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Mobility_2023

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FLUIDTECHNIK<br />

5445<br />

MOBILITY<br />

MOBILE LÖSUNGEN FÜR DEN BETRIEBLICHEN EINSATZ<br />

Sonderausgabe der O+P Fluidtechnik<br />

Oktober <strong>2023</strong> € 17,50<br />

TITEL<br />

High-Speed ISOBUS<br />

12 und TIM Ready<br />

20 Omnidirektional<br />

manövrieren<br />

50 Outdoor-Navigation<br />

für Agrarroboter


Standards<br />

Edelstahl 1.4571<br />

Höchste Präzision<br />

Zulassungen & Normen<br />

Hohe Verfügbarbeit<br />

Einsatzgebiete<br />

Wasser- & Schiffsbau<br />

Bahntechnologie<br />

Offshore-Technik<br />

Maschinenbau<br />

PH Industrie-Hydraulik GmbH & Co. KG<br />

Wuppermannshof 8, 58256 Ennepetal, Germany<br />

Tel. +49 (0) 2339 6021, Fax +49 (0) 2339 4501<br />

info@ph-hydraulik.de, www.ph-hydraulik.de<br />

MIT SICHERHEIT.<br />

EDELSTAHL VERBINDUNGSTECHNIK<br />

VON PH.<br />

PH Katalog<br />

als App für<br />

Android<br />

oder Ipad


EDITORIAL<br />

VOM ACKER<br />

INS ALL<br />

Indien hat es <strong>2023</strong> erstmals geschafft, Russland ist in diesem Jahr<br />

knapp gescheitert, Japan will es Anfang 2024 versuchen ‒ eine<br />

unbemannte Landung auf der Mondoberfläche. China und die USA<br />

sind schon viel weiter und planen bereits eigene Mondstationen für<br />

die 2030er Jahre. Unser Erdtrabant ist so populär wie nie und das hat<br />

handfeste Gründe: Auf dem Mond lagern Rohstoffe wie Helium-3,<br />

Eisen, Thorium und geschätzte 150 Billiarden Tonnen Titan, die nur<br />

darauf warten abgebaut zu werden.<br />

Wer allerdings in Zukunft den Mond erschließen und dort<br />

Bodenschätze bergen will, der benötigt eine ganze Armada an<br />

robusten mobilen Arbeitsmaschinen ‒ modular aufgebaut, hochvernetzt,<br />

intelligent und vor allem im industriellen Maßstab gefertigt.<br />

Mit welchen Technologien diese mobilen „Mond-Maschinen“<br />

ausgestattet sein müssten, darüber gibt die aktuelle Ausgabe der<br />

<strong>Mobility</strong> vorausschauend Auskunft: Lesen Sie wie ein Agrarroboter<br />

mithilfe autonomer Outdoor-Navigation seine Umgebung erkennt.<br />

Neue Antriebslösungen ermöglichen es, dass autarke mobile<br />

Maschinen aus dem Stand in alle Richtungen manövrieren. Leistungsstarke<br />

CANopen- oder Ethernet-Schnittstellen liefern Daten für<br />

intelligente Elektromotoren von Agrarbots. All diese Technologien<br />

werden mit hoher Innovationsdichte neu- und weiterentwickelt. Es<br />

wäre spannend, wenn nicht gar konsequent, sie auch auf einen<br />

außerirdischen Einsatz hin zu testen. Aber vielleicht haben das die<br />

Hersteller schon längst auf ihrer To-do-Liste. Wir werden berichten.<br />

MEHR LEISTUNG,<br />

ERWEITERTE<br />

MÖGLICHKEITEN<br />

Neue Wellgetriebe-Generation: ECY 203 und<br />

ECY 205 bieten 30 Prozent mehr Leistung<br />

bei kompakter Größe. Mehr Drehmoment,<br />

einfacherer Motoranschluss. Ideal für Präzisionsanwendungen<br />

jeglicher Art.<br />

Ihr<br />

Manfred Weber<br />

m.weber@vfmz.de<br />

BESUCHEN SIE UNS<br />

HALLE 3 · STAND 364


EDITORIAL<br />

03 Vom Acker ins All<br />

08<br />

IM DIALOG<br />

08 „Eine Vielfalt von Lösungen“<br />

MOBILE CONNECTIVITY<br />

TITEL<br />

12 Zukunftssichere Automatisierungslösungen<br />

für die Landtechnik<br />

16 Neue Generation der Intensive Fieldbus<br />

Diagnostic<br />

18 Bei jedem Einsatz alles im Blick<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

20 Omnidirektional manövrieren<br />

auf engstem Raum<br />

22 Elektromobil, modular und autonom<br />

26 Agrarbots erobern die Felder<br />

28 Mehr als Kleinigkeiten, die Großes bewegen<br />

30 Das Interieur in Bewegung halten<br />

42 Eine Zukunft ohne Nebenantriebe<br />

TITEL<br />

12<br />

Dipl.-Ing. Frank Kattler,<br />

Leiter Innovation und<br />

neue Felder, Hydac<br />

MOBILE VISIONEN<br />

32 Denkfabrik<br />

Künstliche Intelligenz als Gamechanger<br />

MOBILE ENERGY<br />

34 Flexibles Rückgrat für mehr Elektromobilität<br />

38 Alles im Fluss<br />

40 Dichtheit prüfen, aber sicher<br />

Anzeige: Sensor-Technik Wiedemann GmbH, Kaufbeuren<br />

20<br />

<br />

Lesen Sie, wie Hochleistungs-Mobilcontroller<br />

intelligentes Precision-Farming möglich machen<br />

4 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE SENSORIK<br />

44 Wie Ihr es dreht oder wendet<br />

46 Prima Klima im Zug<br />

47 Sara macht Sensordaten sichtbar<br />

50<br />

NEW MOBILITY<br />

48 Optimierte Dämpfung<br />

für Stadt und Land<br />

50 Damit Agrarroboter nicht die Orientierung<br />

verlieren<br />

52 Wasserstoffbetriebene Containerschiffe<br />

MOBILE WISSENSCHAFT<br />

54 Zahn für Zahn – Gang für Gang<br />

BLICKWINKEL<br />

58 Kleinspannungsmotoren sind im Kommen<br />

45 Impressum<br />

MEIN TIPP<br />

Für fortschrittliche Mobiltät braucht es fortschrittliche<br />

Fabriken. Wie FTS des Unternehmens<br />

SEW in der Batteriezellenfertigung eingesetzt<br />

werden, lesen Sie ab Seite 38.<br />

Miles Meier, Chefredakteur, M.Meier@vfmz.de<br />

WIE WIRD AUS<br />

EINER ERNTE-<br />

MASCHINE EIN<br />

ALLESKÖNNER?<br />

DANK DEZENTRALER HYDRAULISCHER<br />

KRAFTPAKETE IM MINIATURFORMAT.<br />

Nie war es einfacher Kraft für<br />

die Bewegung des Abtankrohrs<br />

oder eines Förderbandes direkt<br />

am Verbraucher zu erzeugen.<br />

Mit den dezentral angeordneten<br />

HAWE Minihydraulikaggregaten<br />

brauchen Sie nur noch eine<br />

Stromleitung. Auch eine nachträgliche<br />

Umrüstung von Modulen<br />

gelingt damit schnell.<br />

Nov. 12-18, <strong>2023</strong><br />

Hannover<br />

Halle 16, Stand C10


NEWS & TRENDS<br />

31,7 %<br />

Anteil Elektroautos<br />

an den Neuzulassungen<br />

in Deutschland<br />

im August <strong>2023</strong><br />

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt<br />

76,1 %<br />

Anteil der gelben Bagger<br />

an den weltweit verkauften<br />

Baggern im Jahr 2022<br />

Quelle: Yellow Table 2022/Surplex<br />

ROBOTERTEAM AUF MOND-ERKUNDUNG<br />

Um den Mond besser zu erforschen und Materialien aufzuspüren,<br />

braucht es künftig Erkundungsvehikel. Schweizer Forschende unter<br />

Leitung der ETH Zürich verfolgen nun die Idee, nicht einen einzigen<br />

Rover auf Erkundungstour zu schicken, sondern ein ganzes Team von<br />

Vehikeln und Fluggeräten, die sich gegenseitig ergänzen. Als mögliche<br />

künftige Erkundungsgeräte rüsteten die Forschenden drei Laufroboter<br />

vom Typ Anymal mit unterschiedlichen Mess- und Analysegeräten aus.<br />

Der hundeähnliche Laufroboter wurde an der ETH entwickelt. Angetrieben<br />

wird er mit speziell für den Roboter entwickelten Elektromotoren<br />

von Maxon, die seit 2020 mit dem Roboter-Hersteller Anybotics<br />

kooperieren, einem Spin-off der ETH Zürich.<br />

www.ethz.ch<br />

10 JAHRE FÜR DIE ALL ELECTRIC SOCIETY<br />

Vor zehn Jahren gründete Phoenix Contact seine E-<strong>Mobility</strong>-Tochter im<br />

nordrhein-westfälischen Schieder-Schwalenberg. Was 2013 als Start-up<br />

für den Elektromobilitätsmarkt mit 23 Beschäftigten begann, ist heute<br />

ein global agierendes Unternehmen für E-<strong>Mobility</strong>-Ladetechnik mit drei<br />

Fertigungsstandorten in Deutschland, Polen und China. Mit Charx bietet<br />

die Phoenix Contact E-<strong>Mobility</strong> GmbH ein vollständiges Portfolio leistungsstarker<br />

Ladetechnikkomponenten, für die Elektrifizierung von<br />

Fahrzeugen wie auch zum Aufbau vernetzter Ladeinfrastruktur. Ein<br />

weiterer Schwerpunkt liegt in der Elektrifizierung von Sonder- und Nutzfahrzeugen. Bekannt ist das Unternehmen durch<br />

seine CCS-Ladekabel und seine flüssigkeitsgekühlten Ladestecker für das ultraschnelle „High Power Charging“. Und die<br />

Zeichen stehen für das nächste Jahrzehnt weiter auf Wachstum: Als Global Player mit mehr als 1.000 Mitarbeitenden und<br />

25 Produktionslinien weltweit hat das Unternehmen 2022 ein Umsatzplus von mehr als 50 % gegenüber dem Vorjahr<br />

erzielt. Mit seinem Beitrag zur All Electric Society schreibt Phoenix Contact auch seine 100-jährige Erfolgsgeschichte fort.<br />

www.phoenixcontact.com<br />

ZIEL: EMISSIONSFREIES VORFELD<br />

Die Flughafen Stuttgart GmbH, Skytanking und das ISEA der<br />

RWTH Aachen haben sich zusammengeschlossen, um eine<br />

innovative Lösung für die Elektrifizierung eines großen Teils der<br />

Abfertigungsflotte des Flughafens zu entwickeln. Das geförderte<br />

Projekt mit dem Namen „finalize!“ ist Teil von STRzero, der<br />

Klimastrategie des Airports und zielt gleichzeitig darauf ab, die<br />

Nachhaltigkeitsziele der Partner zu erfüllen. Mit dem Projekt<br />

finalize! setzt der Stuttgart Airport die Elektrifizierung auf seinem<br />

Vorfeld fort. Die E-Flotte soll um über dreißig schwere Nutzfahrzeuge<br />

wachsen. Um die neuen elektrisch angetriebenen Geräte<br />

zu versorgen, wird das Projekt auch die Installation von Ladeinfrastruktur<br />

auf dem Flughafen umfassen.<br />

www.flughafen-stuttgart.de<br />

6 MOBILITY <strong>2023</strong>


3011099945<br />

Ladedosen für alle<br />

Elektrofahrzeuge<br />

CHARX connect<br />

E-<strong>Mobility</strong> empowered by Phoenix Contact<br />

High Power Charging bis 500 kW<br />

Mit den universell einsetzbaren CCS-Ladedosen CHARX connect für Typ 1 und Typ 2<br />

erhalten Sie eine High-Power-Charging-Schnittstelle, die die Ladezeiten elektrischer<br />

Fahrzeuge von PKW bis hin zu Freizeit-, Groß- und Nutzfahrzeugen extrem verkürzt.<br />

Ergänzt um DC-Inlets für GB/T sowie AC-Inlets für Typ 1, Typ 2 und GB/T bieten wir<br />

Ihnen ein vollständiges Portfolio für alle Regionen und Anwendungen.<br />

Mehr Informationen unter phoenixcontact.com/ev-inlets


IM DIALOG<br />

Dipl.-Ing. Frank Kattler<br />

Dr. Tobias Pietrzyk<br />

TRENDTHEMA: EFFIZIENTE HYDRAULIK<br />

„EINE VIELFALT VON LÖSUNGEN“<br />

Wenn Mobilität mit schwerer Arbeit kombiniert ist, dann ist Hydraulik<br />

fast immer mit an Bord. Wir sprachen mit Frank Kattler, Leiter Innovation<br />

und neue Felder und Dr. Tobias Pietrzyk, Gruppenleiter Innovation und<br />

neue Felder Aggregate bei der Hydac Fluidtechnik GmbH darüber, wie die<br />

Hydraulik auf aktuelle Anforderungen in Energieffizienz und Nachhaltigkeit<br />

mit Innovationen zu reagieren in der Lage ist.<br />

Herr Kattler, Herr Pietrzyk, Energieeffizienz und CO 2<br />

-Neutralität<br />

sind Forderungen an die Mobilität und auch an Mobile<br />

Maschinen. In denen kommen oft Hydrauliksysteme zum<br />

Einsatz. Wie können diese einen Beitrag leisten?<br />

Tobias Pietrzyk: Die Hydrauliksysteme in diesen Maschinen<br />

wurden in den letzten Jahrzehnten im Wesentlichen auf Kosteneffizienz<br />

optimiert. Die Energieeffizienz spielte dabei eine untergeordnete<br />

Rolle. Hier sehen wir einen sehr starken Wandel. Unsere<br />

Kunden machen sich mehr und mehr Gedanken, wie Sie<br />

die Effizienz des hydraulischen Systems erhöhen können und<br />

wir als Hydac unterstützen Sie dabei.<br />

Bei Effizienzbetrachtungen von hydraulischen Systemen kann<br />

man nur schwer Pauschalaussagen treffen, wo im System die<br />

Verluste auftreten. Das liegt zum einen an der hohen Varianz der<br />

Systeme in den Maschinen, zum anderen an den unterschiedlichen<br />

Einsatzbedingungen der Maschinen und nicht zuletzt<br />

macht es einen Unterschied, wie die Maschine bewegt wird. Wir<br />

bei Hydac analysieren die Maschine und die Anwendung,<br />

(Mess-)Daten über den Betrieb der Maschine unterstützen dabei<br />

Verluste zu identifizieren. Wir diskutieren mit unseren Kunden<br />

über Möglichkeiten die Effizienz des Systems zu verbessern.<br />

Frank Kattler: Auf Komponentenebene helfen durchfluss- und<br />

leckageoptimierte Ventile die Effizienz in hydraulischen Schaltungen<br />

zu erhöhen. Mit unseren sitzdichten proportionalen<br />

Drosselventilen beispielsweise lassen sich elektrische Lasthaltefunktionen<br />

wie Gravity Lowering umsetzen. Um die Anforderungen<br />

an ein modernes, hydraulisches System gerecht zu werden,<br />

haben wir ein modularen Aggregate Baukasten entwickelt, der<br />

auf Komponenten mit hohem Wirkungsgrad, z.B. permanenterregte<br />

Synchronmotoren mit entsprechenden hydraulischen<br />

Pumpen, zurückgreift.<br />

Welche Technologien werden dabei eine besondere Rolle<br />

spielen?<br />

F. Kattler: Bei der Elektrifizierung von mobilen Maschinen werden<br />

wir eine Vielfalt von Lösungen sehen, die genau auf die<br />

8 MOBILITY <strong>2023</strong>


WIR MACHEN<br />

IHRE MASCHINE<br />

SICHER<br />

Sicherheitslösungen für die<br />

Intralogistik<br />

Applikation und die entsprechende Anwendung konzipiert sind. Dies trifft insbesondere<br />

auf die elektro-hydraulische Versorgung zu. Weiter eröffnet die Drehzahlvariabilität<br />

der elektrischen Antriebe einen neuen Freiheitsgrad, die Versorgung<br />

effizient zu gestalten.<br />

Inwieweit ist in diesen Bereichen mit Innovationen zu rechnen? In welche<br />

Richtung arbeitet Hydac hier?<br />

■ Sicherheitskomponenten und<br />

-systeme für Lagerhaltung und<br />

Materialfluss<br />

■ Breites Produktangebot für<br />

Flurförderzeuge<br />

■ Safety-Lösungen für Predictive<br />

Maintenance und Industrie 4.0<br />

■ Umfassendes Beratungs- und<br />

Dienstleistungsprogramm<br />

www.schmersal.com<br />

T. Pietrzyk: Wir arbeiten daran, unsere Kunden bei der effizienten elektro-hydraulischen<br />

Versorgung zu unterstützen. Insbesondere Aggregate mit einer effizienten<br />

Betriebsstrategie- bei der wir den Freiheitsgrad der Drehzahlvariabilität für<br />

eine Bedarfsstromregelung nutzen – haben ein hohes Potenzial Verluste im System<br />

zu vermeiden. Hier werden wir in Zukunft anwendungsbezogen vermehrt<br />

Doppel- und Dreifachpumpen in der Versorgung sehen.<br />

F. Kattler: Bei unseren sitzdichten Drosselventilen arbeiten wir an neuen innovativen<br />

vorgesteuerten Ventilkonzepten mit minimalstem Regelvolumenstrom. Ziel<br />

ist eine verbesserte Effizienz bei deutlich gesteigerter Dynamik.<br />

Halten Sie die Elektrifizierung auch großer Bau- und Landmaschinen für<br />

möglich bzw. sinnvoll?<br />

F. Kattler: Für große Land- und Baumaschinen, bei denen eine batterieelektrische<br />

Lösung nicht sinnvoll oder möglich ist, sind Antriebe auf Wasserstoffbasis<br />

sinnvoll. Wir arbeiten auch an Komponenten, um Wasserstoffsysteme, wie Brennstoffzelle<br />

und Wasserstoff-Verbrenner, zu ermöglichen. Aber auch bei diesen<br />

Fahrzeugen erwarten wir, dass die Energieeffizienz des Hydrauliksystems an Bedeutung<br />

gewinnen wird.<br />

Bilder: Hydac<br />

www.hydac.de


DREHZAHLSENSOR FÜR MOBILE ARBEITSMASCHINEN<br />

Der neue Sensor GEL SEI10 von Lenord+Bauer nutzt Schutztechnologien, die<br />

sich bereits in Schienenfahrzeugen bewährt haben. Das robuste Edelstahlgehäuse<br />

und die Kabelverschraubung gewähren hohe mechanische Stabilität.<br />

Ein zusätzlicher Kabelschutz ist nicht erforderlich. Die vollvergossene<br />

Elektronik ist vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit, Schmutz oder<br />

Vibrationen geschützt. Daher ist der Sensor besonders zur Erfassung von<br />

Drehzahl und Position in Baumaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen<br />

oder hydraulischen Anlagen geeignet. Er ist sowohl in Elektromotoren als auch in Getrieben einsetzbar.<br />

Die jitterfreien und phasentreuen Signale ermöglichen die Auswertung aller vier Flanken des AB-Signals zur Drehzahlberechnung.<br />

Die hierdurch erzielte höhere Auflösung ist entscheidend für den vibrationsarmen Lauf eines Motors bei<br />

geringer Geschwindigkeit unter hoher Last.<br />

Der Sensor nutzt eine Spannungsversorgung von 5 bis 30 V DC. Dies ermöglicht die flexible Integration in unterschiedliche<br />

Systeme. Zudem ist er SIL 2 (Safety Integrity Level 2) fähig, um höchste Sicherheitsstandards zu erfüllen.<br />

www.lenord.de<br />

Anzeige<br />

ERKUNDEN WIE AUF DEM MOND<br />

DEVELOPER-KIT FÜR<br />

AUTONOME FAHRZEUGE<br />

Arrow Electronics vertreibt weltweit das<br />

Nvidia Drive AGX Orin Developer Kit. Im<br />

Zuge dieser Zusammenarbeit wird die<br />

skalierbare Hardware- und Softwareplattform<br />

für autonome Fahrzeuge der<br />

Automobilindustrie zugänglich. Unter<br />

anderem richtet sich das Kit an OEMs,<br />

Entwickler, Forschungszentren und<br />

Universitäten. Das Nvidia Drive AGX Orin<br />

Developer Kit ist für registrierte Kunden<br />

erhältlich. Die „Nvidia Drive AGX“-Plattform<br />

ermöglicht es autonomen Fahrzeugen,<br />

große Mengen an Sensordaten zu<br />

verarbeiten und Fahrentscheidungen in<br />

Echtzeit zu treffen. Mit einer offenen<br />

Zusatzsoftware können Entwickler<br />

außerdem Anwendungen erstellen, etwa<br />

für Wahrnehmung, Kartografie, Planung<br />

sowie Fahrerüberwachungsfunktionen.<br />

Arrow Electronics unterstützt die<br />

Innovationen von mehr als 210.000 der<br />

weltweit führenden Technologie-Hersteller<br />

und Service-Anbieter. Mit einem<br />

Umsatz von 37 Mrd. US-Dollar im Jahr<br />

2022 bietet Arrow Technologie-Lösungen,<br />

die das geschäftliche und tägliche<br />

Leben verbessern.<br />

www.arrow.com<br />

Bei der „Space Resources Challenge“<br />

der European Space Agency<br />

(ESA) treten Roboterprototypen<br />

von Industrieunternehmen sowie<br />

Forschungseinrichtungen gegeneinander<br />

an. Die Aufgabe: In<br />

einem mondähnlichen Terrain in<br />

einer 2.500 m 2 großen Halle<br />

müssen die Roboter Ressourcen<br />

sammeln und auswerten, Messungen<br />

durchführen und Karten erstellen. Das Sieger-Team vom FZI Forschungszentrum<br />

Informatik setzt in seinen drei Robotern auf die O3R-Plattform<br />

von Ifm. Das FZI verfügt über langjährige Expertise in der mobilen Robotik<br />

inklusive 3D-Navigation und Umgebungsinterpretation. Eine der wichtigsten<br />

Komponenten zur Orientierung der mobilen Roboter ist ein O3R-System<br />

von Ifm. Die Hardware-Plattform verfügt über ein Edge-Device, an das<br />

bis zu sechs 3D-Kameras und zahlreiche weitere Sensoren angeschlossen<br />

werden können. Ein Linux-System mit einer Video-Processing-Unit von<br />

Nvidia bildet die Hardware-Basis. Mit den verfügbaren ROS 2-Treibern lässt<br />

sich das System einfach in Robotik-Applikationen integrieren. Die passenden<br />

Kamera-Köpfe von Ifm enthalten die 3D-Sensoren oder eine Kombination<br />

aus 3D- und 2D-Sensoren mit verschiedenen Öffnungswinkeln und<br />

Auflösungen. Mithilfe dieser Informationen kann sich der mobile Roboter in<br />

einer unbekannten Umgebung orientieren und Aufgaben erledigen, wie<br />

etwa das Sammeln von Gesteinsproben.<br />

www.ifm.com<br />

DANFOSS AUF DER AGRITECHNICA<br />

Unter dem Motto „Set your vision in motion. From idea to reality“ präsentiert<br />

Danfoss auf der Agritechnica in Hannover (Stand C17 in Halle 16) die<br />

wichtigsten Produkte des Unternehmens für die Agrarindustrie. Zu sehen<br />

sind eine Reihe von hydraulischen, elektrischen und Fluidübertragungskomponenten<br />

sowie elektronische Steuerungen. Zudem werden auf der Messe<br />

verschiedene neue Produkte und Lösungen ihre Premiere erleben. Dazu<br />

gehören Software für autonome Maschinen, Leistungselektronik, eine<br />

Fernsteuerung, Schläuche für die Kühlung elektrischer Komponenten und<br />

vieles mehr.<br />

www.danfoss.com<br />

10 MOBILITY <strong>2023</strong>


WÄLZLAGER FÜR DIE<br />

ELEKTROMOBILITÄT<br />

NSK verbreitert sein Programm:<br />

Die neuen Wälzlager<br />

wurden für den Einsatz in<br />

E-Achsen von Elektrofahrzeugen<br />

entwickelt und verhindern<br />

Elektroerosion. Die<br />

Lösungen umfassen Wälzlager<br />

NEUARTIGE HINTERACHSLENKUNG GEHT IN SERIE<br />

Mehr Agilität in Kurven und mehr Manövrierfähigkeit in der Stadt: Die neue mechatronische<br />

Hinterachslenkung von Schaeffler feierte jüngst ihre Premiere im elektrischen SUV eines<br />

renommierten Herstellers, wie das Unternehmen im August mitteilte. Das Hinterachs-Lenksystem<br />

besteht aus zwei Teilsystemen. Herzstück ist eine hochpräzise Mechanik mit einem<br />

Planetenwälzgewindetrieb, der aus der Industriesparte des Unternehmens übernommen und<br />

an die Anforderungen moderner Fahrzeuge angepasst wurde. Hinzu kommt das Powerpack: Es<br />

umfasst Elektronik, E-Motor und Software. Schaeffler entwickelt das<br />

Gesamtsystem und übernimmt die Systemintegration in die Kundenfahrzeuge.<br />

Das System ist besonders klein, leise und leicht; in<br />

Fahrzeuge lässt es sich einfach integrieren. Die neue mechatronische<br />

Hinterachslenkung von Schaeffler erhöht Fahrkomfort,<br />

Agilität und Sicherheit. So konnte der Zulieferer bereits<br />

weitere Automobilhersteller überzeugen.<br />

www.schaeffler.de<br />

mit elektrisch isolierender<br />

Kunststoffumspritzung sowie<br />

Erdungselemente mit<br />

elektrisch leitfähigen Bürsten.<br />

Sie erreichen einen Grad der<br />

Isolierung, wie er bei E-Achsen<br />

erforderlich ist, sind<br />

jedoch kostengünstiger als<br />

Keramikkugellager. Die<br />

umspritzten Wälzlager<br />

werden je nach spezifischer<br />

Vorgabe konfiguriert und sind<br />

auch bei Schienenfahrzeugen<br />

einsetzbar. Eine weitere<br />

Option zum Schutz vor<br />

Elektroerosion sind leitfähige<br />

Bürsten als Erdungselement.<br />

Als Reaktion auf den Trend zu<br />

hocheffizienten flüssigkeitsgekühlten<br />

Systemen verwendet<br />

NSK jetzt neue Bürsten,<br />

denn bei hohen Antriebsdrehzahlen<br />

sind die herkömmlichen<br />

Bürsten nicht geeignet.<br />

Sie bieten auch in ölgeschmierten<br />

Anwendungen eine<br />

gute Leitfähigkeit und lassen<br />

sich platzsparend in die<br />

Antriebswelle integrieren.<br />

NSK hat für diese neuen Lager<br />

Lebensdauerberechnungen<br />

durchgeführt und kann so<br />

konkrete Vorschläge für den<br />

Einsatz von Wälzlagern<br />

machen.<br />

www.nsk.com<br />

JETZT.<br />

VORANTREIBEN.<br />

Der perfekte Schutz für Ihre e-<strong>Mobility</strong> Komponenten<br />

– sicher und nachhaltig. Gemeinsam gehen wir weiter voran.<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 11


HIGH-SPEED ISOBUS UND TIM READY<br />

ZUKUNFTSSICHERE AUTOMATISIERUNGS-<br />

LÖSUNGEN FÜR DIE LANDTECHNIK<br />

12 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE AUTOMATION<br />

Mit der zunehmenden Komplexität in der<br />

Landwirtschaft steigen auch die Anforderungen<br />

hinsichtlich geforderter Datenraten, smarter<br />

Technologie, Kommunikationsstandards und<br />

Automatisierungskomponenten. Die Automatisierungsspezialisten<br />

von STW präsentieren auf<br />

der Agritechnica gleich mehrere Innovationen,<br />

die dabei helfen, Applikationen für das Smart<br />

und Precision Farming zu realisieren.<br />

Kabelgebundene Kommunikation zwischen landwirtschaftlichen<br />

Maschinen erfolgt heutzutage in der Regel<br />

über ISOBUS. Der Schnittstellen-Standard ist seit mehr<br />

als 20 Jahren im Rahmen der ISO 11783 definiert und<br />

sorgt für eine kompatible Datenverbindung zwischen Zugmaschine<br />

und gezogenem Gerät. Dank der ISOBUS Norm lassen<br />

sich über Kabinenterminals die Arbeitsfunktionen am gezogenen<br />

Gerät ansteuern, und somit teilautomatisierte Prozesse nutzen,<br />

beispielsweise das bequem vom Fahrersitz gesteuerte Ausfahren<br />

des Gestänges einer Feldspritze per Tastendruck. Stefan Hohn,<br />

Produktmanager für Mobilsteuerungen bei STW, erläutert: „Maschinenbetreiber<br />

erwarten durchgängige und nahtlose Kompatibilität<br />

zwischen ihren Landmaschinen: Stecker zwischen den<br />

Maschinen verbinden und fertig! Proprietäre Herstellerstandards<br />

haben keine Akzeptanz. Der ISOBUS garantiert den sicheren Datenaustausch<br />

über Herstellergrenzen und Maschinenklassen<br />

hinweg.“<br />

HERAUSFORDERUNGEN DES PRECISION<br />

FARMINGS<br />

In modernen landwirtschaftlichen Prozessen werden immer<br />

mehr Transparenz und Effizienz gefordert. Landwirtschaftliche<br />

Flächen müssen bedarfsgerecht bearbeitet werden, um den Boden<br />

und die Umwelt zu schonen sowie maximale Erträge zu erwirtschaften.<br />

Ist ein Feld etwa besonders unkrautbelastet, sollen<br />

Assistenzsysteme dies erkennen und die Menge des Pflanzenschutzmittels<br />

entsprechend dosieren oder die mechanische<br />

Bearbeitung der Einzelpflanze erlauben. Solche hochgenauen<br />

Prozesse der Präzisionslandwirtschaft basieren meist auf optischen<br />

Detektionssystemen. Digitale Videosignale fordern jedoch<br />

angesichts ihrer hohen Datenmengen deutlich höhere Datenraten<br />

in der Kommunikation auf der Maschine und vor allem in der<br />

Vernetzung über Maschinen und Gespanne hinweg. Der aktuelle<br />

CAN-basierte ISOBUS-Standard mit Datenraten von maximal<br />

250 kBit/s kommt hier zunehmend an seine Leistungsgrenzen.<br />

Weiterhin fordert der wachsende Wunsch der Verbraucher<br />

nach einer stärkeren Dokumentation und Prozesstransparenz<br />

beim Kauf landwirtschaftlicher Produkte mehr Prozessor- und<br />

Rechenleistung auf der Maschine, erklärt Stefan Hohn: „Technologisch<br />

sind viele dieser Ansätze und Applikationen bereits heute<br />

umsetzbar oder sogar umgesetzt, die Hardware ist leistungsfähig<br />

genug. Der aktuelle ISOBUS-Standard schränkt Applikationsentwickler<br />

hierbei jedoch mit seiner vergleichsweise geringen Datenrate<br />

ein. Diese Hürden werden mit dem High-Speed ISOBUS<br />

künftig abgebaut.“<br />

Diesem Trend begegnet auch die AEF (Agricultural Industry<br />

Electronics Foundation) als ISOBUS-Normungsgremium mit den<br />

aktuellen Entwicklungen rund um den High-Speed ISOBUS. Anders<br />

als der ISO 11783 Standard (auf Basis des CAN-Bus) setzt der<br />

High-Speed ISOBUS auf Ethernet. Mit Datenraten von bis zu<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 13


MOBILE AUTOMATION<br />

01<br />

02<br />

1000 Mbit/s ist der neue Standard 4000-mal schneller als die aktuelle<br />

Schnittstelle. So können die zunehmenden Datenmengen<br />

von immer mehr Sensoren und Kameras sicher und quasi in<br />

Echtzeit übertragen und visualisiert werden.<br />

SCHON HEUTE HIGH-SPEED ISOBUS READY<br />

STW ist seit mehr als 35 Jahren einer der Innovationsführer in<br />

der Automatisierungstechnik für mobile Arbeitsmaschinen.<br />

Hoch robuste und leistungsstarke Sensorik, Mobilsteuerungen<br />

und Kommunikationsmodule für Landmaschinen, aber auch<br />

für Baumaschinen, Forstmaschinen, Sonderfahrzeuge und die<br />

Kommunaltechnik gehören zum Portfolio des Unternehmens<br />

aus Kaufbeuren im Allgäu. Bereits zur Weltleitmesse der Landtechnik,<br />

Agritechnica, wird STW mit der ESX.4cl-ag eine High-<br />

Speed-ISOBUS-kompatible Mobilsteuerung vorstellen. Mit ihrem<br />

4-Port-Ethernet-Switch mit zwei 1000Base-T1-, einer<br />

100Base-T1- (jeweils Single Pair Ethernet – SPE) sowie eine<br />

100Base-TX-Schnittstelle bietet sie bereits jetzt die notwendigen<br />

Hardware-Voraussetzungen für den künftigen Hochleistungsstandard.<br />

Stefan Hohn erläutert die Vorteile: „Mit der<br />

ESX.4cl-ag können Maschinenhersteller schon heute Automatisierungssysteme<br />

für High-Speed ISOBUS zukunftssicher auslegen.<br />

Damit sichern sie sich einen Entwicklungsvorsprung<br />

und haben bereits kompatible Systeme im Markt, wenn der<br />

Standard branchenweit ausgerollt wird.“ Die Steuerung bietet<br />

darüber hinaus mit dem Aurix TC 399 Multicore Prozessor mit<br />

integriertem 16 MB Flashspeicher ausreichend Rechenleistung<br />

und Speicher für besonders leistungshungrige Applikationen.<br />

Neben den Ethernet-Schnittstellen bietet diese speziell für den<br />

Agrarsektor entwickelte Steuerung eine Zertifizierung nach der<br />

ISO 25119 AgPL d. Diese Zertifizierung gibt Maschinenherstellern<br />

ebenfalls Gewissheit, branchen- und normkonforme Safetyrelevante<br />

Applikationen zu entwickeln und zu implementieren.<br />

Für Applikationen jenseits der Landtechnik ist die ESX.4cl-ag zudem<br />

SIL 2 / PL d gemäß IEC 61508:2010 / EN ISO 13849-1:2015<br />

sowie bis ASIL B nach ISO 26262 zertifiziert. Für letztgenannte<br />

Norm ist auf Wunsch eine Konformität bis ASIL C realisierbar.<br />

COPROZESSOR UNTERSTÜTZT BEI BESONDERS<br />

ANSPRUCHSVOLLEN ANWENDUNGEN<br />

Über die landtechnikspezifischen Vorteile hinaus bietet die<br />

Agrarvariante der Steuerung die bekannten Benefits der<br />

leistungsstarken ESX.4cl-Steuerungen von STW. Mit sechs CAN-<br />

Bus-Schnittstellen gelingt die Vernetzung auf der Maschine komfortabel<br />

und einfach. Mit Schutzklassen bis IP6k9k sind sie bereit<br />

für den Einsatz unter härtesten Bedingungen, von Schmutz und<br />

Staub, über extreme Temperaturen bis hin zu starken Vibrationseinflüssen.<br />

Die Steuerung unterstützt das SENT-Protokoll sowie<br />

LIN und liefert für angeschlossene Sensorik Versorgungsspannungen<br />

von 5 bis 12 V.<br />

01 STW hat mit der ESX.4cl-ag eine High-Speed-ISOBUS-kompatible<br />

Mobilsteuerung entwickelt<br />

02 Das Bordnetzsteuergerät BCX.4cs-ag unterstützt Tractor<br />

Implement Management TIM<br />

03 Intelligente Kamerasysteme benötigen höhere Datenraten, die per<br />

High-Speed ISOBUS Standard künftig einheitlich verfügbar sein werden<br />

Für besonders anspruchsvolle Anwendungen und Systemarchitekturen<br />

kann die ESX.4cl-ag optional mit einem Coprozessor<br />

ausgestattet werden. Der Coprozessor i.MX6 ultralite mit frei programmier-<br />

und konfigurierbarem LINUX-Betriebssystem ist intern<br />

via Ethernet mit dem Aurix Prozessor verbunden und stellt<br />

mit seinem Singlecore ARM Cortex-A7 Prozessor zusätzliche Rechenleistung<br />

sowie 8 GB eMMC Speicherkapazität zur Verfügung.<br />

Auch diese Features helfen bei der Verarbeitung großer Datenmengen<br />

sowie Dokumentationsaufgaben. Ein Anwendungsbeispiel<br />

wäre die Bereitstellung eines OPC UA Stacks direkt auf der<br />

Steuerung. Stefan Hohn erklärt die Hintergründe: „Die Hardware-<br />

Voraussetzungen für den High-Speed ISOBUS sind definiert. Welche<br />

Protokolle genutzt werden, ist jedoch noch in der Erarbeitung<br />

durch die AEF. In der Verbindung mit einem externen Funkmodem<br />

lassen sich durch den integrierten Coprozessor die Vorteile des<br />

OPC UA Protokolls in der Machine-to-Machine-Kommunikation<br />

ohne zusätzliches Cloudprocessing nutzen.“<br />

Neben der ESX.4cl-ag als Flaggschiff wird STW die Mobilcontroller-Serie<br />

für die Landtechnik in den kommenden Monaten<br />

um weitere Varianten ergänzen. Analog zur regulären ESX.4-<br />

Familie mit den Varianten ESX.4cl, ESX.4cm-a, ESX.4cs-gw und<br />

ESX.4ct werden auch für die Agrar-optimierten Steuerungen künftig<br />

zusätzliche Schnittstellen-Konfigurationen in den Markt eingeführt.<br />

Da alle ESX.4-Steuerungen auf derselben Aurix-Plattform<br />

aufbauen, können Applikationen jedoch ohne Mehraufwand von<br />

einer Controllervariante auf die nächstkleinere oder -größere portiert<br />

werden.<br />

TRACTOR-IMPLEMENT-MANAGEMENT READY<br />

Das Tractor Implement Management (TIM) über ISOBUS soll die<br />

Effizienz und den Komfort im Betrieb des Gesamtsystems Traktor<br />

und Anbaugerät erhöhen. Gespanne, die TIM über ISOBUS unterstützen,<br />

können bidirektional kommunizieren und agieren.<br />

Das Anbaugerät gibt dem Traktor vor, welche Geschwindigkeit<br />

ideal für den Prozess ist oder welche Leistung es von der Hydraulikversorgung<br />

benötigt. Somit gibt das für den Prozess verantwortliche<br />

Gerät den optimalen Betrieb vor, der Traktor agiert<br />

lediglich als automatisierte Zugmaschine und zur Leistungsversorgung<br />

im Gesamtsystem. Für den Maschinenbetreiber bedeutet<br />

dies eine höhere Prozessqualität und Effizienz, da sich das<br />

System selbst optimiert und nur das an Leistung fordert, was<br />

wirklich nötig ist.<br />

14 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE AUTOMATION<br />

„Durch die Automatisierung und den hohen Grad an Assistenzunterstützung<br />

wird der Fahrer entlastet – er kann sich stärker auf<br />

die Kontrolle des Prozesses konzentrieren, da die Fahrfunktionen<br />

hochautomatisiert ablaufen. Typische Anwendungsfälle, die<br />

hiervon profitieren, finden sich bei Pflügen, Ballenpressen oder<br />

Ladewagen“, fasst Stefan Hohn die Vorteile für den Maschinenbetreiber<br />

zusammen. STW stellt hierfür das Bordnetzsteuergerät<br />

BCX.4cs-ag auf der Agritechnica vor, das Steuerungsfunktionen<br />

und Leistungsverteilung zwischen Traktor und Anbaugerät<br />

gleichzeitig übernimmt. Das besonders robuste und kompakte<br />

Gerät lässt sich in Maschinenkonstruktionen mit geringem Bauraum<br />

flexibel integrieren. Mit einer Vielzahl an flexiblen Ein- und<br />

Ausgängen kombiniert mit der Leistungsübertragung bietet das<br />

Bordnetzsteuergerät Maschinenherstellern darüber hinaus hohe<br />

Freiheitsgrade in ihrer Applikationsentwicklung.<br />

Neben den ISOBUS TIM Funktionalitäten können Maschinenhersteller<br />

wie -betreiber vor allem von den Überwachungs- und<br />

Diagnosefunktionen der BCX.4cs-ag profitieren. Durch die Überwachung<br />

der Ströme können präventive Wartungsmaßnahmen<br />

ergriffen werden, bevor der Schadensfall eintritt. So werden<br />

Maschinenstillstände vermieden: ein großer Vorteil insbesondere<br />

in zeitkritischen Erntephasen.<br />

MEHR ALS HARDWARE<br />

Neben den neuentwickelten Controllern und Bordnetzsteuergeräten<br />

wird STW auf der Agritechnica innovative Updates zum bestehenden<br />

Portfolio vorstellen. Die Drucksensoren vom Typ M01<br />

verfügen nun beispielsweise ebenfalls über SENT-Unterstützung<br />

sowie einen 32-Bit Microcontroller, der für zukunftsfähige Performance<br />

und Verfügbarkeit sorgen wird. Auch die STW-Systemdesignsoftware<br />

openSYDE weist eine Vielzahl an Updates und<br />

neuen Funktionalitäten auf, die auf der Agritechnica präsentiert<br />

werden. Mit openSYDE lassen sich Applikationen komfortabel<br />

auf Steuerungen der ESX-Produktfamilie portieren, Over-the-Air-<br />

03<br />

Updates durchführen, Flash-Funktionen nutzen, Systemdokumentationen<br />

automatisieren oder auch Diagnosefunktionen im<br />

Betrieb verwenden. Die komplette Systemdefinition, -konfiguration,<br />

-pflege und -dokumentation kann zentral verwaltet werden.<br />

Entwickler, die mit openSYDE arbeiten, können frei zwischen<br />

den Programmierungssprachen C, IEC 61131 mit logi.CAD3 oder<br />

Matlab wählen. Je nach Spezialisierung oder Präferenz kann jeder<br />

mit dem Tool arbeiten, mit dem er am effizientesten ist. Dabei<br />

ist openSYDE als Open-Source-Software mit offenen Datapools<br />

stets offen für das Andocken weiterer Softwaretools von Drittanbietern.<br />

Die STW-Softwareplattform ist dank Drag-and-Drop-<br />

Editor und vordefinierten Libraries sehr intuitiv zu bedienen.<br />

Auch openSYDE ist bereits TÜV-zertifiziert bis SIL 2 / PL d. Damit<br />

eignet sich die Softwareumgebung in Verbindung mit der ebenfalls<br />

zertifizierten ESX-Steuerungsfamilie speziell für Anwendungen<br />

mit Anforderungen an die funktionale Sicherheit.<br />

PARTNERSCHAFTLICHE UND INDIVIDUELLE<br />

ENTWICKLUNG<br />

STW unterstützt Landmaschinenhersteller bei Bedarf partnerschaftlich<br />

bei der Auslegung und Implementierung des Automatisierungssystems.<br />

Mit dem umfassenden Produktportfolio und<br />

komplementären Komponenten aus dem STW-Partnernetzwerk<br />

können Maschinenhersteller alle notwendigen Bausteine und<br />

Services aus einer Hand beziehen. Auf Wunsch lassen sich kundenspezifische<br />

Varianten realisieren, von individuellen Schnittstellenkonfigurationen<br />

bis hin zu Anpassungen der Oberfläche<br />

des Gehäuses.<br />

Bilder: STW; Bild 03: Scharfsinn, Shutterstock<br />

www.stw-mm.com<br />

AUTOR<br />

Peter Becker, Becker Storytelling,<br />

Uelversheim<br />

MASCHINENHERSTELLER SICHERN<br />

SICH MIT DER INNOVATIVEN<br />

STEUERUNG EINEN<br />

ENTWICKLUNGSVORSPRUNG<br />

Stefan Hohn,<br />

Produktmanager bei STW<br />

MESSEHINWEIS<br />

STW wird die ESX.4cl-ag sowie weitere<br />

Innovationen und Lösungen für die<br />

Herausforderungen smarter<br />

Landwirtschaft auf der Agritechnica<br />

vom 12. bis 18. November in Hannover<br />

in Halle 15 am Stand G50 vorstellen.<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 15


MOBILE CONNECTIVITY<br />

CAN-BUS TESTER GT3<br />

NEUE GENERATION DER INTENSIVE<br />

FIELDBUS DIAGNOSTIC<br />

Feldbus-Diagnose ist ein Konzept, das in industriellen Netzwerken und<br />

Automatisierungssystemen Anwendung findet, um die Leistung und<br />

Integrität eines Feldbusses zu überwachen und mögliche Störungen oder<br />

Fehler zu identifizieren. Gemac als langjähriger Spezialist im Bereich<br />

physikalischer Feldbus-Diagnostik beschäftigt sich seit fast 30 Jahren mit<br />

den technologischen Grundlagen und hat vor rund 20 Jahren die ersten<br />

Diagnoselösungen für CAN-basierte Netzwerke auf dem Markt präsentiert.<br />

Ein Feldbus ist ein digitales Kommunikationssystem,<br />

das die Kommunikation verschiedener Geräte und<br />

Komponenten in einem industriellen Umfeld ermöglicht.<br />

CAN-basierte Netzwerke sind typischerweise<br />

das zentrale Kommunikationssystem in mobilen Arbeitsmaschinen.<br />

Hauptziele der Feldbus-Diagnose sind<br />

die Verbesserung der Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und<br />

Effizienz der Maschinen und Systeme sowie die Reduzierung<br />

von Stillstands- und Ausfallzeiten.<br />

Die derzeitigen Diagnose-Lösungen von Gemac finden<br />

vorwiegend Anwendung im Umfeld mobiler Arbeitsmaschinen,<br />

aber auch in der stationären Automation. In der<br />

Weiterführung dieser Technologie präsentiert Gemac Ende<br />

<strong>2023</strong> eine völlig neue und deutlich leistungsstärkere<br />

Generation der Intensive Fieldbus Diagnostic (IFD), die<br />

zukünftig neben der physikalischen Diagnose auch die digitale<br />

und funktionelle Diagnose beinhalten wird.<br />

Das neue Handheld-Diagnosegerät CAN-Bus Tester<br />

GT3 wird über ein noch robusteres Outdoor-Gehäuse mit<br />

standardisiertem VESA-Halterungssystem verfügen und<br />

bietet mit seinem 10”-Rugged-Touch-Display eine optimale<br />

Basis für den Einsatz in mobilen und industriellen<br />

Arbeitsumgebungen. Der abgesetzte Messkopf für den<br />

direkten Anschluss der Messschaltung am CAN und CAN-<br />

FD-Bus (ohne signalverfälschende Stichleitungen) ermöglicht<br />

es, Messungen an schwer zugänglichen Stellen oder<br />

in Umgebungen mit besonderen Anforderungen durchzuführen.<br />

STANDARDISIERTE STECKVERBINDUNGEN<br />

Die Software des mobilen CAN-Bus Testers GT3 lässt sich<br />

je nach verwendetem Feldbus (CAN, CAN FD, CANopen,<br />

DeviceNet oder SAE J1939) der Anwendung anpassen und<br />

nach Bedarf per Lizenzschlüssel freischalten. Die Nutzung<br />

der in der bisherigen Diagnoselösung CANtouch von<br />

Gemac verwendeten Kabel und Adapter ist weiterhin<br />

möglich, da auch in der neuen Generation explizit auf<br />

standardisierte Steckverbindungen (M12 und DSub9) geachtet<br />

wurde, um die Interoperabilität zu gewährleisten<br />

und den Nutzungskomfort für den Anwender zu erhöhen.<br />

Es wird ebenso eine umfassende Projektverwaltung inklusive<br />

Segment-, Teilnehmer- und Messungsverwaltung<br />

integriert. Geplant ist zudem die Erweiterung um eine Da-<br />

16 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE CONNECTIVITY<br />

01<br />

02<br />

01 Das hochauflösende Oszilloskop dekodiert<br />

die CAN- oder CAN-FD-Nachricht<br />

02 Die Gemac Motus Sensor-Familie verfügt über drei<br />

Performance-Klassen<br />

tenbank-Lösung für eine Vielzahl von Maschinenunterlagen<br />

(bspw. Schaltpläne, Handbücher, Maschinentagebuch).<br />

Auf physikalischer Ebene sind noch umfassendere Messungen<br />

im CAN-Bus möglich. Die Kombination aus Zweikanal-Oszilloskop<br />

mit Dekodierung und automatischer Ermittlung der Signalqualität<br />

macht den CAN-Bus Tester GT3 zu einem leistungsstarken<br />

Werkzeug für die Fehlerbehebung, Signalanalyse, Protokollüberwachung<br />

und die Entwicklung CAN-basierter Schaltungen und<br />

Systeme. Dies ist besonders nützlich in Bereichen, in denen komplexe<br />

Signale und digitale Kommunikationsprotokolle verwendet<br />

werden, um die Kommunikation zwischen Mikrocontrollern,<br />

Sensoren, Aktoren oder anderen digitalen Geräten zu überwachen<br />

und zu analysieren.<br />

Auf digitaler Ebene ist auch weiterhin die Funktion Protokollmonitor<br />

gegeben. Der CAN-Bus Tester GT3 agiert dabei als aktiver<br />

Teilnehmer am CAN-Bus und sendet Nachrichten in das<br />

Netzwerk, um bestimmte Funktionen zu testen oder auf Ereignisse<br />

zu reagieren. Gleichzeitig kann er auch CAN-Nachrichten<br />

empfangen und analysieren, um die Kommunikation zwischen<br />

verschiedenen Teilnehmern zu überwachen. Das Senden und<br />

Empfangen von CAN- und CAN-FD-Nachrichten und Sequenzen<br />

sowie die symbolische Dekodierung von CAN, CAN FD, CANopen<br />

und SAE J1939 sind ebenfalls möglich.<br />

ERLEICHTERTE REPARATUR<br />

Als Erweiterung des Leistungsumfangs des CAN-Bus Testers GT3<br />

ist die Integration einer OBD-II-Analyse für die funktionelle Ebene<br />

geplant. OBD-II (On-Board-Diagnose) ist ein standardisiertes<br />

Diagnosesystem, das die Fahrzeugdiagnose vereinheitlicht und<br />

die Reparatur von Fahrzeugen erleichtert. Obwohl OBD-II einen<br />

gemeinsamen Satz von Fehlercodes verwendet, können Fahrzeughersteller<br />

auch herstellerspezifische Codes implementieren,<br />

um zusätzliche Diagnoseinformationen bereitzustellen, die über<br />

die allgemeinen Codes hinausgehen. Hierbei wird Gemac mit<br />

Herstellern mobiler Arbeitsmaschinen intensiv zusammenarbeiten,<br />

um den Anwendern alle für sie relevanten Informationen individuell<br />

und kompakt zur Verfügung zu stellen.<br />

Perspektivisch soll eine komplexe Gesamtlösung für die Feldbus-Diagnostik<br />

für mobile Power-Maschinen angeboten werden,<br />

die die physikalische, die digitale sowie die funktionelle Ebene in<br />

einer Diagnoselösung vereint.<br />

Insgesamt bietet Gemac mit Intensive Fieldbus Diagnostic<br />

(IFD) für mobile Arbeitsmaschinen eine leistungsstarke Lösung<br />

zur Überwachung und Steuerung von Maschinen, um deren Sicherheit,<br />

Effizienz und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Durch eine<br />

proaktive Diagnose können kostspielige Ausfälle vermieden und<br />

die Gesamteffizienz des Betriebs gesteigert werden.<br />

In der Gemac Academy, dem eigenen Online-Schulungsportal,<br />

werden zu diesem Thema verschiedene Kurse vom Einsteiger bis<br />

zum Profi angeboten. Präsentiert wird der neue CAN-Bus Tester<br />

GT3 erstmals auf der Agritechnica vom 12. - 18. November <strong>2023</strong><br />

in Hannover in Halle 15 Stand H36. Weiterhin wird Gemac ihre<br />

neue Sensorfamilie Gemac Motus vorstellen. Mit dem Gemac<br />

Motus, der ersten Power-IMU für mobile Power-Maschinen, wurde<br />

eine für unterschiedlichste Einsatzgebiete konfigurierbare<br />

Sensor-Messeinheit entwickelt, welche eine 6-Achs-Bewegungserfassung<br />

an mobilen Maschinen ermöglicht.<br />

GEMAC MOTUS-SENSORFAMILIE<br />

Drei Produktlinien mit drei verschiedenen Performance Klassen<br />

bieten für jede Anwendung die passende Lösung:<br />

Der Gemac Motus als Premiumprodukt zeichnet sich vor allem<br />

durch seine hohe dynamische Genauigkeit (+/- 0,25 °) und sein<br />

robustes Zink-Druckgussgehäuse aus. Gemac Motus Blackline<br />

verfügt über vergleichbare technische Eigenschaften, bietet jedoch<br />

im Kunststoffgehäuse und der zusätzlichen Verfügbarkeit<br />

als rein statischer Neigungssensor auch kostengünstige Varianten.<br />

Der Gemac Motus Greenline setzt den Fokus auf Flexibilität<br />

und Preis. Erhältlich ist Gemac Motus als statischer oder dynamischer<br />

Neigungssensor sowie als Inertiale Messeinheit IMU. Alle<br />

Produktlinien sind für fünf verschiedene Schnittstellen verfügbar:<br />

Für die analogen Interfaces Strom und Spannung sowie für<br />

die digitalen Schnittstellen CAN, CANopen und SAE J1939.<br />

Bilder: Timelynx/Shutterstock.com, Gemac Chemnitz GmbH<br />

gemac-chemnitz.com<br />

AUTOR<br />

Thomas Kießling, Head of Sales,<br />

Gemac Chemnitz GmbH<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 17


ADVERTORIAL<br />

Anzeige<br />

HUMAN MACHINE INTERFACE<br />

BEI JEDEM EINSATZ<br />

ALLES IM BLICK<br />

Egal ob auf Meereshöhe oder 3.000 Meter darüber, auf einem<br />

extremen Steilhang oder in flachen Gebieten, bei sengender Hitze<br />

oder eisiger Kälte: Die Fahrzeuge von Aebi Schmidt müssen unter<br />

diversesten Bedingungen kompromisslos funktionieren. Das gilt<br />

auch für die darin verbauten Displays, die den Fahrern die intuitive Bedienung<br />

ermöglichen. Um das sicherzustellen, setzt das Unternehmen auf die Produkte<br />

von TTControl, einem Joint-Venture-Unternehmen von TTTech und Hydac<br />

International, das auf Hardware- und Softwareplattformen für mobile<br />

Maschinen spezialisiert ist.<br />

Über das Display<br />

können Einstellungen<br />

vorgenommen werden,<br />

alle Funktionen können<br />

über Fahrhebel und<br />

zwei Tastaturen<br />

bedient werden<br />

Eine gute und einfache Bedienbarkeit ist für die Maschinen<br />

von Aebi das A und O. Denn sie spart nicht nur Zeit, sondern<br />

vermindert – gerade in extremeren Bedingungen –<br />

eine Stresssituation. „Bei der Komplexität der Maschine<br />

darf diese nicht kompliziert zu bedienen sein. Jeder muss die<br />

Maschine auf Anhieb verstehen und zielgerichtet einsetzen<br />

können, auch ohne große Schulung oder Einführung“, erklärt<br />

Lorenz Berta, Projektleiter bei Aebi Schmidt.<br />

Damit das gelingt, braucht es ein modernes, intuitives Bedienkonzept<br />

per Touchscreen, das dem Kunden die vielfältigen<br />

Funktionen des Fahrzeugs übersichtlich darstellt. Für den Überblick<br />

sorgt hier das 12,1 Zoll große Vision 312Plus Display, das<br />

neben diversen Kommunikationsschnittstellen auch über einen<br />

direkten Anschluss für Kameras verfügt.<br />

EINSATZBEREIT IN JEDER SITUATION<br />

Das Display stellt die zentrale Bedieneinheit dar, über das im<br />

Stand ein Großteil der Einstellungen am Fahrzeug vorgenommen<br />

werden können. Während der Fahrt ist eine einfache Bedienung<br />

aller Funktionen über den integrierten Fahrhebel und zwei Tastaturen<br />

möglich.<br />

Da die Displays im Cockpit verbaut werden und die Fahrzeuge<br />

weltweit in verschiedenen Klimazonen zum Einsatz kommen,<br />

müssen sie für ein breites Temperaturspektrum ausgelegt sein.<br />

Das Vision 312Plus Display hält extremen Temperaturen von<br />

-30 bis +70 °C, Stößen und Vibrationen stand.<br />

STARKE ZUSAMMENARBEIT, ERFOLGREICHES<br />

PROJEKT<br />

„Wir wussten, dass das Vision 312Plus Display bereits bei anderen<br />

Kunden und deren Produkten, wie im Leitwolf von Prinoth, erfolgreich<br />

eingesetzt wird. Das in Kombination mit einem passenden<br />

Rundumpaket hat einen sehr guten Eindruck bei uns hinterlassen“,<br />

sagt Sven Stoller, Projektleiter Software-Entwicklung bei<br />

Aebi Schmidt.<br />

Auch der schnelle Support konnte überzeugen: „Sind Probleme<br />

aufgetreten wurden die Anfragen stets rasch beantwortet, sodass<br />

es zu keinen größeren Verzögerungen im Entwicklungsprozess<br />

gekommen ist“, so Stoller. Auch bei kundenspezifischen Wünschen<br />

ließ TTControl seinen Partner nicht allein, sondern stellte<br />

Unterstützung zur Verfügung: „Wir können uns auch bei der Umsetzung<br />

konkreter Kundenprojekte auf die Erfahrungen von<br />

TTControl stützen, was für uns ein wichtiges Element einer<br />

strategischen Partnerschaft ist.“<br />

Bilder: Aebi Schmidt Group<br />

www.ttcontrol.com<br />

18 MOBILITY <strong>2023</strong>


DRUCK RAUS BEI AKKUZELLEN<br />

Die Berstscheiben der eVent-Serie von Bormann & Neupert sind speziell für die unterschiedlichen<br />

Anforderungen in der Elektromobilität ausgelegt. Neu entwickelt wurde<br />

jetzt eine Lösung für Batterie-Packs von Schienenfahrzeugen. Kritische Überdrücke in<br />

Batterie-Packs von Fahrzeugen mit Elektroantrieb können ein großes Sicherheitsrisiko<br />

darstellen. Die Berstscheiben bieten einen wirkungsvollen Schutz vor den Folgen zu<br />

hoher Innendrücke in Akkuzellen. Die vibrationsbeständigen Berstscheiben sprechen im<br />

Ernstfall hochpräzise und temperaturunabhängig an und erzielen eine unmittelbare,<br />

kontrollierte Druckentlastung. Für den Einsatz in Batterie-Packs von Schienenfahrzeugen<br />

wurde aktuell die Berstscheibe eVent HL zur Marktreife und Anwendung gebracht.<br />

Mit Berstdrücken ab 0,05 bar ist sie laut Hersteller die erste druckentlastende Berstscheibe, die zugleich druckausgleichend<br />

ist. Je nach Durchmesser kann das Kombibauteil Über- und Unterdrücke bis zu 1,1 bar ausgleichen. Dazu kombinieren<br />

die Entwickler eine PTFE-Folie mit einer stützenden Metallkonstruktion.<br />

www.bormann-neupertbsb.de<br />

BAGGER VOLL<br />

ELEKTRISCH<br />

Komatsu plant die Markteinführung<br />

der Modelle PC200L-<br />

CE-11 und 210LCE-11 – zwei<br />

20-t-Elektrobagger mit<br />

Lithium-Ionen-Batterie. Diese<br />

sollen <strong>2023</strong> als Mietmaschinen<br />

auf den japanischen und<br />

europäischen Markt kommen.<br />

Des Weiteren ist eine<br />

schrittweise Einführung<br />

dieser Elektromodelle in<br />

Asien, Nordamerika und Australien<br />

geplant. In seinem<br />

Bestreben, bis 2050 kohlenstoffneutral<br />

zu werden, sieht<br />

Komatsu diese Markteinführung<br />

als Chance, so schnell<br />

wie möglich einen Markt für<br />

elektrische Baumaschinen<br />

aufzubauen.<br />

Komatsu entwickelt diese<br />

Elektromodelle seit Januar<br />

2021 gemeinsam mit<br />

Proterra, einem amerikanischen<br />

Hersteller mit Sitz in<br />

Kalifornien, der sich in den<br />

Bereichen Schwertransport<br />

und Nutzfahrzeuge weltweit<br />

einen Namen gemacht hat.<br />

www.komatsu.eu<br />

POWER FÜR DIE<br />

BATTERIEPRODUKTION.<br />

Z 011-A INFLAS ® Absperr- und Regelklappe<br />

Vollständig buntmetallfreies Dichtsystem mit aufblasbarer Sicherheitsmanschette.<br />

Für die kontaminationsfreie Verarbeitung trockener Medien in der Batterieproduktion.<br />

www.ebro-armaturen.com<br />

A Bröer Group company | www.broeer-group.com


MOBILE MASCHINEN<br />

ANTRIEBE FÜR MOBILE ROBOTER<br />

OMNIDIREKTIONAL MANÖVRIEREN<br />

AUF ENGSTEM RAUM<br />

Der Hersteller Neobotix entwickelt Roboterfahrzeuge für die<br />

verschiedensten Anwendungen. Das Besondere: Die autarken<br />

mobilen Maschinen können aus dem Stand in jede Richtung fahren.<br />

Möglich wird das auch durch die leistungsstarken und<br />

kompakten Motoren von Servotecnica.<br />

Im Lager eines Logistikers kommt ein fahrerloses Transportsystem<br />

mit schwerer Ladung angefahren. Plötzlich tritt ein unaufmerksamer<br />

Lagermitarbeiter dem autonomen Fahrroboter in<br />

den Weg. Der Roboter stoppt sofort, dreht auf der Stelle nach<br />

links und weicht der Person aus.<br />

Die Situation zeigt: Roboterfahrzeuge von Neobotix zeichnen<br />

sich durch ihre große Wendigkeit aus. Der Hersteller spricht von<br />

omnidirektionalen Systemen, also Fahrzeugen, die aus dem<br />

Stand in jede beliebige Richtung fahren können. Diese Wendigkeit<br />

beruht auch auf den leistungsstarken, agilen Motoren des<br />

Maschinenbauzulieferers Servotecnica. Vor 40 Jahren als<br />

Familien unternehmen in Mailand gegründet, hat sich das Unternehmen<br />

inzwischen weltweit einen Namen gemacht als Spezialist<br />

für mechatronische Antriebsprodukte für die Robotik, die<br />

Verpackungs-, Medizin- und Automobilindustrie.<br />

SKALIERBARE, KUNDENSPEZIFISCHE<br />

AC-SERVOMOTOREN<br />

Das Servotecnica-Portfolio im Bereich der Servomotoren umfasst<br />

sechs Standardbaureihen und zahlreiche Sonderausführungen.<br />

Damit bietet der Zulieferer Anwendern aller Branchen und Applikationsbereiche<br />

kundenspezifisch konfigurierbare Antriebssysteme,<br />

etwa für fahrerlose Transportsysteme, Gabelstapler, sowie<br />

weiteren mobilen Maschinen.<br />

Roboterhersteller Neobotix setzt Aggregate der APM-S-Baureihe<br />

von Servotecnica ein – einer Serie von kostenoptimierten AC-Servomotoren.<br />

Diese sind in acht Baugrößen, in Flanschmaßen von<br />

40 bis 280 mm, lieferbar. Sie realisieren Nenndrehzahlen von 1000,<br />

2000 und 3000 U/min und bringen bis zu 15 kW Leistung. „Durch<br />

die Reduzierung der Schutzart, geringere Überlastfähigkeit und<br />

20 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE MASCHINEN<br />

die Nutzung von Standard-Encodern konnten wir die Kosten dieser<br />

skalierbaren Baureihe deutlich senken“, erklärt Servotecnica-<br />

Geschäftsführer Christian Becker.<br />

MOTOREN ÜBERZEUGEN MIT<br />

SPITZEN-PERFORMANCE<br />

Das gute Preis-Leistungs-Verhältnis hat Neobotix überzeugt.<br />

„In unserem mobilen Roboter MPO-500 etwa verwenden wir<br />

vier APM-S-Motoren“, erzählt Neobotix-CEO Dipl.-Ing. Till May.<br />

Neben dem Kostenaspekt war für den Roboterhersteller die hohe<br />

Energiedichte der Motoren ausschlaggebend. „Damit können wir<br />

sehr leistungsstarke Fahrzeuge bauen. Das Spitzendrehmoment<br />

von knapp 2 Nm ermöglicht schnelle Reaktionen und agiles Fahrverhalten.<br />

Zusammen mit einer Encoder-Auflösung von weit<br />

über 1.000 Inkrementen pro Zentimeter Fahrweg erreichen wir<br />

so eine Positioniergenauigkeit von etwa 10 Millimeter.“<br />

JEDES MANÖVER MÖGLICH<br />

Die Fahrroboter der Reihe MPO-500 sind mit Mecanum-Rädern<br />

ausgestattet, bei denen statt einer durchgehenden Lauffläche zylinderförmige<br />

Rollen winkelig angebracht sind. Dadurch kann<br />

sich der MPO-500 völlig frei in zwei Dimensionen bewegen. Seine<br />

Manövrierfähigkeit erlaubt dem Fahrroboter, Bauteile frei zu<br />

platzieren und Messsysteme exakt zu positionieren, dabei bis zu<br />

250 Kilogramm Last zu befördern und sich sicher durch enge,<br />

verwinkelte Umgebungen zu bewegen.<br />

Auch in zwei weiteren Baureihen setzt Neobotix Servotecnica-<br />

Motoren ein. Der kleine, wendige Roboter MP-400 mit einem<br />

spritzwasserdichten und schlagfesten Gehäuse ist speziell für<br />

den flexiblen Materialtransport in der Intralogistik entwickelt<br />

worden. In einer Schwerlastvariante kann er Lasten bis 150 kg<br />

transportieren. Der Mobile Manipulator MMO-500 ist mit einem<br />

Roboterarm ausgerüstet. Mit seinen Mecanum-Rädern kann er<br />

sich übergangslos in jede Richtung bewegen und damit den<br />

Arbeitsraum des Arms signifikant vergrößern.<br />

„Die Motoren werden in 24- oder 48-Volt-Wicklung angeboten,<br />

sie sind bürstenlos und für alle Anwendungen skalierbar“, so fasst<br />

Till May die weiteren Vorteile aus seiner Sicht zusammen. Wichtig<br />

war ihm außerdem die schlanke Bauweise. „Um möglichst<br />

Die Motoren der APM-S-Baureihe<br />

bietet Servotecnica in verschiedenen Baugrößen,<br />

Neobotix flanscht sie direkt an Getriebe und Antriebsrad an<br />

kompakt bauen zu können, flanschen wir die Motoren direkt an<br />

die Planetengetriebe an und fügen sie inklusive Aufhängung und<br />

Antriebsrad zu einer kompletten Baugruppe zusammen.“<br />

Für einige Anwendungen der Neobotix-Fahrzeuge ist eine Failsafe-Bremse<br />

Pflicht, die das System im Notfall stoppen kann.<br />

Außerdem bietet Neobotix Roboterplattformen an, bei denen die<br />

Motoren vor Spritzwasser oder leichter Verschmutzung geschützt<br />

werden müssen oder Vibrationen ausgesetzt sind. „Für all das<br />

lassen sich Servotecnica-Motoren ideal einsetzten“, betont der<br />

Neobotix-CEO.<br />

Bilder: Neobotix, Servotecnica<br />

www.servotecnica.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Servotecnica GmbH<br />

Kelsterbacher Strasse 20<br />

65479 Raunheim<br />

Tel. 6142 7936039<br />

E-Mail: info@servotecnica.de<br />

Smart Motors<br />

for Smart Farming<br />

Mehr<br />

erfahren


MOBILE MASCHINEN<br />

NEW MOBILITY<br />

ELEKTROMOBIL, MODULAR<br />

UND AUTONOM<br />

Die urbane Mobilität von morgen ist nachhaltig, effizient und komfortabel. Wie sie<br />

konkret aussehen könnte, zeigt das autonome und elektrische Fahrzeugkonzept<br />

U-Shift, das am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt wurde.<br />

Das futuristische Fahrmodul kann mit verschiedenen Kapseln kombiniert werden,<br />

um sowohl Personen als auch Güter zu transportieren. Solche modularen Vehikel<br />

könnten in Zukunft zum Beispiel für autonome, elektromobile Nachtbelieferung, in<br />

der Intralogistik oder für den barrierefreien Personentransport zum Einsatz kommen.<br />

Stöber lieferte die Antriebstechnik unter anderem für die Hubeinheit, welche die<br />

Kapseln aufnimmt. Die Antriebsregler, Getriebe und Motoren überzeugen vor allem<br />

durch ihre kompakte Bauweise.<br />

Lastkraftwagen transportieren Güter und Pkws befördern<br />

Menschen. Doch warum kann nicht ein Fahrmodul die Basis<br />

für beide Anwendungen sein? Mit dieser Überlegung<br />

entwickelte das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt<br />

(DLR) das Fahrzeugkonzept U-Shift. Setzt sich das autonome<br />

Fahrmodul mit einer Personenkapsel zusammen, könnte es<br />

als On-demand-Shuttle zum Einsatz kommen oder als Hightech-<br />

Rufbus für den öffentlichen Personennahverkehr. Die Personen-<br />

kapsel ist mit sieben Sitzplätzen und einem Klappsitz ausgestattet.<br />

Für einen barrierefreien Einstieg sorgt eine breite Tür mit integrierter<br />

Rampe. Die Cargokapsel dagegen bietet Platz für vier<br />

Europaletten oder acht Gitterrollwagen.<br />

Das Besondere ist das U-förmige Driveboard: Um die Kapsel<br />

aufzunehmen, kann sich das autonome Antriebsmodul mit seinem<br />

Hubsystem absenken, in die Kapsel hineinfahren und sie eigenständig<br />

aufnehmen. Anschließend verriegeln sich beide<br />

22 MOBILITY <strong>2023</strong>


Der NEUE<br />

Komponenten automatisch. Das Fahrzeug hebt sich danach wieder<br />

an. Die Fahrzeughöhe an der Hinter- und Vorderachse ist dabei<br />

wieder auf das Sollniveau zu hieven – sprich, die Höhe und<br />

das Niveau müssen reguliert werden.<br />

Der Prototyp fährt: Bedienen lässt sich das Driveboard remote,<br />

und es bringt eine Geschwindigkeit von 15 km/h auf die Teststrecke.<br />

Das langfristige Ziel jedoch ist die Entwicklung eines selbstfahrenden<br />

Systems, das mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h<br />

auf offener Verkehrsfläche autonom Güter oder Personen befördern<br />

kann. Darüber hinaus sollte sich das System auch für die<br />

Serienproduktion eignen.<br />

PROTOTYP IN SECHS MONATEN<br />

Alle beteiligten Unternehmen hatten sechs Monate Zeit für einen<br />

funktionsfähigen Prototypen. Für die Entwicklung der kompletten<br />

Antriebstechnik, bestehend aus den vorderen und hinteren<br />

Fahrwerken sowie der Verriegelung – samt Lenkachse – beauftragte<br />

das DLR als Generalunternehmen die Neff Gewinde-triebe<br />

GmbH. Aus seinem flexiblen Baukastensystem verbaute der<br />

Spezialist Spindelhubgetriebe mit Hochleistungsverzahnung,<br />

Orange<br />

Deckkraft: 100%<br />

Weiß<br />

Deckkraft: 50%<br />

SCHMALE, HOCHDYNAMISCHE<br />

ANTRIEBSKOMPONENTEN BENÖTIGEN<br />

WENIG BAURAUM UND ARBEITEN<br />

ZUVERLÄSSIG IM HINTERGRUND<br />

die hohe Wirkungsgrade und eine lange Lebensdauer ermöglichen.<br />

Dazu kamen Trapezgewinde. Für die passgenaue Antriebstechnik<br />

holte Neff Stöber als Partner und Lieferant mit ins Boot.<br />

Verantwortlich für das Projekt war Stöber Österreich. Vertriebsleiter<br />

Alexander Pesendorfer berichtet: „Wir lieferten die<br />

Antriebskomponenten sowohl für die Hubeinheit, das Verriegelungs-<br />

und Lenksystem, die Höhen- und Niveauregulierung der<br />

Einzelradaufhängung, das Verschlusssystem, um die Kapseln zu<br />

sichern, sowie für die Servolenkung im Driveboard.“<br />

PERFEKT ANGEPASST<br />

Der bayrische Automobilzulieferer Webasto SE steuerte ein<br />

Standardbatteriesystem mit der für E-Fahrzeuge typischen 400 V<br />

starken Gleichstromversorgung bei. Mit ihr kann das Driveboard<br />

33 h vollkommen elektrisch fahren. Sie versorgt zudem die Antriebstechnik.<br />

Um die unterschiedlichen Antriebe anzusteuern,<br />

lieferte Stöber seine Antriebsregler der Baureihe SI6.<br />

„Die nur 45 Millimeter schmalen, hochdynamischen Antriebskomponenten<br />

erfordern nur wenig Bauraum und arbeiten auch<br />

bei anspruchsvollen Bewegungen unbemerkt und zuverlässig im<br />

Hintergrund“, sagt Alexander Pesendorfer. „Ein einzelner SI6<br />

kann bis zu zwei Achsen regeln. Damit mussten wir für die acht<br />

Achsen nur vier Regler verbauen. Das ist ein deutlicher Platzvorteil.“<br />

Quick-DC-Link-Module verbinden die einzelnen Geräte<br />

sehr schnell und einfach miteinander. Damit sind weder dezentrale<br />

Einspeiseeinheiten erforderlich noch Absicherungen und<br />

Verkabelung für jede Achse. Mit den Antriebsreglern lässt sich<br />

das Fahrzeug zudem synchron über Profinet ansteuern.<br />

Integriert in den SI6 sind die Sicherheitsfunktionen STO (Safe<br />

Torque Off) und SS1 (Safe Stopp 1), die in dieser Baureihe nach<br />

EN 13849-1 für PL e, Kat. 4 zertifiziert sind und sich ohne produktionsunterbrechende<br />

Funktionstests nutzen lassen.<br />

Die ERSTE POWER-IMU


MOBILE MASCHINEN<br />

02<br />

03<br />

01<br />

LEISE UND LEISTUNGSSTARK<br />

Um die vorderen und hinteren Einzelradaufhängungen rechts<br />

und links in der Höhe und im Niveau zu regulieren, verbaute<br />

Stöber seine EZ-Motoren. Diese wirtschaftlichen und leistungsstarken<br />

Synchron-Servomotoren erfordern nur wenig Platz,<br />

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

Drehmomentwelligkeit. Sie sind zudem mechanisch robust<br />

ausgeführt und zuverlässig. Um diese für die Automation noch<br />

effizienter zu betreiben, wurden die Motoren mit den ökonomischen<br />

Planetengetrieben der Baureihe PE für den Economy-Bereich<br />

kombiniert. Die für Stöber typische Schrägverzahnung<br />

macht sie sehr leise und laufruhig, was sich positiv auf das Fahrerlebnis<br />

auswirkt. Besonders wichtig ist jedoch ihre ebenfalls<br />

kompakte Bauweise. Pesendorfer sagt: „Wir konnten im Driveboard<br />

bei wenig Platz die PEEZ-Getriebemotoren sehr nah an<br />

der Lifter-Einheit verbauen.“<br />

Ein weiterer SI6 regelt die Verriegelung des Driveboards mit der<br />

Kapsel vorne und hinten. Hier ist als Antrieb ebenfalls jeweils ein<br />

robuster EZ-Motor verbaut, der bei einem elektrischen Impuls die<br />

Verriegelung öffnet. Diese Lösung hat der Antriebsspezialist gemeinsam<br />

mit Neff entwickelt. Der vierte SI6 regelt im Driveboard<br />

die Servolenkung. Dafür hat Stöber sein Quattro-Power-Getriebe<br />

mit 4-Planeten-System PHQ gewählt. Das präzise Getriebe besitzt<br />

eine erstklassige Schrägverzahnung und eine hohe Verdreh- und<br />

Kippsteifigkeit für ein maximales Drehmoment. „Wir konnten<br />

das PHQ-Getriebe über eine Flanschwelle direkt an die Mechanik<br />

anbauen, ohne weitere Aufnahmen anschrauben zu müssen. Die<br />

fehlende Fremdlagerung spart zusätzlich deutlich Bauraum“, erläutert<br />

Pesendorfer. Die Schwenkkinematik ist über Hebel und<br />

Lenkgestänge realisiert.<br />

Das Steuergerät lieferte der Automobilzulieferer Schaeffler<br />

Engineering. Die Lösung bietet die Freiheitsgrade und Rechenleistung,<br />

die für die Entwicklung relevant sind.<br />

NAH AN DER SERIENREIFE<br />

„Wir setzten bei dieser Anwendung unterschiedliche Getriebe aus<br />

unserem breiten Portfolio ein“, sagt Alexander Pesendorfer und<br />

ergänzt: „Alle Antriebskomponenten sind aus unserem Baukasten,<br />

individuelle Anpassungen waren nicht erforderlich – das ist<br />

ein klarer Kostenvorteil für den Betreiber.“ Um die Motoren vor<br />

Spritzwasser zu schützen, sind sie lediglich in erhöhter Schutz-<br />

01 Das futuristische Fahrmodul lässt sich mit verschiedenen<br />

Kapseltypen für den Transport von Personen oder Gütern kombinieren<br />

02 Hubantrieb von Neff mit Getriebemotor von Stöber<br />

03 Der schmale Antriebsregler SI6 von Stöber erreicht sehr kurze<br />

Ausregelzeiten bei schnellen Sollwertänderungen und Lastsprüngen<br />

klasse IP 64 ausgeführt. „Wir konnten schon mit dem Prototypen<br />

zeigen, dass wir an die Langzeitziele und die Serienproduktion<br />

sehr nahe rankommen“, freut sich Martin Kirchmaier, Niederlassungsleiter<br />

von Neff Austria.<br />

Und wie geht es mit dem Projekt U-Shift weiter? Um das Driveboard<br />

künftig komplett zu automatisieren, erforscht das DLR unterschiedliche<br />

Konzepte. Mithilfe des Prototyps sammeln die Ingenieure<br />

zudem erste Erfahrungen – etwa wie sich die Kapseln<br />

effizient einfädeln, aufnehmen und wieder absetzen lassen. Dabei<br />

entstehen immer wieder neue Aufgabenstellungen, die das<br />

Forschungszentrum mit verschiedenen Partnern lösen möchte.<br />

Im nächsten großen Schritt ist beispielsweise geplant, die Leistung<br />

des Antriebsstrangs zu steigern. Für das automatisierte und<br />

vernetzte Fahren soll auch Hardware und Sensorik eingebaut<br />

werden. Und last, not least will man am DLR ein neues Batteriesystem<br />

erproben sowie das Fahrwerk und die Hubvorrichtung<br />

weiterentwickeln.<br />

Bilder: DLR, Stöber<br />

www.dlr.de<br />

www.neff-gewindetriebe.de<br />

www.stoeber.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG<br />

Kieselbronner Str. 12, 75177 Pforzheim<br />

Tel. 07231 582-0<br />

E-Mail: sales@stoeber.de<br />

24 MOBILITY <strong>2023</strong>


ELEKTROFAHRZEUGE ANTREIBEN<br />

ABM Greiffenberger bietet Motoren für<br />

Nebenaggregate in Lkws sowie Fahrantriebe<br />

an, die in Elektrofahrzeugen zum Einsatz<br />

kommen. Bei den AC-Antrieben mit Gehäuse<br />

wurde die Kühlung für längere Dauerleistungen<br />

optimiert. Weil der Antrieb quer zur<br />

Fahrtrichtung an der Differentialachse<br />

eingebaut wird, haben die Entwickler die Ringrippen des Antriebs für eine optimale Luftkühlung angepasst. Damit eignen<br />

sich diese Motoren für Fahrten mit hohen Lastspitzen und hoher Dauerleistung. Selbst raue und schmutzige Umgebungsbedingungen<br />

beeinträchtigen den zuverlässigen Betrieb der On- und Off-Road-Fahrzeuge nicht. Je nach Motorenbaugröße<br />

Ekomat.indd 1<br />

werden Spitzenleistungen von 20, 50 und 90 kW und Drehmomente von 45, 130 und 260 Nm erreicht. Drehzahl und<br />

Drehmoment regelt eine externe AC-Steuerung. Auf Wunsch liefert ABM auch einen applikationsspezifisch parametrierten<br />

Controller als als Plug-and-play-Lösung und baut optional eine elektromechanische Haltebremse an. Die Antriebe<br />

eignen sich laut Unternehmen für alle Einsatzbereiche in der E-Mobilität.<br />

www.abm-antriebe.de<br />

Ekomat.indd 1 07.11.2012 07:49:19<br />

LEISTUNGSSTARKE<br />

TELEMATIK<br />

Bosch Rexroth stellt High-Performance-Version<br />

der „Rexroth<br />

Connectivity Unit“ (RCU)<br />

vor. CAN-FD und Automotive<br />

Ethernet (T1) erweitern die Konnektivität. Die neue<br />

Baureihe 20 ist ab sofort verfügbar und bietet mehr<br />

Rechenleistung, Speicher und Konnektivität für<br />

anspruchsvolle Telematikanwendungen mit starker<br />

Cybersecurity. In puncto Performance überzeugt die<br />

neue RCU-Baureihe 20 mit einem 1600-MHz-Quadcore-Prozessor<br />

und 2 GB DDR RAM sowie 1 GB NAND<br />

und 8 GB EMMC Flash-Speicher. Damit können neben<br />

der Datenerfassung auch Steuerfunktionen abgebildet<br />

werden. Mit bis zu vier schnellen CAN-FD-Bussen<br />

und einer Automotive-Ethernet-Schnittstelle T1 kann<br />

die neue RCU in kürzester Zeit sehr große Datenmengen<br />

sammeln und vorverarbeiten. Die sichere<br />

Übertragung in die Cloud erfolgt verschlüsselt über<br />

Mobilfunk. Mit Wifi und Bluetooth 5.0 wird die Basis<br />

für künftige Anwendungsszenarien geschaffen. Dies<br />

ist für Automationsfunktionen wichtig, die das<br />

Bodas-Ökosystem von Bosch-Rexroth unterstützt.<br />

www.boschrexroth.com<br />

MEHRSTUFIGER LEISTUNGSWANDLER<br />

Innoscience Technology präsentiert zusammen mit der Berner<br />

Fachhochschule (BFH) einen mehrstufigen Leistungswandler<br />

für 850 VDC-Anwendungen. Für die Referenzdemo kommen<br />

650 V-InnoGaN-HEMT-Leistungsbausteine von Innoscience in<br />

einer Multilevel-Topologie zum Einsatz. Mögliche 850 VDC-<br />

Anwendungen sind Motortreiber für die Elektromobilität,<br />

Solar- und Industrie-Wechselrichter, EV-Schnellladegeräte und<br />

zukünftige EV-Antriebsstränge. Der dreistufige ANPC-Wandler<br />

(Active Neutral<br />

Point Clamped)<br />

basiert auf dem<br />

INN650D080BS von<br />

Innoscience, einem<br />

650V/80mΩ-HEMT<br />

im 8 × 8 mm<br />

DFN-Gehäuse.<br />

Dabei sind keine<br />

Snubber-Kondensatoren oder teure SiC-Dioden erforderlich,<br />

was die Systemkosten senkt. Prof. Timothé Delaforge und Prof.<br />

Sébastien Mariéthoz von der BFH haben zusammen an der<br />

Entwicklung gearbeitet. Entschieden hätten sie sich für den<br />

ANPC-Aufbau, weil er ihnen ermögliche, 850 VDC zu schalten,<br />

ohne dass SiC erforderlich sei.<br />

www.innoscience.com | www.bfh.ch


MOBILE MASCHINEN<br />

SMART FARMING UND MOBILROBOTIK<br />

AGRARBOTS EROBERN<br />

DIE FELDER<br />

Weithin sichtbar stehen Staubwolken über den Feldern. An einem heißen<br />

Sommertag holt eine Erntemaschine Getreide ein. Es ist ein vertrautes Bild.<br />

Was aber, wenn in der Landwirtschaft Fachkräfte fehlen, um die Ernte<br />

einzuholen. Sicher ist: Um den Nahrungsmittelbedarf einer wachsenden<br />

Bevölkerung zu sichern, müssen angesichts des anhaltenden Fachkräftemangels<br />

verstärkt autonom arbeitende Systeme auf den Feldern „ackern“.<br />

Dunkermotoren bietet intelligente, digitale Antriebslösungen für solche<br />

Agrarbots und Smart-Farming-Anwendungen von morgen.<br />

In der Intralogistik steht das Thema Autonomie schon seit einigen<br />

Jahren im Mittelpunkt der Entwicklungen. Dieses Knowhow<br />

kann nun genutzt werden, um auch in der Landwirtschaft<br />

wiederkehrende Aufgaben zu automatisieren. Dosieren, greifen,<br />

verstellen, platzieren – diese Bewegungsaufgaben werden<br />

sowohl in der Industrie als auch im Agrarbereich ausgeführt. Ob<br />

nun Kunststoffgranulat oder Saatgut, Rohlinge oder Erntegüter<br />

dosiert oder gegriffen werden, für die Technologie dahinter ist<br />

dies nicht entscheidend. Das heißt, bewährte Konzepte aus der<br />

industriellen Automatisierung können einfach auf die Agrartechnik<br />

übertragen werden.<br />

KNOW-HOW-TRANSFER<br />

Genau hier hat Dunkermotoren seit vielen Jahren seine Kompetenzen<br />

gebündelt. Die smarten BLDC-Motoren mit integrierten<br />

Elektroniken werden schon lange für fahrerlose Transportsyste-<br />

me in der Intralogistik eingesetzt. Angepasst an die rauen Umwelteinflüsse<br />

in der Landwirtschaft bringen die Lösungen das<br />

Smart Farming voran.<br />

DIGITALE ANTRIEBE FÜR AGRARBOTS<br />

Dezentrale Steuerungen und vernetzte, cloudbasierte Plattformen<br />

sind die technologische Grundlage, um autonome Tätigkeiten<br />

auszuführen. Intelligente Elektromotoren mit CANopenoder<br />

Ethernet-Schnittstelle liefern für die Bewegung des Roboters<br />

entscheidende Daten. Dank im Voraus definierter Bewegungsparameter<br />

führt die Auswertung dieser Daten dann zur gewünschten<br />

Reaktion des Roboters.<br />

In welcher Situation der Roboter wie fahren, dosieren oder positionieren<br />

muss, wird ihm in Form eines „Motion Code“ mitgegeben.<br />

Das Steuerungsprogramm der smarten Dunkermotoren<br />

läuft direkt auf der integrierten Elektronik des im System verbau-<br />

26 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE MASCHINEN<br />

ten Motors, was wertvollen<br />

Platz bei der Konstruktion<br />

der Bots spart.<br />

Die Programmierung erfolgt<br />

dabei ganz einfach in C oder<br />

wird von Nexofox-Spezialisten<br />

übernommen. Unter der Marke<br />

Nexofox bietet der Antriebshersteller<br />

IIoT-Services und ein ganzheitliches<br />

Lösungsangebot – rund um den Einsatz<br />

und die digitale Vernetzung seiner smarten Motoren<br />

und seiner Roboter- und Automationsanlagen. Sollten<br />

mehrere Roboter im Einsatz sein, erlaubt Nexofox auch das Monitoring<br />

ganzer Antriebsflotten. Reibung, Verschleiß, zurückgelegte<br />

und geplante Fahrtwege können so exakt ausgewertet<br />

werden. Im Falle einer geplanten Wartung können Ort und Zustand<br />

des Systems genau bestimmt werden.<br />

Durch die Anbindung an die Cloud und die Integration in bestehende<br />

Systeme ist ein Remote-Datenzugriff von jedem Ort aus<br />

möglich.<br />

Kunden können sich so auf ihr Kerngeschäft konzentrieren,<br />

Dunkermotoren und Nexofox übernehmen den Rest. So tragen<br />

beide gemeinsam zu Realisierung neuer Smart-Farming-Konzepte<br />

bei und sichern den Nahrungsmittelbedarf auch in Zukunft<br />

– trotz Fachkräftemangel und wachsender Bevölkerung.<br />

AUTONOM, MOBIL UND SPARSAM<br />

Welche Voraussetzungen muss ein Stall- oder Feldroboter auf der<br />

vernetzten Farm der Zukunft erfüllen? Neben der Autonomie<br />

müssen zukunftsfähige Konzepte platzsparend sein und den rauen<br />

Umweltbedingungen auf Feld und Farm langfristig standhalten.<br />

Um darüber hinaus den steigenden Anforderungen im<br />

Bereich Energieeffizienz gerecht werden zu können, sollte der<br />

Betrieb zusätzlich so stromsparend wie möglich sein.<br />

Die Elektronik der smarten Dunkermotoren ist direkt in das<br />

Motorgehäuse integriert. Dadurch können Agrarroboter besonders<br />

kompakt konstruiert werden. Die Elektronik übernimmt zudem<br />

weitere Aufgaben der Datenüberwachung und -auswertung,<br />

was freie Rechnerkapazitäten im Gesamtsystem schafft oder aber<br />

Energie einspart – bei gleichem Funktionsumfang.<br />

Durch die Integration in das Motorgehäuse sind sensible Elektronikbauteile<br />

vor Umwelteinflüssen geschützt. Das Gehäuse selbst<br />

ist aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Dank optionalem Überzug<br />

kann der gesamte Antrieb eine Schutzklasse bis IP69K erreichen.<br />

So ist das autonome System optimal für den Einsatz in der<br />

Stall- oder Feldarbeit gerüstet.<br />

Zu guter Letzt verfügen die Elektromotoren über eine hohe<br />

Leistungsdichte, wodurch kleine Motoren mit hohem Wirkungsgrad<br />

eingesetzt werden können. Dies reduziert den Energiebedarf<br />

der Agrarroboter, wodurch sie weitere Strecken zurücklegen<br />

und damit Kosten sparen.<br />

Ob in der Tierhaltung oder im harten Feldeinsatz: Dunkermotoren<br />

möchte mit seinen Produkten und Lösungen robuste und<br />

richtungsweisende Lösungen für die Landwirtschaft ermöglichen<br />

und gemeinsam mit Anwendern umsetzen. Als Full-Service-Anbieter<br />

bringt Dunkermotoren mit seinen umfassenden<br />

Nexofox-IIoT-Services und Dienstleistungen die besten Voraussetzungen<br />

dafür mit.<br />

Bilder: Dunkermotoren, 2ragon – stock.adobe.com<br />

www.dunkermotoren.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Dunkermotoren GmbH<br />

Allmendstr. 11<br />

79848 Bonndorf<br />

Tel. 07703 930-0<br />

E-Mail: info.dunkermotoren@ametek.com<br />

AUTOR<br />

Jan Maurath,<br />

Key Account Manager Segment Motive,<br />

Dunkermotoren GmbH, Bonndorf<br />

Hochleistungs Elektrozylinder<br />

Intelligente Antriebstechnik<br />

mit RACOmatic ®<br />

Ermöglicht Bewegungsprofile<br />

weg- und kraftgesteuert im<br />

Maschinen- und Anlagenbau<br />

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STELLEINRICHTUNGEN<br />

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SCHWENKEINRICHTUNGEN<br />

RACO-ELEKTRO-MASCHINEN GmbH<br />

raco.de


MOBILE MASCHINEN<br />

JOYSTICKS<br />

MEHR ALS KLEINIGKEITEN,<br />

DIE GROSSES BEWEGEN<br />

„Good ergonomics is good economics“, so das<br />

Fazit eines Aufsatzes von Hal W. Hendrick aus<br />

dem Jahr 1996. Zahllose Studien bestätigen<br />

diese Erkenntnis. Arbeitnehmer und Arbeitgeber<br />

profitieren gleichermaßen: Gute<br />

Ergonomie erhöht einerseits die Produktivität<br />

und senkt Kosten. Andererseits<br />

profitieren Mitarbeitende von mehr Sicherheit,<br />

Gesundheit, Komfort und Benutzerfreundlichkeit.<br />

Was Joysticks zur Verbesserung des Arbeitslebens<br />

z. B. in Bau- und Landmaschinen beitragen, davon<br />

weiß FSG Fernsteuergeräte zu erzählen. Seit den<br />

70er Jahren entwickelt das Unternehmen Steuergeräte<br />

und setzt mit seinen Innovationen bis<br />

heute immer wieder Maßstäbe in Sachen<br />

Ergonomie, Funktionalität und Sicherheit.<br />

Neuinterpretation<br />

des Klassikers:<br />

Steuergeräte ST2020<br />

mit Funktionstasten,<br />

integriertem Mini-Stick<br />

oben und Daumenrad<br />

Die Firma FSG Fernsteuergeräte ist als Hersteller präziser<br />

und zuverlässiger Sensorik bekannt. Die Entwicklungen<br />

des Berliner Unternehmens werden in vielen verschiedenen<br />

Industriezweigen eingesetzt. Einzelne Produkte<br />

haben dabei immer wieder Maßstäbe gesetzt. Beispiele sind etwa<br />

die Seilzugsensoren der Serie SL3000 Premium oder das robuste,<br />

langlebige Potentiometer PW70, das millionenfach in Fahrschaltern<br />

von Schienenfahrzeugen verbaut ist.<br />

Auch bei Handsteuer- oder Vorsteuergebern, umgangssprachlich<br />

als Joysticks bekannt, setzten Entwicklungen des Unternehmens<br />

immer wieder Impulse hinsichtlich Funktionalität und Ergonomie.<br />

Und so wie sich dort die Technik im Lauf der Jahrzehnte<br />

verändert hat, so haben sich auch die Bedienhebel weiterentwickelt<br />

und den Erfordernissen immer wieder angepasst. Waren<br />

Baumaschinensteuerung in den Anfängen über Seilzüge oder<br />

Stangen rein mechanisch realisiert, sorgten Hydraulik und auch<br />

Elektrik für kraftvolle Unterstützung in der Steuerkabine. Als in<br />

den siebziger Jahren induktive und auch potentiometrische Systeme<br />

aufkamen, stieg auch FSG in die Entwicklung von Steuergeräten<br />

ein. Stand der Technik heute sind magnetische Systeme,<br />

kombiniert mit Elektroniken für die unterschiedlichsten Schnittstellen.<br />

In modernen Baumaschinen übernehmen Joysticks eine Vielzahl<br />

verschiedener Funktionen. Ihr größter Vorteil: Mit nur einem<br />

Eingabegerät kann theoretisch eine beliebige Anzahl von<br />

Aktionen ausgeführt werden. Neben den eigentlichen Steuerbewegungen<br />

des Hebels kann das Eingabegerät nämlich mit weiteren<br />

Funktionstasten bestückt werden. Wie viele das sind und welche<br />

Aktionen sie auslösen, entscheidet letzten Endes der Anwender.<br />

Bei FSG findet er passende Geräte für seine Anwendung oder<br />

entwickelt sehr oft auch gemeinsam mit den Experten dort eine<br />

individuelle Lösung.<br />

VIELE OPTIONEN ZUR INDIVIDUALISIERUNG<br />

Entsprechend breit gefächert ist die Palette möglicher Varianten.<br />

Die meisten Modelle seien an Kundenwünsche angepasste Ausführungen,<br />

sagt Christian Baum. Er ist stellvertretender Leiter<br />

der FSG-Konstruktionsabteilung und erläutert: „Prinzipiell unterscheiden<br />

wir beim Aufbau eines Handsteuergeräts in Kräfte,<br />

Auslenkwinkel, Auslenkrichtung und elektrischen Ausgängen.<br />

Beim ‚Topf‘, der Basis, besteht unser Angebot aus einer Compactund<br />

einer Premium-Serie. Auf den ausgewählten Topf, der den<br />

gewünschten Spezifikationen entspricht, kommen dann die sehr<br />

unterschiedlichen Griffe. Ein Standardmodell im eigentlichen<br />

Sinne gibt es da nicht, auch wenn z. B. unser ST2000 schon für<br />

viele Geräte eine sehr gute Basis bildet. Dann allerdings bieten<br />

wir eine wirklich große Fülle weiterer Optionen, aus der wir gemeinsam<br />

mit dem Kunden das optimale Modell erstellen.“<br />

Von Vorteil für den Kunden ist die hohe Fertigungstiefe: Nahezu<br />

alles, was in der Entwicklung entsteht, kann in der eigenen<br />

Produktion auch hergestellt werden. Auf diese Weise ist FSG<br />

weitgehend unabhängig von Lieferketten.<br />

Viele der Joysticks werden auch für den Einsatz in einem Pult<br />

verwendet und sind nicht ausschließlich in wettergeschützten<br />

Kabinen verbaut. Christian Baum erklärt: „Vor allem Krane werden<br />

heute in der Regel von außen ferngesteuert über ein umgehängtes<br />

Bedienpult. Die Steuergeräte müssen daher so gebaut<br />

sein, dass sie auch mal Feuchtigkeit aushalten können und gut<br />

vor Schmutz geschützt sind.“<br />

28 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE MASCHINEN<br />

02<br />

01<br />

03<br />

JOYSTICK STATT LENKRAD<br />

Auch beim Lenken von Baumaschinen übernehmen Joysticks immer<br />

häufiger die klassische Funktion des Lenkrads – in der Regel<br />

allerdings abseits des öffentlichen Straßenverkehrs, da hierfür<br />

eine besondere Zulassung nötig ist. Durch den Verzicht auf ein<br />

raumgreifendes Lenkrad wird im Cockpit einer Baumaschine<br />

Platz gewonnen. Ein Lenkjoystick kann so die Ergonomie verbessern<br />

und die Arbeitsbelastung verringern.<br />

Das von FSG selbst entwickelte und patentierte Modell LRP-<br />

2515 zeichnet sich darüber hinaus durch ein sogenanntes Force-<br />

Feedback-System aus: Dabei übertragen motorische Systeme die<br />

Position der aktuellen Lenksituation der Baumaschine auf den<br />

Joystick. Der Bediener erhält eine direkte Rückmeldung der Lenkposition.<br />

Das Gerät hat sich seit vier Jahren im harten Praxis-Einsatz<br />

bewährt. Mittelfristig strebt FSG für dieses Modell eine Straßenzulassung<br />

an.<br />

HOLZPROTOTYP ALS BLAUPAUSE<br />

Unter den FSG-Modellen sind über die Jahre Exemplare entstanden,<br />

die inzwischen durchaus als Design-Ikonen gelten. So entwickelte<br />

der damalige Geschäftsführer Klaus-Dieter Schulz Ende<br />

der 80er-Jahre den sogenannten „Pistolengriff“: Den Prototypen<br />

schnitzte er aus Balsaholz. Der Griff wurde zur Blaupause einer<br />

ganzen Baureihe, die heute mit dem Modell ST2020 in einer<br />

überarbeiteten Version vorliegt.<br />

Nicht weniger erfolgreich als der Pistolengriff und heute weit<br />

verbreitet ist der Kugelkopf-Griff für Handsteuergeräte. Aktuell<br />

ist er zu finden im Modell ST2005 und ebenfalls eine Erfindung<br />

von Klaus-Dieter Schulz. Die Kugel liegt perfekt in der Hand, die<br />

vier Taster sind ergonomisch optimal verteilt, ein Vibrator (taktiler<br />

Signalgeber) gibt eine haptische Rückmeldung an den Bediener.<br />

Der Kugelgriff kommt in Mobilkranen als Eingabegerät zum<br />

Einsatz. International hat das Design dieses Klassikers viele<br />

Nachahmer gefunden.<br />

15 MILLIONEN ZYKLEN GEFORDERT<br />

Eine der jüngsten Entwicklungen ist der ST-MHT-GS85. Das<br />

Handsteuergerät ist speziell für den Einsatz in Schaufelbaggern<br />

zugeschnitten. Es ist ein Meilenstein, mit dem FSG einmal mehr<br />

neue Maßstäbe in der Branche setzen könnte. Christian Baum berichtet:<br />

„Die sicher herausforderndste Vorgabe unseres Kunden<br />

war eine extrem hohe Haltbarkeit. Zum Vergleich: Normalerweise<br />

spricht man von 5 Millionen Zyklen über die gesamte Lebensdau-<br />

01 Kugelkopf-Griff ST2005<br />

02 Das Lenkjoystick LRP-2515 kann das klassische Lenkrad ersetzen<br />

und eröffnet damit neue Möglichkeiten<br />

03 Neuentwickeltes Handsteuergerät ST-MHT-GS85 mit kompaktem<br />

Topf, der sich mit sämtlichen Griffen aus dem FSG-Portfolio<br />

kombinieren lässt<br />

er eines Joysticks, das ist allgemein der Standard. In diesem Fall<br />

waren aber 15 Millionen Zyklen gefordert – natürlich, ohne dass<br />

es sich sonderlich stark auf den Stückpreis niederschlägt.“<br />

Um das zu erreichen, nahmen sich die Experten für den Aufbau<br />

des Topfs noch einmal die Grundlagen vor und reduzierten zunächst<br />

die Zahl der beweglichen Teile. Je weniger Bewegung, desto<br />

weniger Verschleiß, war die Idee dahinter. Dann überlegten sie,<br />

wie das verwendete Material beschaffen sein muss. Diverse Feinheiten<br />

tragen dazu bei, den Verschleiß zu mindern. Der inzwischen<br />

marktreife Topf präsentiert sich nun kleiner und schlanker,<br />

als man es vielleicht erwarten würde, wenn Haltbarkeit als Ziel<br />

im Vordergrund steht. Wie gefordert ist der Topf überaus robust<br />

und langlebig, dabei vergleichsweise leicht und sogar kostengünstiger<br />

als typische Vertreter seiner Art.<br />

RICHTUNGWEISENDE INNOVATION<br />

Der Kunde kann den Topf mit praktisch allen Griffen bestücken,<br />

die FSG im Programm hat; M14 x 1,5 und alles, was kleiner ist,<br />

steht zur Verfügung. „Wir haben einen modularen Aufbau gewählt<br />

und realisiert. Je nachdem, was der Kunde braucht und<br />

wünscht, bekommt er es“, sagt Christian Baum. „Bestimmte Neigungen<br />

des Griffs, besondere Drehungen – all das ist möglich.“<br />

Für die möglichen Bewegungsrichtungen stehen Kulissen zur<br />

Wahl, die Bewegungen in Richtung X- oder Y-Achse sowie X- und<br />

Y-Achse gleichzeitig erlauben oder die Ausführung als Rührwerk,<br />

also ohne Begrenzungen innerhalb der Anschläge. Eine weitere<br />

Besonderheit der Neuentwicklung: Anwender können den Griff<br />

selbst austauschen, was nur bei wenigen Joysticks möglich ist.<br />

Die neuen FSG-Handsteuergeräte der Generation 2.0 sind eine<br />

richtungweisende Innovation. Ob sie sich als neuer Branchen-<br />

Standard etablieren, entscheiden die Anwender.<br />

Bilder: FSG Fernsteuergeräte<br />

www.fsg-sensors.de<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 29


GLEITLAGER IM AUTO<br />

DAS INTERIEUR IN BEWEGUNG HALTEN<br />

Die Sitze sind drehbar oder verwandeln sich per Knopfdruck in Liegebetten,<br />

das Lenkrad verschwindet im Armaturenbrett, Arbeitstische und Bildschirme<br />

klappen sich selbsttätig aus: Das ist die Zukunft im automobilen Innenraum.<br />

Die zusätzliche Beweglichkeit lässt sich mit Gleitlagern von Igus realisieren.<br />

Schon jetzt fertigt Igus pro Jahr schon mehr als 150 Millionen<br />

Gleitlager, Lineareinheiten, Energieketten und einbaufertige<br />

Module für die Automobilhersteller und ihre<br />

OEMs – Tendenz: stetig steigend seit vielen Jahren. Zu den<br />

typischen Einsatzbeispielen gehören elektrische Schiebetüren,<br />

multifunktionale Mittelkonsolen und diverse Arten der Sitzverstellung:<br />

manuell und elektrisch, horizontal, rotierend oder vertikal.<br />

LEICHT, BELASTBAR UND SCHMIERFREI<br />

Dafür gibt es mehr als einen Grund. Zunächst sind es die Materialien,<br />

die Igus seit Jahrzehnten entwickelt: Tribo-Compounds<br />

aus Hochleistungskunststoffen mit inkorporiertem Schmierstoff.<br />

Inzwischen steht für fast jede Anwendung ein Iglidur<br />

Compound zur Verfügung. Alle ermöglichen den Verzicht auf<br />

externe Schmierung der Lagerstellen – ein echter Pluspunkt im<br />

Auto-Innenraum, ebenso wie das geringe Gewicht und die<br />

dämpfenden Eigenschaften. Dirk Tietz, Igus-Branchenmanager<br />

Automotive: „Unsere Polymer-Gleitlager sind frei in der Formgestaltung<br />

und bis zu siebenmal leichter als z. B. herkömmliche<br />

Metallbuchsen mit PTFE-Gleitschicht. Durch deren Austausch<br />

können häufig auch deutliche Kostenvorteile erzielt werden“<br />

Dabei sind sie hochbelastbar – deshalb die vielen Anwendungen<br />

z. B. in Sitzen und Konsolen.<br />

LEISE UND RUCKFREIE BEWEGUNGEN<br />

Ein weiterer Vorteil der Igus-Polymerlager sind die Gleiteigenschaften<br />

sowohl der rotierenden als auch der linearen Lagereinheiten.<br />

So werden leise und ruckfreie Bewegungen erreicht – das<br />

ist es, was die Passagiere wünschen und was auch Eindruck<br />

macht, wenn z. B. ein Display selbsttätig ausfährt oder ein Bildschirm<br />

sachte vom Dachhimmel herunterklappt. „Buzz, Squeak<br />

and Rattle“, wie die Automobilentwickler sagen, gibt es hier nicht,<br />

30 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE MASCHINEN<br />

01 Schmier- und wartungsfreie Xiros-Dünnringlager kommen in<br />

engen Bauräumen zum Einsatz, zum Beispiel bei Drehreglern im<br />

Fahrzeug<br />

01<br />

02 Next Level Engineering: Zukünftig können Kunden, Ingenieure<br />

und Materialexperten als Avatare im Iguversum zusammenkommen<br />

und dort Projekte durchführen<br />

ebenso wenig wie Fogging (Ausgasungen). Neben den Materialeigenschaften<br />

gibt es aber auch „soft facts“, die den Einsatz von<br />

Igus-Komponenten im automobilen Innenraum fördern.<br />

Dirk Tietz: „Unsere Prozesse sind darauf ausgerichtet, den Autoherstellern<br />

und Zulieferern innerhalb kurzer Zeit genau die Bauteile<br />

zu liefern, die sie benötigen. Das gilt für die Konstruktion<br />

und Entwicklung ebenso wie für die Prototypenfertigung und die<br />

kostengünstige Serienproduktion in ganz kleinen und ganz großen<br />

Stückzahlen – alles im eigenen Haus.“<br />

SCHNELL KONFIGURIERT, EXPRESS GELIEFERT<br />

Wie schnell das gehen kann, beschreibt Dirk Tietz an einem konkreten<br />

Beispiel: „Mit unserem FastLine Service bieten wir die<br />

Lieferung von maßgefertigten Spritzguss-Gleitlagern und Anlaufscheiben<br />

in maximal sieben Tagen an. Der Anwender konfiguriert<br />

das gewünschte Lager in unserem Iglidur Gleitlager-Designer, der<br />

neben den Kosten für die FastLine-Produktion auch die Herstellungskosten<br />

unserer anderen Fertigungsverfahren anzeigt. Und<br />

wenn es das Wunschgleitlager schon in unserem Standard-Sortiment<br />

gibt, wird auch das in den Preisvergleich einbezogen. So hat<br />

der Kunde jederzeit den besten Preis im Blick – und ihm stehen<br />

innerhalb von sieben Tagen die gewünschten Erstmuster zur Verfügung.<br />

Für die Anpassung an Sondertoleranzen und die häufig<br />

benötigte PPAP Erstmuster-Dokumentation sind weitere ein bis<br />

zwei Wochen einzurechnen. Nach erfolgreicher Validierung steht<br />

dann aber direkt das Serienwerkzeug auch für große Stückzahlen<br />

zur Verfügung. Das ist ein, soweit wir wissen, einmalig schneller<br />

Service, um Spritzgusswerkzeuge und Muster zu erstellen“<br />

Dass die Igus-Konstrukteure aufs Tempo drücken können, beweisen<br />

sie nicht nur mit diesen online-gestützten Konfiguratoren<br />

mit zugehörigem schnellem Produktions-Service, sondern auch<br />

mit komplexeren Projekten. Dirk Tietz: „Kürzlich haben wir in<br />

einem gemeinsamen Projekt mit einem Tier 1-Zulieferer eine komplette<br />

Mittelkonsole in vier Monaten statt in, wie bisher beim Kunden,<br />

einem Jahr zur Serienreife gebracht. Beschleunigend wirken<br />

dabei auch unsere anderen Fertigungsverfahren wie der 3D-Druck<br />

oder die mechanische Herstellung von Prototypen aus Halbzeugen.“<br />

Dass die Anzahl der Tribopolymer-Gleitlager im Auto-Innenraum<br />

in den kommenden Jahren rasch wachsen wird, steht für<br />

die Igus-Konstrukteure außer Frage. Dirk Tietz: „Man sieht es<br />

schon an Konzeptstudien und Prototypen: Das autonome oder<br />

teilautonome Fahren bietet den Innenraum-Designern ganz<br />

neue Freiheiten, aber auch Herausforderungen. In Zukunft sind<br />

Sitze drehbar und in weiten Bereichen verschiebbar. Das Lenkrad<br />

verschwindet auf Tastendruck im Cockpit, Bildschirme erscheinen<br />

per Geste oder Sprachbefehl. Kurz: Der Innenraum<br />

wird wesentlich flexibler. Das gilt auch und erst recht für neue<br />

Fahrzeugkonzepte wie autonome Shuttles, mobile Büros oder<br />

Lieferwagen.“ Diese Flexibilität braucht zusätzliche Lagerungen<br />

und Energieführungen. Sitze und Lehnen werden durch rotative<br />

Gleitlager in vielen Achsen beweglich. Drehbewegungen von<br />

Bildschirmen, Tischen oder Sitzen lassen sich mit Drehkranzlagern<br />

realisieren. Mittelkonsolen, aber auch Schiebetüren und<br />

Dachsegmente, verfahren leise und leicht mit Spindeltrieben.<br />

Die benötigten Strom- und Signalleitungen werden sicher in<br />

Energieketten geführt.<br />

Was hier jetzt schon geht, hat Igus in einer virtuellen Konzeptstudie<br />

präsentiert: Der „Future Van“ zeigt viele innovative Details<br />

02<br />

wie vollständig faltbare Sitze, und in jedem dieser Interieur-Komponenten<br />

sorgen Tribopolymer-Lager für die Beweglichkeit. Ein<br />

weiteres Plus in der kosten- wie qualitätsbewussten Autoindustrie:<br />

Igus-Komponenten sind günstig. Und die Entwickler wissen,<br />

welche Umgebungsbedingungen im und am Auto herrschen und<br />

welche Anforderungen die OEMs stellen. Dirk Tietz: „Die Art der<br />

Kollaboration in der Entwicklungsphase wird sich verändern. In<br />

unserem ‚Iguversum‘ nutzen wir bereits die Möglichkeiten des<br />

Metaverse. Hier entwickeln unsere Kunden künftig gemeinsam<br />

mit unseren Konstrukteuren neue Produkte digital mit 3D-Brillen.“<br />

Das spart nicht nur Reisezeit und -kosten: „Virtuelle Machbarkeitsstudien<br />

mit 3D-Modellen können frühzeitig Schwachstellen<br />

aufdecken – ohne physische Prototypen. Und das ist nur<br />

einer von vielen Vorteilen des Konstruierens im iguversum, in<br />

das wir unsere automotive-Kunden gern einladen.“<br />

Bilder: Igus<br />

www.Igus.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

igus GmbH<br />

Spicher Str. 1a, 51147 Köln<br />

AUTOR<br />

Michael Offner,<br />

Leiter Branchenmanagement bei igus<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 31


MOBILE VISIONEN<br />

PROF. DR.-ING. MARCUS GEIMER<br />

Institutsleiter am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institutsteil<br />

Mobile Arbeitsmaschinen (Mobima)<br />

In der Bilderkennung bieten KI-basierte Lösungen ein enormes Potential<br />

um relevante Objekte zuverlässig erkennen und einordnen zu können.<br />

In einem Forwarder, der die aufzuladenden Bäume dem Nutzer visualisiert,<br />

konnte dies bereits an unserem Institut erfolgreich nachgewiesen<br />

werden. Im Sicherheitsbereich bieten KI-basierte Assistenzsysteme entscheidende<br />

Vorteile. Beispielsweise lösen herkömmliche Abstandswarnsysteme<br />

bei jedem erkannten Objekt in der Umgebung aus, während<br />

KI-basierte gezielt ausschließlich bei Personen im Fahrbereich auslösen.<br />

Auch Maschinendaten können mittels KI in die Entwicklung einbezogen<br />

werden. Die Dimensionierung von Maschinen kann hierbei gezielt auf<br />

die Nutzerzyklen angepasst werden, um Material und Produktionskosten<br />

einzusparen. Der Einsatz von KI in der Steuerungstechnik ist sicherlich aktuell<br />

ein Hype. KI-basierte Steuerungstechnik kann dort erfolgreich sein,<br />

wo herkömmliche Steuerungstechnik scheitert oder nur sehr aufwendig<br />

umgesetzt werden kann. Die zuverlässige Absicherung einer Funktion<br />

dieser Systeme ist bisher aber ein noch offenes Forschungsthema.<br />

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />

ALS GAMECHANGER<br />

Mobile Maschinen arbeiten<br />

zunehmend digital vernetzt und<br />

produzieren eine Flut von Daten.<br />

Anwendungen mit künstlicher<br />

Intelligenz erfordern einen<br />

einfachen Zugriff auf diese Daten<br />

und versprechen Unternehmen,<br />

ihre Produktivität auf ein ganz<br />

neues Niveau zu heben. Welche<br />

Hürden und Potenziale es für den<br />

Einsatz von KI im Mobilitätssektor<br />

gibt, wollte <strong>Mobility</strong> von Experten<br />

aus Wissenschaft und Wirtschaft<br />

wissen.<br />

ZUVERLÄSSIGE<br />

ABSICHERUNG<br />

EINER FUNKTION<br />

NOCH OFFENES<br />

FORSCHUNGSTHEMA<br />

WESENTLICHE<br />

VORAUSSETZUNG:<br />

EINFACHE KOMMUNI-<br />

KATION VOM SENSOR<br />

BIS IN DIE CLOUD<br />

Aktuelle Themen und Trends aus<br />

unterschiedlichen Blickwinkeln –<br />

genau das finden Sie hier.<br />

DIETMAR BRÜSS<br />

General Manager Product Management Control Systems, ifm, Essen<br />

Digitalisierung ist heute oft der Schlüssel zum Erfolg, dies gilt auch für mobile<br />

Arbeitsmaschinen. Condition Monitoring vermeidet Ausfälle, Predictive<br />

Maintenance identifiziert ausfallgefährdete Teile und KI-gestützte Fahrerassistenz-Systeme<br />

erhöhen die Sicherheit. Solche Systeme benötigen Informationen,<br />

und deren Quelle sind die Daten der Sensoren. Um aus ihnen relevante<br />

Informationen zu erzeugen, kommt heute schon KI zum Einsatz. Diese arbeitet<br />

je nach Anforderung in Edge-Devices, in den Mensch/Maschine-Systemen<br />

oder in der Cloud. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist eine einfache<br />

Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud. Standardisierte digitale Schnittstellen<br />

schon auf Sensorebene spielen dabei eine wichtige Rolle. Nur so<br />

lassen sich die Daten einfach in Informationen umwandeln, auf deren Basis<br />

dann Entscheidungen getroffen werden können. Die mobile Arbeitsmaschine<br />

der Zukunft ist von Grund auf digital und vernetzt. Dadurch kann Arbeit in<br />

vielen Branchen effizienter, vernetzter und nachhaltiger gestaltet werden.<br />

32 MOBILITY <strong>2023</strong>


DR.-ING. JAN SCHATTENBERG<br />

Stellvertretender Institutsleiter und Arbeitsgruppenleiter Automatisierungs- und Robotersysteme am Institut für<br />

mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge (IMN) der Technischen Universität Braunschweig<br />

Die regelmäßigen Fortschritte im Bereich der Sensorik, Kommunikationstechnologie<br />

und Datenverarbeitung haben die Automatisierung von mobilen Arbeitsmaschinen und<br />

insbesondere in der Landtechnik stark beeinflusst. Das hat uns eine Vielzahl von Möglichkeiten<br />

eröffnet, und deshalb stellen Landmaschinen, die hochgradig automatisiert und<br />

zunehmend miteinander vernetzt sind, den aktuellen Stand der Technik dar. Trotzdem<br />

bergen KI-gestützte Lösungen zusätzlich ein beträchtliches Entwicklungspotenzial, insbesondere<br />

in komplexen Prozessen. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn Entscheidungen<br />

nicht unmittelbar auf ein einzelnes Ereignis bezogen sind. Solche Situationen erfordern die<br />

Berücksichtigung umfangreicher Informationen über die verschiedenen Einflüsse, um auch<br />

in unbekannten Szenarien angemessene Entscheidungen treffen zu können. Gleichzeitig<br />

stellen KI-gestützte Ansätze die Entwicklungs- und Testprozesse vor beträchtliche Herausforderungen,<br />

da die klare Zuordnung von Ursache und Wirkung weniger eindeutig ist. Hier<br />

werden z. T. neue Abläufe erforderlich, nicht zuletzt, weil die neue Maschinenverordnung,<br />

die aktuell die Maschinenrichtlinie ablöst, auch KI und Cybersecurity berücksichtigt.<br />

DIE ZUORDNUNG<br />

VON URSACHE<br />

UND WIRKUNG IST<br />

WENIGER EINDEUTIG<br />

KI-GESTÜTZTE PROZESSE<br />

BENÖTIGEN DEN<br />

MENSCHEN WEITERHIN<br />

ALS SUPERVISOR<br />

JAN METZNER<br />

Principal Specialist Solutions Architect, Manufacturing bei AWS<br />

In der Produktion nimmt künstliche Intelligenz (KI) einen immer größeren Stellenwert ein. Besonders<br />

repetitive Vorgänge werden hierbei von KI-gestützten Maschinen übernommen. Dazu gehört auch, dass<br />

Predictive Maintenance eine hohe Anlagenverfügbarkeit gewährleistet. Außerdem kommt es darauf an,<br />

dass Maschinen ohne den Menschen untereinander kommunizieren können. Dadurch bleibt Fachkräften<br />

mehr Zeit für Aufgabenbereiche, in denen ihr Know-how bessere Verwendung findet. Es geht also um<br />

eine Kooperation von menschlicher Expertise und maschineller Optimierung. Aber eine große Herausforderung<br />

bleibt: Die Arbeitsprozesse müssen sicher und zuverlässig funktionieren. Daher benötigen<br />

KI-gestützte Prozesse den Menschen weiterhin als Supervisor. Genau diesen Bereich unterstützen wir bei<br />

AWS mit unseren IoT-Services (Internet of Things) oder einer Suite wie Amazon SageMaker. Zudem stellen<br />

wir in der Cloud für die erforderliche Datensammlung und Mustererkennung ausreichende Speicherkapazitäten<br />

und eine hohe Rechenleistung zur Verfügung. Und das bietet auch eine Grundlage, um Daten<br />

von mobilen Maschinen zu sammeln und die Hersteller so mit Informationen zur Optimierung ihrer<br />

Produkte zu versorgen.<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 33


MOBILE ENERGY<br />

LADEINFRASTRUKTUR<br />

FLEXIBLES RÜCKGRAT FÜR<br />

MEHR ELEKTROMOBILITÄT<br />

Auf dem Weg zur „All Electric Society“ gilt die Transformation des Mobilitätssektors<br />

hin zur Elektromobilität als eine der zentralen Herausforderungen. Phoenix Contact<br />

bietet hierfür ein breites Portfolio an Ladetechnik sowohl für die fahrzeugseitige<br />

Ladeschnittstelle als auch für die Ladeinfrastruktur. So entstehen vernetzte Gesamtlösungen<br />

für eine umweltfreundliche und nachhaltige Mobilität. Flexibel anpassbare<br />

AC-Ladesteckdosen ermöglichen hierbei den einfachen Aufbau einer individuellen<br />

und anwendungsorientierten Ladeinfrastruktur – nach dem Baukastenprinzip.<br />

Ladeinfrastruktur nach dem Baukastenprinzip bedarfsgerecht<br />

aufzubauen, klingt einfach und ist inzwischen auch<br />

möglich: Mit individuell anpassbaren AC-Ladesteckdosen.<br />

Ob runder oder eckiger Deckel, mit oder ohne Temperatursensor,<br />

mit 3- oder 4-poligem Aktuator, mit den modularen<br />

AC-Ladedosen „Charx connect modular“ von Phoenix Contact<br />

sind Ladestationen und Wallboxen frei und nach eigenen Wünschen<br />

konfigurierbar. Selbst das Kabelset lässt sich hinsichtlich<br />

Leistungsklasse und Kabellänge einzeln auswählen. So kann eine<br />

flexibel gestaltete Ladedose dazu beitragen, Ladeinfrastruktur individuell<br />

und anwendungsorientiert aufzubauen.<br />

LADEINFRASTRUKTUR, DIE PASST<br />

AC-Ladestationen mit Ladesteckdose können das Laden zu Hause,<br />

bei der Arbeit oder unterwegs abdecken. Schließlich hat jeder<br />

E-Auto-Fahrer ohnehin ein passendes mobiles Ladekabel im Kofferraum.<br />

Fahrer von Elektrofahrzeugen können damit problem-<br />

34 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE ENERGY<br />

„Charx connect modular“ sind die weltweit ersten Ladesteckdosen<br />

mit integrierter Temperaturmessung. So kann die Steuerung<br />

bei einer gefährlichen Überhitzung den Ladevorgang unterbrelos<br />

überall ihre Fahrzeuge laden. Durch eine größere Anzahl an<br />

Features erreichen Hersteller von AC-Ladestationen und -Wallboxen<br />

dennoch einen zusätzlichen Komfort für Anwender. Ihr<br />

Einsatz sollte immer bedarfsgerecht und im Interesse des Kunden<br />

erfolgen. Denn je nach Installationsort variieren die Anforderungen<br />

und damit auch die Kosten.<br />

Zielanwendungen sind alle Situationen, die sich aufgrund der<br />

typischen mehrstündigen Parkdauer für das AC-Laden eignen.<br />

Dazu zählt im privaten Bereich das Laden des eigenen Autos im<br />

Carport oder in der Garage mit Netzstrom. Im halböffentlichen<br />

Bereich zählen dazu das Laden von Mitarbeiter-Pkw oder der Firmenwagenflotte<br />

oder das Laden in Parkhäusern. Welche Rolle<br />

spielt in diesen verschiedenen Szenarien die AC-Ladesteckdose?<br />

MODULAR UND EFFIZIENT<br />

Das modulare Konzept der Ladedose „Charx connect modular“<br />

erhöht die Möglichkeiten, auf Zielanwendungen und Bedarfe zu<br />

reagieren. Aufgrund der Modularität müssen Hersteller nicht diverse<br />

Varianten zuvor konfektionierter Ladedosen bevorraten.<br />

Das ermöglicht eine transparente und kostenreduzierte Lagerhaltung.<br />

Ebenso sorgt die Modularität für eine Zeitersparnis während<br />

der Montage beim Kunden sowie bei Wartungsarbeiten,<br />

wenn eine Ladedose ausgetauscht werden muss. Das Dichtkonzept<br />

mit voll umspritzten Kontakten erhöht die Robustheit<br />

(Schutzklasse >IP55), Langlebigkeit und Verfügbarkeit der Ladestation<br />

im Outdoor-Einsatz.<br />

Für eine weitere Vereinfachung bei der Montage der Ladedose<br />

ist die Direktkontaktierung beim Schutzdeckel mit LED-Statusanzeige<br />

verantwortlich. Dabei wird die Leistung nicht durch Kabel,<br />

sondern durch Schrauben nach vorne zu den LEDs gebracht.<br />

Es stehen zwei Ansteuerungsvarianten zur Verfügung (gemeinsame<br />

Anode bzw. Kathode).<br />

EIGENES DESIGN AUS DEM BAUKASTEN<br />

Für Hersteller von Ladeinfrastruktur ist es wichtig und von hohem<br />

Mehrwert, wenn sich eine Ladesteckdose harmonisch in das<br />

Zieldesign einer Ladestation bzw. Wallbox einfügt. „Charx connect<br />

modular“ wurde mit dem German Design Award <strong>2023</strong> in der<br />

01 Modulare AC-Ladesteckdosen für Ladeinfrastrukturen<br />

Kategorie „Special Mention“ ausgezeichnet. Der Preis des Rats<br />

für Formgebung wird für bemerkenswerte Designleistungen verliehen.<br />

In die Bewertung floss maßgeblich das Baukastenprinzip<br />

dieser AC-Ladesteckdose ein. Es ermöglicht Entwicklern und Designern<br />

hohe Flexibilität in der Ausprägung und Gestaltung von<br />

Ladestationen. Hersteller können zwischen einem runden und<br />

eckigen Produktdesign wählen und auf dem Schutzdeckel ein Logo<br />

aufbringen, etwa für ein durchgängiges Branding oder auch<br />

für eine individuelle Gestaltung.<br />

Zudem lässt sich die optionale LED-Statusanzeige im Schutzdeckel<br />

der Ladesteckdose frei ansteuern: Funktionen wie Leuchten,<br />

Blinken und Pulsieren sind in allen RGB-Farben möglich. So<br />

können Hersteller individuelle, auf ihr Corporate Design abgestimmte<br />

Farbwerte konfigurieren und eine harmonische Gesamtlösung<br />

umsetzen.<br />

SMARTE FEATURES FÜR MEHR SICHERHEIT<br />

Besuchen Sie uns!<br />

Einbauen,<br />

anschließen –<br />

läuft!<br />

Halle 16, Stand D04<br />

Bei Elektro- und Hybrid-Nutzfahrzeugen fehlen künftig<br />

mechanische Keilriemen oder Nebenantriebe. Systemunabhängige,<br />

modulare elektrohydraulische PowerPacks<br />

sind die Alternative für alle Aufbauhersteller.<br />

bucherhydraulics.com/eh-pto


MOBILE ENERGY<br />

02<br />

02 Zur Auswahl stehen bei dem Baukasten von Phoenix Contact:<br />

Schutzdeckel, eine optionale LED-Statusanzeige, Temperatursensorik,<br />

Shutter und steckbare Anschlussleitungen<br />

03 „Charx connect modular“ erhielt das Gütesiegel „Special Mention“<br />

bei den German Design Awards <strong>2023</strong><br />

chen, um Nutzer vor Gefahren und die Ladestation vor Beschädigungen<br />

zu schützen. Zusätzliche Sicherheit erfährt der Anwender<br />

durch den Einbau eines mechanischen Berührschutzes, auch<br />

Shutter genannt. Er entspricht international gültigen Normen.<br />

Ähnlich wie eine Kindersicherung in heimischen Steckdosen verhindert<br />

er eine direkte Berührung der Kontakte oder auch das<br />

unsachgemäße Einführen von Gegenständen in die Ladesteckdose.<br />

Dies schützt den Nutzer, dient aber auch als Schutz vor<br />

Vandalismus.<br />

Die Bedienung erfolgt dabei komfortabel und einhändig:<br />

Durch Einstecken des Ladesteckers öffnet sich die Schutzblende<br />

automatisch. Dies ermöglicht eine intuitive Handhabung ohne<br />

Dreh- oder Schiebbewegungen. Mit einem Shutter wird die<br />

Schutzart IPXXD erreicht. Auch bei der Verriegelung überzeugt<br />

das modulare Konzept und ermöglicht die Wahl zwischen einem<br />

3- und einem 4-poligen Aktuator.<br />

NUTZERKOMFORT IM FOKUS<br />

Bei der Entwicklung der modularen Ladedose wurde neben maximaler<br />

Sicherheit für den Anwender auch auf hohen Nutzerkomfort<br />

Wert gelegt. Die farbige LED-Anzeige im Schutzdeckel<br />

ermöglicht eine schnelle und intuitive Erfassung des Ladestatus<br />

bzw. der Verfügbarkeit der Ladestation. Die Möglichkeit der einhändigen<br />

Bedienung (mit und ohne Shutter) unterstreicht die<br />

Einfachheit des durchdachten Produktdesigns.<br />

BEDARFSGERECHT UND SKALIERBAR<br />

Als Hersteller für Ladetechnik liefert Phoenix Contact alle Komponenten<br />

für die Entwicklung und den Aufbau von Ladesäulen<br />

und Wallboxen. Von der Infrastruktur-Ladesteckdose bis zum<br />

CCS-Ladekabel: Das Charx-Portfolio bildet die Basis für ein leistungsstarkes<br />

Elektroauto-Ladenetz. Je nach Anzahl, Ladeleistung<br />

und Funktionsumfang ihrer Ladepunkte können Hersteller aus<br />

dem Portfolio die passende Produktkombination auswählen. Betreiber<br />

profitieren so von einer bedarfsgerechten und skalierbaren<br />

Investition in eine flexible Ladeinfrastruktur.<br />

Bilder: Phoenix Contact<br />

www.phoenixcontact.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />

Flachsmarktstraße 8<br />

32825 Blomberg/Germany<br />

www.phoenixcontact.de<br />

03<br />

AUTORIN<br />

Antje Berit Meier, Product Management,<br />

Phoenix Contact E-<strong>Mobility</strong> GmbH,<br />

Schieder-Schwalenberg<br />

36 MOBILITY <strong>2023</strong>


RELAIS FÜR SICHERHEIT IM<br />

SCHIENENVERKEHR<br />

Die Sicherheitsrelais von Hengstler sind seit über<br />

35 Jahren in zahlreichen Bahntechnik-Anwendungen<br />

weltweit im Einsatz. Sie verfügen über zwangsgeführte<br />

Kontaktsätze nach DIN EN 61810-3 die sicherstellen,<br />

dass Öffner- und Schließerkontakt niemals gleichzeitig<br />

geschlossen sind. Fällt ein Schließerkontakt aus, bleibt<br />

der dazugehörige Öffnerkontakt<br />

geöffnet. Ein zweites<br />

redundantes Relais übernimmt<br />

dann die sichere<br />

Stilllegung der Anlage.<br />

Sicherheitsrelais von<br />

Hengstler eignen sich für<br />

eine Vielzahl von Anwendungen<br />

in der Bahntechnik: Sie sind in Türsteuerungen und<br />

Bremssystemen von Schienenfahrzeugen ebenso zu<br />

finden wie in Anlagen zur Überwachung von Bahnübergängen<br />

sowie in Stellwerken, Weichensteuerungen<br />

und in Achszählern von Gleisfreimeldeanlagen. Die<br />

Sicherheitsrelais von Hengstler erfüllen die strengen<br />

Anforderungen der Norm UIC Codex 736E für Signalrelais.<br />

Aufgrund der zwangsgeführten Kontakte sind sie<br />

sehr widerstandsfähig gegenüber Spannungs- und<br />

Überstromspitzen. Diese können an den Kontakten<br />

oder der Spule kaum Schaden anrichten. Hengstler<br />

bietet die Sicherheitsrelais in 15 unterschiedlichen<br />

Ausführungen mit vier bis zehn Kontakten an.<br />

www.hengstler.de<br />

KOOPERATION FÜR<br />

ENERGIEÜBERTRAGUNGSLÖSUNGEN<br />

Die Paul Vahle GmbH &<br />

Co. KG, ein weltweit<br />

führender Anbieter von<br />

Energie- und Datenübertragungssystemen<br />

für mobile<br />

Anwendungen,<br />

kooperiert mit dem<br />

schwedischen E-<strong>Mobility</strong>-<br />

Start-up Elonroad. Beide<br />

Unternehmen haben ein<br />

Memorandum of Understanding<br />

(MoU) unterzeichnet<br />

und geben damit ihre Partnerschaft bekannt.<br />

Ziel dieser ist es, innovative Energieübertragungslösungen<br />

zu entwickeln und die gemeinsame Präsenz in der<br />

Hafenindustrie auszubauen. Während die VahleGroup<br />

auf eine über 100-jährige Erfahrung in der Energieund<br />

Datenübertragung zurückblicken kann, bringt das<br />

schwedische Start-up dessen „steckerlose“ Stromübertragung<br />

für Elektrofahrzeuge in die Partnerschaft ein.<br />

Die innovative „steckerlose“ Technologie ermöglicht<br />

die direkte Ladung von E-Fahrzeugen während der<br />

Fahrt und beim Parken. Sie kommt bereits beim<br />

öffentlichen Verkehr oder in Logistikzentren zum<br />

Einsatz.<br />

www.vahle.de<br />

THERMAL BARRIERS: MEHR SICHERHEIT<br />

FÜR ELEKTROAUTOS<br />

Gegen die Gefahr des<br />

thermischen Durchgehens<br />

hat Freudenberg Sealing<br />

Technologies Thermal<br />

Barriers entwickelt, die dazu<br />

beitragen, den thermischen<br />

Ausbreitungswiderstand und<br />

damit den „Thermal Runaway“<br />

zu verlangsamen. Die neuen „3D Thermal Barriers“<br />

sind für den Einsatz an verschiedenen Positionen innerhalb<br />

der Batterie einsetzbar und haben sich bereits in ersten<br />

Serienproduktionen bewährt. Bei Lithium-Ionen-Batterien<br />

steigt bei höherer Energiedichte die Gefahr des thermischen<br />

Durchgehens. Für dieses technische Umfeld hat Freudenberg<br />

Sealing Technologies Thermal Barriers entwickelt. Diese<br />

erhöhen den thermischen Ausbreitungswiderstand und<br />

können damit den „Thermal Runaway“ verlangsamen oder<br />

sogar stoppen. „Ganz neu ist, dass die Thermal Barriers jetzt<br />

auch in maßgeschneiderten, flexiblen 3D-Geometrien<br />

verfügbar sind und den Einsatz an verschiedenen Positionen<br />

innerhalb der Batterie sowie die Integration weiterer Komponenten<br />

ermöglichen“, sagt Andrew Espinoza, Global Vice<br />

President Technology der Oil Seals Powertrain & Driveline<br />

Division bei Freudenberg Sealing Technologies.<br />

www.fst.com<br />

PRÜFSTAND FÜR BRENNSTOFFZELLEN<br />

Das Filtrationsgeschäft<br />

von Parker<br />

Hannifin hat einen<br />

wichtigen Meilenstein<br />

auf dem Weg<br />

zur Massenproduktion<br />

von Hohlfasermembran-Technologie<br />

für Brennstoffzellen-Befeuchtungsanwendungen<br />

erreicht – ein wichtiger<br />

Schritt zur Reduzierung von CO 2<br />

-Emissionen. Die Hohlfaser-<br />

Membrantechnologie ermöglicht optimale Feuchtigkeitsniveaus,<br />

sodass Brennstoffzellen länger halten und effizienter<br />

und zuverlässiger arbeiten können. Sie unterstützt den<br />

Übergang von fossilen Brennstoffen und beschleunigt die<br />

Umstellung auf elektrische Brennstoffzellenfahrzeuge in den<br />

nächsten fünf Jahren. Parker gab die erfolgreiche Fertigstellung<br />

des speziellen Prüfstandes bekannt, mit dem Produkte<br />

von Parker OEM-Kunden (Original Equipment Manufacturer)<br />

validiert werden sollen. Diese neue Technologie ermöglicht es<br />

Parker, die Membrantechnologie auf weit fortgeschrittenere<br />

Weise zu testen und hilft bei der Entwicklung robuster<br />

Systemlösungen für Brennstoffzellen. Es wurde in Zusammenarbeit<br />

mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und<br />

Mikrosysteme (IMM), einem gemeinnützigen deutschen<br />

Forschungsinstitut, entwickelt. Die Partner sind zuversichtlich,<br />

dass die Hohlfasermembran-Technologie weiter verbessert,<br />

die Lebensdauer der Brennstoffzellenbefeuchter verlängert<br />

und deren Effizienz für die Kunden erhöht werden kann.“<br />

www.parker.com<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 37


MOBILE ENERGY<br />

BATTERIEZELLPRODUKTION<br />

ALLES IM FLUSS<br />

Reinraum-FTF von SEW-Eurodrive<br />

für den Paletten- und Behältertransport in der<br />

Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen<br />

Die Elektromobilität boomt und die Nachfrage nach Batterien ist größer<br />

denn je. Um diesen Markt bedienen zu können, entstehen derzeit immer<br />

mehr Batteriewerke in Europa. Im neuen Werk eines nordeuropäischen<br />

Batterieherstellers kommen nun fahrerlose Transportfahrzeuge von<br />

SEW-Eurodrive zum Einsatz. Die spezielle Entwicklung mit Edelstahl-<br />

Aufbau ermöglicht Reinraumanwendungen der Klasse ISO 6,<br />

beispielsweise beim kontrollierten Ein- und Ausschleusen.<br />

In der Batteriezellenproduktion haben asiatische Firmen einen<br />

Vorsprung. Die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien<br />

im Mobilitätssektor und bei stationären Applikationen führte<br />

in den letzten Jahren zu einem schnellen Wachstum dieses<br />

Marktsegments, in dem europäische Anbieter dringend aufschließen<br />

müssen. Bis zum Jahr 2030 sollen in Europa daher 20 neue Gigafabriken<br />

errichtet werden. Die Batterieherstellung erfordert eine<br />

Anlagentechnik, die den hohen Anforderungen an Prozessqualität<br />

und Durchsatz gerecht wird. Automatisierung ist der Schlüssel.<br />

Ein Produzent von Lithium-Ionen-Batteriezellen benötigte für<br />

die Automatisierung von Transportaufgaben fahrerlose Transportfahrzeuge<br />

(FTF). Dabei sollten die Fahrzeuge und weitere<br />

Systeme Reinraumanforderungen erfüllen. Hierfür realisierte<br />

Tronrud Engineering AS aus Norwegen gemeinsam mit SEW-<br />

Eurodrive einen vollautomatisierten Paletten- und Behältertransport<br />

mit fahrerlosen Transportfahrzeugen aus dem Maxolution-<br />

Portfolio von SEW-Eurodrive.<br />

Tronrud Engineering ist ein Spezialist auf diesem Gebiet. Das<br />

Maschinenbauunternehmen entwickelt, produziert und liefert<br />

seit mehr als 40 Jahren Automatisierungslösungen. An den Standorten<br />

Eggemoen und Moss im Umkreis Oslos arbeiten rund 200<br />

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Auch die norwegische Landesgesellschaft<br />

SEW-Eurodrive AS ist in Moss beheimatet.<br />

Der Einsatz mobiler Systeme in einer Produktionsumgebung<br />

mit hohen Reinraumanforderungen und zahlreichen Schnittstellen<br />

wie Aufzügen, Stetigförderern und Sondermaschinen ist eine<br />

komplexe Aufgabe. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Übergabe in den<br />

Luftschleusen stellt hohe Anforderungen an die Positioniergenauigkeit<br />

und Sicherheitstechnik. Außerdem müssen verschiedene<br />

Ebenen (Erd- und Zwischengeschoss) überwunden werden.<br />

Dazu werden die FTF samt Last in Aufzügen transportiert.<br />

VOM TESTSYSTEM ZUR SERIENPRODUKTION<br />

Zunächst wurde ein Testsystem in einer Pilotfabrik des Endkunden<br />

als Machbarkeitsstudie installiert. Der Transfer von einem<br />

Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug mit über 1.000 kg Last war<br />

hierbei eine besondere Herausforderung. Nach dem erfolgreichen<br />

Test realisierten beide Firmen gemeinsam den Materialfluss<br />

mittels eines fahrerlosen Transportsystems in der Serienproduktion<br />

eines neuen Werks „auf der grünen Wiese“.<br />

Verschiedene, über das Werk verteilte Routen sorgen dafür,<br />

den spezifizierten Materialfluss aufrechtzuerhalten. Dabei gibt es<br />

zwei getrennte FTF-Bereiche: Im „grauen Bereich“ müssen die<br />

Fahrzeuge keine besonderen Reinheitsanforderungen erfüllen.<br />

Dagegen gilt für den „weißen Bereich“ die Reinraumanforderung<br />

nach ISO 14644-1 Klasse 6. Mit der Übergabe der Last an die<br />

Reinraumausführung der mobilen Systeme wird eine saubere<br />

Trennung zwischen beiden Bereichen ermöglicht. Zur Vermeidung<br />

einer Kreuzkontamination erfolgt diese Lastübergabe in<br />

speziellen Luftschleusen.<br />

Eine Hauptroute ist die Verbindung des zentralen Lagers mit<br />

den Fertigungsbereichen, um sie mit den benötigten Materialien<br />

zu versorgen. Sie umfassen die Prozessschritte: Beschichten, Ka-<br />

38 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE ENERGY<br />

01 Das Plattformfahrzeug mit aufgesetztem Rollenförderer – hier im<br />

„grauen Bereich“ – kann eine Traglast bis über 1.000 kg bewegen;<br />

sein bidirektionales Fahrwerk erreicht eine Geschwindigkeit von max.<br />

1,5 m/s und eine Positioniergenauigkeit von ± 2 bis 10 mm<br />

02 Innovative Navigations- und Sicherheitstechnologie ermöglicht<br />

eine zuverlässige, präzise und prozesssichere Lastübergabe in den<br />

Luftschleusen<br />

lendern, Slitten, Stapeln und Zellassemblierung. Darüber hinaus<br />

wird weiteres Material aus dem Umfeld des Zentrallagers zur Fertigung<br />

transportiert. Innerhalb des „weißen Bereichs“ werden die<br />

Materialien bis an den jeweiligen Verwendungsort gebracht. Entweder<br />

wird das Material direkt angeliefert oder es durchläuft vor<br />

der Anlieferung weitere Prozesse, z. B. Kommissionierung/Vereinzelung<br />

und Zwischenlagerung von Paletten auf einzelnen Kleinladungsträgern<br />

(KLT). Dabei findet auch ein Transfer von einem auf<br />

ein anderes Fahrzeug statt. Darüber hinaus werden FTF eingesetzt,<br />

um Paletten vom Lager in den „Supermarkt“ zu transportieren, wo<br />

Bauteile für die Produktion in der Nähe des Einbauortes bereitgestellt<br />

werden, und von dort zur Zellassemblierung.<br />

Zwischen Flottenmanager und Fahrzeugen kommt die standardisierte,<br />

interoperable Kommunikationsschnittstelle<br />

VDA 5050 zum Einsatz, was auch die problemlose Anbindung an<br />

die FTS-Leitsteuerung eines Drittanbieters erlaubte. Die erste<br />

Ausbaustufe umfasst: 42 FTF, 31 Fahrzeuge zum Palettentransport<br />

und 11 zum KLT-Transport. Die längste zurückzulegende<br />

Strecke beträgt 345 m – einschließlich der Aufzugwege.<br />

GETEILTE VERANTWORTUNG<br />

Tronrud Engineering übernimmt die Gesamtverantwortung für<br />

die stationäre und mobile Handlingssysteme für Paletten und Behälter<br />

und hat SEW-Eurodrive die Verantwortung für das gesamte<br />

fahrerlose Transportsystem übergeben. SEW realisiert auch<br />

die Integration des Tronrud-Lastaufnahmemittels auf dem Fahrzeug,<br />

stellt die kompletten Fahrzeuge einschließlich der Konformitätserklärung<br />

zur Verfügung und integriert die Fahrzeuge in<br />

das Gesamtsystem – einschließlich Planung, Parametrierung und<br />

Inbetriebnahme. Beide Partner unterstützten sich vor Ort bei der<br />

Inbetriebnahme beim Endkunden. Die europa- und weltweite<br />

Präsenz von SEW-Eurodrive und von Tronrud Engineering sichert<br />

auch in Zukunft eine schnelle, lokale Unterstützung.<br />

Für die mobile und schienengeführte Fördertechnik bietet<br />

SEW-Eurodrive skalierbare Systemlösungen an, was auch die dazugehörigen<br />

Dienstleistungen umfasst – von der Systemplanung<br />

und Simulation bis zur Inbetriebnahme, Wartung und Reparatur.<br />

Auf Basis seines innovativen Technologie- und Softwarebaukastens<br />

ist es SEW-Eurodrive möglich, individuelle fahrerlose Transportsysteme<br />

zu konfigurieren und dabei zugleich die Komplexität<br />

gering zu halten.<br />

KONTAKTLOS ENERGIE ÜBERTRAGEN<br />

01<br />

02<br />

Die fahrerlosen Transportfahrzeuge lassen sich mithilfe des<br />

Energieversorgungssystems Movitrans von SEW-Eurodrive kontaktlos<br />

und wartungsfrei laden. Daher ist es besonders für sensible<br />

Bereiche wie die Lebensmittelproduktion oder Reinräume<br />

geeignet. Für die Movitrans-Komponenten gibt es verschiedene<br />

Einbauoptionen, die eine einfache und dezentrale Installation<br />

ermöglichen. Die Energieaufnahme erfolgt verschleißfrei, entweder<br />

punktuell im Stillstand oder während der Fahrt über Linienleiter,<br />

die im oder auf dem Boden verlegt werden. Durch das<br />

Laden während der Fahrt oder bei der Lastübergabe lassen sich<br />

Stillstandszeiten vermeiden.<br />

Umfangreiche Sicherheitstechnik schützt das gesamte Fahrzeug,<br />

und vor allem die Menschen, die in seiner Umgebung arbeiten.<br />

Die integrierte Sicherheitssteuerung sorgt für die geschwindigkeitsabhängige<br />

Schutzfeldumschaltung, sicher abgeschaltetes<br />

Drehmoment, sichere Geschwindigkeit und weitere<br />

Funktionen. Auch das Lastaufnahmemittel wurde vollständig in<br />

die Fahrzeugsicherheit integriert.<br />

Zur Navigation in den Produktionshallen kommt Laser-SLAM<br />

zum Einsatz (Simultaneous Localization and Mapping). In Kombination<br />

mit Laserparking und Feinpositionierung mittels Data-<br />

Matrix-Code ermöglicht dies eine präzise und prozesssichere<br />

Fahrzeugpositionierung, was insbesondere für sicherheitsrelevante<br />

Bereiche, wie bei der Lastübergabe von Fahrzeug zu Fahrzeug,<br />

von Bedeutung ist.<br />

WELTWEIT VERFÜGBAR<br />

SEW-Eurodrive liefert weltweit mobile Systeme, Antriebs- und<br />

Steuerungskomponenten sowie Software aus einer Hand. Gemeinsam<br />

mit dem Maschinenbauer Tronrud Engineering installierte<br />

SEW-Eurodrive ein fahrerloses Transportsystem aus dem<br />

Maxolution-Portfolio mobiler Transport- und Assistenzsysteme<br />

in einer europäischen Fabrik zur Batteriezellenfertigung. Die<br />

VDA 5050 wurde dabei als Schnittstelle zur Kommunikation zwischen<br />

Fahrerlosen Transportfahrzeugen und der Leitsteuerung<br />

eingesetzt. Eine Erweiterung der FTS-Flotte ist bereits geplant<br />

und steht kurz vor der Umsetzung.<br />

www.sew-eurodrive.de/transportfahrzeuge<br />

AUTOR<br />

Gunthart Mau, Referent Fachpresse,<br />

SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 39


01 Linearbremsen<br />

von Mayr Antriebstechnik<br />

sichern die vertikalen<br />

Verfahrachsen ab und<br />

halten sie zuverlässig<br />

in Position<br />

WASSERSTOFF<br />

DICHTHEIT PRÜFEN,<br />

ABER SICHER<br />

Für die Verstromung von Wasserstoff werden H2-Brennstoffzellen benötigt.<br />

Bipolarplatten sind ein integraler Bestandteil von sogenannten Brennstoffzellen-<br />

Stacks. Damit diese Bipolarplatten effizient und zuverlässig funktionieren, müssen<br />

sie dicht sein. Die Maceas GmbH, eine reine Tochtergesellschaft der Worthmann<br />

Maschinenbau GmbH, hat für die Dichtheitsprüfung von Bipolarplatten eine<br />

Lösung entwickelt. Stangenbremsen von Mayr Antriebstechnik tragen zur<br />

Sicherheit der Anwendung bei.<br />

Wasserstoff gilt als ein Schlüssel für die Energiewende.<br />

Das einfachste Molekül ist eine vielfältig einsetzbare<br />

Alternative zu fossilen Energieträgern. Aus Wasserstoff<br />

(H 2<br />

) und Sauerstoff (O 2<br />

) erzeugen Brennstoffzellen<br />

Strom (und Wärme). Kernelement der Brennstoffzelle wiederum<br />

sind die Bipolarplatten. In Stapeln von 200 bis 500 Stück<br />

bilden sie das Herz eines Brennstoffzellensystems.<br />

Bipolarplatten verbinden die Zellen elektrisch und verteilen<br />

das Gas über die Fläche der Platte. Weitere Aufgaben sind die<br />

Trennung des Gases zwischen angrenzenden Zellen, die Abdichtung<br />

nach außen und auch die Kühlung. „Entscheidend ist, dass<br />

die Bipolarplatten dicht sind“, erklärt Daniel Schönbohm, Leiter<br />

Vertrieb bei der Worthmann Maschinenbau GmbH. „Kein Gas<br />

darf durch Leckagen den gewünschten Prozess umgehen oder<br />

negativ beeinflussen.“<br />

Das mittelständische Maschinenbau-Unternehmen aus dem<br />

niedersächsischen Barßel nahe Oldenburg hat sich unter der<br />

Marke Maceas auf die automatisierte Dichtheitsprüfung spezialisiert.<br />

„Wir bieten unseren Kunden sowohl standardisierte als<br />

auch maßgeschneiderte Lösungen mit unterschiedlichen Prüfverfahren<br />

an. Unser Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Helium-<br />

Dichtheitsprüfung und der Ultraschall-Gasblasen-Detektion im<br />

40 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE ENERGY<br />

FREQUENZ UND DYNAMIK ZÄHLEN<br />

Wasserbad, gerne auch mit einer Vollautomatisierung“, beschreibt<br />

Daniel Schönbohm das Aufgabenfeld.<br />

ALLES DICHT<br />

02 Immer zwei<br />

Platten können<br />

gleichzeitig in einer<br />

Vakuum-Kammer<br />

getestet werden<br />

Die Helium-Dichtheitsprüfung gehört zu den etablierten und genauesten<br />

Verfahren der Dichtheitsprüfung sowohl im Labor als<br />

auch in der Serienproduktion. Damit lassen sich zuverlässig auch<br />

sehr kleine Leckagen detektieren und lokalisieren. Helium-Vakuum,<br />

Helium-Schnüffeln oder Helium-Akkumulation werden als<br />

Verfahren eingesetzt. Das Prüfverfahren gilt dabei als schnell und<br />

prozesssicher. Es kann halbautomatisch, mit Teilehandling durch<br />

einen Werker oder vollautomatisch durchgeführt werden, zum<br />

Beispiel mittels eines Handling-Roboters.<br />

Der Helium-Leckagetest erfolgt mit einem Hochvakuum im<br />

Massenspektrometer. „Innerhalb eines Testzyklus werden die unterschiedlichen<br />

Kreisläufe der Bipolarplatten – also der Kühlkanal<br />

sowie die Wasserstoff- und Sauerstoffseite – gegeneinander<br />

auf Dichtheit geprüft“, erläutert Daniel Schönbohm. „Immer zwei<br />

Platten können gleichzeitig in einer Vakuum-Kammer getestet<br />

werden.“<br />

Für den eigentlichen Prüfvorgang werden die Prüfteile in der<br />

unteren Hälfte der Prüfkammer über Zentrierpunkte positioniert<br />

und über ein Vakuum-System fixiert. Anschließend wird<br />

über die vertikale Verfahrachse die Kammer geschlossen und<br />

die Helium-Dichtheitsprüfung durchgeführt. Nach der Prüfung<br />

öffnet die Kammer wieder und die getesteten Teile können manuell<br />

oder mittels Roboter entnommen werden. Die effektive<br />

Taktzeit beträgt 12 s für eine Doppelstation, die Kapazität liegt<br />

somit bei max. 300 Teilen pro Stunde. Die Prüfanlagen sind modular<br />

aufgebaut. Bei Bedarf kann das Hauptmodul, das den<br />

Schaltschrank und die Bedienelemente enthält, um weitere Module<br />

ergänzt werden, passend zu den jeweiligen Produktionszahlen.<br />

In den Prüfanlagen sind Linearbremsen von Mayr Antriebstechnik<br />

im Einsatz, um die vertikalen Verfahrachsen abzusichern und<br />

zuverlässig in Position zu halten. „Beim Verschließen der Kammern<br />

über Vakuum ist ein hoher Kraftaufwand nötig. Die Bremsen<br />

sind allerdings von diesen Kräften entkoppelt“, erklärt<br />

Daniel Schönbohm. „Die Herausforderung für die Bremsen besteht<br />

also nicht so sehr in der Belastung durch hohe Kräfte, sondern<br />

vielmehr in der Beanspruchung durch das häufige Auf- und<br />

Zufahren ca. alle 30 Sekunden. In den halbautomatischen Prüfanlagen<br />

dienen die Bremsen zusätzlich dem Werkerschutz. Wird<br />

die Lichtschranke durch eine Person durchbrochen, fallen die<br />

Bremsen zuverlässig ein.“<br />

Die Roba-linearstop-Sicherheitsbremsen von Mayr sind für<br />

diese dynamischen Bremsungen ausgelegt. Das Unternehmen<br />

hat die Bremsen als Sicherheitsbauteil nach der Maschinenrichtlinie<br />

(2006/42/EG) dafür freiwillig einer Baumusterprüfung unterzogen.<br />

DAUERHAFT KURZE SCHALTZEITEN<br />

Die Roba-linearstop-Bremsen sind Sicherheitsbremsen nach<br />

dem Fail-Safe-Prinzip. Das bedeutet, sie erzeugen die Bremskraft<br />

durch Druckfedern und sind im energielosen Zustand geschlossen.<br />

Die Linearbremsen eignen sich besonders für den Einsatz in<br />

schwerkraftbelasteten Achsen, da sie direkt an den Massen angebracht<br />

werden, die abgebremst bzw. gehalten werden sollen.<br />

Antriebselemente wie Zahnriemen, Kupplungen oder Spindelmuttern,<br />

die bei anderen Bremssystemen das Bremsmoment mit<br />

übertragen und Einfluss auf die Sicherheit haben könnten, gibt<br />

es hier nicht.<br />

Generell sind gerade bei vertikalen Achsen kurze Anhaltewege<br />

wichtig für die Sicherheit von Mensch und Maschine. Entscheidend<br />

für den Bremsweg sind dabei die Schaltzeiten der Bremse.<br />

Denn in der Zeit des freien Falls bis die Bremse schließt und die<br />

Verzögerung einsetzt, beschleunigt sich die Masse zusätzlich – unter<br />

Umständen so extrem, dass die zulässigen Werte der Bremse<br />

überschritten werden. Anwender sollten daher bei der Auswahl<br />

der Linearbremsen auf möglichst kurze, verifizierte Schaltzeiten<br />

achten – und auch darauf, dass diese Schaltzeiten über die gesamte<br />

Lebensdauer der Bremse eingehalten werden. Um in der<br />

jeweiligen Applikation größtmögliche Sicherheit zu erreichen<br />

und die projektierten Schaltzeiten über die gesamte Lebensdauer<br />

zu gewährleisten, hat Mayr Antriebstechnik die Linearbremsen<br />

mit einer zuverlässigen Schaltzustandskontrolle ausgestattet.<br />

Bilder: Mayr, Worthmann Maschinenbau<br />

www.mayr.com<br />

www.worthmann-ma.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Chr. Mayr GmbH + Co. KG<br />

Eichenstrasse 1,<br />

87665 Mauerstetten<br />

Tel. 08341 804-0<br />

E-Mail: public.mayr@mayr.de<br />

AUTORIN<br />

Simone Dauer, Pressereferentin,<br />

Chr. Mayr GmbH + Co. KG, Mauerstetten<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 41


MOBILE MASCHINEN / VENTILTECHNIK<br />

UMWELTFREUNDLICHE ELEKTROHYDRAULIK<br />

EINE ZUKUNFT OHNE<br />

NEBENANTRIEBE<br />

Um CO 2<br />

-Emissionen zu reduzieren, soll es zukünftig keine mechanischen<br />

Keilriemen- oder Nebenantriebe mehr geben. Eine Alternative stellen<br />

energieeffiziente elektrohydraulische Systemlösungen wie die neuen<br />

Smart PowerPacks dar.<br />

01a<br />

01b<br />

02<br />

Das EU-Parlament beschloss 2019, die CO 2<br />

-Emissionen<br />

schwerer Nutzfahrzeuge bis 2025 um 15 Prozent und bis<br />

2030 um 30 Prozent im Vergleich zu 2005 zu senken. Bereits<br />

2025 drohen empfindliche Strafzahlungen. Arbeitsfahrzeuge<br />

wie Müll- und Kommunalfahrzeuge oder Lkw mit Ladekran<br />

sind zwar zunächst ausgenommen, doch dieses Jahr berät<br />

die EU-Kommission weitere, wohl strenge Schritte. Das deutsche<br />

Umweltbundesamt favorisiert in der „Potenzialstudie Energieeinsparung<br />

in der Fluidtechnik“ Maßnahmen wie das Vermeiden<br />

von Leerlaufzeiten und eine bedarfsgerechte Steuerung von Nebenverbrauchern.<br />

AKTUELL HOHE VERLUSTLEISTUNGEN<br />

Von schärferen EU-Vorschriften wären also vor allem die Hersteller<br />

von Nebenaggregaten wie Kühlwasserpumpen oder Klimakompressoren,<br />

aber auch von Aufbauten für kommunale Arbeitsfunktionen<br />

oder Ladekrane betroffen. Bei den heute noch üblichen<br />

PTOs (PTO = power take-off) sind die Hydraulikpumpen<br />

über ein Getriebe, eine Zapfwelle oder einen Keilriemen mechanisch<br />

und permanent mit dem Lkw-Motor verbunden. Teilweise<br />

lassen sie sich durch Kupplungen trennen, aber vor allem bei<br />

Lkw-Aufbauten fallen diese meist dem Rotstift zum Opfer. Die<br />

Folge: Verlustleistungen zwischen 50 und 75 Prozent – weshalb<br />

beispielsweise Lkw-Ladekrane oft große Ölkühler benötigen.<br />

Lkw-Dieselmotoren sind für das effiziente Fahren bei Autobahntempo<br />

mit tiefer Drehzahl und hoher Last optimiert. Der<br />

stationäre Einsatz benötigt jedoch einen hohen Volumenstrom.<br />

Erzeugt wird er durch eine hohe Drehzahl des Motors. Das ist<br />

nicht nur laut, sondern auch ineffizient, da der Motor in einem<br />

ungünstigen Betriebspunkt mit schlechter Verbrennung und hohem<br />

spezifischem Kraftstoffverbrauch arbeitet.<br />

01a+b PowerPacks gibt es in unterschiedlichen Größen mit<br />

unterschiedlichen Leistungen<br />

02 Die Komponenten eines Smart PowerPacks lassen sich auch<br />

verteilt in Nutzfahrzeugen platzieren<br />

SMART POWERPACK MIT INTERNER<br />

DREHZAHLVORGABE<br />

In Zukunft ersetzen elektrische Antriebe mit „Power on Demand“<br />

solche umweltbelastenden Nebenabtriebe. Sie stellen eine bedarfsgerechte<br />

Leistung nur bei Bedarf zur Verfügung. Die Hydraulik<br />

selbst bleibt jedoch auf jeden Fall unverzichtbar, da nur sie<br />

DIE AX-PUMPE ARBEITET AB<br />

DREHZAHL NULL OHNE<br />

LOSBRECHEFFEKT<br />

lineare Bewegungen für hohen Kraftbedarf günstig und platzsparend<br />

umsetzen kann.<br />

Bucher Hydraulics hat deshalb die neuen Smart PowerPacks<br />

für Nutzfahrzeuge entwickelt. Der Clou: Im Gegensatz zu anderen<br />

Systemen können sie die für eine energetische Optimierung<br />

notwendige Drehzahlvorgabe intern generieren. Sie benötigen<br />

keine Informationen aus der Anwendung. Dadurch lassen sich<br />

die Smart-PowerPack-Lösungen mit allen marktüblichen Hydrauliksteuerungen<br />

frei kombinieren.<br />

Eine Kernkomponente für höhere Leistungen ist die AX-Pumpe.<br />

Sie verfügt über 24 Kolben und ist speziell für drehzahlvariab-<br />

42 MOBILITY <strong>2023</strong>


VENTILTECHNIK / MOBILE MASCHINEN<br />

le Anwendungen ausgelegt. Die hohe Kolbenzahl hält die Pulsationen<br />

sehr niedrig. Durch das breite Drehzahlband von 0 bis<br />

3600 U/min ist die Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebs<br />

vollständig nutzbar. Anders als konventionelle Pumpen arbeitet<br />

die AX ab Drehzahl Null ohne Losbrecheffekt. Der Gesamtwirkungsgrad<br />

von 92 bis 94 Prozent liegt weit über dem bisheriger<br />

Pumpen.<br />

SMART POWERPACK IN KÜRZE<br />

Bucher Hydraulics legt das als Baukastensystem konzipierte<br />

Smart PowerPack passend zur Druck- und Volumenstromanforderung<br />

der Anwendung aus. Verschiedene<br />

Pumpenlinien und -größen, Elektromotoren und<br />

Umrichter stehen zur Verfügung. Das System erfasst den<br />

aktuellen Volumenstrombedarf messtechnisch selbst<br />

und stellt ihn bei möglichst tiefer Pumpendrehzahl zur<br />

Verfügung.<br />

Das bedeutet für den Hersteller, er braucht das Smart<br />

PowerPack nur einzubauen und anzuschließen. Durch die<br />

Entkoppelung des PTO vom Nebenabtrieb und die<br />

bedarfsgerechte Volumenstrombereitstellung reduziert<br />

er den Kühlbedarf, belastet die Batteriekapazität weniger<br />

und senkt letztlich den Flottenverbrauch.<br />

Der Anwender profitiert durch einen geringeren Dieselverbrauch.<br />

Geringere Lärmemissionen während der<br />

Arbeitsfunktionen erschließen zudem neue Nutzungsfelder.<br />

SMARTER HYDRAULIKBLOCK VEREINFACHT<br />

INSTALLATION<br />

Zum System gehört ein smarter Hydraulikblock, der die Information<br />

zum aktuellen Verbrauch generiert und die Druckabsicherung<br />

übernimmt. Die Berechnung der Drehzahlvorgabe läuft direkt<br />

auf den Umrichtern von Bucher Hydraulics Mobile Drives.<br />

Das sorgt für einen geringen Installationsaufwand.<br />

Das Smart PowerPack ist ein Baukastensystem in mehreren<br />

Größen, das neben der AX-Pumpe auch Außen- und Innenzahnradpumpen<br />

für weniger anspruchsvolle Anwendungen enthält.<br />

Noch sind die Erfahrungen vieler Aufbauhersteller und Umrüster<br />

mit solchen elektrohydraulischen Antrieben gering. Bucher Hydraulics<br />

bietet deshalb die entsprechende Beratung und konstruktive<br />

Unterstützung.<br />

Bilder: Bucher Hydraulics<br />

www.bucherhydraulics.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Bucher Hydraulics GmbH<br />

Industriestrasse 1<br />

79771 Klettgau<br />

Tel. 07742 852-0<br />

AUTOR<br />

Michael Pyper, Fachjournalist, Wehrheim<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 43


INDIVIDUELLER ROTORPOSITIONSGEBER<br />

WIE IHR ES DREHT<br />

ODER WENDET<br />

Die Zukunft des Fahrzeugantriebs ist elektrisch, denn der Motor von<br />

Elektrofahrzeugen ist emissionsfrei und leise. Die Effizienz, Geräuschentwicklung<br />

und Lebensdauer elektrischer Traktionsantriebe ist dabei<br />

abhängig von der Signalqualität der verwendeten Sensorik. Hier hilft ein<br />

neuartiger induktiver Rotorpositionsgeber, die entsprechenden Signale in<br />

hochgenauer Güte zu erhalten.<br />

Der technologisch neuartige induktive Rotorpositionsgeber<br />

Variocoder von Lenord+Bauer ist eine maßgeschneiderte,<br />

variable Einbaulösung nach dem Baukastenprinzip,<br />

die sich durch automatisierte Designmethoden<br />

optimal dem individuellen Motordesign der Kunden anpasst.<br />

Dank umfangreicher Konfigurationsmöglichkeiten entsteht in<br />

kürzester Zeit ein individuelles serienfähiges C-Muster. Diese<br />

Flexibilität unterstützt das hohe Innovationstempo in der Elektromobilität.<br />

Der wartungsfreie Rotorpositionsgeber liefert hochgenaue Signale,<br />

die deutliche Verbesserungen der Effizienz, Reichweite, Geräuschentwicklung<br />

und Lebensdauer elektrischer Traktionsmotoren<br />

ermöglichen. Durch eine optimale Analog-/ Digitalwandlung<br />

der vom Sensor gelieferten Signale im Controller können<br />

fehlerhafte Quantifizierungen durch Offset- und Amplitudenfehler<br />

vermieden werden. So wird nicht nur die Leistung und Zuverlässigkeit<br />

der Motoren gesteigert, sondern auch die Energieeffizienz<br />

erhöht.<br />

ALTERNATIVE ZUM RESOLVER<br />

Eine passende Lösung für die Anforderungen an moderne Fahrzeugantriebe<br />

ist somit der berührungslose und verschleißfreie<br />

DER INDUKTIVE SENSOR IST ELEK-<br />

TRISCH AUF DIE ANFORDERUNGEN<br />

DES ANTRIEBS AUSGERICHTET<br />

induktive Rotorpositionsgeber Variocoder, der keine Lager oder<br />

Kupplungen benötigt. Die vollständige Abtastung über mechanische<br />

360° erlaubt eine hohe Montagetoleranz, ohne die Funktion<br />

und Genauigkeit zu beeinflussen. Die integrierte Signalauswertung<br />

und Aufbereitung liefert Signale, welche in gängigen Antriebscontrollereingängen<br />

direkt ohne Mehraufwand weiterverarbeitet<br />

werden können. Die Sinus-/ Cosinus-Signale sind auch<br />

bei hohen Montagetoleranzen nahezu offsetfrei und amplitudenstabil.<br />

Selbst bei Drehzahlen bis zu 40.000 Umdrehungen und hohen<br />

Temperaturen werden stabile Signale ausgegeben und ermöglichen<br />

über den gesamten Arbeitsbereich eine präzise und<br />

zuverlässige Bestimmung von Pollage und Drehzahl.<br />

Damit ist der Rotorpositionsgeber den weit verbreiteten Resolvern<br />

und einfachen magnetischen Systemen laut Hersteller deutlich<br />

überlegen und ermöglicht die Regelung von Antrieben aus<br />

44 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE SENSORIK<br />

01 Qualität der verwendeten Sensorik:<br />

Der neuartige induktive Rotorpositionsgeber hilft,<br />

die entsprechenden Signale in hochgenauer Güte<br />

zu erhalten<br />

02 Für jeden was dabei: Der Variocoder in<br />

unterschiedlichen Baugrößen<br />

01<br />

02<br />

dem Stillstand sowie im gesamten Geschwindigkeitsbereich mit<br />

maximalen Drehmomenten und hoher Regelgüte.<br />

INDIVIDUELLE LÖSUNG NACH<br />

DEM BAUKASTENPRINZIP<br />

Der Variocoder ist innerhalb kürzester Zeit mechanisch und elektrisch<br />

individuell konfigurierbar. Der Vorteil: Nicht der Motor<br />

wird dem Sensor angepasst, sondern der Sensor dem Motor. Ohne<br />

zeitraubenden Entwicklungsaufwand erhält der Kunde eine<br />

individuelle Einbaulösung nach dem Baukastenprinzip. Dank<br />

Rapid-Prototyping stehen den Anwender zu Preisen wie bei einem<br />

Sensor aus der Massenproduktion innerhalb von wenigen<br />

Wochen individuelle C-Muster zur Verfügung. Falls erforderlich,<br />

können zur kundenspezifischen Qualifikation zusätzliche Tests<br />

im hauseigenen Labor durchgeführt werden. Der induktive Sensor<br />

ist elektrisch auf die Anforderungen des Antriebs ausgerichtet.<br />

Dabei wird die Anzahl der Sinus-/ Cosinus-Perioden pro mechanischer<br />

Umdrehung der Motorwelle auf die Polpaarzahl der<br />

Synchronmaschine abgestimmt.<br />

Bilder: Lenord+Bauer<br />

www.lenord.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Lenord, Bauer & Co. GmbH<br />

Dohlenstrasse 32, 46145 Oberhausen<br />

Tel. 0208 9963-10<br />

E-Mail: info@lenord.de<br />

AUTORIN<br />

Ulrich Marl, Key Account Manager<br />

Automotive, Lenord, Bauer & Co. GmbH<br />

MOBILITY<br />

Eine Sonderausgabe der Marken O+P Fluitechnik,<br />

Der Konstrukteur, antriebstechnik<br />

erscheint <strong>2023</strong> im 2. Jahrgang<br />

REDAKTION<br />

Chefredakion: Dipl.-Ing Nicole Steinicke (ns),<br />

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

Miles Meier (mm), Tel.: 06131/992-208,<br />

E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteure:<br />

Felix Berthold, M.A. (be),<br />

Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. Manfred Weber (mw),<br />

Tel.: 06131/992-202, E-Mail: m.weber@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste 2024, gültig ab 01.10.<strong>2023</strong><br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-200<br />

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Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

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Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

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Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />

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Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />

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gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

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Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

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auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

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von Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD<br />

und DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die<br />

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IMPRESSUM<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 45


MOBILE SENSORIK<br />

TEMPERATUR UND FEUCHTE REGELN<br />

PRIMA KLIMA<br />

IM ZUG<br />

Hydrotrans von<br />

Jumo sind flexible<br />

Feuchte- und Temperaturmessumformer<br />

mit<br />

optionalem<br />

CO2-Modul<br />

Ob bei sommerlicher Hitze oder klirrender Kälte, flexible Feuchteund<br />

Temperatur-Messumformer sind bei jeder Witterung wichtig für<br />

eine optimale Klimatisierung von Zügen. Sie ermöglichen durch eine<br />

angemessene Regelung der Raumtemperatur und Luftqualität ein<br />

komfortables Reisen, selbst wenn die Sommer noch heißer werden.<br />

Für die Bahnbranche bietet Jumo ein umfassendes Portfolio<br />

an Mess- und Regeltechnik. Neben der Temperaturmessung<br />

im Fahrwerksbereich und bei der Wasserversorgung<br />

kommt dabei der Temperatur- und Feuchteregelung eine<br />

besondere Bedeutung zu. Klimaanlagen in Zügen sind das gesamte<br />

Jahr über enorm wichtig. Sie senken nicht nur im Sommer<br />

die Innenraumtemperaturen, sie entfeuchten zum Beispiel auch<br />

bei niedrigen Außentemperaturen die Luft im Fahrgastraum. Gerade<br />

die extrem heißen Sommer der vergangenen Jahre in Europa<br />

haben gezeigt: Mit einer angemessenen Raumtemperatur im Abteil<br />

steigt der Reisekomfort für die Passagiere deutlich.<br />

Die Nachfrage nach einer solchen Lösung ist groß. Geräte der<br />

Hydrotrans-Serie von Jumo sind zuverlässige Feuchte- und Temperatur-Messumformer<br />

mit CO 2<br />

-Modul. Die Geräteserie ist mit<br />

verschiedenen Schnittstellen verfügbar und zeichnet sich durch<br />

Montagefreundlichkeit, Robustheit und eine zuverlässige Sensorik<br />

aus.<br />

Dank der nötigen Bahnzulassung nach DIN EN 50155 eignet<br />

sich Hydrotrans hervorragend zur Klimaüberwachung im Schienenverkehr.<br />

Der Messumformer ist in den zwei Varianten als Kanalausführung<br />

und Stabausführung lieferbar.<br />

Durch die verschiedensten Ausführungen mit der Schutzart IP65<br />

ist das Gerät bereit für vielfältige Einsatzgebiete. Der Messbereich<br />

umfasst 0 bis 100 % rF, die Genauigkeit liegt bei 2 % rF. Der<br />

Hydrotrans deckt einen Temperaturbereich von - 40 bis + 80 °C ab.<br />

Zur exakten Bestimmung der Qualität der Luft in Innenräumen<br />

ist eine Variante mit einem optionalen CO 2<br />

-Modul mit einem<br />

Messbereich bis zu 10.000 ppm verfügbar. Durch die Platzierung<br />

des Moduls im Fühlerkopf lassen sich sehr geringe Ansprechzeiten<br />

realisieren. Ein Spannungs- und Stromausgang sowie Modbus<br />

stehen als Schnittstellen zur Verfügung.<br />

Gerade diesem CO 2<br />

-Modul kommt zur Überwachung der Luftqualität<br />

eine große Bedeutung zu, denn damit lässt sich eine<br />

signifikante Klimaeffizienz realisieren. Und Betreiber können dadurch<br />

Heizkosten sparen.<br />

LANGLEBIG UND WARTUNGSARM<br />

Gleichzeitig reduziert der Betreiber seine Instandhaltungskosten,<br />

denn die Qualitätssicherung der feuchtigkeitsempfindlichen Produkte<br />

von Jumo ist gewährleistet. Der Wartungsaufwand ist<br />

gering, die Produkte langlebig und der Wechsel der Filterkappe<br />

einfach umzusetzen.<br />

Damit die Klimaanlage die Temperatur im Zug regulieren kann,<br />

ist eine zuverlässige und konstante Temperaturmessung und<br />

-regelung unumgänglich. Die Temperaturfühler und Thermostate<br />

müssen daher den Bedingungen standhalten, die durch die Bewegung<br />

entstehen und sind entsprechend vibrationsfest.<br />

Bahnreisende können so im Sommer wie im Winter in einem<br />

optimal klimatisierten Abteil ohne „dicke Luft“ von A nach B<br />

kommen. Je weniger Reisefrust, desto entspannter die Zugfahrt.<br />

Bilder: Jumo<br />

www.jumo.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

JUMO GmbH & Co. KG<br />

Moritz-Juchheim-Straße 1<br />

36039 Fulda<br />

Tel. 0661 6003-0<br />

E-Mail: mail@jumo.net<br />

AUTOR<br />

Lars Ronge, Branchenmanager Bahn,<br />

Jumo GmbH & Co. KG, Fulda<br />

46 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE SENSORIK<br />

AUGMENTED REALITY<br />

SARA MACHT SENSORDATEN SICHTBAR<br />

Wie sich Ausfallzeiten von fahrerlosen Transportfahrzeugen, Robotern und<br />

Maschinen minimieren lassen, zeigt Sick mit Sara, einem innovativen<br />

Augmented-Reality-Assistent. Sensordaten und ergänzende Informationen<br />

werden in der realen Umgebung auf einem Smartphone oder Tablet visualisiert.<br />

Inbetriebnahme und Parametrierung, Service und Diagnose auf dem<br />

Shopfloor 4.0 werden so vereinfacht. Die schnelle Lokalisierung und Diagnose<br />

einer Störung verbessert die Verfügbarkeit und Produktivität.<br />

Ein Roboter stoppt aus unbekanntem Grund, ein FTS bleibt<br />

während der Transportfahrt einfach stehen, eine Maschine<br />

schaltet ohne ersichtlichen Grund ab … all dies sind<br />

klassische Szenarien, in denen Sara von Sick zu einer<br />

schnellen und gezielten Ursachendiagnose und Fehlerbehebung<br />

beitragen kann. Per Augmented Reality verschmilzt die App die<br />

Sicht des Sensors mit seiner realen Umgebung und visualisiert<br />

den Grund der Störung direkt auf einem mobilen Endgerät. Der<br />

Name „Sara“ steht für „Sick Augmented Reality Assistant“. Dem<br />

Nutzer werden die Gerätedaten aus der Perspektive des Sensors<br />

in die reale Umgebung projiziert – ohne zusätzlichen Laptop oder<br />

PC und ohne zusätzliches Softwaretool.<br />

Auf ähnliche Weise unterstützt die App auch die Inbetriebnahme<br />

beispielsweise von 3D-Lidar-Sensoren an fahrerlosen Transportfahrzeugen<br />

und mobilen Carts. So zeigt die App die Konfigurationsergebnisse<br />

beim Einlernen und Visualisieren von Scan- und<br />

Schutzfeldern vor Ort direkt auf dem Smartphone an. Im Betrieb<br />

werden dann Zeit und Ort von Feldverletzungen dokumentiert.<br />

Dies erlaubt eine genaue Analyse von Störungsursachen. Zur Vervollständigung<br />

der Diagnose können darüber hinaus auch beliebige<br />

andere Daten angezeigt werden, wie etwa die Geräte-ID,<br />

Temperatur, Betriebsstunden, der Ladezustand der Fahrzeugbatterie<br />

oder der Verschmutzungsgrad von Sensoren.<br />

Sara ist in zwei Ausstattungspaketen verfügbar. Das Basispaket<br />

umfasst alle erforderlichen Softwaretools, Marker, Schablonen<br />

und ergänzende Komponenten zur Umsetzung von Anwendungen.<br />

Ebenfalls im Paket enthalten sind ein Installations- und Inbetriebnahmeservice<br />

durch Sick sowie eine zeitlich unbegrenzte<br />

Floating-Lizenz.<br />

Das Lidar-Paket für die Lidar-Sensoren „microScan“ und „nanoScan“<br />

sowie für zahlreiche Varianten von TiM und LMS von<br />

Sick stellt gerätetypspezifische Visualisierungs- und Bedienelemente<br />

für die Bildschirmoberfläche zur Verfügung.<br />

Bild: Sick<br />

www.sick.com<br />

URSACHE EINFACH FINDEN<br />

Die App funktioniert mit nahezu jedem Sick-Sensor mit integrierter<br />

Datenschnittstelle. Um eine Fehlersuche zu starten, identifiziert<br />

der Nutzer zunächst die Sensorik durch Scannen eines 2D-<br />

Markers an der Maschine. Danach ergänzt Sara das Kamerabild<br />

der Szene virtuell per Augmented Reality um die eingestellten<br />

Sensorparameter, wie beispielsweise die Größe und Geometrie<br />

eingestellter Scanfelder. Der Bediener kann sofort erkennen,<br />

wann, wo und wodurch Feldverletzungen stattgefunden haben,<br />

die zum Stopp der Maschine geführt haben – und kann diese Ursachen<br />

in der Regel sofort beseitigen. Auf diese Weise hilft die<br />

App, Wiederinbetriebnahmen zu beschleunigen und so die Ausfallzeiten<br />

von Robotern, fahrerlosen Transportfahrzeugen und<br />

Maschinen zu minimieren.<br />

OHNE CLOUD<br />

Sara ist keine Cloud-App – die Applikation wird direkt auf einem<br />

Smartphone oder Tablet mit iOS- oder Android-Betriebssystem<br />

sowie in der IT-Infrastruktur des Kunden installiert. Dadurch integriert<br />

sie sich nahtlos in vorhandene Security-Konzepte und<br />

kann zudem von der IT-Abteilung des Unternehmens auf einfache<br />

Weise gepflegt und gewartet werden.<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 47


NEW MOBILITY<br />

E-ROLLER<br />

OPTIMIERTE DÄMPFUNG<br />

FÜR STADT UND LAND<br />

Die Ingenieure Tim Ascheberg und Jörn Jacobi schreiben mit<br />

ihrem Team die Erfolgsgeschichte der Scuddy Elektroroller<br />

weiter. Die Markteinführung der zweiten Generation verläuft<br />

dank einer Vielzahl von Innovationen positiv. Gründe dafür<br />

sind u. a. die höhere Flexibilität, Fahrleistung und<br />

verbesserte Ergonomie. Mehr Individualisierbarkeit<br />

ermöglicht auch die weiterentwickelte Dämpfung,<br />

die das Fahrwerk beruhigt. Hier waren die<br />

Konstrukteure erneut gut beraten mit<br />

Dämpfungs lösungen und Know-how von ACE.<br />

Als die Scuddy-Erfinder im Jahr 2012 ihren ersten dreirädrigen<br />

E-Roller präsentierten, war dieser schon als hochwertiges<br />

Fahrzeug mit Straßenzulassung konzipiert. Zügig<br />

realisiert, wurde der Roller in kurzer Zeit ein Erfolg.<br />

Mit dem „Scuddy Premium V2“ bringt das Unternehmen aus Kiel<br />

einen Nachfolger auf den Markt. In Sachen Leistung, Komfort<br />

und Variabilität setzt er neue Maßstäbe.<br />

Das Alleinstellungsmerkmal des Scuddys ist, dass er die Fahrleistungen<br />

eines Mopeds mit einem Klappmechanismus verbindet.<br />

In allen Ausführungen lässt er sich auf die Größe einer Getränkekiste<br />

falten. So kann er beispielsweise in der Deutschen<br />

Bahn kostenlos als Gepäckstück mitgenommen werden.<br />

„Mittlerweile sieht man Scuddys oft auf Campingplätzen. Das<br />

liegt auch an der spätestens seit der Covid-Pandemie gestiegenen<br />

Beliebtheit von Wohnmobilen und an den vielen reisenden Best<br />

Agern. Während die Jungen vom Fahrspaß begeistert sind, schätzen<br />

die Älteren die flexible Form der Mobilität und den damit steigenden<br />

Urlaubskomfort“, erklärt Jörn Jacobi, technischer Leiter<br />

von Scuddy. Inzwischen gibt es fünf Varianten, die die individuellen<br />

Ansprüche unterschiedlicher Nutzergruppen und Fahrbedürfnisse<br />

bedienen. Je nach Ausstattung wiegen sie maximal<br />

29 kg. Ob sportliches Fahren im Stehen oder gemütliches Fahren<br />

im Sitzen, der E-Roller passt sich den Fahrbedürfnissen an.<br />

KOMPAKT UND VIELSEITIG<br />

In allen Varianten verfügt der praktische und auf das Format<br />

62 ´53 ´ 42 cm faltbare Alltagshelfer über einen Akku, der an<br />

handelsüblichen Steckdosen geladen werden kann. Je nach Konfiguration<br />

und Fahrweise liefert dieser Reichweiten von bis zu<br />

70 km. Die Höchstgeschwindigkeiten variieren dabei zwischen<br />

15 km/h und 45 km/h. Für das 15-km/h-Modell, das mit Sonderzulassung<br />

auch als Krankenfahrstuhl geeignet ist, besteht in<br />

Deutschland keine Helmpflicht und es darf ohne Führerschein<br />

ab 15 Jahren überall gefahren werden.<br />

Die Versionen, die 20 km/h und 25 km/h erreichen, fallen in die<br />

Mofa-Kategorie, wobei die erstgenannte ohne Helm gefahren<br />

werden darf. Für die anderen Modelle, die 35 km/h und 45 km/h<br />

schnell sind, müssen Fahrende einen AM-Führerschein oder eine<br />

B-Fahrerlaubnis haben.<br />

DÄMPFUNG FÜR MEHR FAHRSPASS<br />

Alle Modelle haben bei Tests mit einem 80 kg schweren Fahrer<br />

eine Steigfähigkeit von 30 % nachgewiesen. Für emissionsfreie<br />

Transporte ist eine maximale Zuladung von 125 kg zulässig. Die<br />

charakteristischen zwei Räder an der Scuddy-Vorderachse machen<br />

ein Kurvengefühl ähnlich dem beim Carving-Skifahren<br />

möglich und sorgen für Fahrspaß. Damit das auch bei Geschwindigkeiten<br />

bis zu 45 km/h und auf so vielen Straßenbelägen wie<br />

möglich gilt, setzt das Unternehmen von Anfang an auf Dämpfungslösungen<br />

der ACE Stoßdämpfer GmbH.<br />

„Das Ingenieurteam von ACE ist für uns seit 2012 stets ansprechbar<br />

und hat bei den Scuddy-Entwicklungen auch dämpfungstechnische<br />

Ideen eingebracht, um unsere Lösungen zu verfeinern.<br />

Dass ACE auch Dämpfer zur Verfügung stellen kann, die ohne Umlenk-Kinematik<br />

und damit mit einem Minimum an Platz auskommen,<br />

ist ein echter Vorteil“, berichtet Konstrukteur Sebastian Vetter.<br />

So wurden zu Beginn der Partnerschaft die Strukturdämpfer<br />

durch zuschneidbare SLAB-Dämpfungsplatten von ACE ergänzt.<br />

Aufgrund der guten Erfahrungen hinsichtlich Qualität, Auswahl<br />

und Flexibilität ging die Zusammenarbeit beim neuen Modell in<br />

die nächste Runde. Zu den Neuerungen gehört unter anderem<br />

ein intuitiveres Falten des Fahrzeugs. Gleichzeitig sorgt der spielfreie<br />

Faltmechanismus dafür, dass die Nutzer über noch mehr<br />

Fahrzeug verfügen. Eine individuellere Auswahl der Dämpfer<br />

steigert zudem den Komfort.<br />

„Es ist ein bisschen wie beim Skifahren. Da wird je nach Gewicht<br />

des Fahrers die Bindung anders eingestellt. Und es ist klar,<br />

dass das Körpergewicht beim Überfahren von Unebenheiten wie<br />

48 MOBILITY <strong>2023</strong>


NEW MOBILITY<br />

02<br />

01 Die kompakten Tubus werden auf der Schwinge der E-Roller<br />

integriert und absorbieren dort Stöße zur Fahrwerksberuhigung<br />

01<br />

02 Einbaufertig mit Spezialschraube: Strukturdämpfer der<br />

TR-H-Baureihe werden radial beansprucht und verzögern sehr lang<br />

und weich<br />

Schlaglöchern, Wurzeln oder Gullideckeln auch nach unterschiedlichen<br />

Dämpfungen verlangt“, erklärt Jörn Jacobi. Dies<br />

macht eine individuelle Dämpfung notwendig.<br />

Das Pflichtenheft forderte drei unterschiedliche Dämpfungen,<br />

und zwar für Gewichtsklassen: 1) bis 80 kg, 2) 80 kg bis 110 kg und<br />

3) über 110 kg. Gemeinsam ermittelten die Partner per Auslegungssoftware<br />

von ACE, dass verschiedene Strukturdämpfer für<br />

alle drei Klassen geeignet wären. Ausgewählt wurden die Grundtypen:<br />

TR64-41H-OS, TR68-37H-OS und TR79-42H-OS.<br />

STRUKTURDÄMPFER FÜR VIELFAHRER<br />

Für die Testphasen stellte ACE kostenlose Bemusterungen zur<br />

Verfügung und konnte diese umgehend liefern. Während und<br />

nach den Tests integrierten die Konstrukteure die Tubus genannten<br />

Komponenten für den größtmöglichen Fahrkomfort jeweils<br />

auf der Schwinge. Anders als beim Vorgänger erfolgte das nicht<br />

als Tandemkonstruktion. Während der kleinere der gewählten<br />

Strukturdämpfer, die allesamt aus Co-Polyester Elastomer gefertigt<br />

sind, einen Wert von 25 Nm/Hub aufweist, sind es beim mittleren<br />

66,5 Nm/Hub und beim größten 81,5 Nm/Hub.<br />

Mit einer Lebensdauer von über einer Million Hüben können<br />

die Tubus auch von echten Vielfahrern genutzt werden, wobei<br />

die wartungsfreien Elemente keinen zusätzlichen Endanschlag<br />

benötigen. Dass sie in Temperaturbereichen von -40 °C bis 90 °C<br />

zuverlässig ihren Dienst tun, macht die E-Roller zukunftsfähig.<br />

Für die Konstrukteure war ebenso wichtig, dass die Montage einfach<br />

durchzuführen ist. Für eine besonders weiche Verzögerung<br />

sorgt die radiale Beanspruchung der TR-H-Baureihe. Das ‚H‘<br />

steht dabei für eine härtere Abmischung des Materials; im Vergleich<br />

zu anderen radial dämpfenden Tubus können sie so die<br />

gewünschte hohe Energie aufnehmen.<br />

Erste Probefahrer waren begeistert und meinen, die Weiterentwicklung<br />

habe sich gelohnt. Tim Ascheberg, Mitgründer und verantwortlich<br />

für Marketing und Öffentlichkeitsarbeit, ergänzt,<br />

auch die Haptik sei hochwertiger geworden und es sei dem Team<br />

gelungen, eine über den Scuddy hinaus verwendbare Leistungselektronik<br />

zu gestalten und zur Marktreife zu bringen. Die Leistungselektronik<br />

bietet das Unternehmen E-Roller-Konfektionären<br />

auch als OEM-Produkt an. Dies belegt die hohe Qualität und<br />

zeugt von der Vielseitigkeit und Souveränität des Kieler Teams.<br />

Das Konzept ihres faltbaren E-Rollers ist so einzigartig, dass man<br />

die anspruchsvolle Antriebstechnik auch anderen Marktteilnehmern<br />

anbieten kann.<br />

Auf die Dämpfungstechnik angesprochen, sagt Tim Ascheberg,<br />

dass man von der Qualität und der Angebotsvielfalt her mit ACE<br />

sehr zufrieden sei. Man könne jetzt noch gezielter individuelle<br />

Wünsche erfüllen und Kunden würden den hohen Fahrkomfort<br />

durch die Dämpfung sehr schätzen.<br />

Bilder: ACE, Scuddy<br />

www.ace-ace.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

Albert-Einstein-Str. 15<br />

40764 Langenfeld<br />

Tel. 02173 9226-10<br />

E-Mail: info@ace-int.eu<br />

AUTOR<br />

Robert Timmerberg, Fachjournalist (DFJV),<br />

plus2 GmbH, Düsseldorf,<br />

i. A. der ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 49


NEW MOBILITY<br />

Der große Roboter<br />

CURTdiff kann<br />

Pflanzreihen autonom<br />

erkennen und abfahren<br />

und so perspektivisch<br />

zum Beispiel für die<br />

Beikrautregulierung<br />

eingesetzt werden<br />

AUTONOME OUTDOOR-NAVIGATION<br />

DAMIT AGRARROBOTER NICHT<br />

DIE ORIENTIERUNG VERLIEREN<br />

Autonome und robuste Navigation ist für Landwirtschaftsroboter oder<br />

Maschinen, die autonomer werden sollen, eine essenzielle Fähigkeit,<br />

um sicher und zuverlässig mobil zu sein. Was technologisch, aber auch<br />

ökonomisch jetzt schon eingesetzt werden kann, zeigt das Fraunhofer<br />

IPA mit seinen Demonstratoren auf der Landwirtschaftsmesse<br />

agritechnica in Hannover.<br />

Die aktuellen Anforderungen an die Landwirtschaft sind<br />

geradezu konträr: Einerseits soll sie immer ertragreicher<br />

werden bei möglichst geringen Kosten. Andererseits<br />

werden Nachhaltigkeit und Biodiversität immer wichtiger.<br />

Hinzu kommen regulatorische Vorhaben wie beispielsweise<br />

das vieldiskutierte potenzielle Verbot des Herbizids Glyphosat.<br />

Diesen Anforderungen begegnen zu können, ist herausfordernd.<br />

Abhilfe können autonome Systeme oder Roboter schaffen. So<br />

werden bereits Drohnen eingesetzt, um Informationen über<br />

Pflanzenstress wie Dürren oder Nährstoffmangel zu ermitteln,<br />

landwirtschaftliche Flächen präzise zu vermessen oder Bonituren<br />

durchzuführen. Auch bodengebundene Systeme fahren in<br />

sehr kleiner Stückzahl über Felder und unterstützen bei der<br />

(häufig noch konventionellen) Beikrautregulierung. Ernteroboter<br />

werden im Forschungskontext erprobt.<br />

Allen autonomen Systemen ist gemein, dass sie sich selbstständig<br />

in ihrer Umgebung fortbewegen müssen und das unabhängig<br />

von der spezifischen Aufgabe, die sie am Ende ausführen. Um eine<br />

solche autonome Fortbewegung zu ermöglichen und damit Roboter<br />

zu ihrer eigentlichen Aufgabe zu befähigen, entwickelt das<br />

Fraunhofer IPA eine Outdoor-Navigation. Sie erkennt vollautonom<br />

ihre Umgebung wie Pflanzreihen oder unterschiedliche Untergründe<br />

und passt die Pfadplanung daran an. Gäste auf der Fachmesse<br />

agritechnica können diese Navigation anhand von zwei live<br />

autonom fahrenden Landwirtschaftsrobotern vom 12. bis 18. November<br />

<strong>2023</strong> in Hannover in Halle 11, Stand C62 erleben.<br />

INDOOR-NAVIGATION VERLÄSST DIE HALLEN<br />

In Innenbereichen gelingt es bereits gut, dass mobile Roboter<br />

mithilfe von Sensordaten ihre Umgebung erfassen und ihre Pfadplanung<br />

dynamisch daran anpassen. Diese Technologie kann<br />

nun sukzessive in die hochkomplexe und dynamische Außenwelt<br />

überführt werden. Dazu gehört der Ackerbau, aber auch weitere<br />

50 MOBILITY <strong>2023</strong>


NEW MOBILITY<br />

Der kleine mobile<br />

Roboter CURTmini<br />

erkennt autonom<br />

Untergründe, schätzt<br />

diese nach ihrer<br />

Befahrbarkeit ein und<br />

plant den Pfad<br />

entsprechend<br />

Anwendungen, die aus technologischer Sicht dazwischenliegen.<br />

Ein Beispiel ist die Intralogistik in Außenbereichen: Hier ist das<br />

Umfeld sehr ähnlich zu Innenbereichen strukturiert. Ställe hingegen<br />

sind komplexer als übliche Innenbereiche und sind für die<br />

autonome Navigation ähnliche anspruchsvoll wie Außenbereiche.<br />

Gleiches gilt für Prozesse, die der Ernte nachgelagert sind.<br />

Die Weiterentwicklung hin zur Outdoor-Navigation ist nicht so<br />

einfach: Im Gegensatz zu Innenräumen weisen viele Außenbereiche<br />

meist keine stationären Strukturen wie Wände oder Regale<br />

auf, an denen sich mobile Roboter dauerhaft auch über Wochen<br />

orientieren können. Ganz im Gegenteil: Mögliche Hindernisse<br />

AGRAR-ROBOTER BENÖTIGEN<br />

EINE OUTDOOR-NAVIGATION FÜR<br />

DIE AUTONOME FORTBEWEGUNG<br />

IN RAUEN UMGEBUNGEN<br />

sind in Außenbereichen unterschiedlich beschaffen und müssen<br />

interpretiert werden. Hohes Gras ist flexibel und überfahrbar, ein<br />

Rehkitz darf unter keinen Umständen übersehen werden, egal<br />

wie eng es sich an den Untergrund schmiegt. Die Untergründe<br />

selbst können ebenfalls sehr unterschiedlich sein und verschiedene<br />

Befahrbarkeiten aufweisen. Und je nach Wetterlage sind die<br />

Sichtverhältnisse eingeschränkt, was weniger oder zumindest<br />

weniger gute Sensordaten zur Folge haben kann.<br />

IPA-ROBOTER DEMONSTRIEREN<br />

AUTONOME PFADPLANUNG<br />

Die am Fraunhofer IPA unter der Leitung von Kevin Bregler entwickelte<br />

autonome Outdoor-Navigation kommt mit all diesen<br />

Herausforderungen zurecht und ermöglicht es, Landwirtschaftsroboter<br />

beispielsweise zur mechanischen Beikrautregulierung zu<br />

nutzen. Neben der Softwareentwicklung baut die Forschungs-<br />

gruppe auch prototypische Landwirtschaftsroboter mit dem Namen<br />

„CURT“. Zwei dieser Roboter machen die Navigation auf<br />

dem Messestand erlebbar: „CURTdiff“ wird autonom Pflanzreihen<br />

zwischen künstlich aufgeschütteten Dämmen, wie im Kartoffel-<br />

oder Spargelanbau üblich, erkennen und diese vollautonom<br />

abfahren. „CURTmini“, der kleinste Vertreter der Roboter, wird<br />

auf einer Fläche mit unterschiedlich gut befahrbaren Bodenmodulen<br />

zum Beispiel aus Gras, Holz oder Schotter fahren und je<br />

nach erkannter Befahrbarkeit seinen Pfad entsprechend planen<br />

und Hindernissen selbstständig und situationsadaptiv ausweichen.<br />

Dieser Parcours ist dank austauschbarer Bodenmodule<br />

interaktiv, sodass die Gäste sich durch das Wechseln der Bodenmodule<br />

von der ad-hoc-Pfadplanung überzeugen können. Darüber<br />

hinaus können die Gäste auch selbst Hindernisse auf die<br />

Strecke der Roboter werfen und sehen, wie der Roboter den Pfad<br />

dynamisch umplant. Videos am Messestand veranschaulichen<br />

mögliche Anwendungskontexte wie Wein- oder Apfelanbau.<br />

Das Entwicklerteam des Fraunhofer IPA adressiert mit seinen<br />

Exponaten insbesondere Hersteller und Anwender von Landmaschinen.<br />

Aber die Navigationssoftware ist auch für eine Vielzahl<br />

weiterer autonomer Maschinen im Innen- und Außenbereich interessant.<br />

CURTmini ist zudem als Forschungsplattform käuflich<br />

erwerbbar.<br />

Bilder: Fraunhofer IPA<br />

www.ipa.fraunhofer.de<br />

AUF EINEN BLICK<br />

Was? Fraunhofer IPA auf der<br />

agritechnica in Hannover<br />

Wann? 12. bis 18. November <strong>2023</strong><br />

Wo? Halle 11, Stand C62<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 51


NEW MOBILITY<br />

ELEKTRIFIZIERUNGSKONZEPTE<br />

WASSERSTOFFBETRIEBENE<br />

CONTAINERSCHIFFE<br />

Auch Containerschiffe werden ihren CO 2<br />

-Fussabdruck verkleinern.<br />

Die Samskip-Gruppe stellt als eine der ersten das Potenzial von Wasserstoff-Brennstoffzellen<br />

als saubere und erneuerbare Energiequelle in<br />

diesem Bereich unter Beweis. Eine Komplettlösung für Stromversorgung,<br />

Antrieb und Automatisierung der Schiffe liefert ABB.<br />

ABB wird ein umfassendes Stromverteilungssystem für<br />

zwei neue Kurzstrecken-Containerschiffe des weltweit<br />

aktiven Logistikkonzerns Samskip Group mit Sitz im niederländischen<br />

Rotterdam liefern. Die Schiffe gehören zu<br />

den ersten ihrer Art, die mit Wasserstoff betrieben werden. Die<br />

beiden 135 Meter langen Schiffe werden von Cochin Shipyard Ltd<br />

gebaut, der größten Schiffbau und Reparaturwerft Indiens, und<br />

sollen im dritten beziehungsweise vierten Quartal 2025 geliefert<br />

werden. Die Schiffe sind für den Einsatz zwischen dem Oslofjord<br />

und Rotterdam vorgesehen, eine Strecke von etwa 700 Seemeilen.<br />

Zum Lieferumfang von ABB gehört neben der Integration der<br />

Wasserstoff-Brennstoffzellen auch eine neue, kompakte Version<br />

des Stromverteilungssystems Onboard DC Grid, das für die optimale<br />

Energienutzung an Bord sorgen wird. Die Komplettlösung<br />

umfasst außerdem das digitale Betriebssystem für Energiespeicher<br />

von ABB mit branchenführender Automationstechnologie<br />

und das ABB Ability System 800xA für den nahtlosen Betrieb der<br />

Onboard-Ausstattung. Die ABB Ability Remote Diagnostic Systems<br />

sorgen mit Fernsupport rund um die Uhr für verbesserte<br />

Betriebssicherheit und optimierte Leistung der neuen Schiffe.<br />

Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie von Wasserstoff<br />

durch elektrochemische Reaktion in elektrische Energie um.<br />

Werden zur Herstellung des Wasserstoffs erneuerbare Energien<br />

verwendet, ist die gesamte Energiekette sauber. Die Wasserstoff-<br />

Brennstoffzellentechnologie gilt als eine der vielversprechendsten<br />

Lösungen für die Dekarbonisierung des Seeverkehrs, mit<br />

dem Potenzial, die Treibhausgasemissionen drastisch zu reduzieren<br />

und die Energieeffizienz zu verbessern.<br />

ZIEL: NETTO-NULL BIS 2040<br />

Die Schiffe von Samskip werden von je einer Wasserstoff-Brennstoffzelle<br />

mit einer Leistung von 3,2 MW angetrieben und mit<br />

Dieselgeneratoren als Backup ausgestattet. Der Logistikkonzern<br />

will bis 2040 das Ziel Netto-Null erreichen und geht davon aus,<br />

mit jedem Schiff, das mit Brennstoffzellen betrieben und im Ha-<br />

fen mit grünem Landstrom versorgt wird, rund 25.000 Tonnen an<br />

CO 2<br />

-Emissionen pro Jahr einsparen zu können. Während die<br />

Schiffe neue Standards für den umweltfreundlichen Betrieb setzen,<br />

sollen sie genauso leistungsstark sein, wie die konventionellen<br />

Schiffe von Samskip.<br />

„ABB freut sich sehr, bei diesem Projekt zur Emissionsvermeidung<br />

und zur Senkung der Betriebskosten mit Samskip und<br />

Cochin Shipyard Limited zusammenzuarbeiten,“ sagte<br />

Juha Koskela, Leiter der Division Marine & Ports von ABB. „ABB ist<br />

an den ehrgeizigsten Dekarbonisierungsprojekten der Schifffahrt<br />

beteiligt und setzt neue Massstäbe für den grünen Seeverkehr.“<br />

„Samskip kann seine ehrgeizigen Emissionsziele nicht ohne<br />

Partner wie ABB erreichen, die unseren Willen zur Innovation<br />

und zur Investition in die Zukunft teilen,“ sagte Erik Hofmeester,<br />

EIN MEILENSTEIN FÜR DIE<br />

SCHIFFSINDUSTRIE UND WASSER-<br />

STOFF-BRENNSTOFFZELLEN<br />

Leiter Flottenmanagement der Samskip Group. „Diese Schiffe<br />

sind ein Meilenstein für die Schiffsindustrie und Vorzeigemodelle<br />

für die Nutzung von Wasserstoff-Brennstoffzellen als eine saubere<br />

und erneuerbare Technologie.“<br />

Das Projekt wird vom staatlichen norwegischen Unternehmen<br />

ENOVA mitfinanziert. ENOVA ist dem norwegischen Ministerium<br />

für Klima und Umwelt unterstellt und fördert den Übergang zu<br />

einer umweltfreundlicheren Energieproduktion, energieeffiziente<br />

Lösungen und die Entwicklung von Energie- und Klimatechnologien.<br />

Bild: Naval Dynamics<br />

www.abb.com<br />

52 MOBILITY <strong>2023</strong>


NEUE SCHUBMASTSTAPLER-GENERATION<br />

Crown bringt mit der neuen ESR 1200 Serie seine bewährten Schubmaststapler<br />

mit einem neuen Mastportfolio auf den Markt. Die Nachfolger<br />

der mehrfach ausgezeichneten ESR 1000 Serie verfügen über eines<br />

der stabilsten Hubgerüste der Branche. Mit der durchbiegefesten<br />

Stahlkonstruktion und einer beeindruckenden Resttragfähigkeit von<br />

1200 kg auf 12 Metern Hubhöhe können schwere Lasten auch in großer<br />

Höhe schnell und sicher bewegt werden. „Mit dem neuen Mastportfolio<br />

ermöglichen wir einen weiteren Produktivitätsschub für unsere in der<br />

Praxis vielfach bewährten Schubmaststapler“, sagt Danilo Schmidt,<br />

Marketing Product Manager bei Crown. „Reibungslose Abläufe und hohe<br />

Präzision ermöglichen reale Leistung und optimale Performance. Selbst<br />

geübte Bediener können mit der ESR 1200 Serie ihre Umschlagleistung<br />

nun noch weiter steigern.“<br />

www.crown.com<br />

KBAV ZUM STANDARDANGEBOT<br />

HINZUGEFÜGT<br />

Menzel Elektromotoren stattet Schleifringläufermotoren<br />

auf Wunsch mit einer Kurzschluss- und Bürstenabhebevorrichtung<br />

(KBAV) aus und hat diese Option jetzt<br />

zu seinem<br />

Standardportfolio<br />

hinzugefügt.<br />

Der Einsatz einer<br />

KBAV kann<br />

wirtschaftlich<br />

lohnend sein bei<br />

Motoren etwa ab<br />

Baugröße 630,<br />

die lange<br />

Laufzeiten haben und nur selten neu gestartet werden.<br />

Der Wartungsaufwand sinkt dadurch deutlich. Beispielanwendungen<br />

sind Pumpen, Ventilatoren und<br />

Förderer, die im Dauerbetrieb (Betriebsart S1) laufen.<br />

Nach dem Hochfahren des Motors können die Rotorwicklungen<br />

kurzgeschlossen und die Kohlebürsten<br />

abgehoben werden. Das vermindert den Bürstenverschleiß.<br />

www.menzel-motors.com<br />

INDUSTRIERUSS IN DER<br />

VOLLREIFENPRODUKTION<br />

Das Unternehmen Continental baut die Aktivitäten im<br />

Bereich des zirkulären Wirtschaftens weiter aus. Im Continental-Reifenwerk<br />

in Korbach erhalten neu produzierte Superelastic<br />

Vollreifen rückgewonnenen Industrieruß (rCB). Das<br />

reduziert den Einsatz fossiler Rohstoffe respektive CO2-Emissionen.<br />

Vollreifen wie der SC20+ von Continental enthalten<br />

aufgrund ihres hohen Naturkautschukanteils bereits heute<br />

einen Anteil nachwachsender und recycelter Materialien von<br />

etwa 60 Prozent. Bis spätestens 2050 will Continental 100<br />

Prozent nachhaltige Materialien in ihren Reifenprodukten<br />

einsetzen. Der rückgewonnene Industrieruß stammt von<br />

Pyrum Innovations, einem Partnerunternehmen des Reifenherstellers.<br />

Pyrum zersetzt<br />

Altreifen in Industrieöfen<br />

durch ein spezielles Pyrolyseverfahren<br />

in ihre einzelnen<br />

Bestandteile. Auf diesem Weg<br />

können wertvolle Rohstoffe,<br />

die in Altreifen enthalten<br />

sind, extrahiert und recycelt<br />

werden.<br />

www.continental-tires.com<br />

HSI-STECKVERBINDER FÜR ALL-TERRAIN-ANWENDUNGEN<br />

Für zuverlässige High-Speed-Daten- und Stromübertragungen in rauen Umgebungen hat Rosenberger das HSI-Steckverbinder-System<br />

entwickelt. Konzipiert für anspruchsvolle Bedingungen im Außenbereich und standardisiert in Zusammenarbeit<br />

mit der AEF (Agricultural Industry Electronics Foundation), ist HSI – High-Speed Implement Bus System – der neue Standard.<br />

Für Anwendungen im Lkw über Baumaschinen bis hin zu landwirtschaftlichen Anwendungen sind HSI-Steckverbinder<br />

wahre Allrounder. Leistungsstarke und robuste Verbindungen zwischen<br />

Traktoren und Anhängern beziehungsweise Saatgut-, Dünge- und Erntemaschinen<br />

sind unabdingbar für zuverlässige High-Speed-Datenübertragung -<br />

ein immer bedeutungsvollerer Bestandteil in der Elektronik von Fahrzeugen<br />

und Maschinen. Auch bei anderen All-Terrain-Anwendungen unter anspruchsvollen<br />

Umweltbedingungen, wie in der Baufahrzeugindustrie, überzeugen<br />

HSI-Steckverbinder durch Robustheit und elektrische Zuverlässigkeit. Applikationen<br />

von HSI-Verbindungs-Systemen sind unter anderem Überwachungssysteme,<br />

Datensysteme zur Verbrauchs-, Saatgut- und Düngemitteloptimierung,<br />

GPS-Koordination sowie Füllstands- und Tonnagemessungen.<br />

www.rosenberger.com<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 53


MOBILE WISSENSCHAFT<br />

SOFTWARE FÜR GETRIEBEKONSTRUKTION<br />

ZAHN FÜR ZAHN – GANG FÜR GANG<br />

Der Motorsport ist seit jeher ein technologischer Schauplatz.<br />

Das Getriebe spielt in sämtlichen Motorsportdisziplinen<br />

zweifellos eine entscheidende Rolle, was natürlich auch für<br />

Rallyes gilt. Dort sind die Getriebe beträchtlichen Stoßbelastungen<br />

ausgesetzt. Zweifelsohne kommen hier Standardgetriebe<br />

an ihr Grenzen, weshalb die Hersteller eigens konstruierte<br />

Getriebe einsetzen, die zum Beispiel mit einer speziellen<br />

Software aus der Schweiz konstruiert wurden.<br />

54 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE WISSENSCHAFT<br />

Standardgetriebe aus der Serienproduktion eignen sich<br />

aufgrund der hohen Stoßbelastungen nicht für den Rallyesport.<br />

Selbst bei modifizierten Standardgetrieben fallen<br />

die Originalzahnräder der Fahrzeughersteller aus.<br />

Die Lösung für dieses Problem sind komplett neu konstruierte,<br />

sequenzielle Spezialgetriebe. Anders als normale Autogetriebe<br />

werden sie nicht in einem H- oder doppelten H-Schema geschaltet,<br />

sondern stufenweise, Gang für Gang – wie bei einem Motorrad.<br />

Darüber hinaus lassen sich diese speziellen sequenziellen<br />

Getriebe manuell schneller schalten. Ihr Hauptvorteil besteht jedoch<br />

darin, dass sie den extremen Belastungen während eines<br />

Rennens standhalten.<br />

An dieser Stelle kommt das Unternehmen X Shift Gearboxes ins<br />

Spiel. Sein Eigentümer und Gründer, František Macho, beschäftigt<br />

sich seit 1999 mit der Konstruktion und Produktion von Getrieben<br />

für den Rennsport. Damals waren spezielle Getriebe für<br />

den Rallyesport alles andere als weit verbreitet. Die Erfahrung,<br />

die sich Macho im Lauf der Jahre aneignete, führte schrittweise<br />

zur Gründung des Unternehmens. Es etablierte sich in kurzer<br />

Zeit auf dem Markt und bietet heute homologierte Getriebe für<br />

Hersteller wie Subaru, Mitsubishi und andere Ikonen des Motorsports<br />

an.<br />

FLEXIBEL BEI SONDERWÜNSCHEN<br />

Das Portfolio des Getriebespezialisten setzt sich zwar hauptsächlich<br />

aus Getrieben für Rallyes zusammen, jedoch werden sie<br />

auch mit Zahnrädern für Beschleunigungsrennen ausgestattet.<br />

Dort müssen die Bauteile Drehmomenten bis 1.700 Nm standhalten,<br />

beispielsweise bei Bergrennen oder auf Rundkursen, bei denen<br />

die Abtriebsritzel auch hohen Drehzahlen ausgesetzt sind.<br />

Die Variabilität bei der Anordnung muss daher allen Kundenanforderungen<br />

entsprechen. Neben Getrieben umfasst das Portfolio<br />

übrigens auch Differentiale für den Rennsport.<br />

BEI BERGRENNEN MÜSSEN<br />

BAUTEILE DREHMOMENTE BIS<br />

1700NM STANDHALTEN<br />

Seit seiner Gründung konstruiert das Unternehmen seine Getriebe<br />

selbst. Bei den Zahnradberechnungen jedoch baut es auf die<br />

Kooperation mit externen Partnern. Im Fall einer Serienproduktion<br />

eines einmal konstruierten Produkts ist dies eine kostengünstige<br />

Lösung. Sie begrenzt allerdings die Flexibilität und die Möglichkeiten<br />

von Weiterentwicklungen deutlich. Diese sind bei anspruchsvollen<br />

Kunden mit zahlreichen Sonderwünschen wiederum<br />

unabdingbar. Wesentlich erweitern lassen sich die<br />

Möglichkeiten durch den Kauf einer Software, mit der Zahnräder,<br />

Wellen und Lager intern berechnet werden können.<br />

Diese Erkenntnisse mündeten in die Entscheidung, die Kontrolle<br />

nicht nur über die Produktion und die Konstruktion zu behalten,<br />

sondern auch über die Auslegung der Zahnräder. Die Geschäftsführung<br />

beschloss daher, die Kisssoft-Software zu erwerben,<br />

die in vielerlei Hinsicht führend bei der Berechnung von<br />

Zahnrädern und bei Optimierungen in praktisch allen industriellen<br />

Anwendungen ist. Damit hat man sich zu namhaften Herstellern<br />

wie Ferrari, AMG und Tesla gesellt, deren Erfolg unter anderem<br />

auf den Funktionen der Software basiert.<br />

DIE ROLLE DER SOFTWARE<br />

Beim ersten Projekt, das X Shift Gearboxes mit Kisssoft angehen<br />

wollte, handelte es sich um ein Getriebe mit drei Wellen für den<br />

Toyota Yaris GR. Das Getriebe sollte modular konstruiert und auf<br />

unterschiedlichste Belastungen ausgelegt werden und die Mög-<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 55


MOBILE WISSENSCHAFT<br />

01<br />

lichkeit bieten, fünf, sechs oder sieben Stufen in einem einzigen<br />

Gehäuse unterzubringen. Die Hauptaufgabe bestand daher darin,<br />

das gesamte Getriebe im Hinblick auf die spezifischen Nutzungsbedingungen<br />

im Rallyesport zu optimieren und gleichzeitig den<br />

Anforderungen an die Nutzung in anderen Disziplinen gerecht zu<br />

werden. Und das alles bei variabler Anordnung.<br />

Das neue modulare Getriebe wurde auf Ebene des kinematischen<br />

Schemas mit dem System-Add-on Kisssys modelliert. Das<br />

Ad-on führt die Berechnungen der einzelnen Komponenten zu<br />

SPEZIALSOFTWARE ERMÖGLICHT<br />

AUCH KLEINEN UNTERNEHMEN<br />

DEN AUFBAU VON KNOW-HOW<br />

einer übergreifenden Gesamtberechnung zusammen und erzeugt<br />

gleich zu Beginn der Getriebedefinition automatisch ein<br />

entsprechendes 3D-Modell des Systems aus Zahnrädern, Wellen<br />

und Lagern. Im Modell sind mögliche Interferenzen der Teile sofort<br />

ersichtlich. Außerdem lassen sich die Einbaumasse im Getriebegehäuse<br />

von Anfang an überprüfen.<br />

GETRIEBEENTWICKLUNG<br />

Die Zahnräder des Herstellers werden in der Regel lediglich<br />

wälzgefräst, was die Kosten bei einer Kleinserienproduktion erheblich<br />

senkt. Die Verwendung vergüteter Werkstoffe wird dadurch<br />

möglich, dass die Anforderungen an die Flankensicherheit<br />

relativ niedrig sind. Andererseits sind vergütete Werkstoffe<br />

im Bereich des Zahnfusses weniger beständig. Der Optimierung<br />

des Zahnprofils jedes Zahnrads müssen die Ingenieure somit<br />

noch mehr Aufmerksamkeit schenken. Das gilt insbesondere für<br />

den Übergangsfussbereich. Hier bietet Kisssoft verschiedene<br />

Tools, die Optimierungen aus mehreren Perspektiven und mit<br />

unterschiedlichen Methoden ermöglichen. Auch die Herstellungsmethoden<br />

und -werkzeuge werden berücksichtigt. Um eine<br />

gleichmäßigere Lastverteilung zwischen den ineinandergreifenden<br />

Zähnen zu erzielen, nutzt das Unternehmen im Wesentlichen<br />

tiefe Zahnprofile.<br />

Konzeptionell sind die meisten Elemente des neuen Getriebes<br />

so universell wie möglich ausgelegt. Für die meisten Anwendun-<br />

gen muss lediglich das finale feste Übersetzungsverhältnis angepasst<br />

werden. Im Gegensatz zur sonst üblichen Praxis, bei der<br />

neu konstruierte Zahnräder im originalen Gehäuse der Serienproduktion<br />

untergebracht werden, entwickelt die Spezialisten für<br />

jeden neuen Getriebetyp ein neues Gehäuse. Das war auch beim<br />

Getriebe für den Yaris der Fall. Für die Prototypen wurden die Gehäuse<br />

mit einem Fünf-Achsen-Fräser aus einem Vollaluminiumblock<br />

gefräst. Bei der anschließenden Serienproduktion wurden<br />

die Vorteile des Feingussverfahrens (Wachsausschmelzguss) genutzt.<br />

Das Verfahren ermöglicht es, die Werkstoffeigenschaften<br />

durch komplexe Gussformen bestmöglich zu nutzen.<br />

VORTEILE DER SOFTWARE<br />

Bei den Getriebespezialisten schätzt man insbesondere die Benutzerfreundlichkeit<br />

der Konstruktionssoftware. Der Nutzer wird<br />

durch die Berechnung geführt und gewarnt, wenn er von Standardwerten<br />

abweichende oder falsche Werte eingibt oder wenn<br />

solche Werte in den Ergebnissen vorkommen. Er erhält außerdem<br />

sofort Tipps dazu, wie und wo er die Werte anpassen kann. Ebenso<br />

geschätzt wird die detaillierte Ansicht des gesamten Getriebes<br />

vom ersten Konstruktionsschritt an. Damit lassen sich Anpassun-<br />

03<br />

56 MOBILITY <strong>2023</strong>


MOBILE WISSENSCHAFT<br />

02<br />

01 Anschaulich: Die Schnittstelle erzeugt automatisch ein 3D-Modell<br />

auf Ebene des kinematischen Schemas<br />

02 Hintereinander hält besser: Zahnräder des 6-Gang-Getriebes für<br />

den Rallyewagen Toyota Yaris GR<br />

03 Da ist er! Der Toyota Yaris GR mit dem neu konstruierten Getriebe<br />

gen des gesamten Getriebes im Hinblick auf verschiedene Parameter<br />

in kürzester Zeit und auf einfache Weise vornehmen.<br />

Zu den sonstigen hervorzuhebenden Funktionen zählen die<br />

sehr detailreichen Optionen zum Auslegen des Getriebes selbst<br />

sowie die Möglichkeit, Lösungen für die Getriebeproduktion sogar<br />

bei Verwendung von Keilverzahnungen zu finden. Auch die<br />

Eignung von 2D- und 3D-Modellen für alternative Produktionsverfahren<br />

ist bemerkenswert. Die Konstrukteure verwenden die<br />

Software nicht nur zum Berechnen von Zahnrädern, sondern<br />

auch zum Analysieren der Lebensdauer von Lagern und zum Berechnen<br />

der Ermüdung von Wellen. Für die Zukunft plant das<br />

Unternehmen, seine Lizenz, um die Module zu erweitern, welche<br />

die Verformung des Getriebegehäuses infolge der Belastung<br />

durch die Zahnräder, Wellen und Lager berücksichtigen. Durch<br />

die intensiver Arbeit, die sich durch die kombinierte Nutzung von<br />

Software und Ad-on ergaben, konnte das Getriebe für den Toyota<br />

Yaris GR innerhalb von nur sechs Monaten entwickelt und für die<br />

Serienproduktion vorbereitet werden.<br />

HOMOLOGATION UND FEUERTAUFE<br />

X Shift Gearboxes zeigte sein neues Getriebe auf der Professional<br />

Motorsport World Expo in Köln und war damit laut Eigenaussage<br />

das weltweit erste Unternehmen, das ein Getriebe aus dem Rennsport<br />

einschließlich Anbauteilen für den Toyota Yaris GR einführte.<br />

Nach der Homologation musste das Getriebe in Italien beim<br />

Yaris Cup seine Feuertaufe bestehen; es bewährte sich hervorragend.<br />

Während des gesamten Rennens fiel nicht ein einziges<br />

Fahrzeug aufgrund eines Schadens an einem Getriebe des Getriebespezialisten<br />

aus.<br />

Diese Geschichte illustriert anschaulich die Tatsache, dass es<br />

durch den Einsatz einer leistungsstarken Spezialsoftware auch einem<br />

kleinen Unternehmen gelingen kann, sich ausreichendes<br />

Know-how und die nötigen Entwicklungskompetenzen anzueignen,<br />

wenn es darum geht, mit etablierten Wettbewerbern mitzuhalten<br />

oder sie sogar zu überholen.<br />

Bilder: Kisssoft<br />

www.Kisssoft.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

KISSsoft AG<br />

A Gleason Company<br />

Rosengartenstr. 4, 8608 Bubikon, Schweiz<br />

Tel. +41 55 254 20 50<br />

E-Mail: info@kisssoft.com<br />

AUTOR<br />

Ph.D. Renny Vachek, Gear Design s.r.o.<br />

Pilsen, Tschechien<br />

MOBILITY <strong>2023</strong> 57


lick:winkel<br />

KLEINE SPANNUNG,<br />

GROSSER NUTZEN<br />

Kleinspannungsmotoren<br />

sind im Kommen!<br />

Weniger hohe Spannung bedeutet weniger Energieverbrauch<br />

und das hat viele Vorteile. Kleinerer Bauraum,<br />

weniger Gefährdungspotenzial und weniger Umweltbelastung.<br />

Deshalb geht der Trend in diese Richtung.<br />

Der Markt für Antriebe mit Kleinspannung befindet sich<br />

an einem entscheidenden Wendepunkt. Vor allem batteriebetriebene<br />

Anwendungen, insbesondere im Bereich<br />

der mobilen Robotik, steigern die Nachfrage nach Technologien,<br />

die Spannungen von unter 60 Volt nutzen. Die niedrige<br />

Spannung ermöglicht platzsparende Antriebslösungen und hat<br />

darüber hinaus einen entscheidenden Sicherheitsvorteil.<br />

Martin Pointner hat als Head of Serial Business EMEIA bei<br />

Sumitomo Drive Technologies den Weitblick für die Marktentwicklungen<br />

bei Antriebslösungen: „Die Bedürfnisse der Anwender gehen<br />

klar in Richtung kompakte Antriebe, die vollintegriert und<br />

leicht in Betrieb zu nehmen sind“, erklärt Pointner. Ein Schlüssel<br />

dafür seien Antriebe mit Kleinspannungsmotoren.<br />

„Die magische Grenze liegt bei 60 Volt Gleichspannung“, so<br />

Pointner. In den meisten Ländern schreiben Normen vor, dass<br />

Produkte mit einer Ausgangsspannung von mehr als 60 Volt über<br />

zusätzliche Schutzvorrichtungen verfügen müssen. Neben den<br />

Vorteilen bei der schützenden Einhausung können Servoregler<br />

bei dieser Spannung wesentlich kleiner ausfallen. Luft- und<br />

Kriechstrecken spielen eine weitaus geringere Rolle im Design<br />

der Leiterplatten und der darauf verbauten Komponenten. Im<br />

Umkehrschluss heißt das: Unter 60 Volt lässt sich die Elektronik<br />

und damit der gesamte Antrieb in kleinerem Bauraum umsetzen.<br />

Zusätzlich wird der Mangel an Fachkräften, die Geräte in gefährlichen<br />

Spannungsbereichen warten können, zu einem Treiber<br />

für die zunehmende Nachfrage nach Architekturen mit Kleinspannungen.<br />

„Da das System bei unter 60 Volt in einem sicheren<br />

Spannungsbereich liegt, können Maschinen von Technikern gewartet<br />

werden, ohne dass umfassende Akkreditierungen oder<br />

Schulungen notwendig sind - etwas, das in der heutigen Produktionslandschaft<br />

einen hohen Stellenwert hat“, so Pointner. Um die<br />

magische Grenze von 60 Volt nicht zu durchbrechen, haben sich<br />

48 Volt als Spannung für Motoren etabliert. Da Akkus bei maximaler<br />

Ladung eine höhere Spannung als ihre Nennspannung aufweisen<br />

können, ist man mit 48V auch für mobile Anwendungen<br />

auf der sicheren Seite. Für die Hersteller stellt sich nun die Herausforderung,<br />

diese Kleinspannungslösungen nicht nur technisch<br />

auszureizen, sondern marktstrategisch weiterzuentwickeln.<br />

FTS- UND ROBOTIK-LÖSUNGEN SETZEN TREND<br />

„48-Volt-Antriebe setzen wir bereits erfolgreich in unseren kompakten<br />

Plug & Play-Lösungen für fahrerlose Transportsysteme<br />

sowie Robotik, insbesondere kollaborative Roboter (Cobots), ein.<br />

Ich bin überzeugt, dass der Kleinspannungs-Trend weiter auf andere<br />

Anwendungsgebiete in der Automatisierung, wie Verpackungsmaschinen<br />

und Fördersysteme, überschwappen wird“,<br />

ergänzt Pointner. „Das größte Wachstumspotential sehen wir bei<br />

der Integration der Antriebe und der Elektronik mit Motoren.<br />

Diese Lösungen sparen nicht nur Raum, sondern lassen sich<br />

auch leicht ansteuern, sind einheitlich zu warten und sparen<br />

Energie.“ Unter dem Dach von Sumitomo Drive Technologies<br />

denkt man gemeinsam mit der Lafert Group und Invertek Drives<br />

seit längerem in Richtung innovative Antriebspakete mit vollintegrierten<br />

Motoren. Diese Entwicklung wird das Unternehmen in<br />

Zukunft auch mit Kleinspannungs-Lösungen fortsetzen.<br />

Bild: pickup – stock.adobe.com<br />

https://emeia.sumitomodrive.com/<br />

58 MOBILITY <strong>2023</strong>


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KNOWLEDGE<br />

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