Mobility_2023
Mobility_2023
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 />
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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 />
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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 />
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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 />
SPANNVORRICHTUNGEN<br />
STELLEINRICHTUNGEN<br />
HUBEINRICHTUNGEN<br />
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 />
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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 />
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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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kayahan.com
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