPECIAL<br />

SENSORTECHNIK<br />

42 Optische Sensoren: Montiert<br />

wie konstruiert<br />

45 Produktinformationen<br />

46 Sensorik: Faktenbasierte<br />

Entscheidungen treffen<br />

12 – 16 June<br />

Düsseldorf<br />

Germany<br />

<strong>2023</strong><br />

NEWCAST<br />

00<br />

6. Internationale<br />

Fachmesse für Gussprodukte<br />

mit Newcast Forum<br />

SERVICE<br />

50 Impressum<br />

51 Vorschau<br />

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SPECIAL<br />

Baumer GmbH,<br />

Friedberg<br />

42<br />

worldwide<br />

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TITELBILD<br />

Schaeffler<br />

Technologies<br />

AG & Co. KG,<br />

Schweinfurt<br />

Innovation in Form gebracht<br />

Die NEWCAST ist das weltweite Top-Event für<br />

Präzisionsgussprodukte vom Smartphone über<br />

E-Mobility bis zur Windkraft. Ein Höhepunkt ist<br />

die Verleihung des NEWCAST-Awards. Ergänzt<br />

wird die Leistungsschau um die Vorträge und<br />

Diskussionen im NEWCAST-Forum.<br />

See you in Düsseldorf!<br />

Messe Düsseldorf GmbH<br />

Postfach 10 10 06 _ 40001 Düsseldorf _ Germany<br />

Tel. +49 211 4560 01 _ Fax +49 211 4560 668<br />

www.messe-duesseldorf.de


STANDPUNKT<br />

DAS MÄRCHEN<br />

VON <strong>DER</strong> DEMOKRATISIERTEN<br />

ENERGIEVERSORGUNG<br />

Seit fast einem Jahr fürchten die Deutschen die Rechnung vom<br />

Energieversorger. Die im Zuge des Ukraine-Konflikts entstandene<br />

Gaskrise hält immer noch ganz Europa in Atem. Aufgrund von<br />

hohen Speicherfüllständen, geringerem Verbrauch sowie einem<br />

breiteren Angebot sinkt der Gaspreis derzeit stetig. Im Vergleich<br />

zu den extremen Spitzen im letzten Jahr hat sich der Wert um<br />

mehr als die Hälfte gesenkt. Diese deutlich gesunkenen Gaspreise<br />

führen aufgrund des Effekts der Merit-Order umgehend<br />

zu einer parallelen Entwicklung auf dem Strommarkt.<br />

MARKTEINGRIFFE <strong>DER</strong><br />

POLITIK AM STROMMARKT<br />

FÜHREN AM ENDE WIE<strong>DER</strong><br />

ZU EINEM OLIGOPOL<br />

Personalmangel und den trotz gedeckelter Stromerträge weiter<br />

steigenden Kosten entwickelt sich die Teilhabe am weiteren<br />

Ausbau der Energiewende für viele mittelständische Betriebe zu<br />

einer schier unlösbaren Aufgabe. Profiteure sind mal wieder die<br />

großen Player. Der Mittelstand, der die Energiewende bis heute<br />

überhaupt erst mit seinen Investitionen ermöglicht hat, droht<br />

verdrängt zu werden. Damit scheint auch die große Chance,<br />

die oligopolistisch geprägte Struktur der Energieversorgung aus<br />

der Vergangenheit aufzubrechen und die Energieversorgung<br />

zu „demokratisieren“, verloren zu gehen.<br />

Bild: Privates Institut<br />

www.privates-institut.com<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Mit durchschnittlich circa 11,7 Cent pro Kilowattstunde<br />

liegt der Strompreis am Spotmarkt im Januar immer<br />

noch über dem Vorkriegsniveau. Damit zeigt sich<br />

jedoch auch, dass die energiepolitische Panik des<br />

letzten Jahres teilweise unbegründet war.<br />

Hier lässt sich eindeutig festhalten, dass sich<br />

Unsicherheit und Angst bei wichtigen<br />

Entscheidungen nie als gute Ratgeber<br />

erweisen. Schon gar nicht, wenn es<br />

um Beschlüsse von solch großer<br />

Tragweite geht. Hauruckaktionen,<br />

wie beispielsweise die Abschöpfung<br />

der im letzten Jahr zufällig entstandenen<br />

„Übergewinne“ von den<br />

erneuerbaren Energien, haben<br />

oft weitreichende Auswirkungen<br />

und scheinen nicht von Rationalität<br />

geprägt zu sein. Vielmehr<br />

können politische Entscheidungen<br />

wie diese für die<br />

deutsche Wirtschaft und den<br />

weiteren Ausbau der Windoder<br />

Solarkraft hierzulande<br />

sogar erheblichen Schaden<br />

bedeuten. Banken ziehen unter<br />

anderem bereits zugesagte<br />

Finanzierungen zurück und neue<br />

werden nur unter Stellung von<br />

zusätzlichen Sicherheiten wie<br />

beispielsweise mehr Eigenkapital<br />

möglich. Darüber hinaus setzen<br />

steigende Finanzierungskosten und<br />

Lieferengpässe der Branche stark zu.<br />

Kombiniert mit dem anhaltenden<br />

THOMAS SCHOY,<br />

GESCHÄFTSFÜHREN<strong>DER</strong> GESELLSCHAFTER <strong>DER</strong><br />

UNTERNEHMENSGRUPPE PRIVATES INSTITUT, MÜNCHEN<br />

6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


DASSAULT SYSTÈMES UND IBM MIT VIRTUAL-TWIN-KONZEPT<br />

Die beiden Partner Dassault<br />

Systèmes und IBM erweitern ihre<br />

Zusammenarbeit und unterzeichneten<br />

eine entsprechende Absichtserklärung.<br />

Ziel ist es, Technologien<br />

beider Unternehmen zu kombinieren<br />

und auf dieser Basis Herausforderungen<br />

von anlagenintensiven<br />

Branchen im Bereich Nachhaltigkeit<br />

zu bewältigen. Die Partner unterstützen Unternehmen dabei, ihre Geschäftskontinuität<br />

zu gewährleisten und zugleich ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.<br />

Damit die Unternehmen bestehende Strukturen und Anlagen besser beurteilen<br />

können, werden die 3DExperience-Plattform und Virtual-Twin-Lösungen von<br />

Dassault Systèmes mit den Lösungen von IBM für Asset Management, Ressourcenoptimierung,<br />

Umweltrisikomanagement und ESG-Governance verknüpft.<br />

So schaffen sie den erforderlichen Rahmen für die Modernisierung und weitere<br />

Optimierung von Energieversorgungsnetzen, Windkraftanlagen, Flughäfen,<br />

Wasserleitungssystemen, öffentlichen Verkehrsmitteln und Mobilität sowie von<br />

Städten und Rechenzentren.<br />

www.3ds.com<br />

CHRISTIAN TERLINDE WIRD NEUER<br />

GROUP CFO VON FLEN<strong>DER</strong><br />

Der Antriebshersteller Flender gab Anfang April<br />

bekannt, dass Christian Terlinde ab dem 1. Juli <strong>2023</strong><br />

die Rolle des Group CFO übernehmen wird. Noch ist<br />

Terlinde Group CFO des Nutzfahrzeugzulieferers Jost<br />

Werke. Flender Group CEO Andreas Evertz: „Ich bin<br />

sehr erfreut darüber, dass wir Christian Terlinde für<br />

Flender gewinnen konnten. Er ist genau der richtige<br />

Finanz- und Controlling-Experte für diese Rolle. Mit<br />

seiner großen Erfahrung als CFO in internationalen<br />

Industrie- und Automobilunternehmen sowie seiner Kapitalmarktexpertise ist<br />

er die perfekte Besetzung für unsere ambitionierte Wachstumsstrategie.“ Seit<br />

2019 fungiert Terlinde als Group CFO der Jost Werke, einem globalen Zulieferer<br />

für die Nutzfahrzeugindustrie. Zuvor war er unter anderem CFO bei Benteler<br />

Automotive und in leitenden Funktionen im Bereich Finanzen und Controlling<br />

bei der Mahle Group und E.ON tätig. Group CEO Andreas Evertz führt derzeit<br />

die CFO-Rolle von Flender auf Interimsbasis aus.<br />

www.flender.com<br />

HELUKABEL MIT NEUER TOCHTERGESELLSCHAFT IN IRLAND<br />

Die Helukabel-Gruppe hat<br />

Anfang des Jahres eine Tochtergesellschaft<br />

in Irland gegründet.<br />

Über den neuen Standort in<br />

Dublin möchte der Verbindungstechnikspezialist<br />

Kunden im<br />

Land künftig noch schneller<br />

beliefern. Mit Etablierung des<br />

Büro- und Logistikstandortes auf<br />

der grünen Insel ist das Unternehmen jetzt in 39 Ländern vertreten. „Unser Ziel<br />

ist es, die weltweit renommierte Marke Helukabel auch in Irland zu etablieren<br />

und unsere Position auf diesem spannenden Markt nachhaltig auszubauen“,<br />

so Geoff Byrne, der Leiter der neuen Tochtergesellschaft. „In vielen Industriebereichen<br />

und gerade bei den erneuerbaren Energien sehen wir hier noch ein<br />

großes Potenzial.“ Gerade wenn es um spezielle Anforderungen oder kundenindividuelle<br />

Lösungen gehe, sei die Präsenz vor Ort ein entscheidender Vorteil.<br />

Helukabel Irland ist bereits die zweite Vergrößerung der Unternehmensgruppe<br />

in diesem Jahr: Erst vor wenigen Wochen wurde die Gründung einer Tochtergesellschaft<br />

in Marokko verkündet.<br />

www.helukabel.com<br />

HYGIENIC<br />

DESIGN.<br />

<strong>DER</strong> PMS<br />

AUS EDEL-<br />

STAHL.<br />

PMS<br />

Der neue Ultraschallsensor pms aus<br />

Edelstahl ist mit seinem intelligenten<br />

Hygienic Design prädestiniert für anspruchsvolle<br />

Aufgaben in der Lebensmittel- und<br />

Pharmaindustrie.<br />

+ 4 Tastweiten:<br />

von 20 –1.300 mm<br />

+ 3 Ausgangsstufen: Push-Pull-Schaltausgang<br />

mit IO-Link oder Analogausgang<br />

+ 2 Gehäusevarianten: D12-Adapterschaft<br />

und D12-Bajonettverschluss<br />

microsonic.de/pms


KONSTRUKTION 2030<br />

EFFIZIENTE ROBOTER-AUTOMATISIERUNG<br />

Einfaches Automatisieren ohne großen Aufwand hat<br />

Konjunktur. Warum sind No-Code- und Low-Code-Tools<br />

auch aus der Robotik nicht mehr wegzudenken?<br />

Die immer weitere Verbreitung von Industrierobotern erschließt<br />

auch immer anspruchsvollere Aufgaben, die mehr Programmlogik<br />

beinhalten. Rein textuelle Programmierung kann so enorm<br />

umfangreich werden und für Personen, die Experten auf dem<br />

Gebiet der Produktionsprozesse, nicht jedoch in der Computerprogrammierung<br />

sind, völlig ungeeignet sein. Mit No-Codeund<br />

Low-Code-Ansätzen können sich diese Experten voll auf<br />

die Lösung des Roboterprozesses konzentrieren, anstatt sich mit<br />

Logikdetails oder bestimmten Sprachumgebungen herumzuschlagen.<br />

Dennoch sollte immer klar sein: No-Code- und Low-<br />

Code ist nur ein Übergangsstadium hin zum eigentlichen Ziel:<br />

Roboter, die sich intelligent vollständig selber einrichten und<br />

kontinuierlich anpassen – also die autonome Programmierung.<br />

Durch das ständige Sammeln von Laufzeitdaten kann mit vorhersagender<br />

Datenanalyse eine Prognose über notwendige Anpassungen<br />

automatisch vorgenommen werden. Dies kann zum Beispiel<br />

die Anpassung von Teach-Punkten als Reaktion auf Werkstückdrifts,<br />

Chargenwechsel oder Abnutzung an Werkzeugen sein.<br />

Diese Anpassungen können auch vollautomatisch zur Laufzeit<br />

berechnet und eingespielt werden. Kunden von uns nutzen solche<br />

Funktionalität in der Serienproduktion, um aufwändige Instandhaltungszyklen<br />

zu minimieren.<br />

Bilder: Aufmacher zapp2photo – stock.adobe.com, sonstige Artiminds<br />

www.artiminds.com<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Wie hoch ist der Programmieraufwand eines Roboters tatsächlich<br />

und was muss während der Anlaufphase beachtet werden?<br />

Zwischen einem trivialen Pick-and-Place einerseits und einer<br />

Kabelstrangmontage mit 3D-Lasern und Kraftsensoren andererseits<br />

kann ein Faktor tausend Unterschied bezogen auf die Zeilen<br />

Code im nativen Roboterprogramm und damit auch der Komplexität<br />

liegen. So kann der Aufwand auch zwischen wenigen Minuten<br />

und vielen Monaten liegen. Die Industrierobotik ist äußerst<br />

heterogen und Herausforderungen unterscheiden sich markant.<br />

Daher sind Werkzeuge wichtig, die in allen Szenarien, einfachen<br />

wie hochkomplexen, den Aufwand so weit wie möglich reduzieren,<br />

sowohl bei der initialen Programmierung als auch bei der<br />

Feineinstellung während der Anlaufphase. In der Anlaufphase<br />

spielt bereits die Verfügbarkeit aussagekräftiger Daten als Ergänzung<br />

zum Programmieransatz eine zentrale Rolle, um die zunehmende<br />

Varianz, zum Beispiel der Serienteile und Werkstückträger,<br />

zu erkennen und in den Griff zu bekommen.<br />

Gibt es die Möglichkeit notwendige Anpassungen während<br />

des Betriebs frühzeitig zu erkennen und können dann<br />

Optimierungen im Programm selbst vorgenommen werden?<br />

8 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

DR.-ING. SVEN SCHMIDT-ROHR,<br />

CEO ArtiMinds Robotics GmbH, Karlsruhe


LÖSUNGSPLATTFORM FÜR DIE PRODUKTION <strong>DER</strong> ZUKUNFT<br />

Das Messe-Duo Motek/Bondexpo findet <strong>2023</strong> vom 10. bis 13. Oktober<br />

statt. Dann sollen in Stuttgart die Themen Effizienz, Nachhaltigkeit<br />

und Flexibilität mehr denn je im Fokus stehen. „Die industrielle<br />

Produktion ist auf gutem Weg, noch effizienter, schonender und<br />

sparsamer zu werden. Hierfür ist die Motek/Bondexpo eine ideale<br />

Businessplattform für die Investitionsgüterindustrie, denn sie<br />

unterstützt alle Beteiligten bei der modernen und zukunftsfähigen<br />

Ausgestaltung der Fertigungsprozesse“, sagt Bettina Schall, Geschäftsführerin<br />

des Veranstalters P. E. Schall. Speziell die 41. Motek<br />

soll erneut hohe Ansprüche an die Automatisierung bedienen.<br />

„Deshalb erwarten wir wieder eine lebendige, begeisternde Messe, auf der die Branchenbeteiligten konkrete Fachdialoge und<br />

Lösungsgespräche führen“, so Projektleiter Rainer Bachert. Die integrierte Bondexpo präsentiert Klebtechnologien, die aufgrund<br />

neuer Werkstoffe und Fügetechnologien in der industriellen Fertigung einen zentralen Platz einnehmen.<br />

www.schall-messen.de<br />

www.motek-messe.de<br />

www.bondexpo-messe.de<br />

NÄCHSTE AUTOMATICA<br />

SCHON DIESES JAHR<br />

Die Automatica, die Leitmesse<br />

für intelligente Automation<br />

und Robotik, wechselt in einen<br />

neuen Rhythmus. Ab sofort<br />

findet sie in allen ungeraden<br />

Jahren statt, das erste Mal<br />

schon in diesem Jahr vom<br />

27. bis 30. Juni. Die Leitthemen<br />

der Messe werden digitale<br />

Integration und KI, nachhaltige<br />

Produktion sowie Zukunft der<br />

Arbeit sein. Wichtige Hersteller<br />

haben bereits ihre Teilnahme<br />

bestätigt. Bei der Robotik sind<br />

das unter anderem ABB, Fanuc,<br />

Kawasaki, Kuka, Stäubli,<br />

Universal Robotics und<br />

Yaskawa. Im Bereich Montageund<br />

Handhabungstechnik<br />

sind AFAG, Bosch Rexroth,<br />

Deprag, Festo, Hahn Group,<br />

Mikron, PIA Automation,<br />

Schaeffler, Schunk und Weber<br />

Schraubautomaten vertreten.<br />

Zu den Ausstellern der industriellen<br />

Bildverarbeitung zählen<br />

unter anderem Basler, Carl<br />

Zeiss, Cognex, IDS, MVTec, VMT<br />

und Visio Nerf. Außerdem<br />

werden Beckhoff, Heidenhain,<br />

IFM, Murrelektronik und<br />

Siemens ihre Produkte und<br />

Lösungen präsentieren.<br />

www.automatica-munich.com/de<br />

ASi-5<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

NEU GEDACHT.<br />

IHR WEGIN<br />

IN<br />

DIE DIGITALE<br />

ZUKUNFT.<br />

Stand B-311<br />

10.<strong>05</strong>. - 11.<strong>05</strong>.<strong>2023</strong><br />

Heilbronn<br />

Halle B6, Stand 218<br />

27.06. - 30.06.<strong>2023</strong><br />

München<br />

www.bihl-wiedemann.de


AKTUELLES<br />

MEISTER IM ERFINDEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Positionierspezialist Steinmeyer Mechatronik feiert sein 150-jähriges Bestehen.<br />

Die Dresdner sind bekannt für ihre präzisen und innovativen Positioniersysteme.<br />

Dabei begann die Erfolgsgeschichte ganz anders – und zwar mit Teleskopen<br />

und optischen Geräten. Wie aus einem Ein-Mann-Unternehmen ein internationaler<br />

Hightech-Player wurde und was die Sachsen zum Meister im Erfinden macht.<br />

Nur wer es schafft, Veränderung als Chance zu begreifen<br />

und Herausforderungen mit frischen Ideen und neuen<br />

Strategien zu begegnen, kann sich langfristig erfolgreich<br />

am Markt behaupten. Ein Unternehmen, dem<br />

dies gelungen ist, ist Steinmeyer Mechatronik. Seit 150 Jahren<br />

versorgen die Dresdner Präzisionsexperten die Hightech-Industrie<br />

mit wegweisenden, kreativen Technologien und gestalten<br />

als Innovationstreiber entscheidende Zukunftsfelder mit. „Zu<br />

uns kommen Erfinder und Innovatoren mit ihren bahnbrechen-<br />

Elger Matthes, Entwicklung und Produktmanagement,<br />

Steinmeyer Mechatronik, Dresden<br />

den Ideen und visionären Anforderungen. Wir bei Steinmeyer<br />

Mechatronik setzen diese in industrielle Technik um. Das heißt,<br />

wir entwickeln Positionierstrategien, bauen Prototypen und realisieren<br />

Serien. Wir stellen Ideen quasi in Metall, integrierten<br />

Schaltkreisen (IC) und Bytes her und helfen ihnen dabei, ‚fliegen<br />

zu lernen‘. Wir machen aus Ideen Produkte“, erklärt Geschäftsführer<br />

Alexander Bromme. Lösungen von Steinmeyer<br />

Mechatronik wachsen unter anderem so langsam wie Knochen<br />

(wenige µm pro Woche), fliegen 40 km hoch in die Stratosphäre,<br />

10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AKTUELLES<br />

01 Am heutigen Standort in<br />

Dresden werden hochpräzise<br />

Positionierlösungen für<br />

optische und feinmechanische<br />

Systeme auch unter Reinraumbedingungen<br />

komplett in<br />

Handarbeit montiert<br />

machen den Nanokosmos sichtbar oder kommen beim 3D-<br />

Druck für die regenerative Medizin sowie beim Wirkstoffscreening<br />

zum Einsatz.<br />

IMMER EINE IDEE VORAUS<br />

150 Jahre Steinmeyer Mechatronik: Das sind 150 Jahre beeindruckende<br />

Ingenieurskunst, höchste Präzision und technische<br />

Innovationen. Das Credo: Das Unmögliche möglich machen<br />

und die Grenzen des Machbaren neu definieren. „Wir entwickeln<br />

und konstruieren vollkommen neuartige Ideen und Lösungen<br />

– oft auch in Fällen, die andere für unlösbar halten.<br />

Oder anders ausgedrückt: Wir erfinden auf Bestellung und<br />

bringen Innovationen in die Serienfertigung“, so Alexander<br />

Bromme und betont: „Dort, wo Wettbewerber mit Katalogprodukten<br />

aufhören, fangen wir erst an!“ Erfinden liegt den Dresdnern<br />

im Blut – nicht nur in Bezug auf Kundenprojekte, sondern<br />

auch hinsichtlich ihrer eigenen Unternehmensentwicklung. Im<br />

Laufe der vergangenen anderthalb Jahrhunderte hat Steinmeyer<br />

Mechatronik sein Kerngeschäft immer wieder anders ausgerichtet,<br />

neue Wachstumsfelder erschlossen, fortschrittliche<br />

Technologien vorangetrieben und zukunftsorientierte Perspektiven<br />

entwickelt.<br />

150 JAHRE FIRMENGESCHICHTE<br />

DURCH KREATIVE LÖSUNGS-<br />

KOMPETENZEN LASSEN SICH<br />

STARKE AKZENTE IN <strong>DER</strong><br />

BRANCHE SETZEN<br />

Gegründet 1872 von Gustav Heyde als „Mathematisch-mechanisches<br />

Institut und Optische Präzisionswerkstätten“ entwickelte<br />

sich das sächsische Unternehmen schnell zu einem weltweiten<br />

Lieferanten von Teleskopen, optischen Geräten sowie fotografischen<br />

Objektiven (Aplanate) und beschäftigte 1912 bereits<br />

200 Angestellte. Etwa 100 Jahre waren die Sachsen Hersteller geodätischer,<br />

astronomischer und aerooptographischer Vermessungsgeräte<br />

sowie hochgenauer Kreis- und Längenteilmaschinen.<br />

Ab Mitte der 1960er-Jahre profilierte sich das Unternehmen<br />

dann zunehmend als Zulieferer der Werkzeugmaschinenindustrie<br />

und neue Produkte wie Messsteuerungen für Schleifprozesse,<br />

Fahrdrahtmessgeräte sowie Präzisions- und Optikkomponenten<br />

wurden in das Fertigungssortiment übernommen.<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 11


AKTUELLES<br />

1972 erfolgte die Einbindung in Carl Zeiss Jena, 1985 startete die<br />

Produktion von hochauflösenden Laserinterferometern und seit<br />

1992 sind die Dresdner Teil der Steinmeyer-Firmengruppe. In den<br />

Folgejahren wurde die Präzisionsfertigung von Einzelteilen und<br />

kompletten Montagegruppen kontinuierlich ausgebaut. Mit dem<br />

Umzug an den heutigen Standort in Dresden Zschachwitz im Jahr<br />

2004 erweiterten sich die Fertigungsflächen erheblich (heute<br />

3.500 m 2 ), Reinraumproduktionsflächen kamen hinzu (heute<br />

150 m 2 ) und die Segel wurden klar auf Wachstumskurs gesetzt.<br />

MECHATRONIK AT ITS BEST<br />

Seit 2015 verlagert sich der Schwerpunkt vermehrt Richtung<br />

Softwareentwicklung und SPS-Maschinenprogrammierung.<br />

Mechatronik – die Verschmelzung von Mechanik, Elektronik<br />

und Informatik – wird zum Markenzeichen. Mechanik und Elektronik<br />

werden gemeinsam entwickelt, genau aufeinander abgestimmt<br />

und zu einer kompakten Einheit verschmolzen. Aus<br />

dem Komponentenlieferanten wird ein Systemanbieter und<br />

Produzent kompletter Maschinen.<br />

Heute ist Steinmeyer Mechatronik einer der führenden Hersteller<br />

von hochgenauen Positionierlösungen für optische und<br />

feinmechanische Systeme. Partner sind unter anderem die<br />

Halbleiter-, Laser- und Optikindustrie, die Biotechnologie, die<br />

Medizintechnik, Messgerätehersteller, die Luftfahrtindustrie<br />

und Forschungsinstitute in weltweit mehr als 25 Ländern. Im<br />

Fokus stehen dabei vor allem die Entwicklung und Fertigung<br />

von OEM-Serien sowie komplexer Mehrachssysteme. So gut wie<br />

alle Bauteile und Komponenten werden im eigenen Haus gefertigt<br />

und sämtliche Produkte komplett in Handarbeit montiert,<br />

selbst komplexeste Positioniersysteme. Das garantiert höchste<br />

Qualität. Flexible Produktionsprozesse und modernste Fertigungstechnik<br />

sind dabei das A und O.<br />

MUT, UNBEKANNTE WEGE ZU GEHEN<br />

Woher nehmen die Dresdner ihre Ideen und Inspirationen? Was<br />

ist das Geheimnis ihrer hohen Innovationskraft? Da kommen<br />

viele Faktoren zusammen: exzellente Techniker, schlagkräftige<br />

Teams in allen Abteilungen, Ideenreichtum, Innovationsdenken –<br />

und die passende Infrastruktur. Von der Entwicklung über die<br />

Fertigung und Montage bis hin zur Testabteilung arbeiten alle<br />

Abteilungen am Standort Dresden unter einem Dach eng zusammen.<br />

So können Synergien optimal genutzt und spezifische Kundenanforderungen<br />

schnell und unkompliziert realisiert werden.<br />

„Unsere Mitarbeiter sind neugierig, hinterfragen etablierte Lösungen,<br />

probieren neue Technologien aus und trauen sich, auch mal<br />

unbekannte Wege zu gehen“, macht Alexander Bromme deutlich<br />

und erklärt: „Wir möchten unseren Kunden stets die passende<br />

Lösung für ihre Applikation bieten und ihnen dabei helfen, noch<br />

erfolgreicher zu werden. Daher achten wir vom ersten Moment<br />

an auf die Anwendung und nehmen uns viel Zeit, die Anforderungen<br />

des Kunden zu verstehen. Wir hören genau zu und fragen:<br />

Was braucht es, um die Positionieraufgabe zu lösen? Wir fragen<br />

nicht: Was können wir ihm verkaufen?“ Diese Herangehensweise<br />

macht den Unterschied und wird von Anwendern auf der<br />

ganzen Welt geschätzt.<br />

AM PULS <strong>DER</strong> INNOVATIONEN<br />

Vorreiter, Impulsgeber, Innovationsführer, Zukunftsgestalter: Seit<br />

150 Jahren befindet sich Steinmeyer Mechatronik dank Wand-<br />

02<br />

03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

04<br />

02 1912 beschäftigte<br />

das Unternehmen<br />

als „Mathematischmechanisches<br />

Institut und Optische<br />

Präzisionswerkstätten“<br />

200 Angestellte<br />

03 Astronomische und<br />

geodätische Instrumente<br />

gehörten fast 100 Jahre<br />

zum Portfolio<br />

04 In den 1980er-<br />

Jahren wurden unter<br />

der Flagge von Carl Zeiss<br />

Jena hochauflösende<br />

Laserinterferometer<br />

produziert<br />

12 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AKTUELLES<br />

MIT WANDLUNGSFÄHIGKEIT ZUM ERFOLG<br />

Wir haben uns immer wieder verändert. Diese Wandlungsfähigkeit<br />

ist das Erfolgsrezept von Steinmeyer Mechatronik. Ich kann nicht in<br />

die Zukunft schauen, aber wir werden den Veränderungen folgen<br />

und diese mitgestalten. Neugierig und mutig bleiben! Wir möchten<br />

uns als wichtiger Hidden Champion der europäischen Hightech-<br />

Industrie etablieren und mit unseren Technologien die spannendsten<br />

Zukunftsthemen begleiten und nach vorn treiben.<br />

ALEXAN<strong>DER</strong> BROMME, Geschäftsführer Steinmeyer Mechatronik, Dresden<br />

lungsfähigkeit, technischer Neuentwicklungen und der steten<br />

Umsetzung von wissenschaftlichen Ergebnissen in industrielle<br />

Produkte und Prozesse auf der technologischen Überholspur.<br />

Die Sachsen haben ihren Weg gemacht – unbeirrt von äußeren<br />

Umständen, politischen Rahmenbedingungen oder wirtschaftlichen<br />

Herausforderungen. Und das Ende der Fahnenstange ist<br />

noch lange nicht erreicht. Viel zu viel gibt es noch zu erfinden.<br />

Themen wie Embedded Systems – smarte, netzwerkfähige Baugruppen<br />

mit interner Elektronik –, Parallelkinematiken, Luftlagertechnologie,<br />

Direktantriebe und schwebende Plattformen –<br />

Stichwort Magnetic Levitation – gewinnen zunehmend an Bedeutung.<br />

Steuerungs-Hardware-Entwicklung, komplexe hochgradig<br />

kundenspezifische Präzisions-Baugruppen in Serie,<br />

HV- und UHV-Systeme sowie komplexe vollständige Maschinen<br />

rücken verstärkt in den Fokus. Wo auch immer die Reise hingeht,<br />

klar ist: Auch weiterhin werden die Dresdner neue Standards definieren<br />

und mit ihrer kreativen und teilweise unkonventionellen<br />

Lösungskompetenz starke Akzente in der Branche setzen.<br />

Bilder: Steinmeyer Mechatronik<br />

www.steinmeyer-mechatronik.de<br />

LEICHTATHLET<br />

INTELLIGENTE GLEITLAGERLÖSUNGEN –<br />

FÜR EINEN REIBUNGSFREIEN ABLAUF UND MEHR EFFEKTIVITÄT<br />

PASSION FOR TECHNOLOGY.


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

FÜR JEDEN EINSATZ DIE<br />

PASSENDE FE<strong>DER</strong><br />

Das Spektrum an technischen Federn ist groß. Aber was bedeutet<br />

der Begriff „technische Federn“ genau? Welche Metallfedernarten<br />

sind damit gemeint und für welche Kraftzustände und Anwendungen<br />

werden sie verwendet? Antworten gibt der nachfolgende Beitrag.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Unter dem Begriff technische Federn sind alle Metallfedern<br />

zusammengefasst, die in technischen Anwendungen<br />

eingesetzt werden. Die besondere Eigenschaft von technischen<br />

Federn ist ihre reversible Formänderung bei<br />

Belastung. Ermöglicht wird dies durch die spezielle Formgebung<br />

und den verwendeten Federwerkstoff. Technische Federn<br />

werden in nahezu allen Branchen eingesetzt, beispielsweise<br />

im Maschinenbau, in der Elektro- und Medizintechnik, der<br />

Lebensmittelbranche, der Luft- und Raumfahrt, und erfüllen<br />

dort vielfältige Aufgaben. Technische Federn, wie Formfedern,<br />

Flachfedern, Flachformfedern, Kontaktfedern, Druckfedern,<br />

Zugfedern und Spiralfedern, werden dabei als Speicherelemente,<br />

Messelemente, Schwingungselemente, Ruheelemente und Lagerelemente<br />

verwendet.<br />

VERSCHIEDENE FE<strong>DER</strong>N FÜR<br />

UNTERSCHIEDLICHE KRAFTZUSTÄNDE<br />

Die Grundtechnik aller technischer Federn beruht auf ihrem Vermögen,<br />

potenzielle Energie zu speichern und diese kontrolliert<br />

in kinetische Energie umzuwandeln und umgekehrt. Nachfolgend<br />

Jürgen Mugrauer, Marketingleiter, Gutekunst Federn, Metzingen<br />

ein paar Beispiele, für welche Kraftzustände häufig technische<br />

Federn eingesetzt werden:<br />

■ Rückstellkraft: Die Federkraft wird hierbei als Gegenkraft eingesetzt,<br />

um die bewegte Masse in die vorherige Ruhelage zurückzuführen.<br />

Diese Rückstellkraft ist die häufigste Anwendung von<br />

technischen Federn und wird von Formfedern, Flachfedern,<br />

Druckfedern, Zugfedern und Schenkelfedern in gleichem Maße<br />

bereitgestellt.<br />

■ Haftkraft: In kraftschlüssigen Verbindungen stellen Sicherungsund<br />

Federscheiben Druck- und Haftkräfte bereit, die einer ungewollten<br />

Lockerung, zumeist von Schrauben und Muttern,<br />

entgegenwirken.<br />

■ Ausgleichskraft: Bei Form-, Maß- oder Positionsänderungen<br />

anderer Bauteile, werden technische Federn oft verwendet, um<br />

einen Ausgleich zu schaffen oder die elektrische Verbindung aufrecht<br />

zu erhalten. Hierfür eignen sich, je nach Aufgabe, Formfedern,<br />

Flachfedern, Kontaktfedern, Druck- oder Schenkelfedern.<br />

■ Gewichtskraft: Die Feder wird zur gleichmäßigen Lastverteilung<br />

zwischen Körpern genutzt. Bestes Beispiel ist die Federkernmatratze,<br />

die diese Gewichtskraft mit speziellen konischen<br />

Druckfedern bereitstellt.<br />

■ Antriebskraft: Durch die Vorspannung einer technischen Feder<br />

wird Energie gespeichert, die dann bei Entspannung freigesetzt<br />

wird und bewegliche Geräte antreibt. Mit Spiralfedern werden<br />

beispielsweise mechanische Uhren angetrieben oder flexible<br />

Hundeleinen eingerollt.<br />

14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01<br />

01 Technische Federn werden als Speicherelemente,<br />

Messelemente, Schwingungselemente, Ruheelemente<br />

und Lagerelemente verwendet<br />

02 Neben einem umfangreichen Lagerprogramm<br />

fertigt das Unternehmen individuelle Metallfedern<br />

in Kleinmengen und Großserien<br />

■ Schwingungs- und Dämpfungskraft: Mit der Aufnahme von<br />

kinetischer Energie durch eintreffende Kräfte oder Stöße verformt<br />

sich die technische Feder. Beim Ausschwingen der Masse<br />

wird diese kinetische Energie wieder in potenzielle Energie umgewandelt.<br />

So sorgen beispielsweise Blattfedern für eine sichere<br />

Ladung vor einwirkenden Kräften und Stößen.<br />

FAKTOREN BEI <strong>DER</strong> FE<strong>DER</strong>KONSTRUKTION<br />

FÜR EINE OPTIMALE FE<strong>DER</strong>-<br />

ARBEIT MÜSSEN FUNKTION,<br />

FORM UND ABMESSUNGEN<br />

<strong>DER</strong> FE<strong>DER</strong> STIMMEN<br />

02<br />

Das Ziel bei der Neuentwicklung einer technischen Feder ist es,<br />

für die gegebene Anwendung eine Feder zu finden, die unter<br />

Berücksichtigung aller Umstände perfekt passt. Funktion, Form<br />

und Abmessungen müssen dabei so gewählt werden, dass die<br />

technische Feder die geforderte Federarbeit optimal erfüllt. Dabei<br />

spielen verschiedene Faktoren in der Federentwicklung eine<br />

wichtige Rolle – etwa, welche Aufgabe die technische Feder erfüllen<br />

muss, welche Federbewegung gewünscht ist, wie groß der vorhandene<br />

Bauraum ist und welche Anschlussbauteile vorliegen.<br />

Dazu kommen Eigenschaften und Besonderheiten aus der<br />

Gesamtkonstruktion und aus den Einsatzbedingungen. So sind<br />

oft Korrosionsbeständigkeit, elektrische Leitfähigkeit oder eine<br />

möglichst wirtschaftliche Fertigung zu berücksichtigen beziehungsweise<br />

Grundlage der Federnkonstruktion. Allgemein gilt es, für<br />

technische Federn folgende Anforderungen zur Federentwicklung<br />

zusammenzuführen:<br />

■ Aufgabe und Funktion: Wofür wird die technische Feder eingesetzt<br />

(Medizintechnik, Lebensmitteltechnik, Elektrotechnik etc.)<br />

und welche Funktionen – wie Kraftzustand, Kraftentfaltung (Federkennlinie)<br />

und eventuelle Zusatzfunktion (elektrisch leitend,<br />

unmagnetisch, isolierend, säurebeständig etc.) – werden benötigt?<br />

■ Einbausituation und Einbauraum: Wie erfolgt die Krafteinleitung<br />

(Druck-, Zug-, Torsions- oder Biegespannung) und welcher<br />

Einbauraum steht hierzu zur Verfügung?<br />

■ Federnart und Federform: Welche Federnart ist für die Aufgabe<br />

geeignet und mit welcher Federnform kann dies im vorhandenen<br />

Einbauraum realisiert werden?<br />

■ Benötigte Kräfte und Federwege: Welche Federkräfte werden<br />

bei bestimmten Federwegen oder -längen benötigt?<br />

■ Einsatztemperatur und Umgebung: Bei welcher Einsatztemperatur<br />

und in welcher Umgebung (Luft, Salzwasser, Motoröl etc.)<br />

wird die technische Feder eingesetzt?<br />

■ Belastungsart und Lebensdauer: Welche Belastungsart liegt vor<br />

(statische konstante Belastung oder dynamische Belastung mit<br />

veränderlichen Beanspruchungen und Hubspannungen)? Für<br />

welche Gesamtlebensdauer soll die technische Feder angefertigt<br />

werden?<br />

ONLINEKATALOG UND INDIVIDUELLE<br />

FE<strong>DER</strong>NBERECHNUNG<br />

Antworten rund um das Thema technische Federn bieten die<br />

Unternehmen Gutekunst Federn und Gutekunst Formfedern<br />

GmbH. Gutekunst Federn ist auf die Entwicklung und Fertigung<br />

von Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern sowie Befestigungsteilen<br />

und Drahtbiegeteilen aus jedem gewünschten Federstahldraht<br />

spezialisiert. Neben dem umfangreichen Lagerprogramm<br />

mit 12.603 Federbaugrößen fertigt das Unternehmen jede gewünschte<br />

individuelle Metallfeder bis 12 mm Drahtstärke in<br />

Kleinmengen und Großserien. Durch den umfangreichen<br />

Federnkatalog unter www.federnshop.com, die individuelle<br />

Federnberechnung WinFSB und den CAD-Daten-Generator wird<br />

der Anwender bei der Auswahl der passenden Feder unterstützt.<br />

Zudem bietet Gutekunst Federn mit blog.federnshop.com eine<br />

Informationsplattform rundum das Thema Metallfedern.<br />

Die Gutekunst Formfedern GmbH in Pfalzgrafenweiler ist auf<br />

die Entwicklung und Fertigung von individuellen Formfedern,<br />

Flachfedern, Blattfedern, Kontaktfedern, Stanzteilen, Stanzbiegeteilen,<br />

Laserteilen, Federklammern und Rechteckfedern in<br />

grenzenloser Formenvielfalt spezialisiert. Zertifiziert nach<br />

ISO 9001:2008, 14001 und 18001, bietet der Hersteller mit seinem<br />

umfangreichen Maschinenpark an CAD/CAM-gesteuerten Laser,<br />

Stanz-, Abkant-, Biege- und Drahterodierautomaten eine hohe<br />

Teilepräzision und Wiederholgenauigkeit.<br />

Bilder: Gutekunst<br />

www.federnshop.com<br />

www.formfedern.com<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 15


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

GEHÄUSELAGER<br />

SCHÜTZEN VOR<br />

AUSFÄLLEN<br />

Die Auswahl von Wälzlagern verlangt Sorgfalt und Kenntnis der Einsatzbedingungen.<br />

Vor allem wenn diese Bedingungen ungünstig sind, kann ein Gehäuselager die<br />

richtige Lösung sein. Das gilt für unterschiedliche Anwendungsfelder – von der<br />

Lebensmittelproduktion über die Stahlindustrie bis zur Aufbereitungstechnik.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Optimale Integration in die Umgebungskonstruktion,<br />

Module und Systeme statt Komponenten: Das sind<br />

zwei zentrale Trends bei der Konstruktion eines Antriebsstrangs.<br />

Wenn es dabei um die rotative Lagerung<br />

im Antrieb geht, lassen sich diese Anforderungen gut mit Gehäuselagern<br />

erfüllen. Sie sind montagefreundlich, bestens abgedichtet<br />

und passen – wenn sie sorgfältig ausgewählt wurden – perfekt in<br />

die Umgebungskonstruktion.<br />

Die Erfahrungen von NSK zeigen: Es lohnt sich, diese Option<br />

zu berücksichtigen – bei der Neukonstruktion, aber auch wenn<br />

an vorhandenen Anlagen Probleme auftreten. Für diese Fälle bietet<br />

das NSK-Programm unterschiedliche Baureihen von Gehäuselagern,<br />

einige werden hier vorgestellt.<br />

Dirk Rohmann, Senior Application Engineer,<br />

NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />

STANDARDPROGRAMM MIT<br />

GROSSER AUSWAHL<br />

Als Standard-Gehäuselagerserie werden die Self-Lube-Lagereinheiten<br />

in einer großen Auswahl an Baugrößen mit Gehäusen aus<br />

Gusseisen, Pressstahl, Kunststoff und Edelstahl gefertigt – jeweils<br />

in verschiedenen Bauformen als Stehlager, Flanschlager und<br />

Spannlager. Sie sind zumeist mit Rillenkugellagern aus der Serie<br />

6200 ausgestattet, die mit ihren fein bearbeiteten Laufbahnen ein<br />

hohes Maß an Laufruhe gewährleisten. Die Innen- und Außenringe<br />

dieser Lager werden aus gehärtetem Qualitätsstahl gefertigt,<br />

bei der Abdichtung hat der Anwender die Wahl zwischen<br />

Einfach- oder Dreifachlippendichtung und Schleuderscheiben.<br />

Optionale Protektoren aus Stahl oder Kunststoff sorgen für<br />

zusätzlichen Lagerschutz.<br />

KORROSIONSBESTÄNDIGE GEHÄUSELAGER<br />

Bei der Silver-Lube-Serie handelt es sich um korrosionsbeständige<br />

Gehäuselager. Sie wurden unter anderem für hygienekonforme<br />

16 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01 Robust, gut abgedichtet und korrosionsbeständig:<br />

Silver Lube-Gehäuselager<br />

01<br />

Anwendungen in der Lebensmittelindustrie entwickelt, wo Washdown-Prozesse<br />

oder das Beaufschlagen mit dem Hochdruckreiniger<br />

zum Wälzlager-Alltag gehören. Aus diesem Grund werden die<br />

Gehäuse dieser Lager aus thermoplastischem Kunststoff (PBT)<br />

gefertigt. Diese Monomaterial-Lösung bietet zusätzlich den Vorteil,<br />

dass keine Beschichtung erforderlich und somit keine Abblätterungen<br />

möglich sind. Glatte Oberflächen ermöglichen eine<br />

gründliche und rückstandsfreie Reinigung. Darüber hinaus sind<br />

diese Lager widerstandsfähig gegenüber Chemikalien, und sie<br />

halten Temperaturen in einem breiten Spektrum stand.<br />

MIT LEBENSDAUERSCHMIERUNG<br />

Die Life-Lube-Serie kombiniert die oben beschriebenen Silver-<br />

Lube-Gehäuse mit den Molded-Oil-Lagereinsätzen. Diese Edelstahl-Wälzlager<br />

sind mit einem Harz befüllt, in das ein Schmierstoff<br />

inkorporiert ist, der sukzessive über die Lebensdauer des<br />

Lagers abgegeben wird. Ein Nachschmieren ist somit nicht erforderlich.<br />

Außerdem verhindert das feststoffartige Schmiermittel<br />

das Eindringen von Verunreinigungen ins Lager. Unterstützt wird<br />

dies durch hoch wirksame Nitrilgummidichtungen und optionale<br />

Edelstahl-Schleuderscheiben.<br />

EINSATZ BEI EXTREMEN TEMPERATUREN<br />

Eine weitere Baureihe im Gehäuselagerprogramm von NSK sind<br />

die HLT Self-Lube-Lager, die für den Einsatz unter extremen<br />

Temperaturen (-40 °C bis 180 °C) entwickelt wurden. Diese nachschmierbaren<br />

HLT-Einsätze sind für alle Graugussgehäuse der<br />

Self-Lube-Serie verfügbar. Zu den Anwendungsbereichen gehören<br />

Förderanlagen in Kühlhäusern, Lackieranlagen, Ziegelbrennereien<br />

und die Stahlindustrie.<br />

Eine aktuelle Ergänzung im Self-Lube-Programm sind Gehäuselagereinheiten,<br />

die dem JIS-Standard entsprechen. Sie sind in<br />

den sechs gängigsten Gehäusetypen mit Bohrungsdurchmessern<br />

von 12 bis 90 mm verfügbar. Zu den typischen Anwendungsbereichen<br />

gehören Landmaschinen, Anlagen der Zement- und Baustoffindustrie<br />

sowie die Lebensmittel- und Verpackungstechnik.<br />

ENTWICKELT FÜR RAUE<br />

UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />

Eine weitere Gehäuselager-Baureihe, die SNN-Serie, wurde von<br />

Grund auf für den Einsatz unter ungünstigen Umgebungsbedingungen<br />

entwickelt – zum Beispiel in der Fördertechnik, in Anlagen<br />

der Gewinnungsindustrie, in Ventilatoren und Verdichtern sowie<br />

in der Stahlerzeugung und -verarbeitung.<br />

Das Gehäuse aus hochwertigem Grauguss zeichnet sich durch<br />

sehr hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht aus sowie durch<br />

eine sehr gute Wärmeableitung. Das geteilte Gehäuse ermöglicht<br />

eine einfache Montage und Wartung der Lager. Eine Nachschmierung<br />

ist über zwei Bohrungen möglich. Die Gehäuse<br />

können mit Pendelkugellagern oder Pendelrollenlagern jeweils<br />

mit kegeliger Bohrung (Kegel 1 : 12) auf Spannhülsen aus dem<br />

NSK-Programm ausgerüstet werden, die auch bei hohen Belastungen<br />

eine sehr lange Lebensdauer erreichen. Sie gleichen<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 17


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

02 04<br />

02 Die Life-Lube-Gehäuselagerserie kombiniert<br />

die Silver-Lube-Gehäuse mit den lebensdauergeschmierten<br />

Molded-Oil-Lagereinsätzen<br />

03 Die Self-Lube HLT-Lagereinsätze halten<br />

Temperaturen bis zu 180 °C stand<br />

03<br />

04 Die Gehäuselager der SNN-Serie<br />

wurden für den Einsatz unter ungünstigen<br />

Umgebungsbedingungen entwickelt<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Fluchtungsfehler zuverlässig aus und erhöhen damit die Lebensdauer<br />

des gesamten Antriebs.<br />

Ein zentrales Konstruktionselement von Gehäuselagern für<br />

widrige Umgebungsbedingungen ist das Dichtungssystem. Bei<br />

der SNN-Serie hat der Anwender die Wahl zwischen Zweilippen-,<br />

V-Ring-, Filz-, Labyrinth- und Taconite-Dichtung und kann somit<br />

– in Abhängigkeit zum Beispiel von Umgebungstemperatur,<br />

Wellengeschwindigkeit und Art der Verschmutzungen – die optimale<br />

Dichtung für den individuellen Anwendungsfall aussuchen.<br />

STEHLAGER IN EINER GROSSMOLKEREI<br />

Viele Hersteller von Maschinen, zum Beispiel im Nahrungsmittelmaschinenbau,<br />

verwenden Gehäuselager von NSK in der<br />

Erstausrüstung – und profitieren dabei unter anderem auch von<br />

deren Montagefreundlichkeit durch die Selbstausrichtung der<br />

ballig geformten Lagereinsätze. Aber es gibt auch viele Fälle, bei<br />

denen diese Lager erst als Austauschkomponenten zum Einsatz<br />

GEHÄUSELAGER LASSEN<br />

SICH GUT IN DIE UMGEBUNGS-<br />

KONSTRUKTION INTEGRIEREN<br />

UND SCHNELL MONTIEREN<br />

kommen – wenn die vorhandene Lagerlösung Probleme bereitet.<br />

Ein Beispiel: In einer Großmolkerei kam es immer wieder zu<br />

Lagerausfällen bei den Stehlagern an den fünf Förderstrecken<br />

der Abfüllanlage. Die NSK-Experten stellten vor Ort Korrosion<br />

an und in den Lagern fest. Zudem wurde bei den häufigen und<br />

gründlichen Reinigungsvorgängen das Lagerfett ausgewaschen.<br />

Der Vorschlag – Einsatz von Silver-Lube-Gehäuselagern –<br />

wurde zunächst testweise an einer Förderstrecke umgesetzt,<br />

was zu einer deutlichen Verlängerung der Lagerlebensdauer<br />

führte. Daraufhin rüstete die Molkerei alle Förderanlagen<br />

entsprechend um.<br />

HOCHTEMPERATUR-LAGER<br />

IN <strong>DER</strong> STAHLINDUSTRIE<br />

Wie breit das Einsatzspektrum der Self-Lube-Lager ist, zeigt ein<br />

weiteres Beispiel. Die Produktivität eines Stahlwerks wurde<br />

durch Lagerausfälle an einer Zellenradschleuse beeinträchtigt,<br />

die für die Zudosierung von Kohle bei der Erzaufbereitung genutzt<br />

wird. Eine Vor-Ort-Analyse durch NSK zeigte schnell, dass<br />

die vorhandenen Gehäuselager nicht für die hohen Umgebungstemperaturen<br />

geeignet waren. Hier lautete die Empfehlung: Austausch<br />

gegen HLT-Lagereinsätze im Self-Lube-Gehäuse aus<br />

Grauguss, ergänzt durch ein wärmeisolierendes Distanzstück<br />

und eine maßgeschneiderte Adapterplatte.<br />

Nach mehr als 12 Monaten war noch kein Lager ausgefallen.<br />

Das führte aus Anwendersicht zu einer jährliche Kosteneinsparung<br />

von insgesamt 292.136 €. Sie setzt sich zusammen aus dem<br />

Wegfall der Stillstandszeiten, dem verringerten Wartungsaufwand<br />

und dem Verzicht auf die zuvor nötige Druckluftkühlung<br />

der Lager. Im Vergleich dazu ist die Investition fast zu vernachlässigen:<br />

Die Kosten der Wälzlager, die nun turnusmäßig im<br />

Rahmen des Wartungsplans einmal pro Jahr ausgetauscht werden,<br />

betragen gerade einmal 119 €.<br />

ALTERNATIVEN PRÜFEN<br />

Die Beispiele zeigen: Ein gut abgedichtetes Gehäuselager ist in<br />

vielen Fällen der passende Problemlöser bei Lagerausfällen.<br />

Zudem lässt es sich besser in die Umgebungskonstruktion integrieren<br />

und mit weniger Zeitaufwand montieren. Die Beispiele<br />

zeigen aber auch: Es gibt immer wieder Maschinen und Komponenten,<br />

die mit sub-optimalen Wälzlagern ausgestattet sind. Der<br />

Konstrukteur ist gut beraten, hier mit Sorgfalt vorzugehen und<br />

Alternativen zu prüfen. Die Applikations-Ingenieure und die Vertriebspartner<br />

von NSK können dabei unterstützen.<br />

Bilder: Aufmacher Hintergrund tongpatong – stock.adobe.com, sonstige NSK<br />

www.nskeurope.com<br />

18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPANNSÄTZE FÜR SPIELFREIE DREHMOMENTÜBERTRAGUNG<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Ob Spannsätze, Schrumpfscheiben oder Spannelemente: KBK fertigt<br />

eine große Bandbreite kraftschlüssiger Welle-Nabe-Verbindungen. Der<br />

Anwender hat die Wahl zwischen selbstzentrierenden und nicht-selbstzentrierenden<br />

Spannsätzen. Die selbstzentrierenden Spannsätze sind für<br />

Wellendurchmesser von 4 bis 465 mm und Drehmomente von 3 bis<br />

610.000 Nm lieferbar, die nicht-selbstzentrierenden Ausführungen für<br />

Wellen mit Durchmessern von 14 bis 285 mm und Drehmomente von 255<br />

bis 68.000 Nm. Neben der großen Variantenvielfalt haben die kraftschlüssigen<br />

Spannsätze von KBK noch einen weiteren Vorteil gegenüber<br />

herkömmlichen Passfedern: Hier gibt es keinerlei Kerbwirkungen oder<br />

Passungsrost. Darüber hinaus garantieren die Spannsätze aufgrund ihrer radialen Pressung sehr gute Rundlaufeigenschaften. Das<br />

Unternehmen hat unterschiedlichste Spannsatz-Ausführungen im Programm. Der KBS 56 eignet sich mit seiner besonders hohen<br />

Passungstoleranz (JS9) sehr gut für die Montage einfacher Lüfterräder. Der standardmäßig aus Edelstahl gefertigte KBS 57 wurde<br />

speziell für die Lebensmittelindustrie entwickelt und das Modell KBS 59 ist prädestiniert für Montagesituationen mit wenig<br />

Bauraum oder nicht zugänglicher Welle.<br />

www.kbk-antriebstechnik.de<br />

KOMPLETTSYSTEM FÜR<br />

WERKZEUGMASCHINEN<br />

Schnell montiert und zuverlässig<br />

im Betrieb – so müssen<br />

Maschinenkomponenten heute<br />

sein. Lenord+Bauer, Spezialist<br />

für das Erfassen von Drehzahlen<br />

und Positionen in Hochgeschwindigkeits-Spindeln,<br />

bietet<br />

mit Minicodern und passenden<br />

ferromagnetischen Präzisionsmesszahnrädern<br />

eine Plug-and-<br />

Play-Lösung. Sensor und<br />

Maßverkörperung müssen für<br />

DIE KUPPLUNG.<br />

FÜR DIE WELT <strong>DER</strong><br />

PRÄZISION<br />

eine einwandfreie Funktion<br />

zusammenpassen. Insbesondere<br />

in Anwendungen, in denen<br />

Drehzahlsignale hoch interpoliert<br />

oder gesteigerte<br />

Anforderungen an die<br />

Positioniergenauigkeit gestellt<br />

werden, sind präzise Messzahnräder<br />

eine Voraussetzung für<br />

eine optimale Signalqualität.<br />

Für mehr Flexibilität bei der<br />

Maschinenkonstruktion bietet<br />

Lenord+Bauer neben Standard-<br />

Messzahnrädern auch kundenspezifische<br />

Varianten mit<br />

individuellen Innendurchmessern<br />

und Zähnezahl,<br />

Bohrungen, Gewinden oder<br />

Passfedernuten. Zudem ermöglicht<br />

die multifunktionale<br />

Ausführung die Verwendung,<br />

beispielsweise als Lagerdeckel.<br />

www.lenord.de<br />

BK METALLBALG-<br />

KUPPLUNGEN<br />

KUPPLUNGEN<br />

0,<strong>05</strong> - 10.000 Nm<br />

Höchste Höchste Präzision Präzision für für<br />

Positioniergenauigkeit<br />

Positioniergenauigkeit<br />

Spielfrei Spielfrei & torsionssteif<br />

torsionssteif<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

NEUE WERKSTOFFE FÜR HOCHELASTISCHE<br />

FLANSCHKUPPLUNG<br />

KTR hat seine Sinulastic-Reihe an<br />

Flanschkupplungen um die<br />

Werkstoffe Synthetischer Kautschuk<br />

(EPDM) und Silikonkautschuk<br />

(SI) erweitert. Die hochdrehelastischen<br />

Elastomerwerkstoffe sind<br />

besonders für den Einsatz bei<br />

Umgebungstemperaturen bis<br />

130 °C geeignet. Die Elemente<br />

werden bei der Sinulastic zwischen<br />

dem Flanschring und der Kupplungsnabe<br />

eingesetzt. Hier<br />

dämpfen sie die durch den Motor<br />

ins System eingebrachten Torsionsschwingungen<br />

und verlagern den<br />

Betriebsbereich oberhalb der<br />

kritischen Resonanzdrehzahl. Je<br />

nach Shore-Härte der Elastomere<br />

werden dabei Verdrehwinkel von 13 bis 18 ° erreicht. Mit<br />

den beiden neuen Werkstoffen hat KTR die Reihe um zwei<br />

dynamische Eigenschaften erweitert: Beim EPDM weist die<br />

Drehfedersteifigkeit einen geringen Abfall auf, während sie<br />

sich beim SI leicht progressiv verhält. Durch die modulare<br />

Bauweise der Sinulastic lassen sich die neuen Elastomere<br />

einreihig oder als duale Lösung mit zwei parallel geschalteten<br />

Elementen einsetzen.<br />

www.ktr.com<br />

VERBUNDFESTIGKEIT UND<br />

LANGZEITSTABILITÄT GESICHERT<br />

Das Fügeverfahren<br />

„Kleben“ ist eine<br />

Variante, Konstruktionsteile<br />

dauerhaft<br />

miteinander zu<br />

verbinden. Auch das<br />

Sichern von<br />

Schrauben und<br />

Abdichten von<br />

Fügeteilen macht<br />

Klebetechnik von<br />

Ruderer möglich.<br />

Der Verzicht auf Schrauben und Schweißen spart de facto<br />

Gewicht und Energie, reduziert den Arbeitsaufwand und senkt<br />

Kosten. Negative Auswirkungen auf Metallgefüge, die durch die<br />

hohen Temperaturen beim Schweißen entstehen, lassen sich<br />

durch Kleben ebenfalls vermeiden. Dabei sind die Anwendungen<br />

für Klebeverbindungen im Apparate-, Geräte- und Maschinenbau<br />

breit gefächert. Hierfür bietet Ruderer Klebetechnik<br />

ein- und zweikomponentige Epoxidharze, Cyanacrylate,<br />

Methylacrylate und Polyurethane, die für kurze Aushärtungszeiten,<br />

hohe Verbundfestigkeit sowie Langzeitstabilität stehen.<br />

Diese Klebstoffformulierungen berücksichtigen die Beschaffenheit<br />

der unterschiedlichen Fügeoberflächen, minimieren das<br />

Ausfallrisiko von Maschinen und verhelfen ihnen zu einer<br />

langen Lebensdauer.<br />

www.ruderer.de<br />

Sondermaschinenbau<br />

Antriebssysteme nicht von der Stange<br />

Sie benötigen eine Sondermaschine<br />

die genau das kann, was Ihre<br />

Anwendung fordert?<br />

• Wir projektieren und bauen<br />

individuelle Sonder- und<br />

Prüfmaschinen<br />

• Hydraulisch oder elektrisch<br />

• Von Teillösungen in Form<br />

einzelner Achsen bis zur<br />

vollständigen Maschine<br />

www.haenchen.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

OPTION FÜR BOLZENKONFIGURATION<br />

ABSEITS <strong>DER</strong> NORM<br />

Für Normbolzen,<br />

mit Kopf, Gewinde,<br />

Bohrung oder<br />

als Version mit<br />

Einstich sind die<br />

MBO Oßwald-<br />

Konfiguratoren<br />

seit Jahren<br />

Standard. Neu<br />

ist ein Tool,<br />

mit dem sich<br />

Bolzen ohne Normeinschränkung auslegen lassen. Um die<br />

Konfiguration wunschgemäß durchzuführen, stehen die<br />

Merkmale Material, Oberfläche, Durchmesser, Länge,<br />

Kopf, Bohrung, Einstich und Sicherungstyp zur Verfügung.<br />

Sobald diese gemäß individueller Anforderung befüllt sind,<br />

steht im Handumdrehen das gewünschte Bauteil samt<br />

Preis, Lieferzeit, Skizze und 3D-Modell bereit. Die Preisgestaltung<br />

ist dynamisch und passt sich der gewünschten<br />

Menge an. Der Nutzer hat so sämtliche Informationen<br />

vorliegen und kann bei Bedarf sofort die Bestellung<br />

auslösen. Der neue Bolzen-Konfigurator nach Zeichnung<br />

eröffnet Nutzern weitere Handlungsoptionen und bietet<br />

gleichzeitig alle Vorteile der bewährten Konfiguratoren,<br />

die Transparenz über sämtliche Merkmale schaffen, leicht<br />

zu bedienen sind und für Zeitersparnis sorgen.<br />

www.mbo-osswald.de<br />

THINK<br />

SMART.<br />

THINK<br />

HAL<strong>DER</strong>-<br />

PINS.<br />

KUGELGEWINDETRIEBE & CO.<br />

FÜR DIE LINEARTECHNIK<br />

Das Unternehmen Dr. Tretter präsentiert Kugelgewindetriebe,<br />

die sich als Antriebselement von Linearführungen<br />

eignen, sowie induktiv gehärtete und spitzenlos geschliffene<br />

Stahlwellen. Der Gewindetrieb überträgt mithilfe von<br />

Kugeln die Kraft<br />

zwischen<br />

Schraube und<br />

Mutter. Dabei<br />

wandelt er die<br />

Rotation eines<br />

Motors mit<br />

hohem Wirkungsgrad<br />

in<br />

eine lineare<br />

Bewegung um.<br />

Das prädestiniert<br />

ihn für den<br />

Einsatz bei<br />

Linearführungen. Unterschieden werden gerollte, gewirbelte<br />

und geschliffene Versionen. Bei geschliffenen<br />

Spindeln sind die Muttern meist vorgespannt und damit<br />

spielfrei oder mit minimalem Spiel. Die Herstellung von<br />

Spindeln mit der Wirbeltechnologie ist ein Hartdrehverfahren,<br />

das eine kostengünstigere Alternative zum Schleifen<br />

darstellt. Dazu kommt die höhere Präzision gegenüber<br />

gerollten Spindeln. Die Voll- und Nirowellen sind in der<br />

Toleranz h6 erhältlich, Hohlwellen und hartverchromte<br />

Wellen in h7. Die Durchmesser reichen von 3 bis 150 mm,<br />

lagerhaltig sind Stahlwellen bis 60 mm.<br />

www.tretter.de<br />

Das Werkzeug, für das<br />

Sie kein Werkzeug brauchen.<br />

www.halder-pins.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

DREHMOMENT- UND KRAFTSENSOREN<br />

MECHATRONISCHE<br />

LÖSUNGEN<br />

MIT POTENZIAL<br />

Mit neuen Sensortechnologien verschwimmen<br />

die klaren Grenzen zwischen Maschine und<br />

Sensor, bekannte Zielkonflikte lassen sich<br />

auflösen und neue Anwendungsfelder<br />

erschließen. Der folgende Beitrag gibt einen<br />

Ausblick darauf, was im Zeitalter der<br />

Digitalisierung mit moderner Sensortechnik<br />

noch so alles möglich sein wird.<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Der Automobil- und Industriezulieferer Schaeffler verfügt<br />

über zwei serienerprobte Technologien zur Messung<br />

von Drehmomenten und Kräften: Sensoren und Module<br />

auf Basis der Magnetostriktion, Torquesense genannt,<br />

und Sensoren auf Basis von Dehnmessstreifen in Dünnschicht-<br />

Technologie unter der Bezeichnung Sensotect. Welche Vorteile<br />

und Entwicklungen sich mit diesen Technologien realisieren<br />

lassen, zeigen einige Beispiele.<br />

SENSORTECHNIK AUF BASIS<br />

<strong>DER</strong> MAGNETOSTRIKTION<br />

In das BBRTS-Standardsensortretlager für Pedelecs und E-Bikes<br />

integrierten die Schaeffler-Ingenieure einen Drehmomentsensor<br />

vom Typ Torquesense. Dieser besteht lediglich aus dem ringförmigen<br />

Sensorelement und einem Teil der Tretlagerwelle, die<br />

Dipl.-Physik Stefan Glück, Director Systems Development Mechatronics<br />

Industrial , Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach<br />

magnetisch konditioniert ist – mehr nicht. Die Vorteile dieser<br />

Technologie und dieser konkreten technischen Lösung sind<br />

offensichtlich: Der Bedarf an Bauraum ist minimal. Für das<br />

Passivteil des Sensors ist keine zusätzliche Komponente notwendig,<br />

es wird einfach ein Wellenstück benutzt. Im Vergleich<br />

zu herkömmlichen Dehnmessstreifen sind weder eine empfindliche<br />

Klebeverbindung noch eine Telemetrie erforderlich.<br />

Diese bringt das Messprinzip von Haus aus mit. Speziell für<br />

diese Applikation konnte zudem eine Drehrichtungserkennung<br />

sowie eine Messung der Trittfrequenz/Drehzahl in das Modul<br />

bauraumneutral integriert werden.<br />

DREHMOMENTSENSOREN IN LANDMASCHINEN<br />

UND KOMMUNALEN FAHRZEUGEN<br />

Precision farming liefert Antworten darauf, wie unter anderem<br />

Saatgut, Düngemittel, Pestizide und Erntegut am effizientesten<br />

eingesetzt werden können. Im Laufe des letzten Jahrzehntes<br />

wurden große Fortschritte auf Seiten der Datenerhebung und<br />

-analyse realisiert – nicht zuletzt mithilfe moderner Sensortechnik,<br />

hoher Konnektivität und GPS-Navigation. Damit diese Präzision<br />

tatsächlich „den Boden“ erreicht, müssen die Landmaschinen<br />

22 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


eiziehungsweise Implements auf der mechanischen Seite unter<br />

allen Betriebszuständen ebenso präzise auf dem Feld dosieren<br />

und streuen können. Rauch Landmaschinentechnik präsentierte<br />

für seine hydraulisch angetriebenen Düngemittelstreuer schon<br />

vor über einem Jahrzehnt eine elektronische Massenstromregelung<br />

EMC. Dort wird unter anderem der Hydraulikdruck an den<br />

Hydromotoren als Regelparameter für die Streugutmenge der<br />

01<br />

VOM E-BIKE ÜBER PRECISION<br />

FARMING BIS HIN ZUM<br />

COBOT FINDEN DIE SENSOREN<br />

ANWENDUNG<br />

Wurfscheiben genutzt. Die Funktion des Drehmoments an den<br />

Wurfscheiben über dem Hydraulikdruck ist jedoch nicht hundertprozentig<br />

linear. Außentemperaturen und Betriebstemperaturen<br />

des Hydrauliköls schwanken, die Aggregate benötigen außerdem<br />

eine Warmlaufphase. Eine Weiterentwicklung präsentierte Rauch<br />

2014 mit der EMC-2 in Kooperation mit Schaeffler. Das Drehmoment<br />

an den Wurfscheiben wird nun nicht mehr indirekt über<br />

01 Gut zu sehen ist die vordere Ladewand, darüber die<br />

Oberwand mit zwei Hydraulikzylindern; Unter dem Wagen<br />

befindet sich der „gezogene Pick-up“ mit einer speziellen<br />

Rotor-, Messer- und Abstreiferkonstruktion<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 23


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02<br />

03<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Drucksensoren, sondern direkt an den Antriebswellen gemessen.<br />

Alle Einflüsse im davor liegenden Antriebsstrang sind so ausgeschlossen.<br />

Sogar Blockaden, Verstopfungen und Fehldosierungen<br />

lassen sich über das Drehmomentsignal komfortabel erkennen, der<br />

Streuprozess wird noch präziser, effizienter und wirtschaftlicher.<br />

Die Drehmomentmessung so nahe am Prozess ist für Streuer<br />

KOMPAKTE<br />

SENSORTECHNIK<br />

Durch die Anpassungsfähigkeit<br />

hinsichtlich des Designs und der<br />

kompakten Bauweise von Torquesense<br />

waren nur geringe Änderungen an<br />

unserer Konstruktion erforderlich.<br />

MARK HOVING, Manager R&D bei<br />

Schuitemaker, Rijssen, Niederlande<br />

jeglicher Art, wie Sähstreuer, Düngemittelstreuer aber auch<br />

Salzstreuer für den kommunalen Wintereinsatz eine zukunftsweisende<br />

Lösung.<br />

MESSMODUL STEIGERT EFFIZIENZ<br />

UND QUALITÄT<br />

Ein weiterer Faktor, der zu Ineffizienz und Qualitätsproblemen in<br />

der Landtechnik führt, sind die unvermeidbaren Schwankungen<br />

bei den verarbeiteten Naturprodukten zum Beispiel hinsichtlich<br />

Dichte, Feuchtigkeit und Rieselverhalten. Dies betrifft Häcksler,<br />

Häckselladewagen, Erntemaschinen sowie Bodenbearbeitungsmaschinen.<br />

Schuitemaker, ein niederländischer Hersteller von<br />

Landmaschinen zur Futtergewinnung, Fütterung und Düngung<br />

entwickelt seit Jahrzehnten Häcksel-Ladewagen. Die Mehrzweckwagen<br />

nehmen Gräser vom Boden auf, zerkleinern sie im<br />

Häckselwerk und fördern das Häckselgut in den Wagen. Damit<br />

dieser gleichmäßig und möglichst vollständig gefüllt wird, muss<br />

der sogenannte Kratzboden rechtzeitig nach hinten bewegt<br />

werden. Mark Hoving, Manager R&D bei Schuitemaker, schildert<br />

ein häufig auftretendes Symptom: „Ist das Erntegut schwer<br />

oder nass, steigt dieses nicht bis zur vorderen Oberwand an, der<br />

dortige Sensor schaltet deshalb den Kratzboden nicht ein, das<br />

Futter staut sich, wird zerquetscht und verklumpt. Um den<br />

Kratzboden optimal und automatisch ein- und auszuschalten,<br />

sind eigentlich zwei Messgrößen erforderlich: die Kraft auf die<br />

Oberwand und das Antriebsdrehmoment der Rotorwalze im<br />

Schneidwerk, welches ein Maß für den Druck im Futter darstellt.<br />

Sobald eine der beiden Messgrößen den eingestellten Grenzwert<br />

erreicht hat, sollte der Kratzboden eingeschaltet werden.<br />

Auf diese Weise wird ein gleichmäßiges und vollständiges<br />

Füllen des Wagens erreicht, ohne das Futter zu zerquetschen<br />

oder die Schneidleistung nachteilig zu beeinflussen. Genau<br />

für diesen Einsatzzweck kommt in dem Häckselladewagen<br />

Rapide 1000 von Schuitemaker seit 2020 ein Drehmomentsensor<br />

vom Typ Torquesense zum Einsatz. Mark Hoving erinnert<br />

sich: „In Zusammenarbeit mit den Schaeffler-Ingenieuren<br />

entschieden wir uns für eine Ausführung als kurze, in den<br />

Antriebsstrang integrierte „Drehmomentmesswelle“ ohne zusätzliche<br />

Flanschbefestigung. Verzahnungen an den Wellenenden<br />

übertragen das Drehmoment. Das über zwei Kugellager<br />

gelagerte Sensorgehäuse muss lediglich gegen Verdrehen<br />

gesichert sein. Diese Bauweise ist extrem kompakt und<br />

die Entwicklung ein voller Erfolg – über 50 Prozent der Kunden<br />

ordern die Ladeautomatik.“<br />

24 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

04 <strong>05</strong> 06<br />

DMS-DÜNNSCHICHT-TECHNOLOGIE<br />

Mit konventionellen, geklebten Folien- oder Halbleiter-DMS teilt<br />

Sensotect nur das Messprinzip und die Struktur aus miteinander<br />

verbundenen elektrischen mäanderförmigen Widerstandsbahnen.<br />

Die Innovation: Bei Sensotect wird die dehnungsempfindliche<br />

Schicht mittels PVD (Physical Vapor Deposition) auf eine Mikrometer<br />

dünne Isolationsschicht abgeschieden und anschließend<br />

laserstrukturiert.<br />

MEHR DYNAMIK BEI COBOTS<br />

Der innovative Ansatz der Schaeffler-Entwickler besteht darin,<br />

die Sensorik in die High Torque RT1-Präzisionswellgetriebe aus<br />

gleichem Hause bauraumneutral und ohne Steifigkeitsverlust zu<br />

integrieren. Für die Messung der Drehmomente und die Applikation<br />

der Sensotect-Struktur dient der Flexspline des Wellgetriebes,<br />

also ein vorhandenes Bauteil im Antriebsstrang. Damit wird<br />

keine weitere Elastizität in die Cobotstruktur eingebracht – die<br />

Steifigkeit bleibt damit zu 100 Prozent erhalten.<br />

DÜNNSCHICHTSENSOREN<br />

ERFASSEN KRÄFTE UND<br />

MOMENTE AN METALLISCHEN<br />

OBERFLÄCHEN<br />

Der Effekt: Im Vergleich zu Cobots mit „externen Sensoren“, kann<br />

mit der Sensotect-Technologie das Geschwindigkeits- respektive<br />

Beschleunigungsniveau angehoben werden, ohne lange Einschwingzeiten<br />

und große Amplituden in Kauf nehmen zu müssen.<br />

Positionierzeiten und Zykluszeiten lassen sich signifikant reduzieren.<br />

Damit ebnet die interne Drehmomentsensorik von Schaeffler den<br />

Weg zu einem wirtschaftlicheren Einsatz der Cobots in der Montageautomation<br />

und bei allen kraftgesteuerten Prozessen.<br />

KRÄFTE ERFASSEN, SCHÄDEN VERHIN<strong>DER</strong>N,<br />

BETRIEBSKOSTEN SENKEN<br />

Mit der Dünnschichtsensorik Sensotect können Kräfte und Momente<br />

an metallischen Oberflächen erfasst werden. Sollen jedoch<br />

Kräfte innerhalb eines Bauteils gemessen werden, muss die<br />

DMS-Struktur auch in das Bauteil eingebracht werden. Genau<br />

das macht der Loadsense-Pin, welcher mit Sensotect ausgerüstet<br />

ist. Der nur 8 mm im Durchmesser kleine Pin wird mit definiertem<br />

Übermaß in das betreffende Bauteil eingepresst. Dieser erfährt<br />

im Betrieb so die gleiche Dehnung wie das umgebende<br />

Material und kann dort auftretende Verformungen beziehungsweise<br />

Kräfte erfassen.<br />

Praktischen Einsatz findet der Loadsense-Pin in Flanschlagern<br />

von Windkraftrotoren. In den Kraftfluss der Lagerverschraubung<br />

positioniert, erfasst er während des Betriebes etwaige<br />

Vorspannkraftverluste, wie sie durch Überlasten entstehen<br />

können. Hintergrund: Die Schraubenvorspannung hat einen<br />

direkten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und<br />

Gebrauchsdauer der Lagerung. Diese Überwachungslösung ersetzt<br />

das Überprüfen und Nachziehen der Schrauben nach fixen<br />

Intervallen und macht bedarfsgerechte Wartungseinsätze mit erheblichen<br />

Kosteneinsparungen möglich. Vielversprechend ist<br />

der Einsatz des Loadsense-Pins zum Beispiel auch in Scherbolzen,<br />

die als Überlastsicherung dienen. Ebenso können mit dem<br />

Loadsense-Pin Belastungen an/in beliebig großen Maschinen<br />

und Maschinenteilen, wie zum Beispiel von Schiffsmotoren erfasst<br />

werden.<br />

Bilder: Schaeffler<br />

www.schaeffler.de<br />

02 In Tretlager von Pedelecs integrierten die<br />

Schaeffler-Entwickler einen bauraumneutralen und<br />

berührungslosen Torquesense-Drehmomentsensor<br />

03 Torquesense-Drehmomentmessmodule in kundenund<br />

anwendungsspezifischer Ausführung<br />

04 Die dehnungsempfindliche PVD-Metallbeschichtung<br />

sowie Steuer- und Signalaufbereitungselektronik von<br />

Sensotect sind direkt auf der Flexspline aufgebracht<br />

<strong>05</strong> Kompakt gebaut: Auch mit der integrierten<br />

Drehmomentsensorik ändert sich die Außenkontur<br />

des Präzisionswellgetriebes RT1-T nicht<br />

06 Mit dem Loadsense-Pin können sogar Betriebsbelastungen<br />

im Bauteilinneren ermittelt werden<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 25


ANTRIEBSTECHNIK<br />

VERTIKAL FÜR MEHR<br />

NACHHALTIGKEIT<br />

Das Thema Ressourceneffizienz mit Blick auf<br />

Nachhaltigkeit und steigende Energie- und<br />

Rohstoffpreise gewinnt auch bei großen<br />

Industriegetrieben zunehmend an Bedeutung.<br />

Ein Anwendungsbereich,<br />

bei dem die Konstruktion<br />

für mehr Effizienz<br />

sorgt, sind vertikale<br />

Antriebsachsen.<br />

Kris Herijgers, Business Development<br />

Manager, Sumitomo Drive Technologies<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Typische Anwendungen mit vertikaler Abtriebswelle sind<br />

Mischer, Pulper, Toaster, Oberflächenbelüfter, Kühltürme<br />

oder Luftkondensatoren. Diese stellen häufig große Herausforderungen<br />

für Getriebe dar, etwa was Schmierung,<br />

Kühlung und Entlüftung betrifft. Zudem wirken in den entsprechenden<br />

Anwendungen hohe äußere Kräfte auf die Welle. Das für<br />

den Prozess notwendige Werkzeug erreicht in der Regel erhebliche<br />

Durchmesser und hängt dabei frei drehend an einer langen<br />

Getriebe-Abtriebswelle. Das Industriegetriebe muss folglich hohe<br />

Torsions-, Axial- und Radialkräfte aufnehmen können.<br />

DREHEN UM 90 GRAD REICHT NICHT AUS<br />

Ein Standardgetriebe, das für horizontale Anwendungen konstruiert<br />

wurde, für vertikale Anwendungen zu nutzen, ist häufig<br />

technisch unvorteilhaft. Entweder wird das Getriebe hinsichtlich<br />

der Kräfte limitiert oder es wird sehr komplex durch zusätzlich<br />

anzubauende Elemente. Auch die Servicefreundlichkeit leidet,<br />

da es nicht möglich ist, eine horizontale Teilfuge des Gehäuses<br />

zu nutzen. Eine horizontale Teilfuge ermöglicht einen leichten<br />

Zugang zu den Innenteilen des Getriebes sogar ohne Ablassen<br />

des Öls. Dies vereinfacht und beschleunigt Reparaturarbeiten<br />

enorm.<br />

Darüber hinaus ist der Aspekt der laufenden Betriebskosten,<br />

der Schonung von Ressourcen und der Nachhaltigkeit nicht aus<br />

dem Auge zu verlieren. Es ist jedoch zu erwarten, dass diese<br />

Gesichtspunkte in Zukunft auch bei Industriegetrieben eine<br />

höhere Bedeutung erlangen. So wie im Drehstrommotoren-<br />

Bereich, wo höhere Effizienzklassen gefordert sind.<br />

KONSTRUIERT FÜR DEN VERTIKALEN EINSATZ<br />

Wie lassen sich nun bei Industriegetrieben mit vertikaler Abtriebswelle<br />

Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit im Blick<br />

behalten? Eine Lösung sind Getriebe, die speziell für diesen<br />

Anwendungsfall konstruiert sind. Vertikale Industriegetriebe<br />

zeichnen sich durch einen vergrößerten Lagerabstand an der<br />

Abtriebswelle im Gussgehäuse aus. Spezielle Schmiersysteme<br />

mit zuverlässiger mechanischer Pumpe machen das Getriebe<br />

perfekt angepasst für die jeweilige Anwendung. Da für die Aufnahme<br />

größerer Lasten keine zusätzlichen Konstruktionselemente erforderlich<br />

sind, entfallen Schnittstellen und Leckage-Risiken.<br />

Durch den standardmäßigen Einbau einer Steigrohr-Lösung<br />

kommt das Getriebeöl nicht in Kontakt mit dem Wellendichtring<br />

der Abtriebswelle – ein Leckage-freier Betrieb wird gewährleistet.<br />

Verschleißfreie Dicht-Systeme für die Antriebswellen stellen<br />

darüber hinaus eine hohe Verfügbarkeit im Betrieb sicher. Es entstehen<br />

keine Leckagen und keine Stillstandzeiten, weil Wellendichtungen<br />

ausgetauscht werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist<br />

das abgesenkte Ölniveau kombiniert mit einer mechanischen<br />

Pumpe. Die benötigte Ölmenge bei der Erstbefüllung und bei<br />

jedem Ölwechsel wird erheblich verringert. Ein niedrigeres<br />

26 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

RESSOURCENSCHONUNG STARTET HIER<br />

Wir sehen vertikale Industriegetriebe in vielen Anwendungen als die<br />

perfekte Lösung, um nicht nur die laufenden Betriebskosten zu senken,<br />

sondern auch die Nachhaltigkeitsziele in den Blick zu nehmen. Durch<br />

die besondere Bauweise verbrauchen die Getriebe weniger elektrische<br />

Energie und weniger Schmiermittel.<br />

KRIS HERIJGERS, Business Development Manager, Sumitomo Drive Technologies<br />

Ölniveau verringert auch erheblich die Planschverluste, die sich<br />

durch das kontinuierliche Eintauchen und die Rotation der<br />

Verzahnungsteile ergeben. Man kann davon ausgehen, dass<br />

die Verlustleistung eines Getriebes mit abgesenktem Ölniveau<br />

um ca. fünf Prozent niedriger ist als bei einem konventionellen<br />

Getriebe. Verwendet man dazu noch geschliffene Verzahnungen<br />

mit spezieller Verzahnungsgeometrie und hohem Wirkungsgrad,<br />

ergibt sich ein hoch effizientes Getriebekonzept.<br />

BETRIEBSKOSTEN SENKEN UND<br />

DIE UMWELT SCHONEN<br />

Eine Amortisation für die erhöhte Investition für ein 300 kW-<br />

Getriebe mit erhöhter Effizienz kann nun leicht kalkuliert werden.<br />

Die Amortisationszeit liegt im Bereich von ca. drei bis maximal<br />

fünf Jahren je nach Getriebe-Mehrkosten. Dies berücksichtigt den<br />

erhöhten Wirkungsgrad und somit den geringeren Verbrauch an<br />

elektrischer Energie sowie die geringeren Kosten für Öl-Erstbefüllung<br />

und Ölwechsel.<br />

Die Energie-Bilanz wird noch besser, wenn man berücksichtigt,<br />

dass ein Getriebe mit besserem Wirkungsgrad auch die Ölbadtemperatur<br />

senkt. Die Ölbadtemperatur beeinflusst entscheidend<br />

die Alterung des Öls und die Ölwechselintervalle.<br />

ANWENDUNG BEREITS BEI <strong>DER</strong><br />

ENTWICKLUNG BERÜCKSICHTIGEN<br />

Die Anforderungen an das vertikale Industriegetriebe unterscheiden<br />

sich je nach Anwendung. Mischer-Hersteller bevorzugen etwa<br />

eine technische Lösung, bei der die Lagerung der Getriebe-Abtriebswelle<br />

gleichzeitig die Lagerung der Mischerwelle ist. Dies<br />

vereinfacht die Gesamtkonstruktion, führt jedoch dazu, dass die<br />

Lagerung des Getriebes die äußeren Kräfte kommend von den<br />

Rührorganen übernehmen muss. Je nach Höhe dieser Kräfte werden<br />

unterschiedliche Lagersysteme eingesetzt. Hier ist es von großem<br />

Vorteil, wenn diese Anforderung schon bei der Entwicklung der<br />

Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebereihen berücksichtigt wurde,<br />

damit sich technisch unvorteilhafte Adaptionen erübrigen. Die<br />

Abtriebswelle ist bei speziellen Lösungen mit Steigrohr, wie sie<br />

Sumitomo Drive Technologies anbietet, nach unten angeordnet,<br />

was für einen Leckage-freien Betrieb sorgt.<br />

BEISPIEL NASSKÜHLTURM<br />

Bei Nasskühltürmen wird die Abtriebswelle des Kegelstirnrad-<br />

Getriebes in der Regel nach oben ausgeführt und trägt den großen<br />

Lüfter, der zur Kühlung des Prozesswassers dient. Durch diese<br />

Anordnung muss die Abdichtung der Getriebe-Abtriebswelle<br />

besonders beachtet werden. Die beste Lösung ist es, dem Wellendichtring<br />

eine Schleuderscheibe oder eine nachschmierbare<br />

Labyrinth-Dichtung nach außen vorzuschalten. Diese stellt<br />

eine sichere Barriere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit dar.<br />

Die Getriebe-Entlüftung muss aus den Kühlturm nach außen gezogen<br />

werden, um der feuchten Umgebung zu entgehen. Neben<br />

den widrigen Umgebungsbedingungen muss das Getriebe teilweise<br />

schwer zu definierenden Kräften durch Unwucht und mögliche<br />

Lüfterbrüche widerstehen und die Abtriebswellenlagerung<br />

muss wie das gesamte Getriebe äußerst robust ausgeführt sein.<br />

01 Das Dicht-System<br />

verhindert das Austreten<br />

von Öl entlang der langsam<br />

laufenden Welle<br />

02 Bei Nasskühltürmen wird die<br />

Abtriebswelle des Kegelstirnrad-Getriebes in der<br />

Regel nach oben ausgeführt und trägt den großen<br />

Lüfter, der zur Kühlung des Prozesswassers dient<br />

Die Gehäusekonstruktion von Vertikal-Getrieben gewährleitet<br />

nicht nur die sichere Krafteinleitung der hohen Axialkräfte des<br />

Lüfters über die Getriebe-Abtriebswellenlagerung und die konzentrisch<br />

angeordneten Montagefüße in das Fundament oder die<br />

Bodenplatte. Die bessere Ressourceneffizienz senkt außerdem die<br />

Betriebskosten und wird den Bedürfnissen einer immer grüner<br />

werdenden Industrie gerecht.<br />

Bilder: Sumitomo<br />

02<br />

www.sumitomodrive.com<br />

01<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 27


ANTRIEBSTECHNIK<br />

BITTE EINMAL GLÄTTEN<br />

UND SCHNEIDEN<br />

Maschinen für die Draht- und Profilindustrie<br />

müssen hochpräzise arbeiten. Denn<br />

Rohstoffe wie Edelstahl, Kupfer oder<br />

Aluminium sind nicht nur kostbar, sondern<br />

auch teuer. Hinzu kommen die Anforderungen<br />

an eine hohe Fertigungsqualität. Der<br />

Antriebstechnik kommt daher eine wesentliche<br />

Rolle zu. Lesen Sie, was Planeten-,<br />

Kegelrad- und Flachgetriebe in Kombination<br />

mit Servo- und Lean-Motoren alles leisten.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ravni Technologies sitzt im französischen Roche-la-Molière,<br />

etwa 50 km südwestlich von Lyon und hat sich auf die<br />

Entwicklung und Fertigung von Lösungen für die Drahtund<br />

Rohrindustrie spezialisiert. „Diese Anlage richtet,<br />

schneidet und entgratet dünne Röhrchen für die Kältetechnik.<br />

Im Einsatz ist sie bei einem der weltweit größten US-amerikanischen<br />

Kupferunternehmen in New York“, berichtet Lionel Ravni,<br />

Directeur CEO des Unternehmens. Diese kundenspezifische<br />

Anlage ist laut des Geschäftsführers ganz besonders, ist sie doch<br />

die Einzige auf dem Markt, die in der Minute bis zu 100 dieser<br />

dünnen Rohre schneiden und gleichzeitig entgraten kann.<br />

Ravni Technologies exportiert seine Maschinen weltweit. Der<br />

Wettbewerb ist stark, deshalb ist es wichtig, agil und schnell auf<br />

Kundenwünsche reagieren zu können und immer auf dem<br />

neuesten Stand der Technik zu sein. „Die Anforderungen haben<br />

sich im Laufe der Jahre geändert“, sagt Produktmanager Alain<br />

Ravni. „Insbesondere die Ansprüche an Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit<br />

nehmen stetig zu. Immer wichtiger wird dabei auch der<br />

technische Support. Dazu kommt der Wunsch nach einer hohen<br />

Energieeffizienz.“<br />

<strong>DER</strong> SCHLÜSSEL IST DIE ANTRIEBSTECHNIK<br />

Damit sind hohe Anforderungen an die eingesetzten Motoren –<br />

sowohl mit als auch ohne Getriebe – gestellt. Der Maschinenbauer<br />

benötigte für diese Anlage die komplette Antriebstechnik aus<br />

einer Hand, um die Performance zu erhöhen. Deswegen wendeten<br />

sich die Verantwortlichen schon in der Konzeptionsphase an die<br />

Stöber Antriebstechnik. Erwan Chevanse und Fabien Marinier<br />

Claudia Grotzfeld, Marketing, Stöber<br />

Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Pforzheim<br />

von Stöber France in Lyon waren die beiden Ansprechpartner bei<br />

diesem Projekt. „Die Anlage benötigt insgesamt 18 angetriebene<br />

Achsen. Dabei sind die Ansprüche an die Motoren ganz verschieden“,<br />

beschreibt Marinier. „Mal geht es um Bauraum, mal<br />

um sehr hohe Präzision, Geschwindigkeit oder Kostenersparnis.“<br />

Die präzise Arbeitsweise spielt eine wichtige Rolle, denn Kupfer<br />

ist ein teures Metall. Damit ist es enorm wichtig, Ausschuss zu<br />

vermeiden.<br />

Das Ausgangsmaterial ist auf einer Spule aufgewickelt. Das Gesamtpaket<br />

mit einem Gewicht von etwa 2,5 t befindet sich auf einer<br />

Wickelstation. Diese rollt das Kupferohr ab und führt es der<br />

nächsten Station zu. Damit dabei keine Spannung entsteht, ist<br />

die Wickelstation ähnlich einer Tänzersteuerung ausgestattet.<br />

„Wir haben hier einen einfachen Lean-Motor der Baureihe LM<br />

DIE ANTRIEBSKOMPONENTEN<br />

LAUFEN RUHIG UND<br />

ÜBERZEUGEN MIT HOHER<br />

LEISTUNGSDICHTE<br />

verbaut“, erläutert Stöber Experte Chevanse. „Dabei kam es lediglich<br />

auf Kostenersparnis und Energieeffizienz an.“<br />

Um das Rohr zu richten, befinden sich in der Maschine<br />

mehrere Anpressrollen. Diese richten den Draht, während der<br />

Förderantrieb das Material kontinuierlich nach vorn schiebt.<br />

„Um ein perfekt gerades Rohr zu erhalten, besitzt die Maschine<br />

horizontale und vertikale Richtrollen“, beschreibt Fabien Marinier.<br />

Kegelradgetriebemotoren mit Schrägverzahnung sorgen dafür,<br />

dass die Anlage das Material präzise transportiert. Die Stöber-<br />

Komponenten laufen ruhig und überzeugen mit hoher Leistungsdichte.<br />

Der Verzahnungswirkungsgrad liegt bei 97 Prozent.<br />

Sie sind dynamisch, leicht und durch die winkelige Übertra-<br />

28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


gung äußerst kompakt. Sie passen damit auch perfekt in sehr<br />

enge Bauräume, wie das in dieser Anwendung erforderlich ist.<br />

POSITIONIERT AUF DAS HUN<strong>DER</strong>TSTEL GENAU<br />

„Auf dieser Richtstrecke haben wir einen Encoder verbaut, der<br />

die genaue Position des Rohrs erfasst“, berichtet Fabien Marinier.<br />

Die Informationen fließen direkt in die nachfolgende fliegende<br />

Säge, die aus drei parallel angeordneten Sägen besteht. Für das<br />

Trennen des Materials schiebt die Anlage das Material komplett<br />

nach vorn und positioniert dieses auf das Hundertstel genau.<br />

Stöber hat für diese Aufgabe seine Synchron-Servomotoren der<br />

Baureihe EZ verbaut. Die Synchron-Servomotoren sind sehr<br />

kompakt, bieten ein maximales Drehmoment, eine hohe Dynamik<br />

und geringe Drehmomentwelligkeit. Sie sind mechanisch<br />

robust ausgeführt und äußerst zuverlässig bei anspruchsvollen<br />

Anwendungen.<br />

Die drei Schneidmesser senken sich nun auf das Rohr und kappen<br />

die Teilstücke. Anschließend entfernt eine Bürstmaschine<br />

eventuelle Grate. „Genau an dieser Schnittstelle, zwischen<br />

Schneiden und Bürsten, befindet sich der Rohrverteiler der jeweils<br />

zwei Röhrchen pro Sekunde perfekt verteilt und ordnet“, erläutert<br />

Produktmanager Alain Ravni. Dafür sind Antriebe erforderlich, die<br />

schnelle und präzise Bewegungen umsetzen. Eine Wirbelstrommessung<br />

erkennt nach dem Bürsten, ob die geschnittenen Rohre<br />

die geforderte Qualität erfüllen. Beschädigte Bauteile werden<br />

ausgeschleust, fertige und als gut befundenen Stücke fördert die<br />

Anlage in einen Schacht.<br />

Die Anlage stapelt die fertigen Rohrstücke je nach Qualität links<br />

oder rechts der Förderstrecke. „Hier geht es weniger um präzise<br />

Bewegungen als vielmehr um eine kompakte Bauweise der Antriebe.<br />

Sie müssen zudem robust sein“, sagt Stöber-Fachmann<br />

Fabien Marinier. Beides erfüllt der Lean-Motor. Er lässt sich auch<br />

bei hohen Temperaturen einsetzen. Seine Wicklungen halten bis<br />

zu 155 °C aus. Drehzahl und Drehmoment lassen sich stufenlos<br />

vom Stillstand bis zur Maximaldrehzahl bei voller Drehmomentkontrolle<br />

regeln – dabei arbeitet der Lean-Motor komplett ohne<br />

Sensorelemente. „Somit ist nur ein einfach geschirmtes Standard-Leistungskabel<br />

erforderlich“, beschreibt der Experte. Das<br />

reduziert den Aufwand für die Installation deutlich. Und weil we-<br />

01<br />

01 Antriebsregler SI6<br />

mit Lean-Motoren: Der<br />

Motor kommt komplett<br />

ohne Sensorelemente<br />

aus, sodass nur ein<br />

einfach geschirmtes<br />

Standard-Leistungskabel<br />

erforderlich ist<br />

KOMPAKT KONZIPIERT MIT DEM<br />

SENSORLOSEN LEAN-MOTOR<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 29


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02<br />

02<br />

03<br />

02 Zum Einsatz kommen u. a.<br />

effiziente Lean-Planeten- und<br />

Kegelradgetriebemotoren sowie<br />

der Lean-Motor, ergänzt um die<br />

kompakten Antriebsregler SI6<br />

04<br />

03 Der Servo-Planetengetriebemotor<br />

PEEZ ist energieeffizient und<br />

mit der typischen hochwertigen<br />

Schrägverzahnung sehr laufruhig<br />

04 Diese kundenspezifische<br />

Richt- und Schneideanlage ist<br />

die einzige Anlage auf dem Markt,<br />

die in der Minute bis zu 100 dünne<br />

Rohre schneiden und gleichzeitig<br />

entgraten kann<br />

04<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

der Sensoren noch Lüfter verbaut sind, ist er auch deutlich robuster.<br />

Mit einem Wirkungsgrad bis zu 96 Prozent erreicht diese Baureihe<br />

die Effizienzklasse IE5.<br />

„Um den Platzbedarf im Schaltschrank zu reduzieren und dadurch<br />

die Kosten zu senken, setzen wir auf die Antriebsregler in<br />

Anreihtechnik der Baureihe SI6“, erläutert Inbetriebnahme-<br />

Ingenieur Romain Forgeron. Diese Antriebsregler eignen sich<br />

unter anderem für hocheffiziente Multiachs-Anwendungen. Die<br />

nur 45 mm schmale, hochdynamische Antriebskomponente<br />

arbeitet auch bei anspruchsvollen Bewegungen unbemerkt und<br />

zuverlässig im Hintergrund. Integriert sind die Funktionen STO<br />

(Safe Torque Off) und SS1 (Safe Stopp 1). In der Baureihe SI6<br />

sind diese nach EN 13849-1 für PL e, Kat. 4 zertifiziert und lassen<br />

sich ohne produktionsunterbrechende Funktionstests nutzen.<br />

Ein einzelner Antriebsregler kann bis zu zwei Achsen regeln.<br />

„Wir haben mehrere SI6 verbaut: Mit zwei Doppelachs- und einem<br />

Einzelachsantrieb können wir zum Beispiel sieben Motoren ansteuern“,<br />

sagt Fabien Marinier. Durch eine Aneinanderreihung<br />

mehrerer dieser Komponenten lässt sich die Anzahl der anzusteuernden<br />

Achsen frei skalieren. Quick DC-Link-Module verbinden<br />

die einzelnen Geräte sehr schnell und komfortabel<br />

miteinander sowie mit ihrem zentralen Versorgungsmodul PS6.<br />

Die hochdynamische Baureihe erreicht kurze Ausregelzeiten<br />

bei schnellen Sollwertänderungen und Lastsprüngen. Über<br />

Profinet kommuniziert die bereits vorhandene Siemens-SPS mit<br />

den Antriebsreglern.<br />

IMMER DAS PASSENDE: VON MOTOREN<br />

BIS HIN ZU ANTRIEBSREGLERN<br />

Romain Forgeron von Ravni ist von der Lösung begeistert. „Stöber<br />

hat uns für alle 18 Achsen der Gesamtanlage die passenden Motoren<br />

bis hin zu den Antriebsreglern geliefert – sowohl für einfache<br />

als auch für komplexe Achsen genauso wie für die Wickelstation.“<br />

Die Antriebsspezialisten unterstützten von der Auswahl der<br />

Komponenten bis zur Inbetriebnahme vor Ort. Die Stöber-<br />

Techniker nahmen letzte Anpassungen vor, um die Fertigungsstraße<br />

noch effizienter zu gestalten. Von der Zusammenarbeit<br />

mit dem Team ist Forgeron überzeugt. „Der Informationsaustausch<br />

lief reibungslos. Wir konnten das Projekt so schneller<br />

vorantreiben. Gab es Schwierigkeiten, ließen diese sich rasch<br />

lösen. So konnte ich mir sogar ein entspanntes Wochenende in<br />

Manhattan gönnen.“<br />

Bilder: Aufmacher Maksym Yemelyanov – stock.adobe.com,<br />

sonstige Stöber Antriebstechnik<br />

www.stoeber.de<br />

30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

NEUE LINEARMOTOREN-BAUREIHE<br />

Mit der SL 38-Produktfamilie zeigt Dunkermotoren die erste<br />

Baugröße der neuen Linearmotoren-Baureihe Servolinear.<br />

Die Produktfamilie überzeugt mit einer sehr guten Performance<br />

und Flexibilität. Die Kräfte der neuen Linearmotoren reichen bis zu<br />

3.700 N Spitzenkraft bei einer Beschleunigung von mehr als 200 m/s 2 .<br />

Um den vielfältigen Anforderungen unterschiedlicher industrieller<br />

Anwendungsbereiche gerecht zu werden, hat Dunkermotoren<br />

fünf Ausführungen des SL 38 entwickelt. Für raue Umgebungsbedingungen<br />

oder für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie<br />

ist der SL 38 auch als Edelstahlvariante verfügbar. Diese verfügt<br />

über einheitliche Edelstahloberflächen, Sechskant-Verschraubungen,<br />

spezielle Hygiene-Dichtungen und erreicht Schutzklasse IP69K.<br />

Eine Besonderheit aller Varianten ist die optionale Wasserkühlung,<br />

mit der sich die Dauerkräfte der Motoren verdoppeln lassen.<br />

www.dunkermotoren.de<br />

AUSKUNFTSFREUDIGE<br />

KOMPONENTEN ZUR<br />

PROZESSÜBERWACHUNG<br />

Mayr Antriebstechnik bringt<br />

Intelligenz in den Antriebsstrang.<br />

Dafür sorgen zum Beispiel der<br />

Roba-Brake-Checker, der Daten<br />

direkt aus dem Bauteil liefert,<br />

oder die Wellenkupplung<br />

Roba-Drive-Checker. So erfolgt<br />

das Monitoring der Mayr-Sicherheitsbremsen<br />

mithilfe des nachrüstbaren<br />

Moduls Roba-Brake-<br />

Checker, das in die Spannungsversorgung<br />

geklemmt wird. Es<br />

erkennt die Bewegung der<br />

Driving the world<br />

Mit dem StarterSET<br />

schneller zur fertigen Maschine<br />

Ankerscheibe und weiß, in<br />

welchem Zustand sich die<br />

Bremse befindet. Neben der<br />

Kontrolle von Schaltzustand und<br />

kritischer Spulentemperatur ist<br />

auch eine präventive Funktionsüberwachung<br />

auf Verschleiß,<br />

Funktionsreserve und Fehler<br />

möglich. Parallel lässt sich das<br />

Modul nutzen, um einen digitalen<br />

Zwilling ohne zusätzliche<br />

Sensorik aufzubauen und zu<br />

validieren. Die drehmomentmessenden<br />

Wellenkupplungen<br />

Roba-Drive-Checker wiederum<br />

verfügen über integrierte<br />

Sensoren, die Auskunft über den<br />

aktuellen Status des Antriebsstrangs<br />

geben, ohne auf zusätzliche<br />

Messflansche oder weitere<br />

Komponenten angewiesen zu sein.<br />

www.mayr.com<br />

Das Grundpaket – von Anfang bis End-of-Line<br />

Das StarterSET ist das Grundpaket, individuell auf die Maschinengrundanforderung<br />

erweiterbar, flexibel, modular und unab hängig – alles kann und nichts muss. Egal<br />

wofür Sie sich bei SEW-EURODRIVE entscheiden, gut zu wissen, dass die Antriebsund<br />

Automatisierungstechnik komplett mit SEW-Produkten realisiert werden kann<br />

und gleichzeitig Unabhängigkeit bietet.<br />

Ihre Vorteile im Überblick:<br />

• hohe Freiheitsgrade<br />

• vereinfachte Hard- und Softwareauswahl<br />

• vordefinierte Maschinentypen<br />

• Softwarelizenzen als Bundle<br />

• unendlich individuell erweiterbar<br />

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Frank Springer, Vice President Marketing & Innovation,<br />

Tsubaki Kabelschlepp GmbH, Wenden Gerlingen<br />

MITNEHMERANSCHLUSS FÜR GLEITENDE ENERGIEFÜHRUNGSKETTEN<br />

LANGE LEBENSDAUER UND<br />

EFFIZIENTER BETRIEB<br />

Abrieb, Schwingungen und Vibrationen sind häufige Probleme<br />

beim Gleitbetrieb von Energieführungsketten. Ein am Mitnehmer<br />

montiertes Modul sorgt für Abhilfe und eine längere Lebensdauer<br />

der Energieführung, indem es ein schnelles und kontrolliertes Ablegen<br />

des Obertrums auf dem Untertrum sowie einen kurzen Kettenbahnhof<br />

in der Schubendstellung gewährleistet.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wenn die freitragende Länge von Energieführungsketten<br />

überschritten ist, werden sie üblicherweise<br />

in einer aufeinander gleitenden Ausführung eingesetzt.<br />

Bei dieser Anordnung ist es zweckmäßig, die<br />

Höhe des Mitnehmeranschlusses herabzusetzen – so lässt sich<br />

bei den langen Verfahrwegen die mechanische Belastung im<br />

Schubbetrieb reduzieren und die Lebensdauer der Systeme<br />

erhöhen. Gleichzeitig erfolgt eine Verlängerung der Energiekette<br />

beziehungsweise des Bogenüberstands. In diesem Fall<br />

werden am Mitnehmeranschluss sogenannte rKR-Glieder eingesetzt,<br />

die durch ihre S-förmige Anordnung eine minimale<br />

Bogenlänge gewährleisten. Auch die Einhaltung des Mindestbiegeradius<br />

der geführten Leitungen wird auf diese Weise in<br />

jeder Position sichergestellt.<br />

VERSCHLEISS DURCH PUNKTUELLE BELASTUNG<br />

Aufgrund des tieferen Mitnehmeranschlusses ergeben sich jedoch<br />

weitere neue Anforderungen, die in der praktischen Gestaltung<br />

dieses Bereichs berücksichtigt werden müssen. Der Hintergrund:<br />

Die Lebensdauer bei gleitenden Energieketten wird in<br />

erster Linie durch den Verschleiß zwischen den Kettenbändern<br />

bestimmt. Moderne Energieführungssysteme sind daher mit<br />

Gleitschuhen aus einem hochabriebfesten Kunststoff ausgestattet.<br />

Allerdings können sich in dem Bereich hinter dem Mitnehmer, der<br />

zuerst in den gleitenden Betrieb geht, trotzdem noch Abriebprobleme<br />

ergeben. Um das zu verhindern, muss die Anbindung<br />

optimiert werden.<br />

Sehr häufig wird ein sogenannter schwenkbarer beziehungsweise<br />

pendelnder Mitnehmeranschluss eingesetzt, um die Energieführung<br />

mittels einer geringen freitragenden Länge möglichst<br />

schnell zum Gleiten zu bringen. Das Resultat ist aber ein Durchhang<br />

der Kette nach dem Mitnehmer, der nur zu einem punktuellen<br />

Kontakt führt. An dieser Stelle setzt der maximale Verschleiß ein<br />

und reduziert die Lebensdauer durch die Punktlast in diesem<br />

Bereich deutlich. Als Abhilfe für diesen Effekt wird häufig ein<br />

Stützblech am Mitnehmer eingesetzt. Trotz des erhöhten konstruktiven<br />

Aufwands hilft diese Maßnahme jedoch nur begrenzt.<br />

32 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01 Bei aufeinander gleitenden Energieführungen wird oftmals<br />

der Mitnehmeranschluss herabgesetzt, um die mechanische<br />

Belastung der Kette zu verringern; rückwärtige Kettenglieder<br />

gewährleisten zusätzlich eine minimale Bogenlänge und die<br />

Einhaltung des Mindestbiegeradius der geführten Leitungen<br />

Bogenverlängerung tiefer Anschluss<br />

01<br />

MITNEHMERANBINDUNG BEI<br />

FESTGELEGTER ANSCHLUSSHÖHE<br />

Tsubaki Kabelschlepp hat sich mit dieser Problematik intensiv<br />

beschäftigt und mit dem GO-Modul eine Lösung entwickelt, die<br />

einerseits eine minimale Bogenlänge in der Schubendstellung<br />

gewährleistet und andererseits einen reibungslosen Gleitbetrieb<br />

der Energiekette bei geringem Verschleißverhalten insbesondere<br />

im Mitnehmerbereich sicherstellt. Bei dem GO-Modul handelt es<br />

sich um eine standardisierte Anordnung von Kettengliedern, die<br />

speziell für eine optimale Mitnehmeranbindung bei einer festgelegten<br />

Anschlusshöhe konzipiert sind. In der Schubendstellung<br />

sind die Kettenglieder so ausgebildet, dass sie möglichst frühzeitig<br />

in den Führungskanal eintauchen.<br />

ERHÖHTE LEBENSDAUER UND<br />

EFFIZIENTERE ANTRIEBSKRAFT<br />

Die besondere Gestaltung des GO-Moduls sorgt nicht nur für<br />

einen schwingungsfreien Betrieb, sondern verhindert auch den<br />

punktuellen Abrieb der Energieführung aufgrund eines Durchhangs.<br />

Dies wird erreicht, indem das Untertrum der Kette großflächig<br />

in den Führungskanal eintaucht – und zwar in einem sehr<br />

flachen Winkel. Die Belastung durch Abrieb verteilt sich so auf<br />

ein größeres Verschleißvolumen, was die Lebensdauer an dieser<br />

DIE EIGENSCHAFTEN DES MODULS IM ÜBERBLICK<br />

■ geringe Einbauverhältnisse durch optimierte<br />

Länge des Bogenüberstandes<br />

■ Sicherstellung des Mindest-Biegeradius der geführten<br />

Leitungen über den gesamten Verfahrweg hinweg<br />

■ keine Notwendigkeit für ein Stützblech am Mitnehmer,<br />

somit kein konstruktiver Mehraufwand<br />

■ hohe Lebensdauer des Systems durch Optimierung der<br />

Gleitflächen-Anordnung im Bereich des Mitnehmers<br />

■ definierte Krafteinleitung im Schubbetrieb der<br />

Energieführungskette und reduzierte Biegebelastung<br />

Stelle um ein Mehrfaches erhöht. Insbesondere bei hohen Beschleunigungen<br />

und langen Verfahrwegen kommt ein weiterer<br />

Vorteil des GO-Moduls zum Tragen: Durch die spezielle Anordnung<br />

ist ohne zusätzliche Hilfsmaßnahme eine gute Einleitung<br />

der Antriebskraft in Richtung des Obertrums und somit ein minimaler<br />

notwendiger Schub der Kette gewährleistet. Die reduzierte<br />

und fest definierte Mitnehmeranschlusshöhe minimiert zudem<br />

deutlich die Biegebelastung der Energieführung.<br />

ANWENDUNGEN MIT GROSSEN<br />

VERFAHRGESCHWINDIGKEITEN<br />

Aufgrund der deutlich verbesserten Lebensdauer-Eigenschaften<br />

eignet sich das GO-Modul insbesondere bei Anwendungen mit<br />

großen Verfahrgeschwindigkeiten von über 3 m/s und einer hohen<br />

Anzahl an Verfahrzyklen. Praxisrelevante Langzeituntersuchungen<br />

ergaben eine Lebensdauer von bis zu 150.000 Gleitkilometern.<br />

Somit eignet sich das Modul gleichermaßen für Automationssysteme,<br />

Portalroboter und Systemanlagen wie für den Bereich<br />

Krantechnik und Anwendungen rund um die Lager- und Handhabungstechnik.<br />

Das GO-Modul ist für Energieführungsketten der Basic- und<br />

Vario-Line universell in praktisch allen Größen einsetzbar. Die<br />

Bandbreite des Sortiments umfasst dabei Innenhöhen von 26<br />

bis 87 mm bei Baubreiten von 25 bis 800 mm. Die Auslegung<br />

und Dimensionierung der Energieführungsketten mit GO-<br />

Modul können Anwender komplett über das Online-Tool „Online-<br />

Engineer“ vornehmen.<br />

Bilder: Tsubaki Kabelschlepp<br />

www.kabelschlepp.de<br />

rückwärtige<br />

Kettenglieder<br />

(rKR)<br />

Bremsentechnologie 4.0<br />

– jetzt upgraden!<br />

ROBA ® -brake-checker: Permanentes<br />

Bremsen-Monitoring von Schaltzustand,<br />

Temperatur und Verschleiß<br />

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www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 33


KUPFER ALS SCHLÜSSEL ZU MEHR NACHHALTIGKEIT<br />

CO 2<br />

-FUSSABDRUCK<br />

REDUZIEREN<br />

Um die Erderwärmung zu bremsen, muss der CO 2<br />

-Ausstoß weltweit<br />

drastisch reduziert werden. Deutschland hat sich das Ziel gesetzt bis<br />

2030 die Treibhausgasemissionen um 40 Prozent zu verringern (bezogen<br />

auf das Basisjahr 1990). Auf diesem Weg spielt der Rohstoff Kupfer<br />

eine wesentliche Rolle.<br />

W<br />

ie können Unternehmen Energie- und Rohstoffressourcen<br />

möglichst schonend und effizient nutzen?<br />

Wo sind die wichtigsten und erfolgversprechendsten<br />

Stellhebel? Der Kabelhersteller Lapp kam nach<br />

umfangreichen Untersuchungen zu dem Ergebnis, dass die<br />

schädlichen CO 2<br />

-Emissionen am besten bei den eingesetzten<br />

Produkten verringert werden können, da dort das meiste CO 2<br />

gebunden wird. Eine wichtige Rolle spielt dabei der Rohstoff<br />

Kupfer. Daher will das Unternehmen bis 2025 den CO 2<br />

-Fußabdruck<br />

der Produkte reduzieren. Der Grund: Kupfer ist im Durchschnitt<br />

für 88 Prozent des CO 2<br />

-Fußabdrucks in den Produkten<br />

von Lapp verantwortlich. Daher ist Kupfer ein wichtiger Ansatzpunkt,<br />

um dem Einsparziel näher zu kommen.<br />

Allerdings ist ein Verzicht auf Kupfer als Rohstoff derzeit unmöglich,<br />

da kein anderes Material über vergleichbare Eigenschaften<br />

verfügt. Das rote Metall ist nach Silber der zweitbeste Stromleiter<br />

und besitzt eine deutlich bessere Leitfähigkeit als Aluminium.<br />

Maria Dobritzsch, Global CSR Manager, Lapp Holding SE, Stuttgart<br />

Zudem ist Kupfer widerstandsfähiger gegen Hitze, langlebig und<br />

zu 100 Prozent recycelbar.<br />

NACHHALTIGER KUPFEREINSATZ<br />

Nach Berechnungen liegt das Erderwärmungspotential von Kupfer<br />

im Durchschnitt bei 4,1 kg CO 2<br />

e/kg. Dabei muss beim Kupfer die<br />

ganze Entstehungskette von der Gewinnung der Erze, über die<br />

Raffinerie bis zum Verbraucher betrachtet werden. Der höchste<br />

Anteil davon entsteht in den frühen Phasen des Bergbaus, wenn<br />

das Erz im Berg gelöst und im Anschluss daran transportiert und<br />

aufbereitet wird. Eine weitere Herausforderung ist, dass in den<br />

Kupferminen weltweit, beispielsweise in Chile, Peru, China oder<br />

den USA, die Erzgehalte zurückgehen und für die Förderung ein<br />

komplizierterer Prozess mit höherem Energieeinsatz nötig ist.<br />

Parallel wird die Nachfrage nach Kupfer wegen des massiven<br />

Ausbaus an erneuerbaren Energien bis 2040 um 60 Prozent steigen.<br />

Diese Entwicklung ist für Lapp eine große Herausforderung. Einerseits<br />

kann der Kabelhersteller für integrierte Lösungen der Kabel<br />

und Verbindungstechnik auf den Rohstoff Kupfer nicht verzichten,<br />

andererseits wird für den Abbau von Kupfererz eine hohe Menge<br />

an Energie benötigt und auch die Preise werden Prognosen zu Folge<br />

34 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

weiter steigen. Daher sucht das Unternehmen nach innovativen<br />

Wegen, um beim Kupfereinsatz nachhaltiger zu werden.<br />

TRANSPARENZ IN <strong>DER</strong> LIEFERKETTE<br />

EIN VERZICHT AUF KUPFER IST <strong>DER</strong>ZEIT<br />

UNMÖGLICH, DA KEIN AN<strong>DER</strong>ES<br />

MATERIAL ÜBER VERGLEICHBARE<br />

EIGENSCHAFTEN VERFÜGT<br />

Mittlerweile gibt es weltweite Initiativen, die die globale Kupferindustrie<br />

nachhaltiger gestalten wollen. Hier ist auch ein wichtiger<br />

Ansatzpunkt für den Kabelhersteller. Heute beziehen die weltweiten<br />

Produktionsstätten von Lapp das benötigte Kupfer weitestgehend<br />

eigenständig. Zukünftig soll die Beschaffung von Kupfer<br />

strategisch gesteuert werden. In einem ersten Schritt wurde im Jahr<br />

2020 das Projekt Cuprum gestartet. Das große Ziel des Projektes<br />

ist es Transparenz zu schaffen, indem die weltweiten Lieferketten<br />

sichtbar gemacht werden.<br />

NACHHALTIGKEITSSTRATEGIE<br />

DES UNTERNEHMENS<br />

Nachhaltiges Handeln ist Teil der DNA von Lapp.<br />

Im Geschäftsjahr 2020/2021 wurde im Unternehmen<br />

erstmalig eine Wesentlichkeitsmatrix erarbeitet<br />

und dabei fünf Handlungsfelder benannt:<br />

n Produkte und Lösungen nachhaltig gestalten<br />

n Gebäude und Werke ressourcenschonend betreiben<br />

n Kunden weltweit umweltbewusst beliefern<br />

n Portfolio auf nachhaltige Industrien ausrichten<br />

n Natur und Menschen langfristig bewahren<br />

Wichtigste Ansatzpunkte sind das Produkt und der<br />

Herstellungsprozess. Der Kabelhersteller setzt sich für<br />

eine effiziente Nutzung von Rohstoffen sowie den<br />

umweltverträglichen Umgang mit Chemikalien und<br />

Abfällen ein. Alle Lapp Gesellschaften weltweit sind dazu<br />

angehalten, ihre Gebäude und Werke so energieeffizient<br />

wie möglich zu betreiben. Wo immer möglich, beziehen<br />

die Standorte Ökostrom oder betreiben eigene PV-Anlagen.<br />

Auch in der Logistik spielt der Nachhaltigkeitsgedanke<br />

eine wichtige Rolle. Für Kunden gibt es heute schon die<br />

Möglichkeit, Sammelbestellungen aufzugeben. Über<br />

dezentrale Lager werden darüber hinaus Transportwege<br />

minimiert. Um Ressourcen zu sparen, gibt es ein Kreislaufsystem<br />

für Kabeltrommeln.<br />

Außerdem bietet Lapp Produkte speziell für die Solarund<br />

Windenergiebranche sowie für den Schienenverkehr<br />

an und wird diese Aktivitäten in den nächsten Jahren<br />

weiter forcieren. Auch bei der Entwicklung, Herstellung<br />

und den Vertrieb von Ladesystemen für Elektroautos<br />

leistet das Unternehmen einen Beitrag.<br />

Das rote Metall ist nach Silber der zweitbeste Stromleiter und besitzt<br />

eine deutlich bessere Leitfähigkeit als Aluminium<br />

Zukünftig will das Unternehmen bevorzugt ökologisch sauberes<br />

Kupfer einkaufen. Aber der Weg zur nachhaltigen Wertschöpfung<br />

ist kompliziert. Basierend auf den Projektergebnissen wird der<br />

Hersteller seine Einkaufsstrategie ausrichten – von einer dezentralen<br />

zu einer zentralen Beschaffungsorganisation. Trotzdem ist<br />

vorgesehen, dass Kupfer weiterhin von mehreren Bezugsquellen<br />

beschafft wird, denn die Entscheidung für einen Lieferanten<br />

hängt von verschiedenen Faktoren ab: Wo ist der Lieferant angesiedelt?<br />

Wie weit sind die Transportwege? In welcher Verarbeitungsform<br />

wird das Kupfer zur Verfügung gestellt? Es zeigt sich:<br />

Kupfer ist nicht gleich Kupfer.<br />

GEMEINSAME LÖSUNGEN FINDEN<br />

Zurzeit führt der Hersteller Gespräche mit Kupferlieferanten, um<br />

sich einen Überblick zu den CO 2<br />

-Emissionen der verschiedenen<br />

Produkte zu verschaffen. Sobald eine Übersicht zu den aktuellen<br />

Emissionswerten aller bezogenen Kupferprodukte vorliegt, wird<br />

geprüft, ob ein Wechsel hin zu „grünem Kupfer“ möglich ist.<br />

Wichtig ist dabei, den Dialog mit den Lieferanten zu suchen und<br />

gemeinsam an Lösungen zu arbeiten.<br />

Bilder: Aufmacher Parilov – stock.adobe.com; sonstige Lapp<br />

www.lapp.com<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 35


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Die Panel PCs<br />

werden an die<br />

jeweilige Anwendung<br />

angepasst<br />

PER AUGMENTED REALITY GEHÄUSE UND PANEL PC ERLEBEN<br />

VIRTUELL PLATZIEREN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mal schnell ausprobieren, ob das Regal aus dem Möbel-Katalog gut<br />

ins eigene Wohnzimmer passt? Dank Augmented Reality (AR) ist<br />

das kein Problem. Auch im B2B-Bereich ermöglicht die Kombination aus<br />

digitaler und realer Welt neue Formen der Produktpräsentation:<br />

Anwender können per Smartphone oder Tablet erleben, wie Panel PCs<br />

an ihren Maschinen aussehen würden.<br />

Das Unternehmen Rose Systemtechnik bietet mit der<br />

Augmented Reality-Anwendung Maschinen- und Anlagenbauern<br />

die Möglichkeit, seine Gehäusesysteme und<br />

Panel PCs virtuell an den eigenen Maschinen zu platzieren.<br />

Potentielle Kunden können die Produkteigenschaften<br />

auf diese Weise schnell und direkt erfassen und sofort auf einem<br />

mobilen Endgerät sehen, wie sich die Gehäuse und HMI-Lösungen<br />

in die eigene Maschine einfügen.<br />

Die Münsteraner Firma Cynapsis Interactive GmbH hat die<br />

AR-Anwendung entwickelt. Für die Nutzung ist lediglich ein<br />

handelsübliches Smartphone oder Tablet erforderlich, mit dem<br />

ein QR-Code gescannt wird. Anschließend öffnet sich im Internet-Browser<br />

des Geräts ein Fenster: In ihm ist das ausgewählte<br />

Produkt von Rose in einer 3D-Ansicht vor dem jeweiligen realen<br />

Hintergrund zu sehen, den die Handy-Kamera in diesem<br />

Moment zeigt. Durch Bewegen des mobilen Endgerätes kann<br />

das virtuelle Produkt beliebig mit der eigenen Maschine kombiniert<br />

werden.<br />

„Das Tool ermöglicht es dem Nutzer, unsere Produkte realistisch<br />

und aus nächster Nähe zu betrachten – so, als wären sie im<br />

selben Raum wie er“, so Katharina Lange, Marketingleiterin bei<br />

Rose Systemtechnik. Zu den AR-Produkten des Gehäuseherstellers<br />

gehören anwendungsspezifische Lösungen sowie das Steuergehäuse<br />

SL 5000 und der Panel PC S-Line Gen.5. Als nächstes<br />

plant das Unternehmen seine Tragarmsysteme als AR-Modelle<br />

anzubieten.<br />

Bild: Rose Systemtechnik<br />

www.rose-systemtechnik.com<br />

36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

AUSWAHLHILFE SICHERHEITSTECHNIK WEITERENTWICKELT<br />

Die Safety Configuration Library (SCL) ist ein kostenfreies, auf funktionale<br />

Sicherheit zielendes Software-Tool von SEW-Eurodrive, das jetzt um<br />

Schaltschrankgeräte aus dem Movi-C-Baukasten erweitert wurde. SCL<br />

unterstützt bei der Vorauswahl von Antriebskomponenten mit passender<br />

Sicherheitstechnik sowie bei der Entwicklung von Sicherheitskonzepten.<br />

Über die Konfiguration wählen Anwender die Anforderungen an das Konzept<br />

sowie die gewünschten Produkte aus. Jüngster Neuzugang sind Movi-C-<br />

Frequenzumrichter und Controller. Mit jeder Auswahl baut sich sukzessive<br />

das zugehörige Konzeptbild auf, das einen Überblick über das Zusammenspiel<br />

der Komponenten verschafft. Alle Konzepte sind auf ihre grundlegende<br />

Eignung geprüft und erfüllen die Anforderungen des Performance Levels (PLr).<br />

Am Ende der Konfiguration entsteht ein vollständiges Konzeptbild in Form<br />

eines projektspezifischen Ergebnisprotokolls. Es lässt sich als PDF herunterladen<br />

und für weiterführende Abstimmungen mit SEW-Eurodrive nutzen.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

ERWEITERTE VERNETZUNGSOPTIONEN<br />

FÜR SAFETY-APPLIKATIONEN<br />

Eucher stellt Neuerungen<br />

beim Schutztürsystem<br />

MGB2 Modular<br />

vor, das jetzt mit einem<br />

neuen Busmodul für<br />

die Anbindung an das<br />

Busprotokoll EtherCAT<br />

mit FSoE verfügbar ist.<br />

Ebenfalls neu ist das<br />

Schlüsselsystem CKS2.<br />

Für das Türschutzsystem<br />

MGB2 Modular erweitert Eucher die Anzahl an<br />

Feldbusprotokollen über Profinet/ Profisafe und EtherCAT P/<br />

FSoE hinaus. Neu auf dem Markt ist das Busmodul MBM für<br />

den Anschluss am EtherCAT/ FSoE. MGB2 Modular besteht<br />

aus einem Zuhaltemodul, Submodulen für Bedien- und<br />

Anzeigeelemente sowie optionalen Erweiterungsmodulen,<br />

wie etwa MBM für individuelle Anbindungen. Mit CKS2 bietet<br />

Euchner darüber hinaus ein Schlüsselsystem mit integrierter<br />

Auswerteelektronik für den Einbau in Maschinen und Anlagen<br />

an. Es ist auch als Submodul für das Türschließsystem MGB2<br />

Modular verfügbar. Diagnosedaten und Kommunikationsfunktionen<br />

lassen sich wahlweise im Zusammenspiel mit<br />

einem IO-Link Gateway oder über den Feldbus direkt über<br />

das Busmodul MBM bereitstellen.<br />

www.euchner.de<br />

VARIANTENVIELFALT BEI<br />

DREHEINHEITEN GESTEIGERT<br />

Die flachen Dreheinheiten<br />

der ERT-Reihe von Schunk<br />

sind jetzt auch mit der<br />

Echtzeitschnittstelle<br />

Hiperface DSL sowie<br />

optional mit Schutzart<br />

IP54, UL-Zertifizierung<br />

und einer elektrischen<br />

Haltebremse erhältlich.<br />

Die ERT-Dreheinheiten<br />

zeichnen sich durch einen<br />

besonders flachen Aufbau<br />

aus und ermöglichen präzise, hochdynamische rotatorische<br />

Bewegungen. Die neue Baugröße ERT 100 bietet einen Nenndrehmoment<br />

von 16,7 Nm. Über die als Einkabel-Technologie<br />

ausgeführte Geberschnittstelle Hiperface DSL arbeitet das<br />

Wegmesssystem der Drehmodule als absolut messendes<br />

Motor-Feedback-System in Singleturn-Ausführung. Neben<br />

der elektrischen Haltebremse stellt Schunk wahlweise die<br />

erhöhte Schutzart IP54 sowie eine UL-Zertifizierung nach<br />

US-amerikanischen und kanadischen Bestimmungen zur<br />

Verfügung. Dies ermöglicht den Einsatz in der Batteriezellenmontage,<br />

beim Handling von Hairpins sowie als stationärer<br />

Rundschalttisch. Ergänzend steht zur Ermittlung der<br />

Schwenkzeiten das Auslegungstool ERT bereit.<br />

www.schunk.com<br />

26. ENGELSKIRCHENER<br />

KUNSTSTOFF-TECHNOLOGIE-TAGE<br />

am 15. & 16. Juni <strong>2023</strong><br />

„In Chancen denken“<br />

Jetzt Besucherticket<br />

sichern!<br />

www.ektt.de


FLUIDTECHNIK<br />

SCHNELL DEN RICHTIGEN<br />

ANTRIEB FINDEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Elektrozylinder werden in vielen unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Dank einer<br />

I/O-Schnittstelle zur präzisen Lagerückmeldung lassen sich unterschiedliche Positionen<br />

genau anfahren. Auch Softstarts und -stopps für einen schonenden Betrieb sind möglich.<br />

Diese Flexibilität und ihre hohe Energieeffizienz machen sie zu beliebten Bauteilen.<br />

Elektrozylinder gibt es in unterschiedlichen Hublängen und<br />

Kräften. Aber welcher Antrieb passt in meine Anwendung?<br />

Um diese Frage zu beantworten, setzen Entwicklungsingenieure<br />

unterschiedliche Prototypen ein, die herauszufinden<br />

sollen mit welcher Konfiguration die gewünschte Bewegung am<br />

besten umgesetzt werden kann.<br />

Linearantriebsexperte Linak unterstützt die Entwicklungsingenieure<br />

dabei den richtigen Elektrozylinder zu bestimmen und<br />

zu parametrieren. Möglich wird das mit der I/O-Schnittstelle, die<br />

der Hersteller zunächst für den Linearaktuator LA36 anbietet. Per<br />

USB-Kabel oder auch über Bluetooth lässt sich der Elektrozylinder<br />

mit einem Computer verbinden und konfigurieren.<br />

UNTERSTÜTZUNG IM ENTWICKLUNGSPROZESS<br />

Wie läuft der übliche Entwicklungsprozess ab und welche Vorteile<br />

bieten sich durch die neue Technik von Linak? Ein Beispiel<br />

einer typischen Anwendung für einen elektrischen Zylinder ist<br />

die Verstellung und Positionierung einer Klappe an einer Maschine,<br />

einem landwirtschaftlichen Gerät oder in einer Produktionsanlage.<br />

Die Aufgabe für den Entwickler ist es unter anderem,<br />

die Positionen exakt zu bestimmen, die der Antrieb anfahren<br />

muss. Außerdem könnte ein sanftes Starten der Bewegung hilfreich<br />

sein.<br />

Nützlich ist eine solche Rampe im Bewegungsablauf, um das<br />

Material zu schonen. Während des Entwicklungsprozesses ergeben<br />

sich noch weitere Aufgaben und Fragen. Eventuell muss der<br />

Antrieb eine Zwischenposition anfahren. Wichtig ist zu wissen,<br />

welche Kräfte notwendig sind und ob der Antrieb bezüglich der<br />

Kräfte richtig dimensioniert ist. Um all diese Fragen zu beantworten,<br />

müsste der Entwicklungsingenieur im klassischen Entwicklungsprozess<br />

unterschiedlich konfigurierte Elektrozylinder einsetzen.<br />

Das ist nicht nur teuer, sondern kostet auch viel Zeit. Zeit, die<br />

während einer Entwicklung besonders wertvoll ist.<br />

38 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


FLUIDTECHNIK<br />

01<br />

02<br />

01 Elektrozylinder mit I/O-Schnittstelle helfen,<br />

den richtigen Antrieb zu bestimmen<br />

02 Die I/O-Antriebe sind in unterschiedlichen<br />

Ausstattungsstufen erhältlich: Über die Software<br />

Actuator Connect lassen sich bestimmte Optionen<br />

auch nachträglich freischalten<br />

MIT I/O-SCHNITTSTELLE ZUM OPTIMALEN<br />

BEWEGUNGSABLAUF<br />

An dieser Stelle setzt Linak mit seiner Lösung an: Mit der neuen<br />

I/O-Schnittstelle lassen sich Elektrozylinder des Anbieters mithilfe<br />

der Software Actuator Connect (AC) einfach und schnell parametrieren.<br />

Möglich sind flexible Steuerungsoptionen, einschließlich<br />

virtueller Begrenzungen und einstellbarer Geschwindigkeiten. Es<br />

ist auch möglich, vordefinierte Positionen über die Software AC<br />

einzustellen und den Antrieb zu diesen Positionen fahren zu lassen.<br />

Auch die Positionsrückmeldungen lassen sich anpassen. Mit all<br />

diesen Möglichkeiten kann der Entwicklungsingenieur die optimalen<br />

Bewegungsabläufe festlegen.<br />

Der I/O-Antrieb bietet unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten.<br />

Diese ermöglichen zahlreiche Optionen für die Steuerung und<br />

Einstellung des Antriebs. Die Funktionalität dieser Ein- und Ausgänge<br />

kann direkt in der Software Actuator Connect angepasst<br />

werden und der Schaltplan wird kontinuierlich aktualisiert. Einige<br />

der Anschlüsse sind für eine bestimmte Funktionalität reserviert –<br />

weitere sechs Anschlüsse können aber kundenspezifisch angepasst<br />

werden und sind für die Einstellung der Nutzung relevant. In der<br />

Software Actuator Connect werden die Ein- und Ausgänge<br />

visualisiert, sodass man schnell erkennen kann, welchem Kabel,<br />

welche Funktion zugeordnet ist. Zum Teil lassen sich die Einund<br />

Ausgänge in der Software individuell anpassen.<br />

POSITIONSRÜCKMELDUNG AUCH<br />

NACH SPANNUNGSVERLUST<br />

Bei vielen Anwendungen ist es wichtig zu wissen, wie weit der<br />

Elektrozylinder ein- oder ausgefahren ist. Eine genaue Positionsrückmeldung<br />

ist in diesem Fall unerlässlich und einer der großen<br />

Vorteile gegenüber Hydraulik oder Pneumatik.<br />

Elektrozylinder von Linak mit I/O-Schnittstelle zeichnen sich<br />

hier besonders aus. Die Positionsrückmeldung basiert auf Impulsen<br />

von magnetischen Hall-Sensoren. Außerdem speichert der Mikrocontroller<br />

des Elektrozylinders die aktuelle Position auf seinem<br />

internen Speicher, sodass nach einem Spannungsverlust die gespeicherte<br />

Position nicht verloren geht und wieder angezeigt<br />

wird. Derselbe Mikrocontroller kann diese Hall-Impulse zum<br />

Beispiel in ein analoges 4-20-mA-Ausgangssignal umwandeln. In<br />

der Vergangenheit wurde dies in der Regel durch ein mechanisches<br />

Potentiometer erreicht – ein Bauteil, das sich mit der Zeit abnutzt<br />

und in Bezug auf Genauigkeit und Hublänge begrenzt ist.<br />

Nachdem alle Parameter für einen perfekten Bewegungsablauf<br />

des Prototypen gefunden wurden, lassen sich diese Einstellungen<br />

in der Software abspeichern und für die Serienproduktion der<br />

Elektrozylinder übertragen. Das heißt, der parametrierte Prototyp<br />

des Elektrozylinders wird als Vorlage genutzt. Linak liefert im<br />

Anschluss in Serie fertig konfigurierte Elektrozylinder mit genau<br />

diesen Einstellungen.<br />

Bilder: Linak<br />

www.linak.de<br />

<strong>DER</strong> I/O-ANTRIEB BIETET<br />

UNTERSCHIEDLICHE<br />

ANSCHLUSSMÖGLICHKEITEN<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 39


FLUIDTECHNIK<br />

CALL FOR PAPERS:<br />

INTERNATIONALE<br />

FLUIDTECHNISCHE<br />

KONFERENZ 2024<br />

Die IFK ist eine der weltweit größten<br />

wissenschaftlichen Konferenzen zur<br />

Fluidtechnik. Sie führt Wissenschaftler und<br />

Industrie in einem internationalen Forum zum<br />

Austausch zusammen. Mehr zu den Themen,<br />

Programm und wie Sie spannende Beiträge<br />

einreichen können, lesen Sie hier.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Das Internationale Fluidtechnische Kolloquium, eine der<br />

weltweit größten wissenschaftlichen Konferenzen zur<br />

Fluidtechnik, führt Wissenschaftler und Industrie in<br />

einem internationalen Forum zum Wissensaustausch<br />

auf dem Gebiet der der fluid-mechatronischen Antriebs-, Steuerung-<br />

und Regelungstechnik zusammen. Das 14. IFK findet<br />

vom 19. bis 21. März 2024 in Dresden statt.<br />

NACHHALTIGE UND UMWELTFREUNDLICHE<br />

TECHNOLOGIEN STEHEN IM FOKUS<br />

Das Motto des 14. IFK lautet „Fluid Power: Sustainable Productivity“,<br />

womit sich die Tagung einer der zentralen Herausforderungen<br />

der heutigen Gesellschaft stellt: Nachhaltige und umweltfreundliche<br />

Technologie ohne Performance-Verlust. Bei der Bewältigung<br />

dieser Aufgabe spielen die enorme Vielfalt an neuartigen fluidtechnischen<br />

Komponenten sowie Antriebs- und Systemarchitekturen<br />

eine ganz entscheidende Rolle.<br />

Am ersten Tag der Veranstaltung widmet sich das Symposium<br />

vor allem grundlagenfokussierten Beiträgen. Die beiden folgenden<br />

Konferenztage bieten einen umfassenden anwendungsund<br />

technologieorientierten Überblick über den neuesten Stand<br />

der Fluidtechnik. In dieser Kombination ist das IFK ein einzigartiges<br />

Forum zum Austausch zwischen universitärer Grundlagenforschung<br />

und anwendungsorientierter Industrieerfahrung.<br />

Eine begleitende Fachausstellung bietet die Möglichkeit, sich<br />

direkt über Produkte zu informieren und mit Herstellern, Forschern<br />

und Anwendern von morgen zu vernetzen.<br />

SPANNENDE WISSENSCHAFTLICHE BEITRÄGE<br />

KÖNNEN AB SOFORT EINGEREICHT WERDEN<br />

Hochwertige und fesselnde wissenschaftliche Beiträge bilden<br />

das Fundament der Konferenz. Alle Interessierten, die ihre<br />

aktuelle wissenschaftliche Arbeit einer breiten Öffentlichkeit<br />

präsentieren wollen, sind dazu eingeladen, einen Beitrag zum<br />

14. IFK zu leisten. Dazu sollte die englische Kurzfassung bis<br />

spätestens zum 18. Juni <strong>2023</strong> online unter www.ifk-dresden.de<br />

eingereicht werden. Dort finden Interessierte die Vorlage zur<br />

Anfertigung von Kurzfassungen.<br />

Das IFK widmet sich praxisbezogenen Themen aus Stationärund<br />

Mobilhydraulik sowie Pneumatik. Es werden detaillierte Betrachtungen<br />

von hydraulischen, pneumatischen, aktorischen<br />

und sensorischen Komponenten sowie von fluidtechnischen<br />

Grundlagen dargeboten. Eine besondere Bedeutung kommt<br />

dabei der Steigerung der Energieeffizienz sowie den Trends wie<br />

Digitalisierung, Virtualisierung und datenbasierte Anwendungen<br />

zu. Auch Beiträge zu Spezialanwendungen der Fluidtechnik<br />

wie Medizin, Robotik und Lebensmittelindustrie sind herzlich<br />

willkommen. Das IFK-Team um Prof. Weber freut sich auf zahlreiche<br />

Teilnahme und viele interessante Beiträge aus allen Kompetenz-<br />

und Anwendungsbereichen der Fluid-Mechatronik!<br />

www.ifk-dresden.de<br />

40 KON_Anzeige_Toss_185x30mm_<strong>2023</strong>_02.indd <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

1 15.02.<strong>2023</strong> 14:12:25


FLUIDTECHNIK<br />

INDIVIDUALITÄT IM STANDARDMODUL<br />

Fleximod bietet ein<br />

einfaches Konzept zur<br />

Integration anwendungsorientierter<br />

Lösungen für die<br />

Elektro hydraulik. Die<br />

Vorteile der Verfügbarkeit<br />

von Standardlösungen<br />

und die<br />

Individualität von<br />

kunden spezifischen<br />

Lösungen bleiben<br />

dabei gewahrt. Unter<br />

dem Leitgedanken<br />

„Parametrieren statt<br />

Programmieren“<br />

vereinfacht W.E.St. Elektronik den Einstieg in die Umsetzung<br />

kundenspezifischer Funktionen auf Basis einer<br />

Standard-Geräteserie. Dafür hat das Unternehmen das<br />

skriptbasierte Konzept Fleximod entwickelt. Hiermit wird<br />

ein fester Kern der Regelungs anwendung und der hardwarenahen<br />

Funktionen mit einer flexiblen Hülle ergänzt.<br />

Diese ist sehr einfach in der Hand habung und erfordert<br />

kaum Programmierkennt nisse. Die ersten Geräte mit dem<br />

Fleximod-Engine sind die vollständig frei konfigurierbaren<br />

Module DSG-112-U mit Analogaus gängen und DSG-112-P<br />

mit Leistungsendstufe zur direkten Ansteuerung von<br />

Ventilmagneten.<br />

www.w-e-st.de<br />

HYDRAULISCHE BREMSZYLIN<strong>DER</strong> EINFACH<br />

ONLINE KONFIGURIEREN UND BESTELLEN<br />

Die ACE Stoßdämpfer GmbH stellt Konstrukteuren ein<br />

breites Angebot an Online-Konfiguratoren zur Verfügung.<br />

Unter bit.ly/ACEKonfigurator ist es auch möglich, für unterschiedlichste<br />

Anwendungen Ölbremsen und hydraulische<br />

Bremszylinder zu jeder gewünschten Zeit auf der Homepage<br />

von ACE auszulegen und im ACE Online-Shop zu bestellen.<br />

Diese Komponenten finden in zahlreichen industriellen<br />

Anwendungen als praktische Helfer bei der Geschwindigkeitsregulierung<br />

Verwendung.<br />

So bieten sie<br />

zum Beispiel Vorschubkontrolle<br />

beim Sägen<br />

von Metallen und verhindern<br />

den Stickslip-Effekt.<br />

Wie bei<br />

den anderen Konfiguratoren,<br />

die ACE als<br />

Anbieter von Dämpfungslösungen<br />

aller<br />

Art bereits online unter bit.ly/ACEBerechnungen anbietet,<br />

ist auch bei diesem Tool die Bedienung einfach und intuitiv.<br />

Dadurch vollzieht sich der Auswahlprozess mit wenigen Klicks<br />

und in kurzer Zeit. Und dank des angeschlossenen Online-<br />

Shops ist der Bezug des ideal passenden Maschinenelements<br />

im Anschluss an die Auslegung nur einen weiteren Klick<br />

entfernt. Treffen Sie die Experten aus dem Hause ACE vom<br />

27. bis 30.06.<strong>2023</strong> auf der Automatica in Halle 5, Stand 518.<br />

www.ace-ace.com<br />

HOCHBELASTBAR, SICHER UND<br />

RESSOURCENSCHONEND<br />

Nachhaltigkeit<br />

und ein<br />

verantwortungsvoller<br />

Umgang mit<br />

Ressourcen sind<br />

auch bei Roth<br />

Hydraulics das<br />

zentrale Thema.<br />

Vor diesem<br />

Hintergrund<br />

präsentiert der<br />

Spezialist für<br />

Speichertechnik<br />

sein Sortiment an Kolben-, Blasen- und Membranspeichern:<br />

Vom Standard-Membranspeicher bis zu kundenspezifischen<br />

Speicheranlagen mit mehr als 100.000 l Gasvolumen<br />

übernehmen Druckspeicher des Herstellers vielfältige<br />

Aufgaben in Hydraulikanwendungen. Erstmals vorgestellt<br />

wird das Duralock-Gewinde, das bei Berstversuchen Unternehmensangaben<br />

zufolge eine signifikant verbesserte<br />

Belastbarkeit gegenüber Standard-Gewinden vorweise und<br />

somit ein hohes Maß an Sicherheit biete. Zudem ermöglicht<br />

das Duralock-Gewinde schlankere Rohre und soll den<br />

Materialeinsatz je nach Baureihe um bis zu 25 Prozent<br />

reduzieren. Seit über 65 Jahren ist Roth Hydraulics führend<br />

in der Speichertechnik. Mit internationalen Zertifizierungen<br />

und Standorten in Deutschland, China sowie den USA<br />

reagiert der Hersteller flexibel auf Kundenwünsche.<br />

www.roth-hydraulics.de<br />

COG SETZT ZEICHEN:<br />

Werkstoffkompetenz<br />

zum Quadrat.<br />

Präzisions-O-Ringe<br />

aus eigener Entwicklung und Fertigung.<br />

www.COG.de


SPECIAL<br />

SENSORTECHNIK<br />

SPECIAL<br />

42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

MONTIERT<br />

WIE KONSTRUIERT<br />

Der Weg vom Komponenten-Design-In bis<br />

zur Inbetriebnahme einer Maschine sollte<br />

so einfach wie möglich sein. Denn jeder<br />

eingesparte Arbeitsschritt bringt wertvollen<br />

Zeitgewinn – das gilt auch für den<br />

Sensorbereich. Ein Beispiel sind optische<br />

Sensoren, die eine Feinjustierung nach<br />

der Montage überflüssig machen.<br />

Je größer der Zeitdruck, desto kostbarer sind eingesparte<br />

Arbeitsstunden. Das gilt besonders im Maschinenbau<br />

mit seinen teilweise sehr kurzen Lieferfristen. Für Projektmanager<br />

und Konstrukteure ist daher die Suche nach<br />

zeitsparenden Lösungen essenziell. Wo stecken die größten<br />

Zeitfresser zwischen Konstruktion und Inbetriebnahme einer<br />

Maschine oder Anlage? An welchen Stellen lassen sich mit<br />

smarten Lösungen Fehlerquellen ausschalten, Arbeitsschritte<br />

verkürzen und wertvolle Zeit gewinnen? Potenzial steckt in<br />

jedem Schritt von Konstruktionsidee bis Montage. In diesem<br />

Fachartikel werden Beispiele aufgezeigt, wie intelligente<br />

Sensor lösungen zeitraubende Fehler und Frust vermeiden<br />

helfen und Projekte beschleunigen.<br />

MÖGLICHE FEHLERQUELLEN BEI<br />

KONSTRUKTION UND MONTAGE<br />

Für die Objekterkennung wählen Ingenieure gerne Lichtschranken<br />

oder Lichttaster. Diese detektieren in Maschinen<br />

und Anlagen präzise, kontaktlos und mit kurzen Ansprechzeiten.<br />

Damit das wie geplant funktioniert und der Lichtstrahl des<br />

Sensors die richtige Zielregion trifft, hat ein Konstrukteur vorab<br />

einige Hürden zu nehmen: Zuerst konstruiert der Ingenieur in<br />

DANK <strong>DER</strong> AUSGERICHTETEN<br />

OPTISCHEN ACHSE ENTFÄLLT<br />

EINE ZEITINTENSIVE<br />

SENSORAUSRICHTUNG<br />

Markus Imbach,<br />

Produktmanager, Baumer GmbH, Friedberg<br />

der Entwurfsphase im CAD den Strahlverlauf des Sensors.<br />

Hierzu muss er Schielwinkel oder Toleranzen heraussuchen,<br />

interpretieren und konstruieren. Bei der späteren Montage<br />

des Sensors zeigt sich, ob die Konstruktion mit der Realität<br />

übereinstimmt. Neben falscher Interpretation und Übertragung<br />

der Daten können auch produktionsbedingte Toleranzen<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 43


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

Dank der erweiterten MCAD-Daten bietet Baumer neben qTarget eine weitere<br />

Arbeitserleichterung für den Konstrukteur. So können die Daten in einem ersten<br />

Schritt mittels 3D-Vorschau einer einfachen Sichtprüfung unterzogen werden.<br />

Sämtliche Baumer CAD-Modelle stehen in allen gängigen 2D- und 3D-Formaten<br />

zur Verfügung und lassen sich im gewünschten Dateiformat in den verschiedenen<br />

CAD-Systemen importieren. Der Vorteil liegt in den Ressourcen optimierten<br />

Modellen, die um den Faktor 20-100 kleinere Datengröße haben und bei den<br />

Ladezeiten um Faktor 3 bis 6 schneller sind. Zusätzlich enthalten die Modelle<br />

Hilfsgeometrien wie den integrierten Strahlverlauf oder ERP-Daten wie Artikelnummer,<br />

Hersteller etc. Diese MCAD-Modelle stehen nicht nur auf der Baumer-<br />

Website zur Verfügung, sondern können auch auf den Cadenas-Plattformen<br />

3Dfindit und PartSolutions verwendet werden.<br />

MARKUS IMBACH, Produktmanager, Baumer, Friedberg<br />

oder fehlende Daten zu Fehlern führen. Je genauer die Daten mit<br />

der Realität übereinstimmen, desto größer ist die Chance, dass<br />

der Sensor nicht ausgerichtet werden muss. Im letzten Schritt<br />

geht es an die Ausrichtung des Sensors in der Maschine. Der<br />

Sensor muss so montiert sein, dass der Lichtstrahl die Zielregion<br />

exakt trifft. Bei einer Reflexions-Lichtschranke ist dies der gegenüberliegende<br />

Reflektor. Das klingt einfach, kostet in der Praxis<br />

aber Zeit. Denn es kann viele Arbeitsschritte erfordern, bis der<br />

Lichtstrahl richtig ausgerichtet ist.<br />

Ingenieure müssen also nicht mühsam den Strahlverlauf aus<br />

Datenblättern nachzeichnen. Sie übernehmen einfach die gelieferten<br />

Daten – Strahlaustritt, Blindbereich, Erfassungsbereich inkl.<br />

maximaler Abweichung, Empfangsbereich – in ihr CAD-Modell.<br />

Das eliminiert Fehlerquellen und reduziert den Zeitaufwand.<br />

Dank qTarget entsprechen die Strahlverläufe des CAD-Modells<br />

zuverlässig der Realität, was eine zeitsparende Durchgängigkeit<br />

von der Planung bis zur Montage garantiert. Kurz gesagt: Der Sensor<br />

wird montiert wie konstruiert – ohne zusätzliche Ausrichtung.<br />

SPECIAL<br />

SENSORMONTAGE OHNE FEINJUSTIERUNG<br />

Die drei Arbeitsschritte oben lassen sich deutlich abkürzen,<br />

wenn der Strahlverlauf nicht manuell konstruiert werden muss<br />

und der Sensor eine vordefinierte Ausrichtung der optischen<br />

Achse hat – wie bei Sensoren von Baumer. Der Lichtstrahl ist hier<br />

per Design exakt auf die Befestigungslöcher referenziert, sodass<br />

die einzelnen Bauteiltoleranzen aufgehoben werden. Als Ergebnis ist<br />

der Lichtstrahl über die gesamte Sensorserie mit gleichbleibender<br />

Genauigkeit garantiert. Dieses qTarget genannte Merkmal ermöglicht<br />

eine schnelle und einfache Montage ohne Feinjustierung<br />

sowie einen unkomplizierten Sensoraustausch.<br />

Mit der garantierten Ausrichtung der optischen Achse lässt<br />

sich bereits in der Konstruktionsphase Zeit gewinnen. Denn Baumer<br />

liefert bei optischen Sensoren wie O200, O300, O500 sowie<br />

OT300 und OT500 3D CAD-Daten mit integriertem Strahlverlauf.<br />

SENSOREN MIT EINGEBAUTEM ZEITVORTEIL<br />

Ein Praxisbeispiel veranschaulicht den Zeitgewinn dieser smarten<br />

Baumer-Lösung: Ein Anwender aus dem Intralogistikbereich<br />

installiert 14.000 optische Sensoren bei automatisierten Kommissionierungsmodulen.<br />

Dank der ausgerichteten optischen<br />

Achse qTarget kann er auf die Sensorausrichtung verzichten und<br />

spart somit pro Sensor circa fünf Minuten Montagezeit. Der Zeitvorteil<br />

summiert sich bei dieser Menge verbauter Sensoren auf<br />

einen beachtlichen Wert von 1166 eingesparten Arbeitsstunden.<br />

Das entspricht 145 Personentagen. Für den Kunden war dieser<br />

Zeitgewinn ein wichtiges Kriterium für die Wahl der Reflexions-<br />

Lichtschranke O300. Zumal sich qTarget nicht nur bei der Erstmontage<br />

bezahlt macht, sondern auch im laufenden Betrieb.<br />

Denn auch bei dem Austausch von beschädigten Sensoren muss<br />

der neu montierte Ersatz nicht feinjustiert werden. Übrigens:<br />

Analog zu dem integrierten Strahlverlauf für optische<br />

Sensoren stellt Baumer auch für Ultraschallsensoren<br />

3D-CAD-Daten mit der<br />

Schallkeule zur Verfügung.<br />

Der Strahlverlauf ist<br />

Das Resümee: Mit dem Strahlverlauf,<br />

in die 3D-CAD-Daten<br />

der in die 3D-CAD-Daten integriert ist,<br />

integriert: Das erleichtert<br />

und der vordefinierten Ausrichtung<br />

den Weg vom Design-In bis<br />

der optischen Achse (qTarget) liefert<br />

zur Montage, denn<br />

der Sensor lässt sich ohne Baumer eine gute Vorlage für effiziente<br />

Feinjustage einbauen Konstruktion, Fertigung und Betrieb<br />

von Maschinen und Anlagen. Das Baumer<br />

Onebox-Design ermöglicht dabei<br />

volle Flexibilität. Alle Funktionsprinzipien<br />

und Lichtquellen sind in derselben Bauform in<br />

den drei unterschiedlichen Designs Kunststoff, Hygiene sowie<br />

Washdown lieferbar.<br />

Bilder: Baumer<br />

www.baumer.com<br />

44 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

HOCHPRÄZISIONSSENSORIK FÜR DIE HALBLEITERINDUSTRIE<br />

In zahlreichen Prozessschritten der Halbleiterindustrie, wie dem Slicing, der Lagebestimmung<br />

beim Waferhandling, der Verkippungsmessung von Wafern und der Positionierung<br />

der Waferstage, wird Hochpräzisionssensorik von Micro-Epsilon eingesetzt. Der Halbleitermaschinenbau<br />

stellt höchste Anforderungen an die eingesetzte Messtechnik, die sich unter<br />

anderem im Vakuum, bei hohen Beschleunigungen und in Magnetfeldern bewähren muss,<br />

dabei aber gleichzeitig hohe Präzision und Stabilität liefern soll. Um Sensoren für derartige<br />

Anforderungen zu fertigen sind besondere Fertigungstechnologien erforderlich. Daher<br />

werden alle Präzisionssensoren und Aktorsysteme in der Micro-Epsilon Unternehmensgruppe<br />

gefertigt. Aufgrund der hohen Ansprüche, die der Sensorproduktion zugrunde<br />

liegen, durchlaufen<br />

alle Sensoren und<br />

Systeme des Herstellers<br />

komplexe Fertigungsund<br />

Prüfprozesse. Die<br />

Fertigung erfolgt unter<br />

anderem im Reinraum,<br />

der definierte Feuchteund<br />

Temperaturwerte<br />

einhalten muss. Im<br />

Einsatz ist auch die<br />

Ultrakurzpuls-Lasertechnologie<br />

sowie rote<br />

und grüne Laser für<br />

enorme Genauigkeit<br />

beim Schweißen.<br />

Über Hochtemperatur-<br />

Vakuum-Lötprozesse<br />

werden hermetisch<br />

dichte Keramik-Metallverbindungen erreicht. Die Bearbeitung mechanischer Präzisionsteile<br />

erfolgt auf modernsten 5-Achs-Maschinen. Umfangreiche Tests sorgen dafür, dass die hohen<br />

Anforderungen an die Standzeiten der Produkte von Micro-Epsilon über den gesamten<br />

Produktlebenszyklus sichergestellt werden. Ein vollständig blasenfreier Verguss bedeutet<br />

ein hervorragendes Vergussergebnis und Langlebigkeit der Bauteile. Zudem ermöglichen<br />

moderne Beschichtungsverfahren einen nahezu vollständigen Auftrag auf zahlreichen<br />

Oberflächen. So wird ein gleichmäßiger Auftrag auch an schwer erreichbaren Stellen wie<br />

Kanten oder Spalten ermöglicht. Die eingesetzten Fertigungsverfahren ermöglichen die<br />

Herstellung von Sensoren, Aktoren und Präzisionsmechaniken mit höchsten Qualitätsanforderungen.<br />

Dadurch können performante, hochpräzise, robuste und individuelle<br />

Applikationslösungen gefertigt werden, die sich in der Optik, im Präzisionsmaschinenbau<br />

sowie in der Elektronik- und Halbleiterproduktion bewähren.<br />

www.micro-epsilon.com<br />

Zielsicher.<br />

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

Berührungslose Temperaturmessung<br />

von -50 °C bis +3000 °C.<br />

Besuchen Sie uns: www.optris.de<br />

Tel: +49 30 500 197-0<br />

Unsere kostengünstigen kurzwelligen und langwelligen<br />

Infrarotkameras mit einem umfangreichen Softwarepaket<br />

sind ideal für industrielle Temperaturmessungen.<br />

Wir bieten technischen Support, um Sie schnell zur<br />

besten Temperaturmesslösung zu führen.<br />

DREHGEBER: START <strong>DER</strong> NEXTGEN-INITIATIVE<br />

Posital hat ein umfangreiches Upgrade seiner<br />

Ixarc-Familie von inkrementalen Drehgebern<br />

vollzogen – und damit eine übergreifende<br />

Nextgen-Initiative gestartet. Die konsequent<br />

überarbeiteten Inkrementalgeber verfügen<br />

über eine neue magnetische Sensortechnologie<br />

und energieeffizientere integrierte Mikrocontroller.<br />

Dabei bleiben sie mechanisch<br />

und elektrisch mit den früheren Modellen<br />

kompatibel, profitieren aber von einem deutlich<br />

geringeren Stromverbrauch. Dies ist ein<br />

wichtiger Aspekt in komplexen Anwendungen,<br />

bei denen mehrere Geräte an das Steuerungssystem<br />

angeschlossen sind. Die aktualisierten Drehgeber sind nur der erste Teil einer Reihe<br />

von Nextgen-Produkten, die Posital im Laufe des Jahres auf den Markt bringen wird. Die<br />

neuen Inkrementalgeber verwenden eine TMR-Sensortechnologie anstelle der Hall-Effekt-<br />

Sensoren, die in den Vorgängermodellen genutzt wurden. TMR-Sensoren bieten eine höhere<br />

magnetische Empfindlichkeit, wodurch sich die Auflösung verbessern lässt. TMR-Sensoren<br />

sind außerdem weniger temperaturempfindlich und energieeffizienter als ihre Vorgänger.<br />

www.posital.de<br />

when temperature matters


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

FAKTENBASIERTE<br />

ENTSCHEIDUNGEN<br />

TREFFEN<br />

Auch an mobile Maschinen werden Anforderungen hinsichtlich der<br />

Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz gestellt. Zur Bewertung ihres<br />

Arbeitsergebnisses und gegebenenfalls zur Erarbeitung von<br />

Optimierungsmaßnahmen werden Prozessdaten benötigt, die die hier<br />

vorgestellte Sensorlösung selbst bei rausten Umgebungsbedingungen liefert.<br />

In den Industrienationen sind mobile Maschinen schon seit<br />

Jahren ein fester Bestandteil des täglichen Arbeitslebens – seien<br />

es Baumaschinen (zum Beispiel Planierraupen oder Bagger),<br />

landwirtschaftliche Maschinen (beispielsweise Traktoren oder<br />

Mähdrescher) oder Maschinen der Intralogistik (Gabelstapler). Die<br />

steigende Prozesskomplexität ebenso wie sich ändernde regulatorische<br />

Vorgaben erhöhen die Anforderungen an mobile<br />

Maschinen beträchtlich. Darüber hinaus wird von ihnen ein<br />

nachhaltigeres Wirtschaften sowie eine verbesserte Nutzung der<br />

Ressourcen verlangt, was zu neuen, innovativen Lösungen führt.<br />

SPECIAL<br />

Dr. Matthias Sachse, Leiter Entwicklung, und<br />

Raoul Scheidhauer, Leiter Vertrieb, beide tätig bei<br />

der Pulsotronic GmbH & Co. KG, Niederdorf<br />

46 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

steuer- oder regelbarer Abläufe erfordern eine noch vielfältigere<br />

Erfassung der Prozessdaten. Die dafür notwendige<br />

Sensorik muss genauer, vernetzter und robuster werden.<br />

Zudem wird die Fusion von Sensordaten weiter an<br />

Bedeutung gewinnen.<br />

HÖHERE SICHERHEIT FÜR MASCHINE<br />

UND UMGEBUNG<br />

Mit dem FMCW-Radar trägt Pulsotronic zur Lösung dieser sensorischen<br />

Herausforderungen bei. Die Abkürzung FMCW steht<br />

für frequenzmoduliertes Dauerstrichradar (frequency modulated<br />

continuous wave radar). Diese Art von Radar sendet kontinuierlich<br />

ein elektromagnetisches Signal mit geringer Leistung<br />

aus, dessen Frequenz mit der Zeit ansteigt. Die Reflexionen des<br />

Signals werden anschließend aufgenommen und analysiert. So<br />

lassen sich die Entfernung und Geschwindigkeit des jeweiligen<br />

Ziels bestimmen. Durch die Verwendung mehrerer Sende- und<br />

Empfangsantennen kann sogar zwischen mehreren Zielen unterschieden<br />

sowie Informationen – beispielsweise Position,<br />

Signalstärke und Geschwindigkeit – über jedes einzelne Ziel<br />

geliefert werden.<br />

In der einfachen Ausbaustufe misst das FMCW-Radar von<br />

Pulsotronic die Entfernung zum nächsten Hindernis. Höhere<br />

Softwareausbaustufen erlauben eine detailliertere Datenerfassung<br />

bis hin zur Arbeitsraumüberwachung mobiler<br />

Maschinen. Die FMCW-Technologie stellt genaue Abstands-,<br />

Geschwindigkeits- und Relativpositionen bereit, sodass die<br />

Maschine in ihrer Nähe befindliche Objekte erkennt, klassifiziert<br />

und entsprechend reagiert. Auf diese Weise reduziert<br />

sich das Risiko von Kollisionen und die Sicherheit der Maschine<br />

und ihrer Umgebung erhöht sich. Das erweist sich<br />

insbesondere in Lagerhäusern und Distributionszentren als<br />

01 Die FMCW-Lösung zeichnet sich durch eine kleine Aufbauhöhe<br />

von 15 mm gepaart mit einem großen Blickwinkel aus<br />

In ihrer Gesamtheit lassen sich die stetig wachsenden Anforderungen<br />

nur durch eine steigende Automatisierung bis hin zur<br />

Autonomie bewältigen. Andernfalls wäre der Maschinenführende<br />

überfordert und würde das langsamste und meist fehleranfälligste<br />

Glied in der Prozesskette darstellen.<br />

Schon heute ermittelt eine Vielzahl von mobilen Maschinen<br />

Informationen wie den Füllstand, Abstand sowie die Geschwindigkeit<br />

und Position und stellt die Daten dann dem Maschinenführenden<br />

zur Verfügung, um eine faktenbasierte Entscheidung<br />

zu ermöglichen. Eine weitere Automatisierung der Arbeitsabläufe<br />

sowie die Einführung schneller, lediglich durch Automation<br />

01<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 47


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

02<br />

02 Darstellung der Datenverarbeitungskette im Sensor<br />

SPECIAL<br />

nützlich, die durch eine überfüllte und sich schnell ändernde<br />

Umgebung gekennzeichnet sind. In ähnlicher Weise lässt sich<br />

das FMCW-Radar in landwirtschaftlichen Maschinen einsetzen,<br />

um Hindernisse und Gefahren zu detektieren. Ferner erhält der<br />

Fahrende und/oder die Maschinenlogik Unterstützung beim Treffen<br />

fundierter Entscheidungen sowie der Vermeidung potenzieller<br />

Unfälle. Als Beispiele im landwirtschaftlichen Umfeld seien<br />

das Rückwärtsfahren, Wenden mit großen Anhängern oder das<br />

Erfassen von Überlandleitungen angeführt.<br />

ZUVERLÄSSIGE DATENVERARBEITUNG<br />

AUCH IN RAUEN UMGEBUNGEN<br />

Mobile Maschinen, wie Gabelstapler und landwirtschaftliche<br />

Maschinen, werden häufig in rauen Umgebungen sowie unter<br />

schwierigen Betriebsbedingungen genutzt. Daher dürfen eisige<br />

Temperaturen, tropische Umgebungen, starke Vibrationen sowie<br />

Stöße und Schmutz die Sensoren nicht beeinträchtigen. An dieser<br />

Stelle bietet die FMCW-Technologie entscheidende Vorteile,<br />

denn sie kommt ohne bewegliche Teile aus. Außerdem widersteht<br />

das FMCW-Radar extremen Temperaturen, Feuchtigkeit<br />

und Vibrationen. Deshalb eignet sich der Sensor bestens für die<br />

ALL ELECTRIC SOCIETY<br />

Innovative Sensortechnik bildet einen entscheidenden<br />

Baustein der digitalen Transformation der Gesellschaft.<br />

Nur auf Basis immer detaillierterer Prozessdaten der im<br />

Einsatz befindlichen Geräte lassen sich Optimierungspotenziale<br />

erkennen und heben. Das trägt unter anderem<br />

zu einer besseren Ressourceneffizienz und der Schonung<br />

der Umwelt bei – ganz im Sinne der All Electric Society.<br />

Das Zukunftsbild der All Electric Society beschreibt eine<br />

Welt, in der regenerativ erzeugte elektrische Energie als<br />

primäre Energieform weltweit in ausreichendem Maße<br />

und vollständig wirtschaftlich zur Verfügung steht.<br />

Grundlage dafür ist die umfassende Elektrifizierung,<br />

Vernetzung und Automatisierung aller Sektoren der<br />

Wirtschaft und Infrastruktur. Mehr Informationen<br />

hierzu finden Sie unter www.pulsotronic.de.<br />

Verwendung in rauen Umgebungen, in denen herkömmliche<br />

Sensoren den Bedingungen nicht standhalten können. Darüber<br />

hinaus funktioniert das FMCW-Radar unabhängig vom vorhandenen<br />

Umgebungslicht. Das Gerät von Pulsotronic zeichnet sich<br />

ferner durch eine geringe Bauhöhe von nur 15 mm aus. Je nach<br />

Material kann es auch hinter Kunststoff verbaut werden, um<br />

spezielle Designanforderungen zu erfüllen. Aufgrund dieser Eigenschaften<br />

lässt sich das FMCW-Radar sowohl in neue ebenso<br />

wie bestehende Maschinen integrieren. Trotz der geringen Bauhöhe<br />

arbeitet der Sensor in einem großen Winkelbereich von ± 60 °.<br />

Die Radartechnologie gilt allgemein als aufwendig in der anwenderspezifischen<br />

Applikation. Pulsotronic setzt an diesem<br />

Punkt an und stellt ein Software-Framework zur Verfügung, das<br />

die individuelle Anpassung durch die Datenaufnahme und -auswertung<br />

unterstützt und beschleunigt. Mit dem Python-basierten<br />

Framework können die aufgezeichneten Daten zusätzlich<br />

durch verschiedene Algorithmen verarbeitet werden. Dieser<br />

vereinfachte „Software-in-the-Loop“-Ansatz erlaubt ein Rapid<br />

Prototyping bis hin zur Einbindung kundenspezifischer Bibliotheken.<br />

Weitere Funktionen – zum Beispiel eine automatische<br />

Kalibrierung oder die Eliminierung von statischen Hindernissen –<br />

tragen ebenfalls zur schnellen Umsetzung von Applikationen bei.<br />

So lässt sich beispielsweise die Überlagerung des Sensorsignals<br />

durch konstruktionsbedingte Blechteile im Erfassungsbereich<br />

des Sensors reduzieren und damit die Notwendigkeit einer<br />

konstruktiven Adaption des Bauraums verhindern.<br />

LEISTUNGSFÄHIGE TECHNOLOGIE<br />

FÜR MOBILE MASCHINEN<br />

Beim FMCW-Radar handelt es sich um eine leistungsfähige<br />

Technologie mit vielen Anwendungsmöglichkeiten in mobilen<br />

Maschinen wie Gabelstaplern oder Landmaschinen. Die Fähigkeiten<br />

des Sensors in den Bereichen Kollisionsvermeidung, Objekterkennung<br />

und Füllstandsmessung machen ihn in Verbindung mit<br />

seiner Robustheit und Energieeffizienz zu einem wertvollen Werkzeug<br />

in der Automatisierung und Prozessdatenaufnahme. In Kombination<br />

mit den anwendungsspezifischen Anpassungen durch<br />

Pulsotronic erweist sich das FMCW-Radar als interessante Option<br />

für alle Unternehmen, die die Effizienz und Leistung ihrer<br />

Maschinen verbessern wollen.<br />

Bilder: Aufmacher bbernard/shutterstock.com, sonstige Pulsotronic<br />

www.pulsotronic.de<br />

48 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

DATENSICHERHEIT KOSTENLOS<br />

ÜBER DIE APP<br />

Eine Lösung, die Daten<br />

von Füllstand- oder Drucksensoren<br />

von Vega sichert,<br />

ist die Cloud-Lösung<br />

„Back-up and Restore“.<br />

Mit ihr gehen Einstellungen<br />

und Messwerte nicht<br />

verloren, wenn die Sensoren<br />

ausgetauscht werden.<br />

Kunden des Sensorherstellers können die Software kostenlos<br />

nutzen. Mit ihr ist eine schnelle Wiederherstellung möglich,<br />

damit wertvolle Prozessdaten für die sofortige Inbetriebnahme,<br />

Diagnose oder Prozessanalysen bereitstehen. Zugang zu<br />

diesem Service bieten sowohl die Geräte-DTMs als auch die<br />

Vega-Tools-App. Mit der App lassen sich die Sensoren via<br />

Smartphone oder Tablet direkt ansteuern. Neu ist hier unter<br />

„Gerätebedienung“ die Funktion „Back-up and Restore“. Hinter<br />

den Seriennummern, die beim Anklicken aufgelistet erscheinen,<br />

lassen sich die verfügbaren Back-up-Daten aufrufen und<br />

erneut installieren. So kann man auf sämtliche jemals<br />

erhobene Daten zurückgreifen. Damit steht den Nutzern<br />

unlimitierter Speicherplatz für ihre Daten zur Verfügung.<br />

www.vega.com<br />

TOF-BASIERTES UNIVERSALTALENT<br />

FÜR DIE BEWEGTBIL<strong>DER</strong>FASSUNG<br />

Schmersal stellt eine 3D-<br />

Kamera für die automatisierte<br />

Erfassung von Prozessdaten<br />

in Echtzeit vor. AM-T100 ist<br />

eine ToF-Kamera, die mithilfe<br />

eines Sony Depthsense-<br />

Sensors millimetergenaue<br />

3D-Tiefenbilder erzeugt.<br />

Die Kamera nutzt die<br />

Time-of-Flight-Technik, das heißt, die Laufzeitmessung von<br />

ausgesandten Lichtimpulsen im Infrarotbereich (850 nm), die<br />

an den zu erfassenden Objekten reflektiert werden. Auf diese<br />

Weise wird mit hoher Geschwindigkeit ein 3D-Abbild der<br />

Szene erzeugt, das als Punktewolke vorliegt. Die Bildrate von<br />

bis zu 60 fps ermöglicht den Einsatz in Fertigung, Logistik und<br />

Robotik. Durch IR-Beleuchtung und eine Bildauflösung von<br />

640 × 480 Pixeln erreicht die AM-T100 einen Sichtbereich von<br />

67 ° × 51 ° bei einer Reichweite bis sechs Meter. Die Bilddaten<br />

werden über Genicam zur Verfügung gestellt und können<br />

mit gängiger Bildverarbeitungssoftware verarbeitet werden.<br />

Eine Ethernet-Schnittstelle ermöglicht eine schnelle Datenübertragung<br />

und auch die 24 V-Energieversorgung.<br />

www.schmersal.com<br />

BALGKUPPLUNG MIT INTEGRIERTER SENSORIK<br />

Unter dem Motto „Experience the future today“ präsentierte die R+W Antriebselemente GmbH<br />

auf der Hannover Messe eine neue Baureihe von Kupplungen mit integrierter Sensortechnik.<br />

Künftig wird es neben Lamellen- und Sicherheitskupplungen, Gelenkwellen sowie Flanschen<br />

auch das Standardprodukt, die Balgkupplung, mit integrierter Sensorik geben. Der Unterschied zu<br />

den bisherigen Baureihen mit Sensorik ist die kürzere Bauweise. Neben allen Eigenschaften einer<br />

Serienkupplung dient die intelligente Kupplung zugleich als kabellose Messeinheit. Die integrierte<br />

Sensortechnologie misst dabei zum Beispiel Drehmoment, Drehzahl, Beschleunigung und optional<br />

auch Axialkräfte und Querkräftedirekt aus dem rotierenden Antriebsstrang. Zur Energieversorgung<br />

stehen dabei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Neben einer Lösung mit wiederaufladbarem Akku oder Induktion ist die<br />

autarke Energieversorgung über Energy Harvesting möglich. Die Sensorik wird hierdurch dauerhaft mit Energie gespeist und<br />

eignet sich besonders für schwer zugänglich Stellen, an denen eine Bestromung nicht möglich ist.<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

SICHERE POSITIONSERFASSUNG<br />

FÜR MOBILE MASCHINEN<br />

• Kleinste Safety-Multiturn-Drehgeber<br />

entwickelt für mobile Maschinen<br />

• Schutzart bis IP6K9K<br />

• E1-Zulassung (Kraftfahrtbundesamt)<br />

IVT EXPO <strong>2023</strong>, Halle 11.1, Stand 5<strong>05</strong>6<br />

www.siko-global.com/p/wv3600mr


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

AUTHENTIFIKATION IM PASSENDEN FORMAT<br />

Mit seinem<br />

Zugangsberechtigungssystem<br />

Pitreader Card<br />

Unit stellt Pilz<br />

neue Formate für<br />

die effiziente<br />

Regelung von<br />

Zugangs- und<br />

Zugriffsberechtigungen<br />

vor:<br />

Die RFID-fähigen Karten Pitreader Card und Sticker Pitreader<br />

Sticker können gemeinsam mit oder anstelle des Pitreader<br />

Key Transponderschlüssels eingesetzt werden. Maschinenbediener<br />

erhalten auf dem Transponder ihre individuellen<br />

Berechtigungen und authentifizieren sich damit, um Zugang<br />

zu einer Maschine oder Anlage zu erhalten. Über die<br />

grafische Oberfläche der Softwarelösung Pit Transponder<br />

Managers (PTM) verwaltet der Administrator seine Benutzereinstellungen,<br />

Blockierlisten und Anwenderdaten für die<br />

Transponderschlüssel, -karten oder -sticker. Pitreader Card<br />

Unit kann in Kombination mit der konfigurierbaren Kleinsteuerung<br />

PNOZmulti 2 oder dem Automatisierungssystem<br />

PSS4000 von Pilz effizient für die Regelung der Zugangsberechtigung<br />

und die sichere Betriebsartenwahl genutzt<br />

werden. So trägt die Komplettlösung in verschiedensten<br />

Prozessen zu mehr Safety und Security bei.<br />

www.pilz.com<br />

VIBRATION, SCHOCK UND TEMPERATUR<br />

PARALLEL IM BLICK<br />

Mit dem Condition-Monitoring-Sensor Multi Physics Box – kurz<br />

MPB – präsentiert Sick eine kompakte, für die Zustandskontrolle<br />

konzipierte Sensorlösung, die Vibrationen, Schocks und<br />

Temperaturen zeitgleich überwacht. MPB ist geeignet für<br />

Antriebe, Motoren, Pumpen, Fördersysteme sowie andere<br />

kritische Komponenten, lässt sich flexibel befestigen und über<br />

Sopas und IO-Link parametrieren. Grenzwerte für Vibration,<br />

Schock und Temperatur können individuell angepasst werden.<br />

Für die Überwachung<br />

von Schwellwerten<br />

nach ISO 10816-3<br />

bietet MPB zudem die<br />

Möglichkeit, einen<br />

mehrstufigen Alarm<br />

einzurichten. Parallel<br />

schaffen die Messwerte<br />

der Multi<br />

Physics Box eine valide<br />

Datengrundlage für<br />

Applikationen im Bereich Condition Monitoring. Der MPB10<br />

im Edelstahlgehäuse bis Schutzart IP68 verfügt über zwei<br />

dreiachsig messende Mems-Elemente, mit denen Vibrationen<br />

bis ±8 g und Schocks über 200 g erfasst werden können. Zur<br />

thermischen Überwachung ist der Sensor für Temperaturen<br />

von -40 bis +80 °C spezifiziert.<br />

www.sick.de<br />

HIER KOSTENFREI ZUM E-PAPER ANMELDEN: https://vfm.optin.vuservice.de<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2023</strong> im 54. Jahrgang,<br />

ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />

REDAKTION<br />

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

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

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

Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

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Vanessa Weingärtner (wv), Tel.: 06131/992-352,<br />

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

Redaktionsassistenz:<br />

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

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

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

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SALES<br />

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

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

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

Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />

LESERSERVICE<br />

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

Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

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Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

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

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

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50 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 06/<strong>2023</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 06. 06. <strong>2023</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 19. <strong>05</strong>. <strong>2023</strong><br />

01<br />

02<br />

04<br />

03<br />

01 Frequenzumrichter ist nicht gleich Frequenzumrichter:<br />

High-Speed-Umrichter für stationäre<br />

Applikationen stellen eine ganz besondere Nische dar<br />

Bild: Sieb & Meyer<br />

02 In einem Projekt mit den Zielen Mehrwert<br />

durch Digitalisierung und Nachhaltigkeit durch<br />

Energieeffizienz wurde ein neuer Ansatz für die<br />

thermische Getriebeberechnung erarbeitet<br />

Bild: Wittenstein alpha<br />

03 Neu entwickelte Qualitäts- und Sicherheitsstandards<br />

für recycelte Carbonfasern sollen die Akzeptanz des<br />

Materials für Leichtbauanwendungen steigern<br />

Bild: BAM<br />

<strong>DER</strong> DIREKTE WEG<br />

INTERNET:<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

E-PAPER:<br />

digital.derkonstrukteur.de<br />

REDAKTION:<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

WERBUNG:<br />

sales@vfmz.de<br />

SOZIALE NETZWERKE:<br />

www.Facebook.com/DerKonstrukteur<br />

www.twitter.com/derkonstrukteu<br />

04 Mithilfe eines Standard-Formates werden<br />

relevante CAD-Informationen in einem Dokument<br />

zusammengeführt, das sich auf jedem Endgerät<br />

öffnen lässt<br />

Bild: Camtex<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>05</strong> 51


SINCE 1974<br />

MADE TO MEASURE PRESSURE<br />

keller-druck.com/custom-solutions

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