Der Konstrukteur 09/2023
Der Konstrukteur 09/2023
Der Konstrukteur 09/2023
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<strong>09</strong><br />
19073<br />
September <strong>2023</strong><br />
€ 14,50<br />
AM PULS DER TECHNIK<br />
PRÄZISION BEI HOHEN<br />
DREHZAHLEN<br />
Robuste und dynamische Schrägkugellager<br />
für Werkzeugmaschinen<br />
<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de
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» Über 2 Millionen gebaute Einheiten<br />
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EMG ELDRO ® – Elektrohydraulische Aktuatoren<br />
Erfolgskonzept aus der industriellen Bremstechnik<br />
» Failsafe – Rückstellung durch C-Feder<br />
bei Störung oder Stromausfall<br />
» Kräfte bis 7 kN bei 50 – 200 mm Hubweg<br />
» Stellzeiten variabel einstellbar durch<br />
Drosselventile<br />
» Plug & play – nur elektrischer Anschluss<br />
nötig<br />
» Erhältlich auch mit Ex-Schutz sowie mit<br />
gängigen Zertifikaten CE / UKCA / CSA /<br />
UL / EAC<br />
» Positionsrückmeldung durch innenoder<br />
außenliegende Endlagenschalter<br />
» Anschlussmasse nach DIN-Industriestandard<br />
Rückstellkraft:<br />
200 bis 3000 N<br />
Hubwege:<br />
50 bis 200 mm<br />
Hubkraft:<br />
200 bis 6300 N<br />
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EDITORIAL<br />
EINE BRANCHE<br />
MIT VIEL POTENZIAL<br />
Drehen, bohren, fräsen – Werkzeugmaschinen sind in der Fertigungstechnik<br />
unverzichtbar. Sie arbeiten hochpräzise und effizient bei<br />
immer geringeren Ausschussraten. Neue Generationen leisten zudem<br />
einen Beitrag, die eingesetzte Energie ökonomischer zu nutzen. Denn<br />
Techniken wie Leichtbau, Vermeidung von Überdimensionierungen,<br />
Energierückgewinnung, neue Antriebskonzepte sowie intelligente<br />
Regelungstechnik führen zu lohnenden Einsparungen. Gleichzeitig<br />
verbessern sie die CO 2<br />
-Bilanz der Fertigung. Das Potenzial der<br />
Werkzeugmaschinen-Branche ist also groß und wird weiter getrieben<br />
durch die zunehmende Digitalisierung und Automatisierung.<br />
In der aktuellen Ausgabe stellen wir Ihnen die aktuellen Trends vor.<br />
Dabei geht es unter anderem um eine digitale Spindeltechnologie, die<br />
erstmals auf der Messe EMO vorgestellt wird. Sie ermöglicht nicht nur<br />
ein schnelleres Engineering, sondern vereinfacht auch die Spindelauswahl<br />
und führt zu einer höheren Gesamtanlageneffektivität<br />
(Seite 44). In unserer Titelstory geht es um eine neue Schrägkugellager-Baureihe,<br />
die durch besondere Konstruktionsmerkmale einen<br />
Beitrag zum langfristig zuverlässigen Betrieb ohne ungeplante<br />
Ausfallzeiten leistet. Auch stellen wir Ihnen Sensoren vor, die<br />
hochgenau im Submikrometerbereich Verfahrwege und Werkzeugpositionen<br />
überwachen (Seite 28). Und nicht zuletzt kommen Experten<br />
zu Wort. In unserer Serie Klartext nehmen sie Aspekte wie Nachhaltigkeit,<br />
die Integration von Robotik und warum wir auf KI nicht<br />
verzichten können ins Visier. Verpassen sollten Sie schließlich auch<br />
nicht die Messe selbst: Die EMO Hannover (18.-23.<strong>09</strong>.<strong>2023</strong>) bietet alle<br />
Themen der Produktionstechnologie und nimmt vielversprechende<br />
Wachstumsmärkte unter die Lupe.<br />
Digital finden Sie uns übrigens unter digital.derkonstrukteur.de<br />
Die Digitalisierung von<br />
Glatt- und Festwalzprozessen<br />
- Effiziente Überwachung und Dokumentation<br />
von Glatt- und Festwalzprozessen<br />
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messen, abspeichern und an eine externe<br />
Anwendung übertragen<br />
Glattwalzen<br />
Festwalzen<br />
Ihre<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
Schälen & Glattwalzen<br />
ECOROLL auf der EMO<br />
Halle 5 / Stand A53<br />
ECOROLL AG Werkzeugtechnik<br />
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Tel.: +49 514198650 | Fax: +49 5141 881440<br />
Mail: mail@ecoroll.de | www.ecoroll.de
INHALT<br />
06<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
03 Editorial: Eine Branche mit viel Potenzial<br />
06 DER KONSTRUKTEUR persönlich:<br />
Dr.-Ing. Konrad Möller, Teamleiter Elektronikentwicklung,<br />
JUMO GmbH & Co. KG<br />
07 Aktuelles<br />
08 Konstruktion 2030: Die Zukunft der 3D-Messung<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
10<br />
FLUIDTECHNIK<br />
10 Weniger Materialeinsatz in der Abdichtung<br />
von Hydrauliksystemen<br />
12 Membrantrockner: Immer schön trocken bleiben<br />
15 Produktinformationen<br />
16 Druckimpulsprüfungen für mehr Sicherheit<br />
18 Dichtungswerkstoffe: Bio – Lösung aller Probleme?<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
22 TITELSTORY<br />
Präzise Lagerung bei höchsten Drehzahlen<br />
25 Produktinformationen<br />
18<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
28 Hochleistungssensoren für Industrie und Batterie<br />
32 Kabel für das größte Solarkraftwerk der Karibik<br />
44<br />
4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL<br />
WERKZEUGMASCHINEN<br />
34 Kugelrollen: Einfach und präzise schwere<br />
Lasten bewegen<br />
37 Produktinformationen<br />
38 KLARTEXT<br />
Quo vadis Werkzeugmaschinen<br />
40 Industriegasfedern: Energiesparen im Doppelpack<br />
00<br />
44 INTERVIEW<br />
Mit digitaler Spindeltechnologie in die Offensive<br />
46 Dezentral steuern – Flexibilität steigern<br />
48 Schleifscheibe mit integrierter Sensorik<br />
zur Prozessüberwachung<br />
SERVICE<br />
50 Impressum<br />
51 Vorschau<br />
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SPECIAL<br />
Rodriguez GmbH<br />
Eschweiler<br />
TITELBILD<br />
NSK Deutschland GmbH,<br />
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der P. E. Schall GmbH & Co. KG, Frickenhausen<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 5
DR.-ING.<br />
KONRAD MÖLLER<br />
hat in Elektrotechnik und<br />
Kommunikationstechnik<br />
promoviert. Heute ist er<br />
Teamleiter für die Elektronikentwicklung<br />
bei Jumo in Fulda.<br />
Was hat Sie dazu bewegt einen<br />
technischen Beruf zu wählen und<br />
<strong>Konstrukteur</strong> zu werden?<br />
Ich konnte mich schon immer für<br />
Mathematik, Physik und „wie Dinge wohl<br />
funktionieren“ begeistern. Früh kam auch<br />
eine gewisse Freude am Programmieren,<br />
Problemlösen und Optimieren dazu.<br />
Diese Zutaten bewegen einen ganz von<br />
selbst in die Technik. Die letztendliche<br />
Tätigkeit ist dann nur noch eine erfolgreiche<br />
Verkettung von ergriffenen Chancen.<br />
Was macht die Arbeit als Teamleiter<br />
in der Elektronikentwicklung bei<br />
Jumo für Sie besonders?<br />
Neben strategisch geplanten Projekten ist<br />
das Salz in der Suppe, dass ständig alles im<br />
Fluss ist. Hier tun sich zahlreiche Möglichkeiten<br />
auf, Lösungen zu finden und sich<br />
und das Team weiterzuentwickeln.<br />
Was ist aus Ihrer Sicht die größte<br />
Herausforderung bei der Entwicklung<br />
von elektronischen Geräten?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Neben der aktuell angespannten Lage<br />
auf dem Bauteilmarkt sehe ich die größte<br />
Herausforderung im Ausbalancieren der<br />
verschiedenen Anforderungsebenen.<br />
Neben der offensichtlichen Ebene der<br />
technischen Funktionalität müssen hier<br />
immer auch Preis, Produzierbarkeit,<br />
Wartbarkeit, Einhaltung normativer<br />
Anforderungen und immer häufiger auch<br />
funktionale Sicherheit sowie IT-/OT-<br />
Sicherheit in Einklang gebracht werden.<br />
Was war das spannendste Produkt, an<br />
dessen Entwicklung Sie beteiligt waren?<br />
Eine Automatisierungslösung bei der<br />
ich die Hardwareverantwortung hatte.<br />
Es war eine großartige Möglichkeit, sich<br />
schnell und zielführend zu vernetzen und<br />
gleichzeitig ein tolles Produkt von Anfang<br />
an bei seiner Entstehung zu begleiten.<br />
6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de<br />
DAS HABE ICH NOCH NIE VORHER<br />
VERSUCHT, ALSO BIN ICH VÖLLIG<br />
SICHER, DASS ICH ES SCHAFFE<br />
(PIPPI LANGSTRUMPF)<br />
DR.-ING. KONRAD MÖLLER, TEAMLEITER FÜR DIE<br />
ELEKTRONIKENTWICKLUNG, JUMO GMBH & CO. KG
ERWEITERTE GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />
Die Escha-Gruppe<br />
mit Sitz im<br />
westfälischen<br />
Halver stellt sich<br />
neu auf und<br />
erweitert die<br />
Geschäftsführung.<br />
Mit Dirk<br />
Aldermann (Bild<br />
rechts) beruft das<br />
Unternehmen<br />
einen erfahrenen<br />
Produktions- und<br />
Supply-Chain-Experten. Bereits seit vielen Jahren leiten<br />
Marco Heck und Dietrich Turck als Geschäftsführer von<br />
Escha die Geschicke der Firmengruppe im In- und Ausland.<br />
Nun verstärkt Dirk Aldermann das Team und ist verantwortlich<br />
für die Ressorts Produktion, Supply-Chain und Qualität.<br />
<strong>Der</strong> studierte Maschinenbauer und Betriebswirtschaftler<br />
verfügt als langjähriger Manager im industriellen Umfeld<br />
über einen großen Erfahrungsschatz in den Bereichen<br />
Produktion und Materialwirtschaft. Dirk Aldermann war<br />
zuvor in leitenden Positionen, sowie in Geschäftsführungsverantwortung<br />
bei international agierenden Unternehmen<br />
tätig. Dietrich Turck (Bild links) leitet im Rahmen der neuen<br />
Geschäftsverteilung die Bereiche Finanzen und Human<br />
Resources. Marco Heck (Bild mitte) ist zum Vorsitzenden der<br />
Geschäftsführung ernannt worden.<br />
www.escha.net<br />
IMPULSE FÜR DEN EINSTIEG<br />
IN DIE AUTOMATISIERUNG<br />
Vom 10. bis 13. Oktober treffen sich Vertreter der industriellen<br />
Fertigung zur diesjährigen Motek/Bondexpo in Stuttgart. Im<br />
Fokus stehen praxisnahe, umsetzbare Lösungen für aktuelle<br />
und zukünftige Herausforderungen. Die 41. Motek behandelt<br />
zusammen mit der 16. Bondexpo die Produktion als System –<br />
von der Komponente bis zur Gesamtanlage. „Aussteller und<br />
Fachbesucher nutzen das<br />
Alleinstellungsmerkmal<br />
dieser Messe – das ist die<br />
Abbildung kompletter<br />
Prozesse in der industriellen<br />
Fertigung“, so Rainer<br />
Bachert, Projektleiter<br />
beim Messeveranstalter<br />
P. E. Schall. Dieser<br />
pragmatische Praxisbezug<br />
überzeuge seit Jahrzehnten.<br />
So zeige die Motek/<br />
Bondexpo Wege für den<br />
einfachen Einstieg in die<br />
Automatisierung und Digitalisierung von Produkten und<br />
Abläufen. „Die Motek wird zusammen mit der vollintegrierten<br />
Bondexpo auch in diesem Jahr die bewährte Plattform dafür<br />
bieten, dass Entscheider im fachlichen Austausch ihre Vorhaben<br />
auf den aktuellen Stand bringen“, ergänzt Geschäftsführerin<br />
Bettina Schall.<br />
www.motek-messe.de<br />
MEHR HALLEN ZUR SPS<br />
Zur 32. Ausgabe<br />
der Fachmesse<br />
SPS – Smart<br />
Production<br />
Solutions vom 14.<br />
bis 16. November<br />
<strong>2023</strong> in Nürnberg<br />
werden rund<br />
1.300 Aussteller<br />
erwartet – deutlich<br />
mehr als im<br />
Vorjahr. Die<br />
aktuellen Buchungszahlen<br />
der<br />
Aussteller zeigen<br />
ein klares Wachstum<br />
der Messe und<br />
somit eine Entwicklung in Richtung Vor-Corona-Niveau. Aus<br />
diesem Grund erweitert der Veranstalter Mesago Messe<br />
Frankfurt die Ausstellungsfläche um zwei Messehallen. In<br />
16 Hallen haben die Besucher die Möglichkeit, sich über<br />
neue Trends und Entwicklungen aus dem Bereich der<br />
smarten und digitalen Automation zu informieren, in den<br />
persönlichen Austausch mit den Experten zu gehen und<br />
Lösungen für ihre Automatisierungsaufgaben zu finden.<br />
„Vergangenes Jahr hat deutlich gezeigt, welch hohen<br />
Stellenwert die SPS wieder für die Automatisierer hat, um<br />
in den wichtigen persönlichen und fachlichen Austausch<br />
mit den Besuchern aus den Anwenderindustrien zu gehen,<br />
so Sylke Schulz-Metzner, Vice President SPS.<br />
www.mesago.de<br />
WE SPEAK<br />
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KONSTRUKTION 2030<br />
DIE ZUKUNFT DER 3D-MESSUNG<br />
Von der industriellen Automatisierung über autonome<br />
Fahrzeuge bis hin zu Robotern – Anwendungsfelder und damit<br />
Messaufgaben werden immer komplexer. Wo sehen Sie die<br />
Herausforderungen der Zukunft, wenn wir beispielsweise an<br />
dynamische Szenen denken?<br />
Eine Anwendung, in der neben großen Reichweiten auch eine<br />
hohe Dynamik gefordert ist, sind fahrerlose Transportfahrzeuge<br />
(FTF; oder automated guided vehicle, AGV) in der Lager- und<br />
Produktionslogistik. Für die Fahrzeugsteuerung müssen jederzeit<br />
valide Orientierungspunkte verfügbar sein, um auch plötzlich<br />
auftauchenden Hindernissen ausweichen zu können. Entscheidend<br />
dafür ist unter anderem eine hohe Messrate, die die Grundlage<br />
für schnelle Reaktion in der Maschinensteuerung schafft.<br />
Welche Vorteile sehen Sie in der 3D-Erfassung von Sensoren?<br />
Was bedeutet das für <strong>Konstrukteur</strong>e und Entwickler im Design<br />
neuer Anlagen oder auch im Re-Design?<br />
Die Überwachung der Anlagen in drei Dimensionen bietet <strong>Konstrukteur</strong>en<br />
und Entwicklern eine höhere Flexibilität sowie eine<br />
zuverlässige Erkennung von Objekten und Personen in der Anlage.<br />
Dabei muss bei der Anbringung der Sensoren auf das gewünschte<br />
Sichtfeld geachtet werden. Ebenso müssen bei der Parametrierung<br />
je nach eingesetzter Technologie Umgebungsbedingungen wie<br />
Reflexion oder Fremdlicht berücksichtigt werden.<br />
Bilder: Aufmacher Hintergrund Yingyaipumi – stockadobe.com,<br />
sonstige Pepperl+Fuchs<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
3D-Sensoren ermöglichen die detailgetreue Situationserfassung<br />
in drei Dimensionen. Im Gegensatz dazu stößt 2D-Optik an ihre<br />
Grenzen, wenn Tiefeninformation der z-Achse benötigt wird. <strong>Der</strong><br />
Mehrwert wird in der automatischen Befüllung von Batteriepacks<br />
deutlich. 2D-Sensoren sind hier zwar für eine einfache Anwesenheitskontrolle<br />
ausreichend, aber nicht für die Überprüfung der<br />
dreidimensionalen Ausrichtung der Zielobjekte. Für eine höhergradige<br />
Automatisierung, in der beide Parameter in einem Durchgang<br />
verarbeitet werden, ist der Einsatz von 3D-Optik gefragt.<br />
Gerade durch die zunehmende Digitalisierung brauchen wir<br />
zukunftsfähige Technologien. Wo sehen Sie heute schon<br />
konkrete Lösungen, auf die Unternehmen setzen können?<br />
Smartrunner Explorer 3-D (Bild oben) von Pepperl+Fuchs bietet<br />
in den beiden Varianten Stereo-Vision und Time-of-Flight<br />
bereits Lösungen für unterschiedliche Problemstellungen. <strong>Der</strong><br />
Stereo-Vision-Sensor liefert tiefenscharfe 3D-Bilder aus dem<br />
Nahbereich durch Überlagerung von 2D-Bildern zu einem<br />
Disparitätenbild. Die ToF-Variante nutzt das Laufzeitverfahren<br />
und erlaubt die vollständige Überwachung eines Feldes auf bis<br />
7,5 m Entfernung. Die Geräte sind sehr leicht zu integrieren,<br />
bewährte Einstellungen lassen sich duplizieren, indem man<br />
Vorgaben des ersten Sensors unmittelbar für weitere Geräte<br />
übernimmt.<br />
8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
ANNIKA FELHAUER<br />
Global Product Manager 3D Vision,<br />
Pepperl+Fuchs SE, Mannheim
EMO HANNOVER <strong>2023</strong>: WARUM WIR AUF KI IN DER<br />
FERTIGUNGSTECHNIK NICHT VERZICHTEN KÖNNEN<br />
Seit dem Siegeszug des Chatbots ChatGPT ist Künstliche Intelligenz (KI) in aller<br />
Munde. Auch in der industriellen Produktionstechnik kommt KI mit großen<br />
Schritten voran. Lernende Maschinen machen die Fertigung effizienter. Sie können<br />
sich aus eigener Kraft optimieren, aus ihren Fehlern lernen und sich sogar Knowhow<br />
von anderen Maschinen aneignen. Wenn lernende Produktionsmaschinen<br />
clever arbeiten, dann führt das zu höherer Produktivität, geringeren Kosten,<br />
verbesserter Qualität und geringeren Ausfallzeiten. Wie funktioniert das genau?<br />
Das erfahren Interessierte auf der EMO Hannover <strong>2023</strong> vom 18. bis 23. September.<br />
Die Weltleitmesse für Produktionstechnologie wird ihr Fachpublikum unter dem<br />
Claim „Innovate Manufacturing.“ mit frischen Ideen inspirieren und Künstliche Intelligenz spielt dabei ihre Stärken aus. Zahlreiche<br />
Unternehmen präsentieren Anlagen, Systeme und Komponenten, mit denen sich die Fertigung durch den Einsatz von datenbasierten<br />
Modellen optimieren lässt. Die EMO Hannover ist eine der wichtigsten internationale Treffpunkt für die Industrie weltweit. Zur<br />
EMO Hannover 2019 zogen mehr als 2.200 Aussteller aus 47 Ländern fast 120.000 Fachbesucher aus rund 150 Ländern an.<br />
www.emo-hannover.de<br />
GUTER ABSCHLUSS<br />
DES GESCHÄFTSJAHRS<br />
Für das Geschäftsjahr 2022<br />
verbucht Dresselhaus ein<br />
Umsatzplus von 6,6 Prozent im<br />
Vergleich zum Vorjahr auf<br />
231 Mio. Euro. Das Betriebsergebnis<br />
im Verhältnis zu den<br />
Umsatzerlösen verbesserte<br />
sich im Vergleich zu 2021 um<br />
0,1 Prozentpunkte. Damit<br />
erzielte das Unternehmen ein<br />
Konzernjahresergebnis in Höhe<br />
Japanese origin & quality – trusted worldwide since 1921<br />
Bearings<br />
for strength<br />
von 9,6 Mio. Euro. Die Bilanzsumme<br />
erhöhte sich von<br />
132,9 Mio. Euro auf jetzt<br />
151,1 Mio. Euro. Ursache<br />
hierfür waren im wesentlichen<br />
gestiegene Vorräte. Die<br />
Geschäftsführung bewertet<br />
die aktuelle Entwicklung<br />
zufriedenstellend. Markus<br />
Schörg, CEO Dresselhaus: „Wir<br />
sind eindeutig auf Spur und<br />
können auf das Geleistete<br />
wirklich sehr stolz sein.<br />
Allerdings sehen wir auch das<br />
Potenzial, dass wir vor allem bei<br />
den Umsätzen noch deutlich<br />
zulegen können.“ Um das zu<br />
erreichen, hat Dresselhaus<br />
unter anderem einen Expansionskurs<br />
eingeschlagen, mit<br />
neuen Auslandsgesellschaften<br />
in Italien und Österreich.<br />
www.dresselhaus.de<br />
to<br />
rebranding<br />
• Koyo<br />
JTEKT<br />
JTEKT<br />
Koyo<br />
•<br />
to<br />
rebranding to<br />
Our legacy:<br />
Our Future:<br />
rebranding<br />
JTEKT • Koyo<br />
Official Date:<br />
April 1, 2022<br />
JTEKT<br />
• Koyo<br />
rebranding<br />
to<br />
Get to know our bearings at jtekt-bearings.eu<br />
Formerly sold as
FLUIDTECHNIK<br />
Die Stopfen der<br />
DL-Plug-Serie bestehen<br />
lediglich aus einem<br />
Edelstahlteil<br />
WENIGER MATERIALEINSATZ IN DER<br />
ABDICHTUNG VON HYDRAULIKSYSTEMEN<br />
Komplexe hydraulische und fluidische Systeme wie etwa Automatikgetriebe<br />
brauchen zuverlässige Abdichtungen der Bohrungen und Kanäle, um Leckage zu<br />
vermeiden. In diesem Beitrag lesen Sie, wie ein Stopfen zuverlässige automatisierte<br />
Installations- und Verifizierungsprozesse ermöglicht, sodass Anwender Ausschuss<br />
und Arbeitskosten reduzieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit ihrer<br />
Produktionsprozesse verbessern können.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Leckage in fluidischen Systemen hat negative Auswirkungen<br />
auf die Leistungsfähigkeit der Maschine beziehungsweise<br />
des Fahrzeugs und belastet zusätzlich die Umwelt. In Automotive-Anwendungen<br />
spielt es dabei keine Rolle, ob es sich<br />
um Elektro-, Hybrid- oder Verbrennungsantriebe handelt, wie<br />
Jürgen Prochno, Geschäftsführer der Lee Hydraulische Miniaturkomponenten<br />
GmbH, erläutert: „Elektrofahrzeuge verfügen zwar<br />
über kein Kraftstoffsystem, in welchem die Kraftstoffzufuhr reguliert<br />
werden muss – jedoch verfügen auch diese über komplexe<br />
Kühlsysteme und Getriebe. In diesen, aber auch allen sonstigen<br />
fluidischen Anwendungen ist Leckage zu vermeiden – unabhängig<br />
davon, ob es sich um Flüssigkeiten oder Gase handelt.“<br />
HERAUSFORDERUNG LECKAGEFREIHEIT<br />
Beispiel Automatikgetriebegehäuse: Die immer komplexeren<br />
Geometrien der Steuerblöcke dieser Systeme stellen Maschinen-<br />
Peter Becker, Becker Storytelling, Uelversheim<br />
und Fahrzeughersteller vor Herausforderungen. Das aufwändige<br />
Gussteil umfasst einen komplexen Ventilkörper mit einer<br />
Vielzahl von Kanälen und Durchlässen. Diese müssen präzise<br />
gearbeitet und verbunden sein, um die erforderlichen Steuerfunktionen<br />
zu erfüllen. Es ist jedoch nicht immer möglich, alle<br />
Verbindungen im Gussprozess zu realisieren. Häufig ist das nachträgliche<br />
Einbringen von Kanälen durch die äußere Hülle des<br />
Gussteils und eine oder mehrere innere Kanalwände notwendig –<br />
ein Verfahren, das als Querbohren bezeichnet wird. Zwangsläufig<br />
entsteht dadurch ein Loch in der Außenhülle, das leckagefrei abgedichtet<br />
werden muss.<br />
Eine spezifische Herausforderung dieser Anwendung ist der<br />
Trend zu höheren Gangzahlen in Automatikgetrieben. Denn<br />
mehr Gänge bedeuten auch mehr Gewicht und größere Dimensionen<br />
des Getriebes, was zunächst wiederum zu höherem Verbrauch<br />
und stärkerem Emissionsausstoß führt. Eine Möglichkeit,<br />
dies zu umgehen, ist die Größe der Subsysteme des Getriebes –<br />
beispielsweise den Ventilblock – zu verkleinern. Wird der Ventilblock<br />
kleiner, muss der Getriebeöldruck erhöht werden. Daraus<br />
folgt eine stärkere Beanspruchung der Subsysteme und potenziell<br />
stärkere Leckage des Getriebes. Dieser Zusammenhang gilt<br />
10 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
FLUIDTECHNIK<br />
MIT DEM DRIVE-LOCKING-PLUG (DL) HEBEN<br />
WIR UNSERE DICHTUNGSLÖSUNGEN FÜR DEN<br />
LECKAGEFREIEN BETRIEB VON FLUIDSYSTEMEN<br />
AUF DAS NÄCHSTE LEVEL<br />
JÜRGEN PROCHNO, Geschäftsführer der Lee<br />
Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH<br />
jedoch genauso für alle anderen fluidischen Anwendungsfälle, in<br />
denen der Trend zur Miniaturisierung geht – von der Industrie<br />
bis hin zur Medizintechnik.<br />
BEWÄHRTES SYSTEM WEITERENTWICKELT<br />
Lee bietet mit dem Lee Plug seit rund 70 Jahren die passende Lösung<br />
für diese Herausforderungen. <strong>Der</strong> Dichtstopfen wurde vom<br />
Firmengründer Leighton Lee II. ursprünglich für die leckagefreie<br />
Abdichtung von Flugzeugantriebssystemen entwickelt. Inzwischen<br />
hat der Lee Plug auch in vielen weiteren Branchen Einzug<br />
gehalten, vom Maschinenbau- bis zu Automotive-Anwendungen.<br />
Bislang handelte es sich bei dieser Abdichtungslösung um ein<br />
Zwei-Komponentensystem. <strong>Der</strong> Stopfen wurde mittels eines konischen<br />
Pins in die Bohrung eingepresst und aufgespreizt. Durch<br />
das Einbringen des Pins entsteht eine sitzdichte Verbindung, die<br />
auch bei größeren Drücken leckagefrei arbeitet.<br />
Für Anwendungen mit geringeren Betriebsdrücken bis 69 bar<br />
beziehungsweise 1000 psi hat Lee das bewährte Prinzip nochmals<br />
optimiert. Mit dem auf der Hannover Messe erstmals vorgestellten<br />
einteiligen Drive-Locking (DL)-Plug machen es die<br />
Fluid-Control-Experten möglich, wirtschaftlicher und schneller<br />
formschlüssige und leckagefreie Metallabdichtungen in<br />
Steuerblöcken aus Aluminium herzustellen. Im Unterschied<br />
zum klassischen Lee Plug bestehen die Stopfen der DL-Serie<br />
lediglich aus einem einzigen Edelstahl-Teil und sind somit ro-<br />
DIE NÄCHSTE GENERATION<br />
The Lee Company, Mutterkonzern<br />
der Lee Hydraulische<br />
Miniaturkomponenten GmbH,<br />
feierte am 10. Juli <strong>2023</strong><br />
75-jähriges Firmenjubiläum.<br />
Anlässlich dieses Meilensteins<br />
hat mit Marietta S. Lee die<br />
dritte Generation die Führung<br />
über das Familienunternehmen<br />
übernommen. Die Enkelin des<br />
Firmengründers ist künftig CEO<br />
des Fluid-Control-Spezialisten.<br />
Sie übernimmt diese Aufgaben von ihrem Onkel William<br />
W. Lee, der die Geschicke der The Lee Company seit 2010<br />
leitete, und nun in den Ruhestand eintritt. Somit wird<br />
Marietta S. Lee die erste weibliche Person an der Spitze<br />
des Unternehmens. Sie hatte seit 2001 in verschiedenen<br />
Führungsrollen Verantwortung im Familienkonzern<br />
übernommen. Zuletzt war sie als COO tätig.<br />
bust und widerstandsfähig gegen Korrosion. Die Drive-Locking-<br />
Technologie macht zusätzliche Halteverfahren oder Abdichtungshilfen<br />
überflüssig. <strong>Der</strong> Plug wird bereits im Montageprozess<br />
durch eine entsprechend ausgerüstete Presse mit einem<br />
konischen Treiber aufgespreizt und verhakt sich formschlüssig<br />
mit dem Aluminiumgehäuse. Es werden keine Gewinde, zusätzlichen<br />
Dichtungsmittel oder O-Ringe benötigt, um leckagefrei<br />
abzudichten. Dadurch wird Materialaufwand und somit<br />
Kosten eingespart.<br />
AUTOMATISIERTE VALIDIERUNG<br />
DER MONTAGE<br />
In Verbindung mit der ebenfalls neu entwickelten Installation-<br />
Indicator-Technologie kann während des Montageprozesses mithilfe<br />
optischer Kontrollmechanismen überprüft werden, ob die<br />
Installation und Abdichtung optimal gelungen sind. Eine LED an<br />
der Prüfvorrichtung gibt dem Maschinenführer Aufschluss über<br />
die sachgemäße Einbringung des Stopfens in den Aluminimumblock.<br />
Somit lassen sich automatisierte Installations- und Montageprozesse<br />
in Verbindung mit der Lee DL-Plug-Serie realisieren.<br />
Zeitliche und wirtschaftliche Aufwände in der Montage werden<br />
reduziert – ebenso wie der Materialausschuss.<br />
Die Stopfen der DL-Serie eignen sich besonders für Niederdruck-Fluid-Control-Anwendungen<br />
in Getrieben, elektrischen<br />
Antrieben, Kühlsystemen, Differentialen, Automobil- oder Industriehydrauliksystemen,<br />
Pumpen, Motoren und medizinischen<br />
Geräten. Dank des minimalen Gewichts und ihrer geringen Höhe<br />
von lediglich 3 mm können <strong>Konstrukteur</strong>e ihre Fluidsysteme mit<br />
den Stopfen von Lee zudem kompakter und leichter designen.<br />
Die Miniaturkomponenten sind zurzeit in den Durchmessern 4,<br />
5, 6, 7 und 8 mm erhältlich.<br />
FAZIT<br />
„Wir sind Hersteller hoch performanter miniaturhydraulischer<br />
Komponenten. Neben dem Automotive- und Industrie-Sektor<br />
bedienen wir die Luft- und Raumfahrt sowie die Medizintechnik<br />
– Branchen, in denen Fehler nicht verziehen werden. Mit<br />
dem DL-Plug heben wir unsere Lösungen für den leckagefreien<br />
Betrieb fluidischer Systeme auf das nächste Level. Automatisierte<br />
Montage und wirtschaftlicherer Materialeinsatz machen die<br />
Neuentwicklung zur perfekten Lösung in der Produktion performanter<br />
Fluidkomponenten mit besonders hohen Stückzahlen.<br />
Und wie alle unsere Miniaturkomponenten unterliegen auch die<br />
DL-Plugs einer 100-Prozent-Kontrolle. Somit garantieren wir jederzeit<br />
höchste Qualität und Funktion“, fasst Prochno abschließend<br />
zusammen.<br />
Bilder: Aufmacher Vaceslav Romanov – stock.adobe.com; sonstige Lee<br />
www.lee.de<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 11
FLUIDTECHNIK<br />
IMMER SCHÖN<br />
TROCKEN BLEIBEN<br />
Viele industrielle Prozesse sind anfällig für Feuchtigkeit. Hier kommt es auf<br />
die richtige Druckluft an: Um eine hohe Zuverlässigkeit von Maschinen und<br />
eine optimale Produktqualität zu gewährleisten, sollte sie möglichst trocken<br />
sein. Extrem negativ kann sich dies etwa bei Klebstoffauftragsystemen<br />
auswirken. Wie moderne Membrantrockner diese schneller und effizienter<br />
machen, lesen Sie in folgendem Beitrag.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Das bei vielen pneumatischen Applikationen in der Industrie<br />
auftretende Kondensat kann unter Umständen<br />
relevante Metallteile korrodieren, zu Betriebsstörungen<br />
führen oder die Lebensdauer nachgeschalteter<br />
Maschinen verkürzen. Auch die Produktqualität etwa von elektrischen<br />
Geräten, Halbleitern oder Werkstücken mit Klebstoffauftrag<br />
leidet bei Kondensation. Die hierbei verwendete<br />
Druckluft muss demnach möglichst trocken sein, bevor sie<br />
zum Einsatz kommt – speziell bei Klebstoffauftragssystem, die<br />
durch zu schnell ausgehärteten Klebstoff infolge hoher Luftfeuchtigkeit<br />
beschädigt werden können.<br />
Auch die H&H Maschinenbau GmbH muss diese Herausforderung<br />
meistern: Das international tätige Familienunterneh-<br />
Carsten Möller, Sales Engineer bei SMC Deutschland, Bad Oeynhausen<br />
men konzipiert, fertigt und vertreibt am deutschen Standort in<br />
Porta Westfalica seit 1965 hochwertige Klebstoffauftragsmaschinen<br />
– individuelle Sonderlösungen, die vielfältigen<br />
Kundenanforderungen gerecht werden müssen. Für die Konstruktion<br />
zuverlässiger Maschinen ist aus den genannten Gründen<br />
der Einsatz von Lösungen, die eine maximal trockene<br />
Druckluft bereitstellen, unabdingbar. Wenn die eingesetzten<br />
Komponenten dazu noch möglichst energiesparend sind und<br />
mit einer hohen Langlebigkeit punkten, umso besser – insbesondere<br />
mit Blick auf aktuelle Herausforderungen in Sachen<br />
Rohstoffkosten und Energieversorgung.<br />
VERBRAUCH RUNTER, AUSDAUER HOCH<br />
Um die vormals eingesetzte Lösung zu ersetzen und so ihre Systeme<br />
zu optimieren, suchte H&H Maschinenbau nach einem<br />
Komponentenanbieter, der die Bereitstellung sehr trockener<br />
Blasluft bis zu einem Drucktaupunkt von – 60 °C sowie zur Überwachung<br />
der Sättigung der Vorfilter ermöglicht. Im Vergleich zur<br />
bis dahin verwendeten Lösung mit Absorptionstrocknern sollte<br />
12 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
FLUIDTECHNIK<br />
idealerweise auch der Luftverbrauch reduziert werden und sich<br />
parallel dazu die Prozesssicherheit verbessern.<br />
Die passende Lösung fand das Unternehmen beim Automatisierungsspezialisten<br />
SMC – und verbaut nun die Membrantrockner<br />
der Serie IDG60SA als anwenderspezifische Baugruppe<br />
AC30-LDU233. „Wir waren schon bei der ersten Präsentation<br />
von den Lösungen von SMC überzeugt“, sagt Toni Hausdorf,<br />
Betriebsleiter und Leiter Technikum bei H&H Maschinenbau.<br />
Allem voran wird der Luftverbrauch der Anlage durch den Einsatz<br />
der Membranlufttrockner der Serie IDG60SA deutlich gesenkt.<br />
Zudem liegen dank Vorfilterung und Überwachung des<br />
Differenzdruckes die Wartungsintervalle des Vorfilters weiter<br />
auseinander, was Material- und Wartungskosten spart. Auch ist<br />
der Vorfilter nach Bedarf flexibel austauschbar. Beim Wettbewerbsmodell<br />
musste die Filterpatrone noch alle 5.000 Betriebsstunden<br />
gewechselt werden – ob der Filter voll war oder nicht.<br />
„All dies macht die Lösung in der Praxis von SMC noch nachhaltiger“,<br />
so Hausdorf.<br />
HOHLFASER AUS MAKRO-<br />
MOLEKULAREN MEMBRANEN<br />
Die Fluorkohlenwasserstoff (FKW)-freien Membranlufttrockner<br />
der Serie IDG60SA sind direkt hinter der Wartungseinheit installiert<br />
und nehmen aufgrund ihrer kompakten Abmessungen<br />
wenig Platz ein. Im Vergleich zu bestehenden Modellen wurde<br />
die Gesamtlänge nochmals wesentlich reduziert, sodass sich für<br />
die Serie IDG60SA insgesamt 348 mm ergeben (vorheriges<br />
Modell: 392 mm). Die anderen Modelle der Serie fallen ebenfalls<br />
kompakter aus (IDG30A: 291 mm / IDG50A: 330 mm / ID-<br />
G75A: 418 mm / IDG100A: 483 mm). Eine Taupunktanzeige<br />
dient dabei zur Sichtbestätigung des Luftzustands, Anschlussgrößen<br />
sind von 1/4" bis 1/2" verfügbar. „Im Membranlufttrockner<br />
selbst werden zur Trocknung aus makromolekularen Membranen<br />
zusammengesetzte Hohlfasern verwendet“, erläutert<br />
DIE MEMBRANLUFTTROCKNER<br />
SORGEN FÜR EINE TROCKENE<br />
DRUCKLUFT UND REDUZIEREN<br />
ZUDEM DEN LUFTVERBRAUCH<br />
Peter Ellersiek, Product Application Manager bei SMC Deutschland.<br />
„Diese sind für Feuchtigkeit durchlässig, aber für Luft nur<br />
schwer zu durchdringen. Ihre ausgeklügelte Funktionsweise<br />
sorgt letztlich für eine kontinuierliche Entfeuchtung.“<br />
Das konkrete Prinzip: Strömt feuchte Druckluft auf die Innenseite<br />
der Hohlfasern, dringt aufgrund der Druckdifferenz<br />
zwischen der feuchten Innen- und der trockenen Außenseite<br />
nur die Feuchtigkeit durch die Membrane nach außen. Die<br />
Druckluft wird getrocknet und aus dem Trockner abgeführt.<br />
Ein Teil der getrockneten Luft an der Außenseite wird dabei zur<br />
Hello<br />
visitors!<br />
Welcome to the world’s leading trade<br />
fair for production technology.
DER<br />
KONSTRUKTEUR<br />
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FLUIDTECHNIK<br />
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in disziplinübergreifenden<br />
Konstruktions- und<br />
Entwicklungsprozessen<br />
im Maschinenbau<br />
und in der Elektrotechnik.<br />
AKTUELLE INFORMATIONEN<br />
rund um die Themen<br />
Antriebstechnik, Fluidtechnik,<br />
Automatisierungstechnik,<br />
CAD/CAM/PLM, Verbindungsund<br />
Werkstofftechnik<br />
sowie Konstruktionselemente.<br />
Durch eine<br />
ausgeklügelte Funktionsweise,<br />
bei der aus makromolekularen<br />
Membranen<br />
zusammengesetzte<br />
Hohlfasern für eine<br />
kontinuierliche Entfeuchtung<br />
sorgen, wird die Prozesssicherheit<br />
erhöht<br />
Druckminderung und zur Regenera tion der Hohlfasern durch eine winzige Öffnung<br />
abgeführt. Diese Regenerationsluft nimmt die Feuchtigkeit an der Außenseite<br />
der Hohlfasern auf und sorgt so für eine stete Entfeuchtung.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
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DRUCKTAUPUNKT DEUTLICH SCHNELLER ERREICHEN<br />
Den erforderlichen Drucktaupunkt erreichte H&H Maschinenbau mit der zuvor eingesetzten<br />
Lösung nach circa vier Stunden. „Die Serie IDG60SA schafft dies je nach<br />
Luftqualität des Endkunden nun bereits nach 15 bis 30 Minuten – ein enormer Leistungssprung“,<br />
betont Hausdorf. „Das zahlt in die Gesamtenergieeffizienz der Anlage<br />
ein und steigert natürlich auch die Produktivität unserer Endkunden. Dank Überwachung<br />
der Vorfilterung würden zudem ein höherer Schutz und eine lange Lebensdauer<br />
der Membran des Membrantrockners sichergestellt. Dabei ermöglicht die Filterüberwachung<br />
außerdem eine vorbeugende Wirkung.<br />
„Wir und unsere Endkunden profitieren vor allem nachhaltig durch den geringeren<br />
Luftverbrauch und Wartungsaufwand gepaart mit einer langen Lebensdauer der relativ<br />
kostenintensiven Membran des Trockners – eine entsprechende Pflege und Vorfilterung<br />
vorausgesetzt“, ergänzt Hausdorf.<br />
SICHERER UND NACHHALTIGER IN DIE ZUKUNFT<br />
Daneben werde der Drucktaupunkt wie ausgeführt weitaus schneller erreicht als durch<br />
die vormals eingesetzte Lösung. Ein zusätzlicher Vorteil der Serie IDG60SA ist zudem<br />
die Steigerung der Prozesssicherheit dank Überwachung der Sättigung der Vorfilterung.<br />
Auf Lösungen von SMC setzt H&H Maschinenbau außerdem auch im Bereich Ionisierer<br />
– ein weiteres Spezialgebiet des Automatisierungsspezialisten SMC. Diese kommen<br />
bei den Klebstoffauftragsystemen von H&H Maschinenbau zum Einsatz, um elektrostatische<br />
Aufladung von Kunststofffolien zu reduzieren, damit diese frei von störenden<br />
Partikeln bleiben und sich daneben der Fadenzug des Klebstoffs verringert, um einen<br />
sicheren Klebstoffauftrag zu realisieren.<br />
Hausdorf: „Ebenfalls in anderen Bereichen auf die zuverlässigen Lösungen eines<br />
Herstellers zu setzen, ist nur eine logische Konsequenz. Wir werden exzellent betreut,<br />
erhalten alles aus einer Hand und wissen auch für künftige Herausforderungen einen<br />
Partner auf Augenhöhe an unserer Seite, der uns mit kompakten und kosteneffizienten<br />
Komponenten nachhaltig unterstützt.“<br />
Bilder: SMC<br />
www.smc.de
FLUIDTECHNIK<br />
ÖL-KONZENTRATION VON<br />
KÜHLSCHMIERSTOFFEN INLINE MESSEN<br />
Gimat Liquid Monitoring<br />
stellt das neue Inline-Prozessrefraktometer<br />
CM-BASE<br />
a 101-S zur kontinuierlichen<br />
Überwachung von wassermischbaren<br />
Kühlschmierstoffen<br />
vor. Dieses zeigt den<br />
Öl-Gehalt nicht mehr als<br />
Brix-Wert an, sondern direkt<br />
als Konzentration. Das hat<br />
den Vorteil, dass lästige und<br />
fehlerbehaftete Umrechnungen<br />
für den Anwender<br />
entfallen. Das Prozessrefraktometer<br />
wurde vom japanischen Unternehmen Atago<br />
entwickelt. Das Gerät bietet die Möglichkeit den Refraktometerfaktor<br />
eines Konzentrats zu hinterlegen und rechnet selber<br />
um. Auch eine Offsetfunktion ist integriert. An der digitalen<br />
Anzeige des CM-BASE a 101-S wird der Messwert dem<br />
Anwender direkt als Öl-Konzentration in Prozent angezeigt.<br />
Neben einer Vor-Ort-Anzeige hat das Prozessrefraktometer zudem<br />
Schnittstellen zur Echtzeit-Übertragung der Messwerte.<br />
Somit kann eine Signalverarbeitung der Öl-Konzentration in<br />
einer lokalen Steuerung und/oder eine Übertragung an eine<br />
cloud-basierte Lösung, die ebenfalls von Gimat Liquid<br />
Monitoring angeboten wird, erfolgen.<br />
www.gimat.de<br />
SICHERHEIT BEI HOHEN TOUREN<br />
<strong>Der</strong> Sicherungsring vom Typ Revolox von Smalley mit Eigensicherung<br />
ist ausgelegt für schnell drehende Wellen. Er eignet<br />
sich für High-Speed-Applikationen in den Bereichen Automotive,<br />
Automation und Aerospace. Diese mehrlagige, rundum<br />
bündige Flachdraht-Lösung bietet eine 360 °-Anlagefläche<br />
und zeichnet sich durch eine Eigensperrung aus, die auch als<br />
Dimple- and Slot-Design bekannt ist. Dabei handelt es sich<br />
um kleine, in den Flachdraht des Sicherungsrings eingearbeitete<br />
Erhebungen, die sich in nur wenige Millimeter große<br />
Ausstanzen in den oberen und unteren Windungen des Rings<br />
schieben und dort einrasten.<br />
Diese doppelte Eigensicherung<br />
verleihet dem Ring<br />
einen sicheren Sitz in der Nut<br />
einer Welle, sodass er die<br />
strengen Sicherheitsanforderungen<br />
bei High-Speed-Anwendungen<br />
erfüllt. <strong>Der</strong> Ring<br />
ist mit hoher Präzision<br />
gewuchtet. So trägt er zur<br />
Rundlaufgenauigkeit einer<br />
Welle bei. Das wiederum<br />
senkt das Betriebsgeräusch des Antriebs. Zudem wird die<br />
Standzeit der Wellenlagerung erhöht, was den Aufwand der<br />
Instandhaltung reduziert. Ein weiterer Vorteil des Sicherungsrings<br />
ist sein geringes Eigengewicht, das nur etwa halb so<br />
groß ausfällt wie das eines normalen Sprengrings. Erhältlich<br />
ist der Sicherungsring beim Zulieferer TFC.<br />
www.tfc.eu.com<br />
FORMSCHLÜSSIGE UND LECKAGEFREIE METALLABDICHTUNGEN<br />
Lee-Plugs eignen sich ideal zum Abdichten von Bohrlöchern in Hydraulik- und Fluidsystemen.<br />
Mit der DL-Serie (Drive Locking) werden formschlüssige und leckagefreie Metallabdichtungen<br />
in Steuerblöcken aus Aluminium hergestellt. Die Stopfen bestehen aus einem<br />
einzigen Edelstahl-Teil und sind somit robust und widerstandsfähig gegen Korrosion. Dank<br />
der Drive-Locking-Technologie benötigen sie darüber hinaus keine Gewinde, zusätzlichen<br />
Dichtungsmittel oder O-Ringe, um leckagefrei abzudichten. In Verbindung mit der Installation-Indicator-Technologie<br />
kann bereits in der Fertigung mithilfe von optischen Kontrollmechanismen<br />
überprüft werden, ob die Installation und Abdichtung optimal gelungen sind.<br />
Die Stopfen der DL-Serie verfügen über einen Nenndruck von 69 bar (1000 psi) und eignen<br />
sich besonders für Fluid-Control-Anwendungen in Getrieben, elektrischen Antrieben,<br />
Kühlsystemen, Differentialen, Automobil- oder Industriehydrauliksystemen, Pumpen, Motoren und medizinischen Geräten. Dank<br />
des minimalen Gewichts und ihrer geringen Höhe von lediglich 3 mm können <strong>Konstrukteur</strong>e ihre Fluidsysteme mit den Stopfen<br />
zudem kompakter und leichter designen. Die Miniaturkomponenten sind in den Durchmessern 4, 5, 6, 7 und 8 mm erhältlich.<br />
www.theleeco.com/de/<br />
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Flexible Technologie
FLUIDTECHNIK<br />
DRUCKIMPULSPRÜFUNGEN<br />
FÜR MEHR SICHERHEIT<br />
Die Energieübertragung in hydraulischen Systemen erfolgt durch eine mit<br />
Druck beaufschlagte Flüssigkeit. <strong>Der</strong> Druck kann in Hydrauliksystemen<br />
starken Schwankungen unterliegen. Bauteile in Hydraulikanlagen sind<br />
daher häufig Lastwechseln ausgesetzt. Eine Prüfung der Bauteile<br />
hinsichtlich dieser Wechselbeanspruchung dient als sichere Beurteilung<br />
der Auslegung und des Designs.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Mit dem im Jahr 2020 in Betrieb genommenen Druckimpuls-/Vibrations-Prüfstand<br />
der Internationalen<br />
Hydraulik Akademie (IHA) können derartige Prüfungen<br />
durchgeführt werden. So sind Druckimpulsprüfungen<br />
ohne dynamische Biegung für Hydraulikschlauchleitungen<br />
aus Gummi oder Kunststoff gemäß ISO 6803 bis 1.300 bar möglich.<br />
In einer zweiten Prüfkammer können kombinierte Druckimpuls-/<br />
Vibrationsprüfungen für metallische Rohrverschraubungen nach<br />
Robert Becker, Prüfingenieur und Trainer Fluidtechnik<br />
der Internationalen Hydraulik-Akademie IHA<br />
ISO 19879 durchgeführt werden. Bei dieser Prüfung werden die<br />
Rohrverschraubungen mit Druckimpulsen bei gleichzeitiger Vibration<br />
durch eine Oszillier-Vorrichtung beaufschlagt. Eine besondere<br />
Herausforderung bei der Realisierung des Druckprofils ist<br />
die hohe Dynamik und das enge Toleranzband. Gemäß Norm ist<br />
abhängig vom Prüfdruck und der Prüffrequenz eine Druckanstiegsgeschwindigkeit<br />
von bis zu 17.000 bar/s möglich. Hierbei<br />
ist jedoch eine Grenzabweichung von ± 10 Prozent einzuhalten.<br />
16 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
FLUIDTECHNIK<br />
01 Prüfkammer für Druckimpulsprüfungen ohne dynamische<br />
Biegung von Hydraulikschlauchleitungen<br />
01<br />
02 Kombinierte Druckimpuls-/Vibrations-Prüfungen von Rohrverschraubungen<br />
sind in einer zweiten Prüfkammer möglich<br />
DIE BESONDERHEITEN DES PRÜFSTANDES<br />
Einzigartig bei diesem Prüfstand sind gleich mehrere Faktoren.<br />
Einerseits können Druckimpulsprüfungen mit hohem Impulsvolumen<br />
von bis zu 1,1 l durchgeführt werden. Andererseits sind<br />
Prüfungen mit Impulsdrücken von bis zu 1.300 bar möglich. Aufgrund<br />
dieser Tatsache ist der Prüfstand mit zwei Druckübersetzern<br />
ausgestattet. Abhängig vom gewählten Impulsdruck wird<br />
zum einen der für die Prüfung erforderliche Druckübersetzer von<br />
der Prüfstandsoftware ausgewählt.<br />
Zum anderen wird, abhängig vom Impulsdruck, die Druckstufe<br />
der Hauptpumpe von 270 oder 350 bar vollautomatisch<br />
gesteuert. Die Hauptpumpe versorgt die Druckübersetzer mit<br />
einem maximalem Volumenstrom von 400 l/min. Angetrieben<br />
wird die Pumpe von einem wassergekühlten Asynchronmotor<br />
mit einer Leistung von 250 kW. In Summe hat der Druckimpuls-/Vibrations-Prüfstand<br />
eine maximale Anschlussleistung<br />
von 300 kW bei einem Gewicht von 16 t.<br />
DAS DICHTUNGSSYSTEM ALS<br />
GRÖSSTE SCHWACHSTELLE<br />
Hauptdarsteller des Prüfstandes sind die Druckübersetzer. Sie<br />
sind vergleichbar mit Hydraulikzylindern, deren Kolbenstangen<br />
den übersetzten Druck erzeugen. Erfahrungsgemäß stellt das<br />
Dichtungssystem des Druckübersetzers – vor allem im Hochdruckbereich<br />
– die größte Schwachstelle dar. Aufgrund der hohen<br />
Anzahl an Lastwechselspielen ist der Verschleiß der Hochdruckdichtungen<br />
deutlich stärker als bei üblichen Anwendungen von<br />
Hydraulikzylindern.<br />
GEMÄSS NORM IST ABHÄNGIG<br />
VOM PRÜFDRUCK UND DER<br />
PRÜFFREQUENZ EINE DRUCK-<br />
ANSTIEGSGESCHWINDIGKEIT VON<br />
BIS ZU 17.000 BAR/S MÖGLICH<br />
Durchschnittlich erfährt der Druckübersetzer pro Impulsprüfung<br />
500.000 Lastwechsel beziehungsweise Hübe. Bei einer Frequenz<br />
von 1 Hz ist eine Impulsprüfung nach circa sechs Tagen beendet.<br />
Pro Jahr ergibt dies bis zu 20 Mio. Lastwechsel. Ein weiterer<br />
Grund für den erhöhten Verschleiß des Dichtungssystems ist der<br />
übersetzte Druck von bis zu 1.300 bar. Standard-Weichdichtungen<br />
für Hydraulikzylinder sind bis zu einem Maximaldruck von<br />
700 bar verfügbar.<br />
WARTUNGSZEIT- UND KOSTEN REDUZIEREN<br />
Eine wichtige Maßnahme zur Reduzierung der Wartungszeit beziehungsweise<br />
Wartungskosten bezüglich der Druckübersetzer ist<br />
die Abdichtung mittels Kolbenringe anstelle von Weichdichtungen.<br />
Prinzipbedingt ist bei der Abdichtung mit Kolbenringen eine<br />
Leckage vorhanden, wodurch der Wirkungsgrad des Druckübersetzers<br />
sinkt. Jedoch kam es durch dieses Abdichtsystem bisher<br />
zu keinem Ausfall, sodass keine Wartung erforderlich war. Hervorzuheben<br />
ist die Dynamik der Druckübersetzer. Durch das<br />
Zusammenspiel von 250 kW hydraulischer Leistung und Blasenspeichern<br />
mit einem Gesamtvolumen von 100 l kann der Druckübersetzer<br />
innerhalb von 100 ms einen Hub von 280 mm verfahren.<br />
Dies entspricht einer Verfahrgeschwindigkeit von 2,8 m/s.<br />
Realisierbar sind derartige Geschwindigkeiten beziehungsweise<br />
Beschleunigungen ausschließlich mit Servo-Ventiltechnik.<br />
Die Druckübersetzer werden mit vorgesteuerten Servo-Ventilen<br />
mit einem maximalen Durchfluss von 3.000 l/min betätigt.<br />
Diese Dynamik stellt nicht nur hohe Anforderungen an die<br />
Druckversorgung, die Ventiltechnik und das Dichtungssystem.<br />
Ebenso wichtig für einen standfesten Betrieb ist die Ausführung<br />
der Rücklaufleitung. Besondere Herausforderung hierbei stellt<br />
die Vermeidung von Druckspitzen bedingt durch den schlagartigen<br />
Volumenstrom der Servo-Ventile dar.<br />
FAZIT<br />
<strong>Der</strong> Prüfstand der IHA ist hinsichtlich des Designs und der Leistungsfähigkeit<br />
in der Klasse der Impulsprüfstände einzigartig.<br />
Ohne Weiteres können Schlauchleitungen mit einem Nenndurchmesser<br />
von 50 mm mit einem Impulsdruck von 700 bar<br />
oder Rohrverschraubungen mit einem Impulsdruck von bis zu<br />
1.300 bar geprüft werden.<br />
Bilder: Internationale Hydraulik Akademie<br />
www.hydraulik-akademie.de<br />
02<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 17
FLUIDTECHNIK<br />
Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger,<br />
Leiter Operative Anwendungstechnik,<br />
C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG,<br />
Pinneberg<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
BIO – LÖSUNG ALLER PROBLEME?<br />
In unterschiedlichsten technischen Anwendungen werden biogene Fluide verwendet.<br />
Tendenz stark steigend. Die Anwendungsbereiche erstrecken sich von der<br />
chemischen Prozessindustrie und deren Peripherie bis hin zu Einsatzgebieten in der<br />
Forst-, Land- und Wasserwirtschaft. <strong>Der</strong> Einsatz dieser biogenen Medien stellt<br />
allerdings eine enorme Herausforderung an die elastomeren Dichtungen dar.<br />
Als biologische Fluide werden umweltschonende, biologisch<br />
schnell abbaubare und nicht toxische Medien<br />
bezeichnet. Diese werden zumeist aus Biomasse hergestellt.<br />
Doch warum kommt es zum vermehrten Einsatz<br />
dieser Fluide, woraus resultiert die Motivation zum Gebrauch<br />
dieser Medien? Neben dem Umweltschutzaspekt durch Vermei-<br />
dung von Kontaminationen des Erdreichs durch Fahrzeuge oder<br />
von Gewässern, ist auch der Klimaschutz und die Reduzierung<br />
des Treibhausgases CO 2<br />
ein immer wichtiger werdendes Argument.<br />
Darüber hinaus kann eine größere Unabhängigkeit vom<br />
Erdöl erreicht werden, da es sich meist um nachwachsende<br />
Rohstoffe handelt. Letztendlich ausschlaggebend für den Durch-<br />
18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
FLUIDTECHNIK<br />
Bei dem FKM-Dichtungswerkstoff<br />
BF 750 handelt es sich um ein<br />
hochfluorhaltiges Polymer<br />
der 3. Generation, der speziell<br />
für die hohen Anforderungen<br />
im Einsatz in biogenen<br />
Medien entwickelt wurde<br />
bruch verschiedener biogener Medien dürfte allerdings die Gesetzgebung<br />
mittels EU-Richtlinien gewesen sein. In vielen öffentlichen<br />
Ausschreibungen sind beispielsweise biogene Fluide in<br />
den Baufahrzeugen vorgeschrieben. Doch ein Austausch dieser<br />
Fluide gegen bestehende, auf Mineralöl basierende Medien ist<br />
nicht ohne Einschränkungen durchführbar, denn die Auswirkungen<br />
auf viele Bauteile sind teilweise noch unbekannt und sehr<br />
viele Elastomerdichtungen sind für diesen Einsatz ungeeignet.<br />
Die Einführung des Vergasertreibstoffes E10 ist auch auf regularische<br />
Markteingriffe zurückzuführen und auch hier verhalten sich<br />
viele Bauteile im Kontakt anders als mit herkömmlichem Benzin.<br />
In diesem Zusammenhang ist auch die gesamte chemische Prozessindustrie<br />
direkt und indirekt betroffen, die in die Herstellung,<br />
Lagerung und Beförderung dieser Medien involviert ist.<br />
HYDRAULIKFLÜSSIGKEITEN IN<br />
EMPFINDLICHEN ÖKOSYSTEMEN<br />
Generell ist die Flüssigkeit am umweltfreundlichsten, die gar<br />
nicht erst aus der Maschine austritt. Doch trotz Einsatz modernster<br />
Maschinen kann es sowohl beim Betrieb stationärer Hydraulikanlagen<br />
wie Schleusen, Wehre, Wasserkraftanlagen als auch<br />
beim Betrieb von Baumaschinen, Pistengeräten im Gebirge, Geräten<br />
in der Land- und Forstwirtschaft durch Undichtigkeiten zu<br />
Verunreinigungen von Gewässern und Böden kommen. In diesem<br />
Fall müssen die Hydraulikflüssigkeiten und Schmierstoffe<br />
frei von ökotoxikologisch kritischen Stoffen sein.<br />
In der hydraulischen Antriebstechnik werden deshalb zunehmend<br />
biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt.<br />
Diese können herkömmliche FKM-Dichtungen jedoch stark angreifen<br />
und machen einen langfristigen Einsatzzeitraum nahezu<br />
unmöglich. Biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten bestehen<br />
entweder aus Triglyceriden, wobei es sich oft um pflanzliche<br />
Öle (zum Beispiel Rapsöl) mit der Bezeichnung HETG (Hydraulic<br />
Oil Environmental Triglycerid) handelt oder um synthetischen<br />
Ester mit der Bezeichnung HEES (Hydraulik Oil Environmental<br />
Ester Synthetic). Diese Fluide sind als Schadstoffe der Schadstoffklasse<br />
I zugeordnet.<br />
In der modernen Hydraulik werden verstärkt auch Spezial-<br />
Hochleistungs-Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt. Diese sind additiviert,<br />
aber nicht auf Mineralölbasis hergestellt. Es handelt<br />
sich hierbei um synthetische, wasserfreie Flüssigkeiten (HFD),<br />
welche eine höhere Dichte als Mineralöl haben und schwer<br />
entflammbar sind. Hierzu zählen unter anderem Phosphor -<br />
säure ester (HFD-R), wasserfreie chlorierte Kohlenwasserstoffe<br />
(HFD-S) oder eine Mischung aus HFD-R und HFD-S, sowie wasserfreie<br />
andere Zusammensetzungen (HFD-U), bestehend aus<br />
Fettsäureestern. Allerdings greifen sowohl die biologisch abbaubaren<br />
als auch die synthetischen Hydraulikflüssigkeiten herkömmliche<br />
elastomere Dichtungswerkstoffe an. Ein Hochleistungs-FKM-Compound<br />
muss in all diesen Bereichen auch über<br />
einen langen Zeitraum problemlos einsetzbar sein.<br />
BIOKRAFTSTOFFE ALS HERAUSFORDERUNG<br />
FÜR DIE DICHTUNGSTECHNIK<br />
Auch wenn der E10-Kraftstoff schon lange eingeführt ist, gibt es<br />
immer noch Diskussionen um die 10%ige Ethanolbeimischung<br />
zum handelsüblichen Benzin (E10) – sowohl auf Anwenderseite<br />
als auch bei den Dichtungsherstellern. Die Elastomerdichtungen,<br />
die dauerhaft mit dem E10-Vergaserkraftstoff in Kontakt kommen,<br />
sind keineswegs nur in den E10-Kraftstoff verbrennenden PKW<br />
oder LKW selbst zu finden, sondern in der Peripherie der gesam-<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 19
FLUIDTECHNIK<br />
Nach Einlagerung bei 72 h/23 °C<br />
Medium B100 B5 E85 Vegetable Oil Ethanol Fuel C<br />
Änderung der Härte Pkt. 0 0 -1 0 -1 -1<br />
Änderung der Reißfestigkeit % 0 0 0 0 0 0<br />
Änderung der Dehnung % 0 0 0 0 0 0<br />
Änderung des Gewichts % 0,0 0,0 +0,3 0,0 +0,2 +0,1<br />
Änderung des Volumens % 0,0 0,0 +0,7 0,0 +0,5 +0,1<br />
Nach Einlagerung bei 72 h/70 °C<br />
Medium B100 B5 E85 Vegetable Oil Ethanol Fuel C<br />
Änderung der Härte Pkt. -1 -2 -7 0 -5 -5<br />
Änderung der Reißfestigkeit % -11 -10 -20 -5 -19 -17<br />
Änderung der Dehnung % -6 -8 -9 -3 -10 -9<br />
Änderung des Gewichts % +0,5 +0,4 +3,1 +0,1 +2,2 +1,9<br />
Änderung des Volumens % +0,8 +0,9 +7,3 +0,1 +5,5 +5,3<br />
Die Testergebnisse des FKM-Dichtungswerkstoffs BF 750 wurden durch ein unabhängiges Labor ermittelt und sie lagen weit unterhalb<br />
jeder Toleranzgrenze; neben den rein biogenen Kraftstoffen wurden auch Verschnitte mit konventionellen Kraftstoffen mit einbezogen<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
ten Herstellungs- und Beförderungskette dieser Kraftstoffe. Die<br />
Hersteller als auch Logistiker, haben mit dem E10-Vergaserkraftstoff<br />
teilweise größte Schwierigkeiten. So verkürzen sich die<br />
Wartungsintervalle teilweise extrem, da die bisher eingesetzten<br />
Dichtungen nicht lang genug widerstandsfähig sind.<br />
Konventionelle Dichtungswerkstoffe, die nicht speziell für den<br />
Kontakt mit biogenen Medien ausgelegt sind, können bei dauerhaftem<br />
Kontakt mit diesen Fluiden unterschiedliche negative<br />
Veränderungen aufweisen. So kommt es bei diesen Dichtungswerkstoffen<br />
zu Änderungen der physikalischen Eigenschaften.<br />
Hierzu zählen beispielsweise eine Volumenänderung (Quellung)<br />
oder auch eine Änderung der Werkstoffhärte. Zudem kann auch<br />
die chemische Beständigkeit (zum Beispiel durch Hydrolyse)<br />
stark reduziert werden. Alle Veränderungen reduzieren die Dichtungseigenschaften<br />
zum Teil erheblich und führen früher oder<br />
später zur Leckage beziehungsweise zum vorzeitigen Austausch<br />
der Dichtungen.<br />
ROBUSTER WERKSTOFF FÜR BIOGENE MEDIEN<br />
<strong>Der</strong> unabhängige Hersteller C. Otto Gehrckens GmbH (COG) hat<br />
speziell für diese Einsatzgebiete einen FKM-Dichtungswerkstoff<br />
mit der Bezeichnung BF 750 entwickelt, der sich in der Praxis<br />
vielfältig bewährt hat. Bei diesem Werkstoff handelt es sich um<br />
ein hochfluorhaltiges Polymer der 3. Generation auf Basis von<br />
Fluorkautschuk (FKM). Dieser Compound wurde von der COG<br />
Mischungsentwicklung speziell für die hohen Anforderungen im<br />
Einsatz in biogenen Medien entwickelt und in einem unabhängigen<br />
Labor getestet. Das Ergebnis übertraf alle Erwartungen, denn<br />
im normalen Einsatz sind praktisch keine Werkstoffveränderungen<br />
aufgetreten. Deshalb wurden die Tests auf unübliche<br />
Extremsituationen ausgeweitet. Auch hier überzeugte der FKM-<br />
Werkstoff BF 750 mit Ergebnissen, die weit unterhalb jeder Toleranzgrenze<br />
liegen, wie die Daten in oben stehenden Tabellen<br />
zeigen. Neben den rein biogenen Kraftstoffen wurden auch entsprechende<br />
Verschnitte mit konventionellen Kraftstoffen in die<br />
Untersuchung mit einbezogen.<br />
Laut Hersteller ist dieser FKM-Werkstoff Heißwasser- und<br />
Dampfbeständig sowie resistent gegenüber allen herkömmlichen<br />
Kraftstoffen und vielen anderen Medien, wie beispielsweise<br />
Alkoholen und Säuren. <strong>Der</strong> entwickelte Werkstoff BF 750 ist<br />
überall dort einsetzbar, wo die Dichtungsmaterialien mit den<br />
oben genannten Medien in Kontakt kommen. Hierzu zählen<br />
zum Beispiel Hydraulikkomponenten, Rohre, Leitungen, Ventile,<br />
Tankstellen-Zapfanlagen und deren Peripherie, Pumpen, Motoren,<br />
Kupplungen, Vakuumpumpen, Kessel, Autoklaven und<br />
Schlauchdichtungen. Die Einsatzgebiete sind vielseitig.<br />
EINE FRAGE DER PERSPEKTIVE<br />
Trägt der Einsatz biologischer Medien nun eher zur Lösung von<br />
Problemen bei oder werden dadurch nur neue Probleme geschaffen?<br />
Beides oder zumindest kommt es auf die Perspektive<br />
an. <strong>Der</strong> zunehmende Einsatz biologischer Fluide hat sehr viele<br />
Vorteile aber auch nicht zu vernachlässigende Nachteile. Zu den<br />
Vorteilen müssen eindeutig die Reduzierung der Umweltbelastung<br />
und die Reduzierung des CO 2<br />
-Ausstoßes gezählt werden.<br />
Aber auch die Minderung der Abhängigkeit vom Erdöl kann als<br />
sehr positiv bewertet werden.<br />
Demgegenüber müssen jedoch die teilweise deutlich negativen<br />
Auswirkungen auf unterschiedliche Bauteile, die mit<br />
diesen Medien dauerhaft in Kontakt kommen, als nachteilig<br />
gewertet werden. Viele bisher problemlos eingesetzte Dichtungswerkstoffe<br />
können in dem veränderten Umfeld nicht<br />
mehr zum Einsatz kommen. Auch die Kostenspirale wird durch<br />
den notwendigen Einsatz höherwertiger Werkstoffe nach oben<br />
gedreht. Ob die Materialkosten allerdings unter langfristigen<br />
Gesichtspunkten betrachtet tatsächlich merklich steigen,<br />
bleibt abzuwarten.<br />
Es liegt nun an den Herstellern eine Anpassung an die jeweilige<br />
Anwendung vorzunehmen und neue, spezielle Werkstoffe zu<br />
entwickeln. Diese müssen auf die Kontaktmedien getestet sein<br />
und die hohen Anforderungen erfüllen. Nur so kann gewährleistet<br />
werden, dass diese über einen langen Zeitraum sicher<br />
funktionieren. Für den Anwender ist, wie in dem Beispiel eines<br />
speziellen FKM-Werkstoffs aufgeführt, ein universell geeigneter<br />
Dichtungswerkstoff für den Einsatz mit biogenen Medien optimal<br />
und bietet eine größtmögliche Sicherheit.<br />
Bilder: Aufmacher Heino Pattschull – stock.adobe.com; 01 COG<br />
www.cog.de<br />
20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
FLUIDTECHNIK<br />
MEHRSTUFIGE WÄLZKOLBENPUMPE<br />
BEWÄLTIGT GROSSE GASVOLUMINA<br />
Pfeiffer Vacuum hat mehrstufige Wälzkolbenpumpen<br />
auf den Markt gebracht, die für öl- und partikelfreie<br />
Anwendungen im Druckbereich zwischen Atmosphärendruck<br />
und 3x10 -2 hPa ausgelegt sind. Sie erfüllen<br />
die Vorgaben an ein sauberes und trockenes Vakuum,<br />
etwa bei der Trocknung, Sterilisation und Beschichtung,<br />
sowie bei Halbleiter- und F&E-Applikationen.<br />
ACP 90 ist robust, für das häufige Abpumpen<br />
größerer Volumina geeignet und beständig gegen<br />
leicht korrosive Gase. „Wir sind besonders stolz auf<br />
die eingebaute Intelligenz, die ein hohes Saugvermögen<br />
bei hohem Druck ermöglicht, was beim Pumpen großer Volumina wichtig ist. Mit einer<br />
sehr geringen Leistungsaufnahme von 2 kW bei Atmosphärendruck ist die ACP 90 auch eine<br />
energieeffiziente Lösung“, unterstreicht Jean-Philippe Briton, Produktmanager bei Pfeiffer<br />
Vacuum. Darüber hinaus erfüllen die Wälzkolbenpumpen CE- und UL/CSA-Normen.<br />
www.pfeiffer-vacuum.com<br />
ISO 9001-2015 ZERTIFIZIERT<br />
Ventilsysteme<br />
Für Öl-Service<br />
und Entlüftung<br />
FÜLLSTANDSENSOR MACHT SICHER GEGEN CYBERANGRIFFE<br />
Messdaten jederzeit sicher nutzen zu können ist<br />
inzwischen eine der wichtigsten Anforderungen in der<br />
Prozessindustrie. Für eine umfassende Sicherheit muss<br />
nicht nur die Anlage an sich sicher sein, sondern auch<br />
alle eingebauten Komponenten. Vega hat mit dem<br />
Radarsensor Vegapuls 6X einen Füllstandsensor mit<br />
integrierter Cybersicherheit herausgebracht, der die<br />
höchsten Standards in der Prozessindustrie erfüllt. <strong>Der</strong><br />
Sensor bringt erstmals zusätzlichen Anlagenschutz mit.<br />
Er wurde nach der Cyber-Sicherheitsnorm IEC 62443-4-2<br />
entwickelt und kann sowohl für Flüssigkeiten als auch<br />
für Schüttgüter genutzt werden. <strong>Der</strong> Sensor eignet sich<br />
für flüssige, feste, heiße, kalte und auch aggressive Medien. Er wird für die jeweilige Anwendung<br />
individuell im Werk angepasst. Die zentrale Komponente des Sensors ist sein Radar-<br />
Chip, der mit seiner Selbstdiagnose für Präzision und Zuverlässigkeit des Sensors sorgt.<br />
www.vega.com<br />
<br />
Skarke GmbH<br />
Auf der Rut 4<br />
64668 Rimbach-Mitlechtern<br />
<br />
06253 - 80 62-0<br />
info@skarke.de • www.skarke.de<br />
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E-PAPER ANMELDEN:<br />
https://vfm.optin.vuservice.de<br />
DIGITALE SCHNITTSTELLE FÜR MESSGASKÜHLER<br />
Bühler Technologies stellt bei allen Messgaskühlern mit Halbleiterkühlelementen<br />
das Modbus-RTU-Kommunikationsprotokoll als Option zur<br />
Verfügung. Diese digitale Schnittstelle übermittelt einer übergeordneten<br />
Instanz, wie etwa dem Leitsystem, erweiterte Informationen rund um<br />
den Messgaskühler. So ausgestattete Anlagen unterstützen den Betreiber<br />
dabei, Gefahrenpotenziale früh zu erkennen. Zudem erzeugt Modbus<br />
RTU eine optimierte Datenbasis, die eine kontinuierliche Kontrolle der<br />
Gasbeschaffenheit, eine effiziente Wartung der Messgeräte und präventive<br />
Maßnahmen ermöglicht. <strong>Der</strong> Fernzugriff auf den Messgaskühler und<br />
die Steuerung und Überwachung des aktuellen Zustands ist möglich.<br />
www.buehler-technologies.com<br />
KON_Anzeige_Toss_185x30mm_<strong>2023</strong>_02.indd 1 www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 15.02.<strong>2023</strong> <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 14:12:25 21
TITELSTORY<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
PRÄZISE LAGERUNG<br />
BEI HÖCHSTEN DREHZAHLEN<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Robust, präzise und dynamisch: Das sind zentrale Anforderungen an Spindellager<br />
für Werkzeugmaschinen. Auf der EMO <strong>2023</strong> wird NSK eine neue Schrägkugellager-<br />
Baureihe vorstellen, die vor allem für diese Anwendung entwickelt wurde<br />
und die Haupteigenschaften – robust und dynamisch – schon im Namen trägt.<br />
22 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Waldemar Sosnowski, Teamleader Application Engineering,<br />
NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
chen des Werkzeugs ins Werkstück auf das Lager wirken. Zusätzlich<br />
erwarten die Hersteller und auch die Anwender von<br />
High-Performance-Werkzeugmaschinen sehr enge Toleranzen<br />
bei der Bearbeitung sowie minimale Bearbeitungszeiten – möglichst<br />
ohne aufwändige Nachbearbeitung. Deshalb müssen die<br />
Lager hohe Anforderungen an die Laufgenauigkeit erfüllen.<br />
Denn je höher die Laufgenauigkeit der Lager, desto präziser die<br />
Rotationsbewegung der Spindel und, in der Folge, desto genauer<br />
der Bearbeitungsprozess und desto höher die Maßhaltigkeit<br />
des gefertigten Produktes.<br />
DYNAMISCHE TRAGZAHL UM<br />
15 PROZENT STEIGERN<br />
Die Schrägkugellager der Robustdyna-Serie tragen zwei ihrer<br />
wesentlichen Eigenschaften schon im Namen: Sie sind ebenso<br />
robust wie dynamisch. Für die Robustheit stehen die hohen Tragzahlen,<br />
für die Dynamik das hohe Drehzahlniveau. Daraus resultiert<br />
einerseits eine Erhöhung der dynamischen Tragzahl um<br />
15 Prozent, während sich der Drehzahlkennwert mit rund drei<br />
Millionen n × dm auf demselben sehr hohen Niveau wie bei der<br />
Vorgängerserie bewegt.<br />
Die Robustdyna-Baureihe eignet sich sowohl für die Ultra-<br />
Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mit kurzen Zykluszeiten als<br />
auch für die Schwerzerspanung. Aufgrund der Kombination von<br />
hohen Drehzahlen mit hohen Tragzahlen können hervorragende<br />
Ergebnisse bei der Schrupp- und Schlichtbearbeitung erzielt<br />
werden.<br />
Möglich werden diese Eigenschaften durch besondere Kon -<br />
s truktionsmerkmale wie die Verwendung größerer Kugeln und<br />
des von NSK entwickelten SHJ7- oder SHX-Stahls. Sie sorgen<br />
nicht nur für eine hohe dynamische Tragzahl, sondern auch für<br />
eine erhöhte statische Belastbarkeit. Damit verringert sich für<br />
den Anwender der Robustdyna-Schrägkugellager das Risiko von<br />
Lagerschäden im Falle von unerwarteten Kollisionen. Diese<br />
Eigenschaft leistet einen Beitrag zum langfristig zuverlässigen<br />
Betrieb der Spindel ohne ungeplante Ausfallzeiten.<br />
Wenn das Fräswerkzeug einer Werkzeugmaschine<br />
mit Drehzahlen von mehreren zehntausend Umdrehungen<br />
pro Minute auf das Werkstück trifft<br />
und dieses bearbeitet, wird nicht nur das Werkzeug<br />
extrem beansprucht, sondern auch die Spindellagerung<br />
der Maschine. Sie muss für diese hohen Drehzahlen geeignet<br />
sein und dabei die Lasten aufnehmen können, die beim Eintau-<br />
DIVERSE SCHRÄGKUGELLAGER-<br />
SPEZIFIKATIONEN ZUR AUSWAHL<br />
Abgesehen von der neuen Lagerbaureihe wird NSK auf der EMO<br />
den „Footprint“ als Hersteller von Spindellagern für Werkzeugmaschinen<br />
zeigen – anhand der Schnittmodelle von verschiedenen<br />
Schrägkugellagern mit identischem Bohrungsdurchmesser<br />
von 70 mm, aber unterschiedlichen Spezifikationen. Damit wird<br />
anschaulich, auf welche Weise Konstruktionsmerkmale wie<br />
Laufbahngeome trie, Kugelgröße und Werkstoffauswahl die Eigenschaften<br />
und Kennwerte der Lager (Drehzahl, Tragzahl…) beeinflussen.<br />
NSK wird außerdem drei verschiedene Käfigtypen<br />
und vier verschiedene Schmierungsmethoden für diese Lager<br />
vorstellen.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 23
ANTRIEBSTECHNIK<br />
01<br />
01 Dank vergrößerter Kugeln und weiterer Konstruktionsmerkmale<br />
weisen die neuen Robustdyna-Schrägkugellager<br />
eine bis zu 15 Prozent höhere Tragfähigkeit auf<br />
02 <strong>Der</strong> Sursave-Käfig wurde dezidiert für<br />
Hauptspindellager entwickelt<br />
03 Zylinderrollenlager der Robust-Serie eignen sich für hoch<br />
präzise Bearbeitungsprozesse bei sehr hohen Drehzahlen<br />
04 Das neue Schmierfett Robustgrd setzt Maßstäbe<br />
in Hochgeschwindigkeits-Spindellageranwendungen<br />
03<br />
02<br />
Die Verringerung der Reibung ist auf die Optimierung von Käfigtaschenspiel,<br />
Führungsspalt und Oberflächenstruktur zurückzuführen.<br />
Letztere hat einen großen Einfluss auf den Schmierfilm,<br />
während die Lebensdauer des Schmierfetts aufgrund der besseren<br />
Reibungsverhältnisse und der niedrigeren Temperatur ebenfalls<br />
länger ist.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITELSTORY<br />
04<br />
NEUER KÄFIG FÜR HAUPTSPINDEL-<br />
SCHRÄGKUGELLAGER<br />
Zu den erwähnten Käfigtypen gehört der neue Sursave (TSR)-<br />
Lagerkäfig für Schrägkugellager in der Hauptspindel von Werkzeugmaschinen.<br />
Er wurde bereits auf Messen vorgestellt, steht<br />
aber erst jetzt in immer mehr Baugrößen dem Werkzeugmaschinenbau<br />
zur Verfügung.<br />
Mit diesem außenringgeführten Käfig aus dem Hochleitungs-<br />
Kunststoff PPS können die Anwender Energieeinsparungen,<br />
niedrige Temperaturen, einen günstigen nicht wiederholbaren<br />
Rundlauf (NRRO), hohe Drehzahlen, geringe Vibrationen und<br />
einen niedrigen Geräuschpegel erzielen. Eine im Vergleich zu<br />
herkömmlichen Lagern um 20 Prozent geringere Reibung führt<br />
zu Energieeinsparungen und auch zu höherer Genauigkeit.<br />
NEUES FETT FÜR HIGH-SPEED-<br />
ANWENDUNGEN<br />
Zu den Kernkompetenzen der Forschung und Entwicklung von<br />
NSK gehört die Tribologie, denn nach Auffassung der <strong>Konstrukteur</strong>e<br />
ist das Fett beziehungsweise der Schmierstoff ebenso funktionsentscheidend<br />
wie der Stahl, aus dem die Wälzlager und<br />
Lineartechnik-Komponenten gefertigt werden. Denn das Fett hat<br />
letztlich großen Einfluss auf die Lebensdauer des Lagers.<br />
Das von NSK entwickelte neue Schmierfett Robustgrd setzt<br />
hier Maßstäbe in Hochgeschwindigkeits-Spindellageranwendungen.<br />
<strong>Der</strong> umweltfreundliche Schmierstoff verringert die<br />
Ausfallwahrscheinlichkeit durch Heißlauf um etwa das Fünffache<br />
im Vergleich zum herkömmlichen NSK-Schmierfett.<br />
Damit trägt Robustgrd zu erhöhter Produktivität und zum langfristig<br />
stabilen Betrieb von Werkzeugmaschinen bei. In vielen<br />
Anwendungen bietet die Fettschmierung eine Einsparung an<br />
Ressourcen und Energie im Vergleich zu einem Ölkreislauf.<br />
ZYLINDERROLLENLAGER ALS ALTERNATIVE<br />
Auf der EMO wird NSK nicht nur diverse Schrägkugellager-Serien<br />
zeigen, die dezidiert für Spindelantriebe entwickelt wurden, sondern<br />
auch entsprechende Zylinderrollenlager – zum Beispiel die<br />
einreihige Robust-Baureihe. Außerdem wird NSK zweireihige<br />
Zylinderrollenlager vorstellen, die auch für die Anwendungen im<br />
Werkzeugmaschinenbau konzipiert wurden. Diese Lager, die<br />
höchsten Belastungen standhalten können, kommen insbesondere<br />
in hochsteifen Spindeln von Drehmaschinen zum Einsatz.<br />
Damit zeigt NSK: Für jede Anforderung des anspruchsvollen<br />
Werkzeugmaschinenbaus stehen leistungsfähige Spindellager<br />
zur Verfügung, die einen Beitrag zur hohen Performance der<br />
Maschine leisten. Häufig kann der <strong>Konstrukteur</strong> auch die Auswahl<br />
zwischen verschiedenen Lagerbauarten und -serien treffen.<br />
Bilder: NSK<br />
www.nskeurope.de<br />
24 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
LIEFERZEIT VON GETRIEBEMOTOREN<br />
WIEDER WIE GEWOHNT<br />
Dank großer<br />
gemeinsamer<br />
Anstrengungen<br />
von Kunden und<br />
Belegschaft konnte<br />
SEW-Eurodrive die<br />
Unwägbarkeiten<br />
bei den Lieferzeiten<br />
für Standard-<br />
Getriebemotoren<br />
überwinden. In enger Zusammenarbeit mit den Lieferanten<br />
bewältigte das Unternehmen den Engpass in der Bauteilversorgung<br />
für Getriebe und Getriebemotoren. Beispielsweise<br />
wurden Komponenten, die zuerst als knapp galten, wenige<br />
Tage später in einer unerwarteten Menge geliefert. Das ermöglichte<br />
SEW-Eurodrive die Produktion zusätzlicher Getriebemotoren.<br />
Hierfür war unter anderem ein hoher interner und<br />
externer Kommunikationsaufwand erforderlich. Bei den<br />
Standardausführungen der Getriebe und Getriebemotoren in<br />
kleinen und mittleren Baugrößen oder Leistungen liegt die<br />
Lieferzeit aktuell wieder bei maximal zehn Arbeitstagen.<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
ONLINE-KONFIGURATOR ERMÖGLICHT<br />
INDIVIDUELLE ENDENBEARBEITUNG<br />
<strong>Der</strong> Produktkonfigurator von Hiwin kann die kundenspezifische<br />
Endenbearbeitung direkt online erfassen. <strong>Der</strong> Spezialist<br />
für Kugelgewindetriebe optimiert damit den Auswahl- und<br />
Bestellprozess seiner Produkte. Für die Endenbearbeitung<br />
stehen dem User im Konfigurator zahlreiche Individualisierungsmöglichkeiten<br />
zur Verfügung. Von der Auswahl eines<br />
Innengewindes, Zentrierbohrungen und Schlüsselflächen bis<br />
hin zur Anpassung<br />
einzelner Maße<br />
und der Passungsauswahl.<br />
Neben<br />
dem Produkt<br />
inklusive spezifischem<br />
Bestellcode,<br />
kann er im<br />
Verlauf der<br />
Konfiguration und<br />
des Bestellprozesses<br />
auch Preise und Lieferzeiten abfragen. Zudem lassen sich<br />
die zugehörigen CAD-Modelle in Echtzeit, in 2D und 3D, direkt<br />
aus dem Konfigurator herunterladen.<br />
www.hiwin.de<br />
ANTRIEBSSYSTEM FÜR DEN SUB-MIKROMETER-BEREICH<br />
Mit dem Antriebssystem MC2 von Sieb & Meyer lassen sich Bewegungsaufgaben auf bis zu acht<br />
Achsen präzise in Echtzeit kontrollieren. Das Mehrkanalsystem umfasst den Motion Controller<br />
MC2, Antriebsverstärker der Serie SD2x sowie das proprietäre Bussystem Servolink 4. In dieser<br />
Kombination steht dem Anwender höchste Genauigkeit bis in den Sub-µm-Bereich zur Verfügung.<br />
Maschinenhersteller können damit eine PC-basierte Applikationssoftware entwickeln und<br />
für die Motion-Aufgaben auf ein etabliertes System zurückgreifen. Durch den hohen Gleichlauf,<br />
die Fähigkeit zur linearen und zirkularen Interpolation, die Gantry- und Getriebefunktion sowie<br />
eine interne Auflösung bis 20 nm ist das Antriebssystem unter anderem für den Einsatz in der<br />
Leiterplatten-Produktion geeignet. Die Kommunikation zwischen dem Motion Controller MC2<br />
und dem Kunden-PC erfolgt über Ethernet auf Basis des DNC-361-Protokolls, das sich einfach in<br />
die kundenseitige Applikationssoftware implementieren lässt. Somit stehen die verfügbaren<br />
Motion-Funktionen des Antriebssystems in der Applikationssoftware zur Verfügung. Im MC2<br />
selbst läuft ein Echtzeit-Betriebssystem, mit dem die Daten zeitsynchron auf bis zu acht Antriebsverstärker<br />
übertragen werden können. Dies ermöglicht eine kontrollierte Raumbewegung<br />
der Achsen bis in den Sub-µm-Bereich. Als Datenleitung wird hierfür eine extrem störsichere<br />
Lichtwellenleiter-Verbindung verwendet. Optional bietet der Motion Controller eine EtherCAT-Master-Schnittstelle.<br />
www.sieb-meyer.de<br />
Mehr Kraft!<br />
ROBA ® -guidestop Schienenbremsen<br />
- mehr Bremskraft<br />
- mehr Haltekraft<br />
- mehr Sicherheit<br />
Besuchen Sie uns auf der EMO: Halle 7, Stand D30<br />
www.mayr.com<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 25
ANTRIEBSTECHNIK<br />
KOMPAKTER MOTION CONTROLLER DECKT MITTLEREN LEISTUNGSBEREICH AB<br />
Mit dem MC3603 erweitert Faulhaber seine Produktpalette um einen weiteren<br />
geräuschlosen und kompakten Motion Controller. Durch seine geringen<br />
Abmessungen eignet er sich besonders für die Integration im Gerätebau und in<br />
medizintechnischen Anwendungen. Mit 36 V und 3 A (Spitzenstrom 9 A) deckt<br />
der Motion Controller den mittleren Leistungsbereich bis ca. 100 W ab. Er kann<br />
für „normale“ DC-Motoren mit Encoder, bürstenlose Antriebe und Linearmotoren<br />
eingesetzt werden. I/O-Umfang und Encoder-Schnittstellen entsprechen<br />
denen der gesamten Familie. Für die Kommunikation werden USB, RS232,<br />
CANopen und EtherCAT unterstützt. <strong>Der</strong> Motion Controller enthält bereits die<br />
Firmware-Version „M“. Für eine komfortable Systemeinrichtung steht das<br />
Update (Version 6.9) der Software „Faulhaber Motion Manager“ zur Verfügung. Die Motion Controller von Faulhaber decken mit<br />
dem MC 3603 den gesamten typischen Anwendungsbereich für Klein- und Kleinstmotoren ab – von dem briefmarkengroßen<br />
MC 3001 mit 30 W und 1 A (Spitzenstrom 2 A) bis zum MC 5010 mit 10 A (Spitzenstrom 30 A), der für die Schaltschrankmontage<br />
ausgelegt ist und sich vor allem im industriellen Bereich bewährt hat.<br />
www.faulhaber.com<br />
SPIELFREIE ELASTOMERKUPPLUNG FÜR HIGHSPEED-ANWENDUNGEN<br />
Hohe Geschwindigkeiten stellen besondere Anforderungen an die Rundlaufgenauigkeit und<br />
Verschleißfähigkeit einer Kupplung. In diesem Kontext präsentiert R+W die SP6 Highspeed-<br />
Kupplung für Spindelantriebe. SP6 eignet sich darüber hinaus für weitere Anwendungen mit<br />
hohen Geschwindigkeiten. Dort ist eine präzise Übertragung der Drehbewegung, Spindelfreiheit<br />
und Verschleißfestigkeit des Elastomers sicherzustellen, um die Dynamik und Effizienz des<br />
Systems nicht zu beeinträchtigen. Die Kupplung besteht aus hochfestem Aluminium oder Stahl<br />
sowie einem verschleißfesten TPU-Elastomer und ist daher besonders belastbar. Sie wirkt durch<br />
ihren Elastomerkranz schwingungsdämpfend, ist aber dennoch spielfrei. Die Spielfreiheit der<br />
Kupplung ist durch die Druckvorspannung des Elastomerkranzes gewährleistet. Zwei präzise gefertigte<br />
Naben mit Klemmkonus und konkaven Klauen sorgen für eine hohe Rundlaufgenauigkeit.<br />
www.rw-kupplungen.de<br />
INDIVIDUELLE UND<br />
INTELLIGENTE GETRIEBE<br />
Flender möchte den Baukastenstandard revolutionieren<br />
und setzt auf maximale Individualität und Variabilität bei<br />
der Getriebekonfiguration und Fertigung. Erste Auskopplung<br />
aus einer neuen Plattform ist Flender One. Dabei ist es<br />
den Ingenieuren von Flender gelungen, für Anwendungen,<br />
die eine besonders genaue Drehzahl benötigen, erstmals<br />
einen engen Übersetzungsbereich mit 103 Stufen zwischen<br />
1 und 7,1 je Baugröße zu entwickeln. Die Abweichung<br />
zwischen gewünschter Drehzahl und verfügbarer, technischer<br />
Lösung<br />
liegt hier bei<br />
maximal<br />
1,5 Prozent.<br />
Das einstufige<br />
Flender One<br />
für Papiermaschinenund<br />
Pumpenanwendungen<br />
kann ein<br />
vorhandenes<br />
Getriebe ohne<br />
Umbau eins zu<br />
eins ersetzen. Die integrierte Getriebeintelligenz AIQ misst<br />
das Drehmoment kontinuierlich. <strong>Der</strong> Sensor verarbeitet und<br />
interpretiert Betriebszustände direkt und gibt Handlungsempfehlungen<br />
aus. Neu ist zudem der Online-Konfigurator,<br />
der für die Ergebnisausgabe nur drei Angaben benötigt:<br />
Anwendung, Leistung und Drehzahl.<br />
www.flender.com<br />
BÜRSTENBEHAFTETE DC-MOTOREN<br />
MIT PERMANENTMAGNET<br />
Delta Line bringt eine<br />
neue Reihe von Permanentmagnet-DC-Bürstenmotoren<br />
mit hoher Drehmomentkapazität<br />
auf den<br />
Markt. Erhältlich in drei<br />
Größen: 42DI, 52DI und<br />
63DI, verfügen sie über ein<br />
Nenndrehmoment von bis<br />
zu 0,06 Nm bei 42 mm,<br />
0,22 Nm bei 52 mm und<br />
0,27 Nm bei 63 mm und<br />
unterstützen damit anspruchsvolle Anwendungen. Dank IP54<br />
eignen sie sich für den Betrieb in rauen Umgebungen. Das<br />
Graphit-Kommutierungssystem mit einem optionalen EMV-<br />
Filter reduziert den Verschleiß an Bürsten und Kommutatoren<br />
und kann die Lebensdauer des Motors erheblich verlängern.<br />
Diese neue Reihe von eisenbehafteten Gleichstrommotoren<br />
kann in komplexere Bewegungssysteme integriert werden,<br />
indem sie mit Encodern, Planetengetrieben der GP-Reihe (GP42,<br />
GP56, GPW) oder verschiedenen Arten von Kabeln/Steckverbindern,<br />
Leitspindeln und Bremsen kombiniert werden. Bürstenbehaftete<br />
DC-Motoren mit Permanentmagnet eignen sich für<br />
viele Anwendungen, beispielsweise in Medizin- und Industriepumpen,<br />
in der Landwirtschaft, der Lagerhaltung und Intralogistik<br />
sowie in Sicherheitssystemen und in der Zugangskontrolle.<br />
Möglich sind auch kundenspezifische Lösungen, die<br />
von individuellen Wellen- oder Flanschvariationen bis hin zu<br />
speziellen Wicklungen oder höheren Schutzklassen reichen.<br />
www.delta-line.com<br />
26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ZUVERLÄSSIGE VERTIKALACHSENBREMSEN<br />
Mayr Antriebstechnik bietet ein breites Spektrum an elektromagnetischen,<br />
pneumatischen und hydraulischen Vertikalachsenbremsen.<br />
Diese Systeme sichern alle Gefährdungssituationen<br />
ab, die beim Betrieb von schwerkraftbelasteten Achsen<br />
auftreten können. Mit dem Roba-Topstop-Bremssystem hat das<br />
Unternehmen ein eigenständiges Modul im Angebot, das die<br />
Vertikalachse sicher in jeder beliebigen Position hält – selbst<br />
wenn der Motor zur Wartung oder zum Transport demontiert<br />
ist. Die Achse muss nicht<br />
mehr zusätzlich abgestützt<br />
werden, was<br />
beispielsweise den<br />
Wechsel des Antriebsmotors<br />
deutlich beschleunigt.<br />
Dadurch<br />
sinken die Kosten und<br />
Stillstandzeiten für<br />
Reparaturen fallen<br />
erheblich kürzer aus.<br />
Zwei weitere bewährte<br />
Sicherheitsbremssysteme, die häufig für die Absicherung<br />
linearer Bewegungen zur Anwendung kommen, sind Bremsen,<br />
die entweder auf separate Rundstangen oder aber auf Führungsschienen<br />
wirken. Dazu gehören zum Beispiel die Roba-<br />
Linearstop-Bremsen (Kolbenstange) und die Roba-Guidestop-<br />
Bremsen (Führungsschiene). Diese Linearbremsen eignen sich<br />
besonders für den Einsatz in schwerkraftbelasteten Achsen, da<br />
sie direkt an den Massen angebracht werden, die abgebremst<br />
beziehungsweise gehalten werden sollen.<br />
www.mayr.com<br />
REALISTISCHE SIMULATION VON ANTRIEBEN<br />
Siemens<br />
präsentiert<br />
mit Sinamics<br />
Drivesim<br />
Advanced eine<br />
erweiterte<br />
Simulationssoftware<br />
für<br />
Antriebskonstellationen.<br />
Damit<br />
kann sowohl das<br />
Engineering<br />
als auch die<br />
Inbetriebnahme<br />
auf Basis eines<br />
digitalen Zwillings erfolgen. Mit der Simulationssoftware<br />
bietet Siemens eine umfassende Lösung für die realistische<br />
Simulation von Antrieben. <strong>Der</strong> Anwender kann einen<br />
digitalen Zwilling des Antriebs in einer virtuellen Umgebung<br />
mit all den Parametern und Konfigurationen erstellen. Mit<br />
Sinamics Drivesim Advanced kann er das Verhalten von<br />
Antriebssystemen in einer virtuellen Umgebung simulieren,<br />
sie virtuell in Betrieb nehmen und optimieren, bevor sie in<br />
der realen Welt gebaut werden. Das steigert die Effizienz<br />
und die Produktivität bei der Optimierung von Antriebssystemen<br />
und Maschinen. Die Simulation ist mit Startdrive<br />
direkt in das Tia-Portal integriert, sodass keine weiteren<br />
Software-Tools erforderlich sind.<br />
www.siemens.de<br />
SPINDEL-NEUHEITEN AUF DER EMO<br />
Eine Frä sspindel,<br />
die mit bis zu<br />
60.000 U/min<br />
dreht, stellt<br />
Weiss Spindeltechnologie<br />
auf<br />
der EMO in<br />
Hannover vor.<br />
Die Mikro Mill<br />
ist besonders<br />
interessant für<br />
Hersteller von<br />
kompakten,<br />
fünfachsigen<br />
Mikromaschinen.<br />
Die Highspeed-<br />
Spindel, die nur 1,5 kg wiegt, ist für die Bearbeitung von<br />
Kleinstbauteilen konzipiert. Damit eignet sie sich insbesondere<br />
für Einsätze in Werkzeugmaschinen, mit denen Bauteile<br />
für die Medizin- und Dentaltechnik oder die Uhrenindustrie<br />
hergestellt werden. <strong>Der</strong> Hersteller zeigt am Gemeinschaftsstand<br />
mit dem Mutterkonzern Siemens aber auch<br />
noch andere Neuheiten, etwa die erweiterte Motorspindelreihe<br />
2SP2, die für Anbieter von Midrange-Maschinen<br />
interessant ist. Neu dabei ist die Spindel HSK-A63 mit<br />
45 Nm und 24.000 U/min für High-Speed-Anwendungen.<br />
Zwei weitere Spindeln der Reihe mit Nennmomenten von<br />
230 und 340 Nm werden ebenfalls vorgestellt. Sie erreichen<br />
mit fettgeschmierten Lagern Drehzahlen von 12.000 U/min<br />
und mit Öl-Luftschmierung 15.000 U/min.<br />
www.weissgmbh.de<br />
Zukunft. Gestalten.<br />
Das Upgrade für<br />
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
HOCHLEISTUNGSSENSOREN FÜR<br />
INDUSTRIE UND BATTERIE<br />
Kapazitiven Wegsensoren hängt noch immer der Ruf an, nur für saubere und<br />
trockene Umgebung geeignet zu sein. Doch mit industrieoptimierten<br />
Ausführungen überzeugen sie auch in industriellen Anwendungen. Die Sensoren<br />
sind temperaturstabil, robust und flexibel einsetzbar, auch in Umgebungen<br />
mit wechselnden Temperaturen oder mit Magnetfeldern.<br />
Andreas Artmann, B. Eng., Vertrieb, MICRO-EPSILON<br />
MESSTECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg<br />
28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
IDEAL FÜR BEENGTE BAURÄUME<br />
Für diese beengten Einbausituationen bietet der Spezialist für<br />
Sensorlösungen äußerst dünne Sensoren auf PCB-Basis an. Die<br />
Sensoren sind mit einer Höhe von 14 beziehungsweise 25 mm<br />
erhältlich und verfügen über einen Miniatur-Triaxial-Stecker.<br />
Kabel, Sensor und Stecker sind hier nahezu gleich groß. <strong>Der</strong><br />
Stecker ist mit nur 3,6 mm etwa um den Faktor drei kleiner als<br />
herkömmliche Stecker. Eine Integration des Sensors in Maschinen<br />
und Anlagen mit besonders engen Bauräumen wird dadurch<br />
enorm vereinfacht. Die Spiralummantelung für die eingesetzten<br />
Kabel bietet zusätzlichen Schutz vor Beschädigungen.<br />
Kapazitive Sensoren messen zuverlässig und mit Submikrometergenauigkeit<br />
Wege, Abstände und Positionen.<br />
Eingesetzt werden sie unter anderem für Inline-Anwendungen<br />
zur Foliendicken- oder Klebeauftragsmessung.<br />
Innerhalb von Maschinen überwachen sie Verfahrwege und<br />
Werkzeugpositionen. Die kapazitiven Sensoren CapaNCDT von<br />
Micro-Epsilon basieren auf dem Prinzip des idealen Plattenkondensators.<br />
Das elektrische Feld befindet sich hier ausschließlich<br />
zwischen den beiden leitenden Objekten im aktiven Messbereich,<br />
also zwischen dem Sensor und dem leitfähigen Messobjekt. Diese<br />
Sensoren sind in unterschiedlichen Ausführungen verfügbar.<br />
Die zylindrische Bauform ist die geläufigste Bauform. Neben der<br />
zylindrischen Bauform werden auch Flachsensoren angeboten,<br />
die einen wesentlich geringeren Bauraum erfordern. In der Platinenausführung<br />
sind kapazitive Sensoren zur Integration in<br />
schmale Einbauumgebungen geeignet.<br />
ROBUSTE SENSORSYSTEME FÜR<br />
INDUSTRIELLE ANFORDERUNGEN<br />
Micro-Epsilon bietet spezielle Sensorsysteme für industrielle<br />
Anforderungen. Das CapaNCDT 61x0/IP ist ein kapazitives Wegmesssystem,<br />
das zur Qualitätssicherung in Produktionsprozessen<br />
sowie zur Maschinen- und Anlagenregelung entwickelt<br />
wurde. Das nach Schutzart IP68 klassifizierte Messsystem wird<br />
für zahlreiche industrielle Messaufgaben eingesetzt und ist<br />
unempfindlich bei Temperaturschwankungen und Magnetfeldern.<br />
Es wurde speziell für industrielle Messaufgaben konzipiert,<br />
in denen hohe Präzision vorausgesetzt wird. Eingesetzt wird es<br />
zur berührungslosen Messung von Größen wie Weg, Abstand,<br />
Auslenkung, Ausdehnung und Durchbiegung auf leitfähigen<br />
Messobjekten. Das CapaNCDT 61x0/IP besteht aus einem Sensor,<br />
einem Sensorkabel und einem Controller. Das System ist dank<br />
der werksseitigen Kalibrierung einsatzbereit und muss vor Ort<br />
nicht kalibriert werden.<br />
Auch bei einem nachträglichen Sensortausch ist eine Neukalibrierung<br />
nicht erforderlich. Die Datenausgabe erfolgt über Strom<br />
oder Spannung beziehungsweise die digitale RS485-Schnittstelle.<br />
Das Alu-Druckgussgehäuse schützt den Controller zudem vor<br />
Staub und Feuchtigkeit. Auch das Sensorkabel ist robust aufgebaut.<br />
Es gewährt Trittsicherheit und Temperaturbeständigkeit.<br />
Die Kabellänge ist auf große Abstände für bis zu acht Meter ausgelegt.<br />
Mehr als 15 verschiedene Sensormodelle erlauben den<br />
Einsatz in verschiedenen Messaufgaben. Mit Platinen-, Zylinderund<br />
Gewindesensoren stehen drei verschiedene Sensortypen zur<br />
Verfügung, aus denen je nach Einbausituation ausgewählt werden<br />
kann. <strong>Der</strong> Sensortausch ist auf einfache Weise möglich. Alle<br />
kapazitiven Sensoren von Micro-Epsilon lassen sich mit allen<br />
Controllern betreiben. Ein aufwendiges Kalibrieren der Sensoren<br />
ist nicht notwendig.<br />
LANGZEITSTABIL UND VIELFÄLTIG<br />
KOMBINIERBAR<br />
Die kapazitiven Sensoren von Micro-<br />
Epsilon sind außerdem langzeitstabil<br />
aufgebaut, weil keine Komponenten<br />
genutzt werden, die die Lebensdauer<br />
einschränken. Eine<br />
weitere Stärke ist die Kombinationsvielfalt.<br />
Jeder kapazitive<br />
Sensor kann ohne aufwendige<br />
Kalibrierung mit einem beliebi-<br />
01 Die äußerst dünnen<br />
Sensoren auf PCB-Basis sind<br />
mit einer Höhe von 14<br />
beziehungsweise 25 mm<br />
erhältlich und verfügen über<br />
einen Miniatur-Triaxial-Stecker<br />
– Kabel, Sensor und Stecker<br />
sind hier nahezu<br />
gleich groß<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 29
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
02 03<br />
02 Die kapazitiven Sensoren basieren auf dem Prinzip des<br />
idealen Plattenkondensators; das elektrische Feld befindet sich<br />
hier ausschließlich zwischen den beiden leitenden Objekten<br />
im aktiven Messbereich<br />
03 In der Batterieproduktion ist die Dickenmessung der Batteriefolie<br />
von hoher Bedeutung; zwei gegenüberliegend angebrachte kapazitive<br />
Sensoren ermöglichen eine zweiseitige Dickenmessung<br />
04 Speziell für Dickenmessungen mit kapazitiven Sensoren<br />
ist ein Montagebügel erhältlich; der Bügel ermöglicht noch<br />
präzisere Messergebnisse zum Beispiel in der Halbleiterindustrie<br />
und der Batterieproduktion<br />
05 Das kapazitive Messprinzip eignet sich auch zur Kombination<br />
mit weiteren Messverfahren – der Combi-Sensor vereint einen<br />
kapazitiven mit einem induktiven Sensor auf Wirbelstrombasis<br />
Störungen des Messfeldes werden zuverlässig verhindert. Zudem<br />
können diese Sensoren bündig in leitende Materialien eingebaut<br />
werden, ohne Messfehler zu erzeugen.<br />
Die Vorteile der industrieoptimierten Sensoren zeigen sich unter<br />
anderem bei großen Elektromotoren. <strong>Der</strong> Rundlauf muss hier<br />
ständig überprüft werden. Die Motoren mit Durchmessern von<br />
über 10 m nehmen großen Schaden, wenn der Rotor den Stator<br />
berührt. Daher wird der sogenannte Läuferspalt, der Abstand<br />
zwischen Rotor und Stator, durch kapazitive Wegsensoren ständig<br />
überwacht. Die wechselnden magnetischen Felder haben<br />
dank des triaxialen Aufbaus und der Verwendung von nicht-magnetischen<br />
Materialien wie Titan oder Edelstahl keinen Einfluss<br />
auf das Messergebnis. Aufgrund des berührungslosen Messprinzips<br />
besteht auch keinerlei physische Einwirkung auf Sensor oder<br />
Messobjekt, wodurch sich Langzeitstabilität ergibt.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
gen Controller des Herstellers verwendet werden. Über die verschiedenen<br />
Schnittstellen wie Analog, Ethernet und EtherCAT<br />
wird eine Anbindung an moderne Maschinen und Anlagen ermöglicht.<br />
Einstellungen lassen sich über das benutzerfreundliche<br />
Webinterface vornehmen. Werden Sensoren in Bereichen<br />
eingesetzt, wo sie in hohem Maße Erschütterungen ausgesetzt<br />
sind, so bieten Gewindesensoren eine optimale Einbaumöglichkeit.<br />
Diese sind fest mit der jeweiligen Maschine verschraubt und<br />
verhindern ein Verrutschen des Sensors bei starker Vibration.<br />
TRIAXIALER AUFBAU SORGT<br />
FÜR HOHE PRÄZISION<br />
Im Gegensatz zu herkömmlichen kapazitiven Sensoren, sind die<br />
Sensoren des Herstellers nicht koaxial, sondern triaxial aufgebaut.<br />
Dies bedeutet, dass der Kondensator neben dem Gehäuse<br />
noch zusätzlich von einem gesondert gespeisten Schutzring zwischen<br />
Kondensator und Gehäuse umgeben ist, welcher ein<br />
elektrisches Feld erzeugt. Zwischen der Messelektrode und der<br />
Objektoberfläche entsteht dadurch ein homogenes Feld. Eine<br />
Ausbreitung auf andere leitfähige Objekte in der Nähe oder auf<br />
andere Bereiche des Targets wird durch das Schutzfeld um die<br />
Messelektrode unterbunden. Somit wird verhindert, dass andere<br />
Objekte die Messung beeinflussen. Dieser triaxiale Aufbau macht<br />
die Sensoren robuster und genauer. Die Linearität ist höher und<br />
ERFASSUNG DÜNNSTER SCHICHTEN<br />
Die Erfassung des Folienprofils bereits an der Folienblase liefert<br />
entscheidende Daten für die Extrusionsregelung. Um den Prozess<br />
möglichst effizient zu gestalten, wurde von Micro-Epsilon<br />
ein modulares Blasfolien-Messsystem konzipiert, das unmittelbar<br />
nach dem Kalibrierkorb eingesetzt wird. Die zur Profilerfassung<br />
verwendete Sensorik basiert auf dem kapazitiven Messprinzip<br />
und ermittelt das Folienprofil hochgenau und zuverlässig.<br />
Die eingesetzten Sensoren zeichnen sich durch hohe Genauigkeit<br />
und Signalqualität aus.<br />
Kapazitive Sensoren werden häufig für Anwendungen eingesetzt,<br />
bei denen höchste Präzision und Stabilität gefordert sind.<br />
Daher sind sie unter anderem in wichtigen Prozessschritten der<br />
Batterieproduktion und der Halbleiterindustrie im Einsatz.<br />
ZWEISEITIGE DICKENMESSUNG ELEKTRISCH<br />
LEITFÄHIGER WERKSTOFFE<br />
In der Batterieproduktion ist die Dickenmessung der Batteriefolie<br />
von hoher Bedeutung. Zwei gegenüberliegend angebrachte<br />
kapazitive Sensoren ermöglichen eine zweiseitige Dickenmessung.<br />
Mit dieser Methode lassen sich zum Beispiel Banddicken<br />
bis in den μm-Bereich messen. Jeder der beiden kapazitiven<br />
Wegsensoren liefert ein lineares Abstandssignal, das der Controller<br />
als Dickenmesswert verrechnet. <strong>Der</strong> Messfleck der Sensoren<br />
30 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
XXX<br />
04 05<br />
ultrawendig<br />
360°<br />
ist größer als bei optischen Messverfahren, wodurch Strukturen und Unregelmäßigkeiten<br />
auf der Oberfläche gemittelt werden. Durch Verwendung der<br />
CapaNCDT Mehrkanal-Controller können auch mehrere Sensorpaare mit nur<br />
einem Controller verarbeitet werden.<br />
Speziell für Dickenmessungen mit kapazitiven Sensoren ist ein Montagebügel<br />
erhältlich. <strong>Der</strong> Bügel ermöglicht noch präzisere Messergebnisse und findet in<br />
der Halbleiterindustrie zur hochauflösenden Dickenmessung von Wafern und<br />
in der Batterie-Industrie zur zweiseitigen Dickenmessung von Batterie- sowie<br />
KAPAZITIVE SENSOREN SIND PERFEKT<br />
FÜR ANWENDUNGEN, BEI DENEN<br />
HÖCHSTE PRÄZISION UND STABILITÄT<br />
GEFORDERT SIND<br />
Separatorfolien Verwendung. Die Sensoren liegen hier genau auf einer Achse<br />
und sind somit deckungsgleich angeordnet. Bis zu sechs Sensoren lassen sich an<br />
einem Montagebügel anbringen. Da je zwei Sensoren eine Messstelle abbilden,<br />
können bis zu drei gleichzeitige Messungen an unterschiedlichen Stellen erfolgen.<br />
<strong>Der</strong> Montagebügel ist sowohl vakuumtauglich als auch temperaturstabil bei<br />
Temperaturen bis 100 °C.<br />
MIT WEITEREN MESSVERFAHREN KOMBINIERBAR<br />
Das kapazitive Messprinzip eignet sich auch zur Kombination mit weiteren<br />
Messverfahren. Auf dieser Basis hat Micro-Epsilon den Combi-Sensor entwickelt,<br />
der einen kapazitiven mit einem induktiven Sensor auf Wirbelstrombasis<br />
vereint. In der Batterieproduktion misst er auf nichtleitende Bandmaterialien<br />
wie Beschichtungen. Die im Sensorgehäuse integrierten Sensoren messen<br />
jeweils von der gleichen Seite den Abstand zur Aluminiumwalze. <strong>Der</strong> kapazitive<br />
Sensor ermittelt anhand der Dielektrizitätskonstante des nicht leitenden<br />
Materials den Abstand zur Bandoberseite. <strong>Der</strong> Wirbelstromsensor ermittelt<br />
den Referenzabstand zur Führungswalze. Neben der hohen Genauigkeit ist die<br />
hohe Temperaturstabilität ein entscheidender Vorteil. Dadurch kann die<br />
Dickenmessung beispielsweise auch in Trockenbeschichtungsprozessen<br />
durchgeführt werden.<br />
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Schaltausgänge (umschaltbar)<br />
Bilder: Micro-Epsilon<br />
www.micro-epsilon.de<br />
microsonic.de/cube
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
GRÖSSTES SOLARKRAFTWERK<br />
DER KARIBIK<br />
<strong>Der</strong> Solarpark<br />
Montecristi produziert<br />
pro Jahr circa 103.000 MWh<br />
Strom und versorgt damit<br />
bis zu 50.000 Haushalte<br />
mit sicherem und<br />
sauberem Strom<br />
Mit dem Solarpark Montecristi übernimmt die Dominikanische Republik bei den<br />
erneuerbaren Energien die Vorreiterrolle in der gesamten Karibik. Auf einer Fläche<br />
von 2 Millionen Quadratmetern wurden insgesamt 215.000 Solar-Module verbaut,<br />
die eine Leistung von 58 Megawatt produzieren. Doch bevor die Anlage in Betrieb<br />
genommen werden konnte, waren einige Herausforderungen zu meistern.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die Provinz Monte Cristi in der Dominikanischen Republik<br />
verdankt ihren Namen keinem Geringeren als Christoph<br />
Kolumbus. Am 4. Januar 1493 segelte der Entdecker der<br />
Neuen Welt dort vorbei und notierte in seinen Aufzeichnungen<br />
einen markanten Berg. Er gab ihm den Namen Monte<br />
Christy, später wurde er dann El Morro de Montecristi genannt.<br />
Die kleine Provinz gleichen Namens liegt im Nordwesten der<br />
Dominikanischen Republik an der Grenze zu Haiti. Die Bewohner<br />
leben von Fischfang und Landwirtschaft, dank der starken Niederschläge<br />
gedeiht hier sogar Reis. Seit 2018 wird hier aber auch auf<br />
nachhaltige Weise Strom produziert. Auf einer Fläche von zwei<br />
Quadratkilometern hat der Projektierer F&S-Solar 215.000 Photovoltaik-Module<br />
mit einer Leistung von 58 MW montiert. Damit ist<br />
der Solarpark Monte Cristi der größte der Karibik.<br />
BÜROKRATISCHE HÜRDEN WERDEN FÜR<br />
ALLE BETEILIGTEN ZUR GEDULDSPROBE<br />
Viele Vorschriften in der Dominikanischen Republik werden von<br />
verschiedenen Personen unterschiedlich ausgelegt. Das hat den<br />
Baubeginn vier Jahre verzögert. So braucht der Netzanschluss<br />
viele Genehmigungsschritte. Unter anderem muss der Bauträger<br />
eine Umweltstudie vorlegen und für jeden gefällten Baum zehn<br />
neue pflanzen. Dafür nimmt man es an anderen Stellen nicht so<br />
genau mit Umweltvorschriften. „Mit diesen bürokratischen Herausforderungen<br />
muss man umgehen und sie akzeptieren kön-<br />
nen“, so Jens Brücken, technischer Geschäftsführer bei F&S-<br />
Solar in Euskirchen, der während des Baus fünf Monate auf der<br />
Insel gelebt hat. F&S-Solar ist Betreiber und gleichzeitig auch Eigentümer<br />
des Parks. Das Unternehmen hat 35 Prozent des<br />
Eigenkapitals beigesteuert, der Rest kommt von Blue Elephant<br />
Energy in Hamburg. Das Fremdkapital stammt von europäischen<br />
Entwicklungsbanken. Das gesamte Investitionsvolumen<br />
betrug ca. 78 Mio. Euro.<br />
STRENGE VORSCHRIFTEN:<br />
FÜR JEDEN GEFÄLLTEN BAUM<br />
MÜSSEN ZEHN NEUE<br />
GEPFLANZT WERDEN<br />
Viel Geduld erfordert die Zusammenarbeit mit den Behörden,<br />
vor allem mit dem Zoll. Die Dominikanische Republik schützt<br />
die eigene Wirtschaft mit hohen Importzöllen von über 40 Prozent,<br />
gleichzeitig möchte man erneuerbare Energien fördern,<br />
dafür reduzieren sich die Zölle auf null. Das zieht Trittbrettfahrer<br />
an. „Es wird viel Schindluder getrieben. Manche Importeure<br />
behaupten, ihre Ware hätte etwas mit erneuerbaren Energien zu<br />
tun, und bei näherem Hinsehen stimmt das gar nicht“, so<br />
Brücken. Wenn er den reduzierten Zoll nutzen möchte, muss der<br />
32 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Alles aus einer Hand: 1060 km Stringleitungen zum Verbinden<br />
der Module, 34 km DC-Hauptleitungen für die Verbindung<br />
zu den Wechselrichtern sowie 39 km Licht wellenleiter für die<br />
Datenübertragung stammen von Lapp<br />
Importeur genau nachweisen, dass die Güter tatsächlich zum<br />
Beispiel für einen Solarpark gedacht sind. F&S-Solar hat sich dazu<br />
etwas Besonderes ausgedacht: „Bilderbücher“ – Dokumente<br />
mit Bildern der Komponenten sowie leicht verständlichen Texten,<br />
wo und wie diese Komponenten in der Anlage verbaut werden.<br />
UNZÄHLIGE KILOMETER LEITUNGEN<br />
Auch Lapp war ein fleißiger „Autor“ dieser Bilderbücher. Die komplette<br />
Verkabelung des Solarparks stammt vom Stuttgarter Weltmarktführer<br />
für integrierte Lösungen im Bereich der Kabel- und<br />
Verbindungstechnologie. Dazu gehören 1060 km Stringleitungen<br />
zum Verbinden der Module, 34 km DC-Hauptleitungen für die<br />
Verbindung zu den Wechselrichtern sowie 39 km Lichtwellenleiter<br />
für die Datenübertragung. Wahre Schwergewichte sind die<br />
Alukabel für den Mittelspannungsteil. Ihr Leiter hat einen Querschnitt<br />
von 80 mm 2 . Auf 115 km Länge kommen da unzählige Tonnen<br />
zusammen, die große Tieflader zur Baustelle fahren. „Lapp in<br />
Deutschland hat uns ausgezeichnet unterstützt und zu jeder Kabeltrommel<br />
und jedem Päckchen Kabelbinder ein Bild mit Beschreibung<br />
in Englisch und Spanisch mitgeliefert“, lobt Brücken.<br />
Das erleichterte die Zollformalitäten erheblich – aber leider nicht<br />
immer. „Es kam schon mal vor, dass eine Lieferung acht Wochen<br />
im Zoll hing und man nicht genau wusste, was der Grund war.“<br />
F&S-Solar arbeitet wo immer möglich mit lokalen Firmen und<br />
einheimischen Arbeitskräften zusammen. <strong>Der</strong>zeit sind in Monte<br />
Cristi 15 Personen für die Parkpflege tätig, sieben weitere arbeiten<br />
im Schichtdienst als Aufsicht im Umspannwerk. Bei der<br />
Inbetriebnahme des Mittelspannungsteils, worunter die korrekte<br />
Erdung, die Montage der Endverschlüsse sowie die Messungen<br />
zur Abnahme zählen, ist viel Know-how nötig. „Das traut sich<br />
nicht jeder zu“, so Brücken: „Wir würden uns einen Service wünschen,<br />
der alles aus einer Hand anbietet – von der Komponentenlieferung<br />
bis zur Inbetriebnahme.“ Hierbei kann die Unterstützung<br />
der Experten von Lapp gefragt sein. Ein Pilotprojekt für<br />
Services bei der Inbetriebnahme und Überprüfung von Anlagen<br />
ist derzeit in der Testphase.<br />
WEITERER AUSBAU IN PLANUNG<br />
Seit 2018 ist eine zweite Ausbaustufe des Solarparks in Planung.<br />
Doch die Entscheidung darüber, ob der Solarpark eine zweite<br />
Ausbaustufe bekommt, ist noch nicht getroffen. Das liegt auch<br />
daran, dass das Netz für weitere 58 MW zu schwach ist. Zugleich<br />
gibt es im Norden der Insel kaum Industrie und Tourismus, die<br />
Energie wird eher im Süden gebraucht. Die Regierung der Dominikanischen<br />
Republik plant daher eine Leitung von Nord nach<br />
Süd, eventuell ließe sich das Projekt auch in den Süden verlegen.<br />
Doch sollte das Projekt realisiert werden, soll Lapp wieder eng<br />
eingebunden werden. F&S-Solar arbeitet gerade an einem Lastenheft,<br />
das beschreibt, wie die Bilderbücher für den Zoll einheitlich<br />
aussehen sollten. Bis es so weit ist, gibt es genug andere Jobs<br />
gemeinsam zu erledigen. Brücken: „Wir haben etliche weitere<br />
Projekte in anderen Ländern in der Planung und freuen uns auch<br />
dort auf die gute Zusammenarbeit mit Lapp.“<br />
Bilder: F&S-Solar<br />
www.lapp.com<br />
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34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
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PRÄZISE SCHWERE<br />
LASTEN BEWEGEN<br />
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Überall wo schweres Ladegut leicht,<br />
präzise und mit minimalem Aufwand bewegt<br />
werden soll, können rundum bewegliche<br />
Kugelrollen helfen. Ein Anwendungsbeispiel<br />
ist die Frachtabfertigung in der Luftfahrt,<br />
wo Kugelrollen die einfache Bewegung von<br />
schweren Containern mit einem Gewicht<br />
von bis zu 10 Tonnen ermöglichen.<br />
Rodriguez ist einer der weltweit größten Anbieter von<br />
Kugel-Transportsystemen. Insgesamt 146 verschiedene<br />
Kugelrollenvarianten mit Tragkräften von 10 bis<br />
5.000 kg und Kugeldurchmessern von 4,8 bis 120 mm<br />
lösen nahezu jedes Transportproblem. Die flexiblen Problemlöser<br />
bewähren sich vor allem in der Materialflusstechnik und<br />
überall da, wo schwere Lasten verschoben werden müssen –<br />
egal ob in der Glasindustrie, Blechbearbeitung, Fließbandmontage<br />
oder im Containerumschlag. Mit ihrem geringen Reibungswiderstand<br />
sorgen Kugelrollen für den einfachen und<br />
präzisen Transport auch schwerster Stückgüter in alle Richtungen.<br />
Auch spezielle Schwerlastrollen gehören zum Programm.<br />
Die typischen Einsatzgebiete der Kugelrollen-Systeme<br />
sind Logistik- und Förderanlagen. Kugelrollen funktionieren<br />
immer, egal ob in nassen oder trockenen Umgebungen. Übrigens:<br />
Kugelrollen können Lasten ohne jegliche Energiequelle<br />
bewegen – somit handelt es sich um eine wirklich klimaneutrale<br />
Art, Güter von A nach B zu transportieren. Dadurch ergibt<br />
sich ein großer Umweltvorteil gegenüber angetriebenen Förderern<br />
und ähnlichen Produkten.<br />
Autorenvor- und zunamen, inkl. Titel und Posistion im<br />
Unternehmen mit Firmenadresse hier noch ergänzen.<br />
Nicole Dahlen, Geschäftsführerin Vertrieb,<br />
Marketing und Organisation<br />
CASTOR DECKS VERSUS BALL DECKS<br />
Unter anderem kommen Kugelrollen in der Frachtabfertigung<br />
im Luftverkehr zum Einsatz. Fluggesellschaften befördern jährlich<br />
mehr als 52 Mio. Tonnen an Waren. Bei der Frachtabfertigung<br />
handelt es sich um den Teil der Lieferkette, in dem die<br />
Waren an Land in der Frachtanlage bearbeitet werden: Von der<br />
Anlieferung am Herkunftsflughafen über das Verladen ins Flugzeug<br />
bis zum Entladen am Zielort und der Übergabe an den<br />
Empfänger sind viele Schritte damit verbunden.<br />
Für den Transport der Waren innerhalb der verschiedenen<br />
Anlagen werden Luftfrachtcontainer verwendet. Dabei handelt<br />
es sich entweder um starre, geschlossene Container oder Paletten/Netzkombinationen.<br />
Für eine reibungslose und präzise<br />
Handhabung dieser Luftfrachtcontainer eignen sich sogenannte<br />
Ball Decks (Kugelrollendeck) beziehungsweise Castor<br />
Decks (Rollendecks). Beide Lösungen ermöglichen es, dass<br />
sich ein Container leicht in der Anlage bewegen lässt – aber es<br />
gibt auch Unterschiede.<br />
Castor Decks werden hauptsächlich für leichtere Lasten und<br />
Anwendungen verwendet. Sie zeichnen sich durch eine flexiblere<br />
Konstruktion aus, da ein Rollenrad eine größere Oberfläche<br />
für die Waren bietet, auf der sie sitzen können. Kugeldecks<br />
mit Alwayse Air Cargo Units hingegen haben eine höhere<br />
Tragfähigkeit (bis zu 500 kg pro Einheit) und können daher<br />
Container mit einem weitaus höheren Gewicht transportieren.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 35
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
02<br />
01 03<br />
01 Kugeldecks, die mit Air Cargo Units<br />
ausgestattet sind, haben eine sehr hohe<br />
Tragfähigkeit<br />
02 Mit ihrem geringen Reibungswiderstand<br />
sorgen Kugelrollen für den<br />
einfachen und präzisen Transport auch<br />
schwerster Stückgüter in alle Richtungen<br />
04<br />
03 Im dem umfangreichen Produktsortiment<br />
gibt es mehrere Hundert verschiedene Varianten<br />
von Kugel-Transportsystemen<br />
04 Kugelrollen können überall da eingesetzt<br />
werden, wo schwere Lasten verschoben<br />
werden müssen – egal ob in der Glasindustrie,<br />
Blechbearbeitung, Fließbandmontage oder<br />
im Containerumschlag<br />
Frachtcontainer mit einem Gewicht von bis zu 10 Tonnen lassen<br />
sich mühelos und ohne zusätzlichen Kraftaufwand bewegen.<br />
WIRTSCHAFTLICHER, FLEXIBLER UND<br />
EINFACHER IN DER BEDIENUNG<br />
<strong>Der</strong> Hauptunterschied liegt jedoch in den Kosten. Castor Decks,<br />
die in Lagern mit Fußgängerverkehr eingesetzt werden, benötigen<br />
ein zusätzliches Oberdeck, damit der Bediener sicher darauf<br />
laufen kann. Das bedeutet, dass das Deck etwa 30 Prozent teurer<br />
ist als ein Deck mit Kugelrollen. Ball Decks hingegen bieten dem<br />
<strong>Konstrukteur</strong> die Flexibilität, Bodenplatten mit Maschen oder<br />
aus Vollmaterial zu verwenden, und sie benötigen nur Öffnungen<br />
für die Montage der Einheiten.<br />
Ein weiterer großer Unterschied liegt auch in der Bedienung:<br />
Kugelrollen ermöglich eine leichtgängige und direkte Bewegung<br />
in jede Richtung – das Kugellager sorgt für einen Nullversatz, ohne<br />
dass ein Schwenk-/Drehkreis des Rades erforderlich ist. Durch<br />
den Nullversatz sind keine Lücken in der Plattform im Bereich<br />
der Lenkrollen erforderlich, was die Stolpergefahr reduziert.<br />
Nicht zuletzt ermöglicht die geringe Reibung der Kugelrollen einen<br />
minimalen Kraftaufwand bei der Bedienung.<br />
AUCH BEI WIDRIGEN WITTERUNGS-<br />
BEDINGUNGEN EINSETZBAR<br />
Kugelrollen sind deshalb zu einem unverzichtbaren Element im<br />
Frachtumschlag geworden – ihre positiven Eigenschaften wie geringe<br />
Reibung und multidirektionale Bewegung sind allgemein<br />
bekannt. Weniger bekannt, aber ebenso wichtig ist ihre Fähigkeit,<br />
den Witterungseinflüssen zu trotzen und mit minimalem Wartungsaufwand<br />
betriebsbereit zu bleiben.<br />
Die Einheiten sind für die härtesten Einsätze erhältlich, mit<br />
geschlitzten Böden, die das Entweichen von Schutt ermöglichen.<br />
Aus diesem Grund sind Kugelrollen von Alwayse in<br />
Frachtanlagen auf der ganzen Welt zu finden. Auf Kugeldecks<br />
und Dollies montiert, ermöglichen die Einheiten die reibungslose<br />
und einfache Bewegung von Containern und schwerer<br />
Fracht. Verfügbar sind auch Einheiten, die in der Gepäckabfertigung<br />
eingesetzt werden.<br />
Bilder: Aufmacher Pierre-Yves Babelon – stock.adobe.com;<br />
sonstige Alwayse Engineering<br />
www.rodriguez.de<br />
SPECIAL<br />
MINIATUR-KUGELROLLEN IN DER GANZ KLEINEN LIGA<br />
Für enge Bauräume und kompakte Bewegungsaufgaben eignen sich die Miniatur-Kugelrollen<br />
von Alwayse, die mit einem Durchmesser von 4,8 bis 15,8 mm in der ganz kleinen Liga spielen.<br />
Die Komponenten gehören zum Miniatur-Sortiment von Rodriguez, das alle Produktbereiche<br />
berücksichtigt. Die Miniatur-Kugelrollen sind die ideale Wahl für den Einsatz in Messinstrumenten<br />
oder dem Leichtbau. Sie bewähren sich zudem in kompakten Bewegungsaufgaben zum<br />
Beispiel in der Automatisierung der Fertigung von mechatronischen Komponenten. Auch in<br />
der Förderung von Material im Reinraumbereich und in der Miniatur-Mechanik können die<br />
kleinen Komponenten ihre Vorteile unter Beweis stellen. Rodriguez kann die Mini-Kugelrollen<br />
bei Bedarf mit einer Kunststoff-Lastkugel für markierungsfreie und leichte Anwendungen<br />
liefern, auf eine Dichtung wird hier verzichtet.<br />
36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
DIE WERKZEUGMASCHINE IM FOKUS<br />
Schunk präsentiert<br />
auf der EMO<br />
Lösungen und<br />
Innovationen,<br />
mit denen<br />
Anwender die<br />
digitale Transformation<br />
realisieren und<br />
dem Ziel der<br />
nachhaltigen<br />
Produktion<br />
näherkommen.<br />
Energie- und<br />
ressourcensparende Abläufe sind die Voraussetzung dafür.<br />
<strong>Der</strong> Schlüssel heißt: weniger Verbrauch. Schunk demonstriert<br />
das energiefreie Greifen empfindlicher Bauteile mit<br />
der Greiftechnologie Adheso. Die Teilehandhabung erfolgt<br />
rückstandsfrei und schonend – ganz ohne externe Energiezufuhr.<br />
Adheso nutzt die natürlichen Adhäsionskräfte, um<br />
sensible Bauteile zu handhaben, unter anderem bei der<br />
Herstellung von Batterie- und Brennstoffzellen sowie<br />
Anwendungen in der Medizin-, Pharma- und Elektroindustrie.<br />
Ebenfalls dem Prinzip der Nachhaltigkeit folgen weiterentwickelte<br />
Generationen von modernen Drehfuttern wie<br />
zum Beispiel das Backenschnellwechselfutter Rota THW3.<br />
Neben seiner Flexibilität und Funktionalität bietet es bis zu<br />
20-mal längere Wartungsintervalle als vergleichbare Produkte.<br />
www.schunk.com<br />
SICHERHEITSTECHNIK FÜR<br />
DIE METALLBEARBEITUNG<br />
Euchner stellt die neue kompakte Zuhaltung CTS sowie den<br />
besonders für raue Umgebung geeigneten Sicherheitsschalter<br />
CTA vor. Außerdem präsentiert das Unternehmen das neue<br />
sichere Schlüsselsystem CKS2 für Maschinen und Anlagen.<br />
Euchners jüngste Entwicklung ist der Sicherheitsschalter CTS.<br />
Dank geringen Abmessungen (135 × 31 × 31 mm), einer hohen<br />
Zuhaltekraft von maximal 3.900 N und seiner flexiblen Einbauoptionen<br />
lässt<br />
er sich vielseitig<br />
einsetzen.<br />
<strong>Der</strong> CTS<br />
verfügt über<br />
drei mögliche<br />
Montageausrichtungen,<br />
sodass er<br />
Schwenk- und<br />
Schiebetüren<br />
absichern kann.<br />
Eine Fluchtentriegelung<br />
ist jederzeit nachrüstbar. Dank seines robusten<br />
Metallgehäuses und einer Zuhaltekraft von bis zu 8.000 N<br />
eignet sich der Sicherheitsschalter CTA für schwere Türen. Die<br />
hohe Schutzart IP65 / IP67 / IP69 / IP69K macht ihn tauglich<br />
für raue und schmutzige Umgebungen. Mit CKS2 bietet der<br />
Hersteller ein sicheres Schlüsselsystem mit einfacher Einbindung<br />
in die Gesamtsteuerung.<br />
www.euchner.de<br />
UpGreat!<br />
The new NTP – Qualified for more Value<br />
· Geringes Verdrehspiel von ≤ 5 arcmin<br />
· Gesteigerte Aufnahme externer Kräfte<br />
· Reduzierte Laufgeräusche<br />
· Verbessertes Gleichlaufverhalten<br />
alpha<br />
WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme<br />
www.wittenstein-alpha.de/alpha-value-line
KLARTEXT<br />
QUO VADIS<br />
WERKZEUGMASCHINEN<br />
PROF. DR.-ING. BEREND DENKENA<br />
Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen,<br />
Leibniz Universität Hannover<br />
Die resultierenden Fertigungskosten sind weiterhin entscheidend für den<br />
erfolgreichen Einsatz von Werkzeugmaschinen. Diese werden nach wie vor<br />
bestimmt durch die Haupt- und Nebenzeiten bei der Fertigung. Aktuelle<br />
Arbeiten fokussieren die Nebenzeiten der Werkzeugmaschinen. Dies auch um<br />
den Fachkräfte mangel zumindest zum Teil zu kompensieren. Das durch gängige<br />
Werk stück handling über komplette Fertigungs prozess ketten hinweg ist ein<br />
weiterer Ansatz, um personelle Ressourcen zu sparen. Ein drittes Beispiel sind<br />
Strategien und Werkzeugmaschinen zur Komplettbearbeitung, um möglichst<br />
wenige Werkzeugmaschinen bei Produktionsumstellung umrüsten zu müssen.<br />
Über all diesen Trends steht allerdings aktuell und sicherlich auch in den<br />
nächsten Jahren die Verminderung des Energieeinsatzes.<br />
Werkzeugmaschinen sind<br />
integraler Bestandteil eines<br />
Fertigungsprozesses und<br />
unverzichtbar für die<br />
Industrie. Dabei spielt nicht<br />
nur die Technologie eine<br />
wichtige Rolle. Auch Faktoren<br />
wie Energieeffizienz,<br />
Verfügbarkeit und Flexibilität<br />
sind wichtig. Hinzu kommt,<br />
dass immer mehr Leistung<br />
auf weniger Bauraum<br />
gefordert ist. Wir haben<br />
nachgefragt, wo die Trends<br />
liegen und wie sich in der<br />
Konstruktion und<br />
Entwicklung Automation,<br />
Robotik und Digitalisierung<br />
sinnvoll integrieren und<br />
kombinieren lassen?<br />
DIE VERMINDERUNG<br />
DES ENERGIE-<br />
EINSATZES STEHT<br />
ÜBER ALLEN<br />
ANDEREN TRENDS<br />
HERSTELLER<br />
SETZEN ZUNEHMEND<br />
AUF EIGENE<br />
AUTOMATIONS-<br />
LÖSUNGEN<br />
SPECIAL<br />
MARKUS KOGELMANN<br />
Branchenmanager Werkzeugmaschinen, Igus GmbH<br />
Immer mehr Werkzeugmaschinenhersteller setzen auf eigene Automationslösungen,<br />
um Prozesse effizienter zu machen, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu<br />
stärken und Lösungen aus einer Hand zu bieten. Doch vor allem KMU werden<br />
schnell durch hohe Investitionskosten und komplexe Programmier aufgaben<br />
abgeschreckt. Damit Unternehmen jeder Größe die Vorteile der Automatisierung<br />
für sich nutzen können, bieten wir ein breites Portfolio an Low Cost Automation-<br />
Lösungen – mit niedrigem Einstiegspreis und einer Steuerung, die so einfach<br />
funktioniert wie ein Computerspiel. Somit lassen sie sich einfach in das eigene<br />
System integrieren. Durch digitale Werkzeuge wie unser ‚iguverse‘ Metaversum<br />
können Maschinen und Anlagen in der Virtuellen Realität künftig schneller,<br />
kostengünstiger und auch nachhaltiger entwickelt werden. Mit effizienteren<br />
Abstimmungen und ohne zeitraubende, kostspielige sowie CO 2<br />
-verursachende<br />
Anreisen. Auch Planungsfehler können im Vorfeld vermieden werden.<br />
38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong>
KLARTEXT<br />
DANIEL OBLADEN<br />
Head of Sales General Industries, Nabtesco Precision Europe GmbH<br />
Werkzeugmaschine und Roboter verschmelzen immer mehr zu einer Einheit. Kostensenkung,<br />
Produktionserhöhung und Qualitätsverbesserung sind die wesentlichen Treiber für die<br />
Automatisierung. Längst zeichnen sich moderne Werkzeugmaschinen beziehungsweise<br />
CNC-Bearbeitungszentren neben dem mehrachsigen Bearbeitungskopf durch eine<br />
Vielzahl zusätzlicher Automationsstufen aus – angefangen von Zuführungssystemen über<br />
Positioniertische bis hin zu Wechselsystemen und Magazinen. Mit den Zykloidgetrieben<br />
von Nabtesco lassen sich viele Vorteile aus der Robotik auch für Werkzeugmaschinen zur<br />
Bearbeitung von Materialien wie Aluminium, Holz und Stein nutzen. Die Präzisionsgetriebe<br />
bieten eine hohe Leistungsdichte, sind einfach zu integrieren, kommen mit wenig Platzbedarf<br />
sowie einem optimierten Energieverbrauch aus und positionieren die zusätzlichen Achsen<br />
hochpräzise und dynamisch ohne Nachschwingen.<br />
VIELE VORTEILE AUS DER<br />
ROBOTIK LASSEN SICH AUCH FÜR<br />
WERKZEUGMASCHINEN NUTZEN<br />
DIE DIGITALISIERUNG<br />
IST EIN KATALYSATOR<br />
FÜR ENTWICKLUNGEN<br />
JÖRG RUDIG<br />
Competence Center Leiter CAM, DPS Software GmbH<br />
Die Zukunft der Werkzeugmaschinen zeichnet sich durch eine Synergie aus Innovationen ab.<br />
Technologische Fortschritte sind das zentrale Thema, denn durch sie steigen Präzision und Effizienz.<br />
Ebenso wichtig sind Nachhaltigkeit und Anpassungsfähigkeit. Maschinen müssen energieeffizienter<br />
und kompakter werden, um ökologischen Anforderungen zu entsprechen und begrenzten Raum<br />
optimal zu nutzen. Hierbei verschmelzen Maschinenbau und Elektronik, um Platz einzusparen und<br />
Funktionen zu erweitern. Die Digitalisierung ist ein Katalysator für Entwicklungen. Vernetzung<br />
ermöglicht Echtzeitüberwachung, Datenerfassung und -analyse. Künstliche Intelligenz optimiert<br />
Prozesse, minimiert Ausfallzeiten und unterstützt Entscheidungsfindungen. Cloudbasierte Plattformen<br />
bieten Zugriff auf Ressourcen und Wissen, fördern den Austausch und beschleunigen Innovationen.<br />
Die Digitalisierung von Werkzeugmaschinen verwandelt sie in intelligente, vernetzte Systeme, die<br />
nicht nur produzieren, sondern auch Daten für ständige Verbesserungen generieren. Die Zukunft liegt<br />
in präzisen, effizienten, flexiblen und ressourcenschonenden Maschinen, die nahtlos in die digitale<br />
Industrie 4.0 integriert sind.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 39
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN SPECIAL<br />
ENERGIESPAREN IM DOPPELPACK<br />
Für die Konstruktion eines Spezialwerkzeugs zum Bestücken elektronischer<br />
Großbauteile haben sich drei namhafte Unternehmen zusammengetan.<br />
Anhand einer innovativen Montagevorrichtung zeigen sie, wie gleich<br />
im doppelten Sinne Energie nachhaltig gespart werden kann. Im<br />
Mittelpunkt stehen dabei stromlos arbeitende Komponenten, die<br />
die Muskelkraft in der Schaltanlagen-Montage unterstützen.<br />
Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV),<br />
plus2 GmbH, Düsseldorf, Deutschland<br />
40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
01<br />
02<br />
01 Rückansicht des konstruierten Spezialwerkzeugs mit zwei<br />
Industriegasfedern aus Edelstahl und einer Vorschub-Ölbremse<br />
02 Die Industriegasfedern von ACE unterstützen die Muskelkraft<br />
der Monteure beim Bestücken von Mittelspannungsschaltanlagen<br />
und wurden speziell für die Konstruktion des Präzisionswerks<br />
Schnatz ausgelegt<br />
Als weltweit operierendes Technologieunternehmen ist<br />
die Siemens AG bekannt für Lösungen und Innovationen<br />
in den Bereichen Gesundheit, Industrie, Infrastruktur<br />
und Mobilität. Dabei unterstützt Siemens Kunden<br />
mit Technologien, die konkrete Nutzen bieten. Ein Beispiel sind<br />
gasisolierte Mittelspannungsschaltanlagen, die im Siemens-<br />
Werk in Frankfurt am Main entwickelt und hergestellt werden.<br />
Dieses Schaltanlagenwerk ist weltweit das einzige, das Last- und<br />
Leistungsschalttechnik an einem Standort vereint. Eckpunkte für<br />
dieses Alleinstellungsmerkmal sind über 35 Jahre Erfahrung und<br />
Kompetenz in Forschung und Entwicklung, Fertigung, Prüftechnik<br />
mit akkreditiertem Prüflabor, Qualitäts- und Umweltmanagement<br />
sowie Service. Zusätzlich spielt die sorgfältige Auswahl der<br />
zuliefernden Industrieunternehmen für Siemens eine wichtige<br />
Rolle. Exemplarisch dafür steht die Konstruktion eines Spezialwerkzeugs,<br />
welches die Präzisionswerk Schnatz GmbH & Co. KG<br />
zusammen mit der ACE Stoßdämpfer GmbH im Auftrag von<br />
Siemens realisieren konnte.<br />
KONSTRUKTEURE ARBEITEN HAND IN HAND<br />
Die Präzisionswerk Schnatz GmbH & Co. KG wurde 1956 in Hösbach<br />
bei Aschaffenburg gegründet und zählt heute zu den Marktführern<br />
im Bereich des Sonderlehren- und Prüfmittelbaus. Dank<br />
eines universell eingerichteten Maschinenparks wird es den Anforderungen<br />
der Einzel- und Serienfertigung gerecht, wobei qualifizierte<br />
Mitarbeiter Lehren und Vorrichtungen sowie Sondermaschinen<br />
und Präzisionsbauteile für alle Branchen der Industrie<br />
am deutschen Hauptstandort planen, konstruieren, fertigen<br />
und montieren. Das mittelständische Unternehmen bietet dabei<br />
viel Flexibilität und kurze Wege. Dies wird von einem Kundenstamm<br />
geschätzt, der sich über die Grenzen des Bundesgebiets<br />
hinweg bis nach Übersee erstreckt.<br />
Dass es sich bei diesem Einsatzfall um einen der kurzen Wege<br />
handelt, berichtet Klaus Worgull. <strong>Der</strong> bei der Siemens AG im<br />
weniger als 50 km weiter westlich liegenden Werk Fechenheim<br />
zuständige Ingenieur merkt über die Kooperation an: „Um ein<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 41
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
03 04<br />
SPECIAL<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
neues, 53 kg wiegendes elektronisches Bauteil mit einem für die<br />
Monteure gut zu vertretenden Kraftaufwand in unsere Schaltanlagen<br />
integrieren zu können, benötigten wir eine Montagevorrichtung.<br />
Für die Konstruktion und Fertigung dieses Spezialwerkzeugs<br />
wandten wir uns, wie schon in der Vergangenheit, an<br />
unsere Berater im nicht nur geografisch naheliegenden Hösbach.“<br />
Dort erarbeitete die Konstruktionsabteilung zusammen mit dem<br />
Team von Klaus Worgull einen genau zur Aufgabenstellung passenden<br />
Lösungsvorschlag.<br />
Andreas Parr, Leiter der Design-Abteilung beim Präzisionswerk<br />
Schnatz, beschreibt das Vorgehen: „Unterstützt vom Digital<br />
Die Wertigkeit eines industriell gefertigten<br />
Produkts hängt stark von der Qualität der<br />
Einzelteile, der Montage und der Qualitätssicherung<br />
ab. Für unsere Konstruktionen<br />
beziehen wir bestimmte kundenspezifisch<br />
anpassbare Komponenten von Lieferanten<br />
wie der ACE Stoßdämpfer GmbH.“<br />
ANDREAS PARR, Leiter der Design-Abteilung,<br />
Präzisionswerk Schnatz GmbH & Co.KG<br />
03 Die Industrie-Gasdruckfedern aus Edelstahl<br />
sind mit Ausschubkräften von 10 N bis 5.000 N und mit<br />
Hüben von 20 mm bis 700 mm lieferbar sowie dank ihrer<br />
Ventiltechnik flexibel einsetzbar<br />
04 Vorschub-Ölbremsen der Baureihen MA und MVC von ACE<br />
zeichnen sich durch kompakte Maße und Druckkräfte zwischen<br />
8 N bis 3.500 N bei Hüben von 7 mm bis 40 mm aus<br />
Workflow unserer leistungsfähigen IT, planen wir immer auf der<br />
Höhe des technisch Realisierbaren unter Beachtung bestmöglicher<br />
Wirtschaftlichkeit. Dabei gehört der Kundenkontakt in allen<br />
Phasen zu den Vorrausetzungen, um das den spezifischen Anforderungen<br />
entsprechende Qualitätsprodukt nach Maß liefern zu<br />
können.“ Dass die Wertigkeit eines industriell gefertigten Produkts<br />
stark von der Qualität der Einzelteile, der Montage und der<br />
Qualitätssicherung abhängig sei, fügt er ebenso hinzu wie die<br />
Information, dass das Präzisionswerk Schnatz bestimmte kundenspezifisch<br />
anpassbare Komponenten von Lieferanten wie der<br />
ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld beziehe.<br />
GASDRUCKFEDERN UNTERSTÜTZEN BIS<br />
ZUR SANFTEN DÄMPFUNG IN ENDLAGE<br />
So richtete das Team von Andreas Parr eine Anfrage an ACE, als<br />
es im Sinne der optimalen Kraftunterstützung für die Siemens-<br />
Monteure darum ging, geeignete Industriegasfedern für das<br />
Spezialwerkzeug auszulegen. Zusätzlich zu einem verfügbaren<br />
Berechnungsprogramm (unter www.ace-ace.de) können Interessenten<br />
und Kunden sich bei ACE auch persönlich beraten und<br />
von der Auslegung bis zur Montage vor Ort unterstützen lassen.<br />
Neben Komponenten für die Dämpfungs- und Schwingungstechnik,<br />
wie Kleinstoßdämpfer oder Gummi-Metall-Isolatoren, sowie<br />
Sicherheitsprodukten hat ACE sich zudem durch Lösungen zur<br />
Geschwindigkeitsregulierung in der Industrie einen Namen gemacht<br />
und wird nicht zuletzt dank der Zugehörigkeit zur Stabilus-Gruppe<br />
auch im Bereich der Industriegasfedern angefragt.<br />
Im konkreten Fall ermittelte das Team von ACE zwei Gasdruckfedern<br />
aus Edelstahl vom Typ GS-22-50-AD-VA als geeignete<br />
Maschinenelemente zur Unterstützung der Muskelkraft. <strong>Der</strong><br />
bei ACE für die Region zuständige Vertriebsingenieur Thomas<br />
Schäfgen präzisiert: „Unsere für das Heben, Senken und Halten<br />
bestimmten Produkte haben es bei dieser Anwendung mit 53 kg<br />
Masse zu tun, die von den Monteuren mittels des Spezialwerkzeugs<br />
in die gasisolierten Mittelspannungsschaltanlagen zu<br />
befördern ist. Dabei übernehmen die Gasfedern nach einer<br />
Hebebewegung die Hauptlast und reduzieren die von den<br />
42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
TECHNIK BESSER VERSTEHEN: VIDEOS MIT<br />
TIPPS RUND UM INDUSTRIEGASFEDERN<br />
Es kann vorkommen, dass die vor einer Auslegung<br />
zugrunde gelegten technischen Daten nicht korrekt<br />
waren oder sich durch neue Konstruktionsdetails der<br />
Maschine geändert haben. Doch wie lässt sich der<br />
Druck in Gasfedern anpassen? Die Lösung zeigen wir<br />
Ihnen hier: bit.ly/3QFaBBj<br />
Welche Vorteile das modulare ACE Gasfeder-System bietet, sehen Sie<br />
anschaulich hier: bit.ly/3KI60KZ<br />
Monteuren aufzubringenden Handkräfte auf insgesamt 10 kg.“ Damit die zwei<br />
stromlos arbeitenden und nach dem hydropneumatischen Prinzip funktionierenden<br />
Verstellelemente die Gesamtlast bis zur Endlage perfekt ins Ziel bringen<br />
können, werden sie zusätzlich durch eine Vorschub-Ölbremse unterstützt. Thomas<br />
Schäfgen empfahl zum Einbau eine Komponente des Typs MVC225EUM.<br />
„Die einbaufertigen, wartungsfreien und temperaturstabilen Bremsen ähneln<br />
vom Aussehen her unseren Industriestoßdämpfern, weisen aber im Gegensatz<br />
zu diesen nicht mehrere Drosselbohrungen, sondern eine einzige auf. Und die<br />
macht auch eine ganz sanfte, langsame Dämpfung in der Endlage möglich.“<br />
SPARSAM IM ENERGIEVERBRAUCH<br />
VON MENSCH UND MASCHINE<br />
Die Feinjustierungen an den Maschinenelementen seines Unternehmens führte<br />
Thomas Schäfgen am vom Präzisionswerk Schnatz gelieferten Werkzeug im Werk<br />
Fechenheim direkt bei der Siemens AG aus. Dabei nutzte er für die genaue Einstellung<br />
der Ausschubkräfte die an den Gasdruckfedern von ACE vorhandenen<br />
Ventile. Diese dienen dem Ablassen oder, wie in diesem Fall, der Hinzufügung<br />
von Stickstoff. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, den die in Deutschland hergestellten<br />
Qualitätskomponenten gegenüber vielen nicht mit diesem Merkmal<br />
ausgestatteten Gasfedern bieten. Mittels des Spezialwerkzeugs DE-GAS von ACE<br />
ermöglichen sie beim Ablassen mit wenig Aufwand eine auf den Newtonmeter<br />
genaue Einstellung der benötigten Kräfte. Und dank des von Thomas Schäfgen<br />
mitgeführten Füllkoffers ließ sich per Ventil die für die zusätzlich benötige Ausschubkraft<br />
benötigte Menge an Stickstoff hinzufügen. Bei der Ölbremse war der<br />
benötigte Dämpfungsgrad schnell mittels einer Einstellschraube angepasst.<br />
STETS DIE INTELLIGENTESTE<br />
ENERGIEVERTEILUNG NUTZEN<br />
„ACE hat uns wirklich von A bis Z überzeugt. Von der Auslegung über die schnelle<br />
Lieferung der Komponenten bis hin zur Zuverlässigkeit bei den Vor-Ort-Terminen<br />
mit unserem Kunden hat sich das Unternehmen als professioneller Partner<br />
erwiesen“, resümiert Andreas Parr vom Präzisionswerk Schnatz. Auch Klaus<br />
Worgull von der Siemens AG äußert sich positiv über die Zusammenarbeit mit<br />
den beiden Spezialisten und sagt über die Montagevorrichtung: „Sie leistet<br />
einerseits einen buchstäblich gewichtigen Beitrag zur Arbeitserleichterung und<br />
zur Sicherung der Beschäftigungsfähigkeit unserer Mitarbeitenden. Andererseits<br />
ist für die Kräfte regulierenden Komponenten von ACE keine zusätzliche<br />
Energiequelle nötig.“ Das, so fügt er augenzwinkernd hinzu, passe auch gut zum<br />
Credo der gasisolierten Mittelspannungsschaltanlagen von Siemens, stets die<br />
intelligenteste Energieverteilung zu nutzen.<br />
Bilder: Aufmacher romaset – stockadobe.com, 01 Siemens, 02 Siemens / ACE Stoßdämpfer; sonstige<br />
Präzisionswerk Schnatz und ACE Stoßdämpfer<br />
Sperren und Starten mit<br />
einem System – CKS2<br />
Sicheres Schlüsselsystem<br />
CKS2<br />
Transpondercodierte Schlüssel<br />
mit hoher Codierstufe für hohe<br />
Manipulationssicherheit<br />
Höchste Sicherheit, Kategorie 4 / PL e<br />
Mehrfarbige LED Anzeige für<br />
detaillierte Diagnose<br />
Mechanische Rastung des gesteckten<br />
Schlüssels<br />
Vielseitig in der Anwendung als<br />
– Sperrsystem<br />
– Berechtigungssystem<br />
– Schlüsseltransfersystem<br />
EMO Hannover<br />
18. – 23.9.<strong>2023</strong> · Halle 9 / Stand D24<br />
NEU<br />
www.ace-ace.de<br />
www.euchner.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
MIT DIGITALER SPINDELTECHNOLOGIE<br />
IN DIE OFFENSIVE<br />
INTERVIEW<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Auf der EMO Hannover <strong>2023</strong> will der Maschinenbauer GMN im Rahmen seiner<br />
Innovationsoffensive für eine digitale Spindeltechnologie mehrere Neuheiten<br />
präsentieren. Darunter sind auch zwei mithilfe von Low-Code selbst entwickelte<br />
webbasierte Applikationen: eine Vertriebs- und Kundenplattform sowie ein Anwender-<br />
Modul zur Online-Berechnung von Spindeln. Im Interv iew mit Dr. Jens Falker,<br />
Engineeringleiter Spindeltechnik, und Dieter Weiss, Vertriebsleiter, beide bei der GMN<br />
Paul Müller Industrie GmbH & Co. KG, haben wir diese genauer unter die Lupe genommen.<br />
Die Neuheiten sind Teil einer GMN-Innovationsoffensive zur<br />
Digitalisierung der Spindeltechnologie. Was ist damit gemeint?<br />
Dr. Falker: Die Transformation der Maschinenbauer vom reinen<br />
Produktanbieter zum Lösungsanbieter für die Fertigungsherausforderungen<br />
ihrer Kunden ist ein zentraler Trend in der<br />
Entwicklung der Werkzeugmaschinen-Branche. Diesen Weg<br />
gehen wir mit unserer Innovationsoffensive. Die webbasierte<br />
Vertriebs- und Kundenplattform – die GMN-App – sowie das<br />
Dr. Jens Falker,<br />
Engineeringleiter<br />
Spindeltechnik (rechts), und<br />
Dieter Weiss, Vertriebsleiter,<br />
beide GMN Paul Müller<br />
Industrie GmbH & Co. KG,<br />
Nürnberg<br />
Online-Berechnungsmodul SpiOnline zur Optimierung der<br />
Spindelperformance sind zwei Etappen auf dieser Strecke.<br />
Digitalisierung und Automatisierung spielen dabei eine<br />
wichtige Rolle. Denn die Voraussetzung für die gesamte weitere<br />
Entwicklung ist die digitale Vernetzung aller Einzelkomponenten,<br />
die dann mit allen anderen Einheiten kommunizieren<br />
können. Das ist die notwendige Infrastruktur für Industrie 4.0.<br />
Den ersten Schritt auf diesem Weg sind wir 2019 gegangen, als<br />
wir auf der EMO erstmals GMN-Spindeln vorgestellt haben, die<br />
44 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
IIoT-ready – und somit vernetzbar – sind. Sie ermöglichen den<br />
Einstieg in die Digitalisierung der Fertigung. Herzstück ist das<br />
von uns entwickelte Embedded-System IDEA-4S, die integrierte<br />
Datenerfassung und Auswertung für Spindeln.<br />
Weiss: Die zentrale Vernetzung im Sinne der Industrie 4.0. wird<br />
der gesamten spanabhebenden Industrie einen gewaltigen<br />
Produktivitätsschub geben. Denn sie hilft dabei, die technischen<br />
Potenziale der Anlagen und Komponenten besser auszunutzen.<br />
Die GMN-App bietet jedem unserer weltweiten Nutzer ortsunabhängig<br />
einen permanenten Zugriff auf sämtliche aktuelle<br />
Informationen, die unsere Zusammenarbeit betreffen. Sie sorgt<br />
für eine transparente Kommunikation und beschleunigt die<br />
Interaktion zwischen GMN und seinen Kunden.<br />
Zusätzlich ermöglicht das Online-Berechnungsmodul SpiOnline<br />
bereits im Engineering einen digitalen Zwilling der Spindel bei<br />
der Prozessauslegung zu berücksichtigen. So kann das Betriebsverhalten<br />
von Spindel und Werkzeug optimal auf den Prozess<br />
abgestimmt werden. Die messbaren Vorteile sind vielfältig: ein<br />
schnelleres Engineering, eine schnellere Anlagen-Inbetriebnahme,<br />
eine verbesserte Spindelauswahl, die Optimierung des<br />
Werkzeugeinsatzes, effizientere Prozesse mit verringerten Kosten,<br />
einer verbesserten Qualität und einer höheren Gesamtanlageneffektivität<br />
sowie ein sicherer Betrieb der Werkzeugmaschinen.<br />
Für wann ist die Einführung geplant?<br />
Dr. Falker: Wir werden unsere GMN-App in fünf Schritten<br />
einführen. Offizieller Startschuss ist die Bekanntgabe auf der<br />
EMO <strong>2023</strong>, der Abschluss wird voraussichtlich Ende 2024 sein:<br />
1. Bereits im Vorfeld der Messe hat ein Kreis von Vertriebspartnern<br />
Zugang zur Vertriebs- und Kundenplattform erhalten.<br />
Wenn sie sich in die App einloggen, können sie den Echtzeitstand<br />
von Bestellungen, Aufträgen und Reparaturen überprüfen<br />
und die Daten zu sämtlichen GMN-Produkten abrufen.<br />
2. Zur EMO gewähren wir ausgewählten Partnern dann Zugang<br />
zu unserem Online-Berechnungsmodul SpiOnline. Dort<br />
stehen den Nutzern die Modelle ihrer GMN-Spindeln zur<br />
Verfügung. Mit dem Modul können die Anwender den Einsatz<br />
von Spindel und Werkzeug für eine bestimmte Zerspanungsaufgabe<br />
optimieren. Sie können entweder für eine vorhandene<br />
Spindel das beste Werkzeug suchen und die Werkzeuggeometrie<br />
optimieren, um beispielsweise einen bestimmten<br />
Drehzahlbereich zu erreichen und so ein optimales Bearbeitungsergebnis<br />
zu erzielen. Oder sie geben die Daten des<br />
Werkzeugs ein und ermitteln die beste Spindel für den geplanten<br />
Bearbeitungsprozess. Zu den Erstanwendern gehören<br />
neben unseren Vertriebspartnern verschiedene Referenzkunden,<br />
darunter mehrere Maschinenhersteller.<br />
3. Anfang 2024 soll schließlich das Berechnungsmodul für<br />
unsere Premiumkunden verfügbar sein.<br />
4. Etwa Mitte nächsten Jahres werden wir diesen Anwendern<br />
die gesamte App freischalten. Dadurch erhalten sie zusätzlich<br />
den Zugang zur Vertriebs- und Kundenplattform mit den<br />
Live-Infos zu Bestellungen, Aufträgen, Reparaturen und<br />
Produktdaten.<br />
5. Voraussichtlich ab Ende 2024 werden dann die mittels<br />
IDEA-4S bei der Endabnahme gesammelten Fingerprints<br />
in der App verfügbar sein. Hier legen wir also die Basis für<br />
die Vernetzung der Produktdaten mit unseren Kunden.<br />
Sie haben die Anwendungen selbst mithilfe<br />
von Low-Code entwickelt?<br />
Dr. Falker: Die Technologie ist für uns ein gutes Werkzeug, um<br />
selbst rasch und effizient Applikationen zu erstellen. Sie ist<br />
webbasiert, einfach und ohne tiefgehende Programmierkenntnisse<br />
verwendbar. Einzelne Module können für verschiedene<br />
Anwendungen eingesetzt werden und lassen sich einfach<br />
administrieren, das erleichtert die Beteiligung verschiedener<br />
Fachabteilungen am Entwicklungsprozess. Zudem sind sie über<br />
flexible Schnittstellen problemlos mit anderen IT-Systemen<br />
wie CRM, ERP, PDM/PLM und MES verknüpfbar.<br />
Fazit: Mit Low-Code können wir unsere unternehmensweite<br />
Digitalisierungsstrategie schnell, kostengünstig und unkompliziert<br />
in die Tat umsetzen. Als Maschinenbauunternehmen<br />
können wir auf diesem Weg wichtige Kernkompetenzen für<br />
die Digitalisierung stärken!<br />
Wie geht es weiter mit der Digitalisierung<br />
der Spindeltechnologie?<br />
Weiss: Unser Ziel ist es, dem Kunden mithilfe der App schnell<br />
und zuverlässig aktuelle Infos zur Lösung seiner Zerspanungsaufgaben<br />
zur Verfügung zu stellen.<br />
Für uns entstehen gleichzeitig Chancen für neue digitale Dienstleistungen<br />
rund um die Spindel. Umfassende Remote-Analysen<br />
oder -Zugriffsmöglichkeiten sind zwei mögliche Beispiele.<br />
Damit können wir unsere Kunden im Serviceeinsatz schneller<br />
als heute unterstützen, denn die Diagnose und Antworten auf<br />
Reklamationen sind rascher realisierbar.<br />
Damit werden sich für uns zukünftig auch neue Geschäftsfelder<br />
mit digitalen Dienstleistungen eröffnen. Denn wenn<br />
sie das Nutzungsverhalten der Spindel und von Motoren<br />
umfassend nachvollziehen und optimieren können, wird<br />
es möglich, Ausfälle weitestgehend zu vermeiden. Deshalb<br />
denken wir beispielsweise daran, neue Gewährleistungs-<br />
Modelle anzubieten.<br />
Bild: GMN<br />
www.gmn.de<br />
INTEGRIERTE DATENERFASSUNG UND AUSWERTUNG FÜR SPINDELN<br />
Mit IDEA-4S ausgestattete Spindeln von GMN verarbeiten verschiedene Sensorsignale gleichzeitig. Dazu gehören<br />
Lager- und Kühlmitteltemperatur, Drehzahl, Motortemperatur, Spannzustand sowie Schwingungen und Verlagerungen.<br />
Die Signale werden erfasst, gespeichert, in der Spindel selbst ausgewertet und über eine IO-Link-Schnittstelle zyklisch als<br />
Prozesswerte an die Maschinensteuerung übertragen: Dazu gehören die aktuellen Werte, Warnungen vor Abweichungen<br />
und Fehlermeldungen. Zusätzliche azyklische Informationen wie das digitale Typenschild und Informationen zum Asset<br />
Management der Antriebskomponenten können manuell abgerufen und geschrieben werden. Sie geben zum Beispiel Auskunft<br />
darüber, von wann bis wann eine Komponente in welcher Maschine bei welchem Kunden eingesetzt war und wie lange sie mit<br />
welcher Konfiguration gelaufen ist. Weiterhin erhalten Nutzer statistische Werte zu ihren Betriebsdaten. Diese Informationen<br />
können über eine IO-Link-Schnittstelle direkt durch die Steuerung oder über ein IIoT-Gateway weiterverarbeitet werden.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 45
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
DEZENTRAL STEUERN –<br />
FLEXIBILITÄT STEIGERN<br />
SPECIAL<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Moog, Anbieter von Hochleistungslösungen für die Antriebstechnik, und<br />
Salvagnini, Hersteller von automatisierten Metallbearbeitungsmaschinen,<br />
haben gemeinsam einen 8-achsigen kartesischen Manipulatorroboter<br />
zur automatischen Führung und Sortierung von Stanz- oder Scherteilen<br />
in Bearbeitungszentren entwickelt. Lesen Sie nachfolgend mehr<br />
zu den Details des Co-Engineering-Projekts.<br />
Viele Metallverarbeitungsbetriebe stehen vor verschiedenen<br />
Herausforderungen, darunter die hohe Variabilität<br />
der Chargen, kleinere und diversifizierte Chargen mit<br />
Sonderapplikationen und dem Wunsch der Kunden<br />
nach kürzeren Lieferzeiten und Qualitätsgarantien. Auch wenn<br />
Anlagen und Produktionslinien eines Werkes bereits recht flexibel<br />
ausgelegt sind, stehen aktuelle Ansprüche dennoch oft im<br />
Widerspruch dazu. Eine zusätzliche Möglichkeit, den schnellen<br />
und unterschiedlichen Produktionsanforderungen der Kunden<br />
gerecht zu werden ist der 8-achsige kartesische Manipulator von<br />
Jelena Mesarosch, Marketing Manager, Moog GmbH, Memmingerberg<br />
Salvagnini. Er fügt sich in das bestehende Raumkonzept ein, erfüllt<br />
eine Vielzahl von Aufgaben und verbraucht weniger Energie<br />
als vergleichbare Lösungen am Markt.<br />
Da Moog elektrische, hydraulische und hybride Lösungen für<br />
die Maschinenentwicklung anbietet, konnten die Unternehmen<br />
einen technologisch neutralen Ansatz verfolgen. Die Techniker<br />
von Moog bewerteten eine Reihe von Technologien und wählten<br />
die am besten geeignete Lösung für den kartesischen Manipulatorroboter<br />
von Salvagnini und die Kunden aus der Metallverarbeitung<br />
aus.<br />
46 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
01<br />
02<br />
MEHRERE PROZESSE MITEINANDER VERBINDEN<br />
Das Entwicklungsteam von Moog hat seine elektromechanischen<br />
Lösungen in die Konstruktion des Salvagnini-Roboters integriert,<br />
damit das System in der Lage ist, verschiedene Prozesse miteinander<br />
zu verbinden, einschließlich des Transports des aktuellen<br />
Werkstücks von einer Station zur nächsten. Für die Entwicklung<br />
der Mehrachslösung wählten die Ingenieure von Salvagnini das<br />
Energiemanagementmodul DE2020, den Motor DI2020 mit integrierter<br />
Elektronik, den dezentralen Einzelachsantrieb DR2020<br />
und die Servomotoren HD/FAS H von Moog.<br />
„Es ist schwierig und nicht immer möglich, im Layout komplexer<br />
Systeme Platz für den Schaltschrank zu finden. Daher ist es<br />
sehr wichtig, das Volumen des Schaltschranks zu reduzieren“, erklärt<br />
Stefano Bizzotto, Motion Control Manager bei Salvagnini.<br />
„Im Idealfall sollte der Schaltschrank verschwinden oder vollständig<br />
in die Grundfläche der Maschine integriert sein. Deshalb<br />
haben wir uns für dezentrale Antriebe und Motoren mit<br />
integrierter Elektronik entschieden.“<br />
„Durch die Wahl der elektromechanischen Technologie konnten<br />
wir integrierte Plug-and-play-Systeme vorschlagen, die auch<br />
mit Geräten anderer Hersteller perfekt kommunizieren können“,<br />
fügt Marco Dallocchio, Vertriebsleiter bei Moog, hinzu. „Die vereinfachte<br />
Installation ermöglichte einen schnelleren Service.<br />
Weitere Vorteile sind die geringeren Abmessungen und das<br />
geringere Gewicht, die beide zu höherer Beschleunigung und<br />
Geschwindigkeit führen sowie die Möglichkeit, neue Funktionen<br />
auf demselben Raum zu integrieren.“<br />
KONTINUIERLICHER VERBESSERUNGS-<br />
PROZESS ESSENZIELL<br />
Moog und Salvagnini modernisieren bestehende Maschinen gemeinsam,<br />
um so vorhandene Komponenten zu ersetzen oder<br />
neue Komponenten zu integrieren. Modernisierungen gelten als<br />
unverzichtbar, denn die Verbesserung der technologischen Standards<br />
steigert die Produktionseffizienz und senkt gleichzeitig die<br />
Betriebskosten. Intensive Co-Engineering- und Co-Design-Arbeit<br />
zwischen den Entwicklungsteams beider Unternehmen führt die<br />
Anwender von Werkzeugmaschinen zur nächsten Generation von<br />
zunehmend vernetzten Systemen, die auf Nachhaltigkeit und die<br />
Bereitschaft für Industrie 4.0 ausgerichtet sind.<br />
Bilder: Aufmacher Salvagnini; Schmuckbild yashabaker – stock.adobe.com;<br />
sonstige Moog<br />
www.moog.de<br />
01 <strong>Der</strong> digitale Mehrachs-Servoregler vereint<br />
Flexibilität, eine hohe Leistung und eine<br />
einfache Anwendung<br />
02 Eine dezentrale Steuerungsarchitektur, einen<br />
großen Spielraum hinsichtlich des Maschinendesigns<br />
und einen reduzierten Installationsraum ermöglicht<br />
der antriebsintegrierte Servomotor<br />
Spänedicht<br />
bis zum Anschlag<br />
SERIE TKA<br />
» Ausgezeichneter Leitungsschutz<br />
im Anschlussbereich<br />
» Späne- und schmutzabweisend<br />
durch glatte Oberflächen<br />
» Große freitragende Länge<br />
» Geringe Geräuschemission<br />
» Einfach zu öffnende Deckel<br />
bei gleichzeitig hoher<br />
Haltekraft am Kettenglied<br />
im Betrieb<br />
» TKA55: IP54 getestet und<br />
bescheinigt (TÜV Nord)<br />
Besuchen Sie uns!<br />
18. – 23. Sept. <strong>2023</strong><br />
Messe Hannover<br />
Halle 6, Stand F10<br />
kabelschlepp.de/tka | Fon: +49 (0) 2762/4003-0
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
SCHLEIFSCHEIBE MIT INTEGRIERTER SENSORIK<br />
ZUR PROZESSÜBERWACHUNG<br />
SPECIAL<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
In einem Kooperationsprojekt zwischen dem Institut für Fertigungstechnik und<br />
Werkzeugmaschinen und der Firma Krebs & Riedel Schleifscheibenfabrik GmbH<br />
wird eine Methode entwickelt, Dehnungssensoren in Hochleistungsschleifscheiben<br />
zu integrieren, um mithilfe der Daten eine Prozessüberwachung zu ermöglichen.<br />
Ziel ist es, den Schleifprozess bei Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 150 m/s<br />
prozessparallel überwachen zu können.<br />
Im Rahmen des ZIM-Kooperationsprojekts (Zentrales Innovationsprogramm<br />
Mittelstand) mit dem Namen „Produktivitätssteigerung<br />
beim Hochleistungsschleifen (Pro2HS)“ arbeitet<br />
das Projektteam an der Steigerung der Prozesssicherheit<br />
und Produktivität beim Hochleistungsschleifen. Hierfür werden<br />
Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und<br />
Werkzeugmaschinen, Leibniz Universität Hannover<br />
ein neuartiges Auswuchtsystem und eine sensorische Schleifscheibe<br />
entwickelt. Das Auswuchtsystem soll ein automatisches<br />
und maschinenunabhängiges Auswuchten der Schleifscheibe<br />
ermöglichen. Die sensorische Schleifscheibe wird mit Halbleiter-<br />
Dehnungsmesstreifen ausgestattet, die eine hochgenaue Messung<br />
der Prozesskräfte ermöglichen. „Dadurch können wir die<br />
Prozessparameter bis an die Stabilitätsgrenze der Scheibe festlegen<br />
und das volle Potenzial der Schleifscheibe ausschöpfen“, erläutert<br />
IFW-Mitarbeiter Niklas Klages.<br />
Für eine einfache und wirtschaftliche Integration der Dehnungsmessstreifen<br />
entwickeln die Projektmitarbeitenden einen<br />
48 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
VERMITTLER ZWISCHEN FORSCHUNG UND PRAXIS<br />
Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IFW beschäftigt sich mit<br />
sämtlichen Aspekten der spanenden Fertigungstechnik: Vom Zerspanprozess über die<br />
Maschinenentwicklung bis zur Fertigungsplanung und -organisation. Dabei werden<br />
experimentelle, theoretische und simulationsgestützte Methoden miteinander<br />
verbunden und sowohl Grundlagenforschung als auch praxisnahe Forschung und<br />
Entwicklung sowie Dienstleistungen und Beratung abgedeckt. Das IFW arbeitet eng<br />
mit Institutionen zusammen, die sich der Förderung des Maschinenbaus und der<br />
Produktionstechnik in der wissenschaftlichen und industriellen Ausprägung widmen.<br />
neuartigen Grundkörper. Ebenfalls Teil des Projekts ist die Entwicklung der Überwachungsalgorithmen.<br />
Die ermittelten Prozesskräfte und -zustände werden drahtlos an ein mobiles Endgerät<br />
übertragen, das den Mitarbeitenden Handlungsanweisungen gibt. Die sensorische Schleifscheibe<br />
soll eine robuste, industrietaugliche und maschinenunabhängige Lösung für die Erfassung<br />
der Prozesskräfte beim Schleifen bieten. Durch ein automatisches Auswuchtsystem und die prozessnahe<br />
Kraftmessung kann der Automatisierungsgrad beim Hochleistungsschleifen damit<br />
weiter erhöht werden.<br />
NEUE MÖGLICHKEITEN IN DER<br />
HOCHGESCHWINDIGKEITSBEARBEITUNG<br />
<strong>Der</strong> IFW-Projektpartner sieht für seinen Betrieb ein großes Entwicklungspotenzial: „Für die Integration<br />
des Auswuchtsystems am Grundkörper des Werkzeugs ist eine Weiter- beziehungsweise<br />
Neuentwicklung von bestehenden Grundkörpersystemen notwendig. Dadurch werden<br />
zwangsläufig neue Werkzeuggrundkörper für Hochleistungsschleifscheiben entstehen und der<br />
Firma Krebs & Riedel neue Möglichkeiten im Bereich der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung<br />
eröffnen. Die enge Zusammenarbeit mit dem IFW Hannover stärkt zudem die Vernetzung zwischen<br />
Industrie und Forschung, was ein wichtiger Baustein für den Wirtschaftsstandort<br />
Deutschland ist“, sagt Dr.-Ing. Steffen Weber, Leiter Forschung und Entwicklung der Krebs & Riedel<br />
Schleifscheibenfabrik GmbH.<br />
Das Forschungsprojekt „Produktivitätssteigerung beim Hochleistungsschleifen (Pro2HS)“<br />
wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund<br />
eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms<br />
Mittelstand (ZIM) und von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen<br />
„Otto von Guericke“ (AiF) betreut. Das IFW und der Kooperationspartner Krebs & Riedel<br />
Schleifscheibenfabrik GmbH bedanken sich für die finanzielle Unterstützung in diesem Projekt.<br />
Bilder: Aufmacher Krebs und Riedel Schleifscheibenfabrik GmbH, sonstiges IFW<br />
www.ifw.uni-hannover.de<br />
Mit der Prozessüberwachung wollen<br />
wir unerwünschte Prozesszustände wie<br />
Schleifbrand oder Rattern zuverlässig<br />
detektieren. Die ermittelten Prozesskräfte<br />
und -zustände sollen drahtlos an ein<br />
mobiles Endgerät übertragen werden,<br />
das den Mitarbeitenden Handlungsanweisungen<br />
gibt. Mit dem System entfällt<br />
die Integration zusätzlicher Komponenten<br />
in die Werkzeugmaschine und es kann<br />
maschinenunabhängig eingesetzt werden.<br />
M. ENG. NIKLAS KLAGES, Abteilung Maschinentechnologien, Institut für Fertigungstechnik<br />
und Werkzeugmaschinen, Leibniz Universität Hannover
SPECIAL WERKZEUGMASCHINEN<br />
MASCHINENBAU TRIFFT<br />
AUF DATENKOMPETENZ<br />
Die Fair Friend<br />
Group (FFG)<br />
mit ihren 18<br />
Mitgliedsmarken<br />
präsentiert<br />
auf der EMO<br />
geballte<br />
Maschinenbaukompetenz<br />
in den Bereichen Automobil, Schiene, Luftund<br />
Raumfahrt. Schwerpunkte sind E-Mobilität, Digitalisierung<br />
und Services. An ihrem Gemeinschaftsstand zeigen sie<br />
Best-Practice Beispiele, vom horizontalen 5-Achs-Bearbeitungszentrum<br />
über vertikale Schleifmaschinen bis hin zu<br />
CNC-Drehmaschinen. Standardanlagen für Drehen, Fräsen,<br />
Schleifen und Verzahnen unterstützen Fertigungsprozesse<br />
und schlüsselfertige Gesamtsysteme den Produktionsanlauf<br />
in neuen Werken. Die Auswertung von Daten spielt heute in<br />
der Anlaufplanung eine wichtige Rolle. <strong>Konstrukteur</strong>e und<br />
Simulationsexperten bei FFG sichern die Eingliederung in die<br />
Produktionsplanungssysteme auf Kundenseite ab. <strong>Der</strong> dabei<br />
entstandene Prozesszwilling macht Produktionsabläufe und<br />
kundenindividuelle Details transparent. Er visualisiert die<br />
technischen Spezifikationen sowie die Auslegung der<br />
Maschinen.<br />
www.ffg-ea.com<br />
WERKSTÜCKE PRÄZISE UND<br />
EFFIZIENT BEARBEITEN<br />
Ein CNC-Bearbeitungszentrum mit zwei Spindeln und ein<br />
neues Maschinenkonzept zur Bearbeitung von Profilen hat<br />
das Unternehmen Schwäbische Werkzeugmaschinen (SW)<br />
herausgebracht. Das CNC-Bearbeitungszentrum BA W03-22<br />
wurde mit seiner hohen Präzision und Effizienz für die<br />
Produktion hochwertiger Werkstücke in mittleren und großen<br />
Serien für die Automobilindustrie entwickelt. Verglichen mit<br />
einer einspindligen<br />
Maschine<br />
lassen sich<br />
Zykluszeiten<br />
stark reduzieren,<br />
was die<br />
Produktivität<br />
steigert. Mit<br />
den integrierten<br />
Linearmotoren<br />
sind<br />
noch schnellere Achsbeschleunigungen möglich als mit<br />
der 3er-Baureihe. Mit 300 mm Verfahrweg positioniert<br />
die Maschine auch in G0 um 30 Prozent schneller als ihr<br />
Vorgänger. Die Maschine ist mit der Siemens-Steuerung<br />
Sinumerik One ausgestattet. Mit dem Maschinenkonzept<br />
BA profile lassen sich Profile aus verschiedenen Materialien<br />
bis zu einer Länge von 2.500 mm fräsen.<br />
www.sw-machines.com<br />
HIER KOSTENFREI ZUM E-PAPER ANMELDEN: https://vfm.optin.vuservice.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2023</strong> im 54. Jahrgang,<br />
ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />
Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />
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Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />
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Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />
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Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,<br />
E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
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(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
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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 />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />
Tel.: 06123/9238-266<br />
Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />
Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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Jahresabonnement Inland: € 99,- (inkl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement Ausland: € 115,- (inkl. Versandkosten)<br />
Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />
weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
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DRUCK UND VERARBEITUNG<br />
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50 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> www.derkonstrukteur.de
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 10/<strong>2023</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 26. <strong>09</strong>. <strong>2023</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 11. <strong>09</strong>. <strong>2023</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
01 Transformation als Wettbewerbsfaktor:<br />
Wie aus einem Zykloidgetriebespezialisten ein<br />
digitaler Player wird<br />
Bild: Nabtesco Precision Europe GmbH / adobestock.com<br />
– Funtap<br />
04<br />
02 Schnelle Mustererstellung im 3D-Druck: Stopfen<br />
mit festem Sitz schützen empfindliche Bauteile während<br />
Lagerung und Transport vor Verunreinigung<br />
Bild: Rickmeier<br />
03 Für mehr Nachhaltigkeit implementiert ein<br />
Hersteller von Servo-Antrieben in immer mehr Produkten,<br />
Prozessen und Services eine Asset Administration Shell<br />
Bild: Wittenstein Alpha<br />
DER DIREKTE WEG<br />
INTERNET:<br />
www.<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de<br />
E-PAPER:<br />
digital.derkonstrukteur.de<br />
REDAKTION:<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
WERBUNG:<br />
sales@vfmz.de<br />
SOZIALE NETZWERKE:<br />
www.Facebook.com/<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong><br />
www.twitter.com/derkonstrukteu<br />
04 Ein flexibles Linearsystem ist aufgrund seines<br />
simplen Aufbaus und seiner vielfältigen Komponenten<br />
prädestiniert für Eigenkonstruktionen<br />
Bild: Minitec<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/<strong>09</strong> 51
WASSERSTOFF<br />
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52 DER KONSTRUKTEUR <strong>2023</strong>/xx www.derkonstrukteur.de
41.M o t e k<br />
Internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung<br />
D 10.–13. Oktober <strong>2023</strong> a Stuttgart<br />
16. Bondexpo Internationale Fachmesse für Klebtechnologie<br />
Montage- und Handhabungstechnik im Fokus – Automatisierungslösungen live!<br />
_ Vernetzte, smarte Produktionskomponenten<br />
_ Montageassistenz-Systeme<br />
_ Lösungen für eine einfache Implementierbarkeit und Inbetriebnahme<br />
$<br />
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Registrierungsseite: www.schall-registrierung.de Ticket-Code: H6J53-LK99L<br />
Veranstalter: SP. E. SCHALL GmbH & Co. KG<br />
41.M o t e k D 10. – 13. Oktober <strong>2023</strong> a Stuttgart<br />
Internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung<br />
16. Bondexpo – Internationale Fachmesse für Klebtechnologie<br />
Die Motek beinhaltet die ganze Prozesskette für die wirtschaftliche Produktions- und Montageauto matisierung,<br />
von Komponenten und Baugruppen sowie Teilsystemen hin zu Komplettsystemen.<br />
Innerhalb dieser Prozesskette fokussiert die Motek/Bondexpo vor allem die Themen:<br />
_ Vernetzte, smarte Produktionskomponenten<br />
Smarte Greifer mit Sensorik, Handhabungssysteme, Handlinglösungen, intelligente Schraub technik, smarte Lineartechnik,<br />
mechatronische Systeme, smarte Antriebe, Zuführkomponenten etc.<br />
_ Montageassistenz-Systeme<br />
Assistenzsysteme für manuelle und halbautomatische Arbeitsplätze, assistierte Kommissionierung, assistierte Montage, automatisches<br />
Bin-Picking, Co-Working mit Cobots, automatisierte Teilebereitstellung, automatisierte Teileabführung etc.<br />
_ Lösungen für eine einfache Implementierbarkeit und Inbetriebnahme<br />
Simulation durch digitalen Zwilling, Plug-and-Play-Lösungen, Starter-Kits etc.<br />
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