Der Konstrukteur - Antreiben - Steuern - Bewegen - 2023
Der Konstrukteur - Antreiben - Steuern - Bewegen - 2023
Der Konstrukteur - Antreiben - Steuern - Bewegen - 2023
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19073<br />
SONDERAUSGABE <strong>2023</strong><br />
€ 14,50<br />
ANTREIBEN – STEUERN – BEWEGEN<br />
ERFOLGSFAKTOR<br />
INTRALOGISTIK<br />
Wie Lamellenkupplungen mit integrierter Sensorik<br />
Materialflüsse noch smarter gestalten<br />
<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de
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» EMG ELDRO ® – seit 90 Jahren am Markt<br />
» Über 2 Millionen gebaute Einheiten<br />
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» Failsafe – Rückstellung durch C-Feder<br />
bei Störung oder Stromausfall<br />
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» Stellzeiten variabel einstellbar durch<br />
Drosselventile<br />
» Plug & play – nur elektrischer Anschluss<br />
nötig<br />
» Erhältlich auch mit Ex-Schutz sowie mit<br />
gängigen Zertifikaten CE / UKCA / CSA /<br />
UL / EAC<br />
» Positionsrückmeldung durch innenoder<br />
außenliegende Endlagenschalter<br />
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Rückstellkraft:<br />
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Hubwege:<br />
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EDITORIAL<br />
HEIMLICHE HELDEN<br />
Ein Blick auf die technologischen Entwicklungen im Bereich<br />
der Intralogistik zeigt, dass an der Automatisierung kein<br />
Weg mehr vorbei führt. Ob Cobots in der Kommissionierung,<br />
autonom fahrende Transportfahrzeuge oder Pick-by-Vision-<br />
Lösungen – der Markt boomt. Denn eine intelligente Logistik<br />
sorgt für die zeitnahe Bereitstellung von Waren und hilft auch,<br />
volatile Marktbewegungen, Engpässe in der Lieferkette oder<br />
Personalmangel abzufedern. Die Anforderungen an die Technik<br />
sind dabei hoch: kompakte Motoren und Getriebe, die sich<br />
auf kleinstem Raum verbauen lassen, kommunikationsfähige<br />
Antriebssysteme, Antriebsregler, die nicht größer als eine<br />
Computermaus sind und sich perfekt für autonome mobile<br />
Roboter eignen (Seite 42) sowie Bremsen, die bei plötzlichen<br />
Stopps zuverlässig funktionieren (Seite 39). Eine wesentliche<br />
Rolle spielen auch Lamellenkupplungen, die durch ihre spielfreie<br />
Konstruktion eine stabile Leistung bei der Bewegung von<br />
Förderbändern oder Rollenbahnen gewährleisten. In unserer<br />
Titelstory ab Seite 32 stellen wir Ihnen eine neue Generation vor,<br />
die mit integrierter Sensorik ausgestattet ist und schon heute<br />
eine vorausschauende datenbasierte Maschinensteuerung<br />
ermöglicht. Sie gelten deshalb auch als heimliche Helden! In der<br />
Auslegung bieten vorkonfigurierte Lösungen viele Vorteile, über<br />
die wir ab Seite 28 am Beispiel Transport berichten. In unserer<br />
Sonderausgabe geben uns zudem Experten Einblick in die Trends<br />
der Antriebstechnik und zeigen auf, welche Herausforderungen<br />
unter anderem durch den Wandel zur Elektromobilität für<br />
<strong>Konstrukteur</strong>e und Entwickler entstehen (Seite 24).<br />
Ein perfektes Zusammenspiel von Mensch<br />
und Maschine, das ist die Basis all unseres<br />
Schaffens.<br />
Mit größter Leidenschaft und Gefühl für das<br />
größte und das kleinste Ganze heben unsere<br />
Ingenieure die Sumitomo Drive Technologies<br />
DNA mit der Aktuator-Produktfamilie TUAKA<br />
auf das nächste Level.<br />
Willkommen TUAKA. Willkommen Zukunft.<br />
TUAKA DRIVE<br />
Getriebe + Motor + Driver +<br />
Sicherheits-System (SBC, STO)<br />
Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen<br />
Ihre<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
n.steinicke@vfmz.de
INHALT<br />
06<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
03 Editorial: Heimliche Helden<br />
06 DER KONSTRUKTEUR persönlich:<br />
Kathrin Tschersich, Leitung Montage<br />
Projektmuster, Maxon, Sexau<br />
07 Aktuelles<br />
08 Konstruktion 2030: Fertigungsindustrie<br />
am Wendepunkt<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
14<br />
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
10 Drehstrommotoren: Modern mahlen<br />
13 Produktinformationen<br />
14 Magnetische Drehgeber starten durch<br />
18 Energiemanagementgeräte: Mehr als<br />
nur Energie sparen<br />
20 Frequenzumrichter: Viel Auswahl<br />
trotz Nischenlösung<br />
24 KLARTEXT<br />
Die Trends der Antriebstechnik<br />
28<br />
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
26 Linearachsen halten Messsysteme auf Kurs<br />
28 Lineartechnik aus dem Baukasten<br />
30 Produktinformationen<br />
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Antriebselemente<br />
GmbH,<br />
Wörth am Main<br />
4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
32 TITELSTORY<br />
Kupplungen: Smarte Intralogistikprozesse<br />
dank heimlicher Helden<br />
36 Miniaturgetriebe: Revolution im Roboter<br />
38 Produktinformationen<br />
36<br />
ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />
40 Planungssoftware: Maschinenverkabelung in 3D<br />
42 Produktinformationen<br />
SERVICE<br />
42 Impressum<br />
43 Vorschau<br />
Es geht noch kleiner<br />
Unglücklicherweise können wir Ihnen unsere kleinsten DC-Motoren nicht zeigen. Sie sind schlicht<br />
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Precision Drive Systems
KATHRIN<br />
TSCHERSICH<br />
Nach ihrem Maschinenbau<br />
studium arbeitet<br />
Kathrin Tschersich bei Maxon<br />
als Abteilungsleiterin im<br />
Bereich Montage Projektmuster.<br />
Was hat Sie dazu bewogen einen<br />
technischen Beruf zu wählen und<br />
<strong>Konstrukteur</strong>in zu werden?<br />
Naturwissenschaften haben mich schon<br />
immer besonders interessiert. Gleichzeitig<br />
hatte ich auch eine Leidenschaft für<br />
Mechanik. Für das Maschinenbaustudium<br />
habe ich mich entschieden, da es meiner<br />
Meinung nach sehr viele naturwissenschaftliche<br />
Disziplinen vereint.<br />
Was macht Ihr gewählter Beruf und die<br />
Arbeit bei Maxon für Sie besonders?<br />
Immer wieder vor neuen spannenden<br />
Aufgaben zu stehen und diese im Team<br />
mit fähigen Kollegen und interessanten<br />
Kunden zu bewältigen. Bei Maxon, und im<br />
speziellen bei der Montage von Projektmustern,<br />
kann ich meine Fähigkeiten voll<br />
entfalten und bekomme Einblicke in die<br />
unterschiedlichsten Branchen.<br />
Was war Ihre bisher größte berufliche<br />
Herausforderung?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Definitiv bis heute die Aufgabe als Leiterin<br />
der Montage Projektmuster. Die Führung<br />
von Mitarbeitenden mit vollkommen<br />
unterschiedlichen Stärken und die<br />
Organisation der Montage verschiedenster<br />
Projekte von Industrie, über Medizintechnik<br />
bis hin zu Raumfahrtanwendungen fordern<br />
mich täglich aufs Neue.<br />
Was kann Ihrer Meinung nach noch getan<br />
werden, um mehr junge Frauen zu<br />
ermutigen, Ingenieurin zu werden?<br />
Ich glaube es wäre nicht nötig junge Frauen<br />
zu ermutigen, wenn die Entmutigung<br />
nicht noch immer allgegenwärtig wäre.<br />
Sätze wie: „Das ist doch nichts für<br />
Mädchen“ oder „Gar nicht schlecht<br />
für ein Mädchen“ müssen vor allem<br />
Eltern und Lehrer ersatzlos aus ihrem<br />
Sprachgebrauch streichen.<br />
6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de<br />
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KATHRIN TSCHERSICH, LEITUNG MONTAGE<br />
PROJEKTMUSTER, MAXON, SEXAU
HELUKABEL WÄCHST KRÄFTIG UND BLICKT OPTIMISTISCH NACH VORN<br />
Die Helukabel Gruppe freut sich über ein erfolgreiches Geschäftsjahr<br />
2022: <strong>Der</strong> Systemanbieter für elektrische Verbindungstechnik erzielte<br />
erstmals in seiner Geschichte einen<br />
Umsatz von mehr als einer Milliarde<br />
Euro. 1,1 Mrd. Euro betrug der Umsatz<br />
im Geschäftsjahr 2022. Dies entspricht<br />
einer Steigerung von rund 36 Prozent.<br />
Die deutschen Standorte, die für knapp<br />
die Hälfte des Gesamtumsatzes verantwortlich<br />
sind, verbuchten dabei ein Plus<br />
von 28 Prozent. Ebenfalls deutlich zulegen konnte das Unternehmen im<br />
Ausland: Mit einem Zuwachs von 41 Prozent waren vor allem die internationalen Gesellschaften im restlichen Europa, in Amerika<br />
und Afrika erfolgreich. Auch in das Geschäftsjahr <strong>2023</strong> ist Helukabel gut gestartet. „Gerade bei Megatrends wie Elektromobilität,<br />
erneuerbaren Energien und Automatisierungstechnik sind wir mit unserem Portfolio hervorragend positioniert“, so der kaufmännische<br />
Geschäftsführer Andreas Hoppe. „Unser Ausblick auf das restliche Jahr ist daher auch weiterhin optimistisch.“<br />
www.helukabel.com<br />
STEFANO TODISCO IST<br />
NEUER LEE-VERTRIEBS-<br />
LEITER EUROPA<br />
Lee, Hersteller von Miniatur-<br />
Fluid-Control-Lösungen, hat<br />
einen neuen Vertriebsleiter<br />
Europa. Stefano Todisco, zuvor<br />
Niederlassungsleiter der<br />
italienischen Tochter, übernimmt<br />
die Position von Peter<br />
Roberts. Todisco ist seit fast<br />
25 Jahren Teil des Lee-Vertriebsteams.<br />
<strong>Der</strong> studierte Luftfahrtingenieur<br />
stieß 1999 zu der<br />
Tochtergesellschaft in Mailand<br />
und war seit 2015 Geschäftsführer<br />
der italienischen Niederlassung.<br />
Stefano Todisco zeigt<br />
sich zuversichtlich: „Im Automotive-Umfeld<br />
und der Luftfahrt<br />
befinden wir uns mitten<br />
im Wandel, hin zu elektrischen<br />
und Wasserstoffbasierten<br />
Antriebssystemen. Wir sind<br />
hierfür dank unserer langjährigen<br />
Erfahrung mit hochanspruchsvollen<br />
Anwendungen,<br />
etwa aus der Raumfahrt, sowie<br />
unserem umfassenden Engineering-Knowhow<br />
in der Entwicklung<br />
und dem Vertrieb bestens<br />
gerüstet.“ Lee bietet bereits<br />
heute passende Produkte für<br />
Wasserstoff-Anwendungen<br />
sowie Systemkomponenten von<br />
E-Fahrzeugen, etwa Federungsoder<br />
Kühlsysteme.<br />
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CRASH DÄMPFER REDUZIEREN<br />
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vor unnötigen Maschinenschäden<br />
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durch geringe Stützkräfte<br />
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mit bis zu 98 % Energieabbau<br />
• Einfache Montage und Austausch<br />
sparen wertvolle Zeit<br />
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KONSTRUKTION 2030<br />
FERTIGUNGSINDUSTRIE<br />
AM WENDEPUNKT<br />
Geopolitische Spannungen, drängende Umweltfragen und<br />
steigende Erwartungen stellen Unternehmen vor große<br />
Herausforderungen. Gleichzeitig bieten intelligente Fabriken<br />
und neue Fertigungstechnologien eine Vielzahl an Möglichkeiten.<br />
Was heißt das für <strong>Konstrukteur</strong>e und Entwickler?<br />
Die aktuellen Herausforderungen für Unternehmen und speziell<br />
für <strong>Konstrukteur</strong>e und Entwickler sind sehr vielseitig und komplex<br />
– Lieferengpässe, hohe Datenaufkommen und Nachhaltigkeitsaspekte<br />
gilt es zu erfüllen. Was früher gut funktioniert hat,<br />
kann möglicherweise heute nicht mehr den Anforderungen<br />
entsprechen. So sehen sich <strong>Konstrukteur</strong>e mittlerweile mit<br />
vielerlei Aufgaben konfrontiert, die über die reine Konstruktion<br />
hinausgehen und zudem immer vielschichtiger werden. Anpassungsfähigkeit<br />
ist dabei entscheidend, um sich auf veränderte<br />
Rahmenbedingungen einzustellen und diese erfolgreich umzusetzen.<br />
Sie wird wichtig sein, um Innovation und Wachstum<br />
im nächsten Jahrzehnt voranzutreiben. Digitale Tools, durchdachtes<br />
Datenmanagement und interdisziplinäre Zusammenarbeit<br />
werden dabei eine wesentliche Rolle spielen.<br />
Digitale Plattformen spielen mittlerweile eine wesentliche<br />
Rolle. Finden wir hier Antworten auf die Herausforderungen<br />
des digitalen Zeitalters?<br />
Ja, denn Unternehmen können mithilfe eines virtuellen Zwillings<br />
und der 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes, Innovation<br />
und Zusammenarbeit fördern. Indem alle Beteiligten Zugriff<br />
auf eine einheitliche Informationsbasis erhalten, werden Daten<br />
und Informationen über den gesamten Produktlebenszyklus innovativ<br />
genutzt – im Einklang mit den ökologischen, wirtschaftlichen<br />
und sozialen Unternehmenszielen.<br />
Bilder: Aufmacher WrightStudio – stock.adobe.com, sonstige Dassault Systèmes<br />
www.3ds.com<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Die Transformation von Geschäftsmodellen ist unausweichlich.<br />
Wird sich auch die Produktentwicklung weiter digitalisieren<br />
oder anders gesagt, wird sie noch interdisziplinärer?<br />
Jüngste Ereignisse wie die Pandemie und der Krieg in der Ukraine<br />
haben die Fragilität bestehender Geschäftsmodelle so deutlich<br />
gemacht wie nie zuvor. Die Digitalisierung hat in dieser Zeit<br />
einen großen Fortschritt erlebt – vor allem in der Produktentwicklung.<br />
Dies zog auch einen Wandel in der interdisziplinären<br />
Vernetzung mit sich und zeigte neue Wege der Arbeit, Kommunikation<br />
und Kollaboration auf. Die vereinfachte Zusammenarbeit<br />
erleichtert den abteilungsübergreifenden Austausch, die<br />
Teambildung, fördert Innovationen und Kreativität und ermöglicht<br />
es Mitarbeitenden, ihre Fähigkeiten und Kompetenzen zu<br />
entfalten. Diese Entwicklungen ermöglichen neue Geschäftsmodelle<br />
mit Fokus auf Equipment-as-a-Service, schnelle digitale<br />
Produktentwicklung und datengestützte Fertigung. <strong>Der</strong> technologische<br />
Wandel führt zu einer grundlegenden Umwälzung der<br />
gesamten Unternehmensinfrastruktur und ihren Prozessen –<br />
vergleichbar mit der industriellen Revolution.<br />
8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de<br />
DR. DARKO SUCIC,<br />
Senior Director, Industry Consulting<br />
in Central Europe bei Dassault Systèmes
ENERGIEWENDE – CHANCEN ERGREIFEN<br />
UND AUFGABEN MEISTERN<br />
Die Energiewende ist eine<br />
Mammut-Aufgabe. In<br />
der neuen Ausgabe des<br />
„be top“-Magazins zeigt die<br />
Friedhelm Loh Group, wie<br />
die Industrie mehr Tempo<br />
in den Umbau der Systeme<br />
bringen und Transparenz<br />
schaffen kann. In Interviews,<br />
Best-Practice-Beispielen<br />
und Referenzstorys<br />
berichten die Unternehmen<br />
Rittal, Eplan, Cideon,<br />
German Edge Cloud sowie<br />
Stahlo und LKH, wie sie<br />
Kunden auf dem Weg der<br />
Erneuerung unterstützen – etwa bei der Digitalisierung,<br />
Standardisierung und Automatisierung von Wertschöpfungsprozessen<br />
sowie bei Green Steel und Kunststofftechnik.<br />
„Das Handlungsprinzip aus unserer Sicht ist: Entlang<br />
der Prozesse unserer Kunden denken, automatisieren,<br />
digitalisieren und dann Transparenz schaffen. So lassen<br />
sich auch komplexe Systeme schneller umgestalten und<br />
auf die Zukunft ausrichten“, berichtet Uwe Scharf,<br />
Geschäftsführer Business Units (CBO) bei Rittal, im<br />
Gespräch. Das Online-Magazin und eine PDF-Ausgabe sind<br />
unter bit.ly/be-top abrufbar.<br />
www.friedhelm-loh-group.com<br />
20 JAHRE SICHERE INFRAROT-<br />
TEMPERATURMESSUNG<br />
Optris aus Berlin baut<br />
seit 2003 zielgenaue,<br />
berührungslose Temperaturmessung<br />
für viele<br />
Industrien und die<br />
Forschung. Während<br />
seines 20-jährigen<br />
Bestehens hat das<br />
Unternehmen viele<br />
Innovationen entwickelt.<br />
Das Unternehmen, das<br />
von Ulrich Kienitz (Bild)<br />
gegründet wurde,<br />
entwickelt portable und<br />
stationäre Industriethermometer<br />
und Wärmebildkameras.<br />
Die Infrarot-Temperaturmessungen werden in der<br />
Glas-, Metall-, Kunststoff-, Automobil- und Elektronikindustrie<br />
eingesetzt. In der Medizintechnik und Biowissenschaft<br />
unterstützen sie die Forschung, außerdem werden sie zur<br />
Brandfrüherkennung eingesetzt. In den 2010er-Jahren hat<br />
Optris durch sogenanntes Micromachining die Leistungsparameter<br />
optimiert. Seine Messsysteme erfassen nun selbst<br />
25 μm kleine Objekte im Temperaturbereich von – 50 bis<br />
3000 °C innerhalb von Millisekunden. Optris hat von Anfang<br />
an ein breites Distributionsnetz auch im OEM-Vertrieb<br />
gesetzt. <strong>Der</strong> Exportanteil liegt heute bei 75 Prozent.<br />
www.optris.de<br />
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in allen Achsen<br />
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MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
MODERN MAHLEN<br />
Mittelständische Unternehmen leisten einen wichtigen Beitrag zu Beschäftigung und<br />
Wohlstand. Mit Qualitätsprodukten stehen sie im Wettbewerb zu Großunternehmen<br />
mit Massenfertigung. Daher ist es auch für kleine Betriebe wichtig, für eine hohe<br />
Effizienz der eigenen Produktionsanlagen zu sorgen. Die passende Antriebstechnik kann<br />
dabei Mehrwerte bieten, wie die Modernisierung einer Getreidemühle zeigt.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die Getreidemühle in Rohrdorf bei Calw im Nordschwarzwald<br />
hat sich auf die Verarbeitung qualitativ hochwertiger<br />
Rohstoffe mit nachhaltigen Verfahren spezialisiert.<br />
„Getreide aus unserer Region wird hier gemahlen und<br />
verarbeitet. Wir beliefern Bäcker, Gastronomen und Privatkunden<br />
weit über den Nordschwarzwald hinaus“, berichtet Mühlenbetreiber<br />
Uwe Schill. Dabei setzt er auf Qualität und Nachhaltigkeit.<br />
Die Mühle wird fast ausschließlich mit Strom aus Wasserkraft<br />
und der Photovoltaik-Anlage auf dem Dach des Betriebs<br />
betrieben. Motoren mit Leistungen bis 15 kW werden für den<br />
Betrieb der Mahlwerke benötigt. Verarbeitet werden sämtliche<br />
Getreidearten – Weizen, Dinkel, Roggen, Emmer und Einkorn für<br />
die verschiedenen Mehlsorten. Die fertigen Gebinde werden im<br />
Hofladen zum Verkauf angeboten oder dem Kunden geliefert.<br />
Hans-Joachim Müller, Marktmanager für Antriebselektronik,<br />
SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
MODERNISIERUNG AUFGRUND<br />
HOHER NACHFRAGE<br />
Die Nachfrage nach den Qualitätsprodukten der Schill-Mühle<br />
stieg in den letzten Jahren kontinuierlich. Sowohl Privatkunden<br />
als auch viele Gastronomen und Bäcker sehen in den Mahlerzeugnissen<br />
eine wertvolle Bereicherung und die Grundlage<br />
hochwertiger Backwaren und Lebensmittel. Um der großen<br />
Nachfrage gerecht zu werden, wurde eine Überholung der Energieversorgung<br />
und Antriebselektronik der Mühle unumgänglich.<br />
Wichtig beim regionalen Bezug von Rohstoffen sind die persönlichen<br />
Netzwerke. „Partnerschaftliche und faire Zusammenarbeit<br />
mit allen Lieferanten hat einen hohen Stellenwert“, so<br />
Schill. So kam er auch bei der technischen Ertüchtigung der<br />
Mühle über Beziehungen zum optimalen Antrieb. Sein Nachbar,<br />
der Ingenieur Simon Brehmer, kennt sich als Entwicklungsleiter<br />
von Verpackungsmaschinen mit Technik von SEW-Eurodrive aus.<br />
Von großer Bedeutung bei der Auswahl des Antriebssystems<br />
war der nachhaltige und effiziente Einsatz von Energie. Dafür<br />
wird die Mühle mit einem modernen Energiemanagementsystem<br />
ausgestattet. In Zukunft wird Strom aus der Photovoltaikanlage<br />
auf dem Dach des Betriebs genutzt und generatorische<br />
10 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
01<br />
01 Aufgeräumter Schaltschrank: Das Mehrachssystem besteht aus<br />
einem Versorgungsmodul und acht (über einen Zwischenkreis<br />
verbundene) Einachsmodule<br />
Energie im System gespeichert und wiederverwendet. Außerdem<br />
werden optimal ausgelegte, energieeffiziente Getriebemotoren<br />
verbaut.<br />
HÖHERER DURCHSATZ DURCH DREHZAHL-<br />
GEREGELTE GETRIEBEMOTOREN<br />
„Es ist erstaunlich, wie viel Technik in einer modernen Mühle<br />
steckt“, berichtet Marco Wolff, Vertriebsmitarbeiter im Bereich<br />
Maschinenautomatisierung bei SEW-Eurodrive. Nachdem das<br />
Getreide auf dem Feld geerntet und über die Gosse in das Getreidelager<br />
gebracht wurde, beginnt die Verarbeitung mit der sorgfältigen<br />
Reinigung des Getreides. Bis zu 24 t täglich können vom<br />
Lager kontinuierlich durch die Rohrleitungen unter dem Dach<br />
der Mühle über die Reinigungsanlage zu den Mahlstühlen transportiert<br />
werden. „Bisher waren maximal 6 t möglich“, so Schill.<br />
Mit den drehzahlgeregelten Getriebemotoren kann der Durchsatz<br />
in der Anlage sehr genau dosiert werden. Das ist wichtig für<br />
den Verarbeitungsprozess. Je nach Art und Güte des Korns wird<br />
hier feinjustiert.<br />
DIE PASSENDE WALZENGESCHWINDIGKEIT<br />
FÜR JEDE KORNART<br />
WOHER KOMMT DIE<br />
GENERATORISCHE ENERGIE?<br />
Wie kommt es, dass bei dieser Applikation generatorische<br />
Energie auftritt? Schließlich sieht es auf den ersten Blick<br />
doch danach aus, dass die Motoren nur antreiben. <strong>Der</strong><br />
Mahlstuhl ist mit Walzen ausgestattet, deren Drehzahl<br />
eingestellt werden kann. Je nachdem, welches Produkt<br />
entstehen soll, muss eine der Walzen langsamer als die<br />
andere laufen. Auf der geriffelten Oberfläche der Walzen<br />
wird das Mehl schließlich zermahlen. Dadurch schiebt die<br />
schnellere Walze die langsamere an. <strong>Der</strong> Motor wirkt<br />
dann generatorisch und die Energie fließt wieder zurück<br />
in den Umrichterverbund. Weil die Umrichter miteinander<br />
elektrisch verbunden sind, kann die rückwirkende<br />
Energie wieder für den Antrieb verwendet werden.<br />
Im Mahlstuhl können die Walzen mit ihren speziellen Riffelstellungen<br />
sehr dynamisch und mit hoher Überlast betrieben werden.<br />
Dafür sorgt der Umrichterverbund Movidrive modular. Die<br />
Achsmodule regeln und überwachen Synchron- und Asynchronmaschinen<br />
mit maximal 250 Prozent Überlast – genügend Reserve<br />
für den Prozess. Mit der Möglichkeit, die Walzengeschwindigkeit<br />
im Verbund oder für jede Rolle einzeln zu ändern, kann der<br />
Mahlprozess sehr genau an das Korn und das gewünschte Endprodukt<br />
angepasst werden. Nichts wird dem Zufall überlassen,<br />
auf jeden Arbeitsgang kann man Einfluss nehmen. Nur so lässt<br />
sich gleichbleibende Qualität bei höchstmöglicher Effizienz und<br />
großer Produktvielfalt erreichen. Je nach Endprodukt, vom Weizenmehl<br />
Typ 405 oder 1050, dem Dinkelvollkornmehl, Stärkemehl<br />
bis hin zum feinen Mehl für die Bäckereien, lässt sich die<br />
Anlage schnell und flexibel anpassen.<br />
STANDARDISIERTE SCHNITTSTELLEN<br />
ERMÖGLICHEN KOMMUNIKATION<br />
Bei der Steuerungstechnik setzt Dipl.-Ing. (BA) Brehmer diesmal<br />
keine SEW-Technik ein, denn er hat jahrzehntelange Erfahrung<br />
mit einem anderen Hersteller. Doch mit der Variante CiA402 der<br />
SEW-Umrichter ist das kein Problem. Sie „sprechen“ über Ether<br />
Cat und dem standardisierten Protokoll mit jeder Steuerung, die<br />
das Protokoll unterstützt. „<strong>Der</strong> Vorteil bei diesen Achsmodulen<br />
ist ja, dass der Kunde über die Komponenten im Antriebsstrang<br />
DIE NEUEN MAHLWERKE<br />
WERDEN DURCH EX-GESCHÜTZTE<br />
DREHSTROMMOTOREN<br />
ANGETRIEBEN<br />
selbst entscheiden kann“, so Marco Wolff. Ist das Getreide<br />
vermahlen, wird es in Mehlsilos eingelagert. Später bei der Auslagerung<br />
erfolgt nochmals eine Qualitätskontrolle. Schließlich<br />
landet das hochwertige Gut in verbrauchergerechten Verpackungen<br />
oder wird mit dem Mehllaster zum Großkunden gefahren.<br />
Auch für diesen Arbeitsschritt sind wieder elektrische Antriebe<br />
im Einsatz. Verwendet werden auch hier energieeffiziente<br />
Drehstrommotoren aus Bruchsal. Weil das Gemisch aus Mehlstaub<br />
und Luft explosionsfähig ist, mussten Maßnahmen zum<br />
Staubexplosionsschutz getroffen werden. Daher wird für die<br />
Motoren auch die explosionssichere Atex-Ausführung EDRN<br />
eingesetzt. Mit 28 Baugrößen, die einen Leistungsbereich von<br />
0,12 kW bis 200 kW abdecken, konnten hier genau die Passenden<br />
projektiert werden.<br />
UNTERSTÜTZUNG BEI AUSLEGUNG<br />
UND INBETRIEBNAHME<br />
Doch nicht nur die ausgereifte Technik war ausschlaggebend bei<br />
der Entscheidung für SEW-Eurodrive. Auch der Service und die<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 11
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
02 03 04<br />
02 Im Walzenstuhl wird das Mahlgut zwischen<br />
rotierenden Walzen aufgebrochen und zerrieben<br />
03 <strong>Der</strong> Antrieb für die Speisewalzen, die das<br />
Getreide den Mahlwalzen zuführen<br />
04 Das Projetteam arbeitete Hand in Hand zusammen:<br />
Bertwin Ley, Endkundenbetreuer Service bei<br />
SEW-Eurodrive, Entwickler Simon Brehmer, Mühlenbetreiber<br />
Uwe Schill und Marco Wolff, Vertrieb<br />
Automatisierung bei SEW-Eurodrive (v. l.)<br />
05<br />
05 In Schills Mühlenladen werden die hochwertigen<br />
Produkte aus Weizen, Dinkel und Roggen angeboten<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Unterstützung bei der Auslegung und der Inbetriebnahme spielten<br />
eine wichtige Rolle. Um bei der großen Produktvielfalt und<br />
den zahlreichen Konfigurationsmöglichkeiten den optimalen<br />
Antriebsstrang für die Applikation auszuwählen, braucht es<br />
Erfahrung. Denn das Baukastensystem von SEW-Eurodrive<br />
ermöglicht eine Vielzahl von Kombinationen. „Bei dieser<br />
Anlage konnten wir alle konstruktiven Vorteile hinsichtlich<br />
Platzbedarfs, Kraft, Dynamik und Zuverlässigkeit unserer<br />
Getriebemotoren ausreizen“, so Bertwin Ley, verantwortlich für<br />
die technische Endkundenbetreuung vor Ort. „Unsere Komponenten<br />
sind auf Zuverlässigkeit und Langlebigkeit ausgelegt.<br />
Bei Betrieben, die Lebensmittel herstellen, ist das maßgebend.<br />
Ein Ausfall kann schwerwiegende Konsequenzen haben“. Die<br />
Inbetriebnahme verlief problemlos: „Die Umrichter sind im<br />
Handumdrehen eingestellt“, so Ley.<br />
GERÜSTET FÜR DIE ZUKUNFT<br />
Mit dieser Modernisierung ist die Mühle, die nun schon seit 15<br />
Generationen besteht, für die Zukunft gerüstet. Seit ihrer ersten<br />
urkundlichen Erwähnung im Jahr 1309 hat der Betrieb schon vie-<br />
le Änderungen erfahren, aber der Durchsatz und die Produktvielfalt<br />
waren noch nie so groß wie heute. Mühlenbetreiber<br />
Uwe Schill freut sich über die Aussicht, sichere Ausbildungs- und<br />
Arbeitsplätze für seine Mitarbeiter bieten zu können, sowohl in<br />
der Produktion, im Büro als auch im Hofladen, wo den Kunden<br />
die ganze Palette aus Weizen, Roggen und Dinkel angeboten<br />
wird – Typenmehle, Vollkornmehl und Schrot, Speisegetreide,<br />
Grieß und Dunst, Spätzlemehl und köstliche Brotmischungen<br />
aus eigener Produktion.<br />
Die Komponenten von SEW-Eurodrive sind für den zuverlässigen<br />
Einsatz in Industrieanlagen konstruiert. Vom robusten<br />
Getriebe, dem effizienten, explosionssicheren Motor bis zum<br />
schnittstellenoffenen Umrichtersystem mitsamt dem passenden<br />
Zubehör, bietet der Antriebstechnikspezialist sämtliche Komponenten<br />
für den Antriebsstrang. Darüber hinaus punkten die<br />
Bruchsaler mit einem hervorragenden Service über den gesamten<br />
Lebenszyklus der Produkte.<br />
Bilder: 02 – 05 Schill Mühle, sonstige SEW<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
12 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
FORMSCHLÜSSIGE UND LECKAGEFREIE METALLABDICHTUNGEN<br />
Lee-Plugs eignen sich ideal zum Abdichten von Bohrlöchern in Hydraulik- und Fluidsystemen.<br />
Mit der DL-Serie (Drive Locking) werden formschlüssige und leckagefreie Metallabdichtungen<br />
in Steuerblöcken aus Aluminium hergestellt. Die Stopfen bestehen aus einem einzigen<br />
Edelstahl-Teil und sind somit robust und widerstandsfähig gegen Korrosion. Dank der<br />
Drive-Locking-Technologie benötigen sie darüber hinaus keine Gewinde, zusätzlichen<br />
Dichtungsmittel oder O-Ringe, um leckagefrei abzudichten. In Verbindung mit der Installation-<br />
Indicator-Technologie kann bereits in der Fertigung mithilfe von optischen Kontrollmechanismen überprüft werden, ob die<br />
Installation und Abdichtung optimal gelungen sind. Die Stopfen der DL-Serie verfügen über einen Nenndruck von 69 bar (1000 psi)<br />
und eignen sich besonders für Fluid-Control-Anwendungen in Getrieben, elektrischen Antrieben, Kühlsystemen, Differentialen,<br />
Automobil- oder Industriehydrauliksystemen, Pumpen, Motoren und medizinischen Geräten. Dank des minimalen Gewichts und<br />
ihrer geringen Höhe von lediglich 3 mm können <strong>Konstrukteur</strong>e ihre Fluidsysteme mit den Stopfen zudem kompakter und leichter<br />
designen. Die Miniaturkomponenten sind in den Durchmessern 4, 5, 6, 7 und 8 mm erhältlich.<br />
www.theleeco.com/de/<br />
MULDENKIPPER AUF EMISSIONSFREIEN<br />
ANTRIEB UMGERÜSTET<br />
Energiespeichersysteme<br />
vom Modell Bordline hat<br />
ABB für eine Flotte emissionsfreier<br />
Muldenkipper<br />
an das US-Engineering-<br />
Unternehmen First Mode<br />
geliefert. Mit ihnen soll<br />
der Bergbau weniger<br />
umweltschädlich werden. First Mode stellt seine Muldenkipper<br />
von Diesel- auf Elektroantrieb um. ABB steuerte dafür 80<br />
Bordline ESS auf Basis von Lithium-Ionen-Batterien bei. Die<br />
Herausforderungen im Bergbau sind unter anderem eine<br />
hohe benötigte Leistungsfähigkeit beim Laden und Entladen,<br />
Dauerbetrieb und ein schwieriges Temperaturmanagement.<br />
Die Energiespeicher von ABB sollen nun die verfügbare Spitzenleistung<br />
erhöhen, die der Kipper beim Bergauffahren benötigt,<br />
während beim Bergabfahren durch das regenerative Bremsen<br />
Energie zurückgewonnen wird. Die ESS-Batterien mit einer<br />
Gesamtleistung von 2,6 MWh werden zu größeren Batterie<br />
paketen zusammengefügt und in das hybride Wasserstoff-<br />
Batterie-Kraftwerk eingebaut, das die Muldenkipper antreibt.<br />
www.abb.com<br />
SCHWENKANTRIEB MIT EXTERNER<br />
STOSSDÄMPFEROPTION<br />
Bei den optimierten Schwenkantrieben der Serie MSQ von<br />
SMC sind dank optionaler externer Stoßdämpfer größere<br />
kinetische Energien möglich. Die Absenkung der Höhe<br />
reduziert auch den notwendigen Einbauraum und das<br />
Gewicht, wodurch sich die Zykluszeit verbessert. In der<br />
Schwenktisch-Ausführung mit Zahnstange und Ritzel lassen<br />
sich größere Werkstücke durch die<br />
Ergänzung externer Stoßdämpfer<br />
bewegen. Niedrigere Geschwindigkeiten<br />
sind aufgrund der erweiterten<br />
Einstellungen der Schwenkzeit<br />
möglich. Daneben wurde das<br />
Gehäusevolumen und damit das<br />
Gewicht reduziert, die Hohlwelle<br />
erhielt einen größeren Durchmesser. Mit den bislang vorhandenen<br />
internen Stoßdämpfern waren etwa bei Baugröße<br />
50 maximal 0,294 J an kinetischer Energie zulässig. Die<br />
externen Stoßdämpfer erhöhen diese Grenze um das 4- bis<br />
10-fache. Anwender können zwischen externen Stoßdämpfern<br />
für niedrige Energie bis maximal 1,3 J und für hohe Energie bis<br />
maximal 1,8 J – jeweils Baugröße 50 – wählen.<br />
www.smc.de<br />
<strong>Der</strong> Teamplayer<br />
SD2 – zertifizierte Sicherheit für sensorlose Systeme<br />
Die universelle Antriebslösung für Multiachsund<br />
Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
SFM<br />
SLOF<br />
STO<br />
Kundenspezifische<br />
Lösungen möglich<br />
www.sieb-meyer.de<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 202 3/ ASB 13
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
MAGNETISCHE DREHGEBER<br />
STARTEN DURCH<br />
Sensorhersteller Posital erhöht die Schlagzahl. Im Rahmen der<br />
NextGen-Initiative wird das komplette inkrementale und absolute Encoder-<br />
Portfolio auf das nächste Level gebracht. Premiere hat dabei ein in Eigenregie<br />
entwickelter Asic, mit dem man aktiv in die Basissensorik einsteigt.<br />
Martin Wendland, freier Journalist, Toronto/Kanada<br />
14 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
Zwei zentrale Meilensteine waren es, mit denen Posital den<br />
Vormarsch magnetischer Drehgeber ermöglichte. 2005<br />
brachte man den weltweit ersten Wiegand-betriebenen<br />
Multiturn-Encoder auf den Markt. In den Folgejahren<br />
wurde das Energy Harvesting-System, mit dem die Zählelektronik<br />
auch stromlos und ohne lästige Pufferbatterien auf dem Posten<br />
bleibt, von Posital als „Wiegand Company“ zu einem millionenfach<br />
verkauften SMD-bestückbaren Standard-Bauteil, dem<br />
Wiegand-Sensor, weiterentwickelt.<br />
Meilenstein Nummer zwei war der Rollout der neuen Ixarc-<br />
Serie Ende 2013. Mit 16-Bit-Auflösung und einer Genauigkeit von<br />
0,09 ° erreichten die magnetischen Geräte Werte, die bis dato<br />
optischen Gebern – dem ewigen Platzhirsch bei Präzisionseinsätzen<br />
– vorbehalten waren. Für den Durchbruch sorgte ein in Eigenregie<br />
entwickelter Algorithmus, der aus den Signalen der magnetischen<br />
Hall-Sensorik hochgenaue Positionsdaten generiert und bis<br />
heute die DNA von Posital prägt.<br />
Längst haben die Vorteile der Magnetik – von Robustheit,<br />
über kompaktere Bauweise und günstigere Kosten bis zum batterielosen<br />
Multiturnbetrieb – herstellerübergreifend für einen<br />
immer stärkeren Switch von optischer zu magnetischer Abtasttechnik<br />
gesorgt.<br />
MIT NEXTGEN ERFOLGSGESCHICHTE<br />
FORTSCHREIBEN<br />
„Um die Erfolgsgeschichte der Magnetik fortzuschreiben und unserem<br />
Ruf als Trendsetter und Wiegand-Company zu festigen, haben<br />
wir die ambitionierte NextGen-Initiative ins Leben gerufen,“ unterstreicht<br />
Jörg Paulus, Europachef von Posital. „Mit NextGen<br />
schaffen wir eine Technologie-Plattform, mit der wir unser gesamtes<br />
magnetisches Drehgeber-Portfolio, von den Stand-Alone-Geräten<br />
der Ixarc-Serie bis zu den Kit-Encodern, weiter optimieren<br />
und auf das nächste Level bringen. Gezielt werden dabei die in<br />
unseren Produkten verwendeten Kerntechnologien aktualisiert,<br />
um sowohl die Performance zu verbessern wie auch unsere Lieferketten<br />
zu stärken.“<br />
DIE IDEE<br />
<strong>Der</strong> eigene Asic ist ein Riesenschritt für<br />
uns als Wiegand Company. Mit dem<br />
neuen Logic-Controller runden wir unser<br />
bewährtes Wiegand-Sensor-Portfolio<br />
systematisch ab. Über den strategisch<br />
wichtigen Einstieg in die Basissensorik<br />
sichern wir die Verfügbarkeit. Und ganz<br />
wichtig: Je mehr Kompetenz wir intern<br />
aufbauen, umso besser können wir die<br />
Produkte optimieren – zum Vorteil<br />
unserer Kunden!<br />
JÖRG PAULUS,<br />
General Manager – EMEA, Posital, Köln<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 15
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
01 02<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
01 NextGen-Absolutwertgeber der Ixarc-Serie<br />
02 Im Vergleich zum Vorgängermodell verbraucht der<br />
NextGen-Inkrementalgeber 60 Prozent weniger Strom<br />
Absolut Performance-getrieben ist der Switch bei der Singleturn-<br />
Erfassung von Hall-Sensorik zur magnetischen TMR-Sensortechnologie<br />
(Tunnel-Magneto-Resistance). TMR-Sensoren bieten<br />
eine höhere magnetische Empfindlichkeit, wodurch sich Auflösung<br />
und Genauigkeit verbessern lässt. Konkret heißt das für<br />
einen Absolutgeber der NextGen-Serie: 18 Bit und Anstieg der<br />
Genauigkeit um Faktor 2. Posital wird die innovative TMR-Technologie,<br />
die sich bereits in der Automobilbranche bewährt hat,<br />
als erster Drehgeberhersteller auf breiter Front nutzen.<br />
DER DIREKT MIT DEM WIEGAND-<br />
SENSOR VERKNÜPFTE ASIC<br />
STEUERT UND REGELT DEN<br />
UMDREHUNGSZÄHLER<br />
Energieeffizienz ist ein weiteres Schlüsselthema. So kommen<br />
für die Signalverarbeitung und das Schnittstellen-Management<br />
Mikrocontroller zum Einsatz, die im Vergleich zu bisherigen<br />
Komponenten einen deutlich geringeren Stromverbrauch aufweisen.<br />
Bei Inkrementalgebern etwa liegt die Ersparnis bei<br />
60 Prozent.<br />
EIGENER WIEGAND-ASIC ALS NOVUM<br />
Die spannendsten Neuerungen, hinter denen rund fünf Millionen<br />
Euro Investment seitens Posital und ihrer neugegründeten<br />
Wiegand-Schwester Ubito stecken, gibt’s in Sachen Multiturn<br />
und Wiegand. Passend zum Kick-Off der NextGen-Absolutgeber<br />
startet Ubito in Aachen die weltweit erste vollautomatische<br />
Fertigung von Wiegand-Sensoren. Mit einer Jahreskapazität von<br />
einer Million Exemplare pro Linie fokussiert das neue Fertigungskonzept,<br />
neben Skalierbarkeit, Kosten und Verfügbarkeit,<br />
auch auf zusätzliche Robustheit und noch höhere Qualität.<br />
Premiere haben die vollautomatisch gefertigten Minikraftwerke<br />
beim mit Spannung erwarteten NextGen-Rollout der Ixarc-Modelle<br />
für den Multiturn-Bereich.<br />
Novum wird ein eigener Asic sein, mit dem Posital sein<br />
bewährtes Wiegand-Harvesting-System konsequent ergänzt.<br />
<strong>Der</strong> in knapp zwei Jahren gemeinsam mit Ubito entwickelte<br />
Wiegand-Asic ersetzt einen Chip, der bislang als Zukaufteil beschafft<br />
wurde. <strong>Der</strong> direkt mit dem Wiegand-Sensor verknüpfte<br />
neue Asic steuert und regelt als Logic-Controller den Umdrehungszähler,<br />
der auch im stromlosen Zustand die Multiturn-<br />
Erfassung beibehält und somit immer einen echten absoluten<br />
Drehgeber ausmacht.<br />
„<strong>Der</strong> eigene Asic ist ein Megaschritt für uns,“ so Paulus. „Mit<br />
dem Einstieg in die Basissensorik rund um den Wiegand-Effekt<br />
reduzieren wir die Abhängigkeit von externen Lieferanten und<br />
stärken die Verfügbarkeit unserer Produkte. Und ganz wichtig: Je<br />
mehr Know-how und Kompetenz wir intern aufbauen und vorhalten,<br />
umso besser können wir unser Portfolio nachsteuern –<br />
zum Vorteil unserer Kunden. Im kleineren Maßstab tun wir das,<br />
was Apple vor drei Jahren mit dem vielbeachteten Switch von<br />
Intel-Chips zu eigenen Prozessoren gemacht hat.“<br />
ROLLOUT MIT KLAREM ZEITPLAN<br />
Beim Rollout der unterschiedlichen NextGen-Produktlinien<br />
greift ein Zeitplan, der sich an der Verfügbarkeit der für die<br />
Bestückung der neuen Elektronikpakete notwendigen Bauteile,<br />
aber auch an der Marktnachfrage (Stichwort „Highrunner“)<br />
orientiert. Bereits seit einigen Monaten sind NextGen-Inkrementalgeber<br />
verfügbar. Für Q3 steht der Relaunch der Ixarc-<br />
Absolutgeber – mit dem Wiegand-Asic – auf dem Programm. <strong>Der</strong><br />
Abschluss erfolgt Anfang 2024, wenn auch die Kit-Encoder aktualisiert<br />
werden.<br />
„Bewusst ist NextGen so konzipiert, dass wir unseren Kunden<br />
einen sanften Übergang garantieren,“ unterstreicht Paulus. „Trotz<br />
neuer und zum Teil bahnbrechender Technik, sind unsere Next-<br />
Gen-Produkte mechanisch und elektrisch voll kompatibel mit<br />
den Vorgängermodellen.“<br />
Bilder: Aufmacher cac_tus – stock.adobe.com, sonstige Posital<br />
www.posital.de<br />
16 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
DREHMOMENTSTARKE FLACHMOTOREN<br />
Ist der Einbauplatz in axialer Richtung knapp bemessen, bieten<br />
sich die drehmomentstarken Flachmotoren der BXT-Serie an.<br />
Dank innovativer Wickeltechnik und optimierter Auslegung<br />
sind die Motoren selbst nur 14, 16 und 21 mm lang, liefern aber<br />
Drehmomente bis 134 mNm bei einem Durchmesser von 22,<br />
32 bzw. 42 mm. Zur exakten Drehzahlregelung oder bei hohen<br />
Anforderungen an die Positioniergenauigkeit werden jetzt<br />
durchmesserkonforme magnetische<br />
Encoder oder Speed Controller<br />
vollständig in die gehäusten Motorvarianten<br />
integriert, wodurch sich<br />
der Antrieb lediglich um 6,2 mm<br />
verlängert. Für die Drehzahlregelung<br />
werden in den Motoren integrierte,<br />
digitale Hallsensoren genutzt. Damit<br />
steht ein breiter Drehzahlbereich von<br />
200 U/min bis zu 10.000 U/min zur<br />
Verfügung. Die kompakte Antriebskombination ist ideal für<br />
platzkritische Anwendungen und bietet eine einfache Installation<br />
und Inbetriebnahme. Die passenden Metall-Planetengetriebe<br />
der Baureihe GPT zeichnen sich ebenfalls durch kurze<br />
Bauweise, hohes Drehmoment und feine Abstufungen der<br />
zahlreichen Untersetzungsverhältnisse aus.<br />
www.faulhaber.com<br />
PRÄZISE DREHZAHL<br />
Beim neuen Flender One<br />
haben die Ingenieure für<br />
Anwendungen, die eine<br />
besonders genaue Drehzahl<br />
benötigen, einen Übersetzungsbereich<br />
mit 103 Stufen<br />
zwischen 1 und 7,1 je<br />
Baugröße entwickelt. Damit lässt sich die Drehzahl für<br />
den maximalen Wirkungsgrad bei diesen Anwendungen<br />
genau einstellen. Die Abweichung zwischen gewünschter<br />
Drehzahl und verfügbarer technischer Lösung liegt bei<br />
maximal 1,5 Prozent. Flender One kann ein vorhandenes<br />
Vorgängergetriebe ohne Umbaumaßnahmen per Plugand-play<br />
eins zu eins ersetzen. Weitere Ausbaustufen der<br />
Flender-One-Plattform werden es künftig möglich<br />
machen, Getriebe maßgeschneidert auf die jeweilige<br />
Anwendung und die damit verknüpften Anforderungen zu<br />
konfigurieren. Trotz maximaler Individualität profitiert der<br />
Anwender dabei von den Vorteilen einer Serienfertigung.<br />
Möglich wird das durch das digitalisierte Engineering.<br />
Dieses stößt die Konstruktion exakt nach Kundenanforderung<br />
an und übersetzt sie in einen voll-automatisierten<br />
Fertigungs- und Lieferprozess.<br />
www.flender.com<br />
BEWEGUNGSSTEUERUNG WEITER AUF TOUREN GEBRACHT<br />
Lenze präsentiert einen neuen Servoumrichter. <strong>Der</strong> i750 Cabinet für Motion-Control-<br />
Anwendungen löst im Verbund mit Steuerungen des Herstellers Automatisierungsaufgaben<br />
für dynamische Mehrachsanwendungen. Dank der Regelleistung des<br />
Multiachs-Servoumrichters sollen sich Taktraten um bis zu 20 Prozent steigern lassen.<br />
Die i750-Reihe besteht aus Versorgern, Einzel- und Doppelachsen, die im DC-Cluster<br />
betrieben werden. Die in schmaler Baubreite ausgeführten Geräte sind im Bereich von<br />
1,1 bis 15 kW für Einzelachsen und von 1,1 bis 7,5 kW für Doppelachsen universell<br />
einsetzbar. Dabei wird der Betrieb von Motoren mit Einkabeltechnologie (OCT) unterstützt.<br />
i750 Cabinet erfüllt zudem sicherheitstechnische Anforderungen gemäß SIL 3 und PL e. Hinzu kommen Funktionen wie<br />
Safely-limited speed (SLS), Safe direction (SDI) und Safely-limited position (SLP). Vordefinierte Softwaremodule in der Application<br />
Software Toolbox Lenze Fast reduzieren Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten.<br />
www.lenze.com<br />
RG_Fit_<strong>Konstrukteur</strong>_<strong>2023</strong>-JUL_mM 19.06.<strong>2023</strong> 14:48 Uhr Seite 1<br />
Halle 7<br />
Stand 7221<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 202 3/ ASB 17
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
MEHR ALS NUR<br />
ENERGIE SPAREN<br />
Klimaschutz durch höhere Energieeffizienz ist<br />
das große populäre Ziel, Kostenreduktion trotz der<br />
steigenden Energiekosten das betriebliche.<br />
Dazu kommen das positiv besetzte grüne Image und<br />
eine Antwort auf die Zwänge eines Energiemanagementsystems<br />
nach DIN 50001. Zumindest bei<br />
elektrischen Antrieben mit häufigen Geschwindigkeitsund<br />
Richtungswechseln oder Start-Stopp-Betrieb<br />
gelingt diese Quadratur des Kreises sehr einfach –<br />
durch den Einsatz aktiver Energiemanagementgeräte.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Im Alltag angekommen ist das Thema Rekuperation durch Elektroautos.<br />
Mittlerweile ist es bekannt, dass der Elektromotor des<br />
Autos bei jedem Abbremsen elektrische Energie erzeugt, die<br />
in seine Batterie eingespeist wird. Damit wird die Reichweite<br />
zum Teil deutlich verlängert. Seit 2010 bietet Koch aktive Energiemanagementsysteme<br />
an, die die gleiche Funktion in stationären<br />
Maschinen erfüllen. Allerdings geschieht dies dort auf Basis von<br />
Elektrolyt- und Doppelschichtkondensatoren deutlich dynamischer<br />
und stabil für Wiederholungen von über 100 Millionen Mal.<br />
HOHE KOSTENEINSPARUNGEN MÖGLICH<br />
Die politisch geforderte Reduktion des Energieverbrauchs ist in<br />
den Vordergrund der Argumentation gerückt, auch wenn es im<br />
Winter keine Mangellage gegeben hat. Schließlich ist die Erhöhung<br />
der Energieeffizienz von Maschinen kein Ziel um ihrer<br />
selbst willen, sondern ein erstrangiges Mittel, um Betriebskosten<br />
zu reduzieren. Die Amortisationszeiten, also die Höhe der Investition<br />
in Bezug auf die möglichen Einsparungen, sind nach wie vor<br />
entscheidend bei der Beurteilung eines Investitionsprojektes. Im<br />
Fall aktiver Energiemanagementgeräte für elektrische Antriebe<br />
hängt die Investitionshöhe direkt ab von der Leistung und der<br />
Energiemenge, die Einsparung von Energie und damit Energiekosten<br />
von der Häufigkeit und der Energiemenge der Rekuperationsereignisse.<br />
Diesen sehr maschinenspezifischen Verhältnissen<br />
wird Koch mit einem modularen System gerecht, das eine abgestufte<br />
Variabilität in Leistung und Energiemenge ermöglicht. Pxt<br />
nennt sich das System vielsagend wie „Leistung mal Zeit“, das herstellerunabhängig<br />
zu fast jedem Antriebssystem passt.<br />
Bei hohen Wiederholraten von Start-Stopp-Vorgängen wie etwa<br />
bei Pressen oder Stanzen, bei denen auch aufgrund der Qualität<br />
der eingesetzten Mechanik wenige Verluste entstehen, können<br />
Einsparungen von bis zu 50 Prozent erreicht werden. Bei realen<br />
Robotikanwendungen in diversen Aufgaben im Karosseriebau von<br />
Automobilen sind durchschnittlich 15 Prozent Einsparungen be-<br />
legt, mit Spitzenwerten von über 20 Prozent. Das Einsparpotential<br />
differiert stark von Anwendung zu Anwendung. Auch für die Anpassung<br />
an diese unterschiedlichen Applikationsanforderungen<br />
von klein bis groß ist das modulare System von Koch von Vorteil.<br />
Es reicht von Schuhschachtelgröße in Form des PxtFX (maximal<br />
18 kVA Leistung, 2 kJ Energie) durchgängig bis zu größeren,<br />
modular aufgebauten Schaltschrankeinheiten KTS (384 kVA/3 MJ).<br />
ENERGIEEFFIZIENZ SCHNELL NEBENSACHE<br />
Energieeffizienz tritt sogar in den Hintergrund, wenn die Produktivität<br />
mit Pxt anderweitig gesteigert werden kann. Die Geräte der<br />
Pxt-Familie haben eine ausgleichende, also schonende Wirkung<br />
auf die Antriebselektronik, deren Lebensdauer sich somit laut Hersteller<br />
deutlich verlängert. Oder es wird der Einsatz eines an sich<br />
knapp kalkulierten Umrichters überhaupt erst ermöglicht. Zudem<br />
sind höhere Geschwindigkeiten beziehungsweise geringere Taktzeiten<br />
erzielbar. Ebenso kann ein höheres Spannungsniveau im<br />
Zwischenkreis erreicht werden, das bessere und zuverlässigere Beschleunigungswerte<br />
bringt. Es kann in der Folge sein, dass statt<br />
der Elektronik die Mechanik der Maschine zum begrenzenden<br />
Faktor wird. Im Presswerk kann so zum Beispiel die Ausbringungsmenge<br />
um über zehn Prozent erhöht werden.<br />
Die höhere Energieeffizienz ist bei einem derartig hohen Produktivitätsgewinn<br />
eine nette Dreingabe. Gleichzeitig ist der Zusammenhang<br />
zwischen Geschwindigkeitserhöhung und Energieeffizienz<br />
mit dem Einsatz der Pxt-Geräte von Koch bemerkenswert: Je<br />
kürzer die Taktzeiten, also je schneller die Geschwindigkeits- und<br />
Richtungswechsel durchgeführt werden, desto höher sind auch die<br />
Einsparungseffekte bei der Energie. Oder: Die aktiven Energiemanagementgeräte<br />
der Pxt-Familie ermöglichen eine höhere Produktivität<br />
bei gleichzeitig höherer Energieeinsparung. So macht es<br />
auch Sinn, selbst Einzelanwendungen in einem hochstandardisierten,<br />
eventuell sogar internationalen Produktionsverbund speziell<br />
zu analysieren und auszurüsten.<br />
18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
ZWEI WEGE ZUR LASTSPITZENREDUZIERUNG<br />
Neben dem Energieverbrauch spielt auch das zur Verfügung stehende Stromnetz eine<br />
oft entscheidende Rolle. Sehr hilfreich kann dann das Feature der Lastspitzenreduzierung<br />
werden. Die Pxt-Geräte von Koch bieten dazu zwei Wege: Auf dem klassischen<br />
Weg gesteuert durch das Antriebssystem zum einen. Dabei gibt der Frequenzumrichter<br />
oder die übergreifende Steuerung dem Pxt-System das Signal zur Lieferung der<br />
nötigen Spitzenleistung, um unter einer vorgegebenen Netzlast zu bleiben. Zum andern<br />
bietet das System einen selbständigen Weg mit einer Amperegenauen Eingangsstrombegrenzung.<br />
Das Modul PxtMX misst dafür den Strom der drei Phasen des Netzeingangs<br />
und begrenzt diesen Eingangsstrom auf einen voreingestellten Wert. Die<br />
über diesem Wert liegenden Leistungsanforderungen des Antriebssystems werden<br />
dann unmerklich und hochdynamisch durch das Pxt-System bedient. Nach der Auslegung<br />
von geforderter Leistung und Energiebedarf ist die Installation des Systems<br />
eine einfache Plug-and-play-Maßnahme. Ein erfreulicher Nebeneffekt: Das von Lastspitzen<br />
befreite Stromnetz wird stabiler und somit sicherer.<br />
Womit eine weitere Eigenschaft der Geräte einhergeht: Bei passender Auslegung<br />
gleichen die Pxt-Systeme auch netzbasierte Spannungsschwankungen aus und gewährleisten<br />
so einen stabilen Betrieb des Antriebs. Kurze Spannungseinbrüche werden<br />
direkt, also für den Antrieb unmerklich überstanden. Kurzzeitige Spannungsunterbrechungen<br />
oder Komplettausfälle können überbrückt oder die Maschine<br />
kann mithilfe der Pxt-Geräte in einen sicheren Zustand gebracht werden.<br />
STÖBER<br />
Planetengetriebe<br />
High Precision im<br />
XL-Format<br />
KAPAZITÄTSÜBERWACHUNG, INKLUSIVE KOMFORTABLER<br />
KONFIGURATION UND INBETRIEBNAHME<br />
XL<br />
01 02<br />
01 Aktives Energiemanagementgerät mit aufgestecktem Modul für elektrische Antriebe:<br />
kommunikationsstark und die Plug-and-play-Lösung für die Reduktion von Netzlastspitzen<br />
02 Individualisierbar über die Gehäusefarbe hinaus: Die aktiven Energiemanagement-<br />
Geräte sind skalierbar und lassen sich leicht an die spezifischen Anforderungen anpassen<br />
• Kompakt.<br />
• Steif.<br />
• Spielarm.<br />
• Energieeffizient.<br />
Bei dem Lade- und Entladestress über 100 Mio. Zyklen hinweg, so wird vermutet,<br />
werden die Elektrolytkondensatoren ihre Kapazität kaum halten können. Weit gefehlt!<br />
Die Kondensatoren sind vor allem für diesen Einsatzfall entwickelt und halten<br />
die in sie gesetzten Erwartungen auch durch, die durch das Applikationsengineering<br />
ermittelt wurden. Darüber hinaus bringen die Geräte der Pxt-Familie ein<br />
weiteres Feature mit: Die Kapazitätsüberwachung im laufenden Betrieb. Die parametrisierbare<br />
Funktion bringt Warnmeldungen beim Erreichen eines zuvor definierten<br />
Kapazitätswertes. Dies geschieht entweder per LED-Anzeige am Gerät,<br />
über einen festgelegten digitalen Ausgang oder eine definierte Meldung über einen<br />
der Kommunikationswege des Geräts, etwa über Feldbus. Damit wird über die Einsatzdauer<br />
hinweg gewährleistet, dass die nutzbare Energiemenge der Pxt-Geräte<br />
für die Applikation stets ausreicht.<br />
Unterstützung bei der Auslegung liefern die erfahrenen Experten und die entsprechenden<br />
Auslegungs- und Simulationstools von Koch. Das so festgelegte Pxt-<br />
System wird dann einzig an das Gleichstromnetz oder den Zwischenkreis des Antriebssystems<br />
über Kabel angeschlossen und arbeitet dann selbständig, selbst der<br />
Startvorgang initiiert sich selbst. Die Pxt-Systeme überwachen ihre Kapazität, sie<br />
sind kommunikationsstark bis hin zu einer Feldbuseinbindung.<br />
Entdecken Sie die enorme<br />
Kombinaons- und Oponsvielfalt!<br />
Bilder: Aufmacher Nattapol_Sritongcom – stock.adobe.com; sonstige Koch<br />
www.bremsenergie.de<br />
www.stober.com
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
VIEL AUSWAHL<br />
TROTZ<br />
NISCHENLÖSUNG<br />
Frequenzumrichter ist nicht<br />
gleich Frequenzumrichter:<br />
Neben Standardausführungen und<br />
Modellen für mobile Applikationen stellen<br />
High-Speed-Umrichter für stationäre<br />
Anwendungen eine ganz besondere<br />
Nische dar, die Sieb & Meyer mit<br />
einer breiten Produktpalette abdeckt.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Einer für alle – diese Regel gilt definitiv nicht für Frequenzumrichter.<br />
Laut Wikipedia handelt es sich bei diesen Geräten<br />
um „Stromrichter, die aus der speisenden Wechselspannung<br />
eine andere Wechselspannung erzeugen“. Doch<br />
in welchen Applikationen wird dieser Prozess überhaupt benötigt<br />
und wie spezialisiert müssen die Umrichter dafür sein? „Am<br />
unteren Ende der Pyramide stehen die Standard-50 Hz-Umrichter,<br />
die sich für eine Drehzahlreglung von Normmotoren zum<br />
Beispiel in Förderbändern oder elektrischen Toren eignen“, erläutert<br />
Torsten Blankenburg, Vorstand Technik der Sieb & Meyer AG<br />
aus Lüneburg. „Sie sollen kostengünstig eine einfache Regelung<br />
der Drehzahl ermöglichen.“ Neben der Flexibilisierung des Prozesses<br />
steht heute vor allem die Effizienzsteigerung beziehungsweise<br />
Energieeinsparung von vorher ungeregelten Systemen im<br />
Vordergrund. Die Haupt-Herausforderung für Hersteller in diesem<br />
Bereich ist der weltweite Preisdruck.<br />
Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb Antriebselektronik,<br />
SIEB & MEYER AG, Lüneburg<br />
FREQUENZUMRICHTER FÜR<br />
MOBILE APPLIKATIONEN<br />
Technisch komplexer sind Frequenzumrichter für mobile Applikationen<br />
– darunter fallen zum Beispiel der Antrieb von Fahrzeugen,<br />
aber auch Gebläse für Brennstoffzellenantriebe. Bei diesen<br />
Ausführungen stehen neben dem guten Wirkungsgrad vor allem<br />
die mechanischen Eigenschaften im Vordergrund. Relevant sind<br />
unter anderem Bauform, Gewicht und die Robustheit gegenüber<br />
herausfordernden Umweltbedingungen. Zudem unterliegen die<br />
Geräte zertifizierten Entwicklungs- und Produktionsprozessen<br />
und müssen spezifische Produktnormen erfüllen.<br />
HOCHGESCHWINDIGKEITS-ANWENDUNGEN<br />
„Wir bei Sieb & Meyer konzentrieren uns auf High-Speed-Umrichter<br />
für stationäre Applikationen“, so Torsten Blankenburg.<br />
„Sie sind dafür konzipiert, Motoren mit hohen Drehzahlen bis<br />
480.000 U/min anzutreiben.“ <strong>Der</strong> Fokus liegt hierbei auf einem<br />
Betrieb dieser Spezialmotoren mit geringen Motorverlusten, da<br />
diese im Vergleich zu Standardmotoren thermisch empfindlicher<br />
sind. Es gilt zudem, einen hohen Systemwirkungsgrad oder eine<br />
hohe Prozessqualität zu gewährleisten. Obwohl die grundsätzliche<br />
Zielsetzung im Bereich der High-Speed-Umrichter gleich ist,<br />
unterscheiden sich die Produkte im Detail doch merklich.<br />
Umrichter mit geregeltem Zwischenkreis und Puls-Amplituden-Modulation<br />
(PAM) wie der FC2 von Sieb & Meyer ermögli-<br />
20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
01<br />
02<br />
01 Zwei-Level-PWM-Umrichter können<br />
Asynchron- und Synchronmotoren mit Drehzahlen<br />
bis 240.000 U/min antreiben<br />
02 <strong>Der</strong> neueste Stand der Technik sind<br />
Drei-Level-PWM-Umrichter<br />
chen den Betrieb von Asynchronspindeln mit Drehzahlen von<br />
bis zu 480.000 U/min. Sie werden zum Beispiel in Leiterplattenbohrmaschinen<br />
benötigt. Dabei ist es möglich, mehrere Spindeln<br />
parallel mit einem Umrichter zu betreiben – das bedeutet bei<br />
mehreren Spindeln eine Kostenersparnis gegenüber Einzelumrichtern.<br />
<strong>Der</strong> Nachteil ist jedoch, dass alle Spindeln mit der<br />
gleichen Drehzahl betrieben werden. Weitere Merkmale dieser<br />
Umrichter sind die geringe Spannungsbelastung der Motorisolation<br />
und die einfache Parametrierung mittels U/f-Kennlinie.<br />
ZWEI-LEVEL-UMRICHTER<br />
Eine weitere Gruppe bilden Zwei-Level-PWM (Pulsweitenmodulation)-Umrichter<br />
in einer Stand-Alone-Ausführung. In diesen<br />
Bereich fallen der SD2S und der SD4S. Vom grundsätzlichen Aufbau<br />
her sind diese Geräte annähernd vergleichbar mit Standard-50<br />
Hz-Umrichtern: Sie bewirken eine passive Gleichrichtung<br />
der Netzspannung und verfügen über einen festen DC-Zwischenkreis<br />
beziehungsweise eine B6-IGBT-Endstufe. Um High-Speed-<br />
Motoren antreiben zu können, sind jedoch schneller schaltende<br />
Leistungshalbleiter in der Endstufe notwendig – was PWM-<br />
Frequenzen bis 32 kHz ermöglicht. Zudem sind genauere und<br />
schnellere Strommessungen sowie leistungsfähigere Prozessorlösungen<br />
erforderlich. „In diesem Bereich gilt: Performance geht<br />
vor Preis“, so Torsten Blankenburg. „Regelungstechnisch können<br />
geberlose und geberbehaftete Asynchron- und Synchronmotoren<br />
mit Drehzahlen bis 240.000 U/min angetrieben werden.“<br />
Diese Motoren treiben zum Beispiel Werkzeugmaschinen mit einer<br />
oder zwei Bearbeitungsspindeln an, die zum Schleifen und Fräsen<br />
verwendet werden. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der möglichst<br />
geringen Spindelerwärmung – denn sie beeinflusst die Bearbeitungsgüte<br />
sowie die Standzeit der Kugellager signifikant.<br />
BEI FREQUENZUMRICHTERN<br />
GIBT ES NICHT DIE EINE<br />
LÖSUNG, DIE ZUM ZIEL FÜHRT<br />
Aber auch in Turboverdichtern/-kompressoren im Leistungsbereich<br />
bis 30 kW kommen diese Umrichter zum Einsatz. In der<br />
Regel betreiben sie geberlose Synchronmotoren im Drehzahlbereich<br />
bis ca. 180.000 U/min. Durch den Einsatz dieser hochdrehenden<br />
Motoren kann auf ein Getriebe verzichtet werden, was<br />
einen höheren Systemwirkungsgrad nach sich zieht. Von Relevanz<br />
ist weiterhin ein hoher Wirkungsgrad des Umrichters und geringe<br />
Motorverluste beziehungsweise eine geringe Motorerwärmung.<br />
EFFIZIENT UND KOMPAKT BEI<br />
MEHRACHSANWENDUNGEN<br />
Zu den Zwei-Level-PWM-Umrichtern für Multiachsanwendungen<br />
zählen zum Beispiel die SD2-Varianten aus dem Portfolio<br />
von Sieb & Meyer. Sie unterscheiden sich von den vorab beschrie<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 21
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
03<br />
04<br />
notwendige Mehraufwand kann seine Vorteile daher nur in speziellen<br />
Anwendungsfällen voll ausspielen.“ Dann aber können<br />
sich die Vorteile sehen lassen: Im Vergleich zu Zwei-Level-Systemen<br />
ergeben sich bei gleicher Schaltfrequenz nur 25 Prozent der<br />
PWM-Verluste. Das führt zu einer signifikanten Reduzierung der<br />
Motorverluste, auf teure Motordrosseln/Sinusfilter kann verzichtet<br />
werden. Aufgrund der um 50 Prozent kleineren PWM-Schaltamplituden<br />
lässt sich zudem die Isolationsbeanspruchung der<br />
Motorwicklung senken.<br />
DIE DREI-LEVEL-UMRICHTER<br />
PUNKTEN DURCH IHRE KURZE<br />
RETURN-ON-INVESTMENT-ZEIT<br />
„Unsere Drei-Level-Umrichter SD2M/SD4M können ihre Vorteile<br />
zum Beispiel im Bereich von Turboverdichtern und Turbokompressoren<br />
voll ausspielen“, so Torsten Blankenburg. „Einerseits<br />
ist hier die geringe Motorerwärmung in Kombination mit dem<br />
hohen Systemwirkungsrad von Nutzen. Letzterer führt bei dem<br />
quasi 24/7-Volllast-Betrieb zu nennenswerten Energieeinsparungen<br />
und kurzen Return-on-Investment-Zeiten. Im Weiteren<br />
bewirkt der Wegfall von Motordrosseln beziehungsweise<br />
Sinusfiltern ein kompakteres Bauvolumen und geringere Herstellungskosten<br />
des Gesamtsystems.“<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
03 Umrichter mit geregeltem Zwischenkreis und<br />
Puls-Amplituden-Modulation (PAM) werden zum<br />
Beispiel in Leiterplattenbohrmaschinen benötigt<br />
04 High-Speed-Umrichter für stationäre Applikationen<br />
stellen eine ganz besondere Nische dar<br />
benen Umrichtern dadurch, dass mehrere Endstufen mittels zentralen<br />
Netzteils versorgt werden. Die Zielsetzung ist hierbei eine<br />
Reduzierung des Bauvolumens sowie des Verdrahtungsaufwands<br />
bei Anwendungen mit vielen Bearbeitungsspindeln. Ein weiterer<br />
Aspekt ist die Erhöhung der Energieeffizienz, da bei Mehrachsanwendungen<br />
oftmals die Bearbeitungszyklen asynchron erfolgen.<br />
Über den gemeinsamen DC-Zwischenkreis lässt sich die Bremsenergie<br />
der einen Spindel zur Beschleunigung einer anderen<br />
Spindel nutzen. Einsatzfelder für diese Umrichter sind zum Beispiel<br />
Rundtaktmaschinen im Bereich der Uhrenindustrie oder<br />
Mehrachs-Innenrundschleifmaschinen.<br />
DAS DRITTE LEVEL<br />
<strong>Der</strong> neueste Stand der Technik sind Drei-Level-PWM-Umrichter,<br />
die der Hersteller mit dem SD2M beziehungsweise SD4M im Programm<br />
hat. „Die Drei-Level-Endstufen-Topologie unterscheidet<br />
sich bezüglich der Kosten und dem Aufbau nennenswert von<br />
Zwei-Level-Umrichtern, da zwölf Leistungshalbleiter anstelle<br />
von sechs notwendig sind“, erläutert Torsten Blankenburg. „<strong>Der</strong><br />
NIEDERVOLT-UMRICHTER MIT<br />
EXTERNER STROMZUFUHR<br />
Last, but not least: Niedervolt-Umrichter wie der SD2B plus<br />
werden in der Regel von einem geregelten externen Netzteil mit<br />
einer DC-Spannung von 24...80 VDC versorgt. <strong>Der</strong> Hintergrund:<br />
Besonders Bearbeitungsspindeln im Leistungsbereich von wenigen<br />
hundert Watt weisen eine Isolationsfestigkeit auf, die einen<br />
Betrieb mittels Zwei-Level-PWM-Umrichtern auf Netzspannungsniveau<br />
nicht erlauben. Durch die geringe DC-Versorgungsspannung<br />
ist zudem möglich, im Umrichter Komponenten mit<br />
geringerer Isolationsspannung einzusetzen, was zu einem geringen<br />
Bauvolumen bei gleichen Ausgangsströmen führt. <strong>Der</strong><br />
SD2B plus bewährt sich besonders im Bereich von Niedervoltspindeln,<br />
wie sie in CAD/CAM-Dentalfräsmaschinen oder auch<br />
in der Feinbearbeitung der Uhrenindustrie zum Einsatz kommen.<br />
Die Beispiele zeigen: Bei Frequenzumrichtern gibt es nicht die<br />
eine Lösung, die zum Ziel führt. „In vielen Jahren intensiver<br />
Entwicklungsarbeit haben wir ein Portfolio aufgebaut, mit dem<br />
sich die Anforderungen von nahezu allen Applikationen im<br />
Hochgeschwindigkeitsbereich erfüllen lassen“, so Torsten Blankenburg<br />
abschließend. „Natürlich beraten wir unsere Kunden<br />
gerne, welcher Umrichter jeweils der Richtige ist.“ Und wenn es<br />
doch einmal etwas ganz Besonderes sein soll und muss, so kann<br />
Sieb & Meyer ebenfalls weiterhelfen: Denn ein besonderer Fokus<br />
des Unternehmens liegt nicht zuletzt auf kundenspezifischen Lösungen,<br />
die auch ganz individuelle Erfordernisse berücksichtigen.<br />
Bilder: Aufmacher Kellenberger, 04 Sieb & Meyer & Precitrame,<br />
sonstige Sieb & Meyer<br />
www.sieb-meyer.de<br />
22 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />
KONFIGURATIONSTOOL MIT VIELEN<br />
ZUSÄTZLICHEN FUNKTIONEN<br />
Um die jeweils<br />
optimale anwendungsspezifische<br />
Motor-Getriebe-<br />
Kombination zu<br />
bestimmen<br />
beziehungsweise<br />
auszuwählen,<br />
können <strong>Konstrukteur</strong>e im Konfigurationstool Neugart<br />
Calculation Program (NCP) komplexe Lastverläufe im Antriebsstrang<br />
berechnen. Die Motorauslegung erfolgt praxisgerecht<br />
anhand ihrer Kennlinien mit grafischer Auswertung.<br />
Dank der erweiterten Datenbank stehen in NCP nun über<br />
18.000 unterschiedliche Motoren zur Verfügung. Die Auswahl<br />
umfasst dabei nicht nur Servo-, sondern auch Schrittmotoren.<br />
Zudem werden in der neuen Version NCP 4.3 alle zu den<br />
NGV-Getrieben passenden Neugart-Räder für die Applikation<br />
Fahrantrieb berücksichtigt. Über den erweiterten Datenbestand<br />
hinaus wurde zudem die Anwendung selbst optimiert:<br />
So ist der Abgleich zwischen theoretischer Auslegung und<br />
Ist-Daten noch einfacher geworden. Drop-Down-Menüs<br />
reduzieren den Aufwand für die Vorbereitung der Daten<br />
zum Lastimport auf ein Minimum.<br />
www.neugart.com<br />
EINFACHE REALISIERUNG VON<br />
POSITIONIERAUFGABEN<br />
Unter der Bezeichnung ABG 26 offeriert der deutsche<br />
Hersteller PWB Encoders ein einbaufertiges Drehgeber-Kit<br />
für die Montage an durchgehenden Hohlwellen. Es gehört<br />
zur Gruppe der Singleturn-Absolutwertgeber und empfiehlt<br />
sich vor allem für den Einsatz in Motor-Feedback-Systemen<br />
und Mehrachsen-Anwendungen, bei denen die Hohlwellen<br />
zur Durchführung funktioneller<br />
Komponenten dienen oder<br />
zusätzliche Anbauteile aufnehmen<br />
müssen. Bei dem Drehgeber-<br />
Kit handelt es sich um ein lagerloses<br />
Absolutwertgeber-System<br />
mit optischer Abtastung, runden<br />
Codescheiben und Montageflanschen,<br />
das für die Anbringung an<br />
Hohlwellen mit Innendurchmessern von 10 mm, 30 mm<br />
oder 100 mm ausgelegt ist. Als Singleturn-Lösung mit<br />
wählbaren Auflösungen von 13 bis 18 Bit und relativen<br />
Winkelgenauigkeiten von bis zu 0,01 mm deckt es eine<br />
große Bandbreite an antriebs- und messtechnischen<br />
Anwendungen ab. Einsatz-beispiele sind unter anderem die<br />
kabelführenden Hohlwellen großer Torque-Motoren oder<br />
rotierender Rundschalt- und Drehtische.<br />
www.pwb-encoders.com<br />
UM ZWEI GRÖSSEN MIT STECKERANSCHLUSS AUFGESTOCKT<br />
Ab sofort sind die Closed Loop-Schrittmotoren der AZ-Serie von Oriental Motor auch mit den<br />
Flanschmaßen 42 und 60 mm sowie neuem Steckeranschluss erhältlich, der vor Staub und<br />
Strahlwasser geschützt ist (IP66). Dabei kann die Kabellänge zwischen Motor und Treiber bis 10 m<br />
betragen. Die Closed Loop-Schrittmotoren zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus und<br />
sollen so 47 Prozent weniger Energie verbrauchen als herkömmliche Stepper. Da die Antriebe mit<br />
einem mechanischen Absolutsensor ausgestattet sind, ist kein externer Sensor erforderlich, der<br />
die Positioniergenauigkeit stören könnte. Auch systembedingte Faktoren, wie etwa wechselnde<br />
Lasten, haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Nullposition. Deshalb fahren die Motoren<br />
der AZ-Serie die Nullposition mit hoher Geschwindigkeit an, sodass der Maschinenzyklus verkürzt wird. Neben der Standard-Version<br />
sind die Schrittmotoren auch mit elektromagnetischer Bremse erhältlich. Verfügbar sind zudem drei Kabelabgangsrichtungen.<br />
www.orientalmotor.de<br />
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KLARTEXT<br />
DIE TRENDS DER<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
HERMANN MESSNER<br />
Director Sales, Maxon Motor AG<br />
Elektromobilität ist ein wichtiger Trend, der die Elektromotorenindustrie<br />
antreibt. Maxon konzentriert sich hierbei auf die Verbesserung der Motor -<br />
leistung, die Erhöhung der Leistungsdichte und die Verlängerung der<br />
Lebensdauer. Fortschrittliche Motorkonstruktionen, leichte Materialien und<br />
effektive Kühlsysteme sind dabei Schlüsselfaktoren. Elektrische Antriebe<br />
müssen darüber hinaus nahtlos mit anderen Systemen wie Sensoren und<br />
Kommunikationsnetzwerken zusammenarbeiten. Dies erfordert die<br />
Entwicklung von robusten, anpassungsfähigen Motorsteuerungssystemen,<br />
die einen optimalen Betrieb in einer vernetzten Umgebung gewährleisten.<br />
Um den neuen Trends gerecht zu werden, investiert Maxon in Forschung<br />
und Entwicklung. Dabei ist die Zusammenarbeit mit anderen Branchen<br />
entscheidend für die Konzeption energieeffizienter integrierter Systeme.<br />
Neue Anwendungen wie<br />
Antriebssysteme für die<br />
Elektromobilität, die<br />
zunehmende Vernetzung<br />
und der Wunsch nach noch<br />
höherer Energieeffizienz<br />
beeinflussen nicht nur die<br />
Entwicklung von Motoren.<br />
Auch die Ausrichtung der<br />
Antriebshersteller wird<br />
dadurch geprägt. Wir haben<br />
vier Experten dazu befragt,<br />
welche Trends sich<br />
abzeichnen und welche<br />
Herausforderungen zu<br />
meistern sind.<br />
ELEKTRISCHE ANTRIEBE<br />
MÜSSEN NAHTLOS<br />
MIT ANDEREN SYSTEMEN<br />
ZUSAMMENARBEITEN<br />
EIN FOKUS<br />
LIEGT AUF DER<br />
REDUKTION DER<br />
VERWENDUNG<br />
SELTENER ERDEN<br />
SPECIAL<br />
TOBIAS PFENDLER<br />
Division Vice President Technology, Dunkermotoren GmbH<br />
Die Trends der letzten Jahre hin zu smarten, vernetzten Antrieben<br />
und höherer Energieeffizienz sind ungebrochen. Hinzu kommt der<br />
zunehmende Bedarf an Informationsbereitstellung über standardisierte<br />
Verwaltungsschalen sowie ein verstärkter Fokus auf Unabhängigkeit<br />
von globalen Lieferketten und Materialengpässen. Die zunehmende<br />
Bereitstellung von Daten ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg hin zum<br />
digitalen Zwilling. Beim Thema globale Lieferketten und Materialengpässe<br />
geht es vor allem um die Unabhängigkeit von Lieferanten aus Fernost<br />
sowie einer Reduktion der Verwendung seltener Erden, welche bei der<br />
Motorenherstellung oft für die darin verbauten Magnete benötigt werden.<br />
Bei Dunkermotoren werden schon heute 80 Prozent der Motoren ohne<br />
Magnete mit seltenen Erden hergestellt.<br />
24 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB
KLARTEXT<br />
JONAS HORSTMANN<br />
Sales and Business Development Specialist Traction & E-Mobility, ABB Motion Deutschland<br />
Politik und zunehmendes Umweltbewusstsein haben in der Automobilindustrie einen<br />
Umbruch ausgelöst und zu einer steigenden Nachfrage nach Elektroautos geführt. Eine<br />
ähnliche Entwicklung wird auch für den Sektor der schweren Arbeitsmaschinen erwartet.<br />
In der EU sind diese für 25 Prozent der CO 2<br />
-Emissionen im Verkehr verantwortlich. Ersetzt<br />
man jedoch beispielsweise den Dieselmotor in einem 24-Tonnen-Bagger durch einen<br />
elektrischen Antriebsstrang, lassen sich jährlich 48 Tonnen CO 2<br />
-Emissionen einsparen.<br />
ABB Motion begegnet diesem Trend und hat mit Batterie, hocheffizientem Elektromotor<br />
und Frequenzumrichter die nötigen Produkte im Portfolio, um die Elektrifizierung von<br />
Nutzfahrzeugen etwa im Bergbau oder auf Baustellen rentabel und praktikabel zu gestalten.<br />
Doch das ist nur die eine Seite der Medaille. Angesichts der begrenzten Verfügbarkeit von<br />
erneuerbaren Energien ist zusätzlich eine hohe Effizienz im Antriebsstrang notwendig.<br />
IM BEREICH SCHWERE<br />
ARBEITSMASCHINEN<br />
SIND IMMENSE<br />
CO 2<br />
-EINSPARPOTENZIALE<br />
VORHANDEN<br />
IN DER PROJEKTIERUNG<br />
WIRD DIE ZUSAMMENARBEIT<br />
MIT DEN ANWENDERN VON<br />
WÄLZLAGERN UND LINEARTECHNIK<br />
IMMER WICHTIGER<br />
RALF PETERSEN<br />
Engineering Manager Industrial European Technology Center, NSK Deutschland GmbH<br />
Maschinen werden immer produktiver und arbeiten mit höherer Präzision. Ihre Hersteller und<br />
Anwender legen größten Wert auf Effizienz und zunehmend auch auf einen möglichst kleinen<br />
CO 2<br />
-Footprint. Fahrzeuge nutzen neue Antriebskonzepte und bei der Auswahl von Antriebskomponenten<br />
wird immer häufiger der komplette Lebenszyklus des Systems betrachtet – sowohl<br />
monetär als auch im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Serviceaufwand. Als Hersteller von Wälzlagern<br />
und Linearantrieben adressieren wir diese Trends und treiben sie zugleich voran – mit Produkten<br />
und Systemen, die immer kompakter, leistungsstärker, energieeffizienter und präziser sind.<br />
Das erfordert viel Detailarbeit zum Beispiel bei der Entwicklung neuer Verfahren für die Wärmebehandlung,<br />
die den Energieaufwand verringern und im besten Fall zugleich die Lebensdauer und<br />
Leistungsfähigkeit der Antriebselemente steigern. Auf der Ebene der Projektierung wird die enge<br />
Kooperation mit den Kunden immer wichtiger: So lassen sich passgenaue Antriebslösungen finden,<br />
die Maßstäbe in Sachen Leistung und Nachhaltigkeit setzen.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 25
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
LINEARACHSEN<br />
HALTEN<br />
MESSSYSTEME<br />
AUF KURS<br />
Nokra entwickelt, produziert und vertreibt<br />
weltweit Lasermesssysteme zur Inline-Prüfung<br />
von Walzprodukten. Berührungslos und<br />
automatisiert werden so Bänder und Bleche auf<br />
ihre geometrischen Merkmale geprüft. Für eine<br />
millimetergenaue Positionierung der<br />
Messanlagen sorgen Linearachsen mit<br />
Zahnriemenantrieb von Hiwin.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Standardisierter Sonderanlagenbau – eine Kombination die<br />
sich eigentlich ausschließt. Nicht aber bei der Nokra GmbH<br />
mit Sitz in Baesweiler bei Aachen. <strong>Der</strong> Maschinenbauhersteller<br />
ist spezialisiert auf Lasermesssysteme zur automatischen<br />
Inline-Prüfung geometrischer Merkmale von Produkten<br />
der Metall- und Automobilzulieferindustrie. Hierfür hat das mittelständische<br />
Unternehmen kurzerhand aus ihren Sonderanlagen<br />
standardisierte Messanlagen entwickelt. Damit ermöglicht<br />
Nokra seinen Kunden exakte Messergebnisse aus dem Standardsegment,<br />
die individuell an die jeweiligen Applikationsanforderungen<br />
angepasst werden können.<br />
Als eines der ersten Unternehmen hat Nokra außerdem das<br />
Verfahren der Laser-Triangulation erfolgreich in die Inline-Prüfung<br />
von geometrischen Messgrößen gebracht. Die optische<br />
Abstandsmessung erfolgt hierbei elektronisch via Laser und löst<br />
das Röntgenverfahren vollwertig ab.<br />
ZWEI MESSWERTE IN EINEM MESSVORGANG<br />
Ebenheits- und Konturmessungen waren bis dato nur in zwei unterschiedlichen<br />
Messzyklen möglich. Nokra hat mit dem Alpha.fi<br />
Compact die Dokumentation und den Nachweis von zwei Messwerten<br />
in einem Messvorgang möglich gemacht. Ohne Bedienereinfluss<br />
ermittelt der Alpha.fi Compact objektive und rückführ-<br />
Andrea Blos, Digitales Marketing, Hiwin GmbH, Offenburg<br />
bare Daten zur Ebenheit und Kontur von Stahl-, Aluminium- und<br />
Buntmetallen. Durch die automatische Rückkopplung der Messergebnisse<br />
in den Fertigungsprozess, können kostenintensive<br />
Fehler innerhalb der Produktion vermieden und die Produktivität<br />
sowie Wirtschaftlichkeit des gesamten Produktionsprozesses<br />
gesteigert werden.<br />
Neben der technischen einwandfreien Ausarbeitung punkten<br />
die Messanlagen auch mit ihrem Design: „Wir legen natürlich<br />
Wert darauf, dass unsere Anlagen auch optisch ein Hingucker<br />
sind“, schmunzelt Natascha Classens, technische Produktdesignerin<br />
bei Nokra. „Die Linearachsen von Hiwin passen da<br />
bestens ins Konzept.“ Hiwin gewann bereits 2016 den Red Dot<br />
Award für seine Linearmodule.<br />
LASERMESSSYSTEME PRÄZISE AUF ACHSE<br />
Zur Positionierung der Messanlagen kommen die präzisen<br />
Linear achsen mit Zahnriemenantrieb von Hiwin zum Einsatz.<br />
Bevor die kompakten und flexibel einsetzbaren Positioniermodule<br />
des Spezialisten für Antriebstechnik allerdings verbaut<br />
wurden, war eine Kombination aus einem Kugelgewindetrieb<br />
und Profilschienenführungen im Einsatz. „Da war nicht nur der<br />
konstruktive, sondern auch der Montageaufwand höher“, erzählt<br />
Sebastian Müller, Produktionsleiter bei Nokra. Die Linearachse<br />
mit Zahnriemenantrieb ermöglicht jetzt auch größere Verfahrwege.<br />
Dabei ist der Hub in Millimeter-Schritten frei wählbar. Optimal,<br />
für die stufenlos skalierbare Messlänge des Alpha.fi Compact<br />
mit bis zu 6.000 mm.<br />
Verbunden mit einer Synchronwelle, wird aus den HM-B-<br />
Achsen im Handumdrehen eine Doppelachse. Mit Wiederholgenauigkeiten<br />
von ± 0,05 mm sind exakte Positioniergenauigkeiten<br />
der Messanlage sichergestellt. Damit eignet sich die<br />
26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
Die Linearachsen<br />
mit Zahnriemenantrieb<br />
verfahren<br />
die Messanlage<br />
wiederholgenau<br />
Doppelachse besonders für Portalanwendungen, wie bei der<br />
laserbasierten Messanlage Alpha.fi Compact.<br />
SENSOREN GEBEN FEEDBACK<br />
Die Digitalisierung von Produktionsdaten ist nicht erst seit<br />
Industrie 4.0 ein entscheidender Wettbewerbsfaktor in vielen<br />
Herstellungsprozessen. Fortwährend führen Produktionsdaten<br />
zu einem besseren Produktionsverständnis und damit zur Sicherung<br />
der Qualität schon während des Produktionsprozesses.<br />
Für die exakte Aufnahme der Messwerte kommen eigens entwickelte<br />
und gebaute Nokra-Sensoren zum Einsatz. Die hohe<br />
DURCH FLEXIBLE ZUBEHÖRTEILE<br />
DER LINEARACHSE LASSEN SICH<br />
DIE MESSANLAGEN INDIVIDUELL<br />
ANPASSEN<br />
Messfrequenz, die zeitlich exakt synchronisierbare Messung und<br />
ihre hohe Dynamik in Bezug auf die Streueigenschaften der<br />
Messoberfläche zeichnen die Sensoren aus. „Das ist einer unserer<br />
großen Wettbewerbsvorteile. Keine Sensoren sind so exakt<br />
wie die unseren“, erzählt Sebastian Müller. Die Sensoren prüfen<br />
innerhalb der Messanlage lückenlos und automatisch im Produktionstakt.<br />
Messgenauigkeiten für die Kontur von bis zu<br />
± 0,1 mm und für die Messung der Ebenheit von bis zu ± 0,025 mm<br />
sind garantiert. Die Genauigkeit und die Rückführbarkeit der<br />
Messwerte sind hierbei auf nationale und internationale Normen<br />
und Standards (DIN/EN, MSA) ausgerichtet.<br />
Die bei der Messung aufgenommenen Werte werden unmittelbar<br />
als 3D-Darstellung auf dem Steuerstand angezeigt. Durch die<br />
automatische Rückkopplung der Messergebnisse an die Produktionsmaschinen<br />
werden so Ungenauigkeiten direkt im Produktionsprozess<br />
aufgedeckt und Maßnahmen zur Behebung können<br />
direkt eingeleitet und umgesetzt werden.<br />
TERMINGERECHTE LIEFERZEITEN<br />
Trotz der kleinen Fertigungsmannschaft, liefert Nokra rund<br />
25 Messanlagen pro Jahr aus – und das immer termingerecht.<br />
„Termingetreue Auslieferungen der Anlagen sind ein großer Wettbewerbsvorteil,<br />
da spielt natürlich auch die Lieferfähigkeit der<br />
Komponenten eine große Rolle“, berichtet Natascha Classens,<br />
technische Produktdesignerin bei Nokra.<br />
Mit Hiwin hat der Messanlagen-Hersteller einen zuverlässigen<br />
Partner in Sachen Antriebstechnik gefunden. Die kurzen und termingetreuen<br />
Lieferzeiten sind seit jeher das Aushängeschild des<br />
Offenburger Spezialisten für Antriebstechnik. „Und auch die flexiblen<br />
Zubehörteile wie beispielsweise das Wegmess-System<br />
überzeugen uns“, erzählt Natascha Classens weiter.<br />
Hiwin bietet mit seinem Online-Portal auch eine Plattform, um<br />
selbstständig mit entsprechenden Auslegungstools und CAD-<br />
Konfiguratoren die perfekte Antriebskomponente für jede Applikation<br />
zu finden. Rund um die Uhr. Weltweit. „Da ist es natürlich<br />
beispiellos, wenn die richtigen und auch individuell konfigurierten<br />
CAD-Daten in Echtzeit zur Verfügung stehen und man direkt<br />
weiter konstruieren kann“, sagt Natascha Classens.<br />
Bilder: Aufmacher Hiwin, 01 Nokra<br />
www.hiwin.de<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 27
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
LINEARTECHNIK AUS DEM BAUKASTEN<br />
Die Auslegung von Linearsystemen für Transportaufgaben kann aufwendig sein.<br />
Um das komplexe Zusammenspiel von Lineareinheit, Motor, Getriebe und<br />
Steuerung zu vereinfachen, bieten sich vorkonfigurierte Lösungen an, die eine<br />
schnelle Inbetriebnahme ermöglichen.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Flexible Auswahl und gleichzeitig einfachste Auslegung<br />
und Inbetriebnahme – mit ihrem Baukasten bietet Item<br />
für nahezu jede Transportaufgabe die passende Lineartechnik.<br />
Dabei steht dem Anwender mit dem Linearsystem<br />
eine umfassende Komplettlösung aus Lineareinheit, Motor,<br />
Getriebe und Steuerung zur Verfügung. Integriert sind die Softwareprogramme<br />
Item Motiondesigner und Item Motionsoft.<br />
Zur Nutzung der selbstlernenden Lineareinheiten erhalten<br />
Anwender eine Auswahl und Zusammenstellung passender<br />
Komponenten und nehmen das gemäß ihren Anforderungen<br />
erstellte und vorkonfigurierte Linearsystem selbstständig in<br />
Betrieb. „Wir erreichen mit dem Item Linearsystem eine einfache<br />
Dimensionierung, Handhabung und Inbetriebnahme von<br />
Lineartechnik“, sagt Johannes Sodermanns, Produktmanager<br />
Maschinenautomation bei Item. „<strong>Der</strong> Anwender muss kein<br />
Spezialist für Lineartechnik oder Steuerungstechnik sein, denn<br />
die Software integriert Expertenwissen aus diesen Bereichen.“<br />
Marcel Semper, Product Marketing, Item, Solingen<br />
IDEAL AUFEINANDER ABGESTIMMT<br />
Im Item Motiondesigner werden die zur Beschreibung der<br />
Transportaufgabe notwendigen Daten aus einem Angebot von<br />
aufeinander abgestimmten Komponenten (Motoren, Getriebe,<br />
Steuerungen, Zubehör) ausgewählt. Dabei sind auch über technische<br />
Daten hinausgehende Parameter hinterlegt, die in umfangreichen<br />
Berechnungen und Messungen ermittelt wurden.<br />
Das Tool berücksichtigt bei der Auslegung die gewünschte<br />
Wiederholgenauigkeit, die elektrische Versorgung am Einsatzort<br />
und die Umgebungsbedingungen. Die intelligente Software ermittelt<br />
unter Einbindung der Daten eine optimale Kombination<br />
der Einzelkomponenten. Dabei werden bis zu zwei Millionen<br />
Rechenoperationen durchgeführt. In wenigen Sekunden liegt<br />
das Ergebnis vor und das Tool empfiehlt eine maßgeschneiderte<br />
Lineareinheit. Zusätzlich zeigt es an, welches nützliche Zubehör<br />
zur Verfügung steht.<br />
AUTOMATISCHE INBETRIEBNAHME<br />
Mit der Software Item Motionsoft lässt sich das System innerhalb<br />
kürzester Zeit in Betrieb nehmen. Installationssoftware und Steuerung<br />
verwenden die bereits vorhandenen Daten der definierten<br />
28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
<strong>Der</strong> Aufbau des<br />
Automationssystems<br />
und die spezifischen<br />
Einstellungen in der<br />
Steuerung werden<br />
bestimmt durch<br />
kundenindividuelle<br />
Anforderungen<br />
Komponenten. Alle Bestandteile sind aufeinander abgestimmt.<br />
Die Software führt die Installation des gesamten Lineartechnik-<br />
Systems selbstständig durch. Denn das Tool prüft alle verfügbaren,<br />
aus dem Item Motiondesigner importierten Daten und<br />
ermittelt die korrekten Reglereinstellungen zur automatischen<br />
Inbetriebnahme der Lineareinheit. Das führt zu einer großen<br />
Zeitersparnis, da der Anwender die Daten nicht selbst ermitteln<br />
muss. Durch die programmierbaren Fahrprofile, die sich in der<br />
Steuerung speichern lassen, ist für viele Transportaufgaben kein<br />
Einsatz einer SPS erforderlich. Die Anbindung an eine SPS über<br />
die gängigen Feldbus-Schnittstellen ist aber dennoch möglich.<br />
BEDARFSGERECHT UND FLEXIBEL<br />
DIE INTELLIGENTE SOFTWARE<br />
ERMÖGLICHT EINE SCHNELLE<br />
KONFIGURATION<br />
„Wir bieten mit unserer Lineartechnik maximale Flexibilität“,<br />
betont Johannes Sodermanns. „Anwender können selbstständig<br />
ihre Lösungen konstruieren, wählen aus unserem Baukasten<br />
passende Komponenten und geeignete Antriebstechnik oder<br />
entscheiden sich für vorkonfigurierte Lineareinheiten.“ So erhalten<br />
sie Lösungen, die ihren Anforderungen bis ins Detail entsprechen.<br />
Die Automationsgesamtlösung des Linearsystems erspart<br />
dem Anwender viele Arbeitsschritte, die bei marktüblichen<br />
Automationslösungen notwendig sind. Damit lässt sich beispielsweise<br />
auch sehr schnell prüfen, ob die vorliegende Lineareinheit<br />
zu einer neuen Transportaufgabe passt. Ein zusätzlicher Vorteil<br />
ist die umfangreiche Produktdokumentation mit Montageinformationen,<br />
die bei der Nutzung der Automationslösung mitgeliefert<br />
wird. Darüber hinaus verfügt das System über universelle<br />
Schnittstellen, sodass auch Komponenten anderer Hersteller<br />
eingebunden werden können. Ebenfalls ist die Verbindung mit<br />
PC-basierten Engineering-Systemen wie Labview möglich.<br />
PROZESSERLEICHTERUNG OHNE RISIKO<br />
Mit den beiden Softwarelösungen von Item lassen sich Transportaufgaben<br />
schnell und komfortabel in Linearlösungen abbilden<br />
und vorkonfigurierte Lineareinheiten einfach in Betrieb<br />
nehmen. Da der Item Motiondesigner sämtliche Daten, technische<br />
Parameter und dynamische Anforderungen berücksichtigt,<br />
entsteht innerhalb kürzester Zeit die passende Lösung, die<br />
optimal an die individuellen Bedürfnisse angepasst ist. Die<br />
Komplettlösung wird durch Item vorkonfiguriert geliefert und ist<br />
sofort einbaufertig. Mit Item Motionsoft gelingt die Inbetriebnahme<br />
innerhalb weniger Minuten. <strong>Der</strong> Einsatz des Linearsystems<br />
erspart dem Anwender demnach viel Aufwand und Zeit.<br />
<strong>Der</strong> Prozess der Auslegung und Inbetriebnahme wird erheblich<br />
vereinfacht. Da die frei verfügbare Online-Software die Komponenten<br />
auch auf den tatsächlichen Bedarf des Projekts<br />
abstimmt, ist sichergestellt, dass alle Aspekte berücksichtigt<br />
werden. Eine Überdimensionierung der Aufgabe wird verhindert<br />
und das Risiko der Fehlauslegung minimiert.<br />
Bilder: Item<br />
www.item24.com<br />
50 JAHRE LEIDENSCHAFT<br />
FÜR PRÄZISION.<br />
Anspruchsvolle und hochkomplexe Präzisionsteile, vielseitige<br />
Bearbeitungsverfahren, Kunden auf der ganzen Welt:<br />
Dafür steht die Unternehmensgruppe FLURO-HÖHN seit 5 Jahrzehnten.<br />
VOLLSORTIMENT<br />
Gelenklager, Gelenkköpfe & Co. | Dreh-, Fräs & Schleifteile uvm.<br />
SONDERLÖSUNGEN<br />
Kundenindividuelle sondergefertigte Teile für die Antriebstechnik<br />
FLURO ® -Gelenklager GmbH | Siemensstr. 13 | 72348 Rosenfeld | 07428 - 93 850 | fluro.de<br />
Martin Höhn GmbH | Siemensstr. 13 | 72348 Rosenfeld | 07428 - 93 840 | hoehn-praezision.de
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
PASSGENAU VORMONTIERTE LAGEREINHEITEN<br />
NSK erweitert sein Programm an Wälzlagern für Hochgenauigkeits- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
um kundenspezifisch konstruierte und vormontierte Rillenkugellager-Einheiten.<br />
Jede Lagereinheit wird nach den Spezifikationen des Kunden entwickelt und gefertigt.<br />
NSK montiert die einzelnen Komponenten, die mit Toleranzen im Mikrometerbereich gefertigt<br />
werden, nach reproduzierbaren Standards. Die erreichbaren Genauigkeitsklassen liegen im<br />
Bereich von IT4 bis IT5 für die Passungen, IT1 bis IT2 beim Rundlauf und IT1/2 bis IT2/2 für<br />
die Formtoleranz. Die Lagereinheiten sind wartungsfrei und für den Einsatz bei hohen<br />
Drehzahlen – je nach Bedarf auch über 100.000 U/min – geeignet. Bei der Herstellung werden die Bohrungen für beide Lagersitze<br />
in dem einteiligen Gehäuse in einem Arbeitsgang finalisiert. So ist auch sichergestellt, dass das Gehäuse absolut rechtwinklige<br />
Lagersitze für die Aufnahme der Außenringe aufweist. Außerdem werden die Wellen meist im Durchgangsschleifen gefertigt.<br />
www.nsk.com<br />
LINEARACHSEN FERTIG ELEKTRIFIZIERT<br />
UND SOFORT EINSATZBEREIT<br />
Einfaches Engineering, schnelle Inbetriebnahme, lange<br />
Lebenszyklen – diese zentralen Marktanforderungen<br />
der Fabrikautomation erfüllt Bosch Rexroth mit den<br />
neuen Automationspaketen für seine Linearachsen und<br />
elektromechanischen Zylinder. Anwendende aus den<br />
unterschiedlichsten Branchen erhalten damit eine perfekt<br />
abgestimmte Lösung aus einer Hand, um lineare Bewegungen<br />
effizient und langlebig zu realisieren. Die<br />
Automationspakete<br />
ergänzen<br />
die langlebige<br />
Mechanik um<br />
einen Servomotor,<br />
Antriebsregler,<br />
Netzfilter und die<br />
Verkabelung.<br />
Bei den Antriebsreglern<br />
können<br />
Anwendende<br />
zwischen Indradrive oder ctrlx Drive wählen. Die<br />
Antriebsparameter sind ab Werk im Motorgeberdatenspeicher<br />
hinterlegt und werden für eine schnellere<br />
Inbetriebnahme automatisch ausgelesen. <strong>Der</strong> Netzfilter<br />
unterstützt die Signalverarbeitung zur Peripherie und<br />
sorgt für eine störungsfrequenzfreie Funktion der<br />
Einzelachse. Auf Wunsch ist in den Automationspaketen<br />
die bewährte Bediensoftware der Smart Function Kits<br />
Handling, Pressing oder Dispensing enthalten.<br />
www.boschrexroth.com<br />
POWER FÜR DIE AUTOMATISIERUNG<br />
Mit der Baureihe SLD<br />
stellt Schunk eine<br />
neue Generation von<br />
Lineardirektachsen<br />
vor. Die dynamischen,<br />
hochbelastbaren<br />
Achsen mit elektrischem<br />
Lineardirektantrieb<br />
sorgen für<br />
kurze Zykluszeiten<br />
und mehr Produktivität<br />
in High-Speed-<br />
Montage- und Handhabungsprozessen. Entwickelt wurde die<br />
SLD-Baureihe als dynamischer Allrounder, mit dem sich die<br />
Anforderungen an höhere Tragzahlen und längere Lebensdauer<br />
erfüllen lassen. Für eine große Anwendungsbreite sind aktuell<br />
zwei Baugrößen mit je vier unterschiedlichen Motorgrößen<br />
erhältlich, die Antriebskräfte bis maximal 2,4 kN und Tragfähigkeiten<br />
bis 106 kN bereithalten. Weitere Ausführungen werden<br />
folgen. Bei der kompakten Achse sind der elektrische Antrieb und<br />
das Wegmesssystem bereits integriert, wodurch agile, platzsparende<br />
Bewegungsabläufe möglich sind. Beschleunigungen des<br />
Direktantriebs bis 100 m/s² und Geschwindigkeiten von 5 m/s<br />
sorgen für hohe Dynamik und kurze Zykluszeiten. Zugleich stellt<br />
der Antrieb für den Anwender eine Genauigkeit von ± 0,01 mm<br />
sicher. Seine Elemente arbeiten ohne mechanisches Spiel, was<br />
Verschleißteile ausspart und den Wartungsaufwand geringhält.<br />
Zudem ist der Antrieb in beliebigen Längen ohne Leistungseinbußen<br />
darstellbar. Die Lineardirektachsen der SLD-Reihe sind<br />
standardmäßig UL-zertifiziert.<br />
www.schunk.com
LAGER UND LINEARTECHNIK<br />
KUNSTSTOFFLAGER AUF HOLZWELLEN<br />
Mit Iglidur J4 hat Igus einen Kunststoff entwickelt, der bis zu 97 Prozent aus Regranulat<br />
besteht und damit seinen CO 2<br />
-Fußabdruck im Vergleich zum Standardlager um mindestens<br />
60 Prozent reduziert. Als kostengünstiges und schmierfreies Lineargleitlager beweist sich<br />
Iglidur J4 mit seinen großen Auflageflächen bereits als verschleißfester Laufpartner auf<br />
weichen Wellen wie zum Beispiel auf Aluminium und Kohlefaser. Jetzt kommt ein neuer<br />
Werkstoff dazu: Holz. Im Fall der Holzwellen zeigte sich im hauseigenen Testlabor, dass die<br />
ermittelten Verschleißwerte von Iglidur J4 nur geringfügig von den Ergebnissen auf Stahl<br />
oder Aluminium abweichen. Bei den Reibwerten wurde deutlich, dass Holzwellen mit<br />
Holzlagern ohne Schmierung schnell zum Ausfall neigen, während eine Lineargleitfolie aus<br />
Iglidur J4 helfen kann, die Verschiebewiderstände langfristig zu reduzieren, und das nahezu<br />
geräuschlos. Da Holz sich unter Temperatur und Feuchtigkeit verändert, sollte der Einsatzfall im Vorhinein geprüft werden. Jedoch<br />
ist sein Einsatz bei gleichbleibenden Umgebungsbedingungen wie in der Innenarchitektur oder auch im Möbelbau zu empfehlen.<br />
www.igus.de<br />
SCHWERLASTLAGER – ROBUST<br />
UND LANGLEBIG<br />
Schwerlastlager von<br />
Findling trotzen Staub<br />
und Dreck, hohen<br />
Temperaturschwankungen,<br />
der Witterung<br />
und nicht zuletzt<br />
Stößen und Vibrationen<br />
– langfristig und<br />
zuverlässig. In der Xforce-Serie verbindet Findling Hochleistung<br />
mit Wirtschaftlichkeit. Bei den Rillenkugellagern macht<br />
neben der robusten Konstruktion der Einsatz von Sonderfetten<br />
mit Hochlastadditiven (EP-Zusätzen) die Wälzlager<br />
langlebig. Gemäß repräsentativen Vergleichstests mit<br />
ausgewählten Typen, konnte gegenüber Premium-Produkten<br />
mit handelsüblicher Standardbefettung und Ausstattung<br />
eine 6- bis 15-fache Steigerung der Lebensdauer<br />
nachgewiesen werden. Die Additive haben besondere<br />
verschleißmindernde Eigenschaften und gewähren einen<br />
ausgezeichneten Korrosionsschutz.<br />
www.findling.com<br />
WIR PRODUZIEREN NACH<br />
IHREN VORGABEN<br />
DAS KOMPLETTE PROGRAMM FÜR<br />
DIE AUTOMATISIERUNG<br />
Afag entwickelt und produziert<br />
Komponenten für die Montageautomation<br />
in den Bereichen Zuführen,<br />
Handhaben und Solutions. Was diese<br />
Smartkomponenten können, zeigen<br />
sie beim Schachspiel. Hier wird die<br />
Flexibilität des Smartgreifers<br />
SGE-40-P-IOL beim Fassen und die<br />
Schnelligkeit des Smartrotationsmoduls<br />
SREH-50-IOL beim <strong>Bewegen</strong> der<br />
Figuren demonstriert. <strong>Der</strong> Smartgreifer lässt sich über<br />
IO-Link ansteuern, das gestattet die Vorpositionierung der<br />
Greiffinger, die Auswertung des Greiferzustands und die<br />
Einstellung von speziellen Greifmodi. Das Smartrotationsmodul<br />
mit integriertem Regler und IO-Link-Schnittstelle<br />
(Portklasse B) wurde jüngst mit dem Red Dot Design Award<br />
ausgezeichnet. Weil kein externer Regler erforderlich ist,<br />
spart der Anwender Platz im Schaltschrank und benötigt nur<br />
ein Verbindungskabel, das sowohl die Spannungsversorgung<br />
als auch den Signalaustausch übernimmt.<br />
www.afag.com<br />
Sie suchen einen innovativen und zuverlässigen<br />
Lohnfertiger für Drehteile? Dann ist mbo Oßwald der<br />
ideale Partner, der transparent, mit innovativen Tools<br />
und auf modernstem Maschinenparkt Zeichnungsteile<br />
für Sie produziert und liefert.<br />
Fordern Sie uns!<br />
mbo Oßwald GmbH & Co KG<br />
Tel +49 9345 670-0<br />
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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 31
TITELSTORY<br />
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
SMARTE INTRALOGISTIKPROZESSE<br />
DANK HEIMLICHER HELDEN<br />
Kunden erwarten schnelle Lieferungen, maßgeschneiderte Lösungen<br />
und hohe Effizienz. Dadurch stehen Unternehmen auf der ganzen Welt<br />
vor der Herausforderung, ihre internen logistischen Abläufe<br />
zu optimieren. Zuverlässige und intelligente Kupplungen spielen<br />
hierbei eine entscheidende Rolle.<br />
Nicole Stich, Marketing Specialist, R+W Antriebselemente GmbH
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
Die Intralogistik gilt als essenzieller Bestandteil moderner<br />
Wertschöpfungsketten. Doch warum ist es so entscheidend,<br />
dass jede einzelne Komponente in der Intralogistik<br />
reibungslos aufeinander abgestimmt ist? Die Antwort<br />
liegt in der Komplexität des Systems. Jede Schwachstelle, jeder<br />
Engpass oder jede Verzögerung kann sich auf die Gesamteffizienz<br />
auswirken und das logistische Netzwerk beeinträchtigen.<br />
Es bedarf ein perfektes Zusammenspiel von Prozessen, Systemen<br />
und Technologien, um den reibungslosen Materialfluss und eine<br />
effiziente Warenbereitstellung zu gewährleisten. Jeder einzelne<br />
Prozessschritt, jede Maschine und jedes Bauteil spielen hierbei<br />
eine wichtige Rolle.<br />
Optimierte Lieferzeiten: Smarte Intralogistikprozesse ermöglichen<br />
Unternehmen ihre Lieferzeiten zu verkürzen. Durch den<br />
Einsatz automatisierter Systeme, wie beispielsweise fahrerlose<br />
Transportsysteme oder automatisierte Kommissionierungssysteme,<br />
können Produkte präziser gepickt, verpackt und versendet<br />
werden. Dies führt zu kürzeren Durchlaufzeiten und schnelleren<br />
Lieferungen.<br />
Lagerbestandsmanagement: Durch den Einsatz automatisierter<br />
Lagerverwaltungssystemen können Unternehmen den Lagerbestand<br />
in Echtzeit überwachen. Engpässe werden vermieden<br />
und eine optimale Bestandsmenge wird aufrechterhalten.<br />
Dies führt zu einer besseren Verwaltung der Lagerbestände und<br />
einer höheren Lieferfähigkeit. Zudem können die Lagerkosten<br />
reduziert werden.<br />
Fehlerreduktion: Um menschliche Fehler bei der Kommissionierung<br />
und dem Versand von Produkten zu minimieren gibt es<br />
in der Intralogistik Systeme wie Pick-by-Voice oder Pick-by-Light.<br />
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit: Flexible Intralogistiksysteme<br />
ermöglichen Unternehmen eine schnelle und zeitnahe<br />
Reaktion auf sich ändernde Kundenanforderungen und Markttrends.<br />
<strong>Der</strong> Einsatz von modularen Systemen, welche leicht anpassbar<br />
und erweiterbar sind, hilft Unternehmen bei der Anpassung<br />
und Optimierung ihrer Intralogistikprozesse. Dies führt zu<br />
einer besseren Reaktionsfähigkeit auf Kundenwünsche und verkürzten<br />
Durchlaufzeiten.<br />
Lamellenkupplung<br />
LP3 mit Konus -<br />
klemmnabe<br />
für den<br />
Industriebereich<br />
KUPPLUNGEN GEWÄHRLEISTEN<br />
REIBUNGSLOSEN MATERIALFLUSS<br />
Kupplungen spielen eine entscheidende Rolle in Intralogistiksystemen,<br />
da sie die Verbindung zwischen verschiedenen Antriebskomponenten<br />
herstellen und kommen bei Förderbändern, Rollenbahnen,<br />
Gabelstaplern oder anderen Applikationen mit<br />
beweglichen Teilen zum Einsatz. Dabei gewährleisten sie eine<br />
präzise und zuverlässige Übertragung der Kräfte. Als heimliche<br />
Helden stellen sie einen reibungslosen Betrieb sicher. R+W berät<br />
Intralogistik-Planer nicht nur bei der Auswahl der passenden<br />
Kupplung oder entwickelt gemeinsam mit Kunden individuelle<br />
Sonderlösungen, sondern unterstützt auch bei der Integration,<br />
Inbetriebnahme und Wartung.<br />
Die Firma R+W Antriebselemente GmbH aus Wörth am Main<br />
hat frühzeitig erkannt, wie bedeutend die Anforderungen moderner<br />
Intralogistik sind. Mithilfe ihrer langjährigen Erfahrung und<br />
Expertise in der Branche haben sie sich einen Ruf als zuverlässiger<br />
Partner für Kupplungslösungen erarbeitet.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 202 3/ ASB 33
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
01 02<br />
TITELSTORY<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
01 Technische Zeichnung der SCL2<br />
02 Servolamellenkupplung SCL2 D für den<br />
Präzisionsbereich mit Klemmnabe und in<br />
doppelkardanischer Ausführung<br />
03 Die intelligente Sensorik ermöglicht<br />
Datenmessungen, ohne dass ein externer<br />
Messverstärker verwendet werden muss – neben<br />
der App kann die Sensortechnik auch mit dem<br />
R+W-Gateway verbunden werden<br />
04 Die intelligenten Kupplungen erfassen<br />
Messdaten direkt im Antriebsstrang<br />
KUPPLUNGEN FÜR DIE INTRALOGISTIK<br />
Die Frage nach der richtigen Kupplung ist von großer Bedeutung.<br />
Es gibt verschiedene Kupplungstypen, die unterschiedliche<br />
Eigenschaften und Anwendungsbereiche haben und sich für Anwendungen<br />
der Intralogistik eignen.<br />
In der Praxis werden häufig Lamellenkupplungen verwendet.<br />
Sie werden unter anderem in Förderanlagen eingesetzt, um den<br />
Antrieb zwischen Motor und Getriebe zu überbrücken. Außerdem<br />
wird eine zuverlässige Kraftübertragung gewährleistet sowie<br />
der Schutz der angeschlossenen Komponenten vor Überlastung<br />
und Schäden. Durch ihre spielfreie Konstruktion stellen sie eine<br />
exakte und stabile Leistung bei der Bewegung von Förderbändern,<br />
Rollenbahnen und anderen Fördermitteln sicher. Ebenso<br />
regeln sie die Kraftübertragung zwischen Antrieb und beweglichen<br />
Teilen in automatisierten Lager- und Kommissionierungssystemen.<br />
Dies können beispielsweise Regalbediengeräte oder<br />
Sortieranlagen sein. Auch hier wird für eine reibungslose Bewegung,<br />
hohe Präzision und Zuverlässigkeit gesorgt.<br />
In der Robotik und Handhabungstechnik garantiert die Lamellenkupplung<br />
die geforderte Übertragung von Drehmomenten und<br />
Bewegungen zwischen Antrieben und Roboterarmen/-greifern.<br />
Zudem wird durch ihre spielfreie Konstruktion eine hohe Positioniergenauigkeit<br />
und Wiederholbarkeit gewährleistet. Dies ist entscheidend<br />
für die exakte Handhabung von Waren und Komponenten.<br />
Ein weiterer Bereich sind Verpackungs- und Palettiersysteme.<br />
Dort kommen Lamellenkupplungen ebenso zum Einsatz, um die<br />
Bewegungen der Verpackungsmaschinen und Palettierroboter zu<br />
synchronisieren. Auch hier sorgen eine präzise Kraftübertragung<br />
und Koordination der Bewegungen für eine zuverlässige Verpackung<br />
der produzierten Waren.<br />
VORTEILE VON LAMELLENKUPPLUNGEN<br />
Gegenüber anderen Kupplungstypen bieten Lamellenkupplungen<br />
eine Vielzahl von Vorteilen.<br />
Präzise Kraftübertragung: Lamellenkupplungen ermöglichen<br />
eine genaue und zuverlässige Übertragung von Drehmomenten<br />
und Bewegungen zwischen verschiedenen Komponenten. Sie<br />
bieten eine hohe Torsionssteifigkeit und minimieren axiale und<br />
laterale Verschiebungen, was zu einer präzisen Positionierung<br />
und reibungslosen Bewegung führt.<br />
Kompaktes Design: Lamellenkupplungen zeichnen sich durch<br />
ihr kompaktes und platzsparendes Design aus. Sie nehmen wenig<br />
Raum ein und können daher in verschiedenen intralogistischen<br />
Anlagen und Maschinen integriert werden.<br />
Hohe Drehsteifigkeit: Durch ihre Konstruktion bieten Lamellenkupplungen<br />
eine hohe Drehsteifigkeit, die Vibrationen und Verdrehungen<br />
effektiv reduziert. Dies führt zu einer verbesserten<br />
Stabilität und Präzision in intralogistischen Prozessen.<br />
Ausgleich von Wellenversatz: Lamellenkupplungen sind in der<br />
Lage, Wellenversätze zwischen den gekoppelten Komponenten<br />
auszugleichen. Sie können radiale, axiale und angularen Versätze<br />
kompensieren und damit zu einer besseren Anpassungsfähigkeit<br />
und Flexibilität in der Intralogistik führen.<br />
Geringe Wartung: Lamellenkupplungen sind wartungsarm,<br />
langlebig und aufgrund ihrer robusten Bauweise und Materialien<br />
sehr widerstandsfähig gegenüber Verschleiß und Korrosion.<br />
KOMPAKT UND LANGLEBIG<br />
Die Lamellenkupplungen von R+W punkten mit ihrer geringen<br />
Größe. Aussparungen im Bereich um die Befestigungsschrauben<br />
sorgen für ein optimiertes Nabenprofil. Dadurch reduziert sich der<br />
Materialeinsatz und das Gewicht der Kupplung. Zur Folge hat dies<br />
ein geringes Massenträgheitsmoment, das wichtig für dynamische<br />
Positionier- und Vorschubaufgaben ist. Insbesondere die Servolamellenkupplung<br />
bietet mit kompakten Maßen eine hohe Flexibilität.<br />
Bei der Montage werden die einzelnen Lamellen um jeweils 90 °<br />
versetzt zueinander angeordnet, was durch eine optische Markierung<br />
auf jeder Lamelle ganz leicht und exakt möglich ist. Dadurch<br />
hat auch die Walzrichtung des verwendeten Stahls keinerlei nega-<br />
34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
03 04<br />
tive Auswirkung auf die Torsionssteifigkeit der Kupplung. <strong>Der</strong> spezielle<br />
Federstahl wurde exakt für diese Aufgabe entwickelt und<br />
besitzt daher eine hohe Zugfestigkeit bei gleichzeitig elastischen<br />
Eigenschaften. Damit ist er für die auf ihn einwirkenden Kräfte<br />
bei der Drehmomentübertragung gerüstet. Lamellenkupplungen<br />
von R+W werden komplett montiert geliefert. Anwender und <strong>Konstrukteur</strong>e<br />
müssen sich nicht um die Montage der Kupplungen<br />
kümmern, sondern können sich auf deren Einbau konzentrieren.<br />
<strong>Der</strong> Zusammenbau erfolgt stets durch erfahrene R+W-Mitarbeiter,<br />
um Fehler zu reduzieren und Zeit zu sparen. Die Korrosionsbeständigkeit<br />
der Kupplung kann durch Eloxieren sehr leicht erhöht<br />
und realisiert werden. Mit dem gleichen Verfahren können die<br />
Kupplungen auch nach Kundenwunsch eingefärbt werden. Im<br />
Vergleich zu Lackierarbeiten ist dies viel einfacher umzusetzen.<br />
Lamellenkupplungen der Baureihe Servolamellenkupplung<br />
(SCL) bieten eine präzise Drehmomentübertragung für Servoantriebe<br />
mit kleineren Drehmomenten. Sie werden für Drehmomente<br />
zwischen 25 Nm bis 300 Nm angeboten. R+W bietet einfachkardanische<br />
und doppelkardanische Ausführungen an. Diese<br />
Kupplungen sind für den dauerhaften Betrieb über die gesamte<br />
Lebensdauer der Anlage gebaut.<br />
HOHE KOSTEN BEI STILLSTÄNDEN VERMEIDEN<br />
Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten in einem hochmodernen<br />
automatisierten Lager mit einer leistungsstarken Intralogistikmaschine.<br />
Diese Maschine ist das Herzstück des Lagers und verantwortlich<br />
für den reibungslosen Materialfluss, die Kommissionierung,<br />
Verpackung und den Versand der Produkte. Jede einzelne<br />
Komponente dieser Maschine spielt eine entscheidende Rolle für<br />
ihren störungsfreien Betrieb. Doch plötzlich steht die gesamte Maschine<br />
still, der Materialfluss kommt zum Erliegen und der Lagerbetrieb<br />
gerät ins Stocken. Die produzierten Aufträge stapeln sich, die<br />
Auslieferung verzögert sich merklich und neue Bestellungen können<br />
nicht bearbeitet werden. Ein solcher Ausfall verdeutlicht, wie<br />
ein einzelner Defekt einer Kupplung den gesamten Intralogistikprozess<br />
lahmlegen kann. <strong>Der</strong> Grund für den Stillstand einer hochkomplexen<br />
Intralogistikmaschine kann vielfältig sein und auch in einer<br />
verborgenen, aber zentralen Komponente liegen – der Kupplung.<br />
Das beschriebene Szenario verdeutlicht, wie wichtig es ist, in der<br />
Intralogistik auf präzise und zuverlässige Kupplungen zu setzen.<br />
Mit der intelligenten Lamellenkupplung geht R+W, nun noch<br />
einen Schritt weiter und liefert eine innovative Antwort für die vorausschauende<br />
datenbasierte Maschinensteuerung.<br />
INTELLIGENT, ANWENDUNGSORIENTIERT<br />
UND NACHRÜSTBAR<br />
Wie eingangs erwähnt, wird die Intralogistik aufgrund der zunehmenden<br />
Automatisierung und Digitalisierung in Zukunft noch<br />
komplexer werden. Für diese Anforderungen werden innovative<br />
Lösungen benötigt. Somit spielt auch die Weiterentwicklung von<br />
Kupplungstechnologien eine entscheidende Rolle. R+W hat für<br />
diese neue Ära der Antriebstechnik die intelligente Kupplung mit<br />
integrierter Sensorik entwickelt. Auf die Intralogistik übertragen,<br />
können Materialflüsse dadurch vorausschauend geplant und<br />
noch smarter gestaltet werden. In der Antriebstechnik war es bisher<br />
schwierig, Daten in nahezu Echtzeit zu erheben. <strong>Der</strong> Grund<br />
war der rotierende Antriebsstrang, der sich nicht direkt durch ein<br />
Kabel verbinden lässt. Dies ändert sich mit der integrierten Sensorik<br />
von R+W.<br />
KUPPLUNGEN MIT INTEGRIERTER<br />
SENSORIK VERHINDERN<br />
STILLSTAND UND KOSTSPIELIGE<br />
AUSFALLZEITEN DER INTRALOGISTIK<br />
Neben allen Eigenschaften einer Lamellenkupplung von R+W<br />
dient die intelligente Kupplung nun zugleich als kabellose Messeinheit.<br />
Die Sensoren übertragen in der Standardausführung Informationen<br />
über Drehmoment, Drehzahl, Temperatur und Beschleunigungen<br />
in drei Achsen sowie optional auch Axial- oder<br />
Querkraft. Die interne Elektronik von R+W verarbeitet die Daten<br />
in nahezu Echtzeit und überträgt diese auf ein verbundenes Mobilgerät<br />
oder über ein Gateway direkt in die Maschinensteuerung<br />
oder an einen PC. Mit der Auswertung dieser Daten können<br />
Kupplungen mit integrierter Sensorik Stillstand und kostspielige<br />
Ausfallzeiten verhindern. Die intelligente Kupplung ist nicht nur<br />
für neue Intralogistikmaschinen von Interesse, sondern lässt sich<br />
leicht in bereits verbaute Kupplungen integrieren. Die Montage<br />
ist dabei ebenso einfach wie schnell – der Integrationsaufwand<br />
und die Kosten können so niedrig gehalten werden.<br />
Bilder: Aufmacher MaciejBledowski – stock.adobe.com, sonstige R+W<br />
www.rw-kupplungen.de<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 202 3/ ASB 35
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
REVOLUTION<br />
IM ROBOTER<br />
Etwas relativ Bewährtes durch etwas Besseres ersetzen?<br />
Das ist jetzt in der Robotik mit einem neuen<br />
Getriebe möglich. In kompakte und marktübliche<br />
Baugrößen verpackt, liefert es im Vergleich zu<br />
Wellgetrieben deutlich mehr Steifigkeit,<br />
Drehmomentdichte, Überlastfähigkeit im<br />
Not-Aus-Moment und Nullspiel. Zudem wartet<br />
das neue Getriebe mit einem sehr großen<br />
Hohlwellendurchmesser auf. Alles<br />
ideale Eigenschaften für den Einsatz in<br />
Medizin- und Präzisionsrobotern, in<br />
Handlingsystemen für Halbleiter und Wafer<br />
oder in High-End-Werkzeugmaschinen.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Das neue Galaxie-Getriebe ist in der Baugröße kompatibel<br />
zu Wellgetrieben – es bietet aber verglichen damit<br />
eine bessere Leistungsfähigkeit in den relevanten Kenngrößen.<br />
Die Gegenüberstellung der technischen Daten<br />
zeigt: Das miniaturisierte Getriebe bietet in seinen Baugrößen<br />
von heute 90 und 110 mm eine bis zu 40 Prozent höhere Drehmomentdichte,<br />
eine um den Faktor 3 bessere Verdrehsteifigkeit,<br />
ein doppelt so hohes Not-Aus-Moment, absolutes Nullspiel über<br />
die gesamte Lebensdauer sowie eine fast 50 Prozent größere<br />
Hohlwelle. Dies sind Leistungsdimensionen, die den <strong>Konstrukteur</strong>en<br />
von Robotern neue Möglichkeiten eröffnen.<br />
VON DER RADIALEN ZUR AXIALEN<br />
BEWEGUNGSFÜHRUNG<br />
Um die Ansprüche der Galaxie-Baureihe in kleineren, marktkompatiblen<br />
Baugrößen erfüllen zu können, war ein Umdenken<br />
in der Bewegungsführung bei der Kraftübertragung erforderlich –<br />
nämlich von radial zu axial. Im neuen Getriebe greifen die als<br />
Zahnring verbundenen Einzelzähne innerhalb des Zahnträgers –<br />
Nadine Hehn, Business Pionier Manager, Karoline Scheuermann,<br />
Business Developer im Business Pionier, WITTENSTEIN SE, Igersheim<br />
angetrieben von einer Polygonscheibe mit zwei Hochpunkten –<br />
wie in einer Schraubbewegung axial in die Planrad-Helixverzahnung<br />
ein. Dieser kinematische Aufbau ist verantwortlich dafür,<br />
dass das neue Galaxie kompakte Außenmaße in marktüblichen<br />
Bauformen erreicht – und dabei mit 150 und 250 Nm im Vergleich<br />
zu Wellgetrieben um bis zu 40 Prozent höhere Beschleunigungsmomente<br />
ermöglicht.<br />
Ein weiteres Highlight der neuen Kinematik ist die absolute<br />
Spielfreiheit bei hohen Verdrehsteifigkeiten. Im Vergleichstest<br />
übertrifft das miniaturisierte Getriebe marktgängige Wellgetriebe<br />
in puncto Steifigkeit um das Dreifache – und das über<br />
den gesamten Drehmomentbereich. Dies resultiert zum einen<br />
daraus, dass der Zahneingriff nicht wie bei Wellgetrieben über<br />
eine Linienberührung, sondern über einen nahezu vollflächigen<br />
Kontakt der Flanken der Königszähne im miniaturisierten<br />
Galaxie erfolgt. Zum anderen ist beim Zahneingriff – bedingt<br />
durch die Bewegung des Polygons – immer ein großer Teil der<br />
Königszähne an der Drehmomentübertragung und Steifigkeitsbildung<br />
beteiligt. Das Königszahn-Konzept hat zugleich einen<br />
weiteren Vorteil: es ermöglicht Übersetzungen von i=60/61<br />
und erfüllt damit eine wesentliche Leistungsanforderung in<br />
Robotik-Applikationen.<br />
VERBESSERTES RESONANZVERHALTEN<br />
VON ROBOTERN<br />
Zur Reduzierung von Schwingungen und Vibrationen erfolgt in<br />
der Regel eine steifigkeitsbasierte Auslegung von Roboterachsen.<br />
Hierfür wird die Resonanzfrequenz der einzelnen Achsen<br />
anhand des Massenträgheitsmomentes der Applikation und<br />
36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
01 02<br />
03<br />
der Getriebe-Steifigkeit bestimmt. Durch die höhere Steifigkeit<br />
erhöht sich die Resonanzfrequenz um Faktor 2 und bietet darüber<br />
hinaus Downsizing-Potenzial. In der Praxis übererfüllt<br />
das neue Galaxie-Getriebe damit auch steifigkeitsbasierte<br />
Frequenz empfehlungen beispielsweise für Schwenk- und Positionierachsen<br />
von Medizinrobotern.<br />
MEHR PERFORMANCE ODER WENIGER<br />
PLATZBEDARF – BEIDES IST MÖGLICH<br />
Auch was die Leistungsdichte und die Überlastfähigkeit betrifft,<br />
soll das miniaturisierte Getriebe neue Maßstäbe setzen. In der<br />
Baugröße 90 mm – wie sie typisch ist für Getriebeanwendungen<br />
in der Robotik – erreicht es ein maximales Beschleunigungsmoment<br />
von 150 Nm – und damit 40 Prozent mehr als Wellgetriebe<br />
gleicher Größe. Konstruktions- und auslegungstechnisch<br />
können sich aus diesem Plus an Drehmomentdichte zwei<br />
Optionen eröffnen. Auf gleichem Bauraum kann zum einen<br />
durch den 1:1-Ersatz eines Wellgetriebes mit einem axial aufgebauten<br />
Galaxie-Getriebe mehr Leistung generiert werden. Zum<br />
anderen ist es möglich, ohne Leistungsverlust ein Downsizing<br />
von einem größeren und schwereren Wellgetriebe auf ein kleineres,<br />
leichteres und platzsparenderes Galaxie durchzuführen. In<br />
einem der ersten Pilotprojekte war es beispielsweise möglich, ein<br />
Wellgetriebe der Baugröße 115 durch ein miniaturisiertes Galaxie-<br />
Getriebe der Baugröße 90 zu ersetzen – und dessen zusätzliche<br />
Performancevorteile zu nutzen.<br />
Noch deutlicher ist der Unterschied zu Wellgetrieben bei einer<br />
insbesondere in der Medizinrobotik wichtigen Eigenschaft: der<br />
Überlastfähigkeit im Not-Aus-Moment. Hier erreicht das Galaxie<br />
einen Wert von 375 Nm – und liegt damit doppelt so hoch wie ein<br />
vergleichbares Wellgetriebe. Dadurch bietet das Getriebe sehr<br />
hohe Sicherheit.<br />
PLATZVERHÄLTNISSE IM INNEREN<br />
Ein weiteres, konstruktiv wichtiges Alleinstellungsmerkmal ist die<br />
Hohlwelle des neuen Getriebes. Mit 31 mm für die Baugröße 90<br />
bietet sie 10 mm mehr Durchmesser als Wellgetriebe gleicher<br />
Baugröße. Dadurch können mehr Kabel, Schläuche oder andere<br />
Verbindungen einfacher im Inneren des Roboters verlegt werden.<br />
Zudem ist es möglich, diese mit größeren Biegeradien zu verlegen<br />
– was das Risiko von Kabelbrüchen reduziert.<br />
Bilder: Wittenstein<br />
www.wittenstein.de<br />
01 Das miniaturisierte Getriebe kann unter<br />
anderem in Schwenk- und Positionierachsen von<br />
Medizinrobotern eingesetzt werden<br />
02 Die als Zahnring verbundenen Einzelzähne<br />
greifen innerhalb des Zahnträgers axial in die<br />
Planrad-Helixverzahnung ein<br />
03 Mit 31 mm für die Baugröße 90 bietet die Hohlwelle<br />
10 mm mehr Durchmesser als Wellgetriebe gleicher Baugröße –<br />
dadurch können mehr Kabel, Schläuche oder andere<br />
Verbindungen im Inneren des Roboters verlegt werden<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 202 3/ ASB 37
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
HOHE DREHMOMENTE DANK KOMPAKTER<br />
KEGELRAD- UND SCHNECKENGETRIEBE<br />
Neu im Programm hat Ganter zwei kompakte und robuste Winkelgetriebe, die Drehbewegungen<br />
um 90 ° umlenken und dabei mit oder ohne Übersetzung hohe Drehmomente<br />
übertragen. Eingesetzt werden sie beispielsweise in Handlingsystemen und Verpackungsmaschinen,<br />
oder auch in der Fördertechnik. Das Kegelradgetriebe GN 3971 ist in sieben<br />
Größen mit unterschiedlichen Gehäuselängen erhältlich. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Getriebewellen ist immer 1,<br />
die Drehrichtung ist beliebig wählbar. Eine spezielle Verzahnung der Kegelräder ermöglicht im Verhältnis zur Baugröße ein<br />
besonders hohes Drehmoment. Dieses liegt je nach Betriebsdrehzahl bei bis zu 10 Nm. Das Schneckengetriebe GN 3975 misst an<br />
den Seiten dank geringer Achsabstände nur 60 mm und in der Breite nur 35 mm. Im Inneren bewegt eine gehärtete Stahlschnecke<br />
ein Schneckenrad aus Sondermessing. Sieben Ausführungen liefern Übersetzungen zwischen 1∶13 und 1∶65. Ab einer Übersetzung<br />
von 1∶18 wirkt eine statische Selbsthemmung, sodass sich das Schneckenrad von der Abtriebsseite aus nicht verdrehen lässt – ein<br />
Plus an Sicherheit in zahlreichen Anwendungen. Ihr gekapseltes Gehäuse aus eloxiertem Aluminium macht beide Winkelgetriebe<br />
leicht und korrosionsbeständig.<br />
www.ganternorm.com<br />
HIGH-TORQUE-GETRIEBE IN DREI GRÖSSEN<br />
Mit den Serien GP42, GP56 und GP80 bietet Nanotec nun High-Torque-Planetengetriebe in<br />
drei Baugrößen an. Die kompakten Module lassen sich leicht an individuelle Anforderungen<br />
anpassen und haben eine hohe Lebensdauer. Die Getriebe sind in ein- und zweistufigen<br />
Ausführungen verfügbar. Alle Zahnräder sind geradverzahnt und aus gehärtetem Stahl<br />
gefertigt. Dadurch erreichen sie ein besonders großes Nennmoment – je nach Baugröße<br />
von 1,8 bis 47,85 Nm. Bei allen drei Varianten (42/56/80mm-Flansch) ist das Sonnenrad<br />
auf der Motorwelle montiert. Diese Montageoption ist besonders platz- und kostensparend.<br />
Auf Anfrage ist beim GP80 ein Spannsystem für die Verbindung des Sonnenrads lieferbar.<br />
Erhältlich sind die Getriebe in Kombination mit BLDC- und Schrittmotoren. Für noch mehr Flexibilität stehen eckige und runde<br />
Flansche sowie verschiedenen Untersetzungen bereit. Weitere individuelle Modifikationen sind möglich.<br />
www.nanotec.com<br />
VISI N<br />
ERFÜLLT<br />
Getriebeteile auf<br />
höchstem technischen Niveau<br />
für effiziente und innovative<br />
Lösungen von Morgen.<br />
GSC Schwörer GmbH<br />
D-79871 Eisenbach<br />
www.gsc-schwoerer.de<br />
INDIVIDUELL KONFIGURIER-<br />
BARE PRÄZISIONSANTRIEBE<br />
Auf dem<br />
Markt der<br />
Präzisions-<br />
Servoantriebe<br />
hat der<br />
Anwender<br />
zwar eine<br />
große<br />
Auswahl an<br />
Anbietern, in<br />
der Regel aber nur begrenzten Einfluss<br />
auf deren konstruktive Ausführung. Mit<br />
den neuen Präzisionsantrieben von<br />
Schaeffler erhalten Unternehmen die<br />
Möglichkeit, diese weitestgehend an ihre<br />
Applikation anpassen zu können, ohne in<br />
die Entwicklung dieser Komponente<br />
investieren zu müssen. Im Kern bestehen<br />
die Präzisionsantriebe aus den Präzisionswellgetrieben<br />
der Baureihen RT1 und RT2,<br />
die Schaeffler mit ausgewählten Motoren,<br />
optionalen Encodern, einer integrierten<br />
Drehmomentsensorik und individuell<br />
angepassten Gehäusen und Wellen<br />
zu Plug-and-play-fertigen Antrieben<br />
komplettiert. Anwender können sich so<br />
bei der Entwicklung ihrer Maschinen auf<br />
ihre Kernkompetenzen konzentrieren und<br />
müssen dennoch nicht auf maßgeschneiderte<br />
Antriebe verzichten.<br />
www.schaeffler.de<br />
MESSDATENVISUALISIERUNG<br />
BEI VOLLER ROTATION<br />
KTR hat eine spielfreie Rotex-GS-Kupplungsnabe<br />
entwickelt, die Drehmoment und<br />
Drehzahl misst. Ermittelte Daten werden über<br />
ein Display angezeigt und können via Bluetooth<br />
versendet und in einer App eingesehen<br />
werden. Bei der kurzbauenden Monitex BT<br />
befindet sich die gesamte Messtechnik in der<br />
Kupplungsnabe. Damit lässt sich die neue<br />
Messkupplung auch bei kritischen Platzverhältnissen<br />
einfach in den Antrieb integrieren.<br />
Die induktive Energieübertragung erfolgt<br />
kontaktlos und ermöglicht einen permanenten<br />
Betrieb der Messnabe. Dazu wird ein<br />
Induktivkopf mit<br />
einem Abstand<br />
von maximal<br />
10 mm radial von<br />
der Kupplung<br />
angebracht. Ein<br />
optischer und<br />
akustischer Alarm<br />
informiert, sobald<br />
Grenz werte über- oder unterschritten werden.<br />
Die Messergebnisse können in der App als<br />
Kurvenverlauf oder numerisch dargestellt<br />
werden. Über das Display, das ab 300 U/min<br />
die aktuellen Drehmoment- und Drehzahlwerte<br />
anzeigt, stehen die Daten auch dann<br />
zur Verfügung, wenn das Empfangsgerät nicht<br />
in der Nähe ist.<br />
www.ktr.com<br />
38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de<br />
GSC-20-0073_Anzeigen_Zukunftsmission_43x130mm_RZ.indd 05.10.21 17:111
GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />
DEZENTRALE FREQUENZUMRICHTER MIT<br />
ERWEITERTEM LEISTUNGSBEREICH<br />
Nord Drivesystems<br />
hat<br />
seine dezentralen<br />
Frequenzumrichter<br />
Nordac On der<br />
Baureihe SK<br />
300P speziell<br />
für die horizontale<br />
Fördertechnik<br />
in der<br />
Intralogistik<br />
und im Warehouse-Bereich<br />
entwickelt. Die Umrichter zeichnen sich durch ein integriertes<br />
Ethernet-Interface, IIoT-Fähigkeit, vollständige Steckbarkeit<br />
sowie eine kompakte Bauweise aus. <strong>Der</strong> Nordac On ist für<br />
Leistungen bis zu 2,6 kW – der Nordac On+ für bis zu 3 kW –<br />
ausgelegt. Die Kommunikationsprotokolle, etwa Profinet,<br />
Ethernet IP oder Ethercat, lassen sich einfach per Parameter<br />
einstellen. Auch Firmware-Updates sind über das Ethernet<br />
möglich. Zur Ausstattung gehören außerdem eine Diagnoseschnittstelle,<br />
M12-Anschlüsse für Sensoren und Aktoren<br />
sowie beim Nordac On+ eine zusätzliche protokollbasierte,<br />
gegen Störungen geschützte Geberschnittstelle. Mit einer<br />
Temperaturtoleranz von - 30 bis 40 °C eignet sich die Baureihe<br />
auch für Tiefkühlanwendungen.<br />
www.nord.com<br />
SICHERE UND ZUVERLÄSSIGE<br />
ROBOTERBREMSEN<br />
Roboterarme dürfen<br />
nach Ausschalten<br />
des Stroms, bei<br />
Stromausfall oder<br />
Not-Halt nicht<br />
unkontrolliert<br />
absinken oder<br />
abstürzen. Für die<br />
nötige Sicherheit<br />
sorgen Bremsen,<br />
die die Servoachsen zuverlässig und sicher in ihrer Position<br />
halten. Mayr Antriebstechnik hat mit der Roba-servostop-<br />
Baureihe Federdruckbremsen für Servomotoren entwickelt,<br />
die speziell an die hohen Anforderungen der Robotik angepasst<br />
sind – nicht nur in der Industrie, sondern zum Beispiel<br />
auch für die Medizintechnik. Dabei schafft der neue Standardbaukasten,<br />
der jetzt auch die Hohlwellen-Ausführungen<br />
umfasst, nicht nur ein hohes Maß an Flexibilität für die<br />
verschiedenen Einbausituationen. Sondern er ermöglicht<br />
Anwender auch einen leichten und unkomplizierten Zugang<br />
zu den Bremsen und einen schnellen Überblick über die<br />
einzelnen Lösungen. Da gerade bei Leichtbaurobotern und<br />
Servomotoren der Bauraum eine wichtige Rolle spielt, wurde<br />
hierfür die schlanke und leistungsdicht gestaltete Baureihe<br />
Roba-servostop Cobot entwickelt, die sich aufgrund ihres<br />
Aufbaus perfekt in diese Konstruktionen integrieren lässt.<br />
Bildquelle: mayr Antriebstechnik, sdecoret – stock.adobe.com<br />
www.mayr.com<br />
Hello<br />
visitors!<br />
Welcome to the world’s leading trade<br />
fair for production technology.
ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />
MASCHINENVERKABELUNG IN 3D<br />
Ein Kostentreiber im Maschinenbau sind unbekannte Kabellängen im Feld.<br />
Ob zu kurz oder zu lang geplant – sie haben direkten Einfluss auf die Kosten einer<br />
Maschine. Eine 3D-Software verbindet mechanische und elektrotechnische<br />
Konstruktion und wurde jetzt mit Blick auf die Maschinenverkabelung erweitert.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Das richtige Kabel finden, planen und den Verlauf für die<br />
Montage darstellen? Bislang war das im Maschinenbau<br />
ein mühevolles Procedere für den Elektrokonstrukteur.<br />
Servoantriebe oder Sensoren / Aktoren werden von verschiedenen<br />
Anbietern mit unterschiedlichsten Konfigurationen<br />
angeboten. Dabei müssen neben aktuellen Umgebungsbedingungen<br />
auch mechanische, chemische und elektrische Eigenschaften<br />
berücksichtigt werden. Vollständig sind die gesammelten Informationen<br />
aber erst, wenn die benötigte Länge des Kabels ermittelt<br />
wurde. Ist das vorgesehene, auf Augenmaß geplante Kabel zu<br />
lang, wird es meist in Schlaufen unter dem Schaltschrank oder der<br />
Maschine – sogenannten Klängen – verstaut. Die Herausforderung<br />
hier: Durch die Nichteinhaltung von Biegeradien und EMV-<br />
Vorgaben steigt das Risiko zur Fehlfunktion mit aufwendiger<br />
Fehlersuche. Wird das Kabel gekürzt, das üblicherweise in aufwendigen<br />
Steckern mit zahlreichen Kontakten mündet, beginnt<br />
ein zeitraubender, manueller und zugleich fehleranfälliger Konfektionsprozess.<br />
Auch ein Tausch des Kabels kann zeit- und kos-<br />
Birgit Hagelschuer, Pressesprecherin,<br />
Eplan, Monheim am Rhein<br />
tenintensiv sein. Viel besser ist es, direkt mit exakten Daten – beispielsweise<br />
auf Basis des digitalen Zwillings – zu planen.<br />
ELEKTROTECHNIK UND MECHANIK<br />
GEHEN HAND IN HAND<br />
Genau hier setzt Lösungsanbieter Eplan an. Anfragen aus dem<br />
Markt wurden sondiert und die 3D-Software Eplan Harness proD<br />
wurde auf die Praxisanforderungen der Maschinenverkabelung<br />
erweitert. Was im Umfeld der Mechanik oder bei Geräten und<br />
mobilen Maschinen längst Standard ist, zieht also jetzt auch im<br />
Elektro-Engineering ein – der digitale Zwilling der Verkabelung.<br />
In Harness proD abgebildet dient er als eindeutige, konsistente<br />
Produktdatenquelle – sowohl für die Fertigung als auch für Montage<br />
und Service. Das alles geschieht in Kombination von Elektrotechnik<br />
und Mechanik.<br />
Das digitale 3D-Modell des Schaltschrankaufbaus in Eplan Pro Panel<br />
bildet den Startpunkt für die Maschinenverkabelung. Zusätzliche<br />
Komponenten, geplant in Eplan Electric P8, lassen sich ganz einfach<br />
im mechanischen 3D-Modell integrieren und installieren. Deutlicher<br />
Praxisvorteil: Jede Disziplin bleibt bei ihrer eigenen Sichtweise<br />
auf die Maschine – übersetzt heißt das: Die Mechanik denkt weiter in<br />
Baugruppen (Assemblies) – die Elektrotechnik in Funktionen.<br />
40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />
ARTIKELDATEN AUF EINHEITLICHER BASIS<br />
<strong>Der</strong> Prozess für die Kabelplanung ist denkbar einfach. <strong>Der</strong> Elektrokonstrukteur<br />
plant in Eplan Electric P8 die benötigten Kabel<br />
im Schaltplan. Sozusagen nebenbei definiert er auch die benötigten<br />
Artikel für die Verkabelungsplanung in Eplan Harness proD.<br />
Hier zeigt sich nun der entscheidende Vorteil im Prozess: Die gemeinsame<br />
Artikeldatenbank der Eplan-Systeme. Alles basiert auf<br />
einer Quelle – Fehler werden so ausgeschlossen. Anschließend<br />
verknüpft er das elektrotechnische Projekt mit Harness proD und<br />
importiert die 3D-Geometrie der Mechanik in das Verkabelungs-<br />
Tool. Mit diesen Informationen werden die externen Betriebsmittel<br />
in der 3D-Umgebung positioniert, Kabelwege systemgestützt<br />
definiert und die Kabel anschließend geroutet. Wurden alle<br />
Betriebsmittel und Kabel eingebracht, erhält der <strong>Konstrukteur</strong><br />
einen digitalen Zwilling der gesamten Verkabelung. Dieser Zwilling<br />
hat jetzt zweifache Wirkung: Er kann als 3D-Baugruppe der<br />
mechanischen Konstruktion bereitgestellt werden oder mit den<br />
ergänzten Kabelinformationen in das elektrotechnische Projekt<br />
übertragen werden.<br />
VON BEGINN AN ALLES IM BLICK<br />
Was bei der klassischen Arbeitsweise erst der physische Prototyp<br />
offenbart, wird mit diesem integrativen Prozess viel früher sichtbar.<br />
Änderungen, beispielsweise bei Erstellung eines Prototyps,<br />
können mit wenigen Mausklicks am PC erledigt werden. Das reale<br />
Pendant in der Fertigung beziehungsweise Werkstatt wird<br />
nicht benötigt. <strong>Der</strong> digitale Zwilling ist das Medium für die Kollaboration<br />
im Engineering oder um mit Kunden in einen konstruktiven<br />
Dialog einzutreten – sei es während der Spezifikationsphase,<br />
der Entwicklungsphase für Entwurfsprüfungen oder auch zu<br />
Marketingzwecken. Denkt man diese Digitalisierung weiter, so<br />
wäre sie auch als Datenquelle zur Umsetzung von Augmented-<br />
Reality-Strategien nutzbar.<br />
Bilder: Eplan<br />
Bei der Maschinenverkabelung dient der digitale Zwilling<br />
des Schaltschranks als Basis, um für Kabelverbindungen<br />
den Startpunkt schnell festzulegen<br />
www.eplan.de<br />
DREI FRAGEN AN MICHAEL<br />
WIDMANN, BUSINESS<br />
DEVELOPMENT CABLING,<br />
EPLAN GMBH & CO. KG<br />
Im Maschinenbau werden vermehrt vorkonfektionierte<br />
Kabel eingesetzt. Elektrokonstrukteure stehen vor der<br />
Herausforderung, das passende Kabel schnell zu finden.<br />
Wie unterstützen hier Software-Lösungen?<br />
Im Grunde geht es darum, systemunterstützt die Kabellänge<br />
und den Kabeltyp schnell zu bestimmen. Dafür muss aber<br />
der Verlegeweg klar sein und natürlich die Eigenschaften des<br />
Kabels. Mit Eplan Harness proD lässt sich ein digitaler Zwilling<br />
der Verkabelung erstellen, der dem Planer direkt die<br />
exakten Kabellängen und den Verlegeweg aufzeigt. Die Auswahl<br />
des richtigen Artikels fällt damit leicht, und Verschnitt<br />
von Kabeln oder Lagerhaltungskosten fallen gar nicht erst an.<br />
Wie genau sieht dies aus, insbesondere im Hinblick auf die<br />
Möglichkeit, Elektrotechnik und Mechanik zu vereinen?<br />
Die Bereiche Mechanik und Elektrotechnik arbeiten durchaus<br />
unterschiedlich. Die Mechanik denkt in Baugruppen –<br />
die Elektrotechnik denkt funktional. <strong>Der</strong> digitale Zwilling der<br />
Verkabelung liefert das optimale Ergebnis für beide Seiten.<br />
Die Mechanik erhält ein 3D-Modell, das als Baugruppe wieder<br />
in den digitalen Zwilling der Maschine zurückgegeben<br />
werden kann. Die Elektrotechnik bekommt eine korrekte<br />
Stückliste mit ergänzten Informationen wie Leitungslängen,<br />
Schutzrohre oder auch Änderungen von Betriebsmitteln.<br />
Diese Daten lassen sich dann wieder in das Eplan-Projekt<br />
zurück übertragen. Eine 3D-HTML-Datei unterstützt die<br />
Montage bei der Installation und den Service mit aktuellen<br />
Daten.<br />
Wagen wir noch einen Blick in die Zukunft? Wo sehen<br />
Sie weitere Entwicklungsmöglichkeiten Ihrer Software,<br />
vielleicht auch unter dem Aspekt der zunehmenden<br />
Digitalisierung?<br />
<strong>Der</strong> digitale Zwilling der Verkabelung zieht jetzt in den Maschinenbau<br />
ein und erweitert somit die bereits vorhandenen<br />
Tools im Engineering. Wir entlasten den Mechaniker, indem<br />
wir die Logik des Eplan-Projekts – sozusagen im Container<br />
– verfügbar machen. Unser Ziel ist, den konstruktiven Dialog<br />
wie auch die Kollaboration zwischen Mechanik und Elektrotechnik<br />
weiter zu stärken. Hier sind langfristig auch weitere<br />
Themen wie Smart Cabling-Szenarien durchaus denkbar.<br />
Und wenn der digitale Zwilling von Verkabelung und Maschine<br />
vollständig ist, lassen sich in Zukunft auch Augmented-Reality-Themen<br />
sinnvoll umsetzen.<br />
DIE FRAGEN STELLTE DIPL.-ING. NICOLE STEINICKE,<br />
CHEFREDAKTEURIN DER KONSTRUKTEUR.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 41
ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />
CLPA UND PARTNER VIRTUELL ERKUNDEN<br />
ANTRIEBSREGLER VIERMAL KLEINER<br />
ALS DAS STANDARDMODELL<br />
Sumitomo Drive Technologies stellt eine neue Version<br />
seines Antriebsreglers für fahrerlose Transportsysteme<br />
(FTS) und autonome mobile Roboter (AMR) vor. <strong>Der</strong><br />
Smartris Drive Compact ist ein kompakter Antriebsregler,<br />
nicht größer als eine Computermaus und viermal kleiner<br />
als das Standardmodell, bei gleichem Funktionsumfang.<br />
Das Smartris-Antriebspaket, das die drei Komponenten<br />
Getriebe, Servomotor und Antriebsregler kombiniert,<br />
ist eine gemeinsame Entwicklung von Sumitomo Drive<br />
Technologies und der Lafert Group. Die FTS/AMR-Lösung<br />
Die CC-Link Partner Association (CLPA) bietet auf ihrer<br />
Webseite www.cc-link- vp.org ein 3D-Erlebnis, das veranschaulicht,<br />
wie offene Netzwerktechnologien der Organisation<br />
Unternehmen unterstützen. Dabei handelt es sich um eine<br />
digitale Plattform, um sich auf dem Laufenden zu halten, sich<br />
über die kompatiblen Lösungen der Anbieter zu informieren<br />
und neue Märkte mit innovativen Endanwender-Applikationen<br />
zu erkunden. Besucher können hier auch mit der Organisation<br />
und ihren Partnern in Kontakt treten und interaktiv Produkte,<br />
Technologien und Lösungen kennenlernen. Sobald man in<br />
den virtuellen Raum eintritt, befindet man sich in einer<br />
virtuellen Lobby mit Zugängen zu den Hauptbereichen, die<br />
Nachbildungen von Automatisierungskomponenten und<br />
Produktionsanlagen sowie einen Leitfaden zur digitalen<br />
Transformation enthalten. Darüber hinaus gibt es eine<br />
Ausstellungsfläche für die CLPA-Partner sowie ein Auditorium<br />
für On-Demand-Präsentationen und Live-Konferenzen.<br />
eu.cc-link.org/de; www.cc-link-vp.org<br />
ist in drei Baugrößen und verschiedenen Ausführungen<br />
erhältlich. <strong>Der</strong> neue Antriebsregler transportiert in<br />
Kombination mit der Eco-S Serie bis zu 800 kg Gesamtgewicht<br />
mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2.0 m/s.<br />
Das einstufige Cyclo-Prinzip im Getriebe, der direkt<br />
angebaute Servomotor und die In-Wheel-Struktur sorgen<br />
für die entsprechende Kompaktheit. Smartris wurde<br />
speziell für den flexiblen Einsatz in beengten Einbausituationen<br />
entwickelt und erfüllt die branchenüblichen<br />
Anforderungen an Technologie und Zuverlässigkeit.<br />
www.sumitomodrive.com<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 />
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Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />
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Redaktionsassistenz:<br />
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Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />
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(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />
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auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />
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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />
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Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />
DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />
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des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
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42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB www.derkonstrukteur.de
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 07-08 / <strong>2023</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 03. 08. <strong>2023</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 19. 07. <strong>2023</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
04<br />
DER DIREKTE WEG<br />
INTERNET:<br />
www.<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de<br />
E-PAPER:<br />
digital.derkonstrukteur.de<br />
REDAKTION:<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
WERBUNG:<br />
sales@vfmz.de<br />
SOZIALE NETZWERKE:<br />
www.Facebook.com/<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong><br />
www.twitter.com/derkonstrukteu<br />
01 Dank standardisierter Konstruktionselemente<br />
und Motoradapter vereinfacht und beschleunigt<br />
der Mehrachsbaukasten die Konstruktion und<br />
Montage von Linien-, Flächen- und Raumportalen<br />
Bild: RK Rose+Krieger<br />
02 Mit einem Verteilergehäuse lassen sich bis zu 48<br />
unterschiedliche Leitungen um 360° in alle gewünschten<br />
Richtungen verteilen – durch einen einzigen Ausbruch<br />
Bild: Icotek<br />
03 Schlanke Asynchron-Servo-Lösungen für<br />
die Verpackungsindustrie lassen sich dezentral<br />
steuern und werden den anspruchsvollen<br />
Anforderungen an Präzision und Dynamik gerecht<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
04 Eine Software-Lösung für Gateways und<br />
Teilnehmer in ASi Netzen ermöglicht die einfache<br />
und intuitive Hardwarekonfiguration, Adressierung,<br />
Projektierung und Inbetriebnahme<br />
Bild: Bihl + Wiedemann<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong> / ASB 43
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Carmen Nawrath<br />
Head of Sales<br />
Telefon: 0049/6131/992-245<br />
c.nawrath@vfmz.de