antriebstechnik 9/2023
antriebstechnik 9/2023
antriebstechnik 9/2023
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EDITORIAL<br />
DATEN SICHTBAR<br />
MACHEN<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
wir ertrinken in einem Ozean von Daten aus dem<br />
IIoT, zumindest wenn wir nicht lernen, in den<br />
Daten zu schwimmen. Dabei geht es allerdings<br />
nicht nur um Datentransparenz, also die Zugänglichkeit<br />
der Daten. Die könnte erschlagend sein.<br />
Viel wichtiger wird in Zukunft die Datensichtbarkeit<br />
sein, d. h. relevante Informationen zu finden,<br />
zu verstehen und intuitiv darzustellen. Hierfür<br />
braucht es erfinderische Hersteller und neugierige<br />
Anwender. Sie müssen die richtigen Fragen an<br />
Sensor/Aktor-, Maschinen- und Betriebsdaten<br />
stellen und diese Daten effizient verarbeiten – ganz<br />
gleich ob mit Edge-Computing, lokal in der<br />
Steuerung oder in der Cloud. Das Schwimmen in<br />
Daten lernen wir dabei am besten in offenen,<br />
digitalen Ökosystemen. Künstliche Intelligenz hilft<br />
uns dabei als Werkzeug.<br />
Auch die Antriebstechnik kann dazu einen wesentlichen<br />
Beitrag leisten, etwa mit flexiblen<br />
Protokollen, herstellerübergreifenden Informationsmodellen,<br />
digitalen Typenschildern etc. Smart<br />
Factories sind ein wichtiges „Experimentierfeld“<br />
für solche Lösungen, getrieben vom Streben nach<br />
mehr Ressourcen- und Energieeffizienz, Nachhaltigkeit<br />
und Individualisierung. In unserem<br />
Smart Factory-Special zu Umrichtern und Motoren<br />
stellen wir einige wegweisende Innovationen und<br />
Anwendungen vor.<br />
Viel Spaß beim Lesen!<br />
io-instock<br />
@keba.com<br />
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EMO<br />
Hannover<br />
18.-23.09.<strong>2023</strong><br />
Halle 9<br />
Stand H45<br />
Ihr Felix Berthold<br />
f.berthold@vfmz.de<br />
www.keba.com
26<br />
EDITORIAL<br />
03 Daten sichtbar machen<br />
SOFTSTARTER<br />
06 Menschen, Märkte, Unternehmen<br />
08 Neues Leben für defekte E-Bike-Motoren<br />
MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
ANZEIGE<br />
LINEARTECHNIK<br />
12 TITEL Hygienic Design – Kaum Chancen für<br />
Bakterien und Keime<br />
18 Anwendungsnah entwickelt:<br />
Hubsäule mit innenliegendem Schlitten<br />
20 Damit alles passt: Lineartechnik aus dem Baukasten<br />
TITELBILD<br />
igus, Köln<br />
GEWINDETRIEBE<br />
22 Präzises und produktives Zerspanen<br />
ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
26 Leistungsniveau einer Kleinstadt:<br />
Große Elektromotoren testen<br />
DREHGEBER<br />
30 Einbaufertiger 36-Bit-Knirps<br />
36<br />
22<br />
4 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: ELEKTROMOTOREN UND<br />
UMRICHTERTECHNIK<br />
32 Produktivitätssprung beim Bürstenbinden<br />
36 Ganzheitliche Antriebslösungen:<br />
Energieeffizienz im System gedacht<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
40 Seilwindenprüfstand zur Untersuchung hochdynamischer<br />
Schlupf- und Reibeigenschaften<br />
von Kuststofffaserseilen<br />
SERVICE<br />
25 Impressum<br />
MEIN TIPP<br />
Das ehemals klassische Handwerk des Bürstenbinders<br />
ist so gut wie ausgestorben, Maschinen<br />
erledigen die Arbeit schneller. Und sie nutzen<br />
dabei neuste Konzepte mit PC-basierter Automatisierung<br />
und dezentraler Servotechnik. Beraten<br />
wurde ein Anwender dabei von Beckhoff – lesen<br />
Sie mehr auf Seite 32.<br />
Miles Meier, Chefredakteur, m.meier@vfmz.de<br />
30<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 5
SOFTSTARTER<br />
EMO <strong>2023</strong>: DIGITALISIERUNG UND<br />
NACHHALTIGKEIT IM FOKUS<br />
Vom 18. bis 23. September <strong>2023</strong> findet<br />
die EMO Hannover unter dem Slogan<br />
„Innovate Manufacturing“ statt. Sie<br />
rückt drei Megathemen in den Fokus:<br />
The Future of Business, The Future of<br />
Connectivity und The Future of<br />
Sustainability in Production. Dies soll<br />
zeigen, dass die Produktionstechnologie<br />
keine Insiderveranstaltung für<br />
Expertinnen und Experten ist, sondern<br />
die Industrie ihren Beitrag zur Lösung der drängenden Probleme unserer Zeit<br />
leistet. Auf der EMO <strong>2023</strong> zeigen das über 1.750 Aussteller aus 42 Ländern<br />
mit ihren technischen Lösungen in einer beeindruckenden Vielfalt und Tiefe.<br />
Schwerpunkte bilden unter anderem Bearbeitungszentren und Drehmaschinen,<br />
Schneidwerkzeuge und Spannzeuge, Messmittel und Steuerungen.<br />
Damit Trendthemen noch besser sichtbar werden, bietet die EMO Hannover<br />
verschiedene Gemeinschaftsstände an: Additive Manufacturing, Connectivity,<br />
Cobots und Sustainability in Production. Als Weltleitmesse der Produktionstechnologie<br />
zielt die EMO Hannover darauf ab, alle wichtigen Themen<br />
rund um die industrielle Wertschöpfungskette zu thematisieren, den Stand<br />
der Technik zu präsentieren und Szenarien für die künftige Entwicklung<br />
aufzuzeigen. Der Sonderstand umati zeige den aktuellen Stand der Konnektivitätsinitiative<br />
des Maschinen- und Anlagenbaus als Basis für die effiziente<br />
Vernetzung in der Fabrik mit einer großen Livedemonstration. Die Startup<br />
Area schließlich fördere die zukunftsweisende Zusammenarbeit mit jungen<br />
Unternehmen, beschreibt Schäfer zwei weitere Beispiele. Begleitend finden<br />
zwei zwei Foren in Halle 9 und Halle 16 des Hannoveraner Messegeländes<br />
statt. Sie bieten Raum für Vorträge der Aussteller zu Technologiethemen und<br />
für die vertiefende Darstellung von Spezialthemen.<br />
Bild: wbk Institut für Produktionstechnik<br />
www.emo-hannover.de<br />
SCHWEIZER STANDORTE RÜCKEN NÄHER ZUSAMMEN<br />
Seit über 60 Jahren produziert und<br />
vertreibt die Firma Faulhaber in der<br />
Schweiz ihre Antriebslösungen. Im Juni<br />
<strong>2023</strong> erfolgte der Zusammenschluss der<br />
vier Schweizer Standorte zu einer Firma<br />
unter dem neuen Namen Faulhaber SA.<br />
Der Hauptstandort liegt in Croglio im<br />
Tessin, wo Faulhaber bereits 1962 ihren<br />
ersten Sitz in der Schweiz gründete. Der<br />
Zusammenschluss soll einen stärkeren<br />
und einheitlichen Auftritt in der Schweiz unterstützen. Das deutsche Unternehmen<br />
Faulhaber ist bekannt für Antriebslösungen, die weltweit zum Einsatz<br />
kommen. Es wurde im Jahr 1947 gegründet und ließ sich 1962 im Tessin in der<br />
Schweiz nieder. Nach Faulhaber Minimotor SA in Croglio folgte Faulhaber<br />
Precistep SA in La Chaux-de-Fonds, in der Westschweiz. Weitere Produktionsstätten<br />
liegen in Bioggio und in Grenchen. Der neue gemeinsame Auftritt<br />
vereint nun die schweizerischen Faulhaber-Unternehmen zu einer Firma unter<br />
Faulhaber SA. Der Zusammenschluss der Firmen ist Bestandteil einer neuen<br />
Strategie, die den Marktauftritt und die Wettbewerbsfähigkeit von Faulhaber in<br />
der Schweiz und international langfristig steigern soll. Die beiden Geschäftsführer<br />
Dr. Jonas Grossenbacher (La Chaux-de-Fonds) und Steffen Pruchnik<br />
(Croglio) führen die Spitze von Faulhaber SA seit Juni <strong>2023</strong> gemeinsam. „Durch<br />
den Zusammenschluss zur Faulhaber SA verfolgen wir das Ziel, den Marktanteil<br />
weiter auszubauen“, sagt Co-Geschäftsführer Steffen Pruchnik.<br />
www.faulhaber.com<br />
GROSSER EFFIZIENZSPRUNG<br />
DURCH DIGITALISIERUNG UND KI<br />
Matthias Hartmann, Produktmanager digitale<br />
Produkte bei Flender (rechts), erläutert Wirtschaftsminister<br />
Robert Habeck digitale Lösungen<br />
Wirtschaftsminister Robert Habeck besuchte<br />
am Freitag, den 14. Juli <strong>2023</strong> den Antriebsspezialisten<br />
Flender an seinem Produktionsstandort<br />
Penig in Sachsen. Habeck lobte die<br />
Digitalisierung und den Einsatz von KI im<br />
Maschinenbau und sprach von einem „großen<br />
Effizienzsprung“, der damit verbunden sei. Der<br />
Vizekanzler wurde von einer Delegation des<br />
Ministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz<br />
und Journalisten begleitet. Auch die MdBs<br />
Bernhard Herrmann (Bündnis 90/Die Grünen)<br />
und Carlos Kasper (SPD) sowie Penigs Bürgermeister<br />
André Wolf (CDU) nahmen am Besuch<br />
teil. Schwerpunkt der Werkstour unter Leitung<br />
von Flender CEO Andreas Evertz sowie dem<br />
Standortleiter Jens Klein war die Digitalisierung<br />
und Industrie 4.0, welche auch in der<br />
Fertigung von Flenders Industriegetrieben<br />
Einzug halten. An realen Modellen mit<br />
Flender-Getrieben wurden die Effizienzsteigerungen<br />
der neuen Getriebeplattform „Flender<br />
One“ sowie die neue Getriebeintelligenz AIQ<br />
vorgestellt. AIQ ermöglicht die digitale<br />
Zustandsüberwachung des Antriebsstrangs<br />
und beugt ungeplanten Stillständen vor.<br />
Minister Habeck sagte: „Man denkt ja: Gut, es<br />
gibt künstliche Intelligenz und Digitalisierung,<br />
aber in der klassischen Industrie wie Maschinenbau<br />
und Antriebstechnik, wozu ich Sie<br />
auch zähle, sind wir ausgereift. Und jetzt auf<br />
einmal machen Sie so ein Ding. Auf einmal hat<br />
man so einen großen Effizienzsprung durch die<br />
nächste Technik, das finde ich wirklich<br />
erstaunlich.“<br />
www.flender.com<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
| AT12-23G |<br />
MAXON-GRUPPE STEIGERT UMSATZ UM<br />
13 PROZENT<br />
Neuer Rekordumsatz:<br />
Die Maxon-Gruppe<br />
steigert im Jahr 2022<br />
den Umsatz um 13 %<br />
auf 707,7 Mio.<br />
Schweizer Franken, im<br />
Vorjahr waren es<br />
626,5 Mio. Franken.<br />
Für das laufende<br />
Geschäftsjahr zeigt<br />
sich das Unternehmen vorsichtig positiv. Trotz der eingetrübten<br />
Konjunkturaussichten und des starken Frankens blickt<br />
die Maxon-Gruppe auf ein positives Geschäftsjahr 2022<br />
zurück. Maßgeblich zu diesem Ergebnis beigetragen haben<br />
die Medizintechnik und industrielle Automation. Im Jahr<br />
2022 investiert Maxon 33,9 Mio. Franken in den Kapazitätsausbau.<br />
Besonders gut entwickelten sich die Märkte in den<br />
USA, Korea und Ungarn. Deutschland blieb stabil, wogegen<br />
sich China aufgrund dessen harter Corona-Politik erwartungsgemäß<br />
rückgängig entwickelte. Mit derzeit 3.341<br />
Mitarbeitenden beschäftigt Maxon weltweit 4 % mehr<br />
Menschen als im Vorjahr. Weltweit wurden 51,5 Mio.<br />
Franken in Forschung und Entwicklung investiert. „Unsere<br />
rund 340 F&E-Mitarbeitenden in den 10 Entwicklungszentren<br />
rund um den Globus sorgen dafür, dass wir uns ständig<br />
weiterentwickeln und innovativ sind“, sagte Eugen Elmiger,<br />
CEO der Maxon Group (Bild rechts).<br />
www.maxongroup.de<br />
Freie Wahl<br />
in Breite,<br />
Länge,<br />
Spitzenkraft<br />
Die neue AL8000-Linearmotor-Serie<br />
EBM-PAPST FEIERT 60-JÄHRIGES JUBILÄUM<br />
Die Ebm-Papst-Gruppe feiert in<br />
diesem Jahr ihr 60-jähriges Firmenjubiläum<br />
am Stammsitz Mulfingen.<br />
Seit der Firmengründung im Jahr<br />
1963 ist das Familienunternehmen<br />
kontinuierlich gewachsen und<br />
beschäftigt heute fast 15.000<br />
Mitarbeitende – an weltweit knapp<br />
50 Vertriebs- und Produktionsstandorten.<br />
Für das erste Produkt, den „Behrmotor“, war der erste<br />
Kunde aus Stuttgart namensgebend. Der kompakte Außenläufermotor<br />
war eine Neuheit, denn derartige Antriebe gab<br />
es nur in größeren Ausführungen. Auf die kleinen Motoren<br />
des „Behrlüfters“ hatte der Markt gewartet: Dank ihrer<br />
Bauweise konnte man von nun an Außenläufer vollständig in<br />
der Laufradnabe versenken. Seit diesen Anfängen hat sich<br />
die Motoren- und Ventilatorentechnik mit großen Schritten<br />
weiterentwickelt. Dabei steht für Ebm-Papst immer das Ganze<br />
im Fokus: Lufttechnische Zusammenhänge und damit das<br />
optimale Zusammenspiel von Motorentechnik, Elektronik<br />
und Strömungstechnik. Anlässlich des Jubiläums fand am<br />
Freitag, den 30.06.<strong>2023</strong> ein Mitarbeiterfest statt, sonntags<br />
feierten auch Familien der Mitarbeitenden bei einem<br />
Familienfest mit. Es gab verschiedene Podiumsdiskussionen<br />
rund um die Zukunft der Unternehmensgruppe. Dabei<br />
wurden auch aktuelle Herausforderungen diskutiert, wie das<br />
Engagement für Nachhaltigkeit, Digitalisierung, technologische<br />
Innovationen oder Bildung und Chancengleichheit.<br />
www.ebmpapst.com<br />
Der Linearservomotor AL80xx:<br />
für hochdynamische Positionierungen<br />
flexibles Portfolio mit drei Motorbaubreiten,<br />
variabler Spulenanzahl und verschiedenen Magnetplattenlängen<br />
optimiert für Applikationen im Spannungsbereich 400 V AC<br />
Motion-Designer-Integration zur Auslegung und Auswahl<br />
des passenden Antriebs und Zubehörs<br />
Scannen und direkt<br />
zur passgenauen<br />
Linearmotor-Lösung
SOFTSTARTER<br />
Motor eines<br />
Elektro fahrrads:<br />
Der Ausfall einer<br />
Komponente eines<br />
Elektrofahrrads führt<br />
schnell zum<br />
Totalschaden<br />
REFABRIKATION UND KREISLAUFWIRTSCHAFT<br />
NEUES LEBEN FÜR DEFEKTE<br />
E-BIKE-MOTOREN<br />
Im Vergleich zum Auto sind E-Bikes günstiger,<br />
ökologischer, gesünder und sparen Platz in der<br />
Stadt. Der Nachteil: Für defekte Komponenten<br />
wie Motoren oder Akkus gibt es oftmals keinen<br />
Ersatz, oder sie werden als Ganzes gegen neue<br />
Komponenten getauscht. Dass sich E-Bike-<br />
Motoren industriell aufarbeiten lassen, zeigt<br />
eine Studie des Fraunhofer-Instituts für<br />
Produktionstechnik und Automatisierung IPA.<br />
Der Trend zum E-Bike ist ungebrochen. Nach Angaben<br />
des Zweirad-Industrie-Verbands machten Elektrofahrräder<br />
2022 bereits 48 Prozent der Verkäufe am gesamten<br />
Fahrradmarkt aus – Tendenz steigend. Doch eine Reparatur<br />
durch die Werkstatt ist besonders für Akkus und Motoren<br />
häufig technisch und wirtschaftlich nicht umsetzbar. So kann es<br />
sein, dass der Ausfall einer Komponente eines Elektrofahrrads<br />
zum Totalschaden führt.<br />
Warum die gebrauchten Elektrofahrradmotoren nicht industriell<br />
aufarbeiten? Diese Frage stellten sich Forschende des Fraunhofer<br />
IPA im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />
BMBF geförderten Projekt „AddRE-Mo“. Gemeinsam mit den<br />
Partnern Cirp GmbH, Electric Bike Solutions GmbH, dem Trägerverein<br />
Umwelttechnologie-Cluster Bayern e.V. und dem Wuppertal<br />
Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH untersuchten sie<br />
die technische Machbarkeit der Refabrikation von Elektrofahr-<br />
radmotoren. Dazu sollte die gesamte Prozesskette des Remanufacturing<br />
– von der zerstörungsfreien Demontage über die Reinigung,<br />
Prüfung, Aufarbeitung bzw. Ersatz durch Neuteile bis hin<br />
zur Remontage – unter die Lupe genommen werden und deren<br />
ökologisches und ökonomisches Potenzial analysiert werden.<br />
Darüber hinaus wollten die Forschenden den Einsatz additiver<br />
Fertigungsverfahren und geeignete Kombinationen aus Verfahren<br />
und Werkstoff zur Herstellung langlebiger und belastbarer<br />
Ersatzteile prüfen.<br />
VON DER DEMONTAGE ZUR REMONTAGE<br />
„Fallen der Motor oder der Akku aus, wird in der Regel die gesamte<br />
Komponente getauscht, obwohl möglicherweise nur ein<br />
Zahnrad defekt ist. Für Elektrofahrrad-Werkstätten lohnt sich<br />
die Reparatur oftmals nicht, und auch die Hersteller haben ein<br />
großes Interesse daran, alte Motoren, die die größten Kostentreiber<br />
beim E-Bike sind, durch neue zu ersetzen“, beschreibt<br />
Jan Koller, Projektleiter und Gruppenleiter am Fraunhofer IPA,<br />
das Dilemma.<br />
Im ersten Schritt haben Koller und sein Team Elektrofahrradmotoren<br />
etablierter Hersteller auf ihre Ausfallwahrscheinlichkeit<br />
untersucht. Dann prüften sie, ob und unter welchen Bedingungen<br />
sich Ersatzteile mit einer hohen Verschleißrate, wie Zahnräder<br />
und Drehmomentstützen, additiv fertigen lassen.<br />
Die notwendigen Daten für den 3D-Druck gewannen die Wissenschaftler<br />
abhängig von der Geometrie der Komponenten entweder<br />
durch 3D-Modellierung oder 3D-Digitalisierung. Anschließend<br />
wählten sie Werkstoffe und additive Verfahren aus. Zusammen<br />
mit den Unternehmen Cirp und Electric Bike Solutions fertigte<br />
das Fraunhofer IPA schließlich die Komponenten und prüfte<br />
ihre Lebensdauer, Geräuschentwicklung und Temperaturbestän-<br />
8 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SOFTSTARTER<br />
digkeit in eigens entwickelten Prüfständen und unter realen Belastungen.<br />
Insgesamt wurden über 120 Bauteile aus 20 verschiedenen<br />
Werkstoffen aus dem 3D-Drucker hergestellt. Als besonders<br />
vielversprechend erwies sich das Highspeed-Sintering in<br />
Kombination mit dem Kunststoff Polyamid 12 (PA12).<br />
Mit der Remontage und dem Test unter realen Einsatzbedingungen<br />
konnten die Projektpartner die technische Machbarkeit<br />
und Haltbarkeit nachweisen. Die Forschungsergebnisse zeigten,<br />
dass einzelne Bauteile wie Getriebezahnräder additiv gefertigt<br />
und nachhaltig eingesetzt werden können. Koller sagt: „Am Ende<br />
der Prozesskette erhält man durch das Remanufacturing einen<br />
Fahrradmotor, der in puncto Qualität einem neu gefertigten Motor<br />
entspricht und auch dieselbe Garantie umfasst.“<br />
NACHHALTIG: ADDITIVE REFABRIKATION<br />
Ein wichtiger Aspekt war zudem die ökologische Bewertung des<br />
Refabrikationsprozesses im Vergleich zur Neufertigung. „Die additive<br />
Fertigung bietet das Potenzial, die Kreislauffähigkeit in der<br />
Elektrofahrradbranche zu steigern und die Verschwendung von<br />
Ressourcen zu mindern. 90 % der Auswirkungen auf das Klima,<br />
berechnet in Kilogramm-CO 2<br />
-Äquivalenten, lassen sich im Vergleich<br />
zur Neuproduktion einsparen“, so der Wirtschaftsingenieur.<br />
Das wirtschaftliche Einsparpotenzial hingegen ist stückzahlabhängig<br />
und liegt bei vergleichbaren Komponenten in der Regel<br />
bei ungefähr 30 bis 40 % im Vergleich zum Neukauf des Elektromotors.<br />
Dadurch bietet die Refabrikation auch für die Hersteller<br />
der Elektromotoren großes Potenzial.<br />
Zur Verstetigung der im Projekt erzielten Ergebnisse wird die<br />
Prozesskette der Refabrikation von Elektrofahrradmotoren in der<br />
neuen Lernfabrik für Remanufacturing RemanLab am Fraunhofer<br />
IPA in Bayreuth umgesetzt und erlebbar gemacht. Das<br />
RemanLab wurde im Mai <strong>2023</strong> eröffnet.<br />
Bild: Fraunhofer IPA<br />
www.fraunhofer.de<br />
DIE IDEE<br />
„Unser Ziel war es, ein Werterhaltungsnetzwerk<br />
umzusetzen,<br />
indem wir mit dem Remanufacturing<br />
einen industriellen Prozess<br />
etablieren, bei dem eine größere<br />
Stückzahl von 50 bis 100 Motoren in<br />
den Aufar beitungsprozess geht.“<br />
Jan Koller, Projektleiter und<br />
Gruppenleiter am Fraunhofer IPA,<br />
Bayreuth
SOFTSTARTER<br />
NEUGART INVESTIERT 25 MIO. EURO<br />
AM STAMMSITZ KIPPENHEIM<br />
Die NeugartGmbH, ein Hersteller von hochwertigen<br />
Getrieben und Antriebssystemen für die Automatisierungstechnik,<br />
feierte am 26. Juli den offiziellen Spatenstich<br />
für ihr neues Werk 3 am Stammsitz Kippenheim.<br />
Mit einer Investitionssumme von mehr als 25 Mio. Euro<br />
und einer Nutzfläche von über 7.000 Quadratmetern<br />
setzt das Unternehmen damit ein zukunftsweisendes<br />
Zeichen für weiteres Wachstum und nochmals verbesserte<br />
Produktionsprozesse. Das neue Werk 3 erweitert<br />
die Produktionskapazitäten der Neugart GmbH an<br />
ihrem Heimatstandort, um so dem steigenden Bedarf<br />
an hochwertigen Getrieben und Antriebssystemen<br />
auch in Zukunft gerecht zu werden. Durch modernste<br />
Technologien und hocheffiziente Prozesse werden die<br />
Abläufe im Zuge des Neubaus noch weiter optimiert.<br />
„Mit dem neuen Werk setzen wir nicht nur ein klares<br />
Zeichen für unser zukünftiges Wachstum, sondern auch<br />
für unsere fortwährende Innovationskraft und unseren<br />
Anspruch an höchste Qualität“, sagt Bernd Neugart,<br />
Geschäftsführender Gesellschafter von Neugart. „Wir<br />
möchten unsere Kunden auch in Zukunft mit erstklassigen<br />
Produkten unterstützen und sicherstellen, dass sie<br />
die bestmögliche Lösung für ihre individuellen Anforderungen<br />
erhalten.“ Der Bau des Werks 3 wird nun<br />
unmittelbar beginnen und voraussichtlich im Herbst<br />
2024 abgeschlossen sein.<br />
www.neugart.com<br />
VERNETZEN SIE SICH MIT<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
digital.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
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VERSIERTE VERTRIEBSPARTNER ZIEHEN WEITER<br />
AN EINEM STRANG<br />
Seit fast 20 Jahren verbindet Kendrion<br />
Intorq und Lenze Selection eine exklusive<br />
Vertriebspartnerschaft. Daran hat<br />
sich auch nach der Akquisition von<br />
Intorq durch die Kendrion-Gruppe im<br />
Jahr 2020 nichts geändert. „Intorq ist<br />
2005 durch ein Management-Buy-Out<br />
aus Lenze-Bremsen hervorgegangen“, so<br />
Alexander Patzig, Vertriebsleiter bei<br />
Lenze Selection, zum Ursprung der Partnerschaft. „Damals haben wir<br />
uns gemeinsam entschieden, die erfolgreiche Vertriebsstruktur nicht<br />
zu verändern. Das heißt, die Großkunden werden von Intorq direkt<br />
betreut, während der gesamte europäische Breitenvertrieb in den<br />
Händen von Lenze Selection belassen wurde.“ Nach der Übernahme<br />
von Intorq durch Kendrion im Jahr 2020 wurde die Zusammenarbeit<br />
weiter vertieft. So vertreibt Lenze Selection heute neben den<br />
Federkraftbremsen von Kendrion Intorq auch die Permanentmagnet-<br />
Bremsen von Kendrion. Dabei erfolgt die Beratung immer mit dem<br />
Blick auf die komplette Anwendung beziehungsweise auf den<br />
kompletten Antriebsstrang.<br />
www.kendrion.com<br />
MESSETRIO IM HERBST<br />
Die Fachmessereihe all about automation ist speziell auf regionale<br />
Besucherzielgruppen in attraktiven Wirtschaftsregionen ausgerichtet.<br />
Im Herbst <strong>2023</strong> stehen drei Messetermine in der Mitte, im<br />
Osten und im Westen Deutschlands an.<br />
Am 13. und 14. September findet zum zweiten Mal die all about<br />
automation in der Buderus Arena in Wetzlar statt. Am 27. und 28.<br />
September erwarten mehr als 180 Aussteller die Besucher aus<br />
Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen auf der Chemnitzer all<br />
about automation. Die Automatisierungs-Community aus Nordrhein-Westfalen<br />
trifft sich zur all about automation im Düsseldorfer<br />
Areal Böhler am 18. und 19. Oktober. Die Aussteller gestalten mit<br />
ihren Lösungen den Weg der Besucher zur flexiblen Automation und<br />
smarten Produktion. Zu sehen ist ein Querschnitt der bekannten<br />
Komponenten- und Systemhersteller sowie Softwareanbieter der<br />
Automation und Robotik. Stark vertreten sind auch direkt aus<br />
der jeweiligen Region stammende Integratoren, Anbieter und<br />
Dienstleister.<br />
www.easyfairs.com<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de/linkedin<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de/xing<br />
10 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SOFTSTARTER<br />
PRODUKTION IN WEST CHICAGO ERÖFFNET<br />
Die R+W Antriebselemente<br />
GmbH setzt ihre Erfolgsgeschichte<br />
auf dem US-amerikanischen<br />
Markt fort. Mit der<br />
Eröffnung einer hochmodernen<br />
Produktionsstätte in West<br />
Chicago, Illinois hat das Unternehmen<br />
seine Aktivitäten in<br />
Nordamerika weiter intensiviert.<br />
Die neue Fertigungsstätte erstreckt sich über 2.750 m² und liegt<br />
strategisch günstig in der Metropolregion Chicago. „Als globaler<br />
Lösungsanbieter für mechanische Antriebselemente können wir durch<br />
den neuen Produktionsstandort in den USA unsere Kunden gezielter<br />
und schneller bedienen“, sagt Maximilian Crößmann, Managing<br />
Director bei R+W Antriebselemente und betont: „Der Ausbau ist ein<br />
Meilenstein unserer globalen Aktivitäten und eine wichtige Investition<br />
in die Zukunft von R+W.“<br />
www.rw-kupplungen.de<br />
SMC DEUTSCHLAND MIT NEUEM CEO<br />
Auf dem wichtigen deutschen<br />
Markt will SMC das<br />
Wachstum weiter forcieren<br />
und besetzt seine Geschäftsführung<br />
neu:<br />
Seit dem 1. Juli <strong>2023</strong> ist<br />
Daniel Langmeier zusätzlich<br />
zu seiner Funktion als<br />
Geschäftsführer und<br />
VR-Präsident bei SMC Schweiz AG auch neuer Managing<br />
Director der SMC Deutschland GmbH. Daniel Langmeier<br />
ist seit 39 Jahren bei SMC tätig und hatte bereits von<br />
2000 - 2013 die Verantwortung für den deutschen<br />
Markt inne. „SMC mit seinen innovativen Produkten<br />
und seinem Fokus auf Nachhaltigkeit ist der ideale<br />
Partner der Industrie auf diesem Weg“, sagte Langmeier.<br />
www.smc.de<br />
DR. DIRK KRISTES NEU IM VORSTAND BEI IFM<br />
Die ifm-Firmengruppe hat zum 1. Juli <strong>2023</strong> ihren Vorstand erweitert: Dr. Dirk Kristes übernimmt die neu<br />
geschaffene Vorstandsfunktion des Chief Operating Officer (COO). Er wird für die Bereiche Kunden- und<br />
Produktionslogistik, Einkauf sowie Vorfertigung zuständig sein. Bisher war er Geschäftsführer Operations<br />
und Mitglied der zentralen Konzerngeschäftsleitung. Kristes ist seit 2010 für ifm tätig und hat<br />
dabei Führungspositionen in verschiedenen Bereichen innegehabt. Als COO wird er im Vorstand letztendlich<br />
die Verantwortung für die Lieferfähigkeit übernehmen.<br />
www.ifm.com
LINEARTECHNIK<br />
TITEL<br />
Stefan Niermann, Leiter drylin Linear- und<br />
Antriebstechnik bei der igus GmbH<br />
12 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
TITEL<br />
LINEARTECHNIK<br />
HYGIENIC DESIGN-LINEARFÜHRUNG<br />
KAUM CHANCEN FÜR<br />
BAKTERIEN UND KEIME<br />
Hygiene ist insbesondere bei der<br />
Produktion und Verarbeitung von<br />
Lebensmitteln oberstes Gebot, um die<br />
Sicherheit der Verbraucher nicht<br />
zu gefährden. Für genau diese<br />
Anforderungen bietet der Motion<br />
Plastics Spezialist Igus unter<br />
anderem schmier- und wartungsfreie<br />
Linearführungen, die sich bereits in<br />
einer Vielzahl an Anwendungen in der<br />
Lebensmitteltechnik bewähren. Nun<br />
präsentiert Igus eine neue Designstudie:<br />
ein Drylin W Linearschlitten im Hygienic<br />
Design, der aus lebensmittelkonformem<br />
Hochleistungskunststoff gefertigt ist.<br />
So wird eine effiziente Reinigung auch<br />
ohne Umhausung ermöglicht.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 13
LINEARTECHNIK<br />
TITEL<br />
Ob Eiscreme mit Schimmelbefall, Salmonellen im Fisch<br />
oder Metallteile im Käse: Die Zahl der Warnungen vor<br />
kontaminierten Lebensmitteln hat laut Bundesamt für<br />
Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit in den<br />
vergangenen Jahren stetig zugenommen. Das ist zwar nicht automatisch<br />
ein Zeichen für schlechtere Lebensmittel. Denn Analyseund<br />
Testmethoden wurden weiterentwickelt und erkennen heutzutage<br />
schon geringste Verunreinigungen – sogenannte mikrobiologische<br />
Kontaminationen. Doch auch diese können potenziell<br />
große Auswirkungen für Lebensmittelhersteller haben – und<br />
sogar die gesamte Produktion stilllegen. Daher gelten höchste<br />
hygienische Anforderungen für alle Anlagen und Maschinenkomponenten<br />
wie zum Beispiel Linearführungen. Die erste Materialwahl<br />
ist dabei Edelstahl, alle weiteren Materialien müssen<br />
gemäß den EU- oder FDA-Bestimmungen hergestellt werden.<br />
Geschmierte Komponenten müssen speziell abgekapselt werden<br />
und die Fette bzw. Öle spezielle Richtlinien erfüllen.<br />
Die Linearführungen von Igus spielen hier ihre Vorteile aus.<br />
Denn an den Lagerstellen kommen Lineargleitlager bzw. Gleitlagerfolien<br />
aus Hochleistungskunststoff zum Einsatz. Dank inkorporierter<br />
Festschmierstoffe kann komplett auf externe Schmierung<br />
verzichtet werden. Dadurch sind die Drylin W Linearführungen<br />
nicht nur extrem sauber, sondern auch wartungsfrei und<br />
schonen gleichzeitig die Umwelt. Da die Hochleistungspolymere<br />
von Igus tribologisch – sprich auf Reibung und Verschleiß – optimiert<br />
sind, überzeugen sie auch mit einer besonders langen Lebensdauer<br />
und weniger Mikroabrieb im Vergleich zu handelsüblichen<br />
Kunststoffen. Speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie<br />
bietet Igus den Drylin W Baukasten, der abmessungsgleich<br />
zu Kugelumlaufführungen ist und angelehnt an den<br />
Hygienic Design-Richtlinien der European Hygienic Engineering<br />
& Design Group (EHEDG) entwickelt wurde. Dabei setzt Igus auf<br />
Schlitten und Führungsschienen aus beständigen VA-Edelstählen<br />
sowie FDA- und EU10/2011-konforme Gleitlagerelemente<br />
aus einem speziell für den Lebensmittelkontakt entwickelten<br />
Hochleistungskunststoff.<br />
SPÜLBARER SCHLITTEN FÜR REINIGUNG<br />
OHNE UMHAUSUNG<br />
Ein weiteres Plus der Drylin Linearführungen: die Korrosionsbeständigkeit.<br />
Die spielt vor allem beim Reinigungsprozess eine<br />
wichtige Rolle. Denn die tägliche Reinigung mit Chemikalien gehört<br />
zum Alltag von Maschinen in der lebensmittelverarbeitenden<br />
Industrie. Für eine besonders gründliche und leichte Reinigung<br />
ist auch das Design der verwendeten Komponenten entscheidend.<br />
Denn selbst der kleinste feuchtigkeitssammelnde Totwinkel<br />
kann zu einer Kontamination des Endprodukts führen.<br />
01<br />
01 Eine besonders effiziente und schnelle<br />
Reinigung ohne Umhausung ist mit der neuen<br />
Designstudie eines spülbaren Polymer-<br />
Linearschlittens möglich<br />
02 Extra große Spülnuten seitlich und an<br />
der Lagerfläche des Drylin W Linearschlittens<br />
ermöglichen eine besonders leichte Reinigung<br />
03 Die Unterstützungselemente werden mit<br />
Nickel per Schutzgaslötverfahren verlötet,<br />
wodurch eine feste, stoffschlüssige<br />
Verbindung entsteht<br />
03<br />
02<br />
14 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
TITEL<br />
LINEARTECHNIK<br />
„Aus diesem Grund wünschen sich immer mehr Kunden neben<br />
der Abmessungsgleichheit zu Kugelumlaufführungen ein optimiertes<br />
Design“, erklärt Mira Heiligenhaus, Drylin Produktentwicklerin<br />
bei Igus. „Daher haben wir uns nun der EHEDG, einer<br />
Vereinigung von Ausrüstern der Lebensmittelindustrie, Universitäten<br />
und Forschungsinstituten sowie Gesundheitsbehörden, angeschlossen.<br />
Ziel ist die konsequente Entwicklung eines Drylin W<br />
Polymer-Linearschlittens, der die Hygienic Design-Anforderungen<br />
konsequent erfüllt. Die meisten Hygienic Design-Lösungen<br />
basieren bisher auf einer kompletten Umhausung. Mit unserem<br />
spülbaren Polymer-Schlitten verfolgen wir einen ganz neuen Ansatz<br />
und setzen auf ein offenes Design“, betont Mira Heiligenhaus.<br />
HYGIENEGERECHTES DESIGN ALLER<br />
KOMPONENTEN<br />
Ein spaltfreies Design, ein Iglidur Hochleistungskunststoff und<br />
Edelstahl sorgen für eine besonders hygienische Linearführung.<br />
Das Besondere: Der neue Drylin W Linearschlitten ist der erste<br />
Gleitschlitten komplett aus FDA-zugelassenem Kunststoff. Als Linearschiene<br />
dient ein korrosionsbeständiger und hochlegierter<br />
Edelstahl. Eine hohe Oberflächengüte verhindert das Anhaften<br />
von Schmutz bzw. erleichtert die Reinigung. „Die Herausforderung<br />
lag vor allem darin, ein spaltfreies Design zu konstruieren,<br />
FDA-KONFORMES DICHTMATERIAL<br />
KOMMT ZUM EINSATZ<br />
damit der Schlitten komplett spülbar ist und Flüssigkeiten ungehindert<br />
ablaufen können“, erklärt die Produktentwicklerin. Daher<br />
setzt Igus hier auf angeschrägte Kanten, hygienegerechte<br />
Schrauben und extra große Spülnuten seitlich und an der Lagerfläche.<br />
Die Bodendichtung schützt den Raum unter der Schiene<br />
vor Verschmutzung und es können sich keine Rückstände von<br />
Lebensmitteln oder Chemikalien absetzen. Auch die Wellen werden<br />
abgedichtet, um Spalten vor Rückständen zu schützen. „Hier<br />
kommt zum einen FDA-konformes Dichtungsmaterial zum Einsatz.<br />
Zum anderen kann das Abdichten auch durch umlaufende<br />
Schweiß- bzw. Lötnähte realisiert werden. Die Unterstützungselemente<br />
werden mit Nickel per Schutzgaslötverfahren verlötet.<br />
Das Hart- und Hochtemperaturlötverfahren ermöglicht eine feste,<br />
stoffschlüssige Verbindung“, so Mira Heiligenhaus. „Durch<br />
dieses optimierte Design lässt sich die Führung ganz einfach,<br />
gründlich und in Sekundenschnelle reinigen. Das Wasser tropft<br />
überall direkt ab.“<br />
AUF DEM WEG ZUR ZERTIFIZIERUNG<br />
„Unser Ziel ist es, ein zertifiziertes Linearführungssystem nach<br />
Hygienic Design-Richtlinien als Serienprodukt auf den Markt zu<br />
bringen“, erklärt Mira Heiligenhaus. „Aktuell ist eine Zertifizierung<br />
noch eine Herausforderung, da bewegte Teile funktionsbedingt<br />
enge Spalte aufweisen und somit bestehende Konstruktionen<br />
die aktuellen Anforderungen nicht erfüllen. Aus diesem<br />
Grund wollen wir gemeinsam mit der EHEDG in Deutschland sowie<br />
unseren Kunden eine Lösung erarbeiten. Unsere Designstudie<br />
soll eine Diskussion bei unseren Kunden auslösen und eine<br />
Grundlage für weitere Ideen und Produkte schaffen.“ Die Linearführung<br />
mit dem neuen T15/T20-Schlitten bietet Anwendern eine<br />
Lösung, die für eine optimale Spülbarkeit und dadurch mehr<br />
Sicherheit in der Lebensmittelindustrie sorgt. Die blaue Farbe<br />
des Kunststoffschlittens ermöglicht zudem ein einfaches Detektieren.<br />
Der Betrieb selbst ist durch die optimierten Gleiteigenschaften<br />
vibrations- und geräuscharm. Egal ob Back- und Süßwaren,<br />
Obst- und Gemüseverarbeitung oder Wurstherstellung: Die<br />
Lineartechnik von Igus verspricht in allen Bereichen der Lebensmitteltechnik<br />
eine signifikante Verbesserung der Produktion.<br />
Bilder: igus<br />
www.igus.de<br />
DIE IDEE<br />
„Hygiene ist in der Lebensmittelherstellung<br />
mit das Wichtigste. Speziell<br />
für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie<br />
bietet Igus den Drylin W<br />
Baukasten, der abmessungsgleich<br />
zu Kugelumlaufführungen ist und<br />
angelehnt an den Hygienic Design-<br />
Richtlinien der European Hygienic<br />
Engineering & Design Group<br />
(EHEDG) entwickelt wurde. Dabei<br />
setzt Igus auf Schlitten und Führungsschienen<br />
aus beständigen<br />
VA-Edelstählen sowie FDA- und<br />
EU10/2011-konforme Gleitlagerelemente<br />
aus einem speziell für den<br />
Lebensmittelkontakt entwickelten<br />
Hochleitungskunststoff. Als Designstudie<br />
haben wir den neuen<br />
Drylin W Linearschlitten konstruiert.<br />
Er ist der erste Gleitschlitten<br />
komplett aus FDA-zugelassenem<br />
Kunststoff. Als Linearschiene dient<br />
ein korrosionsbeständiger und<br />
hochlegierter Edelstahl. Eine hohe<br />
Oberflächengüte verhindert das<br />
Anhaften von Schmutz bzw. erleichtert<br />
die Reinigung. Unsere Designstudie<br />
soll eine Diskussion bei<br />
unseren Kunden auslösen und eine<br />
Grundlage für weitere Ideen und<br />
Produkte schaffen.<br />
Stefan Niermann, Leiter drylin<br />
Linear- und Antriebstechnik bei der<br />
igus GmbH, Köln<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 15
GEWINDESPINDELN MIT NEUEN<br />
TECHNIKEN HERSTELLEN<br />
KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18<br />
Feinmess Suhl<br />
erweitert seine<br />
Fertigung um neue<br />
Technologien zum<br />
Walzen und<br />
Wirbeln von<br />
Gewindespindeln.<br />
Die Herstellungstechniken<br />
für hohe<br />
und mittlere Stückzahlen<br />
sind<br />
günstig und dabei präzise. Bei der Produktionserweiterung geht<br />
es zum einen um die Kaltumformung mit Rollen zum Walzen<br />
von Spindelgewinden mit einem Steigungsfehler kleiner als<br />
7 µm. Zum anderen wird ein spanendes Fertigungsverfahren<br />
eingeführt zum Wirbeln von Kleingewinden in Spindeln ab<br />
3 mm, mit dem sich auch unterschiedlichste Geometrien<br />
erzeugen lassen. Während sich das erste Verfahren vor allem<br />
für hohe Stückzahlen eignet und eine hohe Oberflächengüte<br />
erzeugt, ist das zweite eher für mittlere Stückzahlen bestimmt,<br />
die als Fertigteil von der Maschine fallen. Die neuen Spindelgewinde<br />
sind günstig in der Produktion und dabei hochpräzise<br />
– sie erfüllen auch minimale Toleranzvorgaben. Sie kommen<br />
bei Transportaufgaben, etwa in Handling-Achsen oder Zuführsystemen<br />
zum Einsatz.<br />
www.feinmess-suhl.de<br />
ENERGIEEFFIZIENZ VON MOTOREN UM<br />
15 PROZENT GESTEIGERT<br />
Durch die Auswertung der Daten<br />
von zehn vernetzten Motoren hat<br />
ein Bodenbelaghersteller Energieeinsparungen<br />
von 800 MWh pro<br />
Jahr erzielt. Identifiziert wurden<br />
die Motoren mithilfe digitaler<br />
Services von ABB. Die Ersparnis<br />
entspricht etwa einem Prozent des<br />
jährlichen Gesamtenergieverbrauchs<br />
des Tarkett-Werks im<br />
schwedischen Ronneby oder dem<br />
jährlichen Energiebedarf von rund 68 Mio. Smartphones. Bei<br />
der Ermittlung der auf IE5-SynRM-Technologie umzurüstenden<br />
Motoren nutze das Serviceteam Daten von „ABB Ability Digital<br />
Powertrain Energy Appraisal“. Angaben zufolge konnte so die<br />
Effizienz der Motoren von 80 auf 95 % verbessert werden. Bei<br />
den aktuellen Energiepreisen soll die Amortisationszeit<br />
maximal 18 Monate betragen. Tarkett plant, weitere Motoren<br />
mit den digitalen Services von ABB auszustatten.<br />
www.abb.com<br />
ZAHNSTANGENGETRIEBE ERGÄNZT<br />
Mit dem 3D-Konfigurator<br />
von<br />
Cadenas auf der<br />
Website von<br />
Leantechnik<br />
erhalten Anwender<br />
schnell und bequem<br />
Zugang zu den CAD-<br />
Daten aller Produkte.<br />
Jetzt ist auch das<br />
neue Zahnstangengetriebe<br />
Lifgo hp im<br />
Konfigurator hinterlegt worden. Es wurde speziell für Anwendungen<br />
entwickelt, in denen sehr genau positioniert werden<br />
muss (bis zu 0,002 mm). Das Produkt bietet Ingenieuren und<br />
Konstrukteuren eine erweiterte Funktionalität und Flexibilität,<br />
um ihre Projekte zu optimieren und die wachsenden Anforderungen<br />
der Industrie zu erfüllen. „Die Integration des 3D-Konfigurators<br />
von Cadenas in unsere Webseite ist ein großer Schritt<br />
nach vorne in Bezug auf die Kundenzufriedenheit und Benutzerfreundlichkeit“,<br />
sagt Sven Schürmann, Teamleiter im<br />
Marketing von Leantechnik. „Jetzt bieten wir Anwendern auch<br />
die Möglichkeit, auf unser neuestes Produkt Lifgo hp zuzugreifen<br />
und es direkt in ihre Projekte zu integrieren.“ Der 3D-Konfigurator<br />
von Cadenas ist eine leistungsfähige Plattform, auf der<br />
Ingenieure und Konstrukteure die gewünschten CAD-Daten der<br />
Produkte von Leantechnik einfach und intuitiv herunterladen<br />
können. Mit wenigen Klicks lassen sich die CAD-Modelle in die<br />
eigenen Entwürfe integrieren. Das spart nicht nur wertvolle<br />
Zeit, sondern ermöglicht auch eine präzise und zuverlässige<br />
Integration der Komponenten in das System des Kunden.<br />
www.leantechnik.com<br />
ROHRE SICHER UND OPTISCH<br />
SAUBER VERBINDEN<br />
Stabil, belastbar,<br />
variabel konfigurierbar<br />
und präzise: Rohrbasierte<br />
Konstruktionen sind<br />
im Maschinen- oder<br />
Anlagenbau nicht<br />
wegzudenken. Leistungsfähige<br />
Klemmverbinder<br />
spielen dabei die<br />
entscheidende Rolle. In<br />
der Regel bestehen diese<br />
aus Edelstahl-Feinguss<br />
oder Aluminium-Druckguss.<br />
Doch keine Regel<br />
ohne Ausnahme: Die<br />
Otto Ganter GmbH nimmt jetzt Verbinder aus glasfaserverstärktem<br />
Polyamid in verschiedenen Ausführungen in ihr<br />
Standardprogramm auf. Die bis 100 °C temperaturbeständigen<br />
Verbinder sind dort angebracht, wo es um Korrosionsbeständigkeit<br />
geht, Gewicht gespart werden soll oder es auf die visuelle<br />
Wirkung ankommt. Denn die Kunststoff-Verbinder überzeugen<br />
durch glatte und matte Oberflächen sowie ihre Farbigkeit.<br />
Neben der schwarzen Durchfärbung (RAL 9005) sind sie auch in<br />
elegantem Grau (RAL 7040) verfügbar. Allen Varianten gemeinsam<br />
ist die Maßhaltigkeit und hohe Qualität, die für High-End-<br />
Lösungen mit definierten Belastungswerten benötigt werden.<br />
www.ganternorm.com<br />
16 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
TRAGZAHL GESTEIGERT, LEBENSZYKLUS VERLÄNGERT<br />
Bosch Rexroth treibt die Entwicklung der<br />
Lineartechnik voran. Die Segment-Kugelbüchsen<br />
mit Kunststoffkäfig erreichen ab<br />
sofort eine um bis zu 20 Prozent höhere<br />
Tragzahl und eine bis zu 70 Prozent<br />
höhere Lebensdauer. Sie sind Teil einer<br />
Rexroth-Rundführung mit zugehöriger<br />
Welle. Die besonders leicht und kurz<br />
bauenden Kugelbüchsen erlauben lange<br />
Arbeitsräume und bieten zusätzliche<br />
Dichtungsoptionen. In vielen Fällen<br />
ermöglicht die Tragzahlerhöhung der in den Baugrößen 12 bis 40 erhältlichen<br />
Kugelbüchsen bei gleichbleibenden Anforderungen eine kleinere Baugröße. Das<br />
Downsizing reduziert Systemkosten, spart Bauraum und verringert das Gewicht.<br />
Zu den weiteren Stärken der Kugelbüchsenführungen zählen ihre Leichtgängigkeit,<br />
die geringe Schmutzanfälligkeit und eine einfache Reinigung. Aufgrund des<br />
freitragenden Designs muss die Kugelbüchse nicht auf einer Fläche aufliegen und<br />
lässt sich auch als Säulenführung nutzen. Erhältlich sind die Segment-Kugelbüchsen<br />
auch als Linear-Sets.<br />
www.boschrexroth.com<br />
DER<br />
WELTMOTOR<br />
vom Antriebsdesigner<br />
SCHMIERSTOFFE UND CONDITION MONITORING<br />
Schaeffler vereint sein Optime Condition<br />
Monitoring für die kabellose Zustandsüberwachung<br />
mit dem vernetzten<br />
Schmierstoffgeber Optime C1 für die<br />
automatisierte Schmierung in einer<br />
Lösung: dem Optime-Ecosystem. Dank<br />
Plug & Play-Funktion sollen sich hunderte<br />
von Optime-Elementen in kürzester<br />
Zeit einbinden lassen. Ein smartes<br />
Bedienkonzept und die intuitive mobile<br />
App machen es den Nutzern leicht, sich<br />
einen Überblick zu verschaffen. Das sorgt<br />
sowohl bei Einsteigern als auch bei erfahrenen Anwendern für hohe Akzeptanz.<br />
Dabei unterstützt das Optime-Ecosystem mit leicht verständlichen Warnmeldungen<br />
und automatischen Analysen nicht nur das tagtägliche Wartungsgeschäft,<br />
sondern hilft auch bei der datenbasierten Erstellung von Wartungsplänen. Die<br />
Predictive Maintenance-Lösung ist skalierbar und soll sich schnell amortisieren, da<br />
sie Stillstände minimiert und Wartungskosten verringert. Materialverschwendung<br />
wird eingedämmt und der Energieverbrauch von Produktionsanlagen gesenkt.<br />
www.schaeffler.com<br />
AUFNAHME EXTERNER KRÄFTE VERBESSERT<br />
Ein deutlich minimiertes Verdrehspiel für mehr<br />
Bewegungs- und Wiederholgenauigkeit sowie die<br />
verbesserte Aufnahmefähigkeit hoher externer Kräfte<br />
zeichnen das Planetengetriebe NTP von Wittenstein<br />
aus. Das jüngste Planetengetriebe der alpha Value<br />
Line hat ein besonders standfestes Wälzlager am<br />
Abtrieb. Zudem hat es durch eine optimierte Mikrogeometrie<br />
der Verzahnung verbesserte Gleichlaufeigenschaften.<br />
Mit seinem Verdrehspiel von ≤ 5 arcmin<br />
ist es in vier Größen mit maximalen Drehmomenten von 56 bis 800 Nm und<br />
Übersetzungen von 4 bis 100 erhältlich. Für den Einsatzbereich Nahrungsmittel<br />
gibt es für das Getriebe auch lebensmittelverträgliche Schmierstoffe. Das<br />
Flanschgetriebe kann im Auslegungstool Cymex konfiguriert werden. Bei der<br />
Auslegung profitieren Konstrukteure u. a. von einem geringen Verdrehspiel bei<br />
höherer Drehmomentdichte und einem verbesserten Gleichlaufverhalten.<br />
www.wittenstein.de<br />
Elektrokleinmotoren<br />
AC, DC, BLDC<br />
Stepper, Getriebe<br />
ISO 9001<br />
ATEX, IECEX<br />
UL, CSA, VDE<br />
Tel. 04743 2769 0<br />
astro@astro-motoren.de<br />
www.astro-motoren.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 17
LINEARTECHNIK<br />
ELEGANT UND BELASTBAR<br />
ANWENDUNGSNAH ENTWICKELT: HUBSÄULE<br />
MIT INNENLIEGENDEM SCHLITTEN<br />
Elektrische Hubsäulen der<br />
Baureihe Multilift II von<br />
RK Rose+Krieger überzeugen<br />
dort, wo neben der<br />
motorischen Verstellung auch<br />
eine stabile Führung und ein<br />
ansprechendes Design gefragt<br />
sind. Die Produktfamilie<br />
wurde jetzt ergänzt:<br />
Der neue Multilift II mit<br />
innenliegendem Schlitten<br />
eignet sich besonders für alle<br />
Anwendungen, bei denen eine<br />
vertikale Verstellbewegung<br />
auf ein festgelegtes<br />
Einbaumaß trifft.<br />
Das neue Mitglied der Multilift II-Hubsäulen-Familie<br />
von RK Rose+Krieger unterscheidet sich von den anderen<br />
Ausführungen der Baureihe durch seinen spezifischen<br />
Aufbau: Die Höhe der Säule bleibt konstant, während<br />
der integrierte Schlitten in ihr verfährt und die Last seitlich<br />
am Außenprofil entlangführt. Der Standardhub beträgt 498 mm.<br />
Sonderhübe bis 1.000 mm sind auf Wunsch realisierbar.<br />
Eingesetzt als Zweisäulensystem und ausgestattet mit Befestigungsnuten<br />
im Außenprofil ist die neue Hubsäule mit innenliegendem<br />
Schlitten besonders geeignet, um Materialhebevorrichtungen<br />
zu realisieren, wie zum Beispiel neben einem höhenverstellbaren<br />
Montagearbeitsplatz. Kombiniert mit der Premiumausführung<br />
der Antriebssteuerung „MultiControl II quadro“<br />
lassen sich sämtliche Hubsäulen von Arbeitstisch und Materialebene<br />
mithilfe des Antriebsgruppenmanagements der Steuerung<br />
Bernd Klöpper, Leiter Marketing, RK Rose+Krieger GmbH, Minden<br />
einzeln, parallel oder synchron verfahren. Wie für alle Hubsäulen<br />
der Produktfamilie gilt auch für die Ausführung mit innenliegendem<br />
Schlitten: Spezielle Hublängen und Einbauhöhen sowie<br />
kundenspezifische Lösungen sind auf Anfrage realisierbar. Optional<br />
ist auch ein BUS-System mit Synchronsteuerung erhältlich,<br />
um die Hubsäulen zu verfahren.<br />
HINGUCKER MIT AUSGEKLÜGELTER TECHNIK<br />
Alle Multilift II-Hubsäulen von RK Rose+Krieger gestatten eine<br />
einfache Höhenverstellung von Montagearbeitstischen, Medientechnik,<br />
Förderbändern oder Arbeitstischen in Schaltwarten.<br />
Sie gleichen Größenunterschiede der Mitarbeiter problemlos<br />
aus. Damit tragen die Hubelemente maßgeblich zu optimalen<br />
ergonomischen Bedingungen am Arbeitsplatz bei. „Da sich<br />
die gesamte Technik im Inneren des Hubelements versteckt, ist<br />
nicht einmal eine Verkleidung erforderlich“, betont Lukas<br />
Göking, Produktmanager für Hubsäule und Elektrozylinder bei<br />
RK Rose+Krieger. „Im Gegenteil, der Multilift II ist in jeder seiner<br />
Ausführungen ein Eyecatcher.“<br />
18 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
LINEARTECHNIK<br />
Bei allen Hubsäulen der Multilift II-Produktfamilie minimieren abgeschrägte Abdeckkappen<br />
die Quetschgefahr durch aufgesetzte Tischplatten und Aufbauten<br />
beim Einfahren der Hubsäule. Zudem sind die elektrischen Höhenverstellungen<br />
serienmäßig mit einer Grundplatte für Zug- und Druckbelastung ausgeführt. Seitliche<br />
Laschen mit Bohrungen erleichtern die Befestigung bzw. Anbindung der Hubsäulen.<br />
Ihr störungsfreier Betrieb wird durch ein Motorkabel mit verliersicherem<br />
Stecker gewährleistet. Es dient gleichzeitig zur Anbindung der Steuerung.<br />
Die Antriebseinheit aller Multilift II-Hubsäulen wird durch ein stabiles Motorgehäuse<br />
aus GFK geschützt. Über seitliche Befestigungsnuten im Außenprofil lassen<br />
sich auf einfach Weise Zubehörteile wie ein Sichtschutz, CPU-Halter oder Systemversteifungen<br />
an den Hubsäulen befestigen.<br />
Darüber hinaus sind sämtliche Multilift II-Hubsäulen mit integrierten Endschaltern<br />
ausgerüstet und können gleichermaßen auf Druck und auf Zug belastet werden,<br />
auch bei einer Selbsthemmung bis zur maximalen Last. Die Profilenden sind<br />
entweder mit stabilen Montageplatten mit M8-Bohrungen versehen und dienen als<br />
Befestigungsmöglichkeit, oder man nutzt die direkte Anbindung mit den vorhandenen<br />
M8-Schraubkanälen im Innenprofil.<br />
PRODUKTFAMILIE WÄCHST MIT ANWENDUNGEN<br />
Die Produktfamilie der Multilift II-Hubsäulen umfasst aktuell acht unterschiedliche<br />
Versionen. „Angefangen hat alles mit der schmalen Hubsäule Multilift“, sagt<br />
Lukas Göking. „Durch Anpassungen an stetig steigende Kundenforderungen entwickelte<br />
sich aus dem Ursprungsmodell dann zunächst der Multilift II – eine optimierte<br />
Version der ursprünglichen Hubsäule.“ Weitere Varianten folgten. Darunter<br />
eine teleskopierende Version – als Antwort auf die gestiegenen Kundenforderungen<br />
an zweibeinige Tischsysteme. Die dreistufige Hubsäule erfüllt die Ergonomienorm<br />
für Arbeitstische (DIN EN 527-1:2011) und zeichnet sich durch ein optimales Einbau-Hub-Verhältnis<br />
aus: Das Einbaumaß beträgt in eingefahrener Position lediglich<br />
560 mm. Der Standardhub dieser Ausführung beträgt 650 mm, und sie verfügt<br />
über eine maximale Hubkraft von bis zu 3000 N je Antrieb. Auch für die teleskopierende<br />
Variante sind Sonderhübe bis 1000 mm auf Wunsch realisierbar.<br />
Im Folgenden entwickelte RK Rose+Krieger mit dem Multilift II ESD eine patentierte<br />
elektrische Höhenverstellung für ESD-Montagearbeitsplätze, die elektrische<br />
Spannungen ableiten kann. Realisiert wird dies, indem das äußere und innere Profil<br />
kontinuierlich miteinander verbunden sind. Der Hintergrund ist, dass Hubsäulen<br />
für die Höhenverstellung bislang die sichere Ableitung elektrostatischer Aufladungen<br />
verhinderten, weil sie die elektrische Verbindung zwischen Tisch- und<br />
Fußrahmen unterbrachen. Der Multilift II ESD schafft hier Abhilfe.<br />
Den Multilift II safety wurde speziell für Überkopfanwendungen in der Medientechnik<br />
entwickelt. Hier dient er u. a. zur Positionierung von Beamern oder Monitoren.<br />
Die Hubsäule wird in diesem Fall kopfüber an die Decke montiert. Ein eigens<br />
entwickeltes internes Sicherheitssystem unterbindet ein unkontrolliertes Herausfahren<br />
der Hubsäule. Hart im Nehmen ist die Hubsäule Multilift II impact. Die<br />
schma le elektrische Höhenverstellung verfügt über ein integriertes Dämpfungssystem,<br />
das hohe Aufprallkräfte absorbiert, die beispielsweise beim Abladen eines<br />
schweren Werkstücks entstehen können. Damit verhindert das Dämpfungssystem<br />
eine Überlastung der Hubsäule durch starke dynamische Beanspruchung.<br />
ZERTIFIZIERT FÜR REINRÄUME<br />
Zuletzt ergänzte die Hubsäule Multilift II clean das Portfolio. Diese Hubsäulenvariante<br />
wurde für den Einsatz im Reinraum konzipiert. Eine spezielle Ummantelung<br />
des bürstenbehafteten Gleichstrommotors der Hubsäule minimiert dabei den Partikelausstoß.<br />
Zum Nachweis der Reinraumtauglichkeit führte das Fraunhofer Institut<br />
für Produktionstechnik und Automatisierung IPA einen Partikelemissionstest<br />
nach DIN EN ISO 14644-1 durch und zertifizierte die Hubsäule für den Einsatz in<br />
Reinräumen bis zur weltweit gültigen Klasse 4. „Die Entwicklung der Multilift II<br />
Hubsäulen zeigt, dass wir bei RK Rose+Krieger stets flexibel auf Kundenanforderungen<br />
reagieren“, so Lukas Göking abschließend. „Deshalb ist es durchaus denkbar,<br />
dass wir in der Zukunft weitere Varianten auf den Markt bringen werden.“<br />
Bilder: RK Rose+Krieger<br />
www.rk-rose-krieger.com<br />
Die neue Variante mit innenliegendem<br />
Schlitten eignet sich besonders, um Materialhebevorrichtungen<br />
zu realisieren<br />
DIE IDEE<br />
„Wir sagen was wir können, und tun,<br />
was wir sagen! Wir sagen auch, was<br />
wir nicht können, und tun es auch<br />
nicht! – Das ist unser Leitspruch bei<br />
RK Rose+Krieger. Wenn wir ein<br />
neues Produkt entwickeln, anpassen<br />
oder bestehende Lösungen weiterentwickeln,<br />
steht für uns immer die<br />
Anwendung des Kunden im Mittelpunkt.<br />
Unsere Multilift-Produktfamilie<br />
ist ein gutes Beispiel dafür,<br />
wie flexibel wir auf Kundenanforderungen<br />
reagieren und Lösungen<br />
umsetzen. So auch bei unserem<br />
jüngsten Familienzuwachs:<br />
Der Multilift II mit innenliegendem<br />
Schlitten eignet sich als Antriebselement<br />
ideal für Materialhebevorrichtungen.<br />
Neben der soliden<br />
Technik besticht die Hubsäule durch<br />
ihr ansprechendes Design.“<br />
Lukas Göking, Produktmanager für<br />
Hubsäulen und Elektrozylinder bei<br />
RK Rose+Krieger, Minden<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 19
LINEARTECHNIK<br />
VOLLSTÄNDIGE TOOLCHAIN<br />
DAMIT ALLES PASST:<br />
LINEARTECHNIK AUS DEM BAUKASTEN<br />
Mithilfe von Lineartechnik lassen sich viele Transportaufgaben realisieren. Um das<br />
komplexe Zusammenspiel von Lineareinheit, Motor, Getriebe und Steuerung zu<br />
vereinfachen, bieten sich vorkonfigurierte Lösungen wie die von Item an. Dadurch kann<br />
der Aufwand für die Suche und Auslegung der Lineareinheit samt<br />
Antriebskomponenten minimiert werden. Softwaregestützt können die<br />
Lineareinheiten in kürzester Zeit konfiguriert und in Betrieb genommen werden.<br />
Flexible Auswahl und gleichzeitig einfachste Auslegung<br />
und Inbetriebnahme: Mit ihrem Baukasten bietet die Item<br />
Industrietechnik GmbH aus Solingen für nahezu jede<br />
Transportaufgabe die passende Lineartechnik. Dabei<br />
steht dem Anwender eine umfassende Komplettlösung zur Verfügung,<br />
die aus Lineareinheit, Motor, Getriebe und Steuerung<br />
besteht. Integriert sind die Softwareprogramme MotionDesigner<br />
und MotionSoft. Für den Einsatz der selbstlernenden Lineareinheiten<br />
erhält der Kunde eine Auswahl und Zusammenstellung<br />
geeigneter Komponenten und nimmt das Linearsystem<br />
selbst in Betrieb, das nach seinen Anforderungen aufgebaut<br />
und vorkonfiguriert ist.<br />
Anja Ehrmann, Senior Content Manager bei additiv., Montabaur<br />
„Wir erreichen mit unserem Linearsystem eine einfache Dimensionierung,<br />
Handhabung und Inbetriebnahme von Lineartechnik“,<br />
sagt Johannes Sodermanns, Produktmanager Maschinenautomation<br />
bei Item. „Der Anwender muss kein Spezialist für Lineartechnik<br />
oder Steuerungstechnik sein. Die Software integriert Expertenwissen<br />
aus diesen Bereichen.“<br />
MASSGESCHNEIDERT<br />
Motoren, Getriebe, Steuerung und Zubehör: Im MotionDesigner<br />
beschreibt der Anwender seine Transportaufgabe mit den notwendigen<br />
Daten, indem er aus einem Angebot an aufeinander<br />
abgestimmten Komponenten auswählt. Dabei sind auch über<br />
technische Daten hinausgehende Parameter hinterlegt, die in<br />
umfangreichen Berechnungen und Messungen ermittelt wurden.<br />
Das Tool berücksichtigt bei der Auslegung die gewünschte Wiederholgenauigkeit,<br />
die elektrische Versorgung am Einsatzort und<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
LINEARTECHNIK<br />
die Umgebungsbedingungen. Die intelligente Software ermittelt<br />
aus diesen Informationen die optimale Kombination<br />
der Einzelkomponenten. Bis zu zwei Millionen Rechenoperationen<br />
werden dabei durchgeführt. In wenigen Sekunden<br />
liegt das Ergebnis vor und das Tool empfiehlt eine maßgeschneiderte<br />
Lineareinheit. Nützliches Zubehör wird ebenfalls<br />
angezeigt.<br />
SCHNELLE INBETRIEBNAHME<br />
Mit der Software MotionSoft lässt sich das System innerhalb<br />
kürzester Zeit in Betrieb nehmen. Installationssoftware und<br />
Steuerung verwenden die bereits vorhandenen Daten der definierten<br />
Komponenten. Alle Bestandteile sind aufeinander<br />
abgestimmt. Die Software führt die Installation des gesamten<br />
Lineartechnik-Systems selbstständig durch. Denn das Tool<br />
prüft alle verfügbaren, aus dem MotionDesigner importierten<br />
Daten und ermittelt die korrekten Reglereinstellungen<br />
zur automatischen Inbetriebnahme der Lineareinheit. Das<br />
führt zu einer großen Zeitersparnis, da der Anwender die Daten<br />
nicht selbst ermitteln muss. Durch die programmierbaren<br />
Fahrprofile, die sich in der Steuerung speichern lassen,<br />
ist für viele Transportaufgaben kein Einsatz einer SPS erforderlich.<br />
Die Anbindung an eine SPS über die gängigen Feldbus-Schnittstellen<br />
ist aber dennoch möglich.<br />
HÖCHST FLEXIBEL<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<br />
Vorteil ist die umfangreiche Produktdokumentation<br />
mit Montageinformationen, die bei der Nutzung der Automationslösung<br />
mitgeliefert wird. Darüber hinaus verfügt<br />
das System über universelle Schnittstellen, sodass auch<br />
Komponenten anderer Hersteller eingebunden werden können.<br />
Ebenfalls ist die Verbindung mit PC-basierten Engineering-Systemen<br />
wie LabVIEW möglich.<br />
VEREINFACHTE AUSLEGUNG UND<br />
INBETRIEBNAHME<br />
Mit den vorgestellten Softwarelösungen lassen sich Transportaufgaben<br />
schnell und komfortabel in Linearlösungen<br />
abbilden und vorkonfigurierte Lineareinheiten einfach in<br />
Betrieb nehmen. Da der MotionDesigner von Item sämtliche<br />
Daten, technische Parameter und dynamische Anforderungen<br />
berücksichtigt, entsteht innerhalb kürzester Zeit die passende<br />
Lösung, die optimal an die individuellen Bedürfnisse<br />
angepasst ist. Die Komplettlösung wird vorkonfiguriert geliefert<br />
und ist sofort einbaufertig. Mit MotionSoft gelingt die Inbetriebnahme<br />
innerhalb weniger Minuten. Der Einsatz des<br />
Linearsystems erspart dem Anwender demnach viel Aufwand<br />
und Zeit. Der Prozess der Auslegung und Inbetriebnahme<br />
wird so erheblich vereinfacht. Da die frei verfügbare<br />
Online-Software die Komponenten auch auf den tatsächlichen<br />
Bedarf des Projekts abstimmt, ist sichergestellt, dass alle<br />
Aspekte berücksichtigt werden. Eine Überdimensionierung<br />
der Aufgabe wird verhindert und das Risiko der Fehlauslegung<br />
minimiert.<br />
Bilder: Item Industrietechnik<br />
www.item24.com<br />
Individuelle Anforderungen definieren den Aufbau des Automationssystems<br />
und spezifische Steuerungsparameter<br />
DIE IDEE<br />
„Wir möchten Anwender unseres<br />
Linearsystems bei individuellen<br />
Lösungen umfassend unterstützen –<br />
von der Auslegung bis zur Inbetriebnahme<br />
haben wir dafür eine<br />
nahtlose Toolchain. Ob einfache<br />
Linearachse oder komplettes<br />
Mehrachsportal, unser Auswahlund<br />
Auslegungswerkzeug<br />
MotionDesigner führt Anwender<br />
softwaregestützt und mit integriertem<br />
Expertenwissen zuverlässig zur<br />
optimalen Konfiguration seiner<br />
Lösung. Lineareinheit, Motor,<br />
Getriebe und Steuerung werden aus<br />
unserem Lineartechnik-Baukasten<br />
optimal aufeinander abgestimmt.<br />
Ein so vorkonfiguriertes System lässt<br />
sich mit MotionSoft anschließend<br />
einfach und in wenigen Minuten in<br />
Betrieb nehmen und automatisch<br />
parametrieren – auch ohne Spezialkenntnisse<br />
in der Lineartechnik. So<br />
verbinden wir für unsere Kunden<br />
vielseitige Komponenten mit über<br />
30 Jahren Lösungs-Know-how in der<br />
Lineartechnik.“<br />
Johannes Sodermanns, Produktmanager<br />
Maschinenautomation,<br />
Item Industrietechnik GmbH,<br />
Solingen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 21
LINEARTECHNIK<br />
KUGELGEWINDETRIEBE<br />
ZIEL: PRÄZISES UND<br />
PRODUKTIVES ZERSPANEN<br />
Immer schneller, präziser,<br />
robuster, langlebiger: Das sind prägende<br />
Trends in der Antriebstechnik von<br />
Werkzeugmaschinen. Die EMO <strong>2023</strong> wird in<br />
diesem Bereich den Stand der Technik<br />
zeigen. NSK wird auf der Messe in Hannover<br />
Innovationen bei Kugelgewindetrieben,<br />
die auch sehr anspruchsvolle<br />
Anforderungen erfüllen, vorstellen.<br />
Andreas Kropp, Application Engineering Manager<br />
Precision, NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
Der Werkzeugmaschinenbau ist eine zentrale Anwenderbranche<br />
für Kugelgewindetriebe und auch eine sehr anspruchsvolle. Zu<br />
den typischen Einsatzbereichen gehört das Verfahren des<br />
Werkzeugs bzw. der Spindel auf drei Achsen. Die Leistungsmerkmale<br />
der Hauptachsen und damit der ganzen Maschine werden<br />
somit von den Kugelgewindetrieben beeinflusst.<br />
HOHE ANFORDERUNGEN AN LINEARANTRIEBE<br />
Neue Generationen z. B. von CNC-Bearbeitungszentren zeichnen sich<br />
durch immer kürzere Bearbeitungszeiten aus. Sie können auch herausfordernde<br />
Werkstoffe wie Titan oder Faserverbundmaterialien (CFK,<br />
GFK) zerspanen und die Anwender wünschen eine hohe Oberflächengüte<br />
ohne die Notwendigkeit der Nachbearbeitung. Je nach Anwendung<br />
spielen auch die Geräuschentwicklung und das Temperaturniveau<br />
(bzw., damit zusammenhängend, die Reibung) eine Rolle. In jedem<br />
Fall ist die Lebensdauer des Linearantriebs ein Parameter, der für<br />
Anwender zählt.<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
LINEARTECHNIK<br />
01 Die neue High<br />
Durability-Baureihe<br />
weist eine besondere<br />
Oberflächenbehandlung<br />
der Laufbahn<br />
auf und erreicht<br />
damit eine längere<br />
Lebensdauer<br />
02 Eine neue Baureihe von<br />
Kugelgewindetrieben gleicht<br />
„Quadrant glitch“-Fehler bei<br />
der Umkehr der Bewegungs -<br />
richtung selbsttätig aus<br />
OPTIMIERUNG UND WEITERENTWICKLUNG<br />
Welche „Hebel“ gibt es bei den Kugelgewindetrieben, um diese<br />
Faktoren zu beeinflussen? Die innere Konstruktion, zum Beispiel<br />
die Umlenkung der Kugeln, bietet Möglichkeiten der Optimierung.<br />
Die Werkstoffe – vor allem die Verwendung von Spezialstählen<br />
– haben großen Einfluss u.a. auf die Lebensdauer von Kugelgewindetrieben,<br />
ebenso die Oberflächenstruktur bzw. -behandlung<br />
der Laufbahnen. Und da es sich beim Schmierstoff um<br />
einen Konstruktionswerkstoff handelt, der großen Einfluss auf<br />
Lebensdauer, Reibung und Schutz vor ungeplantem Ausfall<br />
nimmt, ist die Schmierung ebenfalls ein entscheidender Faktor.<br />
Auf der EMO <strong>2023</strong> wird NSK mehrere Baureihen von Kugelgewindetrieben<br />
vorstellen, die mit Blick auf die hohen Ansprüche<br />
des Werkzeugmaschinenbaus entwickelt wurden – darunter auch<br />
Neuheiten, die genau die hier beschriebenen Trends adressieren.<br />
Wenn die Temperatursteigerung und damit (über die Längenausdehnung<br />
bei Erwärmung) die wiederholgenaue Positionierung<br />
die „pain points“ des Anwenders sind, bietet sich der Einsatz<br />
einer Messeneuheit an, die sich im Vergleich zu herkömmlichen<br />
Systemen durch eine um 45 % geringere Reibung unterscheidet<br />
– bei gleicher Steifigkeit. Entsprechend geringer ist auch<br />
die Temperaturerhöhung während des Betriebs. Das heißt: Die<br />
wärmebedingte Ausdehnung der Linearachse wird verringert.<br />
Das schafft die Voraussetzung für hohe Wiederholgenauigkeit<br />
beim Positionieren, ohne dass externe Kühlung erforderlich ist.<br />
Zugleich steigert die verringerte Reibung von „Low temperature“-<br />
Kugelgewindetrieben die Energieeffizienz, und das dynamische<br />
Vorspannmoment ist um rund 65 % geringer als das von herkömmlichen<br />
Produkten mit gleicher Steifigkeit.<br />
REIBUNGSSCHWANKUNGEN VERSTEHEN<br />
Zu den Voraussetzungen der hochpräzisen Bearbeitung mit hoher<br />
Oberflächengüte gehört es, dass die Kugelgewindetriebe entsprechend<br />
präzise Bewegungsabläufe vollziehen können. Dabei<br />
müssen die Entwickler insbesondere eine Herausforderung<br />
meistern. Wenn ein Kugelgewindetrieb die Bewegungsrichtung<br />
wechselt, verursachen plötzliche Reibungsschwankungen Bewegungsfehler<br />
mit zwei Spitzen („Second quadrant glitches“), die<br />
Hochleistungs Elektrozylinder<br />
Intelligente Antriebstechnik<br />
mit RACOmatic ®<br />
Ermöglicht Bewegungsprofile<br />
weg- und kraftgesteuert im<br />
Maschinen- und Anlagenbau<br />
SPANNVORRICHTUNGEN<br />
STELLEINRICHTUNGEN<br />
HUBEINRICHTUNGEN<br />
SCHWENKEINRICHTUNGEN<br />
RACO-ELEKTRO-MASCHINEN GmbH<br />
raco.de
LINEARTECHNIK<br />
Durch die Kombination des neuen Kugelgewindetriebs mit der<br />
softwarebasierten Fehlerkompensation können Werkzeugmaschinenhersteller<br />
ihren Kunden eine deutliche Verbesserung der<br />
bearbeiteten Oberflächenqualität ermöglichen – bei kurzen<br />
Durchlaufzeiten. Das eröffnet den Werkzeugmaschinenherstellern<br />
die Möglichkeit, potenziellen Kunden ein Alleinstellungsmerkmal<br />
zu bieten. Ein weiterer Vorteil: Weil das Antriebsmoment<br />
reduziert werden kann, arbeiten die Maschinen energiesparend.<br />
Die Einbaumaße der neuen NSK-Kugelgewindetriebe mit<br />
„Quadrant glitch“-Kompensation sind identisch mit denen herkömmlicher<br />
Produkte, so dass sie 1:1 ausgetauscht werden können.<br />
Die Kugelgewindetriebe werden mit Wellendurchmessern<br />
von 25 bis 63 mm und Steigungen von 5 bis 30 mm erhältlich sein.<br />
Zu den Vorspannungsarten gehören Offset-Vorspannung (Z-Vorspannung)<br />
und Doppelmutter-Vorspannung (D-Vorspannung).<br />
Zu den weiteren EMO-Exponaten und –Neuheiten im Bereich<br />
der Kugelgewindetriebe gehört der High Durability-Kugelgewindetrieb,<br />
der sich von anderen Baureihen durch eine spezielle<br />
Oberflächenbehandlung der Laufbahn unterscheidet. Sie ist besonders<br />
widerstandsfähig gegenüber Verschleiß und ermöglicht<br />
damit längere Wartungsintervalle bzw. eine verlängerte Lebensdauer<br />
– auch und gerade bei Anwendungen mit kurzen Hüben.<br />
Schlieren auf der bearbeiteten Oberfläche hinterlassen können<br />
und somit deren Qualität beeinträchtigen.<br />
Studien zu diesen Quadrantenfehlern haben gezeigt, dass die<br />
erste Spitze durch softwarebasierte Kompensation in der Motorsteuerung<br />
korrigiert werden kann. Die zweite Spitze vollständig<br />
zu kompensieren, ist deutlich schwieriger, da mehr Faktoren zusammenwirken.<br />
NSK hat jedoch eine Lösung gefunden, um auch<br />
diesen Bewegungsfehler auf der mechanischen Ebene deutlich<br />
zu minimieren. Der Schlüssel zu dieser Entwicklung war das genaue<br />
Verständnis für den Mechanismus, der die Reibungsschwankungen<br />
in den Kugelgewindetrieben verursacht.<br />
Mit Hilfe umfassender Simulationen, d.h. durch die Verwendung<br />
eines „digitalen Zwillings“, und eine Reibungsanalyse, wurde<br />
ein neuer Kugelgewindetrieb mit optimiertem Innendesign<br />
entwickelt. Er ermöglicht eine Reduzierung der Reibungsschwankungen<br />
um bis zu 20 % und trägt auch zur Minimierung<br />
von „First quadrant glitch”-Bewegungsfehlern bei. Die Anwender<br />
der Maschinen profitieren hiervon, indem sie bei Hochgenauigkeits-Anwendungen<br />
wie der Bearbeitung von Formen und Werkzeugen<br />
auf nachfolgende Feinbearbeitungsprozesse verzichten<br />
können. Das spart Zeit und Kosten. Außerdem führt die Reduzierung<br />
der Reibung zu nennenswerten Energieeinsparungen.<br />
DEUTLICHE VERBESSERUNG DER<br />
OBERFLÄCHENQUALITÄT<br />
03 Zu den Vorteilen von<br />
Low-Temperature-Kugelgewindetrieben<br />
gehören<br />
verringerte Reibung und hohe<br />
Positioniergenauigkeit<br />
NEUE BAUREIHE FÜR HOCHBELASTETE<br />
ANTRIEBE<br />
Die Baureihe HTF Super Long Life bietet bei hochbelasteten Antrieben<br />
z. B. von Servopressen eine verdoppelte Lebensdauer<br />
und eignet sich für die Substitution von hydraulischen durch<br />
elektromechanische Linearantrieben. Ergänzt wird die HTF-Baureihe<br />
durch die S-HTF-Serie. Bei ihr bewirkt der NSK-eigene<br />
Werkstoff „Tough Steel”, dass die Kugelgewindetriebe unter hohen<br />
Belastungen und bei hoher Verschmutzung eine (im Vergleich<br />
zu herkömmlichen Systemen) bis zu 2,2mal höhere Ermüdungslebensdauer<br />
und eine 1,8mal höhere Tragfähigkeit erreichen.<br />
Sie sind die weltweit ersten Kugelgewindetriebe, bei denen<br />
die Tough Steel-Technologie zum Einsatz kommt.<br />
Bilder: NSK<br />
www.nskeurope.de<br />
DIE IDEE<br />
„Mit dem NSK-Programm stehen<br />
dem Werkzeugmaschinenbau<br />
hochwertige Kugelgewindetriebe<br />
zur Verfügung, deren Eigenschaftsprofil<br />
sich im Hinblick auf die<br />
Anforderungen und die Umgebungsbedingungen<br />
unterscheiden. Wo<br />
auch immer der Anwender seine<br />
Prioritäten setzt – er findet eine<br />
Baureihe, die unter den individuellen<br />
Bedingungen die gewünschte<br />
Performance bringt. Um das zu<br />
erreichen, hat sich NSK bei verschiedenen<br />
wichtigen Parametern<br />
verbessert, darunter Reibung,<br />
softwarebasierte Entwicklung und<br />
verlängerte Lebensdauer durch<br />
verbesserte Oberflächen der<br />
Kugelgewindetriebe.“<br />
Andreas Kropp, Application<br />
Engineering Manager Precision<br />
NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
24 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
DREHGEBER: NEUE „MINIS“ VON FLUX<br />
Absolute Positionsmessung auf<br />
kleinstem Raum: Flux hat seine<br />
Produktreihe „Inductive Rotary<br />
Encoder“ um zwei neue Baugrößen<br />
erweitert – mit noch kleineren<br />
Durchmessern. Die „Minis“ eröffnen<br />
Anwendern eine Vielzahl zusätzlicher<br />
Einsatzmöglichkeiten. Die<br />
Drehgeber werden in Deutschland<br />
und Italien von Servotechnica<br />
vertrieben. Bei den beiden neuen Baugrößen IND-ROT-034 und<br />
IND-ROT-045 geben die Ziffern im Namen den Außendurchmesser<br />
des Gehäuses in Millimetern an. Mit vier Baugrößen in den<br />
Abstufungen 55, 69, 80 und 96 mm unterstützt diese Serie<br />
bereits viele Anwendungen, bei denen herkömmliche Encoder<br />
nicht kompakt genug oder zu ungenau sind. Dank der extrem<br />
flachen Bauweise haben Anwender keinen Mehraufwand bei<br />
der Systemintegration bzw. einen sehr großen Spielraum für<br />
ihre Designs. Maximale Betriebs- und Montagetoleranzen<br />
reduzieren die OEM-Produktionszeit und -kosten.<br />
www.servotecnica.de<br />
ZUKUNFTSWEISEND FÜR DIE ROBOTIK<br />
Die induktiven Drehgeber<br />
KCI 1300 (Singleturn) und<br />
KBI 1300 (Multiturn) hat<br />
Heidenhain speziell für<br />
kompakte Motoren in<br />
Robotern und weiteren<br />
Applikationen entwickelt.<br />
Sie bestehen aus einer<br />
Abtasteinheit und nur<br />
einem Teilkreis zum<br />
Anschrauben oder alternativ einem Teilkreis mit Nabe zum<br />
Aufpressen auf eine Motorwelle. Dafür verfügen sie über eine<br />
Hohlwelle mit 25 mm Durchmesser, eine sehr kurze Bauform<br />
und geringes Gewicht. Gleichzeitig sind sie unempfindlich<br />
gegenüber Verschmutzungen und Magnetfeldern. Die Montage<br />
erfolgt sehr einfach bei großzügigen Toleranzen, ist aber<br />
mechanisch sicher – ebenso wie die Datenübertragung über En-<br />
Dat 2.2 mit Functional Safety. Zusätzlich gibt es die Ausführungen<br />
KCI 1318 FOT bzw. KBI 1335 FOT. Die Fan-out-Technologie<br />
(FOT) spart Bauraum und optimiert die Wärmeabfuhr.<br />
www.heidenhain.de<br />
PROGRAMMIERBARE MINIATURDREHGEBER<br />
FSG Fernsteuergeräte präsentierte auf der iVT Expo <strong>2023</strong> sein Portfolio an Joysticks, Fußpedalgebern,<br />
Seilzugsensoren, Neigungssensoren und Drehgebern. Neben einer Auswahl an Drehgebern,<br />
die für den Einsatz in Baumaschinen relevant sind, zeigte FSG als besonderes Highlight den<br />
Miniatur-Drehgeber MH605-II-MU sowie die Weiterentwicklung des MH609-P in analoger Ausführung<br />
– mit nochmals reduzierter Bauform. Beim MH605-II-MU (Bild) können Anwender den Sensor<br />
per Programmiergerät und Software auf jeden beliebigen Winkelbereich bis 360 ° abgleichen. Der<br />
MH609-P überzeugt mit programmierbarem Rotationswinkel und noch kompakterer Ausführung.<br />
www.fsg-sensors.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2023</strong> im 62. Jahrgang,<br />
ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur: Miles Meier (mm),<br />
Tel.: 06131/992-208,<br />
E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteur:<br />
Felix Berthold, M.A. (be),<br />
Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Anette Fröder, Sonja Daniel, Conny Grothe<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />
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Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />
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Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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Jahresabonnement Ausland: € 175,- (inkl. Versandkosten)<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
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www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 25
ELEKTROMOTOREN<br />
F&E-ZENTRUM<br />
LEISTUNGSNIVEAU EINER KLEINSTADT:<br />
GROSSE ELEKTROMOTOREN TESTEN<br />
Induktionsmotoren bzw. Drehstrom-Asynchronmaschinen sind die treibenden<br />
Kräfte der modernen Welt. Als grundlegender Bestandteil industrieller Systeme<br />
müssen Elektromotoren eine effiziente Leistung erbringen. Der gesamte<br />
Motorbetrieb muss in jeder Phase mit Hilfe von präzisen Werkzeugen und<br />
zuverlässigen Methoden überwacht werden. Um innovative Motorlösungen zu<br />
entwickeln, welche die Anforderungen verschiedener Branchen erfüllen und<br />
sich an spezifische Anwendungen anpassen, wurde im Werk von Emit S.A. in<br />
Żychlin, Polen ein erstklassisch ausgerüstetes Forschungs- und<br />
Entwicklungszentrum gegründet. Emit gehört zur Cantoni-Gruppe.<br />
26 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
ELEKTROMOTOREN<br />
Die moderne Anlage ermöglicht umfassende Prüfungen<br />
von Motoren im Leistungsbereich von 50 kW bis 6 MW<br />
(mit permanenter Leistung von 3 MW, Überlastfähigkeit<br />
bis 4,6 MW und Ersatzprüfung für Motoren bis<br />
6 MW). Das F&E-Zentrum im Werk von Emit S.A. ermöglicht die<br />
Spezifizierung der elektrischen Eigenschaften von Maschinen<br />
und vor allem die genaue Bestimmung ihrer Effizienz.<br />
Durch die präzise Messung von Parametern kann der Betrieb<br />
elektrischer Maschinen optimiert und die potenziell höchste<br />
Energieeffizienz erreicht werden. Dies führt zu einer längeren<br />
Betriebszeit von Geräten, einer Verringerung der Anzahl von<br />
Ausfällen, einer effizienteren Ressourcennutzung und besserem<br />
Umweltschutz.<br />
FORTSCHRITTLICHE TECHNOLOGIE<br />
REGENERATIVES ENERGIE-<br />
SYSTEM SENKT STROMKOSTEN<br />
01 Bereit für deutlich größere Motoren: Geräte mit einem Gewicht<br />
von bis zu 30 t können hier geprüft werden, wobei die 72 m 2 große<br />
Testplatte eine Tragfähigkeit von insgesamt 60 t hat – für den<br />
Transport der schweren Prüflinge stehen zwei Laufkräne zur Verfügung<br />
Das Herz des Forschungs- und Entwicklungszentrums ist ein<br />
System mit modernster Technologie der Frequenzumrichter<br />
Vacon NXP Danfoss Drives. Die Gesamtleistung aller Leistungsmodule<br />
beträgt 15 MW und der daraus erhältliche Gesamtstrom<br />
beträgt 17 kA. Das System ist flüssigkeitsgekühlt und die Gesamtlänge<br />
der Systemschränke beträgt 14 m – einschließlich<br />
Kühlschlangen.<br />
Das Leistungsniveau des gesamten implementierten Systems<br />
entspricht dem Bedarf einer Kleinstadt mit ca. 3.000 Haushalten.<br />
Das System wurde von ELSTA/NEISA in Zusammenarbeit<br />
mit Experten und Ingenieuren von Danfoss entwickelt, entworfen<br />
und integriert.<br />
Das Zentrum nutzt ein regeneratives Energiesystem, das den<br />
Energieverbrauch deutlich reduziert. Energie zirkuliert ständig<br />
im System und nur der Teil, der zum Ausgleich der mit dem Betrieb<br />
verbundenen Verluste erforderlich ist, wird aus dem externen<br />
Netz bezogen. So können große und sehr große Motoren<br />
getestet werden, ohne viel Strom aus dem Netz zu verbrauchen.<br />
Dies senkt die Stromkosten erheblich und wirkt sich positiv auf<br />
die Umwelt aus.<br />
Das Forschungs- und Entwicklungszentrum bietet eine beispiellose<br />
Vielfalt an Testmöglichkeiten. Es kann vollständige<br />
Tests der Elektromotoren durchführen: von Leerlauftests bis zu<br />
Volllasttests, um den Temperaturanstieg und andere überprüfbare<br />
Parameter wie Nennstrom, Leistungsfaktor oder den Wirkungsgrad<br />
zu bestimmen. Der breite Leistungsbereich erlaubt<br />
die Prüfung sowohl sehr kleiner als auch sehr großer Motoren<br />
(von 50 kW bis 6 MW). Und auch hinsichtlich der Versorgungsspannungen<br />
ist eine breite Abdeckung gegeben: Motoren können<br />
bei Nennspannungen von 400 V bis 15 kV geprüft werden.<br />
Das Zentrum ermöglicht Tests sowohl von luftgekühlten<br />
(IC411) als auch von wassergekühlten Motoren (maximaler<br />
Kühlwasserdurchfluss bis zu 550 l/min) sowie von Motoren mit<br />
zwangsgeschmierten Gleitlagern bei einem maximalen Öldurchfluss<br />
bis zu 20 l/min.<br />
BEREIT FÜR GERÄTE BIS 30 T<br />
Die Fähigkeiten im Bereich der physikalischen Eigenschaften<br />
von Maschinen wurden erweitert. Das zulässige Gewicht des zu<br />
prüfenden Geräts wurde auf 30 t erhöht, die Gesamttragfähigkeit<br />
der Testplatte beträgt bis zu 60 t. Durch den Einsatz von<br />
zwei Laufkränen (15 t und 30 t/15 t) und einer 72 m 2 großen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 27
ELEKTROMOTOREN<br />
Ort werden die Motoren mit der Teilentladungsprüfanlage und<br />
der Rotorkäfigprüfanlage analysiert.<br />
02 Das Forschungs- und Entwicklungszentrum in Żychlin, Polen hat<br />
eine Nutzfläche von 1.680 m 2<br />
Testplatte (6 x 12 m) können auf der Anlage deutlich größere Motoren<br />
als bisher geprüft werden.<br />
Das Zentrum wird von 5 Transformatoren gespeist: dem<br />
Haupt-Transformator mit 4 MVA und zusätzlich zwei Mehrstufen-Transformatoren<br />
mit 4,19 MVA und zwei Mehrstufen-Transformatoren<br />
mit 2,6 MVA.<br />
Auch um künftige Standards zu erfüllen, ist das Forschungsund<br />
Entwicklungszentrum bereits hervorragend ausgestattet. Vor<br />
INNOVATIONEN VON HEUTE –<br />
BEREIT FÜR MORGEN<br />
Ziel des Projekts war es, eine Struktur zu schaffen, die den modernen<br />
Anforderungen entspricht und eine umfassende Prüfung<br />
von Elektromotoren ermöglicht, die in verschiedenen Branchen<br />
eingesetzt werden. Modernste Technologie soll auch den Anforderungen<br />
einer sich schnell entwickelnden Welt der Zukunft gerecht<br />
werden.<br />
Das Forschungs- und Entwicklungszentrum ist eines der modernsten<br />
dieser Art in Europa. Es steht nicht nur den Kunden<br />
von Emit zur Verfügung, sondern auch anderen interessierten<br />
Parteien. So können etwa auch Ingenieure aus Bildungseinrichtungen<br />
die Prüfeinrichtungen für Ausbildung und Laborforschung<br />
nutzen. Das Projekt wurde durch die Europäische Union<br />
kofinanziert – im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale<br />
Entwicklung.<br />
Bilder: Cantoni<br />
www.cantonigroup.com<br />
Zahlen und Fakten zum F&E-Zentrum<br />
Technische Details<br />
Testmöglichkeiten<br />
Permanente Leistung<br />
Überlastkapazität<br />
Ersatzprüfung für Motoren<br />
Spannungsbereich der<br />
geprüften Motoren<br />
3 MW<br />
bis zu 4.6 MW<br />
bis zu 6 MW<br />
400 V – 15 kV<br />
Vacon NXP Danfoss Frequenzumrichter<br />
Gesamtstrom<br />
Gesamtleistung<br />
Weitere Parameter<br />
17 kA<br />
15 MW<br />
Testplatte 72 m 2 (6 x 12 m)<br />
Zwei Laufkräne<br />
Zulässiges Gewicht des<br />
einzelnen geprüften Motors<br />
Zulässiges Gewicht der insgesamt<br />
geprüften Maschinen<br />
Kühlwassersystem<br />
Ölschmiersystem<br />
Haupt-Transformator<br />
Mehrstufen-Transformator<br />
Kapazität bis zu 30 t<br />
(15 t und 30 t/15 t)<br />
bis zu 30 t<br />
bis zu 60 t<br />
Regulierter Wasserdurchfluss<br />
bis 550 l/min<br />
Regulierter Öldurchfluss bis<br />
20 l/min<br />
4 MVA<br />
2 x 4.19 MVA<br />
2 x 2.6 MVA<br />
Nutzbare Fläche 1.680 m 2<br />
Kubatur 20.000 m 3<br />
Regeneratives Energiesystem<br />
Erhebliche Reduzierung des<br />
Energieverbrauchs<br />
DIE IDEE<br />
Motoren von Cantoni sind in fast<br />
allen Industriesektoren zu finden,<br />
wie Schifffahrt, Öl und Gas, Chemie,<br />
Bauwesen, Energie usw. Es ist der<br />
Anspruch des Unternehmens, immer<br />
die bestmögliche technische Lösung<br />
zu den günstigsten Bedingungen zu<br />
finden. Die Qualität der Motoren<br />
sorgt für hohe Leistung und Zuverlässigkeit<br />
auch bei den anspruchsvollsten<br />
Anwendungen. Mit dem<br />
erstklassig ausgerüsteten Forschungs-<br />
und Entwicklungs zentrum<br />
im polnischen Żychlin ist Cantoni für<br />
eine große Vielfalt an Motoren und<br />
Anwendungen bestens gerüstet,<br />
auch für künftige Anfor derungen<br />
und Normen. Es ist eines der<br />
modernsten Forschungs- und<br />
Entwicklungszentren dieser Art in<br />
Europa. Durch den Einsatz eines<br />
regenerativen Energiesystems wird<br />
zudem erheblich Energie gespart<br />
und die Umwelt geschont.<br />
Die Energie zirkuliert im System, nur<br />
die Verluste durch den Betrieb<br />
werden über das externe Netz<br />
ausgeglichen.<br />
28 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
1-PHASEN-ASYNCHRONMOTOR ÜBERARBEITET<br />
Mehr Effizienz für einfache Motoren: Der neue 1-Phasen-Asynchronmotor von Nord<br />
Drivesystems entspricht nun der Wirkungsgradklasse IE2 nach der Ökodesign-Verordnung<br />
1781/2019, was eine Verbesserung um eine Klasse bedeutet. Wie bisher ist er in<br />
einem Leistungsbereich von 0,12 bis 1,5 kW einsetzbar. Ein neues elektronisches Relais<br />
ersetzt das bisherige mechanische. Auch das Design wurde aufgefrischt und unter<br />
anderem wurden die Kondensatoren im Klemmkasten untergebracht. Dadurch entspricht<br />
der Motor jetzt der Schutzart IP66 und ist geschützt vor dem Eindringen von<br />
Staub und Wasser. Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing bei Nord, sagt: „Für vergleichsweise<br />
einfache Anwendungen, etwa in mobilen Betonmischern oder Pumpen,<br />
stellt unser überarbeiteter 1-Phasen-Asynchronmotor eine kostengünstige und effiziente<br />
Antriebslösung dar.“ Durch die Zertifizierung nach der europäischen CE-Kennzeichnung, der chinesischen CCC-Norm und<br />
der UKCA-Kennzeichnung aus Großbritannien ist der Motor für den Einsatz in vielen Regionen der Welt zugelassen.<br />
www.nord.com<br />
SHUTTLES FLEXIBEL<br />
FLOTT MACHEN<br />
Driving the world<br />
Kompakt, kraftvoll,<br />
thermisch hoch belastbar<br />
Modulares Antriebssystem für<br />
mehr Flexibilität: Ebm-Papst<br />
bietet für Shuttle-Fahrzeuge eine<br />
breite Auswahl an Motoren,<br />
Regelelektroniken, Getrieben,<br />
Brems- und Sensormodulen. Als<br />
treibende Kraft der Shuttles sind<br />
Antriebssysteme gefragt, die<br />
hohe Anforderungen hinsichtlich<br />
Dynamik, Positioniergenauigkeit<br />
sowie Lebensdauer erfüllen und<br />
trotz kompakter Abmessungen<br />
drehmomentstark sind. Die<br />
elektronisch kommutierten<br />
ECI-Motoren von Ebm-Papst<br />
decken in den Baugrößen 42, 63<br />
und 80 mm den Dauerleistungsbereich<br />
von 30 bis 750 W ab. Für<br />
die notwendige Untersetzung der<br />
schnelldrehenden Innenläufer<br />
sorgen dann unterschiedliche,<br />
auf die Antriebe abgestimmte<br />
Getriebe, die sich auch mit den<br />
Außenläufermotoren der<br />
Baureihe VDC kombinieren<br />
lassen. Letztere decken bei kleinstem<br />
Bauraum den Leistungsbereich<br />
bis 125 W ab. In Shuttles ist<br />
der Bauraum für den Teleskopantrieb<br />
meist besonders knapp<br />
bemessen. Hier findet bspw. der<br />
Außenläufermotor VDC 49.15<br />
einen typischen Einsatzbereich.<br />
www.ebmpapst.com<br />
Planetengetriebe der Generation P2.e<br />
Die Planetengetriebe der Generation P2.e mit innovativer Mantelstrom-Luftkühlung<br />
und Direktmotorbau sind Teil unseres umfassenden Antriebstechnik-Portfolios.<br />
Die koaxialen Industriegetriebe sind für den Übersetzungsbereich 15,2 – 332<br />
verfügbar und decken den Drehmomentbereich von 24,8 bis 124 kNm ab.<br />
Ihre Vorteile auf einen Blick:<br />
• kompakt<br />
• flexibel<br />
• maximal leistungsfähig<br />
www.sew-eurodrive.de/planetengetriebe-p2e
DREHGEBER<br />
MINIATURISIERUNG<br />
EINBAUFERTIGER<br />
36-BIT-KNIRPS<br />
DIE IDEE<br />
Die PWB Encoders GmbH aus Eisenach ist ein Spezialist<br />
für besonders kompakte Inkremental- und Absolutwertgeber.<br />
Der Winzling AEM30 gehört nach eigenen Angaben derzeit<br />
vermutlich zu den kleinsten Multiturn-Drehgebern<br />
überhaupt. Aufgrund seiner Leistungswerte eröffnet er dem<br />
Antriebs- und Steuerungstechniker einen großen Spielraum,<br />
um miniaturisierte Motion-Control- und Motor-Feedback-<br />
Systeme zu realisieren und hohe Anforderungen an die<br />
Präzision und Zuverlässigkeit zu erfüllen.<br />
Auflösungen von bis zu 36 Bit bei Drehzahlen von bis zu 10.000 U/min und<br />
eine Dauerlauf-Tauglichkeit für 16 Mio. Umdrehungen und mehr – das<br />
sind nur einige Parameter, die Auskunft geben über die Leistungsfähigkeit<br />
des AEM30 Minidrehgebers von PWB Encoders. Umso erstaunlicher<br />
erscheinen diese Werte angesichts der geringen Dimensionen des Absolutwertgebers.<br />
„Mit seinen Abmessungen von gerade einmal 42,5 x 31,0 x 23,9 mm und einem<br />
Gewicht von nur 37 g dürfte er weltweit zu den kleinsten und leichtesten seiner<br />
Art gehören“, sagt Entwicklungsleiter Stephan Roppel.<br />
Mit dem ultrakompakten Multiturn-Drehgeber (mit elektronischem Getriebe)<br />
reagiert der Hersteller unter anderem auf die steigende Nachfrage nach besonders<br />
platzsparenden Drehgebern, mit denen sich miniaturisierte Motion-Controlund<br />
Motorfeedback-Lösungen realisieren lassen.<br />
Ob für den Einsatz in der Optoelektronik und Medizintechnik sowie in der Robotik,<br />
in der industriellen Automatisierung und im Automobilbau: Konstrukteure<br />
integrierter Antriebs- und Steuerungssysteme stehen zunehmend unter Druck,<br />
ihre Baugruppen immer kleiner und leichter auszulegen. Die Miniaturisierung<br />
Julius Moselweiß, Freier Fachjournalist, Darmstadt<br />
„Mit unseren Minidreh gebern und<br />
anderen Produkten verstehen wir<br />
uns als Ideengeber für Innovationen.<br />
Unser Knirps, der hochauflösende<br />
36 Bit-Multiturn-Drehgeber mit<br />
robuster magnetischer Abtastung<br />
erfüllt hohe Anforderungen hinsichtlich<br />
Präzision und Zuverlässigkeit.<br />
Gleichzeitig war es unser<br />
Anspruch, mit dem derzeit vermutlich<br />
kleinsten Multiturn-Drehgeber-<br />
Kit konkrete Antworten auf die<br />
konstruktiven Herausforderungen<br />
durch die rasant fortschreitende<br />
Miniaturisierung bei integrierten<br />
Antriebs- und Steuerungssystemen<br />
zu geben, wie sie etwa in der<br />
Robotik oder Medizintechnik zu<br />
finden sind. Moderne Encoder-<br />
Schnittstellen erlauben dabei<br />
eine einfache Integration und die<br />
Überwachung wichtiger Kenngrößen,<br />
wie zum Beispiel für<br />
Condition Monitoring.“<br />
Stephan Roppel, Leiter Entwicklung,<br />
PWB encoders GmbH, Eisenach<br />
30 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
DREHGEBER<br />
darf jedoch weder auf Kosten der Messgenauigkeit noch auf<br />
Kosten der Zuverlässigkeit gehen: PWB Encoders liefert den<br />
Multiturn-Absolutwertgeber AEM30 deshalb mit einer Auflösung<br />
von 36 Bit und mit magnetischer Abtastung, die dank<br />
mehrfach-differentieller Feldabtastung über eine sehr hohe<br />
Störfestigkeit verfügt. Untergebracht ist das alles in einem<br />
schock- und vibrationsstabilen Kunststoffgehäuse. Ebenfalls erwähnenswert:<br />
Der Knirps verfügt über einen ESD-Schutz bis<br />
600 W und kann bei Temperaturen von - 40 °C bis + 85 °C eingesetzt<br />
werden.<br />
HIGH-SPEED-LÖSUNG MIT<br />
MARATHON-AUSDAUER<br />
Der AEM30 liefert Positionsdaten in Echtzeit und eignet sich<br />
auch für Hochgeschwindigkeitsanwendungen, die in rauen<br />
Umgebungen agieren müssen. Er kann sowohl für Aufgaben der<br />
absoluten Positionierung verwendet werden als auch für das<br />
Motion Controlling von bürstenlosen Servoantrieben und<br />
Schrittmotoren. Mit seiner Auslegung für bis zu 16 Mio. Umdrehungen<br />
und dem nach EN ISO 13840-1 berechneten MTTFd-<br />
Wert von 200 Jahren vermag sich der AEM30 auch in Langzeit-<br />
Applikationen zu behaupten. Der MTTFd-Wert (Mean Time To<br />
Failure, dangerous) ist eine statistische Größe und gibt die mittlere<br />
Zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall an.<br />
FLEXIBLE SCHNITTSTELLEN,<br />
EINFACHE MONTAGE<br />
Der AEM30 lässt sich im Singleturn-Modus bis zu einer Auflösung<br />
von 12 Bit (4.094 Positionen) und im Multiturn-Modus bis<br />
zur Auflösung von 24 Bit (16.777.216 Umdrehungen) betreiben.<br />
Seine Datenübertragungsrate liegt bei bis zu 10 mBit/s. Der Signalfluss<br />
(und die Stromversorgung) erfolgen über einen achtpoligen<br />
Molex-Stecker. Der Drehgeber ist wahlweise mit den<br />
Schnittstellen SSI, BiSS oder SPI konfigurierbar. Anwender können<br />
ihn somit flexibel in unterschiedliche steuer- und regeltechnische<br />
Umgebungen einbinden.<br />
Der AEM30 ist ein lagerlose Hohlwellen-Drehgeber. Er kann<br />
an Wellen mit Durchmessern von bis zu 6,35 mm angebracht<br />
werden. Das einbaufertige Kit-System inklusive Befestigungsflansch,<br />
Zentrierbuchse und Nabe lässt sich sehr einfach und<br />
schnell montieren – zum Beispiel direkt am Motorflansch. Die<br />
Nullposition kann nach dem Anbau frei justiert werden. Über<br />
die Schnittstellen des Encoders lässt sich seine Drehrichtung<br />
einstellen. „Hierüber kann der Nutzer verschiedene Indikatoren<br />
überwachen, auswerten und protokollieren. Die Magnet-<br />
Feldstärke, der Energiestatus oder die Drehzahl des AEM30<br />
sind einige Beispiele“, erläutert Stephan Roppel. Passend zum<br />
Drehgeber gibt es ein Modul zum Anschluss an einen PC und<br />
eine Software zur Kalibrierung.<br />
AEM30: Der Lagerlose<br />
Hohlwellen-Drehgeber<br />
für Wellen mit<br />
Durchmessern von bis<br />
zu 6,35 mm kann mit<br />
Auflösungen von bis zu<br />
12 Bit Singleturn oder<br />
24 Bit Multiturn<br />
betrieben werden<br />
Sein kompaktes Design verdankt der Mini-Drehgeber AEM30<br />
von PWB Encoders dem Einsatz eines elektronischen Getriebes<br />
und einer konsequenten Bauteilereduktion. So kommt dieser<br />
Absolutwertgeber mit erheblich weniger Bauteilen aus als viele<br />
andere Encoder dieser Leistungsklasse. Im direkten Vergleich<br />
zu Multiturn-Drehgebern mit mechanischem Getriebe liegt die<br />
Bauteilereduktion laut Hersteller bei etwa zehn Prozent. Zudem<br />
erfolgt der Anbau ohne Stator- oder Wellenkupplung. Mit den<br />
damit verbundenen Möglichkeiten der Bauraumoptimierung<br />
eröffnet das AEM30 dem Anwender auch Potenziale für innovative<br />
Konstruktionen im Apparate- und Gerätebau. Es dürfte derzeit<br />
nur wenige Multiturn-Drehgeber auf dem Weltmarkt geben,<br />
die eine vergleichbare Kombination von technischer Leistung<br />
und kompakter Bauweise bieten wie der AEM30. Die große<br />
Stärke von PWB Encoders liegt dabei in der Umsetzung individueller<br />
Kundenlösungen: Für Anwender des kleinen Hohlwellen-Drehgebers<br />
erschließen sich dadurch vielfältige Möglichkeiten<br />
der bedarfsgerechten Modifikation und Konfiguration.<br />
Bilder: PWB Encoders, kazy – stock.adobe.com, mpanch – stock.adobe.com<br />
www.pwb-encoders.com<br />
MEHR RAUM FÜR INNOVATIONEN
SPECIAL: ELEKTROMOTOREN UND UMRICHTERTECHNIK<br />
DEZENTRALE SERVOANTRIEBE<br />
PRODUKTIVITÄTSSPRUNG<br />
BEIM BÜRSTENBINDEN<br />
Die industrielle Fertigung von Besen und Bürsten unterscheidet sich<br />
nicht wesentlich von der klassischen Handarbeit. Maschinen arbeiten<br />
nur schneller − für den italienischen Maschinenbauer Borghi S.p.A. aber immer<br />
noch zu langsam. Im Rahmen des Moon-Projekts schaffte man<br />
einen deutlichen Produktivitätssprung. Dazu wurde ein komplett neuer<br />
Fertigungsablauf entwickelt und mit PC-based Control und dem<br />
dezentralen Servoantriebssystem AMP8000 auf Basis von EtherCAT P realisiert.<br />
Dirk Hansen, Senior Produktmanager Antriebstechnik, Beckhoff Automation, Verl<br />
01<br />
Auf den ersten Blick sind es alltägliche Gegenstände – Besen<br />
und Bürsten in den verschiedensten Formen, Materialien<br />
und Farben für den privaten wie industriellen<br />
Gebrauch. Die Bandbreite an Materialien und Abmessungen<br />
ist dementsprechend groß und reicht von kleinen Bürsten<br />
aus Stahl, Polypropylen, Rosshaar oder Tampico bis hin zu<br />
großen Walzen für Straßenreinigungsfahrzeuge. Wer wie Borghi<br />
Besen, Bürsten und Wischmopps in hoher Stückzahl mit Präzision<br />
und Qualität wirtschaftlich produzieren will, benötigt deshalb<br />
modernste Produktionstechnologie.<br />
Die Wurzeln von Borghi, mit Sitz in Castelfranco Emilia (Modena),<br />
reichen bis in das Jahr 1948 zurück – rund 75 Jahre Expertise<br />
in diesem spezifischen Segment. Heute produziert Borghi in<br />
mehreren Niederlassungen, z. B. in Brasilien, China, Indien, Polen<br />
und Spanien. Hinzu kommen Vertriebsbüros in strategisch<br />
wichtigen Regionen wie Asien, Europa und den USA. „Borghi ist<br />
heute eine internationale Gruppe, bei der mehr als 250 Mitarbeiter<br />
nicht nur mit der Produktion von Maschinen beschäftigt sind,<br />
sondern auch mit der Montage von Schaltschränken, dem Formenbau<br />
und vielem mehr“, sagt der Vorsitzende Paolo Roversi<br />
und betont: „Hinter den Produkten großer Bürsten- und Besenmarken<br />
verbirgt sich oft die Arbeit einer unserer Maschinen.“<br />
JEDE SEKUNDE ZÄHLT<br />
Bei der Herstellung eines Besens ist die Bürste das wichtigste Element.<br />
Bürsten bestehen aus mehreren Faserreihen, die zu einer<br />
sogenannten „Latte“ gefädelt sind. Diese können nicht nur völlig<br />
unterschiedliche Geometrien aufweisen, sondern auch aus ver-<br />
02<br />
01 Das dezentrale Anschlusskonzept auf Basis von EtherCAT P<br />
und die kompakten Servoantriebe AMP8000 sparen wertvollen<br />
Platz in der Maschine<br />
02 Neues Maschinenkonzept von Borghi auf Basis flexibler<br />
Bearbeitungsrevolver und dem dezentralen Servoantriebssystem<br />
AMP8000 mit Versorgungsmodulen AMP8620<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
schiedenen Materialien bestehen. Um beispielsweise synthetische,<br />
natürliche und metallische Fasern auf einer Anlage verarbeiten<br />
zu können, ist eine sehr hohe Flexibilität erforderlich.<br />
Der klassische Zyklus der Bürstenherstellung beginnt mit der<br />
Zuführung der Grundplatten, die nach dem Einlegen in die Bohrstation<br />
geschickt werden. In der nächsten Phase werden die Büschel<br />
in die gebohrten Platten eingelegt und anschließend zugeschnitten.<br />
Als letzter Schritt folgt das Ablegen des fertigen Produkts.<br />
Dieser letzte Bearbeitungsschritt fällt fast immer mit dem<br />
Einlegen der nächsten Grundplatte zusammen. Ein neuer Zyklus<br />
beginnt.<br />
Beim Übergang zwischen den verschiedenen Bearbeitungsschritten<br />
müssen die Bewegungsachsen der Arbeitsstationen immer<br />
kurz anhalten und das Halbzeug zur nächsten Station durchlassen.<br />
Dies ist eine wesentliche Produktivitätsbremse. Kurz anhalten<br />
heißt: Ein Stopp von typischerweise 2 bis 3 s Dauer. Was<br />
sich nach wenig anhört, bedeutet bei einem kompletten Zyklus<br />
von etwa 15 s einen Produktivitätsverlust von rund 20 %. Gleichzeitig<br />
bergen diese Zwangspausen ein enormes Potenzial für Produktivitätssteigerungen.<br />
PAUSENZEITEN ELIMINIEREN<br />
Genau hier setzte das Moon-Projekt von Borghi an: Leistung und<br />
Effizienz der Maschinen sollten optimiert werden. „Mit unserer<br />
neuen Maschinengeneration wollten wir mit dem klassischen<br />
Der Leistungsstarke<br />
SD4M mit Drei-Level-Technologie<br />
Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
bis 2.000 Hz bzw. im Leistungsbereich bis 470 kVA<br />
Kundenspezifische<br />
Lösungen möglich<br />
www.sieb-meyer.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 33
SPECIAL: ELEKTROMOTOREN UND UMRICHTERTECHNIK<br />
Bei der dezentralen Stromversorgung spielt das Versorgungsmodul<br />
AMP8600 eine Schlüsselrolle: Ein IP65-geschütztes Netzteil<br />
je Revolver reicht aus, um dessen fünf Antriebe über EtherCAT P<br />
mit Leistung und Kommunikation zu versorgen. Der geringe<br />
Platzbedarf der Servoantriebe AMP8000, die geringe Baugröße<br />
und die Flexibilität des dezentralen Versorgungsmoduls sowie<br />
der minimale Verdrahtungsaufwand durch EtherCAT P waren essenziell,<br />
um die Anforderungen in Bezug auf Kompaktheit, Leistung<br />
und Zuverlässigkeit der Maschine zu erreichen.<br />
„Bei der Implementierung des innovativen Automatisierungskonzepts<br />
waren wir nie allein“, berichtet Paolo Roversi: „Die Vor-<br />
Ort-Betreuung durch Beckhoff-Experten hat alles erleichtert.<br />
Und da wir einen einzigen Projektpartner hatten, der die gesamte<br />
Automatisierung vom Bedienpanel bis zum Antrieb beisteuert,<br />
waren die früher mit mehreren Zulieferanten auftretenden Kompatibilitätsprobleme<br />
kein Thema.“<br />
Der konsequent dezentrale Ansatz wirkt sich auch auf die Stellfläche<br />
positiv aus: Rund 50 % der Leistungselektronik ist direkt an<br />
der Maschine untergebracht. Trotz der insgesamt 45 Achsen ist<br />
der Schaltschrank der Maschine sehr kompakt und bietet ausreichend<br />
Platz für den CX2040, die EtherCAT-Klemmen und weitere<br />
Servoverstärker der AX8000-Reihe. Paolo Roversi sagt: „Dieses<br />
Konzept hat zu erheblichen Einsparungen bei Kosten, Material,<br />
Platz und Montageaufwand geführt.“<br />
03 Rund die Hälfte der Servoantriebe wird weiterhin über das<br />
Multiachs-Servosystem AX8000 angesteuert<br />
Schema der Phasenwechselzyklen brechen und ein Maschinenkonzept<br />
entwickeln, das kontinuierlich arbeiten kann“, erläutert<br />
Paolo Roversi den optimierten Ansatz in der Bürstenproduktion.<br />
Dies erfordere ein komplett anderes Maschinenkonzept und einen<br />
Automatisierungsanbieter, der diese hohe Komplexität zuverlässig,<br />
deterministisch und sicher lösen könne. Nach Bewertung<br />
verschiedener Automatisierungskonzepte fiel die Wahl auf<br />
Beckhoff. Dessen Automatisierungslösungen haben die Umsetzung<br />
des Konzepts laut Paolo Roversi erst möglich gemacht – insbesondere<br />
das dezentrale Servoantriebssystem AMP8000 und<br />
EtherCAT P.<br />
Um den kontinuierlichen Betrieb der Maschine zu ermöglichen,<br />
musste die Mechanik zu einem großen Teil neu entwickelt<br />
werden. Kernelement sind vier kleine, unabhängige Bearbeitungsrevolver,<br />
welche die Platten ohne Unterbrechung von einer<br />
Bearbeitungsphase zur nächsten übergeben. Jeder Bearbeitungsrevolver<br />
lässt sich über fünf Servoantriebe flexibel auf die<br />
Formate der zu bearbeitenden Platten positionieren. Dieses<br />
Konzept erfordert eine kompakte und leistungsfähige Antriebstechnik:<br />
dezentrale Servoantriebe AMP8000 mit integrierter<br />
Leistungselektronik. Über eine einzige EtherCAT P-Leitung erfolgt<br />
der Anschluss von Energie und Kommunikation, einschließlich<br />
Safety. Das spart nicht nur Platz an den Revolvern,<br />
sondern auch Gewicht.<br />
OPTIMIERTER PLATZBEDARF<br />
BEREIT FÜR INDUSTRIE 4.0<br />
Mittlerweile gibt es keine Maschine mehr, die nicht im Hinblick<br />
auf Industrie 4.0 entwickelt wurde und über entsprechende Konnektivität<br />
und Sensorik verfügt. Auch in dieser Hinsicht hat<br />
Beckhoff mit TwinCAT 3 laut Paolo Roversi die Programmierung<br />
mit der für Borghi neuen, durchgängig standardisierten Architektur<br />
vereinfacht: Hinzu kommt, dass gleichzeitig viel Raum für<br />
künftige Erweiterungen, für die Entwicklung neuer Modelle und<br />
für die OT/IT-Integration gelassen wird. PC-based Control von<br />
Beckhoff bietet dafür ein hohes Maß an Skalierbarkeit und ermöglicht<br />
die einfache Integration mehrerer Steuerungen und des<br />
HMI in einer einzigen Standard-Hardware.<br />
Bilder: Beckhoff, Borghi<br />
www.beckhoff.com<br />
www.borghi.com<br />
DIE IDEE<br />
„Hinter den Produkten großer<br />
Bürsten- und Besenmarken verbirgt<br />
sich oft die Arbeit einer Maschine<br />
von Borghi. Beim Übergang zwischen<br />
den verschiedenen Bearbeitungsschritten<br />
einer Bürste müssen<br />
die Bewegungsachsen der Arbeitsstationen<br />
immer wieder kurz<br />
anhalten, um das Halbzeug zur<br />
nächsten Station durchzulassen. In<br />
unserem Moon-Projekt ist es uns<br />
nun gelungen, diese wesentliche<br />
Produktivitätsbremse zu lösen und<br />
einen kontinuierlichen Prozess zu realisieren.<br />
Möglich wurde dies durch<br />
ein neuartiges Konzept mit PC-basierter<br />
Automatisierung und<br />
dezentraler Servo<strong>antriebstechnik</strong><br />
und, nicht zuletzt, durch die<br />
kompetente Unterstützung bei der<br />
Implementierung durch Beckhoff als<br />
Technologiepartner, der die komplette<br />
Automatisierung von den<br />
Antrieben bis zum Bedienpanel<br />
beisteuerte, einschließlich Safety.“<br />
Paolo Roversi, Vorsitzender bei<br />
Borghi S.p.A., Castelfranco Emilia<br />
(MO), Italien<br />
34 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
PER SIMULATION SCHNELLER IN DEN<br />
PRODUKTIVBETRIEB<br />
KEB stellt<br />
Simulationsmodelle<br />
für die<br />
virtuelle<br />
Inbetriebnahme<br />
von<br />
Frequenzumrichtern<br />
ab<br />
sofort im<br />
Twinstore<br />
bereit. Die<br />
Dauer der realen Produktivsetzung soll sich um bis zu<br />
90 Prozent reduzieren lassen. Etwaige Programmierfehler<br />
werden bereits bei der virtuellen Inbetriebnahme<br />
erkannt und können frühzeitig behoben werden.<br />
„Mit den Simulationsmodellen der Combivert F6 und<br />
S6 Drive Controller können unsere Kunden die reale<br />
Inbetriebnahme bestmöglich vorbereiten. Es ist vorab<br />
kein zusätzlicher Aufbau von aufwendigen Testanlagen<br />
mehr notwendig“, so Tobias Wenneker, Produktmanager<br />
Drives. Im TwinStore bereitgestellte Modelle<br />
können in die Software ISG-virtuos eingebunden und<br />
in vorhandene Maschinenmodelle integriert werden.<br />
So erweitern Maschinen- und Anlagenbauer ihre<br />
digitalen Zwillinge in kurzer Zeit mit Simulationsmodellen<br />
von KEB-Komponenten. Die Firmware-Simulationsmodelle<br />
der Drive Controller beinhalten unter<br />
anderem das detailgetreue Verhalten der internen<br />
Rampengeneratoren.<br />
www.keb-automation.com<br />
ELEKTROANTRIEBE FÜR LAGERFAHRZEUGE<br />
Im Bereich der<br />
Lagertechnikgeräte<br />
stellt Bonfiglioli<br />
den lenkbaren<br />
Antrieb EL09 vor.<br />
Er eignet sich für<br />
Gabelhubwagen,<br />
Stapler und<br />
Schubmaststapler. Die integrierte Multifunktionseinheit ermöglicht die<br />
Kontrolle über Beschleunigung, Lenkung und Bremsen und sorgt für<br />
eine hohe Manövrierfähigkeit auf engstem Raum sowie eine geringe<br />
Geräuschentwicklung. Für die Produktion hat das Unternehmen in eine<br />
hochautomatisierte Montagelinie investiert, die eine hohe Qualität<br />
und Prozesswiederholbarkeit sicherstellt. Das Modell BlueRoll rundet<br />
das Angebot in diesem Bereich ab und macht Bonfiglioli nach eigenen<br />
Angaben zu einem „Full Line Supplier“ für mobile Intralogistikmaschinen.<br />
Sein kompaktes und energieeffizientes Design ermöglicht einen<br />
langen Betriebszyklus und macht BlueRoll zu einer effizienten Antriebsplattform<br />
für „Automated Guided Vehicles“ (AGV) und „Autonomous<br />
Mobile Robots“ (AMR). Das modulare Antriebssystem ist in den<br />
Modellversionen Basic, Advance und Compact verfügbar. Ein Radgetriebe<br />
kann in einer der drei verfügbaren Größen mit einem Gewicht von<br />
360 bis 1.020 kg belastet werden. Die Geschwindigkeit ist einstellbar –<br />
bis zu 2 m/s.<br />
www.bonfiglioli.com<br />
MESSWERTGEBER INDIVIDUELL<br />
ZUSAMMENSTELLEN<br />
Für jede<br />
Anforderung die<br />
passende<br />
Kombination<br />
bietet die<br />
modulare Reihe<br />
von Messwertgebern<br />
Vaisala<br />
Indigo. Die<br />
Sonden können<br />
einfach am Messwertgeber montiert werden, und das<br />
System ist einsatzbereit. Diese lassen sich leicht<br />
austauschen, sodass verschiedene Parameter<br />
gemessen werden können. Mit einem Messwertgeber<br />
können z. B. die Einlass- und Auslassbedingungen<br />
eines Prozesses oder auch verschiedene Parameter<br />
gleichzeitig gemessen werden, wie CO 2<br />
, Feuchte,<br />
Taupunkt, Temperatur oder verdampftes Wasserstoffperoxid.<br />
Die neueste Entwicklung in der Indigo-Plattform<br />
ist die Indigo-510-Familie. Sie sind mit Touchscreen-Display<br />
aus chemisch verstärktem Glas zur<br />
lokalen Datenvisualisierung erhältlich. Aber auch<br />
Messwertgeber ohne Display sind im Angebot. Die<br />
Messwertgeber bieten erweiterte Optionen für den<br />
Messsondenanschluss, die Versorgungsspannung und<br />
die Verkabelung. Erhältlich sind sie bei Cik Solutions.<br />
www.cik-solutions.com<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 35
SPECIAL: ELEKTROMOTOREN UND UMRICHTERTECHNIK<br />
INDUSTRIEGETRIEBE UND FREQUENZUMRICHTER<br />
GANZHEITLICHE ANTRIEBSLÖSUNGEN:<br />
ENERGIEEFFIZIENZ IM SYSTEM GEDACHT<br />
Bei Industriegetrieben<br />
zählte bisher vor allem die<br />
Funktionalität. Schließlich<br />
sind Energie-Einsparpotenziale<br />
geringer als bei Massen an Elektround<br />
Getriebemotoren, wie sie etwa<br />
in der Fördertechnik im Einsatz sind.<br />
Doch auch bei den Schwergewichten<br />
rückt Ressourceneffizienz mit Blick auf<br />
Nachhaltigkeitsziele und steigende Energie- und<br />
Rohstoffpreise in den Vordergrund. Anwendungs spezifische<br />
Antriebe wie zum Beispiel mit vertikalen Getrieben und eine<br />
intelligente Steuerung sind die Lösung, wie der Beitrag von<br />
Sumitomo Drive Technologies aufzeigt.<br />
Kris Herijgers, Business Development Manager,<br />
Sumitomo Drive Technologies, Antwerpen<br />
Bei Sumitomo Drive Technologies ist man davon überzeugt:<br />
Jeder Anwendungsfall bietet eine ganz eigene Möglichkeit,<br />
um Energie und Ressourcen zu sparen. Für Mischer,<br />
Pulper, Toaster, Oberflächenbelüfter, Kühltürme<br />
oder luftgekühlte Kondensatoren eignen sich vor allem vertikale<br />
Antriebslösungen. Diese typischen Industrie-Anwendungen stellen<br />
große Herausforderungen für Getriebe dar, was die Schmierung,<br />
Kühlung und Belüftung betrifft. Zudem wirken hier wesentlich<br />
größere äußere Kräfte auf die Welle und sie muss hohe Torsions-,<br />
Axial- und Radialkräfte aufnehmen können.<br />
VERTIKALE GETRIEBE ALS NACHHALTIGE<br />
LÖSUNG<br />
Dreht man ein Standardgetriebe, das für horizontale Anwendungen<br />
konstruiert wurde, um 90 °, ist dies häufig technisch und für<br />
die Wartung nachteilig. Eine effizientere Lösung sind Getriebe,<br />
die speziell für diesen Anwendungsfall konstruiert sind.<br />
Vertikale Industriegetriebe zeichnen sich durch einen vergrößerten<br />
Lagerabstand an der Abtriebswelle im Gussgehäuse aus.<br />
Spezielle Schmiersysteme mit zuverlässiger mechanischer Pumpe<br />
passen das Getriebe optimal an die jeweilige Anwendung an.<br />
Da keine zusätzlichen Konstruktionselemente zur Aufnahme<br />
größerer Lasten erforderlich sind, entfallen Schnittstellen und<br />
Leckage-Risiken. Durch den standardmäßigen Einbau einer<br />
Steigrohr-Lösung kommt das Getriebeöl nicht mit dem Wellendichtring<br />
der Abtriebswelle in Berührung – ein leckagefreier Betrieb<br />
wird sichergestellt.<br />
Eine horizontale Teilfuge ermöglicht den leichten Zugang zu<br />
den Innenteilen des Getriebes, ohne Öl ablassen zu müssen. In<br />
Kombination mit geschliffenen Verzahnungen mit spezieller Verzahnungsgeometrie<br />
und hohem Wirkungsgrad ergibt sich ein<br />
hocheffizientes Getriebekonzept.<br />
ABGESTIMMTES ZUSAMMENSPIEL<br />
Besonders energieeffizient sind Industriegetriebe, wenn sie mit<br />
Motoren mit hohem Wirkungsgrad sowie Frequenzumrichtern<br />
kombiniert werden. Die Energieeffizienz ergibt sich dabei nicht<br />
nur aus den einzelnen Komponenten, sondern aus deren aufeinander<br />
abgestimmten Zusammenspiel.<br />
Es gibt viele Gründe für den Einsatz von Frequenzumrichtern:<br />
Sie erleichtern die Prozesssteuerung im Maschinenbetrieb, reduzieren<br />
den Einschaltstrom für einen kontrollierten Start und verringern<br />
Lärm sowie Verschleiß. Einer der wichtigsten Vorteile ist<br />
jedoch, dass sie den Energieverbrauch deutlich senken können.<br />
Reduziert man die Drehzahl eines Motors mithilfe eines Frequenzumrichters,<br />
sinkt mit ziemlicher Sicherheit auch der<br />
36 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
01 Vertikales Getriebe<br />
in einem Nass -<br />
kühlturm-Antrieb<br />
02 Optidrive Eco:<br />
Frequenzumrichter für<br />
Lüfter- und Pumpenanwendungen<br />
Stromverbrauch. Zudem verringert der Betrieb eines Umrichters<br />
mit Vektorregelung den Energieverbrauch, da der Umrichter die<br />
Spannung und Frequenz kontinuierlich anpasst, um den Motorbetrieb<br />
zu optimieren. Dies ist besonders nützlich bei Lasten mit<br />
EINSPARUNGEN SIND AUF DEM<br />
INVERTER-DISPLAY ABLESBAR<br />
konstantem Drehmoment, da es auch die beste Leistung bringt.<br />
Wie sehr sich der Energieverbrauch reduziert, lässt sich direkt auf<br />
dem Display des Inverters ablesen.<br />
Am meisten bezahlt machen sich Frequenzumrichter bei Lasten<br />
mit variablem Drehmoment. Bei einer Vielzahl von Ventilatoren<br />
und vielen Pumpentypen steigt das Drehmoment im Quadrat<br />
der Drehzahl. Wenn die Drehzahl einer Pumpe oder eines Lüfters<br />
sich um 10 % verringert, sinkt der Stromverbrauch um etwa 25 %.<br />
Bei einer Verringerung der Drehzahl um 20 % kann der Energieverbrauch<br />
nahezu halbiert werden. Dadurch amortisiert sich die<br />
Investition nicht erst nach Jahren, sondern bereits innerhalb weniger<br />
Monate.<br />
INTELLIGENT ENERGIE SPAREN<br />
Die Invertek-Optidrive-Frequenzumrichter von Sumitomo Drive<br />
Technologies verfügen standardmäßig über eine Energiesparfunktion.<br />
Sie überwachen kontinuierlich die Last am Antrieb und<br />
senken bei geringer Last den Magnetisierungsstrom im Motor<br />
durch eine leichte Reduzierung der Ausgangsspannung. Die Verluste<br />
in Motor und Antrieb werden verringert.<br />
Der Frequenzumrichter Optidrive Eco verfügt darüber hinaus<br />
über weitere Features:<br />
n Eine Software steuert mehrere Pumpen im Kaskadenbetrieb<br />
und optimiert so deren Leistung.<br />
n Eine Pumpenreinigungsfunktion erkennt Verstopfungen und<br />
beseitigt sie.<br />
n Der automatische Stand-by-Modus spart Energie, wenn kein<br />
Bedarf besteht.<br />
EFFIZIENZTECHNOLOGIEN GEHÖRT DIE<br />
ZUKUNFT<br />
Die Frequenzumrichter werden für jede kundenspezifische Anwendung<br />
so programmiert, dass die Komponenten ihr Potenzial<br />
voll ausschöpfen und für die gewünschten Einsparungen sorgen.<br />
Sumitomo Drive Technologies bietet energieeffiziente Getriebe,<br />
Frequenzumrichter und Motoren sowohl einzeln als auch als<br />
ganzheitliche Antriebslösung aus einer Hand – perfekt aufeinander<br />
abgestimmt für besonders hohe Energieeffizienz. Bei Industriegetrieben<br />
bietet jeder Anwendungsfall seine eigenen Möglichkeiten,<br />
Energie zu sparen und den Bedürfnissen einer zunehmend<br />
umweltbewussten Industrie gerecht zu werden.<br />
Bilder: Sumitomo Drive Technologies<br />
www.sumitomodrive.com<br />
DIE IDEE<br />
„Wir sehen vertikale Industriegetriebe<br />
in zahlreichen Anwendungen als<br />
die ideale Lösung, um Ressourcen zu<br />
sparen und die laufenden Betriebskosten<br />
zu senken. In Kombination<br />
mit modernen Frequenzumrichtern<br />
und Motoren verbraucht jedes<br />
Getriebe weniger Energie. Unternehmen<br />
können so ihre Nachhaltigkeitsziele<br />
konsequent verfolgen.“<br />
Kris Herijgers, Business Development<br />
Manager, Sumitomo Drive<br />
Technologies, Antwerpen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 37
MARKTPLATZ<br />
KUNDENSPEZIFISCHE DREHZAHLSENSOREN<br />
Die Rheintacho Messtechnik<br />
GmbH aus Freiburg beschäftigt<br />
sich seit 1901 mit der Drehzahl<br />
als Steuergröße für maschinelle<br />
Prozesse. Eigene Entwicklungs-,<br />
Produktions- und<br />
Montageabteilungen sind die<br />
Basis für schnelle, innovative<br />
Lösungen und die Umsetzung individueller Kundenanforderungen.<br />
Das Unternehmen produziert Drehzahlsensoren, Handtachometer,<br />
Stroboskope und Drehzahlgeber. Rheintacho<br />
differenziert bereits in der Analysephase zwischen den anwendungsspezifischen<br />
Anforderungen, die kundenübergreifend als<br />
sinnvoll bewertet werden und deren individuelle Änderung<br />
auch aufwendig wäre – im Hinblick auf Modifikationen,<br />
Geometrie, Elektronik-Layout etc. Dazu gehört auch die<br />
Betrachtung von Qualifizierungs- und Validierungsmaßnahmen.<br />
Und eben kundenspezifischen Ausprägungen, beispielhaft<br />
beim Anschlussinterface. Die Abbildung zeigt einen kundenspezifischen<br />
Drehzahlsensor mit integrierter Steckerlösung.<br />
www.rheintacho.de<br />
NEUE SIMULATIONSSOFTWARE FÜR ANTRIEBE<br />
Siemens präsentiert mit<br />
Sinamics DriveSim Advanced<br />
eine erweiterte Simulationssoftware<br />
für Antriebskonstellationen.<br />
Damit kann<br />
sowohl das Engineering als<br />
auch die Inbetriebnahme<br />
auf Basis eines digitalen<br />
Zwillings erfolgen. Mit<br />
Sinamics DriveSim Advanced bietet Siemens eine umfassende<br />
Lösung für die realistische Simulation von Antrieben. Der<br />
Anwender kann einen digitalen Zwilling des Antriebs in einer<br />
virtuellen Umgebung mit all den Parametern und Konfigurationen<br />
erstellen. Mit Sinamics DriveSim Advanced kann er das<br />
Verhalten von Antriebssystemen in einer virtuellen Umgebung<br />
simulieren, sie virtuell in Betrieb nehmen und optimieren,<br />
bevor sie in der realen Welt gebaut werden. Das steigert die<br />
Effizienz und die Produktivität bei der Optimierung von<br />
Antriebssystemen und Maschinen. Die Simulation ist mit<br />
Startdrive direkt in das TIA Portal integriert.<br />
www.siemens.de<br />
SCHNELL NACHGERÜSTET AUF ENERGIESPARKURS<br />
Kostal Industrie Elektrik demonstriert, wie sich Bestandsanlagen mit einem motormontierten<br />
Inveor Frequenzumrichter nachrüsten und laut Mitteilung bis zu 50 Prozent an<br />
Energie und Kosten einsparen lassen. Anlagenbetreiber, die den Energieverbrauch senken<br />
möchten, müssen so nicht mehr gleich den ganzen Maschinenpart erneuern. Stattdessen<br />
regelt der Inveor Frequenzumrichter die Motorleistung. Die Montage erfolgt via Adapterplatte<br />
direkt auf dem Motor, ohne Verlegen von Leitungen. Regelbar sind alle Motorarten,<br />
unabhängig von Hersteller, Effizienzklasse oder Technologie. Über die Funktion „Selfcom“<br />
erkennt das Gerät den Motor automatisch, eine aufwendige Parametrierung entfällt. Ein<br />
von Kostal durchgeführtes Lastszenario habe gezeigt, dass sich pro Jahr Verlustkosten im<br />
vierstelligen Bereich einsparen lassen. Läuft der Motor mehr als die angenommenen 20<br />
Stunden pro Woche in Teillast, vergrößert sich das Einsparpotential entsprechend. Die Amortisationszeit liege unter einem Jahr.<br />
www.kostal-drives-technology.com<br />
Ich will einen BEN.<br />
BEN ist Spezialist für maßgearbeitete Elektromotoren<br />
und passt jeden Motor an meine<br />
Wünsche, die Umgebungsbedingungen und<br />
die jeweilige Einbausituation an.<br />
Das ist perfekt. Für meine Anwendungen<br />
und für mich.<br />
www.benbuchele.de<br />
BEN Buchele – die Motorenmanufaktur.<br />
Quality made in Germany. Since 1931.
EINSATZGEBIET FÜR STEUERUNGSSYSTEM ERWEITERT<br />
B&R erweitert mit drei<br />
neuen Optionsplatinen das<br />
Einsatzgebiet seines<br />
X90-Steuerungssystems für<br />
mobile Maschinen. Sie<br />
ermöglichen den Anschluss<br />
von Dehnungsmessstreifen,<br />
externen USB-Geräten oder<br />
einem RFID-Reader an das<br />
Steuerungssystem. Zudem<br />
kann die X90-Steuerung mit<br />
Relais zur potenzialfreien<br />
Kommunikation mit<br />
Schließerkontakten ergänzt werden. Mit der X90-Optionsplatine für Dehnungsmessstreifen<br />
können zwei DMS-Vollbrücken ausgewertet werden. Die DMS-Vollbrücken<br />
lassen sich über jeweils einen M12-Stecker an die Steuerung anschließen.<br />
Mit Dehnungsmessstreifen werden bereits minimale mechanische Verformungen<br />
erkannt. Dies findet zum Beispiel Anwendung bei Wiegesystemen und<br />
Stützlast- oder Auslegerlast erfassungen. Eine weitere Optionsplatine stellt einen<br />
externen USB-Anschluss über einen M12-Stecker zur Verfügung – zusätzlich zum<br />
integrierten USB-Anschluss. So lassen sich etwa externe Massenspeichergeräte<br />
anstecken, um ein automatisches Produktupdate durchzuführen oder Maschinendaten<br />
aufzuzeichnen. Zudem ermöglicht die Optionsplatine auch den<br />
Anschluss einer RFID-Einheit für Zutrittskontrollen oder zum automatischen<br />
Erkennen von Werkzeugen oder Anbaugeräten.<br />
www.br-automation.com<br />
DREI-LEVEL-UMRICHTER<br />
Im Vergleich zum Vorgänger SD2M gibt es<br />
beim Frequenzumrichter SD4M von Sieb<br />
und Meyer funktionell und regelungstechnisch<br />
Steigerungen: Hauptvorteile sind vor<br />
allem die regelungstechnischen Verbesserungen<br />
sowie die Ethernet-basierten<br />
Bussysteme. Der Umrichter hat zudem eine<br />
Regelungsfunktion für IPM-Motoren.<br />
Gerade im Bereich der Turboverdichter und<br />
Turbokompressoren ist der Frequenzumrichter<br />
laut Hersteller ein wahrer Problemlöser:<br />
Hier ist einerseits die geringe Motorerwärmung<br />
in Kombination mit dem hohen<br />
Systemwirkungsrad von Nutzen. Letzterer<br />
führt bei einem quasi 24/7-Volllast-Betrieb<br />
zu nennenswerten Energieeinsparungen<br />
und kurzen Return-on-Investment-Zeiten. Im Weiteren bewirkt der Wegfall<br />
von Motordrosseln bzw. Sinusfiltern ein kompakteres Bauvolumen und<br />
geringere Herstellungskosten des Gesamtsystems. Der neue 32-Bit-Prozessor<br />
ist bis zu fünfmal schneller als manch anderer Prozessor und ermöglicht<br />
somit eine höhere Auflösung und genauere Berechnungen. Zusätzlich hat<br />
Sieb und Meyer die jetzt zur Verfügung stehende Prozessorleistung für neue<br />
Regelungsfunktionen genutzt. So ist es nun möglich, Synchronmotoren mit<br />
vergrabenen Magneten, auch Interior Permanent Magnet Motor (IPM)<br />
genannt, optimal zu betreiben. Bestandskunden werden weiterhin den<br />
SD2M nutzen können – bei neuen Projekten fällt der Umstieg auf den SD4M<br />
jedoch leicht: Leistungsseitig ist der SD4M kompatibel zum SD2M. Der<br />
Anwender muss nur logikseitig einen etwas anderen Stecker verwenden und<br />
einige Feinheiten beachten.<br />
www.sieb-meyer.de
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
POSITIONIERFEHLER IDENTIFIZIEREN<br />
SEILWINDENPRÜFSTAND ZUR<br />
UNTERSUCHUNG HOCHDYNAMISCHER<br />
SCHLUPF- UND REIBEIGENSCHAFTEN VON<br />
KUNSTSTOFFFASERSEILEN<br />
Kunststofffaserseile erfüllen zunehmend wesentliche Funktionen in<br />
verschiedenen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise Krananlagen,<br />
Schachtförderanlagen und Seilrobotern. Im Vergleich zum Einsatz von Stahlseilen,<br />
bieten Kunststofffaserseile den Vorteil des geringen Eigengewichts bei<br />
vergleichbaren Bruchlasten sowie einer höheren Flexibilität, die eine kompakte<br />
Speicherung und Umlenkung ermöglicht. Jedoch führen die Verwendung und der<br />
Betrieb mit hochdynamischen nichtlinearen Bewegungs- und Lastprofilen zu<br />
bisher unbekannten mechanischen und thermischen Störeffekten, die zu<br />
erheblichen Positionierfehlern (Seilschlupf) und Reibung führen können. Um diese<br />
Effekte genauer zu untersuchen, wurde am Institut für Steuerungstechnik für<br />
Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart<br />
ein innovativer Verspannungsversuchsstand mit Kraft- und Linearmesssensorik<br />
entwickelt und aufgebaut. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Identifikation und<br />
Modellierung dieser Störeffekte, um diese während der Seilaktuierung<br />
modellbasiert zu kompensieren.<br />
Thomas Reichenbach, M. Sc. Wissenschaftlicher Mitarbeiter „Mechatronische<br />
Systeme und Prozesse“, Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl, Institutsleiter, Institut für<br />
Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der<br />
Universität Stuttgart<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
Der Einsatz von Kunststofffaserseilen als Antriebselement<br />
in industriellen Anlagen wie Seilrobotern ist<br />
aufgrund ihrer geringen Eigenmasse, hohen Bruchlasten<br />
und der kompakten Speicherung vorteilhaft.<br />
Mit einem Seilroboter können beispielsweise hohe Geschwindigkeiten<br />
(> 10 m/s), Beschleunigungen (> 200 m/s2)<br />
und große Reichweiten (> 10 m) erzielt werden. Diese Eigenschaften<br />
eröffnen neue Möglichkeiten zur automatisierten<br />
Handhabung großskaliger Objekte. Seilroboter finden daher<br />
Anwendung für Handhabungs- und Sortieraufgaben bei denen<br />
große Arbeitsräume, hohen Traglasten und hohe Dynamiken<br />
erforderlich sind. Ein weiterer Anwendungsfall ist die<br />
additive Fertigung von Betonteilen im Bauwesen. Im Vergleich<br />
zu herkömmlichen Industrierobotern ermöglicht die<br />
Leichtbaustruktur eines Seilroboters einen energieeffizienteren<br />
Betrieb. Weitere Anwendungen umfassen Logistik in<br />
Hochregallagern, Unterhaltungsindustrie (z. B. SpiderCam)<br />
und der Einsatz als Bewegungssimulator. Abgeschlossene<br />
Forschungsprojekte am ISW demonstrierten die Rekonfigurationsfähigkeit<br />
von Seilrobotern bis hin zu hybriden Aufbauten,<br />
die eine endlose Rotation um eine Raumachse ermöglichen<br />
(Bild S.40).<br />
STÖREFFEKTE MIT SEILWINDENPRÜFSTAND<br />
UNTERSUCHEN<br />
Um die Genauigkeit von Seilrobotern zu steigern, ist es unerlässlich,<br />
die Störeffekte, die durch den Einsatz von Kunststofffaserseilen<br />
entstehen können, zu untersuchen. Das Aktuierungsverhalten<br />
der Seile auf einer Trommelwinde beeinflusst<br />
maßgeblich die Genauigkeit der Roboterplattform.<br />
Ein konkretes Beispiel ist, dass ein Positionierungsfehler<br />
zwischen 2 mm und 5 mm auf der Seilwinde eine absolute<br />
Posenabweichung der Plattform von 15 mm bewirkt (bei einem<br />
Seilroboter mit Abmessung von 16 m x 11 m x 4 m). Die<br />
Ursache für die großen Positionierungsfehler liegen in einer,<br />
bisher nicht betrachteten, Kombination aus mechanischen,<br />
elektrischen und thermischen Effekten des Aktuierungssystems.<br />
Die resultierenden Störeffekte können bisher nur<br />
durch die sehr aufwändige Integration von kostenintensiver<br />
Messtechnik wie Linearmesssensoren und Kraftsensoren an<br />
der Seilwinde sowie absolute Koordinatenmesssysteme (Lasertracker)<br />
und Beschleunigungssensoren an der Plattform<br />
erfasst werden. Da für einen verspannten Seilroboter mindestens<br />
sieben Seilwinden notwendig sind, stellt dies ein beträchtlichen<br />
Aufwand und Kostenfaktor dar. An die eingesetzten<br />
Seilwinden werden zudem hohe Anforderungen an<br />
die Bewegungsdynamik gestellt. Um die Dynamik und Genauigkeit<br />
von Seilwinden zu steigern, eignen sich modellba-<br />
01 Am ISW wurde ein Seilwindenprüfstand entwickelt,<br />
um die Schlupf- und Reibeigenschaften von laufenden<br />
Kunststofffaserseilen auf Trommelwinden zu untersuchen<br />
02 Die Steuerungsarchitektur des Seilwindenprüfstands<br />
STUTTGARTER LAGEREGELSEMINAR DES ISW<br />
Das ISW veranstaltet am 12. & 13. September <strong>2023</strong> das Stuttgarter Lageregelseminar (LRS).<br />
Dort werden zum einen industrienahe Forschungsthemen des ISWs im Bereich Antriebs- und<br />
Maschinentechnik, Additive Fertigung sowie Industrie- und Seilrobotik vorgestellt und zum<br />
anderen werden Vorträge von Vertretern aus der Industrie gehalten. Auf der zweitägigen<br />
Veranstaltung geben Referenten aus Industrie und Forschung einen Einblick zu aktuellen<br />
Forschungsergebnissen und Entwicklungen. Es werden zwei Keynotes und insgesamt sechs<br />
Sessions zu den jeweiligen Teildisziplinen mit je einem Vortrag aus der Forschung und Industrie<br />
angeboten. Mehr Informationen finden auf der Webseite des Lageregelseminars. Dieser Beitrag gibt einen Einblick in<br />
eines der am Seminar behandelten Themen.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 41
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
03 Ergebnisse zu Seilschlupf und Wirkungsgrad im Diagramm<br />
sierte Regelverfahren, mit denen Störeffekte, wie Seilschlupf oder<br />
Reibung, kompensiert werden können.<br />
Am ISW wurde ein Seilwindenprüfstand entwickelt und aufgebaut,<br />
um die Schlupf- und Reibeigenschaften von laufenden<br />
Kunststofffaserseilen auf Trommelwinden zu untersuchen (siehe<br />
Bild 01). Der Prüfstand besteht aus zwei Antriebssträngen mit jeweils<br />
einer Trommelwinde, die über ein Kunststofffaserseil verspannt<br />
sind. Dadurch können definierte Lastprofile bei beliebigen<br />
Seilgeschwindigkeiten auf die Prüfseilwinde aufgebracht<br />
werden. Ziel der Untersuchung ist es, die Seilwinde getrennt vom<br />
Gesamtsystem zu betrachten, um die Stör- und Einflussgrößen<br />
zu identifizieren, die durch die Seilwinde versursacht werden. Im<br />
Anschluss sollen diese Effekte in die bestehenden physikalischen<br />
Modelle integriert werden.<br />
SIMULATIONSUMGEBUNG FÜR DEN PRÜFSTAND<br />
Um den Seilschlupf, also den Positionsfehler zwischen der Position<br />
des Antriebs (Eingang) und der Position des Seils (Ausgang),<br />
präzise zu erfassen, werden optische Linearmesssensoren verwendet.<br />
Zur Plausibilitätsprüfung werden zwei Messinstrumente<br />
mit unterschiedlichen Verfahren eingesetzt: Das Ortsfilterverfahren<br />
(mit ASCOspeed von TB Sensor) und das Laser-Doppler-Verfahren<br />
(mit LSV 2100 von Polytec). Durch die berührungslose optische<br />
Messung wird Reibung vermieden, wodurch die Bewegung<br />
des Seils nicht zusätzlich durch die Messung beeinflusst wird.<br />
Die Ausgangssignale der Linearmesssensoren sind standardisierte<br />
Encodersignale (RS422), aus denen Geschwindigkeit und Beschleunigung<br />
zeitlich abgeleitet werden können. Zusätzlich zu<br />
den Bewegungsdaten können mithilfe eines integrierten Kraftsensors<br />
in den jeweiligen Spultraversen der Trommelwinden<br />
FÖRDERUNG<br />
Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />
für die finanzielle Unterstützung des Projekts (Projekt Nr.<br />
462185026).<br />
auch die wirkenden Seilkräfte gemessen werden. Die Steuerungsarchitektur<br />
des Seilwindenprüfstands ist in Bild 02 dargestellt.<br />
Der Prüfstand wird vollständig mit industriellen Komponenten<br />
betrieben, wodurch der Einsatz von standardisierter CNC-Technik<br />
ermöglicht wird. Um eine präzise Bewegung mit vordefinierten<br />
Lastprofilen zu erreichen, ist eine Verspannungsregelung der<br />
Seilkraft erforderlich. Die Auslegung der Verspannungsregelung<br />
erfolgt mithilfe eines Dynamikmodells des Prüfstands in einer Simulationsumgebung.<br />
Das entwickelte Regelkonzept wird anschließend<br />
als Softwarebaustein auf die Steuerung des Prüfstands<br />
übertragen.<br />
Ein zentrales Problem besteht in einem nichtsymmetrischen<br />
Belastungszustand des Seils. Das bedeutet, dass Bewegungen<br />
und Lasten ausschließlich in Zugrichtung auf das Seil einwirken.<br />
Die Verspannung des Systems wird durch Ausnutzung der Antriebsredundanz<br />
erzeugt, wodurch die Last auf beide Seilwinden<br />
nach definierten Anteilen verteilt wird. Es ist jedoch zu beachten,<br />
dass der Verspannungsregler die Regelstrecke beeinflusst. Das<br />
bedeutet, dass die Regelung der Verspannung Auswirkungen auf<br />
die Antriebsdrehzahl oder -drehmoment hat. Daher wurden verschiedene<br />
Regelverfahren entwickelt, um den Seilschlupf, dessen<br />
zeitliche Ableitung und die entstandene Reibung des laufenden<br />
Kunststofffaserseils zu analysieren.<br />
ERGEBNISSE<br />
Erste Experimente wurden zunächst mit konstanter Seilkraft und<br />
-geschwindigkeit mit 180 Messungen durchgeführt. Eine Messreihe<br />
beinhaltet 10 Messungen mit einer auf- und abspulenden Bewegungsrichtung<br />
der Prüfseilwinde, konstanten Seilkräften<br />
(70 N, 125 N, 180 N) und konstanten Seilgeschwindigkeiten<br />
(0,5 m/s, 2 m/s, 5 m/s). Zur Analyse wurden die 10 Messungen einer<br />
Messreihe über die Messzeit gemittelt und statistisch ausgewertet.<br />
Die Ergebnisse in Bild 03 zeigen, dass der Seilschlupf bei steigender<br />
Seillänge bzw. Messzeit zunimmt. Dieser Verlauf könnte darauf<br />
schließen, dass der Seilschlupf durch die zeitliche Integration des<br />
Seilgeschwindigkeitsfehlers entsteht. Dieser Effekt ist in allen Messreihen<br />
ab einer bestimmten Seilposition erkennbar. Zusätzlich<br />
hängt der Wert des Seilschlupfs von der Seilkraft und -geschwindigkeit<br />
ab. Auch der Wirkungsgrad der Prüfseilwinde, der ein Maß für<br />
die entstandenen Leistungsverluste durch mechanische Reibung<br />
ist, hängt von den genannten Betriebseigenschaften ab.<br />
Dank des modularen Aufbaus der messtechnischen Komponenten<br />
ist es möglich, weitere Seiltriebprüfstände mit den bestehenden<br />
Messinstrumenten aufzubauen. Beispielsweise können<br />
Treibscheiben mit Kunststofffaserseilen als Zugmittel untersucht<br />
werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, um verschiedene Aspekte<br />
der Seiltechnik und das hochdynamische Verhalten laufender<br />
Kunststofffaserseile genauer zu erforschen. Mit dem Seilwindenprüfstand<br />
können nun Experimente durchgeführt werden,<br />
die eine Voraussetzung für die Entwicklung modellbasierter Regelverfahren<br />
sind. Diese Verfahren ermöglichen es, zukünftig<br />
Störeffekte ohne zusätzliche Sensorik zu kompensieren und dadurch<br />
die Betriebseigenschaften von Seilrobotern mit laufenden<br />
Kunststofffaserseilen zu verbessern. Die erzielten Methoden und<br />
Ergebnisse aus diesem Forschungsprojekt sind nicht nur auf parallele<br />
Seilroboter anwendbar, sondern auch auf redundant verspannte<br />
Seiltriebe im Allgemeinen. Durch die Anwendung dieser<br />
Erkenntnisse können auch erweiterte Auslegungskriterien in verschiedenen<br />
Bereichen berücksichtigt werden. Die gewonnenen<br />
Erkenntnisse können dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit und<br />
Zuverlässigkeit dieser Systeme zu verbessern und möglicherweise<br />
neue Konstruktions- und Betriebsprinzipien einzuführen.<br />
Bilder: ISW Stuttgart<br />
www.lageregelseminar-stuttgart.de<br />
42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
WISSEN SCHAFFT IDEEN<br />
TITEL<br />
10 Anwendungsneutrale<br />
Mobilrobotik<br />
14 Elektrifizierungskonzepte<br />
für Bagger & Co.<br />
SONDERAUSGABE MARKTÜBERSICHT<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
34<br />
Positions- und Neigungssensoren<br />
für AGVs<br />
5445<br />
SONDERAUSGABE<br />
MOBILITY<br />
MOBILE LÖSUNGEN FÜR DEN BETRIEBLICHEN EINSATZ<br />
FLUIDTECHNIK<br />
19174<br />
INNOVATION<br />
SCOUT <strong>2023</strong><br />
Oktober <strong>2023</strong><br />
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11 Print-Ausgaben im Jahr<br />
+ Sonderausgabe <strong>antriebstechnik</strong><br />
Marktübersicht (1x jährlich)<br />
+ Sonderausgabe MOBILITY (1x jährlich)<br />
19174<br />
Die gesamte Antriebstechnik<br />
auf xx Seiten<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
Von Antriebselementen<br />
und Motoren bis hin zu<br />
Wälzlagern LINEARTECHNIK<br />
& Co.<br />
Große Lineareinheiten für<br />
komplexe Bewegungen<br />
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<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
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Mit dieser Konturenlehre können Sie die Form von unregelmäßigen<br />
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Schnitte markiert werden können. Messbreite 25 cm, Messtiefe 6 cm.<br />
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Als Begrüßungsgeschenk erhalte ich die Konturenlehre. Nach Ablauf des ersten Bezugsjahres kann das Abonnement jederzeit,<br />
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Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz
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