DER KONSTRUKTEUR 10/2023

10
19073
Oktober 2023
€ 14,50
AM PULS DER TECHNIK
DREI DIGITALE ZWILLINGE
Wie die smarte Vernetzung von Anlage, Produkt
und Fertigungsprozess gelingt
DerKonstrukteur.de

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» EMG ELDRO ® – seit 90 Jahren am Markt
» Über 2 Millionen gebaute Einheiten
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bei Störung oder Stromausfall
» Kräfte bis 7 kN bei 50 – 200 mm Hubweg
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Drosselventile
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nötig
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gängigen Zertifikaten CE / UKCA / CSA /
UL / EAC
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außenliegende Endlagenschalter
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EDITORIAL
RISIKEN ERKENNEN,
CHANCEN NUTZEN
Der Maschinenbau steht weiterhin vor zahlreichen Herausforderungen
und Unsicherheiten. Hohe Energiekosten,
strenge Umweltauflagen, neue Verordnungen und die ständige
Anforderung zur Effizienzsteigerung erhöhen den Druck auf
die Industrie. In diesen Zeiten wird Resilienz mehr denn je zu
einem entscheidenden Faktor für den nachhaltigen Erfolg der
Maschinenbauindustrie. Denn widerstandsfähige Unternehmen
verfügen über die Fähigkeit, Risiken und Chancen frühzeitig zu
erkennen und sich Marktveränderungen anzupassen. Doch was
braucht es dafür? Eine Möglichkeit ist die Gestaltung digitaler
Infrastrukturen sowie die intelligente Vernetzung möglichst
vieler Anlagen und Geräte. So erhöht zum Beispiel die Analyse
gesammelter Echtzeitdaten die Transparenz im Prozess und
verbessert auf diese Weise die Reaktionsfähigkeit gegenüber
Schwachstellen.
Für eine hohe Transparenz von der Anlage über das Produkt
bis hin zur Fertigung sorgen gleich drei digitale Zwillinge in
unserem Beitrag auf Seite 10. Hier erfahren Sie, wie es gelingt,
die Automatisierung mithilfe von Digitalisierung auf die nächste
Stufe zu heben. Das Thema digitale Strukturen greifen wir auch
in unserem Special Maschinensicherheit auf. Ab Seite 48
berichten wir über die Vorteile neuer Vernetzungskonzepte
sowie über die Auswertung betriebsmäßiger und sicherheitsgerichteter
Signale. In der aktuellen Ausgabe stellen wir Ihnen
also einige neue Entwicklungen vor, die Ihnen nicht nur Chancen
eröffnen, sondern mit denen Sie auch auf der sicheren Seite sind.
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INHALT
08
MENSCHEN UND MÄRKTE
03 Editorial: Risiken erkennen, Chancen nutzen
06 Aktuelles
08 Konstruktion 2030: Virtuelle Prototypen
für die reale Entwicklung
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
10 TITELSTORY
Drei Domänen – drei digitale Zwillinge
14 Handlingmodule zweifach genutzt
18 Linearsystem bietet höchste Flexibilität
20 Automatisierte und sichere CAD-Optimierung
22 Produktinformationen
ANTRIEBSTECHNIK
24 Effizientes Engineering mit dem
digitalem Zwilling
26 Abgestimmte Antriebspakete sparen Energie
18
29 Produktinformationen
32 Präzise und platzsparende Linearaktuatoren
35 Mit 5G-Funk auf dem Vormarsch
32
WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
36 Schutzelemente im 3D-Druck
39 Produktinformationen
40 Hochleistungs-Kunststoffe auslegen mit KI
KONSTRUKTIONSELEMENTE
44 Metallfedern für den Extremfall
46 Produktinformationen
4 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

36
SPECIAL
MASCHINENSICHERHEIT
44
48 Die Konnektivität macht den Unterschied
52 Funktionale Sicherheit unter Extrembedingungen
55 Safety and Security – die neue Maschinenverordnung
56 Produktinformationen
SERVICE
58 Impressum
59 Vorschau
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Wuppertal
48
TITELBILD
Rittal, Eplan, Cideon,
German Edge Cloud
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TOP 100-SIEGEL FÜR ÜBERZEUGENDE
INNOVATIONSLEISTUNGEN
Das Familienunternehmen
Ejot
hat in einem
wissenschaftlichen
Auswahlverfahren
mit seinen
Innovationsqualitäten
überzeugt
und das Siegel
„TOP 100“
erhalten. Der
Wissenschaftsjournalist
Ranga Yogeshwar (mitte) überreichte den Preis im Rahmen
des Deutschen Mittelstands-Summit in Augsburg an Prof. Dr.
Ralph Hellmig (links), Leiter Forschung und Entwicklung bei
Ejot, und Ralf Birkelbach (rechts), Chief Technology Officer
(CTO). Das Unternehmen bietet eine breite Palette innovativer
Verbindungselemente, insbesondere gewindefurchende
Schrauben für Kunststoffe und Metalle sowie technische
Umformteile aus Kunststoff und Metall. Die Produkte des
Herstellers bieten Potenziale für den Umbau der Wirtschaft
von der fossilen Verbrennung hin zu klimafreundlichen,
neuen Technologien, sei es in der Automobilindustrie bei
der Transformation zur Elektromobilität, dem Leicht- und
Mischbau von Rohkarossen oder in der Bauindustrie bei der
Gebäude-Isolierung, dem Einsatz regenerativer Energien
und deren sicherer Befestigung.
www.ejot.de
NEUE OFENLINIE FÜR PRAXISNAHE TESTS
Die Geschäftsführer von Heraeus Noblelight und Weiss
Technik besiegelten ihre Zusammenarbeit bei der kombinierten
Trocknung mit Infrarot-Technologie und Heißluft. Anlass
war die Eröffnung der neuen Testlinie im Anwendungszentrum
von Heraeus Noblelight in Kleinostheim. In ersten
Testreihen wurde Pulverlack auf Metallrohre aufgetragen
und anschließend in der neuen Ofenlinie gehärtet. Beim
Vergleich konnten die Verantwortlichen die Aufheizzeit bei
vorgeschaltetem Infrarot-Booster um bis zu 80 Prozent
reduzieren. Die
Kombination im
Anwendungszentrum
von Heraeus Noblelight
verhilft dem
Kunden zur nötigen
Sicherheit bei einer
geplanten Investition.
Infrarot-Booster von
Heraeus Noblelight
und elektrische
Heißluftöfen von
Weiss Technik können
später modular
kombiniert werden.
Dieses Baukastensystem
macht die Anlagenkonfiguration flexibel. Durch das
kombinierte Know-how und die jahrzehntelange Erfahrung
zweier führender Unternehmen erhält der Anwender eine
hohe Prozesssicherheit.
www.heraeus-noblelight.com
VISI N
ERFÜLLT
Getriebeteile auf
höchstem technischen Niveau
für effiziente und innovative
Lösungen von Morgen.
GSC Schwörer GmbH
D-79871 Eisenbach
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GLOBAL SUPPLIER AWARD FÜR NSK
Bei den Bosch Global Supplier Awards 2023 wurde NSK als
einer von 46 Top-Lieferanten unter den weltweit rund
35.000 Zulieferern der Robert Bosch GmbH ausgezeichnet.
NSK erhielt die Anerkennung in der Kategorie „Rohstoffe
und Komponenten“. Im Zweijahresrhythmus zeichnet Bosch
die besten Zulieferer aus aller Welt mit einem Bosch Global
Supplier Award aus. Die diesjährige Auszeichnung von NSK
in der Kategorie „Rohstoffe und Komponenten“ unterstreicht die Leistung des Unternehmens
als Entwickler und Hersteller von Antriebs- und Steuerungslösungen und das Engagement für
Spitzenleistungen in der Mobilität und in Industrie-Anwendungen. Zum Produktportfolio von
NSK gehören unter anderem Kugelgewindetriebe für elektrohydraulische Bremssysteme, die
als automatische Kfz-Notbremssysteme eingesetzt werden.
www.nskeurope.de
NEUGART: SPATENSTICH FÜR WERK 3
Neugart feierte am 26. Juli den Spatenstich für ihr
neues Werk 3 am Stammsitz Kippenheim. Mit einer
Investitionssumme von mehr als 25 Millionen Euro und
einer Nutzfläche von mehr als 7.000 Quadratmetern
erweitert das Unternehmen seine Produktionskapazitäten
an seinem Heimatstandort. Das neue Werk 3 wird
die Produktionskapazitäten erhöhen, um so dem
steigenden Bedarf an Getrieben und Antriebssystemen auch in Zukunft gerecht zu werden.
Moderne Technologien und effiziente Prozesse optimieren die Abläufe im Zuge des Neubaus
weiter. „Mit dem neuen Werk setzen wir nicht nur ein klares Zeichen für unser zukünftiges
Wachstum, sondern auch für unsere fortwährende Innovationskraft und unseren Anspruch
an höchste Qualität“, sagt Bernd Neugart, geschäftsführender Gesellschafter von Neugart.
Der Neubau wird voraussichtlich im Herbst 2024 abgeschlossen sein.
www.neugart.com
6 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de
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WEBSITE MIT UMFASSENDEN FUNKTIONALITÄTEN
Rotor Clip präsentiert seine neue Website, die ein umfangreiches
Produktportfolio an Sicherungsringen, Wellenfedern und Schlauchschellen
bietet. Eine Suchfunktion ermöglicht es dem Nutzer, einfach
zu vergleichen, zu sortieren und die Eigenschaften der Teile einzusehen.
Zudem können kostenlose Muster und Angebote angefordert werden.
Eine zusätzliche Funktion ermöglicht den Querverweis auf industrielle
Teilenummern, militärische Spezifikationen, DIN-Nummern und mehr.
Über 20.000 Standardteile stehen zum Download zur Verfügung und
können mit einer speziellen Funktion in jedes gängige CAD-System
eingefügt werden. Die Website bietet eine schlanke und intuitive
Benutzeroberfläche, die es dem Nutzer ermöglicht, einfach durch den Produktkatalog zu navigieren, detaillierte Spezifikationen
einzusehen, sich über Produkteigenschaften, Merkmale und Vorteile zu informieren und fundierte Kaufentscheidungen zu treffen.
Da technische Projekte oft maßgeschneiderte Lösungen erfordern, bietet die Plattform Anpassungsmöglichkeiten für Sicherungsringe
und Wellenfedern. Zudem steht ein Expertenteam unterstützend zur Verfügung, um maßgeschneiderte Komponenten zu
liefern, die optimal auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung abgestimmt sind.
www.rotorclip.com
R+W ERÖFFNET
PRODUKTION IN
DEN USA
Die R+W Antriebselemente
GmbH setzt ihre Erfolgsgeschichte
auf dem US-amerikanischen
Markt fort. Mit der
Eröffnung einer modernen
Produktion hat das Unternehmen
seine Aktivitäten in
Nordamerika weiter intensiviert.
Die neue Fertigungsstätte
erstreckt sich über 2.750 m²
und liegt strategisch günstig in
der Metropolregion Chicago.
Durch die erweiterten Lagerund
Montagekapazitäten ist
R+W America nun in der Lage,
einen Großteil der Präzisionsbalgkupplungen,
Elastomerkupplungen
und Gelenkwellen
für den USA-Markt direkt vor
Ort zu fertigen. „Als globaler
Lösungsanbieter für mechanische
Antriebselemente können
wir durch den neuen Produktionsstandort
in den USA unsere
Kunden gezielter und schneller
bedienen“, sagt Maximilian
Crößmann, Managing Director
bei R+W Antriebselemente und
betont: „Der Ausbau ist ein
Meilenstein unserer globalen
Aktivitäten und eine wichtige
Investition in die Zukunft von
R+W.“
www.rw-kupplungen.de
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Rücklaufsperren • Überholkupplungen • Vorschubfreiläufe
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KONSTRUKTION 2030
VIRTUELLE PROTOTYPEN FÜR
DIE REALE ENTWICKLUNG
Welche Vorteile bringt computergestütze Simulation in
der Entwicklung neuer Produkte und Verfahren?
Sie wird heute in vielen Bereichen eingesetzt, um beispielsweise
das Verhalten oder die Auswirkungen eines realen Messgeräts
zunächst in einer virtuellen Umgebung nachzubilden und zu
untersuchen. Wir setzen seit geraumer Zeit auch auf diese Möglichkeit
und entwickeln im Bereich der Durchflussmesstechnik
nahezu jedes Messgerät mithilfe computergestützter Simulationen.
Auf diese Weise lassen sich verschiedene Szenarien testen,
Konzepte bewerten und Hypothesen überprüfen, um ein besseres
Verständnis von komplexen Vorgängen zu gewinnen. Parameter
und Bedingungen können sehr schnell am Computer
verändert werden, ohne gleich mit viel Aufwand Prototypen
bauen und diese in einer realen Anwendung testen zu müssen.
Die virtuelle Welt ebnet also den Weg in die Praxis?
Noch bevor ein Gerät physisch gebaut ist, wissen wir, wie es sich
verhalten wird. Die Fülle an Parametern in der Prozessindustrie
wäre ohne die digitalen Hilfsmittel heutzutage gar nicht mehr
zu erfassen. Deswegen entstehen zunächst unzählige virtuelle
Prototypen am Bildschirm, bevor ein erstes Messgerät aus
Metall gebaut wird.
Bilder: Hintergrund SusaZoom – stock.adobe.com, sonstige Endress+Hauser
www.endress.com
NOCH BEVOR EIN PRODUKT
GEBAUT WIRD, WISSEN WIR
GENAU WIE ES SICH VERHÄLT
MENSCHEN UND MÄRKTE
Können Sie uns ein konkretes Beispiel nennen, mit dem Sie
spezifische Fragestellugen am Bildschirm lösen konnten?
Ein Erfolgsprojekt von Endress+Hauser Flow, das auf dem
Einsatz dieser Technik basiert, ist die FlowDC-Funktion. Sie
minimiert die Auswirkungen von Strömungsstörungen auf die
Genauigkeit von Ultraschall-Durchflussmessgeräten, indem
sie Messabweichungen – etwa aufgrund von Rohrbögen – zuverlässig
kompensiert. Dadurch werden nur minimale gerade Einlaufstrecken
benötigt und das Messgerät kann auch bei engsten
Raumverhältnissen installiert werden. Das Computermodell
bildet indes jeweils nur die spezifische Fragestellung ab, in
diesem Falle zum Beispiel das Strömungsverhalten, jedoch nie
das vollständige Durchflussmessgerät an sich. Sobald das
Modell fertig ist, lassen sich Störungseinflüsse simulieren oder
unterschiedlichste Bauteilvarianten virtuell testen, um die realen
Messgeräte robust gegen potenzielle Störungen zu machen.
8 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de
VIVEK KUMAR
Principal Expert + Team Leader RDRRC CFD + Simulation,
Endress+Hauser Flow, Reinach, Schweiz

FIRMENZUSAMMENSCHLUSS BEI FAULHABER
Seit mehr als 60 Jahren
produziert und
vertreibt Faulhaber
in der Schweiz seine
Antriebslösungen. Im
Juni 2023 erfolgte der
Zusammenschluss
der vier Schweizer
Standorte unter
dem neuen Namen
Faulhaber SA. Der
Hauptstandort liegt
in Croglio im Tessin, wo Faulhaber bereits 1962 seinen ersten
Sitz in der Schweiz gründete. Der neue gemeinsame Auftritt
vereint die schweizerischen Faulhaber Unternehmen unter
Faulhaber SA. Der Zusammenschluss ist Bestandteil einer
neuen Strategie, die den Marktauftritt und die Wettbewerbsfähigkeit
von Faulhaber in der Schweiz und international
langfristig steigern soll. Die Geschäftsführer Dr. Jonas
Grossenbacher und Steffen Pruchnik führen die Faulhaber SA
seit Juni 2023 gemeinsam. Die Arbeitsverhältnisse und Anstellungsbedingungen
der insgesamt mehr als 450 Mitarbeitenden
an allen Standorten in der Schweiz bleiben unverändert.
www.faulhaber.com
PRAXISORIENTIERTE FACHMESSEN
Vom 10. bis 13. Oktober 2023 öffnet die 41. Motek, internationale
Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung
in Stuttgart die Tore. Parallel dazu findet die 16. Bondexpo,
internationale Fachmesse für Klebtechnologie, statt. Das Duo
Motek/Bondexpo gibt Konstrukteuren, Investitionsentscheidern
und Einkäufern alles Erforderliche an die Hand, um ihre
Fertigung zu verbessern und wirtschaftlicher zu machen. In
pragmatischer Arbeitsatmosphäre treffen sich Anbieter und
Anwender und diskutieren praxisnahe, umsetzbare Lösungen.
Aus Tradition ist die Motek/Bondexpo eine themenfokussierte
Fachveranstaltung, auf der die komplette Prozesskette für die
wirtschaftliche Produktions- und Montage-Automatisierung
abgebildet ist – von Komponenten und Baugruppen sowie
Teilsystemen bis hin zu Komplettsystemen.
www.schall-messen.de
SICHERHEITSLÜCKEN SPIELERISCH AUFDECKEN
Am 20. und 21. Oktober veranstaltet ifm in Siegen einen Hackathon unter dem Motto „Let’s
explore the future together“. Im Fokus stehen die Sicherheit der IIoT-Plattform Moneo und
eine besondere Technologiechallenge. Fachkräfte, Studierende und Auszubildende aus der
IT kommen im Innovationszentrum The Summit zusammen, um gemeinsam an Themen
rund um die Programmierung und Cybersecurity zu arbeiten. In einer Technologiechallenge
wird die beste Programmiersprache für ein konkretes Problem gesucht. Dazu werden die
Teilnehmenden in Teams eingeteilt und treten mit ihrem Lieblings-Tech-Stack gegeneinander
an. Im Bereich IT-Security steht die hauseigene Plattform ifm Moneo im Vordergrund.
Dem siegreichen Team winkt ein Preisgeld von 2.500 Euro. Zudem erhalten Teilnehmende
die Möglichkeit, sich mit anderen IT-Experten aus der Region Siegen zu vernetzen und ihr
Wissen direkt in die Praxis umzusetzen. Anmeldungen sind unter bit.ly/ifm_events möglich.
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TITELSTORY
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
DREI DOMÄNEN – DREI DIGITAL
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Ulrich Sendler, freier Autor/Technologie analyst
und Steffen Maltzan, Referent Strategy
Communications & Press bei Rittal
Auch nach einem Jahrzehnt Industrie 4.0 stehen weite Teile der Industrie
noch am Anfang einer wirklich smarten Fertigung. Drei digitale Zwillinge
im Umfeld der Fertigung – nämlich die von Anlage, Produkt und Fertigung – und
ihre Vernetzung mit Kompetenz für die jeweiligen Domänen machen nun
in der Praxis möglich, was theoretisch schon lange geklärt ist.

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
E ZWILLINGE
Wenn es gelingt, in den jeweiligen Ökosystemen rund um
Anlagen, Produkte und Fertigungsprozesse je einen vollständigen
digitalen Zwilling zu erzeugen und diese klug zu
verbinden, ebnet das weiter den Weg zu einer wirklich
smarten Fertigung. Ganz neue Geschäftsmodelle werden möglich, wenn
die Automatisierung mithilfe von Digitalisierung auf die nächste Stufe
gehoben wird. In der Friedhelm Loh Group bringen dafür die Schwesterunternehmen
Rittal, Eplan, Cideon und German
Edge die Kompetenzen in ihren Domänen immer enger
zusammen.
EIN STARTPUNKT MIT GROSSER PERSPEK-
TIVE: DER DIGITALE ANLAGENZWILLING
Schon seit den 80er-Jahren kann Automatisierungstechnik
für Fabriken mit einem digitalen Stromlaufplan und
logischen Schaltplan starten. Dafür hat sich beispielweise
Eplan als eine Standard-Anwendung in der Industrie
etabliert. Neben der Software des Anbieters aus der
Friedhelm Loh Group nutzen die Konstrukteure und
Anlagenbauer dazu inzwischen einen weiteren Stan-
ENERGIEWENDE ERFORDERT
SMART PRODUCTION
Durch die Energiewende steigt
der Drang zur Digitalisierung der
Fertigung, denn es wird nicht mehr
zu jeder Zeit ausreichend günstige
Energie zur Verfügung stehen.
Fabrikbetreiber müssen perspektivisch
den Fertigungsprozess nach
Verfügbarkeit und Preis von Energie
managen können. Diese Flexibilität
erfordert eine weitgehende Smart
Production.
UWE SCHARF, Geschäftsführer
Rittal Vertrieb Deutschland
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/10 11

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Oncite DPS unterstützt
die Vernetzung von Anlagen,
die Visualisierung von
Prozessen sowie
Anwendungen von
Track & Trace bis hin
zum agilen, IIoT-gestützten
Fertigungsmanagement
TITELSTORY
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
dard, nämlich das Eplan Data Portal, mit dem die meisten marktgängigen
Komponenten mit allen relevanten Daten als Modelle
aus einer Bibliothek geladen werden können.
In einer Software wie Eplan Pro Panel entsteht dann das 3D-
Modell, das als digitaler Zwilling der Anlage genutzt werden
kann, bestenfalls als „Single Source of Truth“ in der Eplan Cloud.
Es enthält relevante Informationen, die auch zur realen Anlage
gehören und für ihre Planung, ihren Bau, ihre Inbetriebnahme
und ihren Betrieb wichtig sind: die Automatisierungslogik, die
Verdrahtung der gesamten Elektrik, die Schaltschränke samt Inhalt
und Aufbau, und die Funktionsweise der Anlage und ihrer
einzelnen Komponenten.
DER DIGITALE FERTIGUNGS-
ZWILLING ERMÖGLICHT
TRANSPARENZ ÜBER ALLE
FERTIGUNGSPROZESSE HINWEG
Und da dieser digitale Zwilling hoch relevante Informationen darüber
enthält, was die Produktionsanlage ausmacht, dient er
nicht nur für deren Planung und Bau, sondern wird immer mehr
auch für Prozesse herangezogen, die mit der Automatisierung
und vor allem Digitalisierung zusammenhängen. Das beginnt
beim Engineering, also beim Design und der Auslegung der Anlage,
geht über Planung und Programmierung der Steuerung bis
zum eigentlichen Maschinenbau und letztlich zum Betrieb und
Service der Fabrik.
Weil der digitale Anlagenzwilling eine so große und vor allem
bereichs- und prozessübergreifende Bedeutung hat, kann er inzwischen
als Rittal ePocket über einen QR-Code am Schaltschrank
direkt aufgerufen und genutzt werden. Der digitale Zwilling
in der Eplan Cloud begleitet den realen Schaltschrank fortan
auf seinem gesamten Lebenszyklus. Das sorgt für Effizienz und
schafft Fehlerquellen ab. Wenn alle elektrotechnischen Daten
einer Maschine oder Anlage digital vorhanden sind, lassen sich
Änderungen direkt ins Projekt zurückspielen und mögliche Stillstandszeiten
auf ein Minimum reduzieren.
DER DIGITALE PRODUKTZWILLING:
DATENFADEN ÜBER DEN LEBENSZYKLUS
Eines der Kernmotive für die smarte Fabrik ist der Fokus auf individualisierte
Fertigung zu Bedingungen der Massenproduktion.
Die Fertigung benötigt passende, produktionsrelevante Daten
wie Stücklisten jedes Produkttyps oder sogar einzelnen Produkts
im richtigen Format. Neben den Konfigurations-Informationen
des Kunden können dafür noch Bauteil-Informationen oder Konstruktions-Updates
aus dem PLM einfließen. Diese Daten müssen
entlang der Kette von der Konfiguration durch den Kunden
über die Fertigung bis zur Auslieferung laufen.
Mit anderen Worten: Für die Fertigung gefragt ist ein hochwertiger,
vollständiger, digitaler Datensatz zu jedem Produkt
beziehungsweise Werkstück – ein digitaler Produktzwilling.
Dabei kommen die Abkürzungen ins Spiel, die für jeden Ingenieur
in der produzierenden Industrie wie die entsprechenden
Softwarelösungen zum täglichen Sprachschatz gehören: CAD,
PDM/PLM und ERP. Cideon hilft seinen Kunden, mit den beteiligten
Systemen in einem integrativen Prozess zu arbeiten
und ist dafür seit vielen Jahren Platinum Partner für Autodesk
und SAP. Im Kern geht es um die Integration von CAD aus den
am weitesten verbreiteten Tools AutoCAD, Inventor, Solid Edge,
Solidworks und Eplan mit dem Ziel einer Single Source of
Truth.
Wer weitergehen will, kann das tun: Cideon ebnet den Weg, um
bestenfalls Daten per Knopfdruck direkt in die Fertigung weiterzugeben:
beispielsweise vollständige 3D-Modelle, aus denen
sich Zeichnungen ableiten und die CAM-Bearbeitungsdaten
automatisiert erzeugen lassen.
Der Produktzwilling entsteht heutzutage schon in der Konstruktion
weit vor seinem physischen Gegenstück, das auf
Maschinen und Anlagen gefertigt wird, die sich ihrerseits im
digitalen Anlagenzwilling spiegeln. Mit dem Produktzwilling
können Unternehmen und ihre Partner und Kunden angedachte
Funktionen des künftigen Produkts simulieren und testen, Form
und Funktionsvarianten durchspielen, den Auftragsablauf vereinfachen
und verkürzen. Dass bei all dem massiv Kosten eingespart
werden, versteht sich von selbst.
12 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
DIGITALER FERTIGUNGSZWILLING:
DYNAMISCHER KERN DER SMARTEN FABRIK
Wer mehr Produktivität in der industriellen Fertigung erreichen
will, muss den Produktionsprozess selbst verändern und Dynamik
in meist starre Abläufe bringen. Das funktioniert, wenn Bewegungsdaten
aus der Produktion im laufenden Anlagenbetrieb
mit IIoT-Sensordaten und Stammdaten gematcht werden. So
lässt sich kurz beschreiben, wofür German Edge Cloud im Jahr
2022 das Oncite Digital Production System (DPS) vorgestellt hat:
für ein agiles Management der Fertigungsprozesse im Sinne eines
SmartMOM mit flexibler Softwarearchitektur.
Der digitale Fertigungszwilling ermöglicht eine neue Art von
Transparenz über alle Prozesse der Fertigung. Schon das schafft
die Basis für Optimierung. Das bildet die Grundlage, um die Fertigung
mit vorgegebenen Algorithmen nicht nur zu steuern,
sondern das Produktionsmanagement in Richtung Regelung auszuweiten,
gestützt auf Daten aus dem laufenden Betrieb. Dafür
bedient sich das DPS moderner Softwaretechnologie, wie sie sich
in cloud-nativen Umgebungen basierend auf Container-Technologie
mit Microservices herausgebildet haben.
Oncite DPS wurde vom Marktanalyse- und Beratungshaus PAC
im September 2023 als Best-in-Class im Segment „Open Digital
Platforms for industrial hybrid/multi-cloud application management“
einge stuft. Nur IBM/Red Hat, Partner der GEC, rangierte
auch so weit vorn. Ein Grund für die Einordnung war das tiefe
Anwendungswissen, das das System für die Industrie besonders
interessant macht.
GEC hat ein cloud-natives System entwickelt, das dem Industriekunden
die Möglichkeiten offenlässt. Über Private- wie Public-
Cloud kann je nach Anwenderfall der Teil einer hybriden Multi-
Cloud-Lösung zum Einsatz kommen, der sich dafür am besten
eignet. Für schnelle Datenanalyse in Nahezu-Echtzeit gibt es
zudem eine hoch skalierbare Factory-Edge-Infrastruktur mit
Hardware direkt am Shopfloor, mit der das System auch komplett
on-premise laufen kann.
„Das System“, sagt Dieter Meuser, „ist dabei die Datendrehscheibe
und bringt Flexibilität für IIoT-Anwendungen ein.“ Das
Oncite DPS unterstützt die Vernetzung von Anlagen, die Visualisierung
von Prozessen sowie Anwendungen von Track & Trace
bis hin zum agilen, IIoT-gestützten Fertigungsmanagement. Die
Software-Services können parallel zu bestehenden IT/OT-Infrastrukturen
eingesetzt und in verschiedenen Umgebungen betrieben
werden. Dabei setzen die Partner nicht darauf, dass Kunden
ihre installierten Lösungen abschalten. Als optimal wird vielmehr
eine stufenweise Migration der existierenden MES/PCS/
Scada-Lösungen auf Oncite angestrebt.
DER DIGITALE ANLAGENZWILLING
BEGLEITET DEN REALEN
SCHALTSCHRANK AUF SEINEM
GESAMTEN LEBENSZYKLUS
HOHE TRANSPARENZ
IST ESSENZIELL
Wer Fertigungsprozesse optimieren
möchte, braucht hohe Transparenz.
Damit beispielsweise Energieverbräuche
von Maschinen und Anlagen überhaupt
sinnvolle Erkenntnisse als Messgrößen
bringen, müssen sie in den Kontext der
Lastprofile gesetzt werden. Vollständig
digitale Anlagendaten liefern hierfür
einen fundamentalen Baustein.
SEBASTIAN SEITZ, CEO Eplan und Cideon
Oncite DPS ist nach dem Best-of-Breed-Ansatz aufgebaut: unabhängige
Best-of-Softwaretools für jede einzelne Aufgabe auf einer
flexiblen Plattform. Deshalb überrascht die strategische
Partnerschaft mit Scheer nicht. Scheer PAS hat eine Plattform
entwickelt, über die sich Geschäftsprozesse und -modelle in
allen Unternehmensbereichen grafisch vom Anwender selbst
zusammenklicken lassen. Angeboten werden dafür standardisierte
Modul-Baukästen. Und zusammen mit dieser No-Code-/
Low-Code-Plattform, die ohne textbasierte Programmiersprachen
auskommt, bietet Scheer den gemeinsamen Kunden ein
weitgehend automatisiertes Management der lose miteinander
gekoppelten Applikationen und ihrer APIs. So wie sich Rittal
und die Schwesterfirmen Eplan, Cideon und GEC durch ihr
tiefes Anwendungswissen in industrieller Fertigung auszeichnen,
stützt sich Scheer PAS auf jahrzehntelange Erfahrung mit
Softwareintegration.
AM HORIZONT: DIGITALISIERTE AUTOMATION
UND SMARTE FERTIGUNG
Stieß das neue Konzept bei seiner Vorstellung 2022 auch bei
Fachleuten noch auf große Überraschung, so hat sich binnen
eines Jahres gezeigt: Die Fertigung auf Basis cloud-nativer Container-Apps
über webbasierte Services zu managen, die sowohl
implementierte Software als auch alle beteiligten Maschinen und
Hardwarekomponenten transparent miteinander vernetzen
können, wird gerade zum großen Trend der Nutzung von „Composable
Software“. Statt eher großer, in sich geschlossener Spezialsysteme
stehen dabei genau solche Services im Mittelpunkt,
wie sie hier vorgestellt wurden.
Bilder: Rittal, Eplan, Cideon, German Edge Cloud
www.friedhelm-loh-group.com
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/10 13

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
UNTEN SCHATTEN,
OBEN STROMERZEUGUNG
In Augsburg entstand eine Anlage für Photovoltaik-Dünnschicht-Röhren,
die Flächenschutz mit Energiegewinnung vereint. Dank des
Anlagenkonzepts unter Einsatz dynamischer und präziser Handling-
Komponenten werden die PV-Röhren automatisiert und unter
zielgerichtetem Einsatz aller Ressourcen gefertigt.
Marcel Welte, Marketing & Communications Manager bei Afag

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
01 Das Projekt war eine
Gemeinschaftsleistung – die
Projektverantwortlichen
der beteiligten Unternehmen
sind zufrieden
mit den neuesten Entwicklungen in der Photovoltaik (PV). Eine
dünne Halbleiterschicht, die in einer gekapselten Glasröhre eingeschlossen
ist, erzeugt dabei den Strom. Tubesolar fasst jeweils
40 PV-Röhren zu einem System-Modul zusammen, ausreichend
Abstand zwischen den Röhren lässt Licht und Wasser durch. So
entstehen wetterfeste und zugleich wind-, licht- und wasserdurchlässige
Solarmodule, mit denen sich eine Schutzfunktion
und die Stromerzeugung kombinieren lassen.
Wirtschaft, Gesellschaft und Politik ringen um Lösungen,
die den Energiebedarf im industriellen, öffentlichen
und privaten Umfeld zukunftssicher decken.
Hohe Strompreise, Klimakrise, Nachhaltigkeit,
erneuerbare Energien – die Handlungsfelder sind so drängend
wie komplex und erfordern neue Ideen. Der allgemeine Trend zur
Elektrifizierung hat die Problematik, wie der Primärstrom am effizientesten
zu gewinnen sei, deutlich verschärft. Zugleich sind der
Schutz von Ressourcen und Landflächen sowie deren optimale
Nutzung weitere wichtige Themen. Das Unternehmen Tubesolar
fertigt Photovoltaik-Dünnschicht-Röhren, die zu Modulen zusammengefasst
den Boden vor zu starker Sonneneinstrahlung
oder Hagel schützen – beispielsweise im Agrar-Einsatz, in öffentlichen
Bereichen sowie in der modernen Gebäudetechnik – und
zugleich Strom produzieren.
Tubesolar nutzt die patentgeschützte Technologie zur Herstellung
der Röhren seit 2019. Sie basiert auf dem Know-how zur
Herstellung und Verarbeitung von Glasröhren des ehemaligen
Leuchtmittelherstellers Osram und kombiniert dieses Wissen
VOLLAUTOMATISCHE PRODUKTION MIT
HOHER FERTIGUNGSLEISTUNG
Bislang erfolgte die Röhrenherstellung in einer halbautomatischen
Pilotfertigung mit niedriger Fertigungsleistung. Im
Spätsommer 2020 fiel die Entscheidung, eine vollautomatische
Produktion mit einer hohen Fertigungsleistung aufzubauen. Der
Sonderanlagenbauer Eichstätter Maschinenbau erhielt den Auftrag
für die Umsetzung einer Fertigungslinie nach dem Konzept
von Tubesolar für den Produktionsstandort Augsburg.
„Diese Anlage zur Herstellung der Dünnschicht-Röhren ist
weltweit einmalig und äußerst anspruchsvoll, denn sie umfasst
neben der Glasverschmelzung auch Vakuumprozesse, Spülabläufe,
Heizprozesse sowie diverse Prüfstationen unter Einbindung
von Kameras und vielen Servomotoren“, erläutert Dominik
Bauernfeind, Geschäftsführer Notum GmbH. Gefragt waren bei
dieser Aufgabe sowohl ein profundes Konstruktions-Know-how
als auch einschlägige Erfahrung in der Montageautomatisierung.
Eichstätter Maschinenbau hat sich den Kooperationspartner
Afag zur Seite geholt. „Aus früheren Projekten bestanden bereits
enge Kontakte. Afag hat sehr schnell und gründlich verstanden,
welche Detaillösungen für die Prozesse an jeder Station erforder-
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/10 15

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
02
02 Die rund 30 m lange Anlage zur Herstellung der
PV-Dünnschichtröhren ist weltweit einmalig und steht
am Standort Augsburg
03 Haben die Vorgänge im Blick (v.l.): Markus Regler,
Projektleiter von Eichstätter Maschinenbau, Dominic Nägele,
Leiter Engineering Services Afag Solutions, und Dominik
Bauernfeind, Geschäftsführer Notum GmbH
03
Die Ingenieure von Afag und Eichstätter Maschinenbau haben in
gemeinsamer Konstruktionsleistung die Einschmelz- und Pumpmaschine
aufgebaut – den Anlagenteil des Glasröhrenverschmelzens
und Vakuumpumpens. Ausgangsprodukt ist eine bereits mit
einer losen, innenliegenden PV-Folie bestückte Glasröhre. Diese
Tube wird manuell in die Linie eingebracht und zunächst erwärmt.
Zugleich erfolgt über ein Afag-Handlingsystem die Quervereinzelung
der in Reih und Glied bereitgestellten Glasgestelle
zum beidseitigen Verschließen der Röhren. Das Handlingsystem
mit Afag-Modulen zum Greifen, Drehen und Querverfahren
muss hier zu Prozessbeginn eine sehr hohe Stückzahl zuführen
und handhaben – jeweils zwei Gestelle pro Röhre. Nach dem
thermischen Glas-Einschmelzprozess – dem Matchen der Gestelle
mit dem Tube – erfolgt eine Qualitätskontrolle. Anschließend
geht die Röhre über eine Pick-and-Place-Station mit Linearmodulen
und Schwenkeinheiten von Afag auf den weiteren
Transport durch die Linie zu einer Pufferstation. Im darauffolgenden
Schritt wiederum über eine Pick-and-Place-Einheit wird
die Röhre der Pumpe zugeführt, um sie zu evakuieren.
Ein thermischer Prozess laminiert die PV-Folie im Röhreninneren,
anschließend erfolgt die Gasbefüllung. Auch an der
Station des Abschmelzens erfüllen die Afag-Module wieder eine
maßgebliche Funktion: Ein Linearmodul am Pumpschlitten
zieht den Pumpstengel vom Glas weg, sodass nach dem Abschmelzen
die Enden sauber abgetrennt und verschlossen sind.
Erneut sorgt nun eine Pick-und-Place-Einheit von Afag für den
weiteren Transport.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
lich sind. Für Eichstetter waren vor allem Taktzeit, Zuverlässigkeit
und Präzision wesentliche Auswahlkriterien, sodass Afag-
Module für uns erste Wahl waren.“
ZWEI KONSTRUKTIONSEXPERTEN
PACKEN ES AN
LANGLEBIGE MODULE FÜR HOHE
DYNAMIK UND PRÄZISION
Hohe Dynamik, Prozesssicherheit, schonende Teilehandhabung
und hochpräzise Abläufe – die Anforderungen der Anlagenkonstrukteure
an die Handhabungs- und Montagekomponenten
waren hoch. Afag hat für jede Prozessstation jeweils spezifische
Handlingsysteme mit den bewährten roten Modulen konfiguriert.
Konkret in der Anlage verbaut sind kompakte, flexible
Portalachsen vom Typ PDL30 und PDL40, die mit maximalem
Hub bei minimalem Bauraum überzeugen. Die elektrischen Präzisionsgreifer
PG20 und PG16 in Miniaturbauweise punkten mit
einer hochpräzisen Backenführung.
WESENTLICHE MASCHINEN­
STATIONEN SIND MIT SPEZIFISCH
KONFIGURIERTEN HANDLING-
SYSTEMEN AUSGESTATTET
Ebenfalls kompakt bauen die elektrischen Rotationsmodule
CR20 und CR25, die dennoch hohe Massenträgheitsmomente
aufbringen. Anspruchsvolle und präzise Greif- und Rotationsaufgaben
übernimmt der schlanke pneumatische Drehgreifer
DG20, der sowohl horizontal als auch vertikal eingebaut werden
kann. Alle Afag-Module sind robust und langlebig. Sie erledigen
laut Hersteller auch nach millionenfachen Lastwechseln zuverlässig
ihren Dienst. So profitiert der Anwender durch eine hohe
Verfügbarkeit, weniger Anlagenstillstände, geringe Unterhaltskosten
und eine gleichbleibend hohe Produktivität. „Wir sind
sehr stolz, dass wir unsere Automatisierungsexpertise im Bereich
Montage und Handhabung bei diesem Projekt einbringen
16 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

04
05
THINK
SMART.
THINK
HALDER-
PINS.
04 Auf der Entnahmeseite des Pufferspeichers setzt ein
Linearmodul ES30 die Röhren in die Pumpmaschine über
05 Beim Übersetzen der Gestelle vom Palettierer aufs Zuführband
Gestelle kommen verschiedene Afag-Komponenten zum
Einsatz: ein Pneumatikgreifer PG, ein CR-Rotationsmodul sowie
ein Linearmodul CS 8
konnten“, bekräftigt Dominic Nägele, Leiter Engineering
Services Afag Solutions. „Doch dank der hervorragenden
Zusammenarbeit mit Eichstätter Maschinenbau, Notum-Ingenieure
und Tubesolar ist eine effiziente Anlage für ein
sauberes, zukunftsfähiges Produkt gelungen, das ein enormes
Potenzial dazu hat, sich in vielen Einsatzbereichen zu
bewähren.“
DUALE NUTZUNG DERSELBEN FLÄCHE
Die PV-Module vereinen eine Schutzfunktion mit der
Stromerzeugung. So lassen sich neuartige Projekte realisieren,
bei denen nicht mehr zwischen einer PV-Anlage und
einer anderen Flächennutzung entschieden werden muss.
Durch die duale Nutzung derselben Fläche ist beides möglich.
Dank der runden PV-Röhren kann der Anwender
gleichmäßig über den ganzen Tag Strom erzeugen. Auch
die Funktion einer Dachbegrünung bleibt erhalten. Über
der Grünfläche kann direkt Strom generiert werden. Eine
gleichmäßige Verschattung ist in vielen Einsatzbereichen
von Vorteil – etwa auf Agrarfeldern in der Landwirtschaft,
bei Carports, Pergolen, Pausenplätzen, Terrassen, Pools
sowie energieautarken Wohneinheiten.
Bilder: Aufmacher und 02 Tubesolar; sonstige Afag-Group
www.afag.com
Das Werkzeug, für das
Sie kein Werkzeug brauchen.
www.halder-pins.de

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
MEHR BEWEGUNG
Bewegung ist gesund! Für viele
Konstruktionen im Maschinenbau ist
sie sogar essenziell, denn erst durch
sich bewegende Komponenten
erfüllen sie ihre eigentliche Funktion.
Minitec bietet passend zu seinem
Profilbaukasten ein breites
Produktspektrum im Bereich
Lineartechnik.
Mit der Linearachse
LR 6 sind lange
Verfahrwege und hohe
Geschwindigkeiten
realisierbar
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Die Lineartechnik von Minitec bildet eine ideale Ergänzung
zum Profilsystem. Das Produktspektrum reicht von
Einzelkomponenten über Verstelleinheiten und Gleitführungen
bis hin zu einbaufertigen Linearmodulen.
Gemeinsames Merkmal ist die uneingeschränkte Kompatibilität
zum Minitec-Profilbaukasten. So ist sichergestellt, dass sich die
jeweilige Lineareinheit nahtlos in Konstruktion einfügt.
BAUKASTENSYSTEM BIETET
HÖCHSTE FLEXIBILITÄT
Besonders flexibel ist man mit dem Linearsystem LR. Denn hier
steht eine ganze Familie von Linearkomponenten zur Verfügung,
die aufeinander abgestimmt sind. Das Programm umfasst
einbaufertige Linearachsen genauso wie Laufwagen, Antriebe,
Umlenkungen, Schienen und ein umfangreiches Zubehör. Die
Linearachsen des Linearsystems LR eignen sich perfekt für die
Stefan Wache, Leiter Marketing und Kommunikation,
MiniTec, Schönenberg-Kübelberg
Verwendung in Handlingseinrichtungen, Messeinrichtungen
und Justier-Vorrichtungen sowie zur präzisen Führung von Türen
oder großen Aufzügen.
Die Basis des Linearsystems LR bilden doppelreihige Profillaufrollen
aus Kugellagerstahl und gehärtete Präzisionsstahlwellen.
Mit diesem System lassen sich beliebig lange Linearführungen
herstellen, sodass auch lange Verfahrwege realisiert werden
können. Dazu trägt auch der Zahnriemenantrieb bei, der zudem
eine hohe Geschwindigkeit erlaubt.
EINBAUFERTIGE LINEARACHSEN
Neben Einzelkomponenten stehen auch einbaufertige Linearachsen
zur Verfügung, bei denen für eine Bestellung nur noch die
gewünschte Hublänge sowie die Umlenkung angegeben werden
müssen. Dabei weisen die Kürzel LR 6, LR 12 und LR 16 auf die
Stärke in Millimeter der eingebauten Stahlwellen hin, was entsprechend
für die Belastbarkeit wichtig ist.
Gemäß dem bewährten Minitec-Baukastenprinzip ist das
Profilsystem der ideale Träger für Lineartechnik. Wenn für das
Linearsystem LR kein Antrieb benötigt wird, lässt sich jedes
Minitec-Profil der Serie 45 als Profilschienenführung einsetzen.
Einfach Wellenträger beziehungsweise Schiene anbringen, Welle
einclipsen, fertig! Genauso ist es auch möglich, dass nur eine
Seite der Laufschiene angetrieben wird.
18 DER KONSTRUKTEUR 2023 /10 www.derkonstrukteur.de

01
02
Läuft
länger!
Sieger im Kurz- und
Normalhubtest
01 Mit dem Profilbaukasten ist sichergestellt, dass sich die
jeweilige Lineareinheit nahtlos in die Konstruktion einfügt
02 Komplettlösung mit LR12 Energiekettenführung
auf Basis des Minitec-Baukastensystems
Performancevorteil Gesamtlaufstrecke
(normale Hublänge)
Wettbewerber A
757 km
ELKALUB VP 874
1.071 km
Wettbewerber B
852 km
STABIL UND BELASTBAR
Die Laufwagen sind mit 2-reihigen Profillaufrollen bestückt. Je nach Belastung können
die Wagen mit sehr vielen Laufrollen ausgerüstet werden. Diese werden mit
Stahlleisten direkt an der Wagenplatte befestigt. Dadurch hat die Konstruktion
größtmögliche Stabilität und gibt nicht nach. Es sind keine speziellen Laufrollenprofile
für den Aufbau der Wagen erforderlich. Die spielfreie Einstellung der Führungen
erfolgt mit Exzenterbuchsen.
Die Laufwagen gibt es offen oder komplett gekapselt. Bei den geschlossenen
Laufwagen sind in die Abdeckkappen Abstreiffilze integriert, die gleichzeitig
die Wellen von grobem Schmutz befreien und mit Schmierstoff versorgen. Die Filze
DAS LINEARSYSTEM EIGNET SICH VOR
ALLEM BEI EIGENKONSTRUKTIONEN
lassen sich nach Lösen der seitlichen Verschraubung schnell und einfach austauschen.
Daher ist das Linearsystem LR selbst bei schmutzigen oder hygienisch
kritischen Einsatzbedingungen uneingeschränkt verwendbar. Besonders stabil ist
aufgrund seiner Breite von bis zu 32 mm auch der Zahnriemen des LR Systems.
EIN BEWEGENDER ALLROUNDER
Das Linearsystem LR und seine vielfältigen Komponenten sind hoch flexibel.
Dank seines simplen Aufbaus ist es geradezu prädestiniert für Eigenkonstruktionen,
zudem lässt es sich einfach warten und justieren. Gleichzeitig ist es überaus
anpassbar, und das nicht nur bezogen auf die Verfahrwege – so können beispielsweise
auch die Laufwagen in Länge und Breite stark variieren. Das System LR lässt
sich nahtlos in das Minitec-Profilsystem integrieren und hat sich vielen seit Jahren
in unzähligen Konstruktionen bewährt.
Bilder: Aufmacher Alena Ozerova – stock.adobe.com, sonstige Minitec
Wir rüsten die Linearachsen
namhafter
deutscher Hersteller aus. Denn sowohl
H1-registriert als auch konventionell
sorgen Hochleistungs-Schmierstoffe
von ELKALUB für eine deutlich erhöhte
Lebens dauer der Komponenten. In
Kurz- und Normalhub tests wurde festgestellt,
dass ELKALUB VP 874 in seiner
Leistungsfähigkeit die Schmier stoffe
anderer Hersteller deutlich übertrifft:
› geringster Prüfkraftverlust, geringste
Verschleißtiefe bei 10 Mio. Doppel hüben
mit 1 mm Hub und Lastverhältnis P/C=0,5
Besuchen Sie uns!
10.–13.10.2023 in Stuttgart
Halle 7, Stand 7116
Foto Hintergrund-Orange: © klyaksun / Shutterstock.com
www.minitec.de
ELKALUB.com

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
AUTOMATISIERTE UND SICHERE CAD-OPTIMIERUNG
Fehlerfreie 3D-Daten sind
die Basis reibungsloser
Produktionsprozesse. Mit der
hier vorgestellten Software
werden Modelle automatisch
konvertiert, repariert oder für
einen sicheren Datenaustausch
vereinfacht.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Im Maschinenbau ist Zeit ein entscheidender Faktor. Wie
lange dauert es vom konstruierten Modell bis zum fertigen
Bauteil? Verlangsamen fehlerhafte CAD-Daten die Abläufe?
Wie versende ich Datenpakete an Dritte und schütze dabei
das Firmen-Know-how? Damit alle Prozessschritte auf dem
Produktionsweg problemlos ineinandergreifen, automatisiert
3DxSuite die CAD-Datenaufbereitung. Dank individuell konfigurierbarer
Prozess-Szenarios arbeitet die Software vollautomatisch
und zuverlässig.
„Wir kennen die Probleme mit den CAD-Daten genau. Fast
täglich haben wir Anfragen aus dem Maschinenbau wegen fehlerhaften,
komplexen Modellen“, berichtet Enrico Volkmar, Techniker
bei Camtex. Er und seine Kollegen sind spezialisiert auf das
Lösen von CAD-Problemen. „Mit der richtigen Software bekommt
man saubere Modelle und das viel schneller als wenn
man sie von Hand bearbeiten würde.“
FEHLER IN CAD-MODELLEN
AUTOMATISCH REPARIEREN LASSEN
Treten Fehler beim Einlesen von Importdaten in das betriebseigene
CAD-System auf, ist die manuelle Reparatur oft mühsam
und zeitraubend. Zeit geht verloren, um die Daten von Hand zu
Inka Horlbeck, Pressestelle, CAMTEX GmbH, Suhl
prüfen und zu bearbeiten. Die automatische Reparatur-Funktion
von 3DxSuite erzeugt genaue CAD-Modelle und strafft damit den
Workflow in Konstruktion und Produktion. „Die Software durchsucht
die 3D-Modelle automatisch nach Fehlern, wie Spalten an
Ecken und Kanten oder fehlenden Flächen, und beseitigt sie“,
erläutert Enrico Volkmar. Hierfür stehe entweder ein interaktives
Interface für die Anwender zur Verfügung oder die vollautomatische
Reparatur, die ganz selbstständig nach vordefinierten
Grenzwerten arbeitet.
KLEINERE DATEIEN DURCH
GEOMETRIEVEREINFACHUNG
Zu große und komplexe Modelle führen häufig zu hohen Ladezeiten,
einer fehlerhaften Darstellung oder sind unbrauchbar für
Simulationen. Mittels Geometrievereinfachung kann 3DxSuite
überflüssige Elemente automatisch entfernen. Anhand der durch
den User festgelegten Grenzwerte, führt die Software automatisierte
Simplifikationen aus. Radien, Bohrungen, Rillen oder Stufen
werden entfernt. Komplexe Volumen können zudem durch
Primitive, wie Quader oder Zylinder, ersetzt werden. Das Ergebnis
sind bis zu 90 Prozent kleinere Modelle, die für Folgeprozesse
oder den Datenaustausch mit Dritten genutzt werden können.
SENSIBLE DATEN ZUVERLÄSSIG SCHÜTZEN
Neben der Anwendung für leichteres Handling und schnellen
Datenversand, bietet 3DxSuite einen weiteren großen Nutzen:
20 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

01
den Schutz des firmeninternen Know-hows. Die IPP (Intellectual Property Protection),
sprich die Bewahrung des geistigen Eigentums, ist längst fester Bestandteil
jeder Unternehmensstrategie. Nicht alle Ansprechpartner benötigen einen kompletten
Datensatz bis hin zum kleinsten Detail. „Die Hüllgeometrie-Funktion ist
wie ein Sichtschutz“, meldet sich noch einmal Enrico Volkmar zu Wort. „Während
die Außenhülle bestehen bleibt, entfernt die Software das gesamte Innenleben
eines Modells auf Knopfdruck.“ Diese reinen Hüllgeometrien gewährleisten
Sicherheit für sensible Daten.
Bilder: Camtex
02
01 Die Hüllgeometrie-Funktion entfernt
das Innenleben des 3D-Modells automatisch
und bietet somit Know-how-Schutz
02 Radien, Bohrungen, Stufen und andere
überflüssige Geometrieteile werden von
der Software auf Wunsch simplifiziert und
die Datenmenge reduziert
Die Probleme beim CAD-Datenaustausch
können vielfältig sein: Daten im falschen
Format, beschädigte 3D-Modelle oder
viel zu große Datenmengen. Wir sind
darauf spezialisiert, diese Probleme zu
lösen, damit erst gar keine aufwendige,
manuelle Nachbearbeitung entsteht. Mit
unserer Software 3DxSuite bieten wir ein Tool, mit dem sich
CAD-Modelle und -Formate vollautomatisch konvertieren,
reparieren, vereinfachen, prüfen oder vergleichen lassen.
ENRICO VOLKMAR, Techniker bei Camtex
Präzision
Präzision
und Präzision
Wirtschaftlichkeit
Wirtschaft-
und
lichkeit
Wir bieten Ihnen Kunststoffteile,
Wir spanabhebend
lichkeit
bieten Ihnen gefertigt, Kunststoffteile, in Kon-
spanabhebend struktions- und gefertigt, Hochleistungskunststoffen.
Wir bieten und Ihnen Komplexe Hochleistungs-
Kunststoffteile, Geometrien
in Konstruktionskunststoffen.
sind spanabhebend mittels Zerspanung Komplexe gefertigt, in Geometrien
Toleranzen struktions- sind mittels umsetzbar. und Hochleistungs-
Zerspanung
in engen Kon-
in kunststoffen. engen Toleranzen Komplexe umsetzbar. Geometrien
unterschiedliche sind mittels Zerspanung Anwendungen,
Für
Für unterschiedliche Anwendungen,
z.B.
z.B. in engen
Ventilgehäuse,
Ventilgehäuse, Toleranzen Automatisierungskomponenten,
Für unterschiedliche Module Anwendungen,
Module und und
Baugruppen. z.B. Ventilgehäuse, Bei Bedarf Automatisie-
erfüllen wir
umsetzbar.
Automatisie-
wir die rungskomponenten, die Anforderungen Anforderungen Module FDA- der FDA-
und
und EU-Richtlinien.
Baugruppen. EU-Richtlinien. Bei Bedarf erfüllen
wir die Anforderungen der FDA-
SKF Economos Deutschland GmbH
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
ultrawendig
360°
CODES ZUVERLÄSSIG LESEN
Der Sensorspezialist Baumer
erweitert sein Produktportfolio um
einen neuen, kompakten Multicode-
Leser. Der IDC200 kann bis zu
40 Frames pro Sekunde verarbeiten
– auch bei unterschiedlichen
Codetypen. Die lichtstarke interne
Beleuchtung ermöglicht es, herausfordernde
Anwendungen ohne
externe Lichtquelle zu bewältigen.
Spiegelnde Oberflächen, wechselnde
Lichtverhältnisse oder Modulgrößen
an der unteren Auflösungsgrenze sollen dem IDC200 keine Probleme bereiten.
Das Gerät liest auch direkt markierte und genadelte Codes. Via USB-C lässt sich
der Multicode-Leser einfach an einen Computer anschließen und per Webinterface
in Betrieb nehmen. Dank frei konfigurierbarem Datentelegramm lässt er
sich einfach in bestehende Systeme einbinden. Der IDC200 liest Codes mit einer
Modulgröße von bis zu 0,03 mm (1D) oder 0,07 mm (2D) schnell und zuverlässig.
www.baumer.com
VERLAGERUNG DER PLM IN DIE CLOUD
Besuchen
Sie uns auf der
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in Nürnberg.
Halle 7A,
Stand 7A-546
cube
Neuer, ultrawendiger Ultraschallsensor:
in 5 Abstrahlrichtungen montierbar
dank drehbarem Sensorkopf und
QuickLock-Montagehalterung!
› 3 Tastweiten: von 65 mm bis 5 m
› Komfortable QuickLock-
Montagehalterung
› IO-Link-Schnittstelle
› Ausgangsstufen:
› 1 Push-Pull-Schaltausgang
› 1 Analogausgang + 2 Push-Pull-
Schaltausgänge (umschaltbar)
Der Automations- und
Sensortechnik-Hersteller
Balluff wird seine PLM-
Umgebung von der lokal
installierten PLM-Lösung
Windchill von PTC auf das
cloudbasierte Windchill+
umstellen. Balluff verspricht
sich davon eine globale,
performante Verfügbarkeit
der Daten in einer skalierbaren
Systemumgebung.
Die Digitalisierungs-Initiative des Unternehmens begann mit der Einführung
von Windchill im Jahr 2021. Damit wurde eine Entwicklungsumgebung
geschaffen, in der die Mechanik-Konstruktion integriert wurde, und die nun
stufenweise durch Elektronikentwicklung, Anbindung der ERP-Systeme und
weitere Schnittstellen erweitert wird. Der Betriebsstart von Windchill+ ist
für das dritte Quartal 2023 geplant.
www.ptc.com
EINFACHE OBJEKTERKENNUNG
Die neuen Sensoren der Simple-
Vision-Baureihe von Leuze sind
flexibel anwendbar und einfach in
der Handhabung. Die kompakten
Geräte lassen sich komfortabel
einsetzen wie optoelektronische
Sensoren, sind aber nahezu so
leistungsfähig wie Kamerasysteme.
Der IVS 108 erkennt an- oder
abwesende Objekte und ist dank Autofokus-Einstellung sowie leichtem
Teach-in einfach in Betrieb zu nehmen. Beim IVS 1048i können Anwender
aus sechs Varianten mit zwei unterschiedlichen Auflösungen wählen. Der
Funktionsumfang des IVS 1048i reicht von der Objekterkennung über Messaufgaben
bis hin zur integrierten Barcodelesung. Vorteil aller Sensoren der
Baureihe IVS/DCR 1048i: Vier austauschbare S-Mount-Objektive mit variabler
Fokuseinstellung und zwei Blenden ermöglichen hohe Flexibilität bei Leseabstand,
Sichtfeld, Auflösung und Schärfentiefe. Zudem sind die digitalen
Schnittstellen I/O, TCP/IP, Profinet, FTP oder SFTP integriert.
www.leuze.com
microsonic.de/cube

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
ZWEI RED DOT AWARDS FÜR IFM
Zwei ifm-Produkte
sind für ihr
Industriedesign
mit dem Red Dot
Design Award
ausgezeichnet
worden. Der Preis
ging an eine
Kameraplattform
aus den Lösungen
O3R und OVP800
sowie an den
Multicover Puck.
Der Multicover
Puck meldet die
genaue Position von Kugelhähnen zurück und ist dadurch
ein zentraler Bestandteil hochautomatisierter Anlagen. 2022
war er bereits mit dem German Design Award und dem iF
Award ausgezeichnet worden. „Bei der Gestaltung war es
mir besonders wichtig, die Installation für den Anwender
so einfach wie möglich zu gestalten und gleichzeitig eine
Anpassung im laufenden Betrieb zu ermöglichen,“ erklärt
Anna Küpker von der Abteilung Industrial Design and
Innovation Strategy bei ifm. Das Multi-Kamera- und -Sensor-
System aus der O3R-Plattform und der Video Processing
Unit OVP800 bringt Bildverarbeitung auf den Stand der
Technik und ist damit für neuronale Netze und Anwendungen
der Künstlichen Intelligenz geeignet.
www.ifm.com
ROBOTIK-APPLIKATIONEN IN
WENIGEN MINUTEN LAUFFÄHIG
Für Pick-and-Place-Anwendungen bietet B&R eine vorgefertigte
Lösung aus dem Software-Baukasten Mapp Technology.
Die Konfiguration erfolgt intuitiv anhand vorgefertigter
Funktionsbausteine innerhalb weniger Minuten. Diese
werden im Editor miteinander verknüpft, sodass in kurzer Zeit
eine lauffähige Robotik-Anwendung entsteht. Tiefgreifendes
Robotik-Know-how ist nicht erforderlich. Die Koordination
mit anderen
Achsen, Track-
Systemen, dem
B&R-Vision-
System oder der
webbasierten
Visualisierung
Mapp View kann
mit wenigen
Klicks eingerichtet
werden. Damit
entfällt ein
Großteil der manuellen Programmierarbeit und die Entwicklungszeit
wird verkürzt. Darüber hinaus bietet die Mapp-
Softwarelösung für Pick-and-Place Freiheit bei der Prozessgestaltung.
So können Deltaroboter in beliebiger Anzahl
eingesetzt werden. Auch die Anzahl der Förderbänder für die
Zu- und Abführung ist frei konfigurierbar. Darüber hinaus
optimiert die Software den Prozess automatisch auf eine
maximale Pickrate.
www.br-automation.com
We keep
your industry
alive
Industrien zum Leben erwecken, ist unsere
Bestimmung. LAPP liefert maßgeschneiderte
und individuelle Verbindungslösungen für Ihre
Bedürfnisse, Ihr Projekt, Ihre Branche.
Unser Ziel: das Beste aus Ihren Industrien
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ANTRIEBSTECHNIK
EFFIZIENTES ENGINEERING
Wie hoch sind Leistungsverluste und Erwärmung von Getrieben in der
Anwendung und mit bestimmten Motoren? Wo liegen die thermischen
Leistungsgrenzen, wo die optimalen Betriebspunkte von Getrieben
und Motor-Getriebe-Kombinationen in einer Applikation? Welche
Auswahloptionen bei Getrieben und Motoren gewährleisten hohe thermische
Effizienz? Antworten auf diese Fragen, die schon in der Planungsphase einer
Antriebslösung auftreten, kann ein digitaler Zwilling des Getriebes liefern.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
In einem Projekt, in dem die Ziele Mehrwert durch Digitalisierung
und Nachhaltigkeit durch Energieeffizienz miteinander
verbunden werden konnten, hat Wittenstein Alpha zusammen
mit einem strategischen Partner einen neuen Ansatz für
die thermische Getriebeberechnung entwickelt. Hierfür wurden
über einen Zeitraum von etwa zwei Jahren in fast 100 Wochen
etwa 80 SP + - und NP-Getriebevarianten von Wittenstein in
Kombination mit Motoren auf Prüfständen vermessen. Die Versuche
lieferten die verlässliche Datenbasis für einen theoretischen
Ansatz und darauf aufbauend ein Rechenmodell, dessen
Genauigkeit sich in hohem Maße bestätigt hat. Dadurch lassen
sich jetzt – ohne Zusatzkosten und Zeitverlust durch Tests und
Simulationen – die thermischen Grenzkurven einer Vielzahl
unterschiedlicher Motor-Getriebe-Kombinationen bestimmen
und die geeigneten Komponenten auswählen.
Dr.-Ing. Matthias Beck, Leiter Entwicklung,
WITTENSTEIN alpha GmbH, Igersheim
LEBENS- UND NUTZUNGSZYKLEN
VON PRODUKTEN VERBINDEN
Mit dem Ziel, die Wertschöpfung durch Digitalisierung intern
wie auch bei Anwendern nachhaltig zu erhöhen, implementiert
Wittenstein in immer mehr Produkte, Prozesse und Services eine
Asset Administration Shell. Dieser standardisierte digitale Zwilling,
über den Produkte in der Welt von Industrie 4.0 kommunizieren
können, verbindet nahtlos und unabhängig von Gateways
oder IIoT-Plattformen den Entstehungsprozess und Lebenszyklus
eines Produktes mit dessen Nutzungskreislauf beim Kunden
und in der Applikation. Als Gründungsmitglied der Industrial
Digital Twin Association (IDTA) orientiert sich Wittenstein dabei
an dem standardisierten Konzept der Asset Administra tion Shell.
Dadurch gewährleistet das Unternehmen eine durchgängige Interoperabilität
seiner Produkte und Services beim Austausch von
Hersteller- und Produktlebenszyklus übergreifenden Informationen.
Diese Eigenschaft des standardisierten digitalen Zwillings
eines Getriebes ist die Basis dafür, zukünftig mit der Auslegungssoftware
Cymex 5 als kundenseitigem Interaktionspunkt bei der
Auswahl von Getrieben unter anderem thermische Grenzkurven
24 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK
01
02
von Motor-Getriebe-Kombinationen zu berechnen und so eine
punktgenaue thermische Bewertung für konkrete Kundenanwendungen
durchführen zu können. Das Besondere dabei: Mit
der Software besteht heute schon die grundsätzliche Möglichkeit,
neben etwa 10.000 verschiedenen eigenen Getriebevarianten
auch auf die Kennwerte von 20.000 am Markt verfügbare Motorvarianten
von Wittenstein und anderen Herstellern zuzugreifen
und für die Getriebe- und Antriebsauslegung zu nutzen.
DIGITALER TOUCH POINT
Um ein reales Getriebe als echtes Produktunikat identifizieren und
eindeutig seiner digitalen Asset Administration Shell zuordnen zu
können, wird bei Wittenstein Alpha seit einigen Jahren jedes Serienprodukt
mit einem unverwechselbaren Data-Matrix-Code gekennzeichnet,
der als Identification Link die Vorgaben der Norm
IEC TS 61406 erfüllt. Der Link fungiert dabei nicht nur als Produkt-
ID, sondern zugleich auch als Webadresse des digitalen Zwillings
und der mit ihm verbundenen Interaktionspunkte und IT-Systeme.
EIN DATA-MATRIX-CODE
VER BINDET JEDES PRODUKT MIT
SEINEM DIGITALEN ZWILLING
Aus Anwendersicht erleichtert der digitale Zwilling die grundsätzliche
Informationsbeschaffung zum Produkt – unter anderem
durch den Zugriff auf die Auslegungssoftware Cymex 5, die
ihn als gemeinsamer Interaktionspunkt bei der Auswahl der
bestmöglichen Antriebslösung und Komponenten unterstützt.
Für den Anwender unsichtbar wird das Auslegungstool gleichzeitig
kontinuierlich mit neuen Daten gefüttert, beispielsweise
durch die Produktentwicklung bei Wittenstein, in der teils sehr
spezifische Produkt-Simulationsmodelle wie FEM-Analysen
oder Modelle in Bezug auf Reibmomente in Getriebestufen oder
01 Thermofotografie eines SP + -Getriebes, angebaut an einen
Standard-Motor eines anderen Herstellers – die hellgelbe Farbe
zeigt, dass der Motor das Getriebe im Betrieb sehr stark aufheizt
das Wärmeverhalten entstehen. Auf diese Weise stellt die thermische
Berechnung und Auslegung von Getrieben einen weiteren
Mehrwert, eine zusätzliche digitale Wertschöpfung, dar.
THERMISCHE GETRIEBEBERECHNUNG
ALS BERATUNGSLEISTUNG
Ein schon immer wichtiger Aspekt der Auslegung – und daher integraler
Bestandteil der Beratungsleistungen von Wittenstein –
ist die thermische Getriebeberechnung, die jetzt durch das Digitalisierungsprojekt
entscheidend verbessert werden konnte.
Hierbei wurden die Ergebnisse der in den Versuchen aufgezeichneten
Wärme- und Verlustmessungen mithilfe von Python-Programmen
einer professionellen Datenanalyse unterzogen und
auf den kompletten Leistungsbereich der geprüften SP + - und NP-
Getriebe extrapoliert. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse der
Referenzmessungen auf alle weiteren Baugrößen und Übersetzungsvarianten
dieser Getriebebaureihen skaliert. Ergänzt wurden
diese Daten durch Messungen zum Wärmewiderstand sowie
durch Berechnungen zu Wärmekapazitäten und Oberflächen der
Getriebe. Auf dieser Basis wurden mit einem Rechenansatz eines
thermischen Ersatzschaltbildes die thermischen Grenzkurven
von Motor-Getriebe-Kombinationen bestimmt.
Bilder: Wittenstein
www.wittenstein.de
02 Der Prüfstandsaufbau dient zur Messung der
Verlustmomente von Getrieben bei verschiedenen
Betriebszuständen und Temperaturen
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die Lebensmittelindustrie
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ANTRIEBSTECHNIK
ENERGIEEFFIZIENTER
LUFTREINIGER
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Mobile Reinluftentstauber für die Innenaufstellung sind für die Absaugung
unterschiedlicher Materialien und damit für klein- und mittelständische
Betriebe in vielen Branchen konzipiert. Antriebspakete aus
Synchronreluktanzmotoren und Frequenzumrichter sorgen dafür, dass
die Anlagen bei der Energieeffizienz neue Maßstäbe setzen.
Die Nestro Lufttechnik aus dem thüringischen Schkölen
steht für „Saubere Luft mit System“. Das Angebotsspektrum
des inhabergeführten Unternehmens umfasst die
Fertigung und Montage von Filtersystemen, Absauganlagen,
Entsorgungs- und Heiztechnik. Ein wichtiges Produkt von
Andre Kostov, Vertriebsingenieur, Region Nord-Ost, ABB Motion Deutschland
Nestro sind sogenannte Entstauber, die in vielen Branchen zum
Absaugen unterschiedlichster Materialien eingesetzt werden.
Die Kunden für die Anlagen stammen aus der holzverarbeitenden
Industrie, der Kunststoff-, Metall-, Baustoff-, Papier-, Wellpappen-
sowie der Entsorgungs- und Recyclingbranche.
Im Jahr 2022 hat Nestro eine neue Generation der mobilen
Entstauber der Baureihe NE J auf den Markt gebracht. Ihr Vorteil
ist die Möglichkeit der Innenaufstellung mit kürzeren Rohrleitungen
und direkter Rückluftführung. Ein aufwendiger Kanalbau
26 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK
VERBINDUNGSELEMENTE
& BEFESTIGUNGSTECHNIK
Die Hochwirkungsgradpakete
bestehen aus einem
IE5-Synchronreluktanzmotor
und einem Frequenzumrichter,
die optimal aufeinander
abgestimmt sind
entfällt dadurch. Die mobilen Entstauber erfüllen alle Normen hinsichtlich Reststaubgehalt,
Schallemission und Absaugleistung. Das abgesaugte Rohgas mit dem
an den Bearbeitungsmaschinen abgesaugtem Staub und Spänen wird gefiltert
und als Reingas wieder in die Maschinenhalle abgegeben. Durch ihre kompakte
Bauweise können die Anwender die Anlagen gleichzeitig platzsparend aufstellen.
DEUTLICHE ENERGIEEINSPARUNGEN MÖGLICH
Eine Neuheit bietet die Baureihe NE J auch bei der Antriebstechnik. Denn die
höheren Leistungsklassen 250, 300 und 350 der Entstauber sind mit einem
Antriebspaket der höchsten Effizienzklasse IE5 ausgestattet. Die Synchronreluktanzmotoren
und Frequenzumrichter für die Ventilatoren zum Absaugen von
Holzspänen und anderen Materialen stammen von ABB.
„In enger Zusammenarbeit mit ABB bieten wir als erster Hersteller weltweit
serienmäßig Entstauber mit permanent frequenzgeregelten, leiseren IE5-Synchronreluktanzmotoren
an“, erklärt Till Uhle, Marketing- und Vertriebsleiter bei
Nestro. „Die Frequenzumrichter sorgen dafür, dass der Motor zu jeder Zeit im
optimalen Betriebspunkt läuft. Anwender können mit diesen hochmodernen
Geräten bis zu 22 Prozent Energiekosten gegenüber gängigen Entstaubern mit
IE3-Motoren einsparen.“
Uhle ergänzt: „Parallel haben wir die gesamte Ventilatorgeometrie auf genau
diesen Motortyp hin optimiert. So erreichen wir mit dem neuen NE J den niedrigsten
Energieverbrauch pro Leistungseinheit bei Entstaubern, eine verbesserte
Zuverlässigkeit und Lebensdauer und reduzieren signifikant die Schallemissionen.“
SYNCHRONRELUKTANZMOTOREN
Die Synchronreluktanzmotor-Technologie verbindet das Leistungs-
vermögen des Permanentmagnetmotors mit der Einfachheit und
Wartungsfreundlichkeit des Asynchronmotors, da Synchronreluktanzmotoren
keine Komponenten mit Seltenen Erden besitzen, wie es bei
Permanentmagneten der Fall ist. Durch das Konstruktionsprinzip des
Synchronreluktanzmotors wird bei dem Rotor auf Wicklungen oder
Magnete verzichtet. Er besteht lediglich aus Blechpaketen aus Elektrostahl,
die das Rotorpaket bilden. In Gegensatz zu einem Asynchronmotor
fließt im Rotor eines Synchronreluktanzmotors kein Induktionsstrom
und somit gibt es auch keine Rotorverluste, die bei einem Asynchronmotor
bis zu 40 Prozent des Gesamtverlustes ausmachen können. Das
macht den Synchronreluktanzmotor äußerst effizient. Diese Motoren
haben gegenüber Asynchronmotoren zusätzlich den Vorteil, dass sie
leiser laufen und eine geringe Wärmeentwicklung im Grenzbereich
haben. Letzteres hat einen geringeren thermischen Stress für die
Motoren und somit eine höhere Langlebigkeit zur Folge.
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ANTRIEBSTECHNIK
Denken und Tun prägen, denn wir haben die Verantwortung für
zukünftige Generationen. Das ist ein herausfordernder, aber nötiger
Paradigmenwechsel.“
Bei der Antriebstechnik für die neuen Entstauber haben sich
die Verantwortlichen von Nestro deshalb für das energiesparende
Synchronreluktanzmotor-Frequenzumrichter-Paket von ABB
entschieden. Der ABB-Geschäftsbereich Motion beliefert Nestro
bereits seit über zehn Jahren mit Frequenzumrichtern. Im
Motorensegment hatte das Unternehmen bislang vorwiegend
komplette Ventilatoren mit Motoren unterschiedlicher Hersteller
eingesetzt.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Die Frequenzumrichter sorgen dafür, dass
der Motor zu jeder Zeit im optimalen
Betriebspunkt läuft. Anwender können
mit diesen Geräten bis zu 22 Prozent
Energiekosten gegenüber gängigen
Entstaubern mit IE3-Motoren einsparen.
TILL UHLE,
Marketing- und Vertriebsleiter, Nestro, Schkölen
BEITRAG ZU EINER NACHHALTIGEN WELT
Ein wichtiger Aspekt bei dieser Antriebslösung ist die große Energieeinsparung.
Denn Umwelt- und Klimaschutz, Energieeffizienz
und Ressourcenschonung sind ein zentrales Anliegen von Nestro,
das sich selbst als klassisches Umweltschutzunternehmen bezeichnet.
„Als einer der Pioniere in der Unterdrucktechnologie haben wir
uns mit dem Thema Energieeffizienz bereits im abgelaufenen
Jahrhundert intensiv befasst und als erstes Unternehmen weltweit
einen Unterdruckfilter für den Einsatz in der Holzindustrie
der Öffentlichkeit vorgestellt. Dazu muss man wissen, dass Unterdrucksysteme
verglichen mit Überdrucksystemen bis zu 30
Prozent Energie sparen“, so Uhle. „Nachhaltigkeit muss unser
VERGLEICHSMESSUNGEN BESTÄTIGEN
EINSPARPOTENZIALE
Vor seiner Entscheidung für die ABB-Antriebstechnik hatte Nestro
in der Prüfanlage in seinem polnischen Werk in Stare Olesno
Motoren verschiedener Hersteller verglichen. Faktoren wie Effizienz,
Belastung etc. standen dabei im Fokus. Die Motoren wurden
in dem Werk an einem Ventilatorenprüfstand mit einstellbaren
Druckverhältnissen getestet. Dabei wurden auch Überlastbereiche
und Grenzbereiche angefahren. Vier verschiedene Fabrikate
wurden verglichen und auf Herz und Nieren geprüft. Ein ABB-
Vertriebsingenieur war vor Ort und hat den Kunden bei den Tests
begleitet und unterstützt. Die Ergebnisse der Vergleichsmessungen
bestätigten die Einsparpotenziale der IE5-Synchronreluktanzmotoren
von ABB.
Die ABB-Hochwirkungsgradpakete mit einer Antriebsleistung
von 5,5 kW (Leistungsklasse 250), 7,5 kW (300) und 11 kW (350)
für den Entstauber NE J bestehen aus einem IE5-Synchronreluktanzmotor
und einem Frequenzumrichter ACS580, die aufeinander
abgestimmt sind und beide nach den aktuell geltenden
Normen den höchsten Wirkungsgrad aufweisen. Alle Synchronreluktanzmotoren
bis 11 kW haben eine kompakte einheitliche
Baugröße von 132 mm – die 11-kW-Standardbaugrößen liegen
bei 160 mm – und können in dieser Kompaktheit mit identischen
mechanischen Einbaumaßen eingesetzt werden. Dies erspart
verschiedene Konstruktionsvorrichtungen.
Die neue Entstauber-Generation NE J findet bei der Zielgruppe
der klein- und mittelständischen Betriebe großes Interesse. Ein
Grund ist die energieeffiziente Antriebslösung, mit der Nestro
nicht nur einen Beitrag zum Klimaschutz leistet – bei gestiegenen
Strompreisen können die Anwender gleichzeitig viel Geld sparen.
Bilder: Nestro
www.abb.de
28 KON_Anzeige_Toss_185x30mm_2023_02.indd DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de
1 15.02.2023 14:12:25

ANTRIEBSTECHNIK
BELASTBAR UND GENAU
Rodriguez präsentiert auf der EMO 2023 als besonderes Highlight seine
RTB-Axial-Radiallager (Rotary Table Bearings beziehungsweise Rundtischlager)
des Typ ABS mit integriertem Absolutwertgeber. Sie überzeugen
durch weiter verbesserte technische Eigenschaften. Die Lager sind
präzise und leistungsfähig und zeichnen sich unter anderem durch eine
hohe Steifigkeit aus. Sie werden in verschiedenen Größen mit Innendurchmessern
von 150 bis 580 mm Bohrung angeboten. Außerdem sind
sie so kompakt konstruiert, dass sich das Messsystem bei der Montage
automatisch exakt positioniert. Der Absolut-Encoder ermöglicht dabei
eine absolute Positionserfassung der Drehachse in Echtzeit – mit einer
Auflösung bis zu 26 Bit. Aufgrund der hohen Messgenauigkeit kann die Bewegung optimal gesteuert werden, was für die Herstellung
hochpräziser Teile unverzichtbar ist. Verfügbar sind Treiber für die folgenden Schnittstellen: Heidenhain Endat 2.2, Siemens
Drive CLiQ, Fanuc ai, Mitsubishi, BiSS/C, SSI + 1Vpp. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Kippsteifigkeit und Abrollgenauigkeit eignen
sich RTB-Axial-Radiallager von Rodriguez besonders für Dreh- und Positioniereinheiten von Werkzeugtischen.
www.rodriguez.de
ZAHNSTANGEN-
GETRIEBE EINFACH
INTEGRIEREN
Der 3D-Konfigurator von
Cadenas auf der Webseite
von Leantechnik enthält
jetzt auch die CAD-Daten des
Zahnstangengetriebes Lifgo
HP. Es ist für Anwendungen
entwickelt, in denen extrem
genau positioniert werden
muss. Das Zahnstangengetriebe
kann mit Präzision bis zu
EXPERIENCE
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DIE NEUE ÄRA IN DER ANTRIEBSTECHNIK.
0,002 mm positionieren.
Der 3D-Konfigurator ist eine
Plattform, auf der Ingenieure
und Konstrukteure die
gewünschten CAD-Daten
von Leantechnik-Produkten
herunterladen können. Mit
wenigen Klicks lassen sich die
CAD-Modelle in die eigenen
Entwürfe integrieren. Außerdem
bietet Leantechnik auf
seiner Webseite ein neues
Online-Buchungsformular
an, mit dem man vereinfacht
Termine mit Außendienstmitarbeitern
buchen kann. Mit
ihm lassen sich per E-Mail
oder Telefon Termine mit dem
zuständigen Mitarbeiter aus
dem Vertrieb vereinbaren.
www.leantechnik.com
www.rw-kupplungen.de

ANTRIEBSTECHNIK
NEUE GENERATION VON ABSOLUTDREHGEBERN
Posital aktualisiert sein komplettes Portfolio an magnetischen
Ixarc-Drehgebern und bringt jetzt auch eine neue Generation von
Absolutwertgebern auf den Markt. Im Rahmen seiner Nextgen-Initiative
hatte der Hersteller bereits vor einigen Monaten inkrementale Geräte
eingeführt, die auf der neuen Technologie-Plattform basieren. Die
neuen Ixarc-Absolutgeber gibt es wahlweise als Single- oder Multiturn-Modelle.
Sie warten mit
verbesserter Performance
(bis zu 18 Bit-Auflösung) und
einem optimierten Wiegand-
Paket auf, das einen neuen, in
Eigenregie entwickelten ASIC
als Logikcontroller für das
batterielose Multiturn-System
enthält. Die ersten Ixarc-Absolutgeber der nächsten Generation sind
mit SSI-Kommunikationsschnittstellen erhältlich. Weitere Schnittstellen,
einschließlich CANopen, Feldbus und Industrial Ethernet, sollen in den
nächsten Monaten eingeführt werden. Eine wesentliche Veränderung
beim Nextgen-Upgrade des gesamten magnetischen Drehgeber-
Portfolios ist die übergreifende Umstellung von Hall-Sensorik für die
Singleturn-Erfassung auf die fortschrittliche TMR-Technologie (Tunnel-
Magneto-Resistance). TMR bietet eine präzisere Messung von Magnetfeldänderungen,
eine geringere Temperaturempfindlichkeit und einen
niedrigeren Energieverbrauch. Ixarc-Drehgeber mit TMR verfügen über
eine höhere Auflösung und eine stabilere Leistung über einen breiten
Bereich von Betriebsbedingungen.
www.posital.de
ERWEITERTE SIMULATIONSSOFTWARE
FÜR ANTRIEBE
Siemens präsentiert
mit Sinamics
Drivesim Advanced
eine erweiterte
Simulationssoftware
für Antriebskonstellationen.
Damit kann sowohl
das Engineering als
auch die Inbetriebnahme
auf Basis
eines digitalen Zwillings erfolgen. Mit Sinamics
Drivesim Advanced bietet Siemens eine umfassende
Lösung für die realistische Simulation von Antrieben.
Der Anwender kann einen digitalen Zwilling des
Antriebs in einer virtuellen Umgebung mit all den
Parametern und Konfigurationen erstellen. Mit
Sinamics Drivesim Advanced kann er das Verhalten
von Antriebssystemen in einer virtuellen Umgebung
simulieren, sie virtuell in Betrieb nehmen und optimieren,
bevor sie in der realen Welt gebaut werden.
Das steigert die Effizienz und die Produktivität
bei der Optimierung von Antriebssystemen und
Maschinen. Die Simulation ist mit Startdrive direkt
in das TIA-Portal integriert.
www.siemens.de
PRÄZISE PROGRAMMIERBARER MINIATUR-DREHGEBER
FSG Fernsteuergeräte hat ein neues Modell des analogen Miniatur-Drehgebers MH609
entwickelt. Die Besonderheit des MH609-P: Mit einer Software von FSG kann der Drehwinkel
frei programmiert werden. Dank seiner kompakten Maße ist der bewährte Miniatur-Drehgeber
vor allem dort einsetzbar, wo nur wenig Platz zur Verfügung steht. Typische Anwendungen
sind Steuergeräte für Bauma schinen sowie Fahrschalter und Bediengeräte für die Bahn- und Schiffsindustrie. In Kooperation mit
einem norwegischen Unternehmen aus der Schiffsbaubranche hat FSG das neue programmierbare Modell MH609-P entwickelt.
Eingesetzt wird es im Steuer hebel für die Schiffsruder anlage: Entsprechend programmiert passt es sich exakt dem Hebelweg an.
www.fsg-sensors.de
Universal // Smart // Easy
Durchflussmessung mit IO-Link
Vortex-Durchflusssensoren für
Maschinenbau und industrielle Anlagen.
Die bewährten SIKA-Sensoren kombiniert mit einer innovativen
Kommunikationsschnittstelle bieten Ihnen wichtige Vorteile in
den Bereichen Inbetriebnahme, Produktivität und Instandhaltung.
Tobias Diehl
Senior Technical Sales Engineer
www.sika.net
30 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

HOCHAUFLÖSENDE PROFINET-ABSOLUTDREHGEBER
ANTRIEBSTECHNIK
Turck erweitert sein Drehgeber-Portfolio um Encoder mit Profinet-Schnittstelle für Echtzeit-
Applikationen, vor allem in den Bereichen Logistik, Food & Beverage und Maschinenbau.
Die Drehgeber der Baureihen REM (Multiturn) und RES (Singleturn) setzen auf das aktuelle
Profinet-Encoder-Profil (Version 4.2) und bieten Auflösungen von 19 Bit für die Singleturnund
bis zu 24 Bit für die Multiturn-Geräte. Alle Encoder unterstützen Profinet-Features
wie Media Redundancy Protocol (MRP), Link Layer Discovery Protocol (LLDP) und Simple
Network Management Protocol (SNMP). Mit dem Isochrone Realtime-Modus (IRT) und
minimalen Taktzyklen von bis zu 250 Mikrosekunden gewährleisten die Drehgeber auch in
sehr dynamischen Applikationen eine präzise und nahezu verzögerungsfreie Kommunikation.
Dank ihrer außergewöhnlichen Präzision ermöglichen die Drehgeber eine hochgenaue
Positionierung und Geschwindigkeitsregelung, wie sie beispielsweise zur Multi-Achsen-Positionierung erforderlich ist. Die Profinet-
Drehgeber sind mit Vollwelle oder Hohlwelle erhältlich und bieten vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten. Mit unterschiedlichen
Wellendurchmessern und Flansch-Arten können sie optimal auf die spezifischen Anforderungen jeder Anwendung abgestimmt
werden. Die einfache Integration in Profinet-Netzwerke ermöglicht eine schnelle Inbetriebnahme und Konfiguration.
www.turck.com
COOL-COUPLING FÜR
VENTILATOREN
Mit Kupplungen von R+W
durch den Sommer: Vor allem
in der warmen Jahreszeit
sind Ventilatoren aus unserem
Alltag nicht mehr wegzudenken.
Doch hinter ihrem Luftstrom
verbirgt sich mitunter komplexe
Technik, bei der auch Kupplungs-Know-how
von R+W
gefragt ist. Es gibt verschiedene
Ventilatorbauarten, wie
Axial- und Radialventilatoren,
www.ahp.de
MEHR ALS NUR
ZYLINDER.
die auf unterschiedliche
Weisen Luft bewegen und
kühle Luftströme erzeugen.
Hierbei ermöglichen Elastomerkupplungen
eine hohe
Effizienz. Die Elastomerkupplung
dient als Verbindungsglied
zwischen Motor und Lüfterrad
zur Übertragung des Drehmoments.
Der eingesetzte
Elastomerkranz wirkt schwingungsdämpfend
und vermindert
zusätzlich Stoßbelastungen,
die durch Unwuchten oder
Ausrichtungsfehler entstehen
können. Dies führt zu einem
leiseren und stabileren Betrieb
des Ventilators – insbesondere
über große Entfernungen in
industriellen Anwendungen,
um Luft oder Gase zu fördern.
www.rw-kupplungen.de
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17. - 21. Oktober 2023 in Friedrichshafen
Halle A1 | Stand 1403
Besuchen Sie uns auf der Blechexpo
07. - 10. November 2023 in Stuttgart
Halle 8 | Stand 8216

ANTRIEBSTECHNIK
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
PRÄZISE UND PLATZSPAREND
Linearaktuatoren kombinieren einen Schrittmotor mit einer
Kugelumlaufspindel und eignen sich ideal für Schub und Zug von
kleinen Werkstücken oder für Anwendungen zur Feinabstimmung.
Wir stellen Ihnen eine neue Linearaktuator-Serie vor, bei denen
Rotor, Kugelumlaufspindel und -mutter ohne Kupplung direkt integriert
sind. Sie vereinen präzises Positionieren mit einer kompakten Baugröße
und lassen sich flexibel in die vorgesehene Anlage integrieren.
Die Aktuatoren der neuen DR-Serie von Oriental Motor
sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich: Es gibt
sie in der Standardversion und alternativ mit Lineartisch
oder mit Seitenführung. Alle drei Varianten bieten flexible
Einsatzmöglichkeiten und erfordern weniger Raum beim Ein-
bau. Dank ihrer zahlreichen Optimierungen sind die Linearaktuatoren
optimal für Anwendungen geeignet, bei denen es auf
jeden Zentimeter Platzeinsparung ankommt und die gleichzeitig
eine hohe Genauigkeit erfordern. Die Aktuatoren zeichnen sich
durch eine reduzierte Gesamtlänge sowie einen geringeren Mon-
32 DER KONSTRUKTEUR 2023 / 10 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK
eine höhere Geschwindigkeit – ein expliziter Kundenwunsch, der in
die Konstruktion der DR-Serie mit einfloss. Die neue Serie lässt die
Wahl zwischen zwei verschiedenen Spindelsteigungen: Mit der Steigung
von 2,5 mm wird eine maximale Geschwindigkeit von 100 mm/s
erreicht, mit der Steigung von 1 mm beträgt die maximale Transportlast
4 kg.
Eine weitere Eigenschaft der Linearaktuatoren ist ihre hohe
Positio niergenauigkeit. Mittels Lasermessung lässt sich diese belegen:
Demnach beträgt die Wiederholpositioniergenauigkeit
±0,0011 mm, spezifiziert bei konstanter Temperatur und Last mit
±0,003 mm. Das bedeutet, die Aktuatoren erreichen eine Genauigkeit,
die einem Zehntel eines feinen Haares entspricht. Die Vorschubschrittgenauigkeit
der Linearaktuatoren beträgt ±0,0004 mm.
Damit eignen sie sich ideal für Anwendungen mit minimalem Vorschub,
zum Beispiel für Mikroskoptische.
WENIGER TEMPERATURSCHWANKUNGEN
GENAUERE STOPPPOSITION
Ein Faktor, der bei Motoren und Aktuatoren Auswirkung auf die
Positioniergenauigkeit hat, ist die Temperatur: Durch die Wärme des
Motors steigt die Temperatur der mechanischen Komponenten an. Das
kann zu Wärmeabweichungen von Schaltkreiselementen sowie einer
DIE AKTUATOREN GIBT ES IN DER
STANDARDVERSION, MIT LINEAR-
TISCH ODER MIT SEITENFÜHRUNG
tageaufwand aus. Denn bei den optimierten Linearaktuatoren
von Oriental Motor sind Rotor, Kugelumlaufspindel und -mutter
ohne Kupplung direkt inte griert. Die Kugellager liegen an
der Außenseite der Kugelumlaufmutter an. Ihr großer Durchmesser
sorgt dafür, dass sich die Gesamtlänge der Aktuatoren
deutlich reduziert. Die veränderte Konstruktion verschafft Anwendern
einen weiteren Vorteil, denn dank der optimierten
Bauweise ist der Bedarf an externen Bauteilen geringer.
Wärmeausdehnung mechanischer Komponenten führen. Darunter
kann die Funktionsgenauigkeit von Maschinen und Anlagen leiden.
Aus diesem Grund werden zum Beispiel bei Messgeräten und Werkzeugmaschinen
häufig Erwärmungs- und Abkühlungsvorgänge
durchgeführt. Im Falle von Motoren und Aktuatoren haben Temperaturschwankungen
Auswirkungen auf die Positioniergenauigkeit: Die
Temperatur der mechanischen Komponenten steigt durch die Wärme
des Motors an und durch die Wärmeausdehnung verändert sich die
Stoppposition.
Auch hier bieten die Linearaktuatoren der DR-Serie einen Vorteil,
denn Temperaturunterschiede wirken sich nur minimal aus: Bei
einem Temperaturanstieg von etwas über 30 °C beträgt die Abweichung
der Stoppposition weniger als 18 µm. Hier unterstützt der
AZ-Motor der DR-Serie, der eine Überwachung des Lastfaktors
ermöglicht. Unter dem Lastfaktor versteht man das Verhältnis zwischen
dem tatsächlichen Lastmoment und dem spezifizierten
OPTIMIERTE KONSTRUKTION FÜR
EINE BESSERE LASTVERTEILUNG
Ein weiteres Plus der Linearaktuatoren ist die hohe Flexibilität,
die sie ihren Anwendern in der Montage bietet. Dafür wurde im
Vergleich zur Vorgängerserie die Gehäusekonstruktion optimiert,
sodass nun eine größere Gehäusefläche auf der Montageoberfläche
aufliegt. Insbesondere bei der Version mit Lineartisch
wird die Belastung auf diese Weise besser verteilt. Das
schont die Kugellager und verlängert damit die Lebensdauer
der Aktuatoren. Mithilfe von speziell konzipierten Montageplatten
lassen sich außerdem nahezu alle Montagerichtungen
umsetzen. Gleichzeitig überzeugen die Linear aktuatoren durch
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2022 3/ 10 33
LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39

ANTRIEBSTECHNIK
01
02
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Nennmoment (Schubkraft) während des Betriebs. Reduziert man
den Betriebsstrom, lässt sich jedoch die Wärmeentwicklung begrenzen.
Oriental Motor stellt hierfür die Parametriersoftware
Mexe02 kostenlos zur Verfügung, die eine einfache Überwachung
des Motorlastfaktors ermöglicht: Mithilfe des Lastfaktor-Monitorings
wird der optimale Betriebsstrom ermittelt, um Betriebsstörungen
durch Überlast zu vermeiden und das Potenzial der
Linearaktuatoren bestmöglich zu nutzen.
Das folgende Beispiel – Lastfaktor-Monitoring am Beispiel eines
trapezförmigen Bewegungsprofils mit drei verschiedenen Betriebsströmen
– veranschaulicht diesen Vorgang. Abbildung 02
verdeutlicht, wie sich die Reduzierung des Betriebsstroms auf
Motortemperatur und Wärmeentwicklung auswirkt und sich durch
das Monitoring die Genauigkeit der Stoppposition verbessern lässt.
Oder aber bei einem Betriebsstrom von 40 Prozent erreicht der
Lastfaktor 100 Prozent und es kommt zu einer Abweichung von der
eingestellten Geschwindigkeit. Daraus kann sich eine Betriebsstörung
der Anlage ergeben. Wird der Betriebsstrom hingegen auf
60 Prozent eingestellt, verläuft der Betrieb störungsfrei. Im ersten
Fall, bei einem Betriebsstrom von 100 Prozent, steigt die Temperatur
der Motoroberfläche um 32 °C. Die Stoppgenauigkeit beträgt
hier 17,5 µm. Wird der Betriebsstrom hingegen auf 60 Prozent
gesenkt, erhöht sich die Temperatur lediglich um 20 °C. Damit sinkt
die Abweichung der Stoppposition auf nur 6 µm.
PRÄZISE POSITIONIERUNG TROTZ
LASTSCHWANKUNG
Eine Variante der Aktuatoren der DR-Serie ist mit einer Seitenführung
ausgestattet, die durch lange Führungsbuchsen mit hoher
01 Kompakte Baugröße, wenig Platzbedarf: Die Linearaktuatoren
der DR-Serie integrieren Rotor und Kugelumlaufspindel
02 Mithilfe des Lastfaktor-Monitorings wird der optimale
Betriebsstrom ermittelt, um Betriebsstörungen durch Überlast
zu vermeiden
Steifigkeit gekennzeichnet ist. Diese Konstruktion sorgt für reduzierte
Vibrationen der Spindel. Bei dieser Ausführung befinden
sich die Buchsen nahe der Montageplatte, welche die Last aufnimmt.
Um zur optimalen Bauweise zu gelangen, testete der Hersteller
in der Konstruktionsphase Führungsbuchsen mit unterschiedlichen
Längen. Dazu wurde ein Beschleunigungsaufnehmer
am bewegten Teil des Systems angebracht und die Frequenzen
mithilfe einer FFT-Analyse gemessen. Die Messung ergab, dass die
Vibrationsspitzen zyklisch waren und durch die Spindel verursacht
wurden. Die Messung erfolgte in vertikaler Bewegungsrichtung
mit 100 mm/s, 30 mm Hub und 2 kg Last. Die verschiedenen
Versuche ergaben, dass eine längere Buchse die Vibrationen reduziert.
DR-Aktuatoren mit Seitenführung eignen sich damit ausgezeichnet
für Anwendungen, die nach präziser Positionierung trotz
Lastschwankungen verlangen. Messungen im Hinblick auf den
Versatz der beweglichen Teile unter Last ergaben bei dieser Ausführung
den geringsten Versatz und damit die besten Resultate,
sodass die Aktuatoren bei dieser Anwendung deutliche Vorteile
gegenüber der Version mit Lineartisch aufweisen.
Bilder: Hintergrund Maksym Dykha – stock.adobe.com, sonstige Oriental Motor
www.orientalmotor.de
34 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

MIT 5G-FUNK AUF
DEM VORMARSCH
ANTRIEBSTECHNIK
In der Industrie ist ein effizienter Materialfluss von
immenser Bedeutung. Daher halten mobile Transportund
Assistenzsysteme in immer mehr Bereichen Einzug.
Der Mobilfunkstandard 5G wird den Einsatz noch
deutlich vereinfachen. Welche Rolle hierbei Campus-
Netze spielen und was heute schon möglich ist, zeigen
wir anhand eines innovativen Bewegunsmodells.
Fahrerlose Transport- und Assistenzsysteme gelten als besonders
flexibel und lassen sich für den Transport verschiedenster
Güter in bestehende Prozesse integrieren.
Ein Unternehmen, das hier vorne mit dabei ist, ist
SEW-Eurodrive. Auf einer Industriemesse zeigte der Antriebstechnik-
und Automatisierungsexperte ein großes
Bewegungsmodell mit fahrerlosen Transportfahrzeugen.
Für die Kommunikation und Navigation dieser mobilen
Systeme kam ausschließlich der Mobilfunkstandard 5G
zum Einsatz. Vor Ort wurde das vorhandene 5G-Netz der
Messe genutzt. Vor dem Einsatz auf dem Messestand erfolgte
am Firmenstandort Bruchsal der Funktionstest mit einem privaten
Campus-5G-Netz der Firma CampusGenius. Als Endgerät
wurde ein 5G-Router Scalance MUM853-1 für die drahtlose IP-
Kommunikation von Ethernet-basierten Applikationen eingesetzt.
Der Aufbau dieses privaten 5G-Netzwerks dauerte nicht
mal einen Arbeitstag – schon innerhalb weniger Stunden war das
Netz in Betrieb genommen.
Die Änderung der Netzeinstellungen nach dem Testaufbau für
den Messe-Einsatz erfolgten an einem halben Tag – durch einen
In der eigenen
Getriebeproduktion
und -montage setzt
SEW-Eurodrive fast
durchgängig mobile
Systeme ein
SIM-Kartentausch und eine Konfigurationsanpassung. Weder in
Bruchsal noch auf dem Messestand gab es Verbindungsabbrüche
oder andere Kommunikationsprobleme. Die mobilen Systeme
von SEW-Eurodrive stellten somit in zwei unterschiedlichen
5G-Netzen ihre einwandfreie Funktionsfähigkeit unter Beweis.
Mit 5G-Netzen werden mobile Systeme also weiter an Autonomie
gewinnen und in Zukunft Aufgaben übernehmen, die über die
reine Warenbewegung hinausgehen. Es bleibt spannend.
Gunthart Mau, Referent Fachpresse, SEW-Eurodrive, Bruchsal
Bild: SEW-Eurodrive
www.sew-eurodrive.de/mobile-assistenzsysteme
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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
SCHUTZELEMENTE IM 3D-DRUCK
Damit Komponenten und Systeme einwandfrei
ihre Anwender erreichen, werden Öffnungen
während der Lagerung und des Transports
durch Kappen und Stopfen verschlossen.
Zum Start einer neuen Pumpen-Baureihe
entwickelte Kunststoffspezialist Pöppelmann
Kapsto individuelle Schutzelemente
mithilfe von 3D-Druck in Rekordzeit.
01
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Die Rickmeier GmbH liefert Pumpentechnologie „Made
in Germany“ seit über 100 Jahren. Das Familienunternehmen
aus Balve in Südwestfalen entwickelt, fertigt
und vertreibt mit mehr als 230 Beschäftigten Zahnradpumpen,
Ventile und Ölversorgungssysteme. Die Pumpen, der
Schwerpunkt des Produktportfolios, werden zur Schmierung von
Maschinen und Maschinenelementen von Großdiesel- oder Gasmotoren,
im Schiffbau oder für Schienenfahrzeuge, von Baumaschinen
und Sattelschleppern, stationären Anlagen zur Stromerzeugung,
Windkraftanlagen und mehr eingesetzt. Marc Witte,
Produktmanager & Leiter Erprobung, erklärt: „Unsere Pumpen
gehen zum Beispiel an Getriebehersteller und werden in nahezu
allen Bereichen mechanischer Antriebskraft eingesetzt – überall
dort, wo geschmiert werden muss.“
Eine Spezialität von Rickmeier ist die Entwicklung und Fertigung
von Kleinserien. Darüber hinaus umfasst das Sortiment
auch Serienprodukte, beispielsweise die Standardpumpen der
verschiedenen R-Serien. Diese Zahnradpumpen und Pumpenaggregate
übernehmen in unterschiedlichsten industriellen
Anwendungen vielfältige Aufgaben: Vom Einsatz in Schmiermittelkreisläufen
über die Druckerzeugung in hydraulischen
Arbeitssystemen bis hin zum Flüssigkeitstransport von Ölen und
anderen Fördermedien. Damit die Pumpen in einwandfreiem
Zustand ihren Einsatzort erreichen, müssen die Gehäuse-Öffnungen
auf dem Weg zu den Abnehmern zuverlässig verschlossen
werden. In solchen Fällen vertraut das Unternehmen schon
seit Jahrzehnten auf Pöppelmann Kapsto. Der Kunststoffspezialist
aus dem niedersächsischen Lohne entwickelt und produziert
Schutzelemente, die in erster Linie in der industriellen Fertigung
Lars Ovelgönne, Marketingbeauftragter KAPSTO,
Pöppelmann GmbH & Co. KG, Lohne
zum Einsatz kommen und empfindliche und funktionsentscheidende
Bauteile während der Produktion, der Lagerung und des
Transports schützen.
Seit Kurzem bereichert die brandneue Baureihe R6 das Standardsortiment
der robusten außenverzahnten Zahnradpumpen
von Rickmeier. Für die technisch und optisch optimierten Produkte
wünschte sich das Unternehmen bestmöglichen Schutz
und setzte einmal mehr auf die Kompetenz von Pöppelmann
Kapsto: Der Kunststoffspezialist erhielt die Aufgabe, für alle
Bohrungsabmessungen Lösungen zu entwickeln. In diesem Fall
profitierte Rickmeier von der Entwicklungskompetenz seines
Partners aus Lohne, die immer dann zum Einsatz kommt, wenn
das Standardsortiment nicht die passende Lösung bietet. Denn
mit Kunststoff-Know-how, qualifizierter Beratung und den entsprechenden
Entwicklungstools, zum Beispiel verschiedene Verfahren
additiver Fertigung, ist Pöppelmann Kapsto in der Lage,
Muster und Kleinserien von individuellen Schutzelementen in
kürzester Zeit zu produzieren. Das beschleunigt die Entwicklungszeiten
seiner Kunden.
MIT RAPID PROTOTYPING ZUR
SONDERLÖSUNG IN KÜRZESTER ZEIT
Das Normprogramm von Pöppelmann Kapsto umfasst Produkte
in über 3.000 Abmessungen für alle erdenklichen Anwendungsfälle,
die stets aus Lagerbestand lieferbar sind. Dazu kommt ein Sonderprogramm
von noch einmal 2.000 weiteren Ausführungen, die
der Kunststoffspezialist innerhalb von zwei Wochen liefert. Weil
das umfangreiche Sortiment dennoch nicht die perfekt passenden
Schutzlösungen für die neue Pumpen-Baureihe R6 bereithielt,
nutzte Rickmeier die Serviceleistung Fastlane, die Pöppelmann
Kapsto für seinen anspruchsvollen Kundenkreis anbietet. Damit
lassen sich individuelle Schutzelemente in Rekordzeit realisieren:
Prototypen der Sonderteile werden auf diese Weise nach nur fünf
Tagen ausgeliefert, in speziellen Fällen sogar nach nur einem Tag.
Das ist möglich, weil die Pöppelmann Gruppe alle Dienstleistun-
36 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
02
gen – von der Produktentwicklung bis zur Serienfertigung – unter
einem Dach vereint. Bei Eingang einer Anfrage findet sofort eine
Machbarkeitsprüfung statt. Fällt diese positiv aus, erstellen die
Kunststoffspezialisten innerhalb eines Tages das Angebot inklusive
Artikelkonzept in Form einer technischen Zeichnung oder
Artikelskizze. Anschließend erfolgen auf CAD-Basis die Artikelkonstruktion
sowie die Erstellung eines ersten Prototyps. Je nach
Anforderung kommt zur Herstellung eines Ansichts- beziehungsweise
Funktionsmusters aus Serienmaterial eine der beiden Service-Leistungen
Rapid Prototyping oder Rapid Tooling zum Einsatz.
So ist sichergestellt, dass auch individuelle Schutzelemente
schnellstmöglich zur Serienfertigung gelangen.
Im Falle der Schutzlösungen für die neue Baureihe R6 stellte
Rickmeier den Spezialisten von Pöppelmann eine Übersicht der
Einbausituationen und Abmessungen sowie ein 3D-Modell des
Pumpengehäuses zur Verfügung und legte einen detaillierten
Anforderungskatalog vor. Die neuen Pumpen verfügen über seitliche
Anschlussöffnungen für den Öleintritt und -austritt, die bei
den späteren Anwendern mit Rohrleitungen verbunden werden.
DANK VERSCHIEDENER VERFAHREN
DER ADDITIVEN FERTIGUNG
WERDEN MUSTER UND KLEINSERIEN
IN REKORDZEIT ERSTELLT
01 Schutzstopfen in Hausfarbe mit Logo-Gravur: Pöppelmann
Kapsto entwickelt auch individuelle, genau auf die
Kundenanforderungen zugeschnittene Schutzelemente
02 Gut gesichert auf dem Weg zum Anwender: Stopfen mit
absolut festem Sitz schützen die empfindlichen Bauteile
während der Lagerung und dem Transport vor Verunreinigung
Die gewünschten Schutzelemente sollten einen festen Sitz in der
Bohrung aufweisen und sich dennoch anwenderfreundlich entfernen
lassen. Dabei musste sichergestellt sein, dass sich bei der
Demontage kein Material lösen und in die Pumpe gelangen kann.
Zudem sollten die Schutzstopfen die Öffnungen zuverlässig gegen
einen Flüssigkeitseintritt von außen abdichten. Denn die
Pumpen durchlaufen nach dem Prüfen und vor der Auslieferung
zunächst einen Waschprozess, bei dem kein Wasser in die Bauteile
eindringen und sich zudem kein Flüssigkeitsrest unter dem
Rand des Schutzstopfens sammeln darf, damit es während der
Lagerung nicht zu Korrosion an dem Bauteil kommt. Auch einen
Austritt des Prüfmediums aus dem Inneren der Pumpe sollten
passende Schutzstopfen unbedingt verhindern.
PRODUKTENTWICKLUNG
SCHICHT FÜR SCHICHT
Für eine schnelle Produktentwicklung und kurzfristige Umsetzung
setzt Pöppelmann Kapsto den hauseigenen 3D-Druck mit
Kunststoff ein. Mithilfe additiver Fertigung lassen sich innerhalb
kürzester Zeit hochwertige Muster und Kleinserien ab Stückzahl
eins aus unterschiedlichsten Materialien anfertigen. Bei diesem
Prozess wird das Produkt in der gewünschten Geometrie auf Basis
der Konstruktionsdaten Schicht für Schicht aufgebaut. Dabei
greift der Kunststoffspezialist auf viele verschiedene Verfahren
und Nachbearbeitungsschritte zurück. Bei dem für Rickmeier
eingesetzten Verfahren, Fused-Layer-Modeling (FLM), wird ein
Materialstrang mittels einer Düse plastifiziert. Die Düse verfährt
über die Bauplattform, dabei wird der Strang schichtweise abgelegt
und auf diese Weise das Musterteil aufgebaut. Zusätzlich
sind bei Pöppelmann weitere 3D-Druck-Verfahren möglich. Abhängig
vom Bauteil und den benötigten mechanischen Eigenschaften
der eingesetzten Schutzkappe oder des Schutzstopfens
entscheiden die Experten von Pöppelmann Kapsto individuell,
welches Verfahren am besten geeignet ist, um die Qualität des
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/10 37

WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
03 04
03 Vielfältige Aufgaben: Die
Zahnradpumpen und Pumpenaggregate
werden in Schmiermittelkreisläufen,
zur Druckerzeugung in
hydraulischen Arbeitssystemen oder
zum Flüssigkeitstransport von Ölen
und anderen Fördermedien eingesetzt
04 Prozesse und Abläufe
unterliegen bei Rickmeier einer
ständigen Optimierung
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
späteren Serienprodukts wiederzugeben. Auch der eingesetzte
Kunststoff wird auf Basis der Kundenanforderungen ausgewählt.
Hier bietet Pöppelmann eine Vielzahl an verschiedenen Materialien
an, wie zum Beispiel ein flexibles Material TPU, das dem
Serienmaterial TPE nahekommt. „Mit der additiven Fertigung
lassen sich nicht nur Anschauungs- und Erprobungsmuster sehr
schnell erstellen. Wir produzieren auch Kleinserien – mit dem
großen Vorteil, dass die Investition in spezielle Werkzeuge eingespart
werden kann“, erklärt Clemens Landwehr, mitverantwortlich
für den Bereich Rapid Manufacturing bei Pöppelmann.
Für Rickmeier entstanden im FLM-Verfahren acht Schutzelemente
in einem Artikeldesign, die innerhalb von nur zwei
Wochen angefertigt wurden – von der Anfrage bis zur Auslieferung
der ersten geprinteten Prototypen. Dabei handelte es sich
um einen Kegelverschluss, der sich an der bestehenden Normreihe
GPN 600 orientiert, aber auf die Verwendung bei dem Pumpen-Spezialisten
weiter zugeschnitten wurde. Das Schutzelement
lässt sich universell als Stopfen oder Kappe einsetzen und
eignet sich durch seine Konizität bestens zur Überbrückung von
Toleranzen. Um das Eintreten von Flüssigkeit in das Bauteil zu
verhindern, wurde außerdem ein Stopfen entwickelt, dessen
Rand mit Dichtlippen ausgestattet ist, die für eine zuverlässige
Abdichtung sorgen.
SCHUTZSTOPFEN MIT HOHEM
WIEDERERKENNUNGSWERT
Auf Basis dieser und weiterer von Kapsto produzierten Erprobungsmuster
gelangten die Entwürfe in mehreren Entwicklungsschritten
zur perfekten Geometrie und optimalen Passform,
sodass Spritzgusswerkzeuge für die Serienfertigung erstellt
werden konnten. Marc Witte erzählt: „Der Mehrwert bei der
individuellen Entwicklung liegt in dem Know-how und der langjährigen
Erfahrung von Pöppelmann Kapsto. Die Muster im 3D-
Druck haben uns sehr bei der Entscheidungsfindung unterstützt,
sodass wir zu technisch optimalen Schutzelementen gelangt sind,
die eine wirklich perfekte Abdichtung bieten.“ Die 3D-geprinteten
Muster oder Kleinserien kann Pöppelmann Kapsto, ebenso
wie die späteren Serienartikel, in vielen Farben und Materialien
realisieren, zum Beispiel in Signalfarben. Diese tragen dazu bei,
die Schutzelemente in der Produktion der Anwender zuverlässig
zu identifizieren, damit sichergestellt ist, dass diese komplett
entfernt werden. Für Rickmeier bot die breite Farbauswahl gleich
die Chance, die neue Baureihe mit einem aufmerksamkeitsstarken
Branding zu verbinden, wie Marc Witte beschreibt: „Im
Gegensatz zu unseren vorangegangenen Baureihen findet sich
unsere Hausfarbe, das ‚Rickmeier-Grün’, nicht auf den neuen
Pumpen wieder. Die R6 in modernem Industriedesign ist komplett
in Grau gehalten. Die Farbauswahl bei Kapsto hat es möglich
gemacht, für eine gute Wiedererkennung die individuellen
Stopfen in unserer speziellen Hausfarbe zu fertigen. Ein weiteres
Branding-Element ist unser Firmenlogo, welches in der Serienfertigung
durch entsprechende Ausführung des Spritzgusswerkzeugs
mit wenig Aufwand auf jeden Stopfen aufgebracht wird. So
sind wir zu einem rundum perfekten Erscheinungsbild unserer
neuen Pumpen-Baureihe gelangt.“
Bilder: Aufmacher + Einkliner Pöppelmann, 01 – 04 Rickmeier
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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
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HYGIENEVORSCHRIFTEN
Hochwertige Dichtungen sind für prozesssichere Abläufe
in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie unverzichtbar.
Die Bandbreite möglicher Anwendungen deckt Freudenberg
mit speziellen konstruktiven Lösungen ab. Für höhere
Drücke eignet sich zum Beispiel die Hygienic Pressure Seal.
Sie entspricht in
ihrer Funktion
einer klassischen
Stangendichtung,
nutzt jedoch
Quantum PTFE als
Werkstoff und
einen Elastomerring
zur Anpressung.
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Freudenberg
Sealing Technologies
Simmerring-Radialwellendichtungen. MSS3 bietet
Schutz vor aggressiven Medien und ist für den direkten
Kontakt mit Lebensmitteln geeignet. Für höhere Drücke
und Belastungen, Trockenlauf oder Mangelschmierung
wurde B2PT entwickelt. Blueseal bedient Einsatzbereiche
mit geringer Schmierung, hohen Drehzahlen, extremen
Temperaturen und aggressiven Medien. Weitere Radialwellendichtungen,
wie etwa der Gerromatic oder der
Radiamatic HTS II, bestehen aus PTFE-Materialien in
Kombination mit Edelstahl-Klemmringen.
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PRÄDESTINIERT FÜR SANDWICHPLATTEN
UND DICKE WANDUNGEN
Icotek gibt die Einführung
der Gewindeverlängerung
TE für
Kabelverschraubungen
und Kabeldurchführungen
bekannt. Die
rückseitige Fixierung
erfolgt durch einfaches
Verschrauben mit einer
Gegenmutter. Die
silikon- und halogenfreie
Gewindeverlängerung
ist in zwei Größen
(M32, M50) und in drei
Längen (35, 60 und
120 mm) erhältlich. Diese können flexibel miteinander kombiniert
werden. Dabei bleibt der IP-Schutz der verwendeten
Kabelverschraubung oder -durchführung erhalten. Durch die
Verwendung von Polyamid als Material und einer Brandklasse
von UL94-V0 ist die Gewindeverlängerung selbstverlöschend
und im Temperaturbereich von -40°C bis 140°C einsetzbar. Bei
der Montage werden die metrischen Gewinde der Kabelverschraubungen
und -durchführungen mit einer Gegenmutter
verschraubt. Die parallel angeordneten Abflachungen dienen
der Schlüsselweite und erleichtern das Festziehen. TE eignet
sich unter anderem für Anwendungen in den Branchen Bau,
Gebäudetechnik, Reinraum und Caravan.
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MODERNE SCHAUMKERAMIK-ELEMENTE
Das deutsche
Handels- und
Beratungsunternehmen
Kager ergänzt
sein Angebot
an Hoch-
temperatur-
Lösungen durch eine Auswahl an Elementen aus Aluminiumoxid-Schaum.
Vor allem Kleinserien-Kunden, Entwicklungsingenieuren
und Herstellern von Nischenprodukten
bietet sich damit eine attraktive Bezugsquelle für diese
modernen Halbzeuge. Halbzeuge aus geschäumtem
Aluminiumoxid (Al 2
O 3
) verfügen über Materialeigenschaften,
die heute in vielen Bereichen der Industrie überaus
gefragt sind. Erwähnenswert sind insbesondere ihr
geringes Gewicht und ihre geringe Wärmeleitfähigkeit
sowie ihre chemische Resistenz und ihre Beständigkeit
gegenüber hohen Temperaturen. Je nach Blickwinkel
kommen sie daher beispielsweise als Konstruktionselemente
für Leichtbau-Anwendungen, zum Filtern und
Dämmen oder in gießerei-, abgas- und ofentechnischen
Umgebungen zum Einsatz. Alle neu ins Portfolio aufgenommenen
Schaumkeramiken stammen aus deutscher
Produktion und sind in zertifizierten und qualitätsgeprüften
Verfahren hergestellt. Angeboten werden sie – beispielsweise
in Platten- und Tafelform – in gängigen
Standardabmessungen sowie in allen marktüblichen
Porositätsgraden. Auf Wunsch lassen sich auch Sondergrößen
realisieren.
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SERVICE IM FOKUS
SERIENTÄTER
Wir gestehen,
COG trägt die Verantwortung für viele serienmäßige Erfolge
unserer Kunden. Von der Idee über die Mischungsentwicklung
bis zur Produktion kundenspezifischer Elastomerlösungen
und Assembling.
• Einzelne O-Ringe oder komplett montiert
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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
HOCHLEISTUNGS-KUNSTSTOFFE AUSLEGEN MIT KI
In einem neu gestarteten Verbundprojekt soll, durch die Entwicklung von KI-Modellen
zur Vorhersage der Faserorientierung in Probekörpern und deren Auswirkung auf
das mechanische Verhalten, die Erstellung anisotroper Materialmodelle automatisiert
und der Einsatz der integrativen Simulation vereinfacht werden.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Die Erstellung anisotroper Materialmodelle für die Struktursimulation
von Kunststoffbauteilen erfordert einen
iterativen Kalibrierungsprozess, bei dem Ergebnisse aus
der Probenherstellung (Spritzguss) und der Materialprüfung
(Zugversuche) mit entsprechenden Simulationsergebnissen
(Füll- und strukturmechanische Simulation) abgeglichen
werden. Diese Vorgehensweise verlangt vom Anwender erhebliches
Knowhow. Hier unterstützt das Kunststoff-Zentrum SKZ seit
vielen Jahren bei konkreten Fragestellungen zur Materialprüfung
und Digitalisierung in der Kunststofftechnik.
Um diese Know-how-Lücke nun zu schließen, haben Part
Engineering, Aixtrusion und das SKZ ein neues Forschungsprojekt
gestartet. Dabei sollen die notwendigen Simulationsprogramme
durch geeignete KI-Modelle (Künstliche Intelligenz)
ersetzt werden. Ziel ist es, dem Anwender ein vollständig gekapseltes
und automatisiertes Werkzeug zur Erstellung und Validierung
anisotroper Materialmodelle zur Verfügung zu stellen.
Dr.-Ing. Frédéric Achereiner, Expert Engineer der Gruppe
Bauteileigenschaften, SKZ – KFE gGmbH, Würzburg
In dem 30-monatigen Projekt werden zwei KI-Modelle entwickelt,
um sowohl die lokale Faserorientierung in spritzgegossenen
Proben als auch das mechanische Verhalten dieser Proben in
Zugversuchen vorherzusagen. Die KI-Modelle werden mit Simulationsergebnissen
aus den Füll- und strukturmechanischen
Simulationen für verschiedene Materialien trainiert. Die Vorhersagequalität
der KI-Modelle wird anhand von praktischen Messdaten
und zusätzlichen Simulationen validiert.
INTEGRATIVE SIMULATION
FÜR KMU ERMÖGLICHEN
Die Projektergebnisse sollen in Form eines Zusatzmoduls in eine
kommerzielle Software einfließen, die den Einsatz der integrativen
Simulation deutlich vereinfacht. „Das Potenzial der integrativen
Simulation für einen effizienteren Materialeinsatz wird heute
noch viel zu wenig genutzt“, sagt Dr. Marcus Stojek, Geschäftsführer
von Part Engineering. „Für viele unserer kleinen und mittelständischen
Kunden liegt die Hürde in der Verfügbarkeit von
anisotropen Werkstoffmodellen. Nicht selten fehlt schlicht der
Zugang zu einem der notwendigen externen FE-Solver für die
Füll- und strukturmechanische Simulation, um solche Modelle
selbst zu erstellen. In vielen Fällen ermöglicht erst die Integration
40 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
KI-METHODEN BERGEN HOHES POTENZIAL
Das Potenzial von KI-Methoden für den gesamten Entwicklungsprozess
von technisch anspruchsvollen Bauteilen kann gar nicht überschätzt
werden. Aber wir stehen noch ganz am Anfang dieser Entwicklung.
Wir sind sehr froh, mit diesem Projekt einen hervorragenden Einstieg
in die Thematik und kompetente Projektpartner gefunden zu haben.
DR.-ING. MARCUS STOJEK, Geschäftsführer, Part Engineering, Bergisch Gladbach
des geplanten KI-Moduls den Einsatz der integrativen Simulation
für KMU ohne Vorerfahrung.“
„Eine große Herausforderung im Projekt ist die Generierung von
Trainingsdaten in ausreichender Menge und in geeigneter Form“,
sagt Timo Grunemann, Experte für KI und Digitalisierung am SKZ.
„Mit der richtigen Machine-Learning-Strategie ist die Substitution
von numerischen FEM-Solvern durch KI-Modelle hier jedoch
auch bei eher überschaubaren Datenmengen möglich, da Geometrie
und Randbedingungen der betrachteten Proben nur wenig
variieren. Lediglich die Materialparameter sind frei wählbar.“
Mit ihren jeweiligen Kompetenzen ergänzen sich die Projektpartner
in idealer Weise, um das angestrebte Entwicklungsziel zu
erreichen. Das SKZ verfügt über eine jahrzehntelange Expertise
im Bereich der Kunststoffprüfung und der Digitalisierung für die
Branche. Auch Part Engineering ist seit mehr als zwei Jahrzehnten
eine renommierte Adresse, wenn es um die Simulation und
Materialmodellierung von Kunststoffen geht. Als Systemintegrator
und Messsystementwickler im Bereich der digitalen Bildverarbeitung
mit KI-Erfahrung rundet Aixtrusion die Entwicklung
und Umsetzung der neuen Lösung ab. Das Entwicklungsprojekt
wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Die breite Kundenbasis der Projektpartner sowie die Softwareprodukte
von Part Engineering stellen die Verbreitung der
Entwicklungsergebnisse in die industrielle Praxis sicher.
DIE PROJEKTPARTNER
Part Engineering ist ein Technologieunternehmen, das 1999 als
technisches Beratungsunternehmen gegründet wurde. Heute entwickelt
und vertreibt Part Engineering weltweit CAE-Software
und Simulations-Dienstleistungen im Umfeld der technischen
Simulation. Das Unternehmen hat in breiten Industriesegmenten
mehr als 400 Firmenkunden weltweit. Aixtrusion ist als Ingenieurbüro
im Bereich der Maschinenautomatisierung und Leitsystemtechnik
für Kunststoffverarbeitungsmaschinen an den Standorten
Arnsberg und Aachen tätig. Als Systemintegrator und Messsystementwickler
wurden die Geschäftsfelder auch auf die Elektronikentwicklung
im Embedded Systems Umfeld, Informationssysteme
und Systeme zur digitalen Bildverarbeitung erweitert.
Das Kunststoff-Zentrum SKZ mit seinen rund 400 Mitarbeitern
bietet neben Forschung und Entwicklung mit direktem Praxisbezug
auch Prüf- und Zertifizierungsdienstleistungen sowie Tagungen,
Kurse und Lehrgänge zur Weiterbildung von Fachkräften.
Das SKZ ist ein Klimaschutzunternehmen und Mitglied der Zuse-
Gemeinschaft.
Bilder: Aufmacher Frédéric Achereiner; Statement Part Engineering
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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
3D-GEDRUCKTE BAUTEILE EFFIZIENT
NACHBEARBEITEN
3D-gedruckte Bauteile müssen meist nachbearbeitet werden.
Für die Nachbearbeitung bieten sich Strahlanlagen an, in denen
abrasive Medien wie Nusskerne oder Glassplitter via Luftstrom
beschleunigt auf die Oberfläche prallen und dabei Material
abtragen. Wie viel Material dabei weicht, hängt unter anderem
vom Material des Bauteils und der Größe und Art des Strahlmittels
ab. Doch welches Strahlmittel hat welchen Effekt? Diese
Fragen haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik
und Automatisierung
IPA nun gemeinsam
mit der Firma MST Microstrahltechnik
beantwortet
und das Verständnis für
diese Prozesse somit stark
verbessert. „Wir haben
verschiedene 3D-gedruckte
Kunststoffbauteile mit
unterschiedlichen Strahlmitteln
bearbeitet und die Effekte miteinander verglichen“,
sagt Mark Becker, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA. Als
Bauteile dienten 3D-gedruckte Geometrien mit Ecken und
Kanten sowie dünnen Wand- und Säulenelementen aus drei
verschiedenen Materialien: Polyamid, PLA und PEEK. Diese
Bauelemente bearbeiteten die Forscher mit jeweils drei
abrasiven Materialien, die von Druckmaterial zu Druckmaterial
leicht variierten. Auf der Deburring Expo 2023 (10. bis 12.
Oktober in Karlsruhe) stellen Fraunhofer IPA und MST Microstrahltechnik
ihre halbautomatisierte Strahlanlage vor.
www.ipa.fraunhofer.de
SENSOR ZUR OPTISCHEN NAHTFÜHRUNG
Scansonic erweitert
seine Produktfamilie der
optischen Nahtsensoren:
Der TH6D-Advanced
punktet mit einer äußerst
leistungsfähigen Bildverarbeitung
und skalierbare
Mustererkennungsalgorithmen.
Der Sensor eignet sich für Anwendungen im
Bereich automatisierter Schweißprozesse mit Lichtbogen
beziehungsweise Laser ebenso wie für das automatisierte
Kleben oder andere Prozesse, bei denen eine exakte und
zuverlässige Führung entlang einer definierten Geometrie
erforderlich ist. Basis der Bildverarbeitung beim TH6D-
Advanced ist das bewährte Triangulationsprinzip. Bauteile
und verschiedene Fügestöße werden durch die Kombination
von Laserlinien, einer leistungsstarken Kamera und einem
optischen System, das dem TH6D-Advanced eine Auflösung
von 25 μm ermöglicht, erfasst. Im Lichtschnittverfahren
projiziert der Sensor dabei drei Linien auf die zu bearbeitende
Kante. Diese Linien brechen sich an der Kante und geben
Informationen über Nahtposition, Spaltmaß und Kantenversatz
am Fügestoß ebenso an die Steuerung weiter wie
Korrekturdaten zur Orientierung und Positionierung des
Werkzeugs. Im Gegensatz zu den meisten anderen Systemen
arbeiten alle Scansonic-Sensoren, so auch die TH6D-
Advanced, mit drei Linien. Durch diese Redundanz wird
die Verlässlichkeit der gelieferten Informationen deutlich
erhöht und damit ein stabiler Prozess ermöglicht.
www.scansonic.de
FAKUMA
Halle A4, Stand 4308
Intelligente Wärme
ist Infrarot.
Infrarot-Wärme spart Energie, weil
sie die optimale Wärmemenge immer
exakt an die richtige Stelle bringt.
Zum Beispiel, um Kunststoffe gezielt
zu erwärmen, verschweißen oder
entgraten. Das spart Zeit und Geld!
Ihr Kontakt zu unserem Infrarot-Team:
hng-infrared@heraeus.com
Heraeus Noblelight GmbH
www.herae.us/plastics
KUGELLAGER-WERKSTOFFE TROTZEN
CHEMIKALIEN UND TEMPERATUREN
In der Chemie- und Halleiterindustrie
müssen Maschinen
und Anlagen oftmals Temperaturen
jenseits der 100 °C
und aggressiven Chemikalien
standhalten. Für mehr Ausfallsicherheit
und weniger
Wartungsaufwand der Maschinen
hat Igus das schmierfreie
Rillenkugellager Xiros A500 als Spezialist für Chemikalien-
und Temperaturbeständigkeit entwickelt. Und so ist
das Rillenkugellager aufgebaut: Innen- und Außenring
bestehen aus dem bewährten Xirodur A500 Hochleistungskunststoff.
Neben Edelstahl- und Glaskugeln bietet Igus nun
auch Keramikkugeln aus Zirkoniumoxid – auch bekannt als
keramischer Stahl. Der Vorteil: Keramikkugeln sind nahezu
unverwüstlich. Sie haben eine extreme Festigkeit, hohe
Bruchzähigkeit sowie einen geringen Abrieb. Gleichzeitig
punkten sie mit ihrer hohen Temperaturschockbeständigkeit.
Um Anwendern noch mehr Lösungen zu bieten,
erweitert Igus sein Kugellager-Angebot für den Hochtemperatureinsatz
um das Käfigmaterial Xirodur F500 und Kugeln
aus Zirkoniumoxid. Im hauseigenen Labor zeigten Tests,
dass das verstärkte Käfigmaterial Xirodur F500 eine bis
zu 50 Prozent längere Lebensdauer zu vergleichbaren
A500-Kugellagerkäfigen erreicht. Da die Xiros-Kugellager
aus Hochleistungskunststoffen hergestellt werden, sind
sie zudem bis zu 50 Prozent leichter als herkömmliche
Kugellager aus Edelstahl.
www.igus.de
42 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
PROZESSSICHERE MONTAGE
UND EMV-SCHIRMUNG
Mit der neuen Uni Dicht Tri kombiniert
Pflitsch die EMV-Kontaktierung per
Tri-Feder – bekannt aus der Blueglobe-
Bau reihe – mit der Kompaktheit und
Individualität des Uni Dicht-Systembaukastens.
Kennzeichnend für diese
Lösung ist eine dauerhafte, großflächige
und niederohmige 360°-Kontaktierung zum Kabelschirm auf Basis der patentierten Triangelfeder.
Resultat sind Schirmdämpfungswerte bis in den GHz-Bereich. Ein weiterer Pluspunkt
ist die besondere Stromtragfähigkeit zur Ableitung unerwünscht hoher Schirmströme. Bei
der Montage muss der Anwender lediglich den Kabelmantel an der Kontaktstelle entfernen,
wo das Schirmgeflecht kontaktiert werden soll. Uni Dicht Tri gibt es in den Größen M16 bis
M25 für Kabeldurchmesser von 4,0 bis 20,5 mm. Aufgrund der großen Dichtbereiche lassen
sich weite Durchmesser mit IP 68 abdichten.
www.pflitsch.de
KINDERLEICHTE FASERLÄNGENBESTIMMUNG
Faserverstärkte Kunststoffe sind heute aus vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken.
Dabei kommen immer mehr langfaserverstärkte Materialien bei hochbeanspruchten
Produkten zum Einsatz, um entscheidende Bauteileigenschaften nochmals deutlich zu
verbessern. Für die Beurteilung der Qualität und Wirksamkeit der Faserverstärkung ist die
genaue Kenntnis der im Bauteil vorhandenen Faseranteile, der Faserorientierung und der
Faserlängenverteilung zwingend erforderlich. Ermittelt werden die Faserlängen mit der
Software Fiver, die jetzt in der Version V2 deutliche Erleichterungen und eine höhere Präzision
bietet. Lange, gebogene und überkreuzt liegende Fasern werden nun dank verbesserter
Algorithmen noch zuverlässiger automatisch erkannt. Die Präzision der Ergebnisse steigt
durch erweiterte Bildaufbereitungs- und Kalibriermöglichkeiten deutlich. Eine entscheidende
Neuerung ist jedoch der Analyse-Autopilot, der sogenannte Fiver 1, 2, 3 – Assistent, mit
dem die notwendigen Auswertungsschritte für eine Liste von Probenscans automatisiert
abgearbeitet werden können. Dabei kommt eine maximal vereinfachte, alternative Benutzeroberfläche
zum Einsatz, die mit lediglich drei schnellen Klicks zum Ziel führt.
www.skz.de
UV-TECHNOLOGIE FÜR ZUKUNFTSFÄHIGE
BESCHICHTUNGSLÖSUNGEN
Seit der Einführung der VOC-Verordnung steigen
viele Unternehmen in der holzverarbeitenden
Industrie um, weg von lösungsmittelhaltigen
Lacken und hin zu Lacken auf Wasserbasis. Die
umweltfreundlicheren Farben und Lacke erfordern
allerdings ein Weiterdenken bei der Lacktrocknung,
denn Wasser verdunstet langsamer als
Lösungsmittel. Das hat zur Folge, dass vorhandene
Umluftöfen zur Trocknung nicht mehr ausreichen.
Wenn die Trockenstrecke gleich lang bleibt, muss
die Durchlaufgeschwindigkeit reduziert werden.
Eine Verlängerung der Heißluft-Trockenstrecke ist
schon aus Platzgründen nicht immer möglich. In jedem Fall kann hier also ein Produktionsengpass
entstehen, den sich kein Beschichter leisten kann. Eine Maßnahme, dem zu begegnen,
kann der Umstieg auf die Infrarot-Wärmetechnologie sein. Heraeus Noblelight bietet
Infrarot-Strahler, die exakt auf die Trocknung von Wasserlack abgestimmt sind. Mittelwellige
Infrarot-Strahlung trifft genau die Absorptionseigenschaften von Wasser. Sie wird von
Wasser besonders gut absorbiert und direkt in Wärme umgesetzt. Durch die Auswahl der
richtigen Strahler wird gezielt der Lack oder die Beize getrocknet, während Anlage und
Umgebung kühler bleiben. Es spart Zeit und Geld, wenn Produkte nach dem Wärmeschritt
schneller bereit zur Weiterverarbeitung sind. Durch kompakt gebaute Infrarot-Module
lassen sich bestehende Trockner einfach aufrüsten.
www.heraeus-noblelight.com

KONSTRUKTIONSELEMENTE
EINSATZBEREIT
AUCH IM EXTREMFALL
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Bei der Auslegung von Metallfedern für den Extremfall ist mehr zu tun
als die Bestimmung des passenden Federnwerkstoffs.
Nur eine anwendungsspezifische Kombination aus Federnart,
Federnbauform, Federnwerkstoff, Windungsausführung,
Oberflächenbehandlung und der Federnauslegung nach
Funktions- und Festigkeitsnachweis bringt die optimale Lösung.
44 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

KONSTRUKTIONSELEMENTE
01
02
01 Druckfedern erhalten durch eine nachträgliche Behandlung ihrer
Oberflächen zusätzliche Eigenschaften – sie werden je nach
Anwendungsfall beispielsweise härter, rost- oder wärmebeständiger
02 Individuelle Spezialfedern können in jeder gewünschten
Abmessung, Bauform und Eigenschaft von 0,1 bis 12 mm Drahtstärke
aus allen gängigen Federstahlsorten mit Oberflächenbehandlung in
Kleinmengen und Großserien gefertigt werden
Die mit 70 Prozent am häufigsten eingesetzte Federnart
ist die Druckfeder; sie besitzt die größte Widerstandskraft.
Bei der Zugfeder muss bei extremen Anwendungen
die Ösenanbindung überprüft werden. Bei einer
einfachen 1/1 deutschen Öse ist der Ösenübergang vom Federkörper
zur Öse besonders empfindlich. Zugfedern können daher
bei hoher Belastung, mit häufigen Lastwechseln, an beiden
Federenden mit Einschraubstücken ausgestattet werden. Die
Belastungsgrenze von Schenkelfedern hängt von der Belastungsrichtung
und der Schenkelform ab. Darum gilt bei Schenkelfedern:
Belastung grundsätzlich nur in Windungsrichtung;
und je kürzer der Schenkel, desto höher die Belastungsgrenze.
FEDERBAUFORM BESTIMMT
DIE FEDERKENNLINIE
Neben der Unterscheidung nach Druck-, Zug- und Schenkelfedern
können Metallfedern in verschiedenen Bauformen hergestellt
werden. Die häufigste Federnbauform ist die zylindrische
Bauform, die mit einer linearen Federkennlinie die Kraft gleichmäßig
abliefert. Daneben gibt es aber noch unzählige andere
Bauformen wie beispielsweise die Bienenkorbfeder und die konische
oder tonnenförmige Federnform, welche mit variablen
Federkennlinien für die unterschiedlichsten Spezialaufgaben
eingesetzt werden. So werden Bienenkorbfedern mit einer nach
oben verjüngten Windung gerne für anspruchsvolle dynamische
Anwendungen verwendet.
WERKSTOFF UND OBERFLÄCHE
PASSEND WÄHLEN
Auch die Auswahl des passenden Werkstoffs ist im Extremeinsatz
existenziell. Neben der Werkstoffauswahl nach korrosiven, elektrisch
leitenden oder unmagnetischen sowie Hoch- und Niedrigtemperatureigenschaften
sind es vor allem Werkstoffeigenschaften
im Elastizitätsmodul beziehungsweise im Gleitmodul, nach
der die Feder die gewünschte Kraft bereitstellt und nach Wegnahme
der Belastung wieder ihre ursprüngliche Gestalt erreicht.
Hierfür sind hohe Elastizitätsgrenzen für einen großen elastischen
Bereich, geringe Relaxationseigenschaften auch bei erhöhten
Temperaturen, eine hohe Dauerschwingfestigkeit, ein ausreichendes
Verformungsvermögen und eine gleitfähige Oberfläche
zwingend notwendig.
Sollten die gewünschten Werkstoffeigenschaften jedoch nicht
mit den benötigten Belastungsdaten vereinbar sein, oder sollte
die Feder zusätzliche Eigenschaften benötigen, sind diverse
ergänzende Oberflächenbehandlungen wie erhöhter Korrosionsschutz,
Festigkeitserhöhung, leitend und unmagnetisch verfügbar.
Welche Oberflächenbehandlung zu welchen Federeigenschaften
passt, wird, wie viele andere Zusatzinformationen, auf
der Informationsseite blog.federnshop.com näher beschrieben.
FUNKTIONS- UND FESTIGKEITSNACHWEIS
Letztendlich wird die Metallfeder für die vorhandene Aufgabe
optimal für den zur Verfügung stehenden Bauraum ausgelegt.
Nachdem die Belastungsart statisch oder dynamisch, die Gesamt-
Lebensdauer, die Einsatztemperatur, das Umgebungsmedium, die
benötigten Kräfte und Federwege, der vorhandene Einbauraum,
die Toleranzen, der Werkstoff und die Einsatztemperatur bestimmt
worden sind, besteht die Federnauslegung aus zwei Stufen:
1. Funktionsnachweis, mit der Überprüfung der Dimensionen,
Federrate, Kräfte, Federwege und des Schwingungsverhaltens
2. Festigkeitsnachweis, mit der Überprüfung der zulässigen Spannung
beziehungsweise der Dauerfestigkeit
Dazu ist eine iterative Vorgehensweise erforderlich, bei der am
Ende die Beanspruchungsgrenze für die Federdimensionierung
mit einem Sicherheitsfaktor festgelegt wird. Je nach Anwendungsfall
und abhängig davon, wie extrem die Anforderungen
sind, wird die Beanspruchungsgrenze angepasst. So ist die Metallfeder
für jeden Einsatz bestens gerüstet.
Aus konstruktiven Gründen müssen mitunter auch Federsysteme
aus mehreren Federn zur Aufnahme von Kräften und
Bewegungen aufgebaut werden. Die gängigsten Federsysteme
sind Parallelschaltungen, Reihenschaltungen und Mischschaltungen
von Einzelfedern.
Bilder: Gutekunst
DURCH EINE ITERATIVE
VORGEHENSWEISE WIRD DIE
BEANSPRUCHUNGSGRENZE FÜR
DIE FEDERDIMENSIONIERUNG
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Aufnahmebuchsen mit
Zustandssensor erweitert.
Diese erlauben eine
zentrale Positionskontrolle
von Arretier- und
Kugelsperrbolzen im
Produktionsprozess. Die
Buchsen sind wahlweise
komplett mit integriertem
Sensor verfügbar
oder lassen sich alternativ
vom Anwender mit handelsüblichen induktiven
Sensortypen bestücken. Die Buchsen mit integriertem
Zustandssensor ermöglichen eine betätigungsabhängige
Prozesssteuerung. Darüber hinaus kann sichergestellt
werden, dass sich das Bedien- oder Rastelement am
gewünschten Ort befindet, beispielsweise bei der Formatverstellung
von Verpackungsmaschinen oder an Montagevorrichtungen
im klassischen Maschinenbau. Die Buchsen
bilden einen Aufnahmepunkt für Arretier- und Kugelsperrbolzen,
in welchem diese sicher und genau verrasten
können.
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LANGLEBIGE LINEARFÜHRUNGEN UND
REIBUNGSARME KUGELGEWINDETRIEBE
Mit DH/DS stellt NSK eine neue Baureihe an Linearführungen
vor, die eine mehr als doppelt so lange Lebensdauer
erreichen, als die bekannten NH/NS-Modelle. Auch im
Produktbereich der Kugelgewindetriebe gibt es Neues.
Die verlängerte
Lebensdauer ist
der erhöhten
dynamischen
Tragzahl sowie
einem speziellen
Werkstoff und
einer besonderen
Wärmebehandlung
zu
verdanken.
Außerdem
erleichtert die
DH/DS-Reihe das
Downsizing, da
kleinere Linearführungen bei gleicher Leistung verwendet
werden können. Neu bei den Kugelgewindetrieben von
NSK, die die einfache Integration in Werkzeugmaschinen
europäischer Hersteller gewährleisten, ist eine Low-
Temperature-Baureihe. Sie zeichnet sich durch eine um
45 Prozent reduziert Reibung aus und bringt weniger
Temperatur in das Antriebssystem ein. Ebenfalls neu
sind die HFT „Super-long life“-Serie für hochbelastete
Anwendungen sowie die Präzisions-Kugelgewindetriebe,
die Bewegungsfehler verringern und das Phänomen des
„Second quadrant glitch“ minimieren.
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KONSTRUKTIONSELEMENTE
BLUETOOTH MESH MIT BIS ZU 50 TEILNEHMERN REALISIEREN
Die Umsetzung von Industrie-4.0-Anwendungen ist häufig mit einer umfassenden
Verkabelung verbunden. Mit Bluetooth-Komponenten von ifm lässt sich dieser
Zusatzaufwand per Bluetooth Mesh einsparen. Über den IO-Link-Bluetooth-Adapter
EIO344 und die Bluetooth-Basisstation EIO404 können Sensordaten drahtlos für
IIoT-Anwendungen bereitgestellt werden, ohne Eingriff in die Steuerungstechnik. Der
Bluetooth-Adapter wird zwischen IO-Link-Sensor und bestehender Leitung in das
System integriert und überträgt die Daten via Bluetooth an die Basisstation. Der
Y-Weg zur Anbindung an das IIoT wird damit drahtlos. Mit den Geräten lässt sich über
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen hinaus ein Mesh-Netzwerk aufbauen. So können an
eine Basisstation bis zu 50 IO-Link Devices eingebunden werden. Es reicht, wenn sich
ein einziger Adapter in der Reichweite befindet. Von der Basisstation aus gelangen die
Daten über Ethernet in die passende Moneo-Anwendung. Die Komponenten zur
Anbindung von IO-Link-Sensoren über ein Bluetooth Mesh ermöglichen auch bei
bestehenden Anlagen die Implementierung einer IIoT-Anwendung.
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präzise Achsregelung mit
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schnell und einfach in Betrieb
genommen werden, bietet das
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Elektronik. Neben dem Inbetriebnahme-Assistenten
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in diese Einheit die Skriptsprache
nach dem Fleximod-Konzept
integriert. Damit lässt sich die
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Funktion des Gerätes ohne
externe Steuerungsfunktionen
an die Erfordernisse verschiedenster
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anpassen. Die Realisierung
von Oszilliersteuerungen,
Parameterumschaltungen
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SPECIAL
SPECIAL
MASCHINENSICHERHEIT
DIE KONNEKTIVITÄT
MACHT DEN
UNTERSCHIED
Integration, Vernetzung und Verknüpfung sind zentrale
Trends in der Automatisierungstechnik. Sowohl der
Hersteller als auch der Anwender einer Maschine
kann dadurch, ganz im Sinne der Digitalisierung,
Vorteile realisieren – zum Beispiel eine Steigerung der
Produktivität, einfache Anpassung an die individuellen
Anforderungen sowie eine verbesserte Fehlerdiagnose.
Tobias Thiesmann, Produktmanager Programmierbare
Steuerungen, Schmersal Gruppe, Wuppertal
48 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
Jahrzehntelang war die Auswahl „Reihenschaltung oder Parallelverdrahtung“
die einzige Entscheidung, die es hinsichtlich
der Integration von Sicherheitsschaltgeräten in den
Sicherheitskreis einer Maschine zu treffen galt. Inzwischen
gibt es verschiedene Möglichkeiten der Vernetzung und Integration
– zum Beispiel sichere Bussysteme, Safety-Fieldboxen und
Diagnose-Feldbusse. Der Konstrukteur hat also tatsächlich die
Wahl – was ist dabei zu beachten?
BEWÄHRT UND GUT: DER SICHERHEITSBUS
Zu den seit Langem bewährten Optionen gehören Sicherheits-
Bussysteme. Ein weit verbreitetes System ist AS-Interface Safety
at Work (ASi SaW). Viele Gerätebaureihen von Schmersal sind
mit integrierter Anschaltung für dieses Bussystem lieferbar, die
anderen können über separate Interface-Bausteine angeschlossen
werden. Zu den Vorteilen dieses Systems gehört die Tatsache,
dass über das gelbe ASi-Flachbandkabel sowohl betriebsmäßige
als auch sicherheitsgerichtete Signale übertragen werden können.
Das hat Vorteile für den Hersteller der Anlage (geringer
In stallationsaufwand, flexiblere Konfiguration) und auch für
deren Betreiber, der zum Beispiel die Betriebszustände der
Sicherheitsschaltgeräte umfassender auswerten kann.
AUCH BEI MASCHINEN MIT
WENIGEN SICHERHEITSSCHALT-
GERÄTEN UND -FUNKTIONEN
KANN EIN SICHERHEITSBUS
VORTEILE BIETEN
Der AS-i-Safety-Standard ermöglicht nicht nur eine schnelle
Montage mit minimalen Verdrahtungsaufwand. Er bietet auch eine
hohe Flexibilität, zum Beispiel bei Umbauten an der Anlage
oder bei neuen (Sicherheits-)Anforderungen. Ein weiterer Pluspunkt
sind die umfassenden Diagnosefunktionen. Sie erlauben
bei Unregelmäßigkeiten oder Störungen ein rasches Auffinden
der Fehlerquelle. Auch das ist besonders bei weitläufigen, komplexen
Anlagen ein Vorteil, der die Stillstandszeit in solchen
Fällen erheblich verkürzen kann. Aber: Auch bei kompakten
Maschinen mit einigen wenigen Sicherheitsschaltgeräten und
-funktionen kann ein Sicherheitsbus schon Vorteile bieten.
Autorenvor- und zunamen, inkl. Titel und Posistion im
Unternehmen mit Firmenadresse hier noch ergänzen.
DURCHGÄNGIGE KOMMUNIKATION VOM
SCHALTGERÄT AUF HÖHERE EBENEN
Bewährt ist auch der von Schmersal entwickelte SD-Bus für das
„Einsammeln“ von betriebsmäßigen Daten wie Schaltzyklen,
Grenzbereichswarnungen, Abstandswarnungen etc. In der neuesten
Ausprägung mit der Bezeichnung SD 4.0 werden diese
Daten über einen Ein-Draht-Bus (SD-Bus für serielle Diagnose)
gesammelt und zyklisch an ein SD-Gateway oder an die modulare
Sicherheitssteuerung Protect PSC 1 übertragen. Das schafft die
Voraussetzung für eine deutlich einfachere Vernetzungsmöglichkeit
mit höheren Ebenen – bis zu OPC UA als standardisiertem
Protokoll für die M2M-Kommunikation.
Diese Vernetzung hat zum Beispiel den Vorteil, dass die im
Feld gesammelten Diagnoseinformationen besser visualisiert
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/10 49

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
01
01 Über SD 4.0 lassen sich unterschiedliche Bauarten von
Sicherheitsschaltgeräten per Reihenschaltung verbinden
02 Eine neue Safety Fieldbox kommuniziert auch über die
Bussysteme EtherNet/IP mit CIP Safety und EtherCAT mit FSoE
03 Der neue SD-Gateway ist mit einem Webserver und einer
MicroSD-Speicherkarte ausgestattet
02
03
Der Anwender kann somit beispielsweise Ereignisprotokolle
(Event Logs) live über das Webinterface auswerten und die vollständigen
Diagnosedaten aller angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte
im Klartext im Browser ablesen. Außerdem lassen
sich zum Beispiel Sicherheitszuhaltungen und Bedienfelder direkt
über die Webschnittstelle ansteuern.
OFFEN FÜR WEITERE FELDBUSSYSTEME
DURCH DIE ÜBERTRAGUNG
SÄMTLICHER DIAGNOSESIGNALE
IST EINE OPTIMALE PROZESS-
TRANSPARENZ GEGEBEN
SPECIAL
und über mobile Endgeräte wie Tablets oder Handys abgerufen
werden können. Die SD-Gateways bilden den Verbindungspunkt
zwischen Schmersal SD-Bus, sowie dem klassischen Feldbus
oder einer M2M-Schnittstelle, die eine anschauliche Visualisierung
erlauben – etwa im Rahmen von Predictive Maintenance-
Konzepten. Ein konkretes Beispiel: Dem Anwender werden Unregelmäßigkeiten
wie etwa ein Versatz der Schutztür angezeigt,
und er kann sofort eingreifen. Das erhöht die Verfügbarkeit der
Anlage und senkt das Risiko von Stillständen. Außerdem wird
eine schlanke, kostensparende Verdrahtung von bis zu 31 Sicherheitsschaltgeräten
ermöglicht.
SD-FELDBUS-GATEWAY MIT
INTEGRIERTEM WEBSERVER
Angesichts dieser Vorteile überrascht es nicht, dass Schmersal
diese Produktfamilie kontinuierlich erweitert. Auf der SPS 2023
in Nürnberg zeigt Schmersal mit dem SDG Feldbus Gateway eine
neue Variante, die ihre Signale per Feldbus an die Maschinensteuerung
sendet. Außerdem ist das neueste SD-Gateway mit einem
Webserver und einer MicroSD-Speicherkarte ausgestattet.
Apropos Feldbus: Das von Schmersal entwickelte Safety Fieldbox-System
ermöglicht die Anschaltung von bis zu acht Sicherheitsschaltgeräten
verschiedener Bauarten (elektronische und
elektromechanische Sicherheitszuhaltungen, Sensoren, Bedienfelder
mit Not-Halt-Funktion, Lichtvorhänge…) im Feld. Das
spart Kosten, zumal elektromechanische und elektronische
Endgeräte jeweils nur einen Geräteanschluss belegen. Sowohl
die sicherheitsgerichteten als auch die betriebsmäßigen Signale
werden gesammelt und per Plug-and-play mit übergeordneten
Steuerungsbausteinen, etwa einer Sicherheits-SPS, verbunden.
Bislang war das nur über das Profinet/Profisafe-Protokoll –
das heißt über das in Europa am häufigsten verbreitete Bus-System
– möglich. Seit Kurzem ist auch die Ausführung mit Ethernet/IP-CIP
Safety-Schnittstelle verfügbar. Auf der SPS wird
Schmersal auch die neuste Variante der Safety Fieldbox mit
EtherCAT FSoE vorstellen. Das bedeutet: Der Konstrukteur kann
die Sicherheitsfunktionen einer Maschine unabhängig vom eingesetzten
Feldbussystem projektieren, da mit den drei Varianten
die international am weitesten verbreiteten Steuerungssysteme
abgedeckt sind.
DREI LÖSUNGEN – GEMEINSAME ZIELE
Bei den beschriebenen drei Verdrahtungskonzepten handelt es
sich um kostengünstige und ebenso einfache Lösungen, die nach
dem Plug-and-play-Prinzip installiert werden können. Darüber
hinaus sind diese Lösungen äußerst flexibel, wenn es um die Anpassung
an die individuellen Sicherheitsanforderungen von
komplexen Anlagen und Maschinen geht. Außerdem ist durch
die zusätzliche Übertragung sämtlicher Diagnosesignale der verbundenen
Geräte eine optimale Prozesstransparenz gegeben.
Und, was als Argument immer wichtiger wird: Weil weniger Leitungen
benötigt werden, sparen Bussysteme und Netzwerklösungen
Ressourcen wie Kunststoff und Kupfer.
50 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
NEUE VERNETZUNGSKONZEPTE –
VERZICHT AUF VERDRAHTUNG
Da die Maschinenbauer – aus guten Gründen – immer häufiger auf
alternative Verdrahtungs- beziehungsweise Vernetzungskonzepte
setzen, werden diese Systeme kontinuierlich weiterentwickelt,
und immer mehr Endgeräte werden mit den entsprechenden
SAFETY SERVICES RUND UM DIE
MASCHINENSICHERHEIT
Maschinensicherheit
und Arbeitsschutz
sind äußerst komplexe
Aufgabenfelder. Viele
Unternehmen setzen
daher auf die Unterstützung
durch
externe Fachleute.
tec.nicum ist in der Schmersal Gruppe der Geschäftsbereich
für Dienstleistungen, die im Kontext mit der
Maschinen- und Anlagensicherheit stehen. Die Spezialisten
des tec.nicum bieten allen Maschinenherstellern und
-betreibern eine kompetente, produkt- und herstellerneutrale
Beratung zu allen aktuellen gesetzlichen
Vorschriften. Darüber hinaus unterstützen sie die
Unternehmen bei der sicheren Gestaltung ihrer Maschinen
und Arbeitsplätze. Das tec.nicum-Team konzipiert und
realisiert Sicherheitslösungen über alle Lebenszyklusphasen
der Maschinen und Anlagen. Zudem bietet das
tec.nicum Turnkey-Komplettlösungen an – von der ersten
Analyse bis hin zur kompletten technischen Umsetzung
und schlüsselfertigen Übergabe.
Bei der Planung von Sicherheitssystemen
kann Schmersal auf eine Vielzahl von
Komponenten zurückgreifen, die äußerst
flexibel und individuell anpassbar sind. So
können wir die Aufgaben und Funktionen
der Maschinensicherheit optimal in die
Prozesse der jeweiligen Maschine oder
Anlage integrieren. Im Zuge von Industrie
4.0 wird es noch wichtiger werden, dass
unsere Produkte Daten zur Verfügung
stellen können, sei es für den Datenaustausch
von Maschine zu Maschine oder für
die standortunabhängige Kommunikation.
Wir werden daher weiter an der Entwicklung
intelligenter Systemlösungen arbeiten,
die eine umfassende Integration unserer
Sensoren, Zuhaltungen, Bediengeräte
und Auswertungen in Feldbus- und Cloudsysteme
unterstützen.
TOBIAS THIESMANN, Produktmanager Programmierbare
Steuerungen, Schmersal Gruppe, Wuppertal
Bei vielen Fragen hilft ein umfassendes Safety Consulting
– doch für Unternehmen, die internes Know-how
aufbauen möchten, bietet die tec.nicum academy ein
breitgefächertes Programm an Seminaren und Schulungen
rund um das Thema Maschinensicherheit. Zum Seminarprogramm
gehören Themen wie Risikobeurteilung
und Konformitätsbewertung, sicherheitsgerechtes
Konstruieren sowie rechtliche Fragestellungen, die
sich aus den EU-Richtlinien ergeben. Ebenso gehören
Einzelnormen der Maschinen- und Anlagensicherheit
zum Schulungsangebot der tec.nicum academy sowie
technologie- und produktspezifische Workshops. Jetzt
hat die tec.nicum academy außerdem ein neues
Qualifizierungsangebot in ihr Programm aufgenommen:
In einem viertägigen Seminar können sich Teilnehmende
zum „Machinery CE Expert mit TÜV Rheinland geprüfter
Qualifikation“ weiterbilden.
www.tecnicum.com
Schnittstellen ausgestattet. Zu den Perspektiven für die nahe
Zukunft gehören aus Sicht von Schmersal neue Varianten des
SD-Gateways, mit zusätzlichen Funktionen und als Kombination
mit Schaltgeräten.
DIE ENTWICKLUNG GEHT WEITER
Klar ist: Die Vernetzung oder Konnektivität wird weitergehen,
in höhere Ebenen und mit neuen Ausprägungen. Ein Beispiel –
und nicht das einzige – ist das digitale Typenschild eines jeden
Produktes im Feld und Schaltschrank. Diese Typenschilder
werden künftig als Teil des digitalen Zwillings der Gesamtmaschine
nicht nur in der Dokumentation hinterlegt, sondern können
direkt über die M2M-Schnittstelle abgerufen werden. Das
wird unter anderem den Service von Maschinen weiter erleichtern
und die Transparenz steigern. Die Konnektivität macht es
möglich.
Bilder: Schmersal
www.schmersal.com
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/10 51

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
FUNKTIONALE SICHERHEIT UNTER
EXTREMBEDINGUNGEN
SPECIAL
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Hohe Temperaturen, starke Vibrationen, Feuchtigkeit,
Staub oder explosive Atmosphären, wie sie in der Ölund
Gasindustrie, im Bergbau oder in der Lebensmittelproduktion
auftreten, können zu Fehlfunktionen oder
Ausfällen im Prozess führen. Mit der Produktfamilie PSRmodular
XC und den Profisafe-Modulen der Baureihe AXL F XC von
Phoenix Contact lassen sich herausfordernde Aufgabenstellungen
an die funktionale Sicherheit zuverlässig lösen.
ERWEITERTE TEMPERATURBEREICHE
Ein besonderes Problem resultiert vor allem aus hohen Temperaturen,
da sie eine potenzielle Gefahr für elektronische Kompo-
Carsten Gregorius, Manager Strategic Product Marketing Safety; und
Manuel Ungermann, Strategic Product Management Safety, Geschäftsbereich
Automation Infrastructure, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
In vielen Branchen arbeiten Maschinen und Anlagen
unter extremen Einsatz- und Umgebungsbedingungen.
Um hier für Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit zu sorgen,
werden erhöhte Anforderungen an die Automatisierungslösungen
gestellt. Denn auch unter herausfordernden Bedingungen müssen
diese Systeme störungssicher funktionieren.
nenten darstellen. Extreme Wärme kann zu Beschädigungen führen
oder die Leistungsfähigkeit der Geräte beeinträchtigen. In
diesem Kontext ist es von entscheidender Bedeutung, dass Automatisierungslösungen
unter derart hohen Temperaturen unterbrechungsfrei
arbeiten. Daher sind robuste Materialien zu nutzen
und spezielle Konstruktionsmerkmale zu beachten, die den
besonderen Anforderungen standhalten. Die Komponenten
müssen die erzeugte Wärme effizient ableiten und eine optimale
Betriebstemperatur aufrechterhalten können, sodass sie stets zuverlässig
funktionieren.
Die Herausforderung besteht darin, dass hohe Temperaturen
nicht nur eine direkte Wärmebelastung der Geräte nach sich ziehen,
sondern auch andere mögliche Schwierigkeiten bewirken
können. Zum Beispiel ist es möglich, dass sich die thermischen
Ausdehnungen verschiedener Materialien unterscheiden, was
Spannungen und Verformungen zur Folge haben kann. Daraus
ergibt sich wiederum eine Störung der elektrischen Verbindungen
und eine Verschlechterung der Gesamtleistungsfähigkeit der
Automatisierungslösung. Darüber hinaus können hohe Tempera-
52 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
turen die Lebensdauer der elektronischen Komponenten verkürzen.
Die erhöhte Wärmebelastung kann in einer beschleunigten
Alterung der Bauteile resultieren und so ihre Zuverlässigkeit im
Laufe der Zeit verringern. Deshalb ist es von großer Bedeutung,
dass Automatisierungslösungen darauf ausgelegt sind, den Betrieb
selbst bei hohen Temperaturen über längere Zeiträume
hinweg sicherzustellen, ohne dass sich Leistungseinbußen oder
vorzeitige Ausfälle einstellen.
Insgesamt erweist es sich als unerlässlich, dass Automatisierungslösungen
in einem Temperaturbereich bis zu 70 °C problemlos
arbeiten. Dies erfordert eine sorgfältige Entwicklung und
Auswahl von Geräten, die den thermischen Belastungen standhalten
können, sowie die Implementierung passender Kühlungsund
Wärmemanagementmaßnahmen, um für eine optimale
Leistung und Betriebssicherheit zu sorgen.
EXPLOSIONSGEFÄHRDETE UMGEBUNGEN
In einigen Branchen – beispielsweise der Öl- und Gasindustrie –
finden Automatisierungssysteme in explosionsgefährdeten Bereichen
Anwendung. Hier müssen die Komponenten spezielle
Anforderungen erfüllen, damit keine unzulässig hohen Temperaturen
erzeugt werden, die eine Explosion auslösen könnten. Der
Nachweis ihrer diesbezüglichen Eignung wird über internationale
Standards und gesetzliche Vorgaben geregelt. Eine wichtige
Rolle spielt dabei die europäische Atex-Richtlinie (Atmosphères
Explosibles), die für den Einsatz von Geräten in explosionsgefährdeten
Bereichen gilt. Für Automatisierungskomponenten
muss bei einer Installation in Zone 2 gemäß der Atex-Gerätekategorie
3 mit einer explosionsfähigen Atmosphäre gerechnet werden,
die nur selten und lediglich für kurze Zeit auftritt. Hier handelt
es sich um Bereiche, in denen brennbare Gase, Dämpfe oder
THERMISCHE MATERIAL-
VERFORMUNGEN KÖNNEN EINE
STÖRUNG DER ELEKTRISCHEN
VERBINDUNG ZUR FOLGE HABEN
AZ_210 x 75 Schalter.qxp_Layout 1 28.02.23 09:09 Seite 2
Nebel bei normalen Betriebsbedingungen nicht in gefährlichen
Mengen vorhanden sind, aber gelegentlich entstehen können.
Außerhalb Europas werden mit Hazloc und IEC EX entsprechende
Zertifizierungen genutzt. Hazloc (Hazardous Location)
ist ein Begriff, der hauptsächlich in Nordamerika verwendet wird.
Hazloc-Zertifizierungen basieren auf den Normen und Vorschriften
von Organisationen wie der National Fire Protection Association
(NFPA) und den Underwriters Laboratories (UL). Sie legen
die Anforderungen für Geräte fest, die in Nordamerika in gefährlichen
Umgebungen eingesetzt werden. Bei IEC EX (International
Electrotechnical Commission Explosive) geht es um ein
globales Zertifizierungssystem für explosionsgeschützte Geräte
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SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
01
01 Das Profisafe-Modul AXL F XC beim Schadgastest
02 Zoneneinteilung im Flüssigkeitstank
02
und Anlagen. Das System wird von der IEC verwaltet und von
verschiedenen nationalen Zertifizierungsstellen anerkannt.
IEC Ex-Zertifizierungen ermöglichen den internationalen Handel
mit explosionsgeschützten Produkten.
Die Profisafe-Module der Baureihe AXL F XC verfügen über die
Zulassungen Atex/IEC EX Zone 2 und UL Hazloc. Für das konfigurierbare
Sicherheitssystem PSRmodular findet sich die Zulassung
für Atex und UL Hazloc in Vorbereitung.
SCHADGASHALTIGE ATMOSPHÄREN
SPECIAL
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
FLEXIBLE KONFIGURATION
Bei PSRmodular handelt es sich um
eine konfigurierbare Kleinsteuerung.
Mit der Lösung lassen sich mehrere
Sicherheitsfunktionen in einer
Applikation überwachen. Die
Sicherheitslogik wird mit der
entsprechenden Software einfach
per Drag-and-Drop erstellt. Das
System funktioniert als Stand-Alone-
Konzept und kann an kleineren
Maschinen die gesamte Maschinensteuerung übernehmen.
Zu diesem Zweck kommt das Grundmodul als
einzelne Komponente zum Einsatz. Auf einer Baubreite
von 67,5 mm stehen folgende Funktionen zur Verfügung:
n acht sichere Eingangssignale zur
Auswertung sicherer Sensoren
n bis zu vier sichere Ausgänge (bis Kategorie 4)
n Takt- und Meldeschaltausgänge
n Kontaktvervielfachung oder -verstärkung
durch externe Schütze in Verbindung mit
integrierter Überwachung möglich
Reicht die I/O-Zahl nicht aus, ist das System modular mit
bis zu 18 sicherheitsgerichteten Erweiterungsmodulen
ausbaubar. Diese werden über den Tragschienen-Busverbinder
einfach an das Basismodul angeschlossen. Über
ein Gateway lässt sich die modulare Sicherheitstechnik in
bestehende Netzwerke einbinden.
Besonders bei chemischen Prozessen ergeben sich in bestimmten
Bereichen schadgashaltige Atmosphären von Chlorgas oder
Schwefelwasserstoff. Diese Zusammensetzungen zeigen sich
häufig als kritisch für Elektronikkomponenten, speziell wenn es
sich um Geräte mit funktionaler Sicherheit handelt. Zur Umsetzung
der hohen Anforderungen an die Schadgasbeständigkeit
der Klassifikation G3 in Anlehnung an die ISA S71.04 (Instrumentation
Society of America) sind die XC-Baureihen der Produktfamilien
PSRmodular und AXL F mit einem besonderen Schutzlack
versehen, der mit einem speziellen Sprühverfahren aufgebracht
wird. Eine Herstellererklärung dokumentiert den entsprechenden
Nachweis.
Neben prozess- und verfahrenstechnischen Anwendungen
stellt die Nutzung in maritimen Applikationen ebenfalls erhöhte
Anforderungen an Automatisierungslösungen. Dies betrifft die
Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Vibration, elektromagnetische
Verträglichkeit (EMV) und Luftfeuchtigkeit. Die Det
Norske Veritas (DNV) ist als international akkreditierte Zertifizierungsstelle
ermächtigt, die technischen Standards für den Bau
und den Betrieb von Schiffen und anderen mobilen Offshore-
Strukturen in internationalen Gewässern festzulegen. Ihre Klassifizierungsstandards
umfassen Sicherheits-, Zuverlässigkeitsund
Umweltanforderungen. Mit dem DNV-Zertifikat besitzt
Phoenix Contact ein international anerkanntes Nachweisdokument
für das konfigurierbare Basismodul aus der PSRmodular-
XC-Familie.
FAZIT
Die XC-Varianten des Sicherheitssystems PSRmodular und des
Portfolios der Profisafe-I/O-Module bieten Anwendern zwei
Ansätze zur Verwendung von sicherheitsgerichteten Automatisierungslösungen
unter extremen Umgebungsbedingungen.
Während die PSRmodular-Familie für den Einsatz in kleinen bis
mittleren Anwendungen optimiert ist, lassen sich mit den Profisafe-Modulen
der Baureihe AXL F auch verteilte Systemarchitekturen
bis SIL 3 respektive PL e realisieren.
Bilder: Phoenix Contact
www.phoenixcontact.de
54 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
MASCHINE
STOP!
SAFETY AND SECURITY
Im Juni wurde die „Maschinenverordnung (EU) 2023/1230“
veröffentlicht. Maschinenhersteller und -betreiber haben
42 Monate Zeit, die neuen Anforderungen an Maschinen und
Anlagen zu erfüllen. Gut, wenn man einen Automatisierungsexperten
an seiner Seite hat, der bei der Umsetzung an Bord ist.
ENERGIE
RAUS.
Im Rahmen der funktionalen Sicherheit von Maschinen kommt der Maschinenrichtlinie
2006/42/EG seit jeher eine besondere Bedeutung zu. Jetzt neu als „Maschinenverordnung
(EU) 2023/1230“ (im Folgenden: Maschinenverordnung) veröffentlicht,
wurden die Vorgaben auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. Sie gibt konkretere
Vorgaben, wie mit wesentlichen Änderungen an einer Maschine umzugehen ist.
Darüber hinaus trägt sie der Digitalisierung und Industrial Security Rechnung.
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ UND CYBERSECURITY
Die neue Verordnung erfasst weiterhin Maschinen sowie zugehörige Produkte, erweitert
die Sicherheitsbauteile jedoch um Software. Sie schafft mehr Klarheit, wann eine
wesentliche Änderung an bestehenden Maschinen und Anlagen vorliegt und somit
eine neue CE-Konformitätsbewertung durchgeführt werden muss. Dabei gilt, dass Anwender
als Folge einer wesentlichen Veränderung zum Hersteller werden – mit allen
Pflichten. So listet die neue Maschinenverordnung sechs Maschinenkategorien, unter
anderem im Bezug zur Künstlichen Intelligenz, für die Maschinenhersteller nicht mehr
wie bisher eine Konformität in Verbindung mit einer harmonisierten Norm selbst
erklären können. In Zukunft muss dafür eine benannte Stelle hinzugezogen werden.
Neu: Im Unterschied zur Maschinenrichtlinie nimmt die Maschinenverordnung
neben der reinen Betrachtung der Safety das Schutzziel Cybersecurity in die „essential
health and safety requirements (EHSR)” mit auf als „protection against corruption“.
Bedrohungen der Cybersecurity dürfen die Sicherheitsfunktionen der Maschine nicht
beeinträchtigen.
UNTERSTÜTZUNG DURCH EXPERTEN
Pilz unterstützt seit Jahren Hersteller von Maschinen mit einem umfassenden Dienstleistungsangebot
für Maschinensicherheit von der Sicherheitsanalyse über Validierung
bis zur CE-Kennzeichnung. Die Experten beraten und schulen Kunden bei einer wesentlichen
Veränderung an Maschinen und Anlagen nach den neuen Anforderungen.
Auch die neuen normativen Anforderungen an Security hat Pilz im Blick.
FRIZLEN Bremswiderstände
nehmen bei Maschinenstop
zuverlässig höchste Energiemengen
auf, auch bei Netzausfall.
Leistungen von 10 W bis 500 kW
Bis IP67, mit UL / CE
FRIZLEN Leistungswiderstände
Belastbar
Zuverlässig
Made in Germany
Bild: iStock.com/nd3000, Pilz GmbH & Co. KG
www.pilz.com
Tel. +49 7144 8100-0
www.frizlen.com

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
LEISTUNGSSTARKE UND
WIRTSCHAFTLICHE LICHTSCHRANKE
Baumer stellt die neue optische Sensorfamilie O330 an
kompakten Lichtschranken und Lichttaster vor: Mehr
Leistungsreserve für zuverlässige Objekterkennung,
ergänzt mit smarten Features wie 3D-MCAD Daten-mit
integriertem Strahlverlauf. Die erweiterten 3D-MCAD-
Daten erleichtern Konstrukteuren schon bei der Suche
nach dem passenden Sensor die Arbeit: Mittels 3D-Vorschau ist eine einfache
Sichtprüfung möglich. Zusätzlich ist in die Modelle der Strahlverlauf integriert,
der deshalb nicht mehr manuell konstruiert werden muss. Das eliminiert
Fehlerquellen und reduziert den Zeitaufwand im Engineering. Der O330 leistet
dank zusätzlicher Funktionsreserve mehr, speziell bei der Detektion von
dunklen, unregelmäßigen und perforierten Objekten. Hier zeichnen sich die
Reflexions-Lichttaster mit Hintergrundausblendung aus durch erweiterten
Erfassungsbereich von 385 mm, einen linienförmigen Lichtstrahl mit Pinpoint-
LED sowie durch sehr hohe Fremdlichtsicherheit.
www.baumer.com
SICHERUNGSHALTER FÜR SEHR HOHE LEISTUNGEN
Der FXP Sicherungshalter für 6.3 × 32 Sicherungen
von Schurter ist für Hochleistungsanwendungen
ausgelegt. Damit erfüllt er die anstehende
Erweiterung der IEC-Norm 60127-6 bereits
heute. Dieser geschlossene Sicherungshalter ist
gemacht für Nennströme bis 25 A bei 500 VAC
(IEC) oder 45 A bei 600 VAC (UL). Besonders
interessant macht ihn seine hohe Stromverträglichkeit
bei erhöhten Temperaturen. Er erreicht
selbst bei 50 °C noch eine maximale Leistung
von 4 W – andere Sicherungshalter in ähnlicher Baugröße erreichen solche
Werte lediglich bei Raumtemperatur. Dieser Umstand schafft Sicherheitsreserven
bei erhöhten Arbeitstemperaturen. Durch eine Snap-in-Montagetechnik
ist der Halter schnell einsatzbereit. Mit seiner IP40-Schutzart ist er
in erster Linie für Indoor-Anwendungen ausgelegt. Anschlussseitig steht ein
Lötanschluss zur Verfügung.
www.schurter.com
SICHERES REMOTE-MANAGEMENT
VON INDUSTRIEANLAGEN
Mit dem Cybersicherheitssystem se.MIS der Sematicon AG haben Maschinenbauer
bereits jetzt ein geeignetes Hilfsmittel in der Hand, sowohl die Anforderungen
des IT-SIG 2.0 als auch der neuen Maschinenverordnung EU 2023/1230
zu erfüllen. Dieses System wird in industrielle Anlagen auf Basis modernster
IT-Sicherheitsstandards integriert, ohne
diese durch zusätzliche Software oder
Updates zu verändern. Die Gesamtlösung
basiert auf einer automatisierten
digitalen Audit-Plattform, die sämtliche
Anlagen, Änderungen und Zugriffe
dokumentiert und damit ein lückenloses
Protokoll erstellt. Zudem werden
auch die Anforderungen nach IEC-
62443 berücksichtigt. Die neuartige
Architektur folgt dabei auch der Zero-
Trust-Architektur nach Empfehlung des deutschen Bundesamtes für Informationssicherheit
(BSI), um die besonders sensiblen Industrie-Netze nahezu
wartungsfrei zu schützen. Kernstück des Sicherheitssystems ist der se.
MIS-Manager, in dem die Benutzerinteraktion stattfindet. Das Gesamtsystem
wird im internen Netz betrieben und ist im Idealfall das einzige System mit
indirektem Zugriff auf das isolierte Maschinen-Netzwerk.
www.cyprotect.com
Bild: Panuwat – stock.adobe.com
56 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT
EXTERN TEACHBARER VERSTÄRKER
Hochleistungslichtschranken sind seit langem ein fester Bestandteil
des breitgefächerten Produktangebots von ipf electronic. Die dreiteiligen
Systeme bestehen aus Sender, Empfänger und Verstärker
und werden aufgrund ihrer hervorragenden Verschmutzungskompensation
in vielen Industriebereichen geschätzt. Nun stellt ipf
electronic mit dem OV560930 erstmals einen extern teachbaren
Verstärker für seine Hochleistungslichtschranken vor. Während die
bisherigen Lösungen in der Lage waren, eine Hochleistungslichtschranke
nur über eine im Verstärker integrierte Teach-Taste
einzustellen, verfügt der neue OV560930 über einen elektrischen
Eingang für den Anschluss einer externen Teach-Taste. Somit lassen
sich jetzt in Applikationen mit häufig wechselnden Produkten,
verbunden mit
variierender
optischer
Durchlässigkeit,
Hochleistungslichtschranken
anhand des
jeweiligen
Referenzteils
direkt am Ort
des Geschehens
teachen, ohne
das hierzu der Zugang zum Verstärker notwendig ist. Hierzu stehen
verschiedene Teachverfahren bereit, sodass die Lichtschranke
entweder auf ein zusätzliche Bedämpfung (Objekt vorhanden) oder
fehlende Bedämpfung (Objekt nicht vorhanden) reagiert, wobei
der geteachte Wert dauerhaft im Verstärker gespeichert wird. Der
OV560930 für die Montage auf einer Normschiene integriert einen
PNP-Ausgang, einen potenzialfreien Wechslerkontakt und einen
Analogausgang (0…10 V) für Messaufgaben.
www.ipf.de
FREMDKÖRPER UND BRUCHSTÜCKE
SICHER DETEKTIEREN
Kipp hat neue detektierbare Bedienteile in das Sortiment
aufgenommen. Verfügbar sind visuelle und
metalldetektierbare Produkte. Sie helfen der Lebensmittelindustrie,
Ausfälle im Produktionsprozess zu
verhindern. Visuell detektierbare Bedienteile sind
ultramarinblau (ähnlich RAL5002) eingefärbt. Aufgrund
dieser für den Lebensmittelbereich untypischen
Farbgebung lassen sich diese Produkte bei Kontakt mit
Nahrungsmitteln einfach identifizieren. Der Kreuzgriff
ist dank geschlossener Kontur mit glatter Oberfläche
außerdem einfach zu reinigen. Einen Schritt weiter
gehen die metalldetektierbaren Bedienteile. Ihre
Bestandteile werden per Induktionstechnologie erfasst.
Das ist hilfreich, wenn ein Bedienteil – ganz oder in
Bruchstücken – versehentlich in den Herstellungsprozess
gelangt. Spezielle Detektieranlagen können
die Fremdkörper dann zuverlässig ausselektieren, auch
wenn sie für das Auge unsichtbar sind. Dabei lassen
sich Bruchstücke bis 0,027 cm³ identifizieren und
ausschleusen.
www.kipp.com
IMPRESSUM
erscheint 2023 im 54. Jahrgang,
ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215
REDAKTION
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),
Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)
Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),
Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de
Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),
Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de
Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,
E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de
Redaktionsassistenz:
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,
(Redaktionsadresse siehe Verlag)
GESTALTUNG
Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder
SALES
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,
E-Mail: o.jennen@vfmz.de
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,
E-Mail: a.zepig@vfmz.de
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,
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58 DER KONSTRUKTEUR 2023/10 www.derkonstrukteur.de

IM NÄCHSTEN HEFT: 11-12/2023
VORSCHAU
ERSCHEINUNGSTERMIN: 24. 10. 2023 • ANZEIGENSCHLUSS: 09. 10. 2023
01
02
04 03
01 Edelstahl-Servogetriebemotoren sind so entwickelt,
dass sie einer Reinigung unter Hochdruck selbst bei hohen
Temperaturen und mit chemischen Reinigungsmitteln
standhalten
Bild: SEW
02 In einer Anlage zur Produktion von Kunststoff-Vials
überprüfen mehrere Bildverarbeitungssysteme, ob alle
vorgegebenen Kriterien erfüllt sind
Bild: Cognex
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03 Vielseitig einsetzbare und leicht zu integrierende
Dehnungssensoren stellen eine Alternative zu
Kraftsensoren dar, besonders bei großen Kräften
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04 Ob in der Medizintechnik oder in der Roboterwelt,
Präzisionsgetriebe sorgen auch in anspruchsvollen
Anwendungen für höchste Präzision und Modularität
Bild: Sumitomo
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