antriebstechnik 11/2023

19174
11
November 2023
€ 16,50
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.
PRÄZISE BREMSEN
Federkraftbremsen im Dienst der Medizin
antriebstechnik.de

Halle 1, Stand 1-424
True quality from
Erfolg in Bewegung
orientalmotor.eu/de
Oriental Motor ist ein weltweit führender
Hersteller von Präzisions-Kleinmotorensystemen.
Unser 1885 in Japan gegründetes
Unternehmen steht für Qualität und stellt
sicher, dass jedes unserer 50.000 Produkte
die Anforderungen der Industrie auf der
ganzen Welt erfüllt. In partnerschaftlicher
Zusammenarbeit mit unseren Kunden liefert
Oriental Motor jede gewünschte Menge
schnell und effizient, damit großartige Ideen
zum Leben erweckt werden können. Nutzen
Sie die Kraft echter Qualität aus Japan
und bringen Sie Ihren Erfolg in Bewegung.

EDITORIAL
ANTRIEBSTECHNIK AUF
PLATZ EINS
Liebe Leserinnen, liebe Leser,
die Verbraucherpreise steigen, die Mieten werden höher und
höher – Gott sei Dank wohne ich nicht in München, denke ich
manchmal, da könnte ich mir das Leben gar nicht mehr
leisten. Andererseits verdient man dort vielleicht auch
besser? Für Ingenieure gibt es jedenfalls deutliche Gehaltsunterschiede,
je nach dem, in welcher Region man arbeitet.
München liegt dabei noch nicht einmal in Bayern vorne!
Stuttgart ist der Gehaltsprimus für Ingenieure, der Gehaltsmedian
liegt laut der VDI-Publikation Ingenieur.de bei
74.800 Euro im Jahr. Auf dem zweiten Platz liegt Frankfurt
und München auf Rang vier – etwa 70.000 Euro Jahresgehalt
gibt es dort im Schnitt. Knapp davor auf Platz drei findet sich
Nürnberg.
NIE WIEDER
UNERWARTETE
AUSFALLZEITEN
Schäden erkennen, bevor sie auftreten: Mit
dem innovativen Condition Monitoring
System „eye“ schaffen Sie technische Klarheit
und behalten die Wärmeentwicklung,
Vibration und den Ölzustand Ihres Getriebes
im Auge.
Die enthaltene Ölfilterung bietet Ihnen zudem
die Möglichkeit das vorhandene Getriebeöl
über mehrere Zyklen hinweg zu nutzen. Somit
sparen Sie nicht nur Nerven, sondern auch
Kosten und senken das Risiko kostenintensiver
Ausfallzeiten auf ein Minimum.
Im November treffen sich dort nicht nur gutbezahlte, sondern
auch neugierige Ingenieure auf der SPS. Dort werden die
Besucher die Innovationen von über 1.200 ausstellenden
Unternehmen sehen können. Im letzten Jahr war übrigens
die Antriebstechnik laut Veranstalter die Nummer 1 der
Top-Ausstellungsschwerpunkte. Ein Blick in diese Ausgabe der
Zeitschrift antriebstechnik lässt ahnen, in welche Richtung
die SPS 2023 geht: Intelligente Geräte, nachhaltige Prozesse
und sichere Technik werden eine wichtige Rolle spielen.
In dieser Ausgabe lesen Sie über intelligente Frequenzumrichter,
energieeffiziente Motoren und wie Automatisierer
alles miteinander verbinden.
Ich wünsche viel Spaß bei der Lektüre,
Ihr Miles Meier
m.meier@vfmz.de
BESUCHEN SIE UNS
HALLE 3 · STAND 364

EDITORIAL
03 Antriebstechnik auf Platz eins
SOFTSTARTER
06 STANDPUNKT Energiewende in der Antriebstechnik
08 Menschen, Märkte, Unternehmen
MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK
62
ANZEIGE
KUPPLUNGEN UND BREMSEN
12 TITEL Wo Präzision entscheidet
20 Rückenwind für die Energiewende
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN
18 Wenig schwingen und nichts verlieren
WÄLZ- UND GLEITLAGER
24 Lineartechnik für X-Ray in XXL
TITELBILD
Mayr Antriebstechnik,
Mauerstetten
LINEARTECHNIK
26 Präzision im Garten
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BEILAGE
Diese Ausgabe enthält eine Beilage der
NTI AG LinMot & MagSpring,
CH-Spreitenbach
52
20
4 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK
UMRICHTERTECHNIK
30 Was intelligente Frequenzumrichter meistern
34 Effizienter Antrieb für einen neuen Turbokompressor
SERVICE
60 Impressum
AUSGEWÄHLT
36 EMO 2023 – gelungener Neustart
STEUERN UND AUTOMATISIEREN
64 Präzise kleben, Blicke fangen
SPECIAL: SPS 2023
38 Schonend schalten mit elektronischen Wendeschützen
42 Augenblicke inszenieren mit DC-Kleinstantrieben
46 Delta-Robotik stellt hohe Ansprüche
48 Benchmark für hochsteife Präzisionsgetriebe
52 Geberelektronik: Sicher vom Sensor bis zur Steuerung
56 Potentiometer: Klassiker im Aufwind
58 Damit das Gras nicht in den Himmel wächst
62 Fast 70 Servoachsen hochpräzise synchronisiert
MEIN TIPP
Echt innovativ! Wer wissen möchte, was ein
„kinematischer Salto“ möglich macht, dem
empfehle ich den Beitrag von Wittenstein zu den
neuen miniaturisierten Galaxie Präzisionsgetrieben
zu lesen. Das Unternehmen hat dafür einen
Konzeptsprung von der radial zur axial wirkenden
Kraftübertragung vollzogen. Welche
technologischen Vorteile dies bringt und warum
die Getriebe eine Alternative zu Wellgetrieben
darstellen, lesen Sie ab Seite 48.
Felix Berthold, Redakteur, F.Berthold@vfmz.de
SPS Nürnberg
14.– 16. November 2023
Halle 1, Stand 224
Es geht noch kleiner
Unglücklicherweise können wir Ihnen unsere kleinsten DC-Motoren nicht zeigen. Sie sind schlicht
zu winzig für Werbeanzeigen. Finden Sie jetzt die passende Grösse für sich: shop.maxongroup.de
Precision Drive Systems

STANDPUNKT
STROMSPAREN
ENERGIEWENDE IN DER
ANTRIEBSTECHNIK
Energieeffizienz und Nachhaltigkeit liegen nicht nur im Trend,
sondern sind wichtige Faktoren für eine grüne Zukunft.
B&R will bis 2030 CO 2
-neutral werden. Wilfried Guerry,
Global Product Manager Antriebstechnik, berichtet wie B&R
das Maximum an Energieeffizienz aus seinen Servomotoren
und Servoantrieben herausholt.
Obwohl sie effizienter sind als
pneumatische oder hydraulische
Aktoren, gehören Elektromotoren
nach Luftkompressoren
und Öfen zu den größten Energieverbrauchern
in Maschinen. Dies ist in Zeiten
stark steigender Energiekosten nicht
unerheblich. Zu diesen unerwünschten
Verbraucher-Phänomenen gehören u. a.
Wirbelstromverluste, Joulesche Verluste
sowie der Blindstromverbrauch.
Diese Blindenergie, die nicht in mechanische
Energie umgewandelt werden
kann, macht mehr als 15 % des Stromverbrauchs
von Maschinen aus. Hier
setzten wir bei B&R an. Wir integrieren
in die ACOPOSmulti-Antriebssysteme
aktive Netzteile zur Leistungsfaktorkorrektur
(PFC), die den Blindanteil der
aufgenommenen elektrischen Leistung
nahezu eliminieren. Darüber hinaus
ermöglichen sie im Gegensatz zu
passiven Varianten auch beim regenerativen
Bremsen die Rückspeisung von
Energie ins Netz. Dadurch entfällt der
Einbau von Bremswiderständen zur
Ableitung der überschüssigen Energie,
was zu kompakteren Maschinen führt.
Schon mit dem Wechsel von einer
passiven zu einer aktiven Stromversorgung
können Kunden ihre Stromkosten
senken und ihren CO 2
-Fußabdruck
reduzieren.
Um den Energieverbrauch von Maschinen
weiter zu senken, ist eine vollständige
Erfassung des Energieverbrauchs
erforderlich. Es gibt zwar Lösungen zur
Überwachung des Energieverbrauchs,
diese geben jedoch keine Informationen
darüber, wie viel Energie jeder einzelne
Servoantrieb verbraucht und wann die
Spitzenwerte im Maschinenzyklus
auftreten. Mit einer neuen Energiemonitoring-Funktion,
die in naher Zukunft in
B&R-Servoantriebe integriert wird, weiß
der Betreiber jederzeit, wie viel Energie
jeder einzelne Servoantrieb in der
Maschine verbraucht. Das Erkennen
einer ungewöhnlichen Stromaufnahme
an einem Umrichter kann helfen, ein
mechanisches Problem frühzeitig zu
erkennen und zu lokalisieren.
Schalt- und Wirbelstromverluste gehen
wir mit Servoreglern an. Die können die
Schaltfrequenz ihrer Leistungstransistoren
in Abhängigkeit von der Motordrehzahl
automatisch reduzieren. Dadurch
können die elektrischen Verluste bei
niedrigen Motordrehzahlen oder im
Stillstand um bis zu 30 % reduziert
werden.
Von großer Bedeutung ist aber die
netzseitige Einspeisung. Um eine
maximale Energieeffizienz des Antriebsstrangs
zu erreichen, haben wir auch die
netzseitige Einspeisung neu konzipiert.
UM EINE MAXI-
MALE ENERGIE-
EFFIZIENZ DES
ANTRIEBS-
STRANGS ZU
ERREICHEN,
HABEN WIR AUCH
DIE NETZSEITIGE
EINSPEISUNG
NEU KONZIPIERT
Wilfried Guerry,
Global Product Manager
Antriebstechnik, B&R
Hier ist ein Umdenken erforderlich: B&R
arbeitet an einer Hybridlösung welche
die Vorteile neuer Technologie vereint
und den Verzicht der verlustreichen
Komponenten wie Rückspeisedrossel
und Netzfilter ermöglicht.
www.br-automation.com
6 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

Dual Encoder KCI 120Dplus
Roboter hochgenau bewegen
Der neue Dual Encoder KCI 120Dplus von HEIDENHAIN
verbindet Motorfeedback und Positionsmessung in
einem kompakten Drehgeber. Damit können beide Funktionen
an allen Achsen eines Roboters genutzt werden.
Ungenauigkeiten wie das Umkehrspiel des Getriebes
oder Rückwirkungen aus der Applikation werden
kompensiert – entscheidend für dynamische und hochbewegliche
Roboter. So macht der KCI 120Dplus aus
einem klassischen Gelenkarmroboter ein hochgenaues
Fertigungssystem und einen sicheren Cobot.
SPS
14.11.-16.11.23
Halle 7
Stand 494
robotics.heidenhain.com
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH
www.heidenhain.com

SOFTSTARTER
HARTING FEIERT JUBILÄEN
Drei Tochtergesellschaften der Harting Technologiegruppe
feiern ihr Jubiläum: Harting Deutschland und Harting Korea
blicken dabei auf 25 Jahre Firmengeschichte zurück, Harting
Schweiz lebt bereits seit 40 Jahre die Unternehmensvision
der Technologiegruppe. 1979 begann die Internationalisierung
der Harting Technologiegruppe mit der Gründung der
Landesgesellschaft in Frankreich. Heute hat Harting
weltweit 44 Vertriebsgesellschaften, 14 Produktionsstätten
und sechs Entwicklungsstandorte. Philip Harting, Vorstandsvorsitzender
der Harting Technologiegruppe, freut
sich über den von seinem Vater eingeschlagenen Weg in die
Internationalisierung: „Gesellschaftliche Herausforderungen
wie die De-Globalisierung führen uns heute vor Augen,
wie wichtig es ist, als Ansprechpartner nah am Kunden zu
sein und nah am Kunden zu produzieren.“
www.harting.com
ROBOTERTEAM AUF MOND-ERKUNDUNG
Um den Mond besser
zu erforschen und
Materialien aufzuspüren,
braucht es
künftig Erkundungsvehikel.
Schweizer
Forschende unter
Leitung der ETH
Zürich verfolgen nun die Idee, nicht einen einzigen Rover auf
Erkundungstour zu schicken, sondern ein ganzes Team von
Vehikeln und Fluggeräten, die sich gegenseitig ergänzen. Als
mögliche künftige Erkundungsgeräte rüsteten die Forschenden
drei Laufroboter vom Typ Anymal mit unterschiedlichen
Mess- und Analysegeräten aus. Der hundeähnliche Laufroboter
wurde an der ETH entwickelt. Angetrieben wird er mit
speziell für den Roboter entwickelten Elektromotoren von
Maxon, die seit 2020 mit dem Roboter-Hersteller Anybotics
kooperieren, einem Spin-off der ETH Zürich. „Mehrere Roboter
zu nutzen, hat zwei Vorteile“, erklärt Philip Arm, Doktorand in
der Gruppe von ETH-Professor Marco Hutter. „Die einzelnen
Roboter können spezialisierte Aufgaben übernehmen und
diese zeitgleich ausführen. Zudem ist ein Roboter-Team dank
seiner Redundanz dazu imstande, den Ausfall eines Teamgefährten
zu kompensieren.“ Die Wissenschaftler testeten diese
Laufroboter auf verschiedenen Geländen in der Schweiz und
am Europäischen Innovationszentrum für Weltraumressourcen
(ESRIC) in Luxemburg.
www.ethz.ch
PROFESSUR FÜR NACHHALTIGE UND
MODERNE ANTRIEBE
Die Frankfurt University
of Applied Sciences
(Frankfurt UAS) hat
zum Wintersemester
2023/24 zwei weitere
Nachhaltigkeitsprofessuren
berufen. Die
beiden Professuren
komplettieren die
insgesamt vier Stellen,
die sich in der jeweiligen Fachdisziplin und interdisziplinär mit
den Fragen einer nachhaltigen Welt befassen werden. Am
Fachbereich Informatik und Ingenieurwissenschaften tritt
Prof. Dr.-Ing. Bhavin Kapadia (r.) die Professur „Nachhaltige
und moderne Antriebe/Mobilität“ an. Der Ingenieur Bhavin
Kapadia beleuchtet Themen wie CO 2
- und Schadstoffreduzierung,
Wasserstofftechnologien und alternative Antriebe. Er
möchte die Interdisziplinarität auf dem Gebiet der Antriebstechnologien
in Forschung und Lehre ausbauen und setzt hier
besonders auch auf die Zusammenarbeit mit den anderen
Nachhaltigkeitsprofessuren. Die Diversifizierung der Antriebstechnologien
mit Fokus auf Sektorenkopplung und Systemansicht
in der Antriebsauswahl wird eines seiner Schwerpunktthemen
sein. Hierbei wird er stets den praxisnahen Bezug
herstellen und auf die neuesten Entwicklungen in der Industrie
eingehen. Die Erfahrungen zu Produktentwicklung,
Management und Wirtschaftlichkeit werden ebenso an die
Studierenden weitergegeben.
www.frankfurt-university.de
8 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

VERNETZEN SIE SICH MIT
www.antriebstechnik.de
digital.antriebstechnik.de
www.antriebstechnik.de/facebook
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www.antriebstechnik.de/linkedin
www.antriebstechnik.de/xing
HOCHLEISTUNGS-
SCHMIERSTOFFE
SPAREN ENERGIE
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Was können Unternehmen
tun, um den Energieverbrauch
deutlich zu reduzieren und
dennoch wirtschaftlich zu
arbeiten? Der VTH Verband
Technischer Handel e.V. weist auf Folgendes hin: Ein unterschätzter
Faktor ist die Wahl der richtigen Schmierstoffe, mit denen die
Reibungsverluste und damit der Energieaufwand während der
Maschinenlaufzeiten reduziert werden.
Öle, Fette, Pasten oder Trockenschmierstoffe gehören zu den
Hilfsmitteln, ohne die keine Maschine laufen kann. Die Schmierstoffindustrie
entwickelt daher zunehmend Produkte, die auf Nachhaltigkeit
in jeder Hinsicht setzen. Dies bezieht sich auf die Inhaltsstoffe,
die technischen Eigenschaften und die Handhabung der Schmiermittel.
Ausgeklügelte Schmierpläne reduzieren den Einsatz der Mittel
auf ein Minimum und sorgen dafür, dass Maschinen länger und
effizienter ohne Ausfälle laufen. Der Technische Handel hält ein
fachgerechtes Angebot zur Maschinenoptimierung vor und kann mit
Rat und Tat bei der Wartung, Instandhaltung und Modernisierung
unterstützen.
Weitere Informationen bietet die Seite
www.vth-verband.de/schmierstoffe-gegen-energiekosten.
www.vth-verband.de
Zahnriemen!
Wir lieben alle

SOFTSTARTER
FÜHRUNGSWECHSEL BEI KEB
IN DER SCHWEIZ
Die Schweizer Tochter
des Automatisierungsspezialisten
KEB hat
mit Urs Bürge einen
neuen Geschäftsführer.
Mit Mehmet-Ali
Sönmez wurde zudem
ein neuer Vertriebsleiter
für die Schweiz
ernannt. Bürge (Bild r.)
war zuletzt in unterschiedlichen
Führungspositionen tätig. Sönmez (l.) ist seit 2020
bei KEB beschäftigt und war vor seiner Berufung zum Vertriebsleiter
in der Schweiz verantwortlich für den Regionalvertrieb in
Südwestdeutschland. „Urs Bürge und Mehmet-Ali Sönmez sind
erfahrene Vertriebsexperten, die den Markt und die Bedürfnisse
unserer Kunden sehr gut kennen“, sagte Thomas Peters,
Leiter Vertrieb Elektronik bei KEB. Das Team der Schweizer KEB
Automation AG in Pfäffikon unterstützt Kunden in allen
Bereichen der industriellen Automation von Drive Controllern,
Motoren und Bremsen sowie neuen Steuerungslösungen und
dem webbasierten HMI-Managementsystem Helio. Kunden in
der französischen Schweiz unterstützt der technische Vertrieb
im Büro Yverdon-les-Bains.
www.keb.de
KISSsoft AG
A Gleason Company
T. +41 55 254 20 50
info@kisssoft.com
PRODUKTIONSENDE VON RADIALKOLBEN-
PUMPEN IN NÜRNBERG
Moog Inc. hat bekanntgegeben,
dass das Unternehmen plant, die
Produktion seiner Radialkolbenpumpen
im Werk Nürnberg bis
Ende 2026 einzustellen. Seit
mehr als 20 Jahren steht der
Name „RKP“ – Radialkolbenpumpen
von Moog – für Zuverlässigkeit
und Leistung in anspruchsvollen
Industrieanwendungen. Die Technologie und die
Märkte haben sich während dieser Zeit jedoch auch weiterentwickelt
und alle Daten zeigen eindeutig, dass die RKP in
der letzten Phase ihres Produktlebenszyklus angelangt ist.
Moog plant daher, die RKP-Produktion am Standort Nürnberg
in den nächsten drei Jahren auslaufen zu lassen und die
Produktionsstätte in Nürnberg Ende 2026 zu schließen. Diese
Maßnahme erfolgt im Einklang mit der am letzten Investorentag
angekündigten Rationalisierung und Konsolidierung
der weltweiten Unternehmensstandorte. Als Ersatz für die
RKP ist ab 2024 die Einführung einer neuen Axialkolbenpumpen-Baureihe
geplant, deren Entwicklung und Produktion am
größten deutschen Moog-Standort Böblingen erfolgt. Moog
ist sich der Tragweite dieser Entscheidung für die Mitarbeiter
am Standort Nürnberg sehr bewusst und hat sie nur nach
reiflicher Überlegung und schweren Herzens getroffen. In
mehr als zwei Jahrzehnten ist Moog Nürnberg mit seinen derzeit
59 Beschäftigten integraler Teil der Moog-Welt geworden.
Leider gibt es jedoch keine wirtschaftlich tragbare und
zukunftsfähige Alternative zur geplanten Werkschließung.
Moog wird mit dem Betriebsrat Nürnberg die geplanten
Maßnahmen beraten.
www.moog.de
IMMER MEHR ROBOTER
KISSsoft Features
▪ Bogenzahn 3D-Geometrie
▪ Datenaustausch GAMA / GDE 3.2 / REXS 1.4
▪ Zahneingriffs- und Lagerfrequenzen
▪ FKM-Wellenfestigkeitsberechnung mit Rainflow-Matrix
▪ Feinauslegung mit zusätzlichen Variationsmöglichkeiten
Anfragen für eine Testversion über www.kisssoft.com
NEU
Release
2023
Die International Federation
of Robotics veröffentlicht
im „World Robotics
2023“-Jahrbuch aktuelle
Branchendaten. Beim
Einsatz von Industrie-Robotern
erreichte die
deutsche Wirtschaft
demnach 2022 einen
neuen Spitzenwert. Der
operative Bestand stieg
auf 259.636 Einheiten, was
einem Zuwachs um 5 % im
Vergleich zum Vorjahr entspricht. Mit 25.636 neu installierten
Robotern wurde 2022 das drittbeste Jahresergebnis
erzielt, nach dem Allzeithoch von 26.723 Einheiten im Jahr
2018. Die Verkaufszahlen liegen mit minus 1 % nur knapp
hinter dem Vorjahr. „Der operative Bestand an Industrie-Robotern
in Deutschland ist mit einem Anteil von 36 % der mit
Abstand höchste in der Europäischen Union“, sagt Marina
Bill, Präsidentin der International Federation of Robotics. „Der
Absatz stieg seit 2017 bis 2022 jedes Jahr durchschnittlich
um fünf Prozent.“
www.ifr.org
10 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SOFTSTARTER
TRENDS IN DER FEINWERK- UND GERÄTETECHNIK
Am 16. und 17. November 2023 findet in Dresden die 16. Tagung „Feinwerktechnische
Konstruktion“ statt, die von der Deutschen Gesellschaft für Feinwerktechnik (DGFT)
organisiert wird. Die Tagung bietet Unternehmen und Wissenschaft eine Plattform zum
Informations- und Erfahrungsaustausch zu innovativen Entwicklungen in der Feinwerk- und
Gerätetechnik. Auch dieses Jahr kommen wieder Entwickler, Forscher und Studierende
zusammen, erstmals im Klemperer-Saal der Sächsischen Landesbibliothek – Staats- und
Universitätsbibliothek Dresden (SLUB). Das Programm wurde in Kooperation mit Firmen und
Hochschulen erstellt und bildet vielseitige Aspekte der Welt der Feinwerktechnik ab.
Insgesamt zwölf Vorträge stehen auf der Agenda, unter anderem in den Anwendungen
Mechatronik, Medizintechnik, Präzisionsmechanik, Miniaturantriebe, Mess- und Sensortechnik, Simulation und Optimierung.
Eine Industrieausstellung begleitet die Tagung. Zudem wird der DGFT-Preis 2023 für die beste Diplom- bzw. Masterarbeit
im Bereich Feinwerk- und Gerätetechnik des vergangenen Jahres verliehen.
www.dgft-ev.de
3-MILLIONSTE
INNENZAHNRAD-
PUMPE
EXPERIENCE
THE FUTURE TODAY
DIE NEUE ÄRA IN DER ANTRIEBSTECHNIK.
Bei der Eckerle Technologies
GmbH in Malsch, führender
Anbieter von spaltkompensierten
Innenzahnradpumpen, gab
es einen Grund zu feiern. Seit
Wiederbeginn der Serienfertigung
im Jahr 2000 sind
mittlerweile drei Millionen
Pumpen produziert worden.
Eine Stückzahl auf die die
gesamte Belegschaft stolz ist.
Eckerle Innenzahnradpumpen
werden in vielfältigen Anwendungen
der Industrie- und
Mobilhydraulik eingesetzt. Sie
zeichnen sich durch sehr gute
Wirkungsgrade, lange Lebensdauer
und angenehmes
Geräuschverhalten aus. Bei
Verwendung in drehzahlgeregelten
Systemen leisten
sie einen hohen Beitrag zur
Energieeinsparung. Neue
4-Quadranten-Lösungen setzen
diesen Weg zu mehr Nachhaltigkeit
konsequent fort.
Im Bild die Geschäftsführer
Otto-Michael Eckerle (links)
und Alexander Goss.
www.eckerle.com
www.rw-kupplungen.de

KUPPLUNGEN UND BREMSEN
TITEL
12 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

TITEL
KUPPLUNGEN UND BREMSEN
SERVOBREMSEN IN DER STRAHLENTHERAPIE
WO PRÄZISION ENTSCHEIDET
Die Strahlentherapie ist eine der
wichtigen Säulen in der Krebs- und
Tumorbehandlung. Zum Einsatz kommen
hier Multi-Leaf-Collimatoren (MLC),
die grundsätzlich dazu dienen, gesundes
Gewebe zu schonen. Die LAP Sued GmbH
aus Mittelfranken nahe Nürnberg
hat sich auf die Entwicklung dieser
hochkomplexen Technik spezialisiert.
Um die Sicherheit für Patienten und
Material zu gewährleisten, sind in
den Geräten Servobremsen von
Mayr Antriebstechnik eingebaut.
Andreas Merz, Produktmanager bei
mayr Antriebstechnik, Mauerstetten
www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2023/11 13

KUPPLUNGEN UND BREMSEN
TITEL
Etwas Gutes zur Krebsbehandlung beitragen, die Wahrscheinlichkeit
einer positiven Behandlung erhöhen, also
Hilfestellung für Medizin und Patienten geben – das sind
die Grundsätze, die Joachim Schindler, Entwicklungsingenieur
bei Lap Sued GmbH, und seine Kolleginnen und Kollegen
tagtäglich antreiben. Das Unternehmen entstand 2016 aus
der Euromechanics medical GmbH, die im Jahr 2000 gegründet
wurde, und gilt seitdem als Spezialist für die Entwicklung von
Multi-Leaf-Collimatoren (MLC). Zusätzlich hat die Firma auch
Produkte für die Qualitätssicherung (QA) in der Röntgendiagnostik,
Strahlentherapie und im Bereich der Magnetresonanz-
Tomo graphie (MRT) im Portfolio. „Einige unserer Produkte entstehen
durch direkte Kundenaufträge, das EMM120+ (MLC) ist
dagegen eine vollständige Eigenentwicklung der Lap Sued GmbH.
Mechanik, Elektronik sowie Firm- und Software stammen von
uns“, erklärt Joachim Schindler.
DEN TUMOR BESTRAHLEN,
GESUNDES GEWEBE SCHÜTZEN
Dabei handelt es sich um ein Modul für einen Photonen-Linearbeschleuniger
(LINAC) zur Begrenzung des Strahlenfeldes bei
der Behandlung von Tumoren. „Grundsätzlich dienen MLCs dazu,
gesundes Gewebe zu schonen. Zum Einsatz kommen hier daher
120 Lamellen aus Wolfram, einem dichten, schwerem Metall,
um das Strahlenfeld zu begrenzen (Beam-Shaping).“ Die Lamellen,
die zu zwei Paketen gruppiert sind, werden während der Behandlung
bewegt, um die Form des Tumors möglichst realitätsgetreu
abzubilden. „Der Tumor sieht ggf. seitlich anders aus als
von oben, deshalb verfahren bzw. vermessen die Lamellen ständig
neu“, beschreibt Joachim Schindler die Herausforderungen.
Während der Behandlung rotiert der LINAC Arm, in dem sich das
MLC-Gerät befindet, um den Patienten herum. Die Form der Lamellen
muss dabei permanent angepasst werden. Um eine höhere
Flexibilität zu ermöglichen, befinden sich die zwei Lamellenpakete
in sogenannten Bänken, welche separat, über Kugelumlaufspindeln,
verfahren können. „Die Bänke können sich in der
Theorie mit einer Geschwindigkeit von 80mm/s bewegen. Aus Sicherheitsgründen
wird aber während der Behandlung wesentlich
HERAUSFORDERUNG: KURZE
SCHALTZEITEN, ENGER BAURAUM
langsamer verfahren“, ergänzt Joachim Schindler. Die Masse der
Bänke mit den Wolframlamellen liegt in etwa bei 35 kg und wird
im Betrieb über die Motorsteuerung gehalten. Aber auch bei
Stromausfall ist eine entsprechende Absicherung nötig, denn
während der Behandlung befindet sich das MLC-Modul oftmals
über dem Patienten bzw. in Schräglage.
SICHERHEIT FÜR PATIENTEN UND MATERIAL
Auf der Abtriebsseite der Kugelumlaufspindel sind daher Haltebremsen
angebracht. „Eine Haltebremse muss die ca. 35 kg bei
einem Stromausfall an der entsprechenden Position halten, um
eine Gefährdung der Lamellen und des Patienten zu verhindern“,
erläutert Joachim Schindler. „Die Herausforderung war
dabei, die Schaltzeiten so kurz wie möglich zu halten und den
engen Bauraum auszunutzen. Wir haben uns daher für Servobremsen
von Mayr Antriebstechnik entschieden. Diese Bremslösung
wurde zwischenzeitlich in den Mayr-Standard-Baukasten
übernommen. Hier lief die Rückkopplung und Kommunikation
über unseren Berater tadellos. Die Anpassung passt
gut zu unserer Applikation.“
01 Roba-Servostop Sicherheitsbremsen
sind mit ihrer schlanken Bauform und dem
geringen Gewicht auf die Anforderungen
der Robotik und Medizintechnik
zugeschnitten
02 Das EMM120+ (MLC) ist eine vollständige
Eigenentwicklung der Lap Sued GmbH
03
03 Auf der Abtriebsseite der Kugelumlaufspindel
sind Roba-Servostop Haltebremsen
angebracht; eine Haltebremse muss ca.
35 kg an der entsprechenden Position
halten
01
02
14 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

TITEL
KUPPLUNGEN UND BREMSEN
STANDARDBAUKASTEN FÜR FLEXIBILITÄT
UND ORIENTIERUNG
Die Sicherheitsbremsen arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip. Sie erzeugen
die Bremskraft durch Druckfedern, sind im energie losen Zustand geschlossen.
Die Bremsen sorgen also dafür, dass beim Ausschalten des Stroms, bei
Stromausfall oder Not-Halt bewegte Lasten nicht unkontrolliert absinken
oder abstürzen. Mit der Roba-Servostop-Baureihe hat Mayr Antriebstechnik
Federdruckbremsen für Servomotoren entwickelt, die speziell an die hohen
Anforderungen der Robotik angepasst sind – nicht nur in der Industrie, sondern
eben zum Beispiel auch für die Medizintechnik. Das Unternehmen
kann dabei auf über 20 Jahre Erfahrung aus der Zusammenarbeit mit renommierten
Forschungseinrichtungen zurückgreifen und hat erst kürzlich
sein Portfolio überarbeitet. „Der neue Standardbaukasten, der neben klassischen
auch schlanke Bauformen und Hohlwellen-Ausführungen umfasst,
schafft nicht nur ein hohes Maß an Flexibilität für die verschiedenen Einbausituationen“,
erklärt Bernd Kees, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik.
„Sondern für Anwender bedeutet das auch einen leichten und unkomplizierten
Zugang zu den Bremsen und einen schnellen Überblick über
die einzelnen Lösungen auf einem attraktiven Preisniveau.“ Und Kees ergänzt:
„Wir liefern auch den Zugang zu den für die Auslegung und die Auswahl
notwendigen Daten wie beispielsweise die Definition der Bremsmomente,
Schaltzeiten, Massenträgheiten, Reibarbeiten bei Notstopp, die
Anzahl zulässiger Notstopps bei verschiedenen Anwendungsbedingungen
oder auch Informationen zur geometrischen Anbindung. Das sorgt für gute
Orientierung.“
LEISTUNGSDICHT UND ENERGIEEFFIZIENT
Roba-Servostop Bremsen sind nicht nur sehr leicht und bauen schlank, sondern
sind auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell. Zudem überzeugen
sie durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen.
„Daneben sind diese Bremsen so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt
und möglichst viel Energie eingespart wird“, fährt Bernd Kees fort.
„Ein weitaus größeres Einsparpotenzial bietet sich aber im Betrieb durch die
intelligente Ansteuerung der Bremsen. Denn nur beim Einschalten wird die
Bremse kurzzeitig mit einer hohen Spannung bestromt. In dieser Phase ist
eine hohe Magnetkraft erforderlich, um die Ankerscheibe über den Luftspalt
anzuziehen. Liegt die Ankerscheibe dann allerdings am Spulenträger
an, reicht eine wesentlich kleinere Magnetkraft aus, um die Bremse offen zu
halten. Deshalb kann in dieser Phase die Spannung deutlich abgesenkt werden.
Das spart nicht nur Energie, sondern ist auch von Vorteil, wenn die
Stromaufnahme begrenzt ist.
Bilder: mayrAntriebstechnik, Lap Sued GmbH, phonlamaiphoto – stock.adobe.com
www.mayr.de
DIE IDEE
„Mit der Roba-Servostop-Baureihe
hat Mayr Antriebstechnik Federdruckbremsen
für Servomotoren
entwickelt, die speziell an die hohen
Anforderungen der Robotik angepasst
sind. Die Roba-Servostop-
Baureihe bietet Einsparpotenzial
durch die intelligente Ansteuerung
der Bremsen. Denn nur beim
Einschalten wird die Bremse
kurzzeitig mit einer hohen
Spannung bestromt. Neu ist ein
Standardbaukasten, der neben
klassischen auch schlanke Bauformen
und Hohlwellen-Ausführungen
umfasst, und so für große Flexibilität
hinsichtlich der Einbausituationen
sorgt. Anwender erhalten sofort
einen schnellen Überblick über die
einzelnen Lösungen auf einem
attraktiven Preisniveau.“
Bernd Kees, Produktmanager,
mayr Antriebstechnik, Mauerstetten
www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2023/11 15

DIE NEXTGEN-INITIATIVE
Neue Maßstäbe
für die Sensortechnik
Exakt nach Ihren Vorgaben gefertigt
100% kompatibel zu Vorgängermodellen
Neue Mess- & Signalverarbeitungs-
technologien für IXARC Drehgeber &
TILTIX Neigungssensoren
Mehr Präzision und Genauigkeit
Höhere Auflösung und weniger
Energieverbrauch – dank TMR-Technologie
Programmierbar –
kompatibel mit dem UBIFAST-Tool
Einfach online bestellen:
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SPS 2023 in Nürnberg!
VERSATZAUSGLEICH IN ALLE RICHTUNGEN
Ringspann erweitert sein Portfolio durch
mehrere Bautypen kompakter Wendelkupplungen.
Damit bietet das Unternehmen
den Konstrukteuren der Antriebstechnik
eine weitere kompakte und
verschleißfreie Lösung zur spielfreien und
winkelsynchronen Verbindung von und an
Ab- und Antriebswellen. Das Besondere
daran: Im Gegensatz zu anderen Kupplungstypen
können Wendelkupplungen
sowohl den Winkel- und Schrägversatz als auch Radial- und Axialverlagerungen
von Wellen ausgleichen – gleichzeitig und je nach Bauform sogar dreidimensional.
Bei den neuen Wendelkupplungen der Baureihe RBC handelt es
sich um kompakte Wellenverbindungen, die aus einem Stück aus rostfreiem
Stahl oder Aluminium gefertigt werden. Prägend für ihr Design ist ein zylindrischer
Grundkörper, in dem eine oder mehrere helixförmig verlaufende Nute
– die Wendeln – eingearbeitet sind. Diese spiralartige Formgebung verleiht der
Kupplung einen oder mehrere flexible Bereiche mit exakt berechenbarer
Elastizität. Die Herstellung aus einem Stück ermöglicht zudem die Integration
mehrerer Funktionen und Eigenschaften in einem einzigen, platzsparenden
Maschinenelement.
www.ringspann.de
KURVENROLLEN MIT ZINK-BESCHICHTUNGEN
Kurvenrollen müssen nicht nur hohe Radialkräfte
aufnehmen, sondern sind häufig auch
aggressiven Umgebungsmedien ausgesetzt. Ein
zuverlässiger Rostschutz ist deshalb entscheidend
für deren Lebensdauer. Eine gute und – im
Vergleich zum Edelstahl – wirtschaftliche Lösung
bieten Oberflächenbeschichtungen, die Findling
Wälzlager für seine Kurvenrollen KR und KRV in
zwei Varianten zur Verfügung stellt: als Zink­
Eisen- und als Zink-Nickel-Legierung. Die Zink-Eisen-Variante (Schichtdicke
3-6 µm) mit anschließender Dickschichtpassivierung ist ein kostengünstiger
kathodischer Korrosionsschutz. Noch besseren Schutz bietet die Zink-Nickel-
Ausführung (Schichtdicke 3-6 µm) mit anschließender Dickschichtpassivierung;
sie ist ein sehr hochwertiger kathodischer Korrosionsschutz. Die Kurvenrollen
von Findling verfügen über einen dickwandigen für hohe Belastungen
optimal profilierten Außenring.
www.findling.com
MEHR LEISTUNG UND MODULARITÄT
Sumitomo Drive Technologies verpasst seiner
ECY-Serie ein Facelift mit höherem Drehmoment
sowie einen Plug-and-play-Antrieb für den
Motoranschluss. Bei der ECY-Serie handelt es sich
um hochpräzise Wellgetriebe. Eingesetzt werden
sie etwa für die Oberflächenbearbeitung in der
Zahntechnik oder in Cobots. Durch ihre internen
Zylinderrollenlager verfügen die Getriebe über
eine hohe Steifigkeit und bieten eine höhere Leistung auf geringerem Bauraum.
Die Drehmomentdichte wurde bei der neuen Generation noch einmal
erhöht. Dafür wurde bei gleichem Getriebeprinzip und gleichen Außenabmaßen
die interne Struktur weiterentwickelt. Bei Nenn- und Beschleunigungsmoment
sowie Not-Aus-Drehmoment liefern die neuen ECY 203 und
ECY 205-Getriebe 30 % mehr Leistung – gegenüber den Vorgängermodellen.
www.sumitomodrive.com
Halle 4A / Stand 300

MARKTPLATZ
| AT12-23G |
PARAMETRIERBARE BAUSTEINE
Mit Twincat 3 CNC
Milling Base bietet
Beckhoff ein
umfangreiches
Paket verschiedener
Zyklen für die
dreiachsige
Fräs- und Bohrbearbeitung.
Es erleichtert
die Programmierung
durch
Kapselung der
erforderlichen
Abläufe in parametrierbare
und wiederverwendbare Bausteine. Das neue
Paket unterstützt unterschiedliche Bohrstrategien – vom
einfachen Zentrieren und Tieflochbohren über Helikalfräsbohren
bis hin zu Gewindebohren und Bohrgewindefräsen.
Durch die Kombination mit den enthaltenen Zyklen für
Bohrmuster lassen sich Mehrfachbohrungen in unterschiedlichen
Anordnungen effizient programmieren. Das
Fertigen von Langlöchern, Nuten sowie unterschiedlich
geformter Taschen und Zapfen wird durch die Fräszyklen
ebenfalls unterstützt. Zur Anpassung an unterschiedliche
technologische Anforderungen verfügen alle Zyklen über
umfangreiche Parametriermöglichkeiten. So unterstützen
sie u. a. unterschiedliche Bearbeitungsmodi (Schruppen
bzw. Schlichten) bzw. Vorschubrichtungen (Gegen- bzw.
Gleichlauffräsen) und können in allen Hauptebenen (G17,
G18, G19) angewendet werden.
www.beckhoff.com
Freie Wahl
in Breite,
Länge,
Spitzenkraft
Die neue AL8000-Linearmotor-Serie
SICHER UND EFFIZIENT
ABB hat ihre Familie
von IE5-Synchronreluktanzmotoren
(SynRM) um ein neues
Mitglied erweitert:
den IE5-SynRM mit
erhöhter Sicherheit.
Die Motoren haben bis
zu 40 % weniger
Energieverluste im Vergleich zu gängigen IE3-Motoren und
können für explosionsgefährdete Bereiche eingesetzt
werden. So verbinden sie Sicherheit und höchste Energieeffizienz.
Entwickelt wurde die neue Variante für den Einsatz
in explosionsgefährdeten Bereichen in einer Vielzahl von
anspruchsvollen drehzahlgeregelten Industrieanwendungen.
Sie zeichnet sich durch eine präzise Regelung und hohe
Effizienz über den gesamten Drehzahlbereich aus – auch
bei Teillast. Damit eignet sich die Variante zur Aufrüstung
von Standard-Asynchronmotoren mit erhöhter Sicherheit
für Pumpen, Lüfter und Kompressoren in Sektoren, wo
explosive Gase, Dämpfe oder Stäube auftreten können. Ein
wesentlicher Vorteil ist der kühlere Betrieb im Vergleich zu
Standarddesigns. Die Lagertemperatur wird um bis zu 15 °C
gesenkt, die Wicklungstemperatur um bis zu 30 °C. Das
erhöht die Zuverlässigkeit, verlängert die Motorlebensdauer
und verringert den Wartungsbedarf. Erhältlich sind die
Motoren sind in den Leistungen zwischen 5,5 und 315 kW
und in den Baugrößen von IEC 132 bis 315.
www.abb.com
Der Linearservomotor AL80xx:
für hochdynamische Positionierungen
flexibles Portfolio mit drei Motorbaubreiten,
variabler Spulenanzahl und verschiedenen Magnetplattenlängen
optimiert für Applikationen im Spannungsbereich 400 V AC
Motion-Designer-Integration zur Auslegung und Auswahl
des passenden Antriebs und Zubehörs
Scannen und direkt
zur passgenauen
Linearmotor-Lösung
Halle 7, Stand 406

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN
PASSENDE ANTRIEBSKONZEPTE
WENIG SCHWINGEN
UND NICHTS VERLIEREN
Getriebemotoren sind aus der modernen Industrie nicht mehr wegzudenken.
Ganz gleich, ob mit Drehstrom-, Gleichstrom- oder Servomotoren,
ein Getriebemotor kann verschiedene Aufgaben übernehmen.
Das Getriebesortiment von Groschopp umfasst verschiedene Stirnrad-,
Planeten-, Schnecken- und Kombi-, aber auch Sondergetriebe, die sich
flexibel an die Anforderungen der jeweiligen Maschine anpassen lassen.
Nabila Dewolfs, Vertrieb &
Marketing, Groschopp AG
Drives & More, Viersen
Groschopp konzipiert, entwickelt und produziert seit
1948 komplette Plug-and-Play-Lösungen für den Maschinen-
und Anlagenbau. Als Spezialist für Antriebstechnik
hat sich das Unternehmen auch auf dem Markt
der Getriebetechnik etabliert. Die unterschiedlichen Getriebearten
des Herstellers haben verschiedene Vorteile. So bieten zum
Beispiel die Planetengetriebe der PLZ-Serie bei kompakter Bauweise
hohe Leistungs- bzw. Drehmomentwerte. Alleinstellungsmerkmale
sind die gehonte Verzahnung, die Lebensdauerschmierung,
der einfache Motoranbau, die beliebige Einbaulage
und die variablen Anschlussmaße sowie der Wirkungsgrad von
94%. Auch die Stirnradgetriebe des Herstellers zeichnen sich
durch ihren guten Wirkungsgrad von bis zu 85 % sowie ihre kompakte
und robuste Bauart aus. Ähnlich wie beim Planetengetriebe
befinden sich Motor und Getriebe in einer Achsebene.
DIE SCHNECKENGETRIEBE DER VARIO-FAMILIE
Schneckengetriebe erlauben eine besonders hohe Übersetzung
auf engstem Raum. Mit den zweistufigen Z-Getrieben von
Groschopp sind Übersetzungen von 20:1 bis 1500:1 möglich, was
vor allem bei benötigten kleinen Abtriebs-Drehzahlen von Vor-
Mit den zweistufigen
Z-Getrieben von
Groschopp sind
Übersetzungen von
20∶1 bis 1500∶1 möglich
teil ist. Das Drehmoment variiert je nach Ausführung zwischen
5 Nm und 60 Nm. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch ihre
hohe Überlastfähigkeit bei kurzen Stoßlasten sowie ihren modularen
Aufbau und ihr hygienisches Design aus. Sie verfügen über
ein robustes Aluminiumgehäuse mit besonders glatter Oberfläche.
Dadurch sind sie leicht zu reinigen und erfüllen selbst
hohe Hygieneanforderungen. Die Schneckengetriebe werden
standardmäßig lackiert oder optional hartcoatiert, silacoatiert
sowie in Edelstahl angeboten.
Das VE31 ist in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen
Wellendurchmessern erhältlich. Dank ihrer kompakten
Abmessungen ist beispielsweise die Hohlwellenversion
ideal für kleinere Förderbandapplikationen geeignet. Das Drehmoment
des Getriebes liegt je nach Übersetzung, Betriebsart und
Schmierstoff bei bis zu 25 Nm, die Übersetzung bei bis zu 100:1.
Bei höheren Belastungen sind auch Spezialausführungen mit
Motorwellenabstützung realisierbar.
Auch das VE40 – der große Bruder des VE31 – ist flexibel anpassbar
und kann in allen Positionen am Motor betrieben werden.
„Die Hohlwellenausführung mit Deckel ist das Basismodell der
Produktfamilie“, erläutert Wolf Meyer, Produktmanager bei
Groschopp. Die Deckel können beidseitig zur Anflanschung an die
Maschine verwendet werden. „Der Vorteil ist, dass nur ein Hohlwellengetriebe
auf Lager gehalten werden muss und je nach Bedarf
verschiedene Komponenten angebaut werden können.“ Wird
eine Abtriebs- statt einer Hohlwelle benötigt, kann zum Beispiel
einfach eine Steckwelle integriert werden. Genauso leicht kann ein
Flansch auf den linken oder rechten Deckel aufgeschraubt werden.
Optional sind auch Drehmomentenstütze und Schutzkappen
erhältlich. Alternativ bietet Groschopp das Getriebe auch mit fest
am Gehäuse integriertem Flansch und Vollwelle links, rechts oder
18 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN
beidseitig anstatt mit Steckwelle an. Durch den modularen Aufbau
des Getriebes lassen sich einfach und kostengünstig kundenspezifische
Lösungen realisieren. Das Drehmoment des VE40 liegt bei
bis zu 45 Nm, die Übersetzung reicht bis 80:1.
„Auf Kundenwunsch setzen wir auch mechanische Änderungen
oder Sonderanfertigungen für Serien um“, erklärt Meyer. „So
entstehen nicht nur innovative Lösungen, sondern wir erreichen
auch ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis.“
DIE KOMBI MACHT DEN UNTERSCHIED
Mit der Baureihe Z31 bringt Groschopp ein neues Getriebe mit
kombinierter Schnecken-Stirnradstufe auf den Markt, das die
aktuellen Modelle Z14 und Z20 ablöst. „Das Z31 ist für ein
Abtriebsdrehmoment von 30 Nm erhältlich, weitere Versionen
sind geplant“, berichtet Alexander Klupp, Leiter Konstruktion bei
Groschopp. „Das Z31 basiert auf dem VE31 mit einem Achsabstand
von 31 mm.“ Beide Getriebe sind kompatibel, was den
Motoranbau betrifft. „Das ist insofern von Vorteil, als dass sich
die Getriebe nun einfach untereinander austauschen lassen.“ Ein
weiterer Vorteil gegenüber dem Z14 und Z20 ist die wesentlich
einfachere Montage. Als Winkelgetriebe deckt das Z31 dieselben
Applikationen ab wie die Vorgängermodelle.
Durch die Kombination aus Schnecken- und Stirnradstufe bieten
die neuen Z-Getriebe Übersetzungen von 34,5:1 bis 690:1 und
einen besseren Wirkungsgrad als zweistufige Schneckengetriebe.
Die Schneckenstufe und die Schrägverzahnung sorgen zudem für
einen geräuscharmen Betrieb. Weitere Mehrwerte für den Kunden
sind die Kugellagerung des Getriebes sowie die 14er Vollwelle oder
15er Hohlwelle im Abtrieb für die Kompatibilität mit der vorherigen
Baureihe. „Unser erstes Kombigetriebe ist in Edelstahl ausge-
führt, verfügt über besonders glatte Oberflächen und lässt sich
somit einfach reinigen“, so Klupp. „Das heißt, es ist wie die Vario-
Getriebe für hohe Hygieneanforderungen geeignet und kann überall
dort zum Einsatz kommen, wo raue Bedingungen vorherrschen.“
Bilder: Groschopp
www.groschopp.de/
DIE IDEE
„In Kombination mit den
Motoren von Groschopp
stellen die neuen
Getriebe eine besonders
effiziente und
wirtschaftliche Lösung dar. Wir als
erfahrener Antriebs spezialist bieten
unseren Kunden eine breite Auswahl
an robusten, flexiblen, langlebigen
und anwendungs spezifischen
Getrieben, die wir bei Bedarf
individuell den jeweiligen Wünschen
entsprechend anpassen können.“
Alexander Klupp, Leiter
Konstruktion bei Groschopp, Viersen
alpha Value Linear Systems –
flexible Alleskönner
alpha Value Linear Systems
Wir bieten für jede Achse komplette Antriebslösungen – und
das alles aus einer Hand. Profitieren Sie von ideal aufeinander
abgestimmten linearen Antriebssystemen, bestehend aus
Getriebe, Motor, Ritzel und Zahnstange. Sie eignen sich z.B.
hervorragend für den Einsatz in Plasmaschneidanlagen, in
Holzbearbeitungsmaschinen oder in der Automatisierung.
Ihre Vorteile:
• Einfache Konstruktion und Montage durch integrierten R-Flansch
• Perfekt auf die alpha Value Line abgestimmte Systeme
• Mit Schneckengetriebe NVS verfügbar
WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme
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KUPPLUNGEN UND BREMSEN
NICHT OHNE KUPPLUNG
RÜCKENWIND
FÜR DIE
ENERGIEWENDE
Windkrafträder müssen sich bei jedem Wetter zuverlässig drehen.
Dies stellt hohe Anforderungen an die Komponenten und erfordert
sorgfältige und aufwendige Testverfahren. Beim Betrieb und der Wartung
der Anlagen steht der Schutz von Mensch und Maschine an erster Stelle.
In all diesen Bereichen kommen Kupplungen zum Einsatz und R+W liefert
passende Sonderlösungen für die Windenergie-Branche.
Jan van Helt, Communications
Manager R+W Antriebselemente
GmbH, Wörth am Main
Erneuerbare Energien spielen eine entscheidende Rolle im
deutschen Strommix und sind ein Eckpfeiler der Energiewende.
Dabei gewinnt die Windkraft an Bedeutung: Bis zum
Jahr 2030 soll eine installierte Leistung von 30 GW Windenergie
auf See und 115 GW an Land erreicht werden. Dies erfordert
eine rasche Integration vieler Windkraftanlagen in das Netz.
Die tatsächlich eingespeiste Leistung rückt zudem die Betriebssicherheit
von Windkrafträdern in den Fokus. Um die anvisierten
Ziele zu erreichen, müssen die Anlagen und alle Komponenten so
ausgelegt sein, dass ein Dauerbetrieb auch unter extremen Wettersituationen
aufrechterhalten wird. Auch die Stillstandzeiten bestehender
Anlagen aufgrund von Schäden müssen nach Möglichkeit
vermieden oder zumindest so kurz wie nötig gehalten werden.
MEHR WIND ERNTEN
Mit erneuerbaren Energien lässt sich nicht rund um die Uhr konstant
und gleichmäßig Storm erzeugen. Von zentraler Bedeutung
ist daher das Management der aktuell produzierten Energie, und
zwar im Mix der regenerativen Quellen aus Sonne, Wasser und
Wind. Die Effizienz einer Windkraftanlage entscheidet sich im
Management der optimalen und konstanten Drehzahl des ge-
samten Antriebsstranges. Wenn sich der Rotor zu langsam dreht,
kann nicht genügend Energie erzeugt werden. Dreht sich der Rotor
zu schnell, besteht die Gefahr eines Anlagenschadens.
Um eine konstante Drehzahl zu erreichen, werden in modernen
Windkraftanlagen Pitch-Control-Systeme eingesetzt. Diese
messen, überwachen und regeln die Neigung und Stellung der
einzelnen Rotorblätter und beeinflussen die Aerodynamik. Für
einen maximalen Wirkungsgrad werden die rotatorischen Komponenten
der Windkrafträder mithilfe von Sensoren exakt positioniert.
Die Systeme müssen dynamisch sehr hohe Anforderungen
erfüllen, je nachdem aus welcher Richtung und mit welcher
Intensität der Wind gerade bläst.
Um dabei einen Dauerbetrieb zu ermöglichen, stattet R+W
Pitch-Control-Systeme mit spiel- und wartungsfreien Präzisions-
Metallbalgkupplungen mit Klemmnaben aus. Sie sind Garant für
eine sichere Drehmomentübertragung, eine präzise Positionierung
und eine hohe Wiederholgenauigkeit.
Für die Erzeugung von regenerativer Energie in Off-Shore
Windparks kommen neben typischen Belastungen wie z. B. Temperaturschwankungen
und Nässe weitere äußere Faktoren hinzu.
Die Komponenten auf See müssen so gefertigt sein, dass sie extremen
Temperatureinsatzbereichen von - 40 bis + 100 °C oder
20 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

Kontakt mit aggressiven Umwelteinflüssen wie etwa salzhaltiger
Luft standhalten. Hierfür werden die Präzisions-Metallbalgkupplungen
BK2 der Serie 150 mit geschweißter Nabe-
Balg-Verbindung sowie mit einer speziellen Oberflächenbehandlung
ausgeführt. Die oxidierten Stahl-Klemmnaben
erhöhen den Schutz vor Korrosion und stellen die präzise
Drehmomentübertragung sicher.
TESTEN OHNE CRASHS
Bevor die Windräder unter Einsatzbedingungen Energie erzeugen,
sind intensive Validierungen und genaueste Prüfungen
erforderlich, um die Robustheit des Antriebsstrangs in Bezug
auf das dynamische Verhalten im Windturbinengenerator
zu testen. Spezielle Prüfstände testen alle Komponenten in
kontrollierter Umgebung auf ihre Belastbarkeit und strapazieren
diese bis an ihre Grenzen. Ein mechanischer Überlastschutz
zwischen An- und Abtriebsmaschine ist für einen
crash-freien Betrieb des Prüfstands unabdingbar.
Die R+W Sicherheitskupplungen der Baureihe ST erfüllen
genau das: Mit einem breiten Einstellbereich für hohe Drehmomente
von 0,2 bis 165 kNm trennen sie bei einer Schaltzeit
von wenigen Millisekunden die Verbindung zwischen Motor
und Getriebe. Möglich wird das durch Schaltsegmente, die
gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Sie arbeiten nach einem
bewährten System mit federvorgespanntem Kugelrastprinzip
und eigens dafür entwickelten Tellerfedern. Die übertragbaren
Drehmomente werden durch die Anzahl und den Lochkreisdurchmesser
der Schaltsegmente bestimmt. Im Falle einer
Überlast bewegen sich die Kugeln axial aus den Kalotten und
bewirken eine dauernde Freischaltung der An- und Abtriebsseite.
Die Schwungmassen am Prüfstand laufen aus, ohne dass
die Sicherheitskupplung automatisch wieder einrastet und
Maschinenkomponenten unnötig belastet werden. Der Kraftfluss
wird erst nach einer Zustandsprüfung durch einen manuellen
Eingriff hergestellt: Das Wiedereinrasten erfolgt einfach
durch axialen Druck auf den Schaltstößel.
DYNAMISCH WIE DER WIND
Die erheblichen Kräfte, die an diesen Prüfständen wirken, erfordern
hohe und schnell wirksame Sicherheitsvorkehrungen.
„Safety first“ – nicht nur zum Schutz der Anlage, sondern auch
zum Schutz des Prüflings – ist die oberste Priorität bei einem
gemeinsamen Projekt von R+W mit dem unabhängigen Prüflabor
DMT. Um die Vorgabe einer vollständigen und unmittelbaren
Lastentrennung bei Überlast einzuhalten, war Kupplungs-Know-how
beim Engineering gefragt.
DMT ist ein Tochterunternehmen der TÜV Nord Group und
testet in Krefeld vorrangig Getriebe aus Windkraftanlagen unter
realen Bedingungen. Der Prüfstand für das genormte Testverfahren
ist aus einer Belastungsmaschine, zwei Getrieben
und einem Generator mit Bremse aufgebaut. Die Belastungsmaschine
wird allmählich von 200 min -1 auf 1.800 min -1 hochgefahren.
Das erste Getriebe hat die wichtige Funktion, die
Motordrehzahl auf die Eingangsdrehzahl des Windkraftgetriebes
zu verringern. Dabei simuliert es den Rotor einer Windkraftanlage,
sodass das Getriebe unter realistische Bedingungen
geprüft werden kann.
Die in der Anlage verbaute Sicherheitskupplung gehört zur
Baureihe ST1-R. Wie die meisten Sicherheitskupplungen von
R+W wurde diese gemäß den Anforderungen von DMT individualisiert.
Sie verfügt über sechs Schaltmodule ST71 mit einem
einstellbaren Ausrückmoment von 45 kNm bis 90 kNm
und ist direkt zwischen den Manner-Messflansch und der
Bremse installiert. Das aufwendige Prüfverfahren ist in der internationalen
Norm für Windenergieanlagen IEC 61400 mit
Keine Grenzen in Sicht
Vision kann mehr.
Hell
Schnell
Integriert
Flexibel
Synchronisiert
Mehr erfahren
B&R bietet ein einzigartiges Vision-System bestehend
aus Kameras, Objektiven, Beleuchtung und Software.
Alle Komponenten sind nahtlos in das B&R-Automatisierungssystem
integriert. Durch kompromisslose
Leistungsstärke und Skalierbarkeit entstehen noch nie
dagewesene Fähigkeiten für Maschinen und Anlagen.
br-automation.com
B&R | A member of the ABB Group

KUPPLUNGEN UND BREMSEN
01
02 03
01 Schaltsegment der
Sicherheitskupplung ST mit
Tellerfedern als Teil des
bewährten Sicherheitssystems
nach dem Kugelrastprinzip
02 Die Industrie-Sicherheitskupplung
ST1 schützt den
Generator in der Gondel
03 Eine Sonderausführung
der Metallbalgkupplung BK2
kommt in Pitch-Control-
Systemen zum Einsatz
einheitlichen Tests festgelegt und bildet die Dynamik des Windes
ab. Flexibel ist auch der von DMT konstruierte Prüfstand konzipiert:
Durch die jederzeit mögliche Erweiterung um drei Schaltmodule
kann der Einstellbereich der Sicherheitskupplung zwischen
80 kNm und 110 kNm erweitert werden. Eine Herabsetzung
auf einen Bereich von 24 kNm bis 50 kNm wird wiederum
durch Herausnahme von drei Schaltmodulen erreicht. Mit der
Möglichkeit, das Ausrückmoment der Sicherheitskupplung den
jeweiligen Anforderungen anzupassen, lässt sich die Auslastung
des Prüfstands erhöhen. Für DMT zahlt sich der dynamische Einstellbereich
der Sicherheitskupplung somit auch aus wirtschaftlichen
Gründen aus.
IN WINDESEILE AUSRÜCKEN
Die Einsatzbereiche der Industrie-Sicherheitskupplungen aus
der ST-Baureihe erstrecken sich nicht nur auf die soeben dargestellten
Anwendungen: Sie finden auch ihren Platz im Antriebsstrang
der Windräder selbst. Während bei Prüfständen tatsächlich
ein großes Rad gedreht wird, kommt es an der Spitze des
Turms auf kompakte Abmessungen an. Die maßgeblichen Komponenten
einer Windkraftanlage sind dort oben in der Gondel
platziert. Sicherheitskupplungen zwischen Generator und Getriebe
begrenzen hier sicher das Drehmoment.
Basierend auf der Baureihe ST1 der Serie 160, hat R+W eine
kompakte und leichtgewichtige Sonderlösung entwickelt. Das
voreingestellte Ausrückmoment von 100 kNm kann flexibel innerhalb
eines Einstellbereichs von 50 bis 110 kNm angepasst
werden. Diese Flexibilität garantiert die Schutzfunktion auch unter
sich ändernden Bedingungen. Zuverlässig und in Windeseile
trennt die Sicherheitskupplung die starre Verbindung und bewahrt
den Generator vor schädlichen Drehmomentbelastungen.
Alle R+W Kupplungen der Modellreihe SK, SL und ST sind vom
Tüv Süd bauartgeprüft nach Prüfkatalog IS-ESA21/20/89.
SICHERE RETTUNG AUS DER HÖHE
Safety first – was bei Prüfstanden und in der Gondel an erster
Stelle kommt, gilt umso mehr bei Wartungsarbeiten vor Ort in
großer Höhe In Notfallsituationen auf Windrädern ist die Bergung
etwa eines bewusstlosen Arbeiters am Rotor mit den bisherigen
Geräten oft mühsam in der Anwendung. Es besteht die Gefahr,
dass sich unkontrollierte Kräfte entwickeln.
Für solche Situationen hat die Firma Mittelmann Sicherheitstechnik
in Zusammenarbeit mit R+W eine innovative Lösung entwickelt,
bei der ein Drehmomentbegrenzer in das Gerät integriert
ist. Zur Anwendung kommt eine Sonderlösung auf Basis der
ESL-Serie. Die Größe ist geringer im Vergleich zum Serienmodell,
es fehlt der Elastomerkranz für Wellenversätze, und sie wurde gezielt
auf die Anforderungen des Rettungshubgeräts als Überlastschutz
für die bemannte Winde mit Fremdmaschinenantrieb
(z. B. ein Akkuschrauber) konstruiert. Die Kupplung arbeitet mechanisch
nach dem durchrastenden Kugelprinzip und gibt im
Fall einer Überlastung ein hörbares Klackern und eine spürbare
Vibration ab – ein Alarmsignal, das der Anwender akustisch
wahrnimmt. Das innovative Rettungsgerät von Mittelmann Sicherheitstechnik
ist nach verschiedenen Sicherheitsstandards
zertifiziert. Menschenleben können damit in großer Höhe einfacher
gerettet werden.
Bilder: R+W Antriebselemente, Fantastic – stock.adobe.com
www.rw-kupplungen.de
DIE IDEE
„Im Zuge der Energiewende ist die
Konstruktion neuer Windkraftanlagen,
ihre fehlerfreie Prüfung
und die sichere Inbetriebnahme von
höchster Bedeutung. Gleichzeitig
müssen die Ausfallzeiten bestehender
Anlagen minimiert und eine
optimale Sicherheit für Wartungsarbeiten
gewährleistet werden.
Kupplungen spielen bei all diesen
Prozessen eine zentrale Rolle.
Mit unserem Kupplungs-Know-how
geben wir von R+W Herstellern und
Betreibern Rückenwind bei der
Suche passender Lösungen für die
Windkraft.“
Sascha Markert, Team Leader
Research & Development,
R+W Antriebselemente GmbH,
Wörth am Main
VIDEO
Rettungshubgerät mit Sicherheitskupplung
von R+W im Einsatz:
https://bit.ly/3ZOdQJq
22 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ
SNAPCHAIN 2.0: FLEXIBLE ENERGIE-
FÜHRUNG FÜR ENGSTE BAURÄUME
Speziell für wenig
beanspruchte und
flache Leitungspakete
hat Igus die
Snapchain 2.0 entwickelt.
Die Energieführung
besteht aus
nur einem Seitenband,
auf dem sich die
Leitungen mithilfe von
Kabelbindern fixieren lassen. Dank 100 % Rezyklat ist sie
zudem eine nachhaltige Lösung. Es handelt sich um eine
Weiterentwicklung der Snapchain, welche das Unternehmen
vor 20 Jahren eingeführt hat und die sich seither tausendfach
als Energieführung für engste Bauräume weltweit bewährt
hat. Eine Besonderheit der Snapchain 2.0 ist ihr Material: Sie
besteht serienmäßig aus dem Recycling-Werkstoff Igumid CG,
der zu 100 % aus recycelten Energie ketten stammt. Im Rahmen
des Chainge-Programms nimmt das Unternehmen seit 2019
ausgediente Energieketten herstellerunabhängig zurück. Das
Material wird anschließend sortenrein sortiert, gereinigt und
in einem Prozess auf Neuwarenqualität aufbereitet. Es ist die
zweite Kettenserie, die Igus standardmäßig aus recyceltem
Material herstellt. Nach ihrem Lebensende kann sie ebenfalls
vollständig recycelt werden.
www.igus.de
MIT KUNSTSTOFF AKTIV GEGEN
ELEKTROEROSION
Nach Abschluss von
Tests und Leistungsbewertungen
bietet
NSK jetzt ein verbreitertes
Programm an
Wälzlagern an, die für
den Einsatz in
E-Achsen von
Elektrofahrzeugen
entwickelt wurden
und Elektroerosion
verhindern. Die Lösungen umfassen Wälzlager mit elektrisch
isolierender Kunststoffumspritzung sowie Erdungselemente
mit elektrisch leitfähigen Bürsten. Sie erreichen einen Grad der
Isolierung, wie er bei E-Achsen erforderlich ist, jedoch zu
geringeren Kosten als Keramikkugellager. Die umspritzten
Wälzlager werden je nach spezifischer Vorgabe konfiguriert und
sind auch bei Schienenfahrzeugen einsetzbar. Eine weitere
Option zum Schutz vor Elektroerosion sind leitfähige Bürsten
als Erdungselement. Als Reaktion auf den Trend zu hocheffizienten
flüssigkeitsgekühlten Systemen, für die herkömmliche
Bürsten bei hohen Antriebsdrehzahlen nicht geeignet sind,
verwendet NSK jetzt neue Bürsten. Sie bieten auch in ölgeschmierten
Anwendungen eine gute Leitfähigkeit und lassen
sich platzsparend in die Antriebswelle integrieren.
www.nsk.com
HEAVYDUTY
INTELLIGENTE GLEITLAGERLÖSUNGEN –
FÜR EINEN REIBUNGSFREIEN ABLAUF UND MEHR EFFEKTIVITÄT
PASSION FOR TECHNOLOGY.

SPECIAL: SPS 2023
Das Portal in C-Form
bewegt sich auf einem
Schienensystem mit
Zahnriemenantrieb
entlang der gesamten
Containerlänge
RÖNTGENSCANNER
LINEARTECHNIK
FÜR X-RAY IN XXL
Dinge zu durchleuchten ist seine Leidenschaft: Robert Klaus
baut XXL-Röntgenscanner für die Qualitätskontrolle von
Produkten – von Autofelgen bis zu Heckrotoren für
Hubschrauber. Das Unternehmen Flow Capture Germany
braucht dafür Maschinenbauteile, die einfach zu montieren
und möglichst wartungsfrei sind. Für die Antriebstechnik
kommen Komponenten von Igus zum Einsatz, vom
Linearmodul mit Spindel über Motoren bis zur Steuerung.
Michael Hornung, Produktmanager International
drylin Linear- und Antriebstechnik , Igus GmbH, Köln
Ein Riss, so dünn wie ein Bruchteil des Durchmessers eines Menschenhaares:
Für das Auge nicht sichtbar, können seine Folgen doch verheerend sein. Etwa
dann, wenn sich der unscheinbare Defekt in einer Autofelge befindet. Versagt
das Bauteil, stehen Leben auf dem Spiel. Eine zuverlässige Qualitätskontrolle
sollte daher Standard sein.
Wo das Auge nicht weiterkommt, baut das Unternehmen Flow Capture Germany
GmbH aus Rehden Röntgenscanner und Tomografiesysteme namens Rex-Cell. Sie erkennen
Risse, Brüche, Einschlüsse, Verformungen und Fremdkörper, selbst wenn diese
75 µm klein sind, also nur 0,075 mm. Industrieunternehmen, Universitäten und
Forschungsinstitute auf der ganzen Welt setzen die Systeme ein, oder nutzen einen
Prüfservice namens XRay-Online: Sie schicken dafür Prototypen ihrer Produkte und
Stichproben der Serienproduktion nach Rehden, um sie dort durchleuchten zu lassen.
„Durch das vorausschauende Röntgen von Materialien, Werkstoffen und Bauteilen
gelangen fehlerhafte Teile gar nicht erst in die Produktion oder zu Kunden“, sagt
Robert Klaus, Geschäftsführer bei Flow Capture Germany. „Das spart teure Reklamationen,
aufwendige Rückrufaktionen und hohe Ausschussquoten.“ Auch Privatpersonen
haben den Service bereits genutzt: Rasmus Günther aus Ganderkesee zum Beispiel
ließ die Flachbettfelgen seines getunten VW-Käfer von 1956 röntgen, bevor er
mit der Rarität auf die Rennstrecke ging.
DIE IDEE
„Ich kann Maschinen nur deshalb
im Alleingang bauen, weil ich ein
Netzwerk von verlässlichen Zulieferern
habe. Igus hat mich von
der ersten Minute an verlässlich
unterstützt, mit Linearmodulen in
Wunschlänge in Stückzahl eins und
einem reaktionsschnellen und
kompetenten Service. Das hat mich
positiv überrascht. Schließlich ist
Flow Capture für Igus ein kleiner
Kunde. Bei vielen anderen Unternehmen
muss ich in dieser Rolle eher um
Unterstützung flehen. Für mich gibt
es deshalb gerade bei Energieketten
keine ernsthafte Alternative zu Igus.“
Robert Klaus, Geschäftsführer bei
Flow Capture Germany GmbH,
Rehden
24 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

01
01 Für die vertikale Bewegung von Röntgenscanner und Detektor kommen 1,80 m lange
Linearmodule mit Spindel, Nema-23-Schrittmotoren und Steuerungen der Serie Dryve D1
zum Einsatz
02
02 Energie- und Datenleitungen bewegen sich in Energieketten aus Hochleistungskunststoff
von Igus
ÜBERGROSSE OBJEKTE RÖNTGEN
Zu den neuesten Errungenschaften des Erfinders aus Rehden
zählt die Rex-Cell-L-Serie. Der übergroße Röntgenscanner ist in
einem Seecontainer untergebracht, der mit Blei verkleidet ist. Der
Scanner misst 2,6 x 2,6 m und wiegt rund 5 t. Im Inneren befindet
sich ein Portal in C-Form, das sich auf einem Schienensystem mit
Zahnriemenantrieb entlang der gesamten Containerlänge bewegt.
Links und rechts sind Röntgenscanner und ein Detektor installiert.
Auf den Stützpfeilern des Portals bewegen sie sich über
einen Spindelantrieb auf und ab. Große Gegenstände mit einer
Länge von bis zu 450 cm, einer Breite von 120 cm und einer Höhe
von 180 cm können so geprüft werden. Gescannt werden unter
anderem Schüttgut, Motorräder, Heckrotorblätter eines Hubschraubers
oder sogar ganze Chargen von Hunderten Kisten mit
Nasensprayflaschen. Bis zu 90 Euro-Paletten können den Scanner
pro Tag passieren. „Die Livebetrachtung ermöglicht einen faszinierenden
Einblick in das Innenleben von Gegenständen und eine
schnelle Lokalisation von Fehlern“, sagt Robert Klaus.
Für die horizontale Bewegung wird ein bürstenloser Gleichstrommotor
EC/BLCD eingesetzt. Entlang der Schiene sind darüber hinaus
Energieketten von Igus verlegt, die Energie- und Datenleitungen
führen und diese vor Kabelbrüchen schützen.
Robert Klaus betont: „Die einfache Montage der Komponenten
und die schnelle Programmierung von Bewegungsabläufen unterstützen
mich dabei, meinen engen Zeitplan einhalten zu können.“
Bilder: Igus
www.igus.de; www.xray-online.com
KOMPONENTEN UND KNOW-HOW
Robert Klaus hat den Betrieb 2017 gegründet – als Schwester des
norwegischen Unternehmens Flow Capture. In den Anfangsjahren
konzentrierte sich der Ingenieur auf den Bau von Tomografen,
die in der Öl- und Gasindustrie die Konzentration von Öl, Gas
und Wasser in Pipelines analysieren. Als zweites Standbein kam
die Materialprüfung dazu. In einer 300 m 2 großen Halle im Rehdener
Gewerbegebiet baut der Ingenieur die Röntgenscanner, und
zwar ganz allein. Trotzdem steht ein Exemplar der Rex-Cell-L-
Serie in nur drei Wochen. Was ist sein Geheimnis? Neben 15 Jahren
Erfahrung und Leidenschaft: Bauteile, die unkompliziert zu
montieren und möglichst wartungsarm sind. Hier vertraut der
Tüftler unter anderem auf Komponenten von Igus aus Köln.
Für die Auf-und-ab-Bewegung von Röntgenscanner und Detektor
setzt er beispielsweise auf Drylin SAW-1660: Das Linearmodul
mit Spindel als Sonderanfertigung garantiert einen ruhigen
Lauf, und das trotz der überdurchschnittlichen Hublänge von
1.800 mm. Scanner und Detektor sind dabei auf Schlitten montiert,
die sich auf einer Aluminiumschiene mit W-Profil bewegen.
Buchsen aus Hochleistungskunststoff mit integrierten Festschmierstoffen,
die sich im Laufe der Zeit automatisch freisetzen,
machen Nachschmierarbeiten überflüssig. Für den Antrieb sorgt
ein Nema-23-Schrittmotor, für die Steuerung Dryve D1. Die minimalistische
Motorsteuerung ermöglicht eine schnelle Programmierung
der Laufwagenbewegungen. Programmieren lässt sie
sich über einen Webbrowser per PC, Smartphone oder Tablet.
www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2023/11 25

LINEARTECHNIK
SONDERMASCHINENBAU
PRÄZISION IM GARTEN
Gardena sieht sich schon immer als besonders nachhaltig denkender Innovator.
Doch die nachhaltige Weiterentwicklung der Produktionstechnik und
Automatisierung stellt auch die Tochtergesellschaft von Husqvarna vor Herausforderungen.
Grundlegende Voraussetzungen für die Bewältigung sind dank
eines Partners bereits erfüllt: Mit modernster Hub-Dreh- und Lineartechnik des
Antriebsspezialisten LinMot ist es Gardena gelungen, Präzision, Geschwindigkeit
und Nachhaltigkeit seiner Produktionsanlagen neu zu definieren.
Mihàly Vidovenyecz,
Technical/Social
Media Writer
Der Wasser-Fußabdruck Deutschlands beläuft sich auf
219 Milliarden Kubikmeter pro Jahr, so die Ergebnisse
des Forschungsprojekts der Technischen Universität
Berlin. Zweifellos haben industrielle Hersteller vieler
Branchen mit ihren zum Teil hallengroßen Produktionsanlagen
einen maßgeblichen Anteil an den explodierenden Zahlen des
konsuminduzierten Wasserverbrauchs. Gardena ist sich seiner
Verantwortung als Produzent von Wassertechnologie und den
damit verbundenen Konsequenzen bewusst und gestaltet seine
Produktionsprozesse seit Jahrzehnten mit einer ökologischen
Sicht auf die Zukunft des Wassers. „Schonender, effizienter und
sparsamer sollen sowohl unsere Produkte als auch deren Herstellung
sein“, fasst Heribert Wettels, Kommunikationsmanager
der Öffentlichkeitsarbeit bei Gardena, die Unternehmensphilosophie
kurz zusammen.
ZURÜCK ZU DEN WURZELN
Dass diese Philosophie gelebte Praxis ist, zeigt am besten das
modulare Tropfbewässerungssystem Micro-Drip-System (MDS)
der Husqvarna-Tochter, das im Konsumentenbereich bereits
Jahrzehnten die absolute Marktführerschaft innehat. „Die allererste
Version des MDS wurde 1985 auf den Markt gebracht. Das
war lange vor den großen Nachhaltigkeitsdebatten und Dürreperioden
in Europa“, erklärt Wettels. Das umweltbewusste Han-
deln des Unternehmens hat sich im Laufe der Jahre auch auf die
Automatisierungstechnik der Produktionsanlagen ausgewirkt.
„Da die neue Generation des Micro-Drip-Systems von Grund auf
erneuert wurde, war auch eine Weiterentwicklung des dahinterstehenden
Fertigungssystems und dessen Antriebstechnik notwendig“,
erläutert Reinhold Steck, Konstruktionsleiter Sondermaschinenbau
bei Gardena. Da sich die MDS-Anlage bereits in
der vierten Ausbaustufe befindet, musste dieser Fortschritt der
Fertigungsprozesse auch auf nahezu allen Ebenen der Antriebstechnik
erfolgen. „In den ersten drei Ausbaustufen des MDS waren
konventionelle Lösungen im Einsatz“, so Konstruktionsleiter
Steck. Da die neue Anlagengeneration mehr Grund- und Prozesssicherheit,
erhöhte Präzision in der Kraftregelung und in den Prozessparametern
sowie optimierte Nachhaltigkeit und Energieeffizienz
bieten sollte, führte der Weg für die Abteilung Sondermaschinenbau
nach den Worten von Steck unweigerlich zu einem
Hersteller, „bei dem wir schließlich die Lösung für unsere
anspruchsvollen Pick-and-Place-Aufgaben fanden. Denn gerade
bei diesen Prozessen sind die LinMot-Antriebssysteme in ihrer
Dynamik und Präzision unschlagbar.“
PRÄZISION AUF KNOPFDRUCK
Industrielle Anlagen zum präzisen und dynamischen Verschließen,
Verschrauben oder Montieren zu realisieren, ist mit her-
26 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

This is
not only
a drive.
01 Das Linearmodul DM01 ist einbaufertig
und reinraumzertifiziert
kömmlichen Servo-Lösungen eine äußerst komplexe Herausforderung.
Die verschiedenen Komponenten, wie z. B. die zwei
Arten von Servomotoren, Greifer, Schläuche, Sensoren usw.,
müssen aufeinander abgestimmt und in das Engineering einbezogen
werden. Dies macht die Realisierung von effizienten Industriemaschinen
planungs-, material-, kosten- und zeitaufwändig
und verspricht dennoch nicht die volle Präzision und
Vielseitigkeit in der Verarbeitung – wie es zum Beispiel beim
Micro-Drip-System von Gardena der Fall ist – von klein dimensionierten
Bauteilen. So sind beispielsweise der Reihentropfer
für Reihenkulturen und der Endtropfer, der sich hervorragend
eignet, um auch bei Höhen unterschieden punktuell und wassersparend
zu bewässern, sehr klein und erfordern daher ein
neues Level der Montagegenauigkeit. „Mit zwei Servomotoren
kann man zwar kraftgeregelt fahren, aber bei der großen Masse,
die bewegt werden muss, geht die bei den MDS-Anlagen nötige
Präzision verloren“, erklärt Konstruktionsleiter Steck die Grundproblematik
der Kleinteilmontage bei klassischen Servoantrieben.
Hier zeigt sich das erste Alleinstellungsmerkmal der PR02-
Motoren von LinMot: Durch den entkoppelten rotativen Servomotor
der LinMot Hub-Dreh-Module muss nur noch die Motorwelle
beschleunigt oder abgebremst werden, wodurch die
bewegte Masse sowohl rotativ als auch linear wesentlich kleiner
ist und die Vorschubkraft auch bei vertikal ausgerichteten Prozessen
sehr fein definiert werden kann.
Für die exakt reproduzierbaren und protokollierbaren Bewegungsabläufe
sorgen kalibrierbare Kraft- und Drehmomentsensoren,
die neben den aus dem Servoregler zur Verfügung
gestellten Sollwerten die Möglichkeit zur Überwachung und
Auswertung in Echtzeit vorliegender Prozessparameter wie
Presskraft, Drehmoment, Winkel oder lineare Position für jeden
Prozess mit einer Genauigkeit von besser/gleich 1 % des
Nennwerts bieten. „Damit lassen sich auch die Regelparameter
sehr genau auf die jeweilige Bauteilkontur abstimmen“, bestätigt
Steck und zeigt die daraus resultierenden Nutzeffekte für
Gardena auf: „Durch die Präzision der LinMot PR02 Motoren
sind unsere Anlagen prozessstabiler und die Reaktions- sowie
Zykluszeiten deutlich kürzer geworden“, so der Konstruktionsleiter.
Die MDS-Anlagen und die darin eingesetzten LinMot
Hubdreh-Motoren sind als Schnellläufer ausgelegt und arbeiten
mit einer Ausbringungszeit von 1 bis 2 Sekunden, und dies
sogar zweibahnig. „Diese Zykluszeiten sind pneumatisch nicht
mehr machbar“, sagt Konstruktionsleiter Steck und zeigt auf
den bereits erwähnten Reihen tropfer. Dank des LinMot PR02
kann dieser in nur 0,3 Sekunden mit dem T-Stück verschraubt
werden.
SPS Nürnberg
14.- 16.11.2023
Halle 7
Stand 470
KeDrive D3
Es ist auch ein Energiemanagementsystem
für industrielle
Anwendungen, um den Konflikt
zwischen immer höherem
Energiebedarf und instabilen
Stromnetzen erfolgreich zu
bewältigen. Laden Sie hier eine
Erfolgsgeschichte aus der
Kunststoffindustrie herunter:

LINEARTECHNIK
02 Das Hubdreh-Modul PR02
realisiert kraftgeregelte Anwendungen
Darüber hinaus können die LinMot Komponenten spezielle Anforderungen
erfüllen: „Eine hohe Flexibilität der Antriebe ist für
uns besonders wichtig, da wir immer wieder neue, maßgeschneiderte
Sonderanlagen für die jeweiligen neuen Produkte entwickeln“,
berichtet der Konstruktionsleiter. Dabei können sich
Parameter und Konturen sowohl produkt- als auch maschinenseitig
grundlegend und schnell ändern, so dass das Nachteachen
der einzelnen Positionen schnell, einfach und präzise erfolgen
muss. „Dank ihrer Flexibilität machen die LinMot Komponenten
bei allen Anpassungen der Produktionsmaschinen blitzschnell
mit und alle Änderungen können im Handumdrehen durchgeführt
werden“, sagt Reinhold Steck.
GESAMTPAKET STATT KOMPLEXITÄT
Die hochdynamischen LinMot Module DM01, SM01 sowie SM02
sind einbaufertig vormontierte Einheiten. Sie stellen eine Weiterentwicklung
der bereits seit mehr als 20 Jahren im Einsatz befindlichen
B- und H-Führungen von LinMot dar. Heribert Wettels:
„Eine Gardena Anlage ist keine Lösung von der Stange. Das bedeutet
auch, dass die Komponenten, die darin verbaut werden, ein hohes
Maß an Flexibilität aufweisen müssen. Zudem haben die Kollegen
als Sondermaschinenbauer mit vielen verschiedenen
Technolo gien zu tun. Da müssen sich die LinMots perfekt einfügen.“
Die Modularität der LinMot Linearmodule hat die Gardena­
Ingenieure überzeugt. Zum einen verfügen die Linearmodule über
die gleiche Ansteuerung wie die bereits eingesetzten Hubdreh­
Motoren, was den elektrischen Aufbau der Gardena-Systeme wesentlich
schneller und effizienter macht. Zum anderen ermöglichen
die zahlreichen Zentrierbohrungen in den Frontplatten und
im Führungsblock eine schnelle, vielseitige und präzise mechanische
Fixierung der Last oder weiterer LinMot Module. „Während
der Entwicklungsphase hat uns LinMot sehr intensiv unterstützt“,
sagt Felix Kaifel, Leiter der Softwareprojektierung der MDS Anlagen.
Dies erlaubte Gardena bereits durch einen Versuchsaufbau die
Untersuchung der verschiedenen Prozesse sowie die Festlegung
optimaler Programmabläufe. Und so konnten dank der Kinematikfunktion
der beiden zusammengesetzten LinMot Linearmodule sowohl
die X- als auch die Y-Achse des Bewegungsablaufs mit geschliffenen
Eckpunkten realisiert werden. „Diese Vorteile der
LinMot Linearmodule ermöglicht uns eine wesentlich antriebsund
maschinenschonendere und gleichzeitig schnellere Fahrweise
ohne ruckartige Bewegungen“, berichtet Projektleiter Kaifel.
SICHER UND EFFEKTIV DURCH SAFETY DRIVES
In Deutschland gelten hohe Sicherheitsstandards in der industriellen
Produktion. Für die Ingenieure von Gardena ist deshalb die
von LinMot angebotene Functional Safety von besonderer Bedeutung.
Die LinMot Drives mit der Option -2S enthalten im gleichen
Gehäuse ein integriertes, zertifiziertes Sicherheitsmodul. Dieses
ermöglicht in Verbindung mit -2S Motoren die Umsetzung von Sicherheitsfunktionen
wie sicher reduzierte Geschwindigkeit (SLS)
sowie sicher reduzierter Halt (SOS). „Mit der -2S Safety Option
von LinMot sind wir nicht nur sicherer, sondern auch komfortabler
geworden, sowohl bei der Fehlersuche als auch bei der Inbe­
triebnahme der Produktionsanlagen“, erklärt Projektleiter Kaifel.
So können dank der hohen Grundsicherheit der LinMot -2S Komponenten
die Schutztüren der Anlagen bei bestromtem Motor geöffnet
werden, um Positionen zu teachen oder um Störungen zu
beheben. „Eine solche Störungsbeseitigung ist nicht nur sicherer,
schneller und effizienter, sondern erhöht auch die Anlagenverfügbarkeit.
Dies hat sich bei all unseren saisonalen Gartenprodukten
von Gardena als wesentlicher Vorteil für einen schnellen
Produktions- und Verkaufsstart erwiesen“, so der Leiter der
Softwareprojektierung.
NACHHALTIGKEIT ODER EFFIZIENZ?
Vor rund 15 Jahren war es eine Entscheidungsfrage, ob man eher
auf Effizienz oder auf Nachhaltigkeit abzielte. Die Zusammenarbeit
von Gardena und LinMot zeigt heute aber, dass sich klimaschonende
Industrieproduktion und Effizienzsteigerung nicht ausschließen
müssen, sondern mit der richtigen Antriebstechnologie sogar zu
weiterem Nutzen führen können. Denn die Partnerschaft zwischen
Gardena und LinMot leistet einen doppelten Beitrag: Einerseits
entstehen Produkte, die mit natürlichen Ressourcen fußabdruckgerecht
umgehen, andererseits werden neue Herstellungsverfahren
entwickelt, die dazu beitragen, den konsuminduzierten Wasserverbrauch
der Industrieproduktion effizient zu reduzieren. „Für
Gardena ist es nur logisch, in nachhaltige Automatisierungstechnologien
zu investieren. Die Partnerschaft mit LinMot wird sich
deshalb stark weiterentwickeln“, fasst Heribert Wettels, zusammen.
„Die Anlagen werden bereits an die Werke in Tschechien, China,
USA und Australien geliefert. Damit sind die Sondermaschinen mit
LinMot Komponenten genauso global aufgestellt und beliebt wie
das Unternehmen Gardena selbst.“
Bilder: LinMot
www.linmot.com
DIE IDEE
„Durch die Präzision der LinMot PR02
Motoren sind unsere Anlagen
prozessstabiler und die Reaktionssowie
Zykluszeiten deutlich kürzer
geworden. Die MDS-Anlagen und
die darin eingesetzten LinMot
Hubdreh-Motoren sind als Schnellläufer
ausgelegt und arbeiten mit
einer Ausbringungszeit von 1 bis
2 Sekunden. Diese Zykluszeiten sind
pneumatisch nicht mehr machbar.
Für den Einsatz bei Prozessen, wie
sie in unserer Produktion notwendig
sind, sind die LinMot-Antriebssysteme
in ihrer Dynamik und
Präzision unschlagbar.“
Reinhold Steck, Konstruktionsleiter
Sondermaschinenbau bei Gardena
28 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

DESIGNT FÜR HYGIENISCH ANSPRUCHSVOLLES AMBIENTE
In den Bereichen Lebensmittel, Pharma, Medizin und
Chemie herrschen strenge Hygienevorschriften und
hohe Anforderungen an die einzusetzende Technik.
Beides bedient Enemac mit soliden Antriebselementen
aus Edelstahl. Anwendern steht ein umfassendes
Programm an Sicherheits-, Wellen- und Distanzkupplungen
Aus A2- und A4-Edelstählen zur Verfügung.
Speziell für die Drehmomentbegrenzung in Kettenund
Zahnriemenantrieben von Abfüll- und Reinigungsanlagen
sowie Verpackungsmaschinen wurden
Überlastkupplungen im Hygienic Design entwickelt. Ein Beispiel ist Typ ECI_ES,
der mit einer extra breiten Lagerstelle konstruiert wurde, um den Anbau von
größeren Zahnriemenscheiben, Kettenrädern oder Zahnrädern in Förder- und
Verpackungsanlagen zu erleichtern. Die punktgenaue Drehmomentbegrenzung
ist durch die eingesetzten Tellerfedern gewährleistet. So werden auch große
Justiersektionen ohne Tellerfederwechsel erreicht. Im Angebot sind elf Baugrößen
mit Einstellbereichen von zwei bis 900 Nm.
www.enemac.de
Halle 17 | Stand H05
ELEKTROHUBZYLINDER
FÜR VERBESSERTE MASCHINENLEISTUNG
UND REDUZIERTEN ENERGIEVERBRAUCH
Wo immer Lasten gehoben, gesenkt, geschoben,
gezogen, gedreht oder positioniert werden, bietet
sich die Verwendung von Elektrohubzylindern
an – die leistungsfähige Alternative zu
hydraulischen und druckluftbetriebenen Systemen.
BREITE KLEMMRINGE FÜR MEHR LEISTUNG
KBK Antriebstechnik hat sein Portfolio um eine
breite Klemmringvariante erweitert. Die neue
Baureihe bietet eine höhere Leistung als die
bestehenden Ausführungen. Die breiten
Klemmringe ermöglichen die Übertragung
höherer Axialkräfte auf Vollwellen und höherer
Drehmomente auf Hohlwellen als die bisher
bei KBK verfügbaren Klemmringe. Es gibt sie in
geschlitzter und geteilter Ausführung sowie als
Modell zur Montage auf einem Gewinde,
wie es oft bei Anwendungen mit auslaufenden Wellenzapfen vorkommt.
Die breiten Klemmringe bestehen aus brüniertem Stahl oder aus V4A-Edelstahl.
Die geschlitzten und geteilten Modelle sind für Wellendurchmesser von 6 bis
50 mm verfügbar, die aufschraubbaren Klemmringe für die Gewindegrößen M4
bis M30. Alle Ausführungen sind mit Passfedernut erhältlich.
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CLEVER BESCHICHTETE DICHTUNGEN
Wer mit Propellerflugzeugen
in die Luft geht,
muss sich auch auf den
Verstellmechanismus der
Blätter verlassen können.
Unterstützung leistet ein
neuer Dichtungslack, der
Reibung und Verschleiß
eliminieren soll. „Unsere
Kunden, die Piloten, müssen
sich genauso wie die Passagiere darauf verlassen können, dass sich die Propellerblätter
immer synchron und reibungslos verstellen. Das gelingt mit den neu
beschichteten Dichtungen von OVE Plasmatec jetzt noch sicherer“, so Frank Grum
vom Bereich Design und Engineering des Propellerherstellers MT-Propeller.
Die neue Beschichtung OVE40SL ist ein wasserbasierter und hitzebeständiger
Gleitlack, den OVE mit Hochleistungsadditiven modifiziert hat. Laut Mitteilung
senkt dies den Reibwert einer Elastomer-O-Ring-Dichtung gegenüber bisherigen
Lösungen um 75 Prozent und der Verschleiß wird um 99 Prozent reduziert.
Zudem sollen Spannungen hundertprozentig abgeleitet werden. Das Zeitfenster
zwischen den Wartungsintervallen wird so deutlich verlängert.
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UMRICHTERTECHNIK
STANDARDISIEREN UND OPTIMIEREN
WAS INTELLIGENTE
FREQUENZUMRICHTER MEISTERN
Ressourcen sparen, Nachhaltigkeit und moderne Techniklösungen: Darauf gründet der
Erfolg der Herbold Meckesheim GmbH, einem bekannten Hersteller von Maschinen und
Anlagen für das Kunststoff-Recycling. Mit einem kompakten und vielseitigen
Frequenzumrichter von Siemens und dem TIA-Portal als Engineering-Plattform löst das
Unternehmen aktuelle Herausforderungen und stellt sich strategisch für die
kontinuierliche Optimierung seiner Lösungen auf.
Der Grundgedanke, der unser Traditionsunternehmen
seit Generationen antreibt, ist das effiziente Recycling
von Kunststoffen – und damit deren thermische Verwertung
möglichst zu vermeiden“, erklärt Jan Klaverkamp,
Leiter der Elektro- und Automatisierungstechnik bei der Herbold
Meckesheim GmbH im baden-württembergischen Meckesheim.
Das Unternehmen war lange in Familienbesitz und gehört heute
unter dem Dach von Hillenbrand Inc. zur Coperion-Gruppe. Entwickelt,
gebaut und installiert werden für den weltweiten Markt
Anlagen zum Zerkleinern großer Kunststoffteile, zur Reinigung
von Kunststoffen und zur Agglomeration – also deren Aufbereitung
zu Granulat oder Flakes. Dabei verfolgt das Unternehmen
unterschiedliche Anlagenkonzepte für Folien oder Hartkunststoffe.
Der Recycling-Spezialist liefert für beide Bereiche optimal
angepasste Maschinen sowie komplette Systemlösungen vom
Rohmaterial bis zum wiederverwendbaren Endprodukt.
„Weltweit erkennen wir einen steigenden Bedarf nach Lösungen
für ein nachhaltiges Kunststoff-Recycling“, so Klaverkamp.
Torsten Trapp, Sales Specialist, Siemens AG
Das ist unterschiedlichen Entwicklungen geschuldet, wie zum
Beispiel dem wachsenden öffentlichen Druck nach einer sauberen
Umwelt sowie dem politischen Druck zu einer nachhaltigen,
ressourcensparenden Industrieentwicklung. Ein wesentlicher
INTEGRATION INS TIA-PORTAL
IST DER GRÖSSTE VORTEIL
Faktor dabei ist auch die Effizienz der Recyclingprozesse. Während
beispielsweise früher zwei Tonnen pro Stunde Durchsatz
genügten, sollen es künftig vier bis fünf Tonnen sein.
FLEXIBLER FREQUENZUMRICHTER
Dieser marktseitige Druck nach höherer Leistungsfähigkeit treibt
die kontinuierliche Optimierung des gesamten Engineerings im
Unternehmen mit an. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist für Jan
Klaverkamp die Standardisierung: „Statt wechselnde Antriebslösungen
zu verwenden, haben wir uns für den grundsätzlichen
Einsatz des Frequenzumrichters Sinamics G120C von Siemens
30 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

Zuhause in der Welt
anspruchsvoller
Bewegung.
01
Antriebsregler
01 Die Sinamics G120C hat bei Herbold
Meckesheim eine neue Engineering-Ära
eingeläutet
Getriebe
02 Kompakt, vielseitig und fehlersicher:
Frequenzumrichter Sinamics G120C von
Siemens als zentrale Antriebslösung für
moderne Maschinen- und Anlagenkonzepte
bei Herbold Meckesheim
SPS 2023
Nürnberg
02
14.-16. NOV
Halle 3A
Stand 446
entschieden.“ Diesen gibt es in unterschiedlichen Leistungen von 0,55 kW bis
132 kW, was die notwendige Flexibilität garantiert. Bei dem Gerät handelt es
sich um eine besonders kompakte und wirtschaftliche Komplettlösung für
gehobene Ansprüche in unterschiedlichsten Anwendungen.
Ein Beispiel beim Bau von Schredder-Anlagen hoher Leistungen zeigt exemplarisch,
welche Vorteile moderne Antriebslösungen wie der Sinamics
G120C besitzen: Ein einziger 160 kW starker Motor bietet ebenso wenig eine
optimale Lösung wie ein Zwischengelege / Getriebe für den Einsatz eines
kleineren Motors. Gleichermaßen hat eine Lösung mit zwei Motoren und
einem Frequenzumrichter gezeigt, dass dies gerade bei höheren Leistungen
nicht optimal ist.
Klaverkamp sagt: „Die besten Ergebnisse bezüglich Engineering und Wirtschaftlichkeit
erkennen wir in der Lösung mit zwei kleineren Motoren, die
von zwei Sinamics G120C angetrieben werden.“ Das ist deshalb einfach zu
realisieren, weil der Frequenzumrichter von Siemens die Möglichkeit bietet,
gewissermaßen in einer Leit-Folge-Kombination angesteuert zu werden. Auf
diese Weise lassen sich sogar hochperformante, elektromotorische Lösungen
mit und ohne Geber umgehen, die aufwendiger im Engineering und hinsichtlich
der Investitionskosten wären.
VEREINFACHTES ENGINEERING
„Der größte Vorteil aber, den wir im Sinamics G120C sehen, ist die vollständige
Integration des Frequenzumrichters in die Engineering-Plattform TIA-
Portal von Siemens“, weiß Jan Klaverkamp. Sowohl die Auswahl als auch die
Integration des Geräts in die Maschinenkonstruktion sind sehr einfach. Aber
auch bei der Parametrierung der Frequenzumrichter bieten sich vielerlei Vereinfachungen
gegenüber anderen Produkten. Ein Grund dafür ist: Bei der Inbetriebnahme
werden im Frequenzumrichter lediglich die Motordaten vom
Typenschild eingegeben und er misst den Elektromotor dann gewisserma-
Motoren
Getriebemotoren
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UMRICHTERTECHNIK
ßen beim ersten Einschalten durch. Im Programm muss anschließend
nur noch das Steuerwort und der entsprechende Sollwert
für die Drehzahl vorgegeben werden.
Im Gegensatz zu den modular aufgebauten Frequenzumrichtern
von Siemens sieht Herbold Meckesheim in diesem „Allrounder“
für ihre Belange eine kompakte und besonders wirtschaftliche
Gesamtlösung, die einfach in Engineering, Logistik
und Service ist.
Ein zusätzlicher Vorteil für die weltweiten Kunden ist: Bei Bedarf
können sie das Gerät selbst austauschen. Parameterinformationen
können einfach per Speicherkarte auf den neuen
Frequenz umrichter übertragen werden. Das beschleunigt den
Gerätetausch und steigert die Verfügbarkeit. Auch bei Serien-
Inbetriebnahmen kann so der Zeitaufwand für die Programmierung
und Parametrierung reduziert werden. Mithilfe der Applikation
„Sinamics Serial Drive Commissioner“, eingebettet in das
TIA-Portal, lassen sich die Geräte zudem komfortabel über das
Anlagennetzwerk konfigurieren und parametrieren.
STO BIS SIL2 ENTHALTEN
Der Frequenzumrichter Sinamics G120C ist ein zentraler Baustein
der Standardisierungsstrategie des Unternehmens.
Jan Klaverkamp verdeutlicht das so: „Unsere modernen Engineering-Lösungen
konzentrieren sich stärker als früher auf diese
Schlüsselkomponente, die in Verbindung mit der Engineering-
Plattform TIA-Portal einen nicht zu unterschätzenden Wettbewerbsfaktor
darstellt.“ Auch für das Service-Team von Herbold
Meckesheim werde mit dieser Entwicklungsumgebung der Alltag
erheblich überschaubarer.
Ein Beispiel dafür liefert die Sicherheitstechnik: Während früher
alles eigens konstruiert und montiert werden musste, ist heute
die F-Technik (Fail-safe) im Frequenzumrichter integriert. Mit
dem Sinamics G120C lässt sich sehr einfach programmseitig eine
Sicherheitsabschaltung „Safety Torque Off“ (STO) durchführen
und damit eine Schutzumgebung gemäß SIL2 erreichen. Damit
spart man sich in der Niederspannungs-Schalttechnik zusätzliche
Hartverdrahtung und Geräte, wie zum Beispiel ein eigenes
Leistungsschütz zur sicheren Abschaltung der Antriebe.
In der Software „Startdrive Advanced“ lässt sich die erforderliche
Sicherheitsperformance übersichtlich abbilden bzw. parametrieren.
Diese validiert die Fail-safe-Strategie, führt entsprechende
Abnahme-Tests durch und gibt am Ende die notwendigen
Dokumente aus. So lassen sich im Zuge der Inbetriebnahme
bei Kunden die gewünschten Abnahmeverfahren beschleunigen.
Es vereinfacht die gesamte Handhabung der Sicherheitstechnik
spürbar und führt zu einer übersichtlichen Gesamtlösung für Automatisierung
und Sicherheitstechnik.
KONTINUIERLICH BESSER WERDEN
Auch die Optimierung ihrer Maschinen- und Anlagenkonzepte
sei ein zentrales Element der Zukunftsstrategie des Unternehmens.
Der Sinamics G120C habe entscheidenden Einfluss darauf,
weil er technische Daten wie Motorstrom, Drehmoment und weitere
Ist-Werte wie die Drehzahl serienmäßig zur Verfügung stellt.
Damit lässt sich das Maschinenverhalten besser verstehen, was
letztendlich zu kontinuierlichen Verbesserungsprozessen führt.
Beispiel Rührwerk im Reinigungsprozess: Bei besonders kritischen
Wasser-Material-Gemischen traten hin und wieder Abschaltungen
aufgrund von Überlast auf – so hatte man gedacht.
Leistungsstärkere Motoren haben dieses Problem gelöst. Aufgrund
der Datenanalyse des Sinamics G120C hat sich dann herausgestellt,
dass nicht die Belastung, sprich das Drehmoment
bzw. der Motorstrom, zur Abschaltung geführt hat, sondern die
Drehzahl. Die entsprechende Programmanpassung hat schließlich
dazu geführt, dass wieder kleinere Motoren eingebaut werden
konnten und sich die Gesamtlösung heute stabil und wirtschaftlicher
darstellt.
NOCH EFFIZIENTER AUTOMATISIEREN
Ausgehend vom modernen und intelligenten Frequenzumrichter
Sinamics G120C von Siemens haben sich spürbare Vorteile in der
Automatisierung von Maschinen und Anlagen zum Recycling unterschiedlichster
Kunststoffe ergeben. Bei Herbold Meckesheim
geht man davon aus, dass allein der Engineering-Aufwand etwa
20 % geringer ist als früher. Durch die Standardisierung mithilfe
der neuen Antriebslösung konnte auch die Fehleranfälligkeit,
ausgelöst durch ungünstige Prozessbedingungen, um ca. 20 % reduziert
werden. Als zentrales Element dient bei der Optimierung
von Maschinen und Anlagen die Engineering-Plattform TIA-Portal
von Siemens. Steuerungstechnik, Niederspannungs-Schalttechnik
und nicht zuletzt die Antriebstechnik profitieren von
dem einheitlichen Framework mit dem Ziel, die Automatisierung
noch effizienter, noch wirtschaftlicher und noch flexibler zu
machen.
Bilder: Herbold Meckesheim, Siemens
www.herbold.com
www.siemens.com
DIE IDEE
„Früher haben wir vielfach Produkte
eingesetzt, die in erster Linie als
Einzelkomponente wirtschaftlich
attraktiv waren. Mit dem Sinamic
G120C haben wir eine neue Engineering-Ära
eingeläutet, die
systembedingt viele Vorteile bringt
und unsere Maschinen effizient
antreibt. Durch intelligente Gesamtlösungen
wie den Frequenzumrichter
Sinamics G120C in Verbindung
mit dem TIA-Portal steigt die
weltweite Akzeptanz unserer
Lösungen.“
Jan Klaverkamp, Leiter Elektro- und
Automatisierungstechnik, Herbold
Meckesheim GmbH
32 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

DEZENTRALE FREQUENZUMRICHTER
Nord Drivesystems hat seine dezentralen
Frequenzumrichter Nordac ON der
Baureihe SK 300P speziell für die
horizontale Fördertechnik in der
Intralogistik und im Warehouse-
Bereich entwickelt. Die Umrichter
zeichnen sich durch ein integriertes
Ethernet-Interface, IIoT-Fähigkeit,
vollständige Steckbarkeit sowie eine
kompakte Bauweise. Der Nordac ON ist
jetzt für Leistungen bis zu 2,6 kW – der
Nordac ON+ für bis zu 3 kW – ausgelegt.
Die Kommunikationsprotokolle, etwa ProfiNET, EtherNET IP oder EtherCAT,
lassen sich einfach per Parameter einstellen. Auch Firmware-Updates sind über
das Ethernet möglich. Mit einer Temperaturtoleranz von -30 bis 40 °C eignet sich
die Baureihe auch für Tiefkühlanwendungen.
www.nord.com
E-ANTRIEB MIT ABSOLUT-ENCODER
Mit der neuen Serie LEFS#G stellt die
SMC Deutschland GmbH einen
elektrischen Spindelantrieb mit
Kugelumlaufführung in Schlittenausführung
vor, der u. a. mit besonders
hoher Beschleunigung und Geschwindigkeit
sowie einem batterielosen
Absolut-Encoder beim Schrittmotor
punktet. Das Unternehmen erweitert und optimiert damit seine
LE-Serie. Dank des batterielosen Absolut-Encoders beim Schrittmotor (24
VDC) entfallen zeitaufwändige Referenzfahrten nach Verlust der Spannungsversorgung,
z. B. bei einem Not-Aus. Daneben überzeugen die kurze Zykluszeit
und verschiedene Montageoptionen. Der neue Elektroantrieb erreicht nicht
nur eine Beschleunigung von bis zu 10.000 mm/s2 (+334 %) und eine maximale
Geschwindigkeit von bis zu 1.500 mm/s (+25 %). Auch wurde die
Zykluszeit verglichen mit der vorherigen Serie um bis zu 39 % (von 0,93 auf
0,57 s) verkürzt.
www.smc.eu
FIT FÜR DIE FERNWARTUNG UND LEISER
Yaskawa kündigt eine weitere Generation liftspezifischer
Frequenzumrichter an. Die neuen Modelle
der LA-Reihe sind leiser im Betrieb und bieten eine
App-Funktion zum Programmieren und Überwachen
aus der Ferne. Unter dem Motto „The Power
to Lift“ adressiert Yaskawa Aufzughersteller,
Systemintegratoren und Steuerungsbauer. Neben
der aktuellen Reihe LA500 steht jetzt LA700 in den
Startlöchern: Die neu entwickelten Geräte sollen
ebenso leistungsstark und flexibel sein, arbeiten
jedoch geräuschärmer und sind mit einer App-
Funktion für die Fern-Programmierung und
-Überwachung ausgestattet. Aktuell im Fokus stehen zudem nachhaltige
Retrofit-Lösungen für Bestandsanlagen sowie regenerative Antriebe. Die
Umrichter-Modelle U1000, R1000 und D1000 ermöglichen die Rückspeisung
von überschüssiger Bremsenergie aus Aufzügen und Fahrtreppen ins Netz.
www.yaskawa.de

SPECIAL: SPS 2023
DREI-LEVEL-FREQUENZUMRICHTER
EFFIZIENTER ANTRIEB FÜR EINEN
NEUEN TURBOKOMPRESSOR
In den neuen Turbokompressoren von Boge
kann die Drei-Level-Technologie des
Frequenzumrichters SD2M von Sieb & Meyer
ihre Vorteile voll ausspielen – sie
gewährleistet geringe Rotorverluste und
vermeidet somit eine zu hohe
Motorerwärmung, die bei
Hochgeschwindigkeitsanwendungen extrem
problematisch ist. Dank einiger individueller
Anpassungen stellte ein Frequenzumrichter
von Sieb & Meyer die Lösung für diese
anspruchsvolle Anwendung dar.
DIE IDEE
Boge ist einer der weltweit führenden Anbieter von Kompressoren und Druckluftanlagen.
Sei es in der Lebensmittel-, der Kunststoffbranche oder auch in
der Stahl- oder Pharmaindustrie: Zahlreiche Unternehmen schätzen die hohe
Zuverlässigkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit der vielfältigen Druckluftlösungen.
Das Angebot reicht von einzelnen Kompressoren oder Druckluft-
Komponenten bis zu kompletten System- und Servicelösungen. In letzterem Fall
übernimmt Boge nicht nur die gesamte Installation, sondern auch die Kontrolle und
Wartung der Anlage.
Das Sortiment der Turbokompressoren von Boge wird demnächst um ein Gerät
mit 230 kW ergänzt. „Unsere Turbokompressoren sparen Ressourcen und Energie,
kommen ohne einen Tropfen Öl aus und senken, den hohen Drehzahlen zum Trotz,
das Geräuschniveau auf ein Minimum“, schildert Peter Boldt, Leiter Turboentwicklung
bei Boge. „Die verschleißarme Turbotechnologie setzt völlig neue Maßstäbe bei
Effizienz und Kosteneinsparung.“
In den neuen dreistufigen Turbokompressoren setzt Boge Multi level-Umrichter von
Sieb & Meyer ein – konkret die Baureihe SD2M mit 150 kW und 75 kW. Die Frequenzumrichter
treiben in den Kompressoren ein oder zwei permanenterregte Gleichstrommotoren
an. Umrichter Nummer eins ist für die Verdichterstufe 1 und 2 zuständig,
Umrichter Nummer zwei für die Verdichterstufe 3. „Die Motoren arbeiten jeweils
mit unterschiedlichen Drehzahlen von ca. 35.000 bzw. 55.000 Umdrehungen“, so
Peter Boldt. „Durch die Schnittstelle zur Kompressorsteuerung werden die Drehzahlen
der beiden Motoren zueinander passend synchronisiert.“
„Die Lösungen von Sieb & Meyer sind
stark auf Effizienz zugeschnitten.
Die umrichterbedingten Motorverluste
sind im Vergleich zu
Wettbewerbsprodukten signifikant
reduziert. Neben der geringeren
Motorerwärmung führt dies zu
einem höheren Systemwirkungsgrad
und somit auch einem reduzierten
Energieverbrauch. Allein
durch den Einsatz der Drei-Level-
Technologie lassen sich die im Rotor
entstehenden Verluste um ca. 75 %
reduzieren. Nutzt man zusätzlich
eine Verdopplung der Schaltfrequenz,
lassen sich die im Rotor
entstehenden Verluste um bis zu
90 % senken.“
Torsten Blankenburg ist Vorstandsmitglied bei der Sieb & Meyer AG in Lüneburg
Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb
Antriebselektronik bei Sieb & Meyer,
Lüneburg
34 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
EFFIZIENT UND KOSTENSPAREND
Aber auch sonst ist die hier eingesetzte Antriebstechnik äußerst
effizient. Dank der Frequenzumrichter von Sieb & Meyer lassen
sich die Turbokompressoren besonders kompakt aufbauen. Im
Gegensatz zu Wettbewerbsprodukten entfallen bei Sieb & Meyer
etwaige Motor-LC-Filter oder Motordrosseln, die groß und
schwer, sehr teuer und verdrahtungsaufwändig sind. Der Footprint
kann für das Gesamtaggregat somit verringert werden. Zudem
hat Sieb & Meyer auf Wunsch von Boge eine Wasserkühlung
in die Geräte integriert. Besonders wichtig: Dank der fortschrittlichen
Umrichtertechnik ließ sich der Gesamtwirkungsgrad der
Turbokompressoren verbessern, was konkret in niedrigeren
Energiekosten resultiert. „Wir sprechen hier von einer Einsparung
von ca. 3-5 Prozent“, bestätigt Peter Boldt. „Das klingt erst
einmal nach nicht viel – aber wenn man berücksichtigt, dass der
Turbokompressor bei Volllast etwa 230 kW elektrische Leistung
pro Stunde aufnimmt, sparen unsere Anwender über die Zeit
sehr viel Geld.“
Der größte Vorteil für Boge ist jedoch, dass es sich bei den Produkten
von Sieb & Meyer um Frequenzumrichter handelt, die
speziell für hohe Drehzahlen entwickelt wurden. „Geräte von
Wettbewerbern können einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad
aufweisen und es ist mehr Peripherie-Aufwand, wie Motor-
LC-Filter, nötig“, betont Peter Boldt. „Bei Sieb & Meyer haben wir
sehr gute Erfahrungen mit der Effizienz der Umrichter gemacht.
Gerade auch bezüglich der Vermeidung von Rotorverlusten, die
bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen sehr entscheidend
sind.“
„Genau darauf sind unsere Lösungen zugeschnitten“, bestätigt
Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb Antriebselektronik bei
Sieb & Meyer. „Bei ihrem Einsatz werden die umrichterbedingten
Motorverluste im Vergleich zu Wettbewerbsprodukten signifikant
reduziert. Neben der geringeren Motorerwärmung wird
ein höherer Systemwirkungsgrad erreicht und somit der Energieverbrauch
reduziert.“ Der Hintergrund: Ca. 90 % aller durch den
Umrichter verursachten Verluste treten im Rotor auf und können
für den Motor schädliche Erwärmung erzeugen. Die Regelungsverfahren
der SD2x-Frequenzumrichter von Sieb & Meyer führen
zu einem wesentlich geringeren Anteil an harmonischen Frequenzen
im Motorstrom.
Gegenüber herkömmlicher Umrichtertechnologien mit zwei
Leveln, geht die Drei-Level-Technologie, auf der der Frequenzumrichter
SD2M basiert, noch einen Schritt weiter: Bei dieser
Technologie werden die Leistungshalbleiter der Endstufen nur
mit der Hälfte der Spannung beaufschlagt, wie sie bei der Zwei-
Level-Technologie vorkommen. Somit ist es möglich, mit Leis-
Die Drei-Level-Technologie,
auf der der Frequenzumrichter
SD2M basiert,
kann Energieverluste
stark reduzieren
tungshalbleitern zu arbeiten, die für wesentlich geringere Spannungen
ausgelegt sind und damit noch schneller schalten. Das
Resultat: In der Endstufe entstehen weniger Schaltverluste und
die Schaltfrequenz lässt sich deutlich erhöhen. Gleichzeitig wird
der Motor im Vergleich zur Zwei-Level-Technologie nur mit 50 %
der Spannungssprünge belastet. Allein durch den Einsatz der
Drei-Level-Technologie lassen sich die im Rotor entstehenden
Verluste um ca. 75 % reduzieren. Nutzt man zusätzlich eine Verdopplung
der Schaltfrequenz, lassen sich die im Rotor entstehenden
Verluste um bis zu 90 % senken. LC-Filter können dann häufig
komplett entfallen – wie auch in dieser Anwendung.
NEUE TECHNOLOGIE AM HORIZONT
So weit, so gut – aber es geht noch besser: Perspektivisch wird
Boge weitere Turbokompressoren in das Sortiment aufnehmen,
für die Geräte der neuen SD4x-Produktfamilie von Sieb & Meyer
in Frage kommen. Letztere erlauben es, hochdrehende Motoren
mit noch weniger Verlustleistung anzutreiben. Sie unterstützen
nun auch PWM-Schaltfrequenzen von 24 und 32 kHz. Für eine
noch feinere Modulierung des sinusförmigen Signals ist eine
Kommutierungswinkel-Steuerung nun auch für 32, 48 und
64 kHz integriert. Dadurch ergibt sich ein nahezu optimaler Sinus,
es treten so gut wie keine harmonischen Ströme mehr auf.
Die durch die PWM verursachte Verlust leistung kann noch weiter
minimiert werden.
Bilder: Boge, Sieb & Meyer
www.sieb-meyer.de
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Miles Meier, Chefredakteur
DAS THEMA:
EMO 2023
GELUNGENER
NEUSTART
Vor vier Jahren fand die letzte
EMO Hannover statt und
entsprechend groß waren die
Hoffnungen von Ausstellern und
Veranstaltern was die diesjährige
EMO anging. Über 90.000
Personen besuchten die 1.850
Aussteller, davon 70 % aus dem
Ausland. Übrigens waren auch
die ausländischen Besucher mit
54 % in der Mehrzahl. Die
antriebstechnik war vor Ort und
zeigt hier eine subjektive
Auswahl von sehenswerten
Ausstellern und ihren Produkten.
HYDROSTATISCHE
MASCHINENKOMPONENTEN
SPIELFREIE SERVOKUPPLUNGEN
Am Stand der Firma
KTR waren viele
verschiedene
Kupplungsvarianten
zu begutachten.
Im Bild die Servolamellenkupplungen
der Reihe Radex-NC
High Torque. Die
Servokupplungen
von KTR sind
spielfreie, wartungsfreie
Wellenkupplungen
und
eignen sich als
Verbindungselement
zwischen
hochdynamischen Servomotoren und jeglicher Art von
Positionier-/Handlingseinheiten. Sie übertragen das
Drehmoment spielfrei und winkelgetreu. Sie erlauben
gleichzeitig den Ausgleich von Radial-, Axial- und Winkelverlagerungen.
Dank der hohen Varianz an Kupplungstypen
und Nabenausführungen sieht sich KTR in der Lage,
für nahezu jeden Einsatzfall die passende Kupplung zu
liefern. Werkzeugmaschinen sind als Anwendungsgebiete
dabei weit vorne.
www.ktr.com
LAGER AUS DEM ONLINE-PORTAL
Die auf hydrostatische Systeme spezialisierte
Hyprostatik Schönfeld GmbH gehört seit 2022
zur Schunk Group und ist damit Teil eines
international agierenden Technologiekonzerns
geworden. Die EMO nutzte das Unternehmen,
um seine große Auswahl an Maschinenequipment
vorzustellen. Dazu gehören
Hydrostatische Führungsschuhe und Achsen,
Gewindetriebe und Lager, Rundtische,
Motorspindeln und Reitstöcke, Werkstückund
Schleifspindeln. Die einzelnen Komponenten
haben mit guten technischen Werten
zu beeindrucken verstanden.
www.hyprostatik.de
Das aus Italien stammende Unternehmen Umbragroup
präsentierte sein Portfolio an Produkten vom Kugelgewindetrieb
über elektromechanische Antriebe und
Spindelantriebe bis zu seinen mittleren und großen
Lagern. Diese produziert Umbra bereits seit über
50 Jahren und hat inzwischen eine große Bandbreite an
Varianten der verschiedensten Lagertypen aufgebaut.
Die Auswahl wird seit neustem durch eine spezielle
E-Commerce-Plattform der Umbragroup erleichtert.
Diese ermöglicht den Onlinekauf mit voller Beratung und
Unterstützung durch Experten.
www.umbragroup.com
36 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

AUSGEWÄHLT
SPEZIFIZIERTE TORQUEMOTOREN
HOCHGENAUIGKEITS-ZYLINDERROLLENLAGER
Zollern-Elektromotoren sind permanenterregte
Antriebsmotoren in Synchron- oder Torque-Bauweise.
Die Torque-Motoren wurden für hohe
Drehmomente bei vergleichsweise niedrigen
Drehzahlen entwickelt. In Werkzeugmaschinen
dienen sie häufig dem Antrieb von Rundtischen,
wie der hier abgebildete Motor, Schwenkachsen
und Spindeln. Die Projektierung, die elektrische
Auslegung, das Engineering, Fertigung und
Montage sowie die Inbetriebnahme der
Direktantriebe erfolgen bei Zollern im Haus.
Kundenspezifische Wünsche und Anforderungen
innerhalb der Standardbauweise, wie
Motorauslegung und Anschlussgeometrie
werden selbstverständlich berücksichtigt.
www.zollern.com
Schaeffler stellte auf der EMO unter anderem sein komplettes
Spindellager-Portfolio vor. Bei den Hochgenauigkeits-Zylinderrollenlagern
sorgt eine neue Käfigkonstruktion für eine vereinfachte
Öl-Luft-Schmierung und führt zu gleichmäßigerem
Temperaturverhalten. Durch die einseitige Käfigführung kann bei
Öl-Luft-Schmierung überschüssiges Öl ungehindert aus dem
Lager fließen, wodurch sich ein sehr gleichmä ßiges Temperaturverhalten
des Lagers ergibt. Außerdem ist der neue Käfig so
ausgeführt, dass die Ölzufuhr sowohl axial als auch im Winkel
möglich ist. Schaefflers Credo ist es, mit einer maximalen
Anpassungsfähigkeit aus dem Baukasten heraus die breite
Palette an existierenden Spindellösungen abdecken zu können.
Hierzu stehen zusätzlich alternative Wälzlagerstähle, Beschichtungen,
Käfigausführungen und Keramik-Wälzkörper zur Auswahl,
um praktisch für jede Dreh-, Fräs- und Schleifspindel die
genau passende Lagerkonfiguration anbieten zu können.
www.schaeffler.com
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SPECIAL: SPS 2023
ELEKTRONISCHE WENDESCHÜTZE FÜR DC-MOTOREN
SCHONEND SCHALTEN
Elektronische Lastrelais bzw. Wendelastrelais ermöglichen das schnelle Schalten
von mechanisch kommutierten Gleichstrommotoren. Die Wendelastrelais
von Phoenix Contact reversieren und bremsen DC-Motoren verschleißfrei.
Beim Einsatz kleiner Gleichstrommotoren in der Industrie können Anwender mit
den schmalen Schaltgeräten Platz im Schaltschrank und Verdrahtungsaufwand
sparen. Diese und weitere technologische Vorteile von DC-Motoren erklärt das
Blomberger Unternehmen.
Gegenüber Wechselstrommotoren bieten die DC-Varianten
einige Vorteile, etwa ein hohes Anlaufdrehmoment
oder eine einfache Drehzahl-Steuerung. Zum Schalten
der Gleichstrommotoren sind elektronische Halbleiter-
Wendeschütze notwendig. Phoenix Contact stellt entsprechende
Module zur Verfügung, die sich unter anderem durch eine
schmale Bauform auszeichnen.
Bei permanent erregten Gleichstrommotoren handelt es sich
um eine spezielle Art dieser Geräte, bei denen der Rotor durch
eine stetig vorhandene Magnetfeldquelle erregt wird. Diese
Dipl.-Ing. Matthias Borutta, Produktmanager Digitale Interface,
Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
Motoren sind durch eine hohe Leistungsdichte, ein breites
Drehzahlregelungsspektrum und eine gute Regelbarkeit gekennzeichnet.
Die Gleichstrommotoren werden in verschiedenen
Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Automobilindustrie,
Robotik, Intralogistik, Luft- und Raumfahrt sowie
Industrie automation.
Der englische Begriff für Gleichstrom lautet „direct current“,
kurz DC. Ein DC-Motor wandelt Gleichstrom in mechanische
Energie um. Als Stator des DC-Motors fungiert ein Dauermagnet.
In den Rotor wird Gleichstrom geleitet. Dabei entstehen Magnetfelder,
die von den Magnetpolen des Stators jeweils abgestoßen
oder angezogen werden. Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren
verfügen über einen Kommutator, der die Stromrichtung bei jeder
halben Umdrehung umpolt und so ein unidirektionales
Drehmoment erzeugt. Aus dieser Kraft ergibt sich die Bewegung
38 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
des DC-Motors. Der Kommutator kehrt die Flussrichtung des
Stroms und damit die Polarität der Magnetfelder ständig um. Auf
diese Weise kann aus der einmaligen Anziehung und Abstoßung
der Pole eine durchgängige Rotation resultieren. Der Strom wird
durch einen Schleifkontakt, die sogenannten Bürsten, auf den
Rotor übertragen. Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren sind
noch heute weit verbreitet in der Industrie. Die Geschwindigkeit
lässt sich über die Betriebsspannung oder die magnetische Feldstärke
anpassen.
01
ÜBER WEITEN DREHZAHLBEREICH REGELBAR
Wechselstrom- oder Drehstrommotoren werden in zahlreichen
Applikationen eingesetzt. Permanent erregte Gleichstrommotoren
haben jedoch einige Vorteile gegenüber AC-Motoren („alternating
current“, Wechselstrom). Gleichstrommotoren eignen sich
zum Beispiel besonders, wenn die Applikation ein hohes Anlaufdrehmoment
erfordert, um hohe Trägheitslasten anzustoßen.
Darüber hinaus ist es im Gegensatz zu Wechselstrommotoren
einfach, die Drehzahl von DC-Motoren zu steuern. Diese stellen
ein hohes Drehmoment und eine schnelle Reaktionszeit bereit,
sodass eine präzise Steuerung und gute Regelbarkeit über einen
weiten Drehzahlbereich möglich sind. Deshalb bieten sich
Gleichstrommotoren für Applikationen an, die eine genaue Positionierung
oder eine schnelle Beschleunigung benötigen.
DC-Motoren zeigen sich auch dann als präferierte Lösung, sofern
sie von Niederspannungs-Gleichstromquellen mit Strom
versorgt werden sollen, wie zum Beispiel über Photovoltaik oder
eine Batterie. Möchte der Anwender die Richtung schnell umkehren,
kann er auf Gleichstrommotoren zurückgreifen, die optimal
zu seiner Applikation passen. Gegenüber Wechselstrommotoren
lassen sich DC-Motoren schnell und einfach starten und
stoppen. Ein weiterer Vorteil dieser Motorenart liegt in ihrer
kompakten Bauweise und ihrem geringen Gewicht im Vergleich
zu anderen Motortypen. Dies erlaubt eine problemlose Integration
in verschiedene Systeme und Anwendungen.
Als typische Applikation sei die Nutzung in industriellen Maschinen
und Anlagen genannt, beispielsweise Förderbändern,
01 Prinzip der H-Brücke: vereinfachte Darstellung mit
mechanischen Schaltern, Stromfluss bei Vorwärtsdrehung
(links), Stromfluss bei Rückwärtsdrehung (rechts)
02 Prinzip der H-Brücke: Stromfluss bei Bremsung
02
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SPECIAL: SPS 2023
03 Elektronisches
Wendelastrelais für
Gleichstrommotoren
Die kompakte Bauweise und die hohe Leistungsfähigkeit der
DC-Motoren ermöglichen hier eine effiziente und zuverlässige
Verwendung.
Zum Schalten der Motoren lassen sich elektronische Halbleiter-Wendeschütze
mit integrierter H-Brücke einsetzen, wie sie
beispielsweise Phoenix Contact zur Verfügung stellt. Als Beispiel
sei das ELR DCR-PT-24DC-10 aus der elektronischen Wendelastrelais-Familie
für DC-Motoren genannt. Mit diesem Modul kann
der Anwender den Motor in zwei Drehrichtungen betreiben oder
bremsen. Darüber hinaus bietet es einen Überlast- und Kurzschlussschutz.
Mit dem Halbleiter-Wendeschütz lassen sich Motoren
bis 24 V DC/10 A verschleißfrei betreiben. Neben der Verdrahtungsersparnis
sorgt die schmale Bauform des ELR DCR-PT-
24DC-10 von 12,5 mm respektive 6,2 mm Baubreite dafür, dass
sich sein Platzbedarf im Schaltschrank deutlich reduziert.
Bilder: Phoenix Contact, MaciejBledowski – stock.adobe.com,
anantachat/shutterstock.com
www.phoenixcontact.com
Pumpen, Ventilatoren oder Stellantrieben. Die veränderbare
Drehzahl und das hohe Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen
macht die permanent erregten Gleichstrommotoren hier zu einer
guten Wahl. Die kleine Bauform und die hohe Leistungsfähigkeit
der DC-Motoren ermöglichen eine effiziente und zuverlässige
Verwendung in solchen Anwendungen.
MIT H-BRÜCKE STEUERN
Permanent erregte Gleichstrommotoren werden über mechanische
Relais, Schütze oder elektronisch zum Beispiel über eine
H-Brücke geschaltet. Die H-Brücke besteht aus vier Halbleiterschaltern,
die in einer bestimmten Kombination ein- und auszuschalten
sind, um die Drehrichtung (Rechts-/Linkslauf) des Motors
zu steuern oder diesen zu bremsen.
Die Grafiken zeigen eine vereinfachte Darstellung einer H-
Brücke mit mechanischen Schaltern. Für die Vorwärtsdrehung
werden zwei diagonal gegenüberliegende Halbleiterschalter
eingeschaltet, während die beiden anderen Schalter ausgeschaltet
sind (Bild 01, links). Dadurch fließt der Strom durch den Motor
in eine Richtung und er dreht sich in die gewünschte Richtung.
Für die Rückwärtsdrehung werden die beiden anderen diagonalen
Halbleiterschalter eingeschaltet, wohingegen die beiden
ersten Schalter ausgeschaltet sind (Bild 01, rechts). Auf diese
Weise fließt der Strom in die entgegengesetzte Richtung und der
Motor dreht sich in der anderen Richtung. Im Fall einer Bremsung
schalten sich die beiden oberen Schalter aus und die beiden
anderen Schalter ein (Bild 02). Das führt zu einem Kurzschluss
des Motors. Da sich der Motor noch weiterdreht, wird durch den
Generatoreffekt eine Spannung generiert, die seiner Ursache entgegenwirkt
und die Drehung des Motors abbremst. Die Rotationsenergie
des Motors wandelt sich dabei in elektrische Energie
um und wird anschließend über den Wicklungswiderstand als
Wärme abgegeben. Zur Variation der Geschwindigkeit lässt sich
die Motorspannung verändern.
FAZIT
Permanent erregte Gleichstrommotoren kommen in der Industrie
in vielen Bereichen zum Einsatz, etwa Förderbändern, Pumpen
oder Ventilatoren. Die Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit dieser
Motorenart erlaubt die Nutzung in zahlreichen Branchen.
DIE IDEE
„Viele Anwender stehen vor der
Herausforderung, einen permanent
erregten Gleichstrommotor zu
schalten oder zu reversieren – und
zwar verschleißfrei. Mechanische
Schaltgeräte wie Relais oder Schütze
sind verschleißbehaftet. Außerdem
benötigen sie einigen Platz im
Schaltschrank und sind aufwendig
zu verdrahten. Die Lösung von
Phoenix Contact sind schmale
elektronische Wendelastrelais für
permanent erregte Gleichstrommotoren.
Die Module reduzieren
den Platzbedarf im Schaltschrank
und den Installationsaufwand
erheblich.“
Dipl.-Ing. Matthias Borutta,
Produktmanager Digitale Interface,
Phoenix Contact Electronics GmbH,
Bad Pyrmont
40 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

AKTUATOR INTEGRIERT, SCHNELL MONTIERT
Die rotierenden Aktuatoren der DGII-Serie von
Oriental Motor kombinieren einen Hohlwellen-
Rundtisch mit einem Schrittmotor. Durch das
innovative Design mit integriertem Aktuator
lassen sie sich laut Hersteller einfacher und
schneller montieren als vergleichbare Eigenkonstruktionen.
Ein weiterer Vorteil ist die
unkomplizierte Verdrahtung: Dank des eingebauten
batterielosen Absolutwertgebers sind
keine Referenzsensoren erforderlich. Der Drehtisch DGII besitzt eine hohe
Steifigkeit und ist ausgelegt für Drehmomente bis max. 50 Nm, Drehzahlen bis
1.800 Grad/s sowie Lastmomente bis 100 Nm und Traglasten bis 4.000 N. Der
Hersteller liefert den DGII mit Hohlwellen-Durchmessern zwischen 33 mm und
100 mm und Rahmengrößen zwischen 60 mm und 200 mm. Serienmäßig
stehen folgende Schnittstellen zur Verfügung: EtherCAT, EtherNet/IP, Profinet
sowie Modbus RTU.
www.orientalmotor.de
Mobile Safety HMI – ein
Gerät für den kompletten
Maschinenpark
HOCHAUFLÖSENDE PROFINET-ABSOLUT-DREHGEBER
Turck erweitert sein Drehgeber-Portfolio um
Encoder mit Profinet-Schnittstelle für Echtzeit-
Applikationen, vor allem in den Bereichen
Logistik, Food & Beverage und Maschinenbau.
Die Drehgeber der Baureihen REM (Multiturn)
und RES (Singleturn) setzen auf das aktuelle
Profinet-Encoder-Profil (Version 4.2) und bieten
Auflösungen von 19 Bit für die Singleturn- und
bis zu 24 Bit für die Multiturn-Geräte.
Alle Encoder unterstützen Profinet-Features
wie Media Redundancy Protocol (MRP), Link Layer Discovery Protocol (LLDP) und
Simple Network Management Protocol (SNMP). Mit dem Isochrone Realtime-
Modus (IRT) und minimalen Taktzyklen von bis zu 250 Mikrosekunden gewährleisten
die Drehgeber auch in sehr dynamischen Applikationen eine präzise und
nahezu verzögerungsfreie Kommunikation. Dank ihrer Präzision ermöglichen
die Drehgeber eine hochgenaue Positionierung und Geschwindigkeitsregelung,
wie sie beispielsweise zur Multi-Achsen-Positionierung erforderlich ist.
Die einfache Integration in Profinet-Netzwerke ermöglicht eine schnelle
Inbetriebnahme.
www.turck.com
NACHHALTIGE MOTORTECHNOLOGIE WELTWEIT GEFRAGT
SEW-Eurodrive lieferte 2023 den zweimillionsten
DRN..-Motor an einen Kunden in
Deutschland aus – weltweit sind es sogar
schon zehn Millionen Stück. Die Gesamtzahl
dieser IE3-Motoren sorgen für eine
erhebliche Reduzierung der benötigten
elektrischen Primärenergie: Das Unternehmen
schätzt die Energieeinsparungen auf
mehr als 50.000 GWh im Vergleich zur
alten Motorbaureihe, unter Annahme von
Voll-Last bei 100 % Nennleistung und einer Jahresbetriebszeit von 8.760 h. Dies
entspricht 33 Mio. t CO 2
. Antriebslösungen mit DR2C..-Synchronmotoren von
SEW-Eurodrive erfüllen die höchste normativ definierte Effizienzklasse IE5 für
drehzahlvariable Elektromotoren und sind für den reinen Umrichterbetrieb
vorgesehen. Sie erreichen Wirkungsgrade bis 91 %. Im Laufe des Jahres wird das
Portfolio um weitere Motorbaugrößen und höhere Leistungen bis 11 kW
erweitert – mit Wirkungsgraden bis 94,5 %.
www.sew-eurodrive.de
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als Basisausführung, erweiterbar
zertifizierte Wireless Safetyfunktionen
SIL 3, PL e
flexible Gehäuselösungen
(Farbe, Form, Design etc.)
Safety-SPS mit Zugang direkt
in den Safety-BUS
Komplettlösungen (Safety PLC,
Safety Drives, Safety I/O Module)
ACD Antriebstechnik GmbH
Engelberg 2 | 88480 Achstetten
+49 7392 708-500
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SPECIAL: SPS 2023
DC-KLEINSTANTRIEBE
AUGENBLICKE INSZENIEREN
Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro
Stutensee , im Auftrag der Dr. Fritz Faulhaber
GmbH & Co. KG, Schönaich
Auf Messen, in der Werbung, der Kunst und bei Architektur-Events sind sie zu
bewundern: Laserprojektionen erfreuen das Auge als umweltfreundliche Alternative
zum traditionellen Feuerwerk. Hinter dem magischen Zauber der flüchtigen
Lichtgebilden steckt viel Hightech und Know-how. Beachtliches leisten dabei auch
die kleinen DC-Antriebe, die in den Laserprojektoren für Strahlausrichtung und
Effekterzeugung sorgen. Hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit sind ein Muss, um
zum Beispiel Filter im Strahlengang auf ein Tausendstel Grad genau zu positionieren.
Seit über 35 Jahren entwickelt und produziert LaserAnimation
Sollinger aus Berlin hochwertige Lasersysteme
und -steuerungen für unterschiedlichste Laser- und Multimedia-Anwendungen.
Es gibt viele spektakuläre Anwendungen,
z. B. der „Global Rainbow“ der Künstlerin Yvette Mattern:
Sieben bunte und starke Laserstrahlen, die vom Berliner Ernst­
Reuter-Platz in Richtung Siegessäule in die Höhe leuchten und
die Atmosphäre der Innenstadt verändern. Oder „Another Moon“
des Künstlerduos „Kimchi and Chips“, das über der Zeche Zollverein
in Essen einen zweiten Mond am Himmel erscheinen lässt.
MITTEL DER PERFEKTEN ILLUSION
Die oft überraschenden, manchmal atemberaubenden Lichteffekte
beruhen auf den Eigenschaften des Laserstrahls. Bei Intensität,
Strahlbündelung und Reichweite übertrifft er Lichtstrahlen
aus anderen künstlichen Quellen um ein Vielfaches. Gleichzeitig
ist der Laser aber optischen und technischen Beschränkungen
unterworfen, wie Richard Schäfer, Vertriebsleiter bei
LaserAnimation Sollinger erklärt: „Der Strahl ist üblicherweise
sehr dünn, bei unseren Geräten beträgt sein Durchmesser in der
42 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
01 02
01 Strahlengang im Innern einer Laserprojektors
02 Bürstenloser DC-Motor der Serie B-Micro;
bei einem Durchmesser von 5 bis 8 mm sind die
kleinen Motoren lediglich 8 bis 14,6 mm lang
03 Die grafischen Motive wurden durch einen
Gratingeffekt erstellt
03
Regel um die vier Millimeter. Auf einer Projektionsfläche erscheint
also immer nur ein kleiner Punkt.“
Um trotzdem ein Muster wie ein Logo, einen Schriftzug oder
bewegte Bilder zu erzeugen, setzt die Laserprojektion auf die
Trägheit des menschlichen Auges. Genau gesagt ist es die Bildverarbeitung
im Gehirn, ähnlich wie beim Film aus 24 Einzelbildern
pro Sekunde. Bewegt sich der Laserstrahl nur schnell genug,
„sieht“ der Mensch statt eines herumflitzenden Lichtpunktes die
projizierte Animation. Dafür wird der Strahl im Projektor mittels
zweier Spiegel für die X- und Y-Achse abgelenkt.
Eine weitere Herausforderung galt es bei der Farbgebung zu
meistern. Die Farbe eines Lasers hängt vom laseraktiven Material
ab, in dem der Strahl erzeugt wird. Bei der Laserprojektion ist es
der Halbleiter. Laserdioden können jedoch nur wenige Grundfarben
erzeugen, hauptsächlich Rot, Grün und Blau. Die Highend-Geräte
von LaserAnimation Sollinger verfügen darüber hinaus
über Coherent OPSL Quellen für Gelb, Orange und Cyan.
Um einen weißen Strahl zu produzieren, müssen Strahlen mehrerer
Farben kollinear übereinandergelegt werden. Dasselbe gilt
für andere Farben. Um die unterschiedlichen Töne der gesam­
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SPECIAL: SPS 2023
ten Palette herzustellen, wird zusätzlich die Intensität der einzelnen
Strahlen moduliert.
FILTER-PRÄZISION AUF ENTFERNUNG
Je besser es gelingt, die unterschiedlichen Laserquellen mit jeweils
verschiedenen Wellenlängen so gut wie möglich kollinear
übereinander zu legen, desto schärfer und präziser wirkt das Ergebnis
für das menschliche Auge. Dazu werden dichroitische
Filter verwendet. Sie lenken bestimmte Wellenlänge um, während
andere Wellenlängen (also Farben) die Filter passieren. So
können unterschiedliche Laserstrahlen zu einem einzigen Strahl
übereinandergelegt werden. Was dem menschlichen Auge als
weißer Strahl erscheint, ist dann die Kombination aus roten, grünen
und blauen Quellen. Das funktioniert allerdings nur, wenn
die Strahlen ganz genau und vor allem langfristig beisammenbleiben,
und das auch noch in großer Entfernung.
Schließlich sollen Laserinstallationen oft auf hunderte Meter
oder sogar mehrere Kilometer zu sehen sein. Entsprechend präzise
muss man die dichroitischen Filter justieren, wie
Richard Schäfer erklärt: „Eine Abweichung von einem hundertstel
Grad ergibt auf hundert Meter einen Versatz von 1,7 Zentimeter.
Damit liegen die Einzelfarben nicht mehr übereinander und
können vom Auge unterschieden werden, der Farbmisch-Effekt
wäre dahin.“
Nun ist es durchaus nicht außergewöhnlich, dass ein Laserprojektionsgerät
den Betrieb in Berlin verlässt, um einen Tag später
zum Beispiel für eine Lasershow in Dubai aufgestellt zu werden.
Nach -20 °C auf dem Frachtflug heizt sich das Gehäuse in der
Wüstensonne auf 60 °C oder mehr auf. Trotz hochwertiger Materialien
und ausgefeilter Befestigungstechnik ist da ein gewisser
Verzug in der Optik unvermeidlich. Die Position der dichroitischen
Filter muss also leicht nachjustiert werden.
Für diesen Zweck sind die Halter der dichroitischen Spiegel
mit einem Antrieb versehen: Bürstenlose DC-Motoren der Serie
B-Micro von Faulhaber mit integriertem Getriebe erledigen die
Aufgabe der softwaregesteuerten Feineinstellung auf mindestens
ein Tausendstel Grad genau. Mit Durchmessern zwischen 3
und 5 mm bei 8 bis 14,6 mm Länge sind die sensorlosen Micro-
Motoren in 2-Pol-Technologie sehr kompakt und liefern ein vergleichsweise
hohes Dauerdrehmoment bis 18 µNm.
VON SCHUTZKLAPPEN UND BEUGUNGSGITTERN
In den Laserprojektoren gibt es aber auch noch weitere Einsatzbereiche
für die leistungsstarken Kleinstantriebe, zum Beispiel
als Schutzeinrichtung. Da das intensive Laserlicht nicht unkontrolliert
ins menschliche Auge gelangen soll, sind die Projektoren
mit einem zweistufigen Abschaltmechanismus ausgestattet. Neben
einer elektronischen Schutzschaltung gibt es für den Notfall
auch einen mechanischen Shutter. Seine Klappe wird während
des regulären Betriebs von einem motorisierten Drehmagneten
offengehalten. Bei einer Störung stoppt die Sicherheitsschaltung
den Motor und lässt so die Klappe in den Strahlaustritt fallen.
Weitere Antriebe von Faulhaber kommen im Grating-Modul,
also dem Beugungsgitter zum Einsatz. Damit kann ein Laserprojektor
neben Beams und Grafiken auch vielfältige Muster
und Effekte erzeugen. Die Effekte können nicht nur an einer
Projektionswand, sondern auch freischwebend im Raum inszeniert
werden. Die Räder im Grating-Modul werden von Schrittmotoren
in Position gebracht, um ein bestimmtes Gitter für die
Projektion auszuwählen. Die kreisförmigen Gitter selbst werden
dann von bürstenlosen DC-Motoren in eine Bewegung versetzt.
Das erzeugt einen zusätzlichen optischen Effekt, der vom wilden
Zappeln bis zur schleichenden Veränderung eines Bildes
führen kann.
PRÄZISION UND WIEDERHOLGENAUIGKEIT
„Für solche Effekte werden häufig mehrere Projektoren in parallelem
Betrieb eingesetzt“, erklärt Richard Schäfer. „Sie können ihre
Wirkung nur entfalten, wenn sich die Gitter völlig synchron bewegen,
bei höchster und niedrigster Drehzahl ebenso wie beim
Start/Stopp-Betrieb mit ständigem Richtungswechsel.“ Die Projektoren
und die Grating-Module sind mit Technik vollgepackt,
der Bauraum ist äußerst eng. Nur sehr kleine Motoren finden darin
Platz. Dennoch sind höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit
hier zusätzliche Mindestanforderungen. Hier wurden
spielfreie Getriebe integriert, die wesentlich dazu beitragen, die
hohen Anforderungen zu erfüllen.
Auf die Frage nach dem Beginn der Zusammenarbeit mit
Faulhaber antwortet Richard Schäfer, das müsse vor seiner Zeit
gewesen sein. Bei der Suche nach der ersten Bestellung stößt er
auf die Jahreszahl 2003. Demnach haben sich die Motoren seit
nunmehr zwanzig Jahren in diesem anspruchsvollen Anwendungsbereich
der Laseranimation bewährt.
Bilder: Faulhaber, LaserAnimation Sollinger
www.faulhaber.com
DIE IDEE
„Die DC-Kleinstantriebe müssen in
den Lasersystemen von LaserAnimation
Sollinger Beachtliches leisten.
Neben ihrer Kompaktheit kommt es
vor allem auf die hohe Präzision und
Wiederholgenauigkeit an. Antriebstechnologie
von Faulhaber hat
sich in solchen Anwendungen für
kunstvolle Laseranimationen seit
20 Jahren bewährt. Besonders
hervorzuheben sind unsere bürstenlosen
DC-Motoren der Serie
B-Micro mit integriertem Getriebe.
Sie erlauben eine softwaregesteuerte
Feineinstellung der dichroitischen
Spiegel auf mindestens ein
Tausendstel Grad genau und
tragen so wesentlich zur perfekten
Laserinszenierung bei.“
Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen,
Leiter Marketing, Dr. Fritz Faulhaber
GmbH & Co. KG, Schönaich
44 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

BELASTBAR UND GENAU
Rodriguez präsentiert
auf der EMO
2023 als besonderes
Highlight seine
RTB-Axial-Radiallager
(Rotary Table
Bearings bzw.
Rund tischlager) des
Typ ABS mit
integriertem Absolutwertgeber. Sie überzeugt durch weiter
verbesserte technische Eigenschaften. Die Lager sind jetzt
noch präziser und leistungsfähiger und zeichnen sich u. a.
durch eine höhere Steifigkeit aus. Sie werden in verschiedenen
Größen mit Innendurchmessern von 150 bis 580 mm
Bohrung angeboten. Außerdem sind sie so kompakt konstruiert,
dass sich das Messsystem bei der Montage automatisch
exakt positioniert. Der Absolut-Encoder ermöglicht dabei
eine absolute Positionserfassung der Drehachse in Echtzeit
– mit einer Auflösung bis zu 26 Bit. Aufgrund der hohen
Messgenauigkeit kann die Bewegung optimal gesteuert
werden, was für die Herstellung hochpräziser Teile unverzichtbar
ist. Verfügbar sind Treiber für die folgenden
Schnittstellen: Heidenhain Endat 2.2, Siemens Drive CLiQ,
Fanuc ai, Mitsubishi, BiSS/C, SSI + 1Vpp. Aufgrund ihrer sehr
hohen Festigkeit, Kippsteifigkeit und Abrollgenauigkeit
eignen sich RTB-Axial- Radiallager von Rodriguez besonders
für Dreh- und Positioniereinheiten von Werkzeugtischen.
www.rodriguez.de
FÜR GROSSE MESSABSTÄNDE
KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18
Der neue Long-Range-Lasersensor
optoNCDT 1760-1000
von Micro-Epsilon ist für
genaue und schnelle
Messungen aus größerer
Entfernung konzipiert. Der
Sensor besitzt einen Messbereich
von 1.000 mm und
erlaubt schnelle Messungen
bis 7,5 kHz. Durch den Grundabstand von 1.000 mm sind damit
Messungen über Entfernungen von bis zu 2 m möglich. Parametriert
wird der Sensor über das bedienerfreundliche Webinterface,
worüber sich auch Messwerte und Videosignale anzeigen
lassen. Die Echtzeit-Oberflächenkompensation ermittelt den
Reflexionsgrad des Messobjektes während der laufenden
Belichtung und regelt diese in Echtzeit.
www.micro-epsilon.de
ÜBER EINE MILLION WINDKRAFTLAGER
Anfang des
Jahres hat
Schaeffler das
einmillionste
Lager nach
seinem Wind-
Power-Standard
gefertigt und
ausgeliefert.
Der global tätige
Automobil- und
Industriezulieferer bietet seit rund 40 Jahren zuverlässige
Lagerlösungen für On- und Offshore-Windkraftanlagen.
Die Wälzlager finden sich nach eigenen Angaben in jeder
zweiten bis dritten Windkraftanlage weltweit. Um den
hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Anlagen
und deren Komponenten gerecht zu werden, hat das
Unternehmen bereits vor über 10 Jahren einen Wind-
Power-Standard eingeführt. Mit diesem Standard für
Produkte und Prozesse werden höchste Qualitätsmaßstäbe
für diese Lager sichergestellt, wie sie beispielsweise auch in
der Automobilindustrie oder in der Luft- und Raumfahrt
umgesetzt werden. Mit dem Großlagerprüfstand „Astraios“
bietet Schaeffler für Rotorlager umfassende Testmöglichkeiten.
Durch eine 100%ige Ultraschall- und Schleifbrandprüfung
(siehe Bild) der nach dem Wind-Power-Standard
gefertigten Lager werden Materialfehler noch vor der
Auslieferung erkannt bzw. ausgeschlossen. Möglichen
Lagerschäden und einer Beeinträchtigung der Lebensdauer
wird so vorgebeugt
www.schaeffler.com

SPECIAL: SPS 2023
ANTRIEBSLÖSUNG FÜR DELTA-ROBOTER
HOHE ANSPRÜCHE AN DYNAMIK
UND GENAUIGKEIT
Neugart erweitert sein Sortiment an applikationsspezifischen Getrieben um eine
Lösung speziell für Delta-Roboter: Das Flanschgetriebe NDF ist das Ergebnis einer
Entwicklung für die neue „Robotic Pick and Place“-Plattform von Syntegon Packaging
Systems aus der Schweiz. Das besonders verdrehsteife Getriebemodell vereint hohe
Präzision und Dynamik, wie sie für anspruchsvolle Pick-and-Place-Aufgaben mit
Delta-Robotern erforderlich sind. Worauf es bei der Antriebslösung ankommt,
erklärt der langjährige Lieferant und Innovationspartner.
Wenn es um Prozess- und Verpackungstechnik in der
Pharma- und Lebensmittelindustrie geht, ist die
Firma Syntegon weltweit ein gefragter Partner. Mit
mehr als 35 Standorten in fast 20 Ländern ist die
Unternehmensgruppe in allen Regionen der Welt vertreten. Der
Standort Beringen in der Schweiz ist Hauptsitz der Geschäftsbereiche
Food sowie Service und Digital Solutions und steht für
ein umfassendes Portfolio an Verpackungslösungen für die Süßwaren-
und Nahrungsmittelindustrie.
Zu den dort entwickelten und realisierten Verpackungs- und
Handling-Systemen gehören auch flexible Robotik-Lösungen.
Entwickelt werden diese in Beringen von der Tochtergesellschaft
Syntegon Packaging Systems AG.
Marcel Geurts, Produktmanagement, Neugart GmbH, Kippenheim
SCHNELL UND PRÄZISE
Ob in der Lebensmittelindustrie, Pharmabranche oder auch in
der Halbleiterindustrie: Wo schnelle und präzise Handhabungsschritte
zu automatisieren sind, bieten sich Delta-Roboter als
Lösung an. In Verpackungsanlagen oder in Logistikzentren übernehmen
sie zum Beispiel vielfältige Pick-and-Place-Aufgaben.
Sie verpacken Pralinen, sortieren Päckchen oder bestücken Leiterplatten
– und das hundertfach pro Minute.
Möglich macht dies die charakteristische Kinematik dieses Robotertyps:
Alle Achsen seiner Steuerarme sind parallel angeordnet.
Die Enden der in alle Richtungen beweglichen Steuerarme
sind durch eine kleine Plattform zur Werkzeugaufnahme verbunden,
die beispielsweise einen Sauggreifer trägt.
Die Antriebe befinden sich nicht in den Gelenken. Dadurch
sind die Steuerarme eines Delta-Roboters besonders leicht. Es
muss also nur wenig Masse bewegt werden, was hohe Geschwin-
46 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
Das Getriebe muss
hochdynamisch in
ständig wechselnder
Drehrichtung und
dabei äußerst präzise
arbeiten
Das Flanschgetriebe NDF von Neugart für Delta-
Roboter kann optional mit einer Abtriebswelle aus
Edelstahl und einem vernickelten Abtriebsflansch
ausgestattet werden
digkeiten und eine hohe Dynamik mit sehr starken Beschleunigungen ermöglicht. Im
Gegenzug bedeutet die konstruktive Entlastung der Steuerarme: Die Servomotoren der
Hauptantriebe und mit ihnen die Getriebe, die sie mit den Steuerarmen verbinden,
sind hohen Belastungen ausgesetzt. Sie müssen hochdynamisch in ständig wechselnder
Drehrichtung und dabei äußerst präzise arbeiten.
FLANSCHGETRIEBE FÜR DELTA-ROBOTIK OPTIMIERT
Die Experten von Syntegon Packaging Systems suchten für diese besondere Aufgabe
eine optimale Lösung. Fündig wurden sie bei Neugart: Der deutsche Hersteller ist auf
Planetengetriebe spezialisiert.
Damit ein Planetengetriebe seine Vorteile auch in Delta-Robotern voll ausspielen
kann, sind allerdings einige spezielle Anpassungen in der Konstruktion notwendig.
Diese betreffen insbesondere die Themen: maximale Verdrehsteifigkeit (Torsionssteifigkeit),
minimales Verdrehspiel, reduzierte Massenträgheit, hohes Beschleunigungsmoment
und ein angepasstes Dichtungskonzept.
Wie eine solche leistungsfähige Lösung aussehen kann, zeigt Neugart mit dem neuen
Flanschgetriebe NDF. Dieses verfügt zum Beispiel über einen besonders verdrehsteife
Struktur. Das Verdrehspiel der Getriebeverzahnung ist standardmäßig auf < 1 arcmin
reduziert. Dementsprechend hoch ist die Positioniergenauigkeit des Roboters. Die
hohe Dynamik, die hierdurch erreicht werden kann, verkürzt die Taktzeit des Roboters.
Darüber hinaus zeichnet sich das NDF im Detail noch durch eine ganze Reihe von weiteren
Besonderheiten an der Eingangs- wie an der Abtriebsseite aus.
BEREIT FÜR VIELE ANWENDUNGEN
Das NDF ist derzeit in Baugröße 090 und mit insgesamt vier jeweils zweistufigen Übersetzungen
zwischen i=22 und i=55 verfügbar. Als Option ist für das NDF eine lebensmitteltaugliche
Öl-Schmierung erhältlich. Der verwendete Schmierstoff ist nach NSF
H1 und ISO 21469 zertifiziert. Als weitere Option kann das NDF mit einer Abtriebswelle
aus Edelstahl und einem vernickelten Abtriebsflansch ausgestattet werden. Diese erhöhen
die Korrosionsbeständigkeit des Getriebes. Dadurch toleriert es auch häufiges Reinigen
mit aggressiven Medien, wie es in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie unerlässlich
ist. Eine große Auswahl an Standardgetrieben aus dem Neugart Programm ermöglicht
darüber hinaus einen individuell ausgelegten Antrieb für die vierte Achse
(Drehachse) des Delta-Roboters.
Bilder: Neugart
www.neugart.com, www.syntegon.com
DIE IDEE
„Die Zuverlässigkeit der Getriebe ist
für uns ein absolutes Muss, um die
Erwartungen unserer Kunden auch
zu deren vollsten Zufriedenheit
erfüllen zu können. Das NDF-
Getriebe von Neugart bietet dabei
aus unserer Sicht das beste Gesamtpaket
aus Performance, Qualität
und Kosteneffizienz. Während
der Entwicklung unserer neuen
RPP-Maschinenplattform haben wir
sehr eng und intensiv mit der Firma
Neugart zusammengearbeitet und
so die für uns ideale Getriebe-
Lösung gefunden.“
Marco Ebner,
Syntegon Packaging Systems AG,
Beringen (Schweiz)
www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2023/11 47

SPECIAL: SPS 2023
MINIATURISIERTES GALAXIE
BENCHMARK FÜR HOCHSTEIFE
PRÄZISIONSGETRIEBE
Seit der Vorstellung im Jahr 2015 hat
Wittenstein seine Produktfamilie Galaxie
mit verschiedenen Bauformen und
Baugrößen weiterentwickelt. Auch das
kinematische Konzept wurde
weitergedacht – und das miniaturisierte
Galaxie aus der Taufe gehoben.
Damit wurde ein hochsteifes
Präzisionsgetriebe in kleinen Baugrößen
geschaffen, die eine bauraumkompatible
und dabei technologisch wie auch
technisch überlegene Alternative zu
Wellgetrieben darstellt.
Der Vergleich der technischen Daten des neuen Galaxie
mit denen von marktgängigen Wellgetrieben spricht für
sich: 40 % höhere Kompaktheit und Drehmomentdichte,
um den Faktor 3 bessere Verdrehsteifigkeit, ein doppelt
so großes Not-Aus-Moment, absolutes Nullspiel über die gesamte
Lebensdauer und eine um fast 50 % größere Hohlwelle bedeuten
in diesen marktkompatiblen Getriebebaugrößen von
heute 90 mm und 110 mm eine neue Leistungsdimension. Verantwortlich
dafür sind vor allem eine innovative axiale Kinematik
zur Kraftübertragung sowie eine neu gedachte Planrad-Helixverzahnung
mit Polygonscheibe. Zudem kommen im Zahnring
sogenannte Königszähne zum Einsatz, die jetzt vielfach höhere
Übersetzungsverhältnisse als Dachzähne ermöglichen. Der „genetische
Code“ des radialen und des axialen Funktionsprinzips
stimmt also im Grunde überein – das neue Getriebe kann somit
zurecht als kleiner Bruder bzw. kleine Schwester des Galaxie von
2015 bezeichnet werden. „Die gesamte Produktfamilie Galaxie
Thomas Bayer, Leiter Innovation Lab der Wittenstein SE
bietet damit heute Baugrößen von 90 mm bis 300 mm Außendurchmesser
bei dann maximalen Beschleunigungsmomenten
von 150 Nm bis über 7.500 Nm“, fasst Nadine Hehn, Business
Pionier Manager bei der Wittenstein SE, das Potenzial für die
Anwender zusammen.
BEWÄHRT UND AUSGEZEICHNET
Blicken wir kurz zurück: Mit dem Konzept dynamischer Einzelzähne,
dem hydrodynamischen Vollflächenkontakt bei zugleich
vielfachem Zahneingriff sowie der Einführung der logarithmischen
Spirale in die Getriebetechnik ist das Galaxie Getriebe mit
radialem Funktionsprinzip bis heute der Benchmark hinsichtlich
Tragfähigkeit, Verdrehsteifigkeit, Positionier- und Gleichlaufgenauigkeit
sowie absoluter Spielfreiheit über die gesamte Lebensdauer.
Die Erkenntnisse und Aussagen zu den Leistungsmerkmalen
haben sich bewahrheitet, die Produktfamilie hat sich
als Servoaktuator wie auch als Getriebe in der Praxis bewährt.
Der Lohn – neben vielen zufriedenen Anwendern beispielsweise
im Werkzeugmaschinenbau, in der Handhabungstechnik oder
der Robotik – waren zahlreiche Auszeichnungen, zum Beispiel
der Hermes Award 2015, der Innovationspreis der Deutschen
48 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

Wirtschaft 2016 oder die Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis 2018, bei
dem Wittenstein zum Kreis der Besten zählte. Zudem wurde mit Galaxie eine auch
wissenschaftlich anerkannte neue Getriebegattung begründet.
Begleitet wurde die Entwicklung der neuen, axialen Kinematik von Anfang an vom
Blick auf die Gesamtkosten von Getrieben, denn kleiner bedeutet nicht zwangsläufig
kostengünstiger – im Gegenteil, weil beispielsweise in der mechanischen Fertigung
von filigranen Teilen Toleranzen schwieriger einzuhalten sind als bei großen. „Das
ist ein Dilemma, mit dem Anbieter von Präzisionsgetrieben zu kämpfen haben“, erläutert
Nadine Hehn. „Anbieter, die auf große Präzisionsgetriebe spezialisiert sind,
schaffen es kaum, kleine Getriebe zu bauen, die technische und wirtschaftliche
Alleinstellungsmerkmale mit sich bringen.“ Diese Ausgangslage hatte zwei Konsequenzen:
technologisch brauchte es eine (r)evolutionär neue Idee innerhalb der
Produktfamilie Galaxie – und organisatorisch war die Aufgabenstellung nur durch
eine ganzheitliche Betrachtung der Herausforderungen im Rahmen eines Simultaneous
Engineering zu lösen. Daher arbeiteten schon in der frühen Projektphase die
Vor- und Konzeptentwicklung, die Fertigungs- und Montagespezialisten sowie das
Markt- und Vertriebsmanagement Hand in Hand.
KONZEPTSPRUNG VON RADIAL ZU AXIAL
All die Merkmale, die den Erfolg des Galaxie mit Radial-Kinematik ausmachen, in
kleinere Baugrößen mit Übersetzung i=60/61 zu überführen und damit einhergehend
eine optimale Prozessfähigkeit der neuen Getriebe-Serie für die automatisierte
Fertigung zu gewährleisten, hatte zu Beginn der Vorentwicklung so etwas wie die
„Quadratur des Kreises“ an sich. Klar war zudem von Anfang an: Galaxie muss Galaxie
bleiben – also keine Kompromisse hinsichtlich grundsätzlichem Funktionsprinzip
sowie hoher Präzision und Performance. Die Lösung war der Konzeptsprung
von der radial zur axial wirkenden Kraftübertragung – quasi ein „kinematischer Salto“
01 Ein hochsteifes Präzisionsgetriebe
als einbaukompatible
Alternative zu Wellgetrieben
01
02 Im Zahnring des miniaturisierten
Galaxie Getriebes
kommen sogenannte Königszähne
zum Einsatz, die vielfach
höhere Übersetzungsverhältnisse
als Dachzähne ermöglichen
02

SPECIAL: SPS 2023
03 Die Hohlwelle des neuen Galaxie in
Baugröße 90 bietet mit 31 Millimetern
zehn Millimeter mehr Durchmesser als
Wellgetriebe gleicher Baugröße
um 90°. Angetrieben von einer Polygonscheibe mit zwei Hochpunkten
greifen die als Zahnring verbundenen Einzelzähne innerhalb des
Zahnträgers wie in einer Schraubbewegung axial in die Planrad-Helixverzahnung
ein. „Dieser kinematische Aufbau“, erklärt Dr. Karoline
Scheuermann, Business Developer im Business Pionier bei der
Wittenstein SE, „eröffnet Vorteile für kleine Baugrößen. Das neue Galaxie
erreicht kompaktere Außenmaße und damit platzsparendere
Bauformen, bietet gleichzeitig eine wesentlich größere Hohlwelle sowie
eine deutlich größere Übersetzung, was durch den Einsatz von
Königszähnen statt Dachzähnen erreicht wird.“ Ausgelegt auf maximale
Beschleunigungsmomente von 150 Nm und 250 Nm bietet das
miniaturisierte Galaxie eine hohe Drehmomentdichte – mit allen
Vorteilen für zusätzliche Performance in einer gewählten Baugröße
oder ein mögliches Downsizing der Getriebegröße bei Vorgabe definierter
Leistungsmerkmale.
ETABLIERTE FERTIGUNGSPROZESSE
Bei der Entwicklung der axialen Kinematik des miniaturisierten Galaxie
hat Wittenstein konsequent auf die Prozessfähigkeit in den ausgewählten
Fertigungsprozessen und der Montage geachtet. Die Hauptfertigungsteile
für Antrieb, Kraftübertragung, Abtrieb und Gehäuse
können mit etablierten Fertigungsprozessen hergestellt und von einer
Seite axial montiert werden. Hierzu wurden sowohl der eigentliche
Montageprozess als auch die Teileversorgung und Materialbereitstellung
in ihrer Prozessfähigkeit analysiert und angepasst. Damit ist exzellente
Qualität nicht nur über das Produktdesign, sondern auch
über die Herstellung des Produkts gewährleistet.
Mit seinen Eigenschaften bei Verdrehsteifigkeit auch im Nulldurchgang,
Beschleunigungsraten, hohe Drehmomentdichte und Überlastfähigkeit
eröffnet das Galaxie unter anderem in der Medizin- und Präzisionsrobotik
neue konstruktive und applikationstechnische Perspektiven.
Zusammen mit den Servomotoren der Cyber kit line von
Wittenstein Cyber motor bildet das miniaturisierte Galaxie Getriebe
zudem eine perfekte Motor-Getriebe-Kombination – in das grundsätzlich
auch Hohlwellenmotoren anderer Hersteller integriert werden
können.
Bilder: Wittenstein SE
www.wittenstein.de
DIE IDEE
„Der kinematische Aufbau des
Galaxie eröffnet Vorteile für kleine
Baugrößen. Das neue Galaxie
erreicht kompaktere Außenmaße
und damit platzsparendere Bauformen,
bietet gleichzeitig eine
wesentlich größere Hohlwelle sowie
eine deutlich größere Übersetzung,
was durch den Einsatz von Königszähnen
statt Dachzähnen erreicht
wird. Ausgelegt auf maximale
Beschleunigungsmomente von
150 Nm und 250 Nm bietet das
miniaturisierte Galaxie eine hohe
Drehmomentdichte – mit allen
Vorteilen für zusätzliche Performance
in einer gewählten Baugröße
oder ein mögliches Downsizing der
Getriebegröße bei Vorgabe definierter
Leistungsmerkmale.“
Dr. Karoline Scheuermann,
Business Developer im Business
Pionier bei der Wittenstein SE
50 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

DOPPELROHR-LINEARACHSEN MIT TRAPEZ-
SPINDEL KOMPENSIEREN BIEGEMOMENTE
Die Doppelrohr-
Linear achsen der
Baureihe EP(X)-II
bietet RK
Rose+Krieger jetzt
auch in der neuen
Baugröße 50 an,
bisher waren sie
in den Baugrößen
30 und 40 verfügbar.
Die Doppelrohr-
Einheiten eignen sich
für das präzise Positionieren mittlerer bis hoher Lasten in
beliebiger Einbaulage. Die neue Baugröße 50 mit Trapezspindel
und einer Gesamtlänge bis zu 3 m kompensiert wie
die anderen Modelle hohe Biegemomente bei der Handund
Motorverstellung. Zur Wartungsfreundlichkeit trägt
unter anderem das Konzept der geteilten Leitmutter bei:
Bei Verschleiß kann sie einfach ausgewechselt werden, ohne
Demontage der Linearachse. Moderne Werkstoffe und der
serienmäßige Einsatz von Hochleistungsgleitführungen
sorgen für die hervorragende Laufeigenschaften, den
geringen Verschleiß und damit eine lange Lebensdauer.
Die Doppelrohr-Achsen mit Trapezgewindetrieb der
Baureihe EP(X)-II eignen sich eher für das gelegentliche
Verfahren, für das dynamische Verfahren können Anwender
auch auf die Doppel-Vollwellen-Ausführung mit präzisem
Kugelgewindetrieb der Baureihe EPX-II zurückgreifen.
www.rk-rose-krieger.com
KUNDENSPEZIFISCHE
ANTRIEBE
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www.ate-system.de
NEUE GENERATION AM START
Posital aktualisiert
sein
komplettes
Portfolio an
magnetischen
IXARC-Drehgebern
und bringt
jetzt auch eine
neue Generation von Absolutwertgebern auf den Markt.
Im Rahmen seiner Nextgen-Initiative hatte der Hersteller
bereits vor einigen Monaten inkrementale Geräte eingeführt,
die auf der neuen Technologie-Plattform basieren.
Die neuen IXARC-Absolutgeber gibt es wahlweise als
Single- oder Multiturn-Modelle. Sie warten mit verbesserter
Performance (bis zu 18 Bit Auflösung) und einem optimierten
Wiegand-Paket auf, das einen neuen, in Eigenregie
entwickelten ASIC als Logikcontroller für das batterielose
Multiturn-System enthält. Die ersten IXARC-Absolutgeber
der nächsten Generation sind mit SSI-Kommunikationsschnittstellen
erhältlich. Weitere Schnittstellen, einschließlich
CANopen, Feldbus und Industrial Ethernet, sollen in den
nächsten Monaten eingeführt werden. Eine wesentliche
Veränderung beim Nextgen-Upgrade des gesamten
magnetischen Drehgeber-Portfolios ist die übergreifende
Umstellung von Hall-Sensorik für die Singleturn-Erfassung
auf die fortschrittliche TMR-Technologie (Tunnel-Magneto-
Resistance). TMR bietet eine präzisere Messung von
Magnetfeldänderungen, eine geringere Temperaturempfindlichkeit
und einen niedrigeren Energieverbrauch.
www.posital.de
www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2023/11 51

SPECIAL: SPS 2023
GEBERELEKTRONIK ENTWICKELN
SICHER VOM SENSOR
BIS ZUR STEUERUNG
Dank On-Chip-Redundanz liefern die Twin-Scan-Sensoren der iC-RZ Serie von
iC-Haus zwei unabhängige 15-Bit-Positionsworte. Die Bausteine sind als
Compliant Item bis SIL 3 bzw. PL e zertifiziert. Zusammen mit dem für Safety-
Anwendungen geeigneten Interpolator iC-MR3 kann die Auflösung auf bis zu
24 Bit erhöht werden. Das Duo bildet die Basis für die Entwicklung
hochauflösender Safety-Encoder der nächsten Generation. BiSS Safety sorgt
hierbei für eine einfache Integration und zuverlässige Kommunikation.
Sichere Motorfeedbacksysteme setzen auf redundante Winkel-
oder Geschwindigkeitsinformationen, die von mehreren
Sensorelementen gleichzeitig erfasst, simultan an eine
Steuerung übertragen und dort auf Plausibilität geprüft
werden. Schlägt die Prüfung fehl, geht das Gesamtsystem in einen
sicheren Zustand über und verhindert so Schaden an
Mensch und Maschine.
Mit den optischen Twin-Scan-Sensoren der iC-RZ Serie bietet
iC-Haus eine Single-Chip-Lösung an, die speziell für Safety-Encoder
entwickelt wurde und vom TÜV Rheinland als Compliant
Item für sicherheitskritische Anwendungen bis SIL 3 / PL e zertifiziert
ist. Durch die bereits zertifizierte Kernkomponente wird
der Aufwand für die Entwicklung einer sicheren Geberelektronik
deutlich reduziert. Der Halbleiterhersteller unterstützt Entwickler
zusätzlich mit einem umfangreichen „Safety Implementation
Manual“. Dieses enthält für ein erfolgreiches Design-In wesentliche
Informationen zur Systemintegration sowie Sicherheitsbetrachtungen
und Berechnungen von Fehler- und Ausfallraten.
Silvan Ettle,Vertrieb und Applikation für Encodersysteme,
Marcel Reuter, Vertrieb und Applikation für BiSS-Komponenten
und -Systeme, iC-Haus GmbH, Bodenheim am Rhein
SICHERER BETRIEB, HOHE SIGNALQUALITÄT
Die Sensoren der iC-RZ Serie arbeiten mit einer dem Baustein gegenüberliegenden
Sende-LED. Diese durchstrahlt eine mit der Motorwelle
verbundene Codescheibe und bildet einen Pseudo-Random-Code
sowie zusätzliche Linienmuster auf den Photo dioden
ab. Die Lichtleistung wird durch die im Chip integrierte LED-Steuerung
dynamisch nachgeführt. Eine umfangreiche On-Chip-Diagnose
überwacht wichtige Systemparameter wie Signalpegel oder
Verstärkungsfaktoren und sorgt für einen sicheren Betrieb.
Aufgrund der hohen Teilungsperioden von bis zu 2.048 Strichen
auf einem Scheibendurchmesser von 26,5 mm kommt ausschließlich
blaues Licht zum Einsatz. Die kurze Wellenlänge im
Bereich von 460 nm eignet sich besonders für scharfe Abbildungen
mit hoher Ortsauflösung, wovon die Signalqualität profitiert.
Die beiden Sensorkanäle ermitteln aus der optischen Information
jeweils ein unabhängiges 15-Bit-Positionswort, das seriell
übertragen werden kann. Für Hohlwellengeber bietet iC-Haus
auch eine auf eine Codescheibe mit einem Durchmesser von
42,5 mm optimierte Sensorausführung an.
BIS ZU 24 BIT
Durch Kombination der Sensoren der iC-RZ Serie mit dem Companion
Chip iC-MR3 entsteht ein hochauflösendes Gebersystem
52 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
Photodiodes
2048 CPR
Photodiodes
10-bit PRC
1024 CPR
iC-RZ Series
Photodiodes
10-bit PRC
1024 CPR
10-bit PRC
+
5-bit
Interpolator
15
10-bit PRC
+ 15
5-bit
Interpolator
BiSS
Interface
BiSS
Interface
SIN/COS
MA1
SLO1
Control Channel
Safety Channel
SDI2
SCI2
SDO2
iC-MR3
SLI
ADI
BiSS
SLO MAI
01 iC-RZ mit Companion Chip iC-MR3, der nachgeschaltete
Inter polationsbaustein erhöht die Winkelauflösung des zur
Motorregelung verwendeten Control-Kanals auf bis zu 24 Bit
BiSS
Master
für besonders anspruchsvolle und präzise Regelungsaufgaben.
Dazu wird der sichere Sin/Cos-Pfad der iC-RZ Serie auf den
nachgeschalteten Interpolator iC-MR3 geführt. Nach der Initialisierung
mit der vom iC-RZ Control-Kanal seriell übertragenen
Absolutposition werden die Analogsignale interpoliert und die
„Sample-and-Hold“-Wandlerstufe des iC-MR3 löst die Winkelinformation
mit bis zu 24 Bit auf.
Der für sicherheitskritische Anwendungen geeignete Interpolationsbaustein
fügt sich nahtlos in die Safety-Architektur ein
und bietet dem Anwender zusätzliche Features wie Signalkonditionierung
oder 1 Vss differentielle Sin/Cos-Ausgangstreiber. Für
die sichere serielle Datenübertragung werden iC-MR3 und der
iC-RZ Safety-Kanal einfach als BiSS-Kette verschaltet und können
so auf bewährte Übertragungstechnik und einen zertifizierten
„Black Channel“ zurückgreifen.
OPEN-SOURCE-SCHNITTSTELLE
Bereits seit 20 Jahren implementieren Hersteller von Sensor- und
Aktorsystemen die serielle Open-Source-Schnittstelle BiSS, um
MA
SL
eine schnelle, isochrone und gesicherte Datenübertragung zu realisieren.
Über 630 Lizenznehmer weltweit profitieren heute von
der kostenfreien Nutzung der IPs und einer etablierten Schnittstelle.
Verwendet wird sie besonders in Motor-Feedback-Anwendungen
zur Übertragung von Positionswerten. Durch leistungsfähige
Features und die zunehmende Popularität erweitert sich
auch der Anwenderkreis, sodass vermehrt auch Daten wie Drehzahl
und Drehmoment mit BiSS übertragen werden.
Mit BiSS (Bidirectional/Serial/Synchronous) wurde die einfache
Struktur der Synchron-Seriellen Schnittstelle (kurz SSI) mit
einem Taktsignal (MA) und einem Datenausgangssignal (SL) für
die Punkt-zu-Punkt-Verbindung übernommen und um innovative
Funktionen erweitert. Hierzu zählen unter anderem die Leitungslaufzeitkompensation,
Berücksichtigung einer Sensorverarbeitungszeit,
die Verkettung mehrerer Sensoren in einer Daisy
Chain sowie die bidirektionale Registerkommunikation. Letztere
bietet eine große Flexibilität und wird beispielsweise zur Konfiguration
und Kalibrierung des Sensors, zum Auslesen eines elektronischen
Datenblatts oder auch zur Übertragung sich langsam
ändernder Sensordaten verwendet, wie z. B. der Temperatur.
BiSS sieht hierfür in jedem Frame jeweils ein Control Data Bit
CDM vor, das vom Master über das Taktsignal an den Sensor
übertragen wird, und ein Control Data Bit CDS, das vom Sensor
über die Datenleitung an den Master übertragen wird. Ein vollständiger
Registerzugriff setzt sich dann aus den CDM und CDS
Bit von 32 Frames zusammen. Durch dieses Konzept wird die
Übertragung der Positionsdaten an den Motorregler nicht durch
die Registerkommunikation unterbrochen.
EINFACH ERWEITERBAR
Mit BiSS lassen sich beliebige Sensordaten übertragen. Typischerweise
können bis zu acht Datenkanäle mit jeweils bis zu 64
Datenbits (D) eingerichtet werden. Als Schutzmechanismus wird
pro Datenkanal ein CRC (C) mit maximal 16 Bit berechnet und
den Daten angefügt. Um mehrere Sensoren innerhalb eines Gerätes
in einer Daisy Chain zu verketten, verfügt ein Standard-
BiSS-Sensor über ein zusätzliches Dateneingangssignal (SLI).
Die Daten der Sensoren werden als Datenkanal dann durch die
Kette geschoben und kommen masterseitig als gebündelter Datenstream
an. Diese einfache Erweiterung um zusätzliche Senso-
Passt perfekt.
Einfaches Design-In & optimale Performance
Drehgeber EN580E für die Fabrikautomation
Ob präzise Positionierung in Winkelsekunden oder dynamische Drehzahlregelung
in Mikrosekunden: Der EN580E passt immer. Mit einer Vielzahl
von Bauformen, Schnittstellen und Anschlussmöglichkeiten ist
er einfach zu integrieren. Der bewegliche M12-Stecker sorgt für zusätzliche
Flexibilität. Darüber hinaus verfügt der EN580E eine zertifi zierte BiSS
C-Schnittstelle. Standardvarianten sind innerhalb von 48h lieferbar.
Besuchen Sie uns auf der SPS in Nürnberg
14.– 16.11.23 • Halle 4A, Stand 345 & 351
Direkt kostenloses Ticket sichern!
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SPECIAL: SPS 2023
BiSS FRAME
MA
1
CDM
1
SL
1
0
1
CDS D MSB D MSB-1 D MSB-2 C LSB+2 C LSB+1 C LSB
0
1
02
IDLE
Startseq.
HEADER
CDS
CPW
DATA CHANNELS
TIMEOUT
BiSS FRAME
SPW
Further Data (optional)
IDLE
02 Aufbau eines
BiSS-Frames mit
Datenkanälen für die
Übertragung von
Prozessdaten (blau) und
Control Data Bits für
Zugriffe auf den Speicher
des BiSS Slaves (gelb)
03
HEADER DATA CHANNELS TIMEOUT
Control Position Word
MT ST E W 6 Bit CRC
max. 56 Bit
MT
Safety Position Word
ST E W
max. 64 Bit
6 Bit LC
16 Bit CRC
03 BiSS Safety Frame
mit zwei redundanten
Positionsworten, neben
der Multiturn-Information
(MT) und Singleturn-
Information (ST) werden
Errorbit (E), Warningbit
(W), Sign-of-Life-Counter
(LC) und CRC übertragen
ren macht das BiSS-Protokoll besonders interessant, unter anderem
für Smart-Sensor-Implementierungen, Condition Monitoring,
Predictive Maintenance und die redundante Datenübertragungen
in sicherheitskritischen Anwendungen.
DIE IDEE
DATEN SICHER ÜBERTRAGEN
Mit BiSS Safety wurde 2016 ein Profil definiert, das eine sichere
„Black Channel“-Datenübertragung bis SIL 3 mit der BiSS-Schnittstelle
ermöglicht. Denn das umfangreiche Funktionsspektrum des
Protokolls bringt bereits alles mit, was zum Erkennen der Fehlermodi
nach IEC 61784-3 notwendig ist. Zu den wichtigsten Merkmalen
von BiSS Safety gehören die redundante Übertragung von
Positionsdaten (CPW/SPW) durch Verketten zweier BiSS-Sensoren,
das Verwenden unterschiedlicher CRC-Polynome zur eindeutigen
Identifizierung der beiden Positionsworte sowie die Übertragung
eines 6-Bit Sign-of-Life-Counters (LC), um Telegrammverluste erkennen
zu können. Optional können anschließend in einem zusätzlichen
Datenkanal weitere Sensorinhalte übertragen werden, ohne
die durch den TÜV Rheinland zertifizierte sichere Übertragung der
Positionsworte zu gefährden.
POWER UND FEEDBACK
Zur BiSS-Plattform gehört neben der flexiblen BiSS-Schnittstelle
und dem BiSS-Safety-Profil auch die Einkabeltechnologie BiSS Line,
die eine kombinierte Energie- und Datenübertragung über zwei
Adern ermöglicht. Um auch in schwierigen Umgebungen mit elektromagnetischen
Störfeldern die Kommunikation sicherzustellen,
setzt BiSS Line auf eine Forward Error Correction, mit der bis zu
4 Byte eines Frames korrigiert werden können. Bereits bei der Entwicklung
des BiSS-Line-Standards wurde der Fokus auf Kompatibilität
innerhalb der Plattform gelegt. Daher können sämtliche Features
von BiSS auch mit BiSS Line genutzt werden – das schließt natürlich
auch die sichere, redundante Datenübertragung mit BiSS
Safety ein. Damit werden die vorgestellten Komponenten iC-RZ
und iC-MR3 durch die Fähigkeiten der BiSS-Plattform optimal ergänzt
und ermöglichen kompakte Applikationen mit einfacher Verkabelung
in sicherheitskritischen Umgebungen.
Bilder: iC-Haus
www.ichaus.de
„Die Bausteine der iC-RZ Serie
bestehen aus zwei unabhängigen
Sensorkanälen auf einem Siliziumchip,
die durch einen Isolationsgraben
elektrisch voneinander getrennt sind.
Durch diese On-Chip-Redundanz
lassen sich Safety-Encoder bis
SIL 3 / PL e mit nur einem Sensorbaustein
realisieren. Ein weiterer
Vorteil der Single-Chip-Lösung ist,
dass die integrierten optischen
Sensor elemente designbedingt ideal
zueinander ausgerichtet sind. Dies
vereinfacht die Justage der Sensorik
zur Codescheibe. Dank BiSS Safety
profitiert der Anwender nicht nur von
der Compliant Item Hardwarekomponente,
sondern auch von einer
zertifizierten Übertragungstechnik
vom Geber bis zur Steuerung.“
Silvan Ettle, Vertrieb und
Applika tion, iC-Haus GmbH,
Bodenheim am Rhein
54 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ
FELDBUS-ZYKLUSZEIT BIS ZU 250 MIKROSEKUNDEN
Baumüller stellt als Produktneuheit auf der SPS 2023 u. a. die antriebsintegrierte
Steuerung „b maXX PLC di“ (drive-integrated) vor. In den Servoantrieben der neuen
„b maXX 6000“-Familie übernimmt sie skalierbare Steuerungsaufgaben – bis hin zu
hochperformanten synchronen Mehrachsanwendungen. Die antriebsintegrierte PLC
entlastet, verkleinert bzw. ersetzt die zentrale SPS, da sie sich auch als Ethercat-Master
zur Steuerung weiterer Servoumrichter einsetzen lässt. Mit einer minimalen Feldbus-
Zykluszeit bis zu 250 μs ist die integrierte Steuerung laut eigenen Angaben eine der
derzeit schnellsten antriebsintegrierten PLCs auf dem Markt. Über digitale Eingänge
reagiert die „b maXX PLC di“ in Echtzeit auf wichtige Ereignisse, beispielsweise Messtaster.
Die Steuerung arbeitet effizienter und sicherer, insbesondere in Umgebungen, in denen schnelle Reaktionszeiten erforderlich
sind. Über Schnittstellen wie OPC UA, MQTT, Ethercat und Ethernet bringt die Steuerung die Konnektivität für den Aufbau flexibler
und modularer Strukturen mit. Damit ist sie optimal für künftige Anforderungen im Automatisierungs- und IoT-Umfeld vorbereitet.
www.baumueller.com
FÜR DIE HALBLEITER-
INSPEKTION
Der 6-Achs-Manipulator von
Steinmeyer Mechatronik kombiniert
einen Kreuztisch mit einem
Tripod und erzielt dadurch laut
Hersteller ein Höchstmaß an
Präzision, Steifigkeit und Kompaktheit.
Vor dem Vermessen
bzw. Bearbeiten müssen Wafer
und Optiken mikrometergenau
ausgerichtet werden. Das
erfordert kompakte Positionierlösungen,
die kleine Stellwege
von wenigen Millimetern
beziehungsweise Grad zuverlässig
und hochgenau realisieren.
Die kartesische XY-Verstellung
realisiert Verfahrwege von
± 15 mm, die Vertikalachse des
Tripods ist für Hübe von ± 10 mm
ausgelegt. Die rotatorischen
Achsen Rx und Ry ermöglichen
Kippungen um ± 2 °, die Drehung
um die vertikale Rz beträgt 360 °.
Dank der Wiederholgenauigkeit
von ± 2,5 µm bzw. ± 0,005 °
lassen sich präzise Alignment-
Ergebnisse erzielen – und dies
bei Lasten bis 15 kg. Der Manipulator
verfügt über eine
zentrale Durchlichtöffnung
von 250 mm und kann für das
Ausrichten von Wafern und
Optiken bis 300 mm/12“ eingesetzt
werden. Ausführungen für
den Reinraum sind erhältlich.
www.steinmeyer-mechatronik.de

SPECIAL: SPS 2023
POTENTIOMETER
KLASSIKER
IM AUFWIND
Sie sind zuverlässig und stabil – ebenso wie ihre Nachfrage in unterschiedlichsten
Industriezweigen: Potentiometer. Schon viele Experten prophezeiten der
Sensorik auf Potentiometer-Basis eine schwindende Bedeutung. Tatsächlich
ist die bewährte Technik aktuell wie nie und die Nachfrage nach Potentiometern
konstant, mit eher steigender Tendenz.
Auf den ersten Blick ist es schon erstaunlich, dass
die immerhin schon 1840 erfundene Potentiometer-
Technologie noch immer eine solche Erfolgsgeschichte
ist. Vor allem mit Blick auf die rasante Digitalisierung,
die in praktisch allen Lebensbereichen voranschreitet. Auf den
zweiten Blick aber zeigt sich, dass Potentiometer mit ihren Stärken
– hohe Präzision, flexible Auslegung und Vielseitigkeit – auch
im 21. Jahrhundert überzeugen. Die Sensorik-Experten von FSG
Fernsteuergeräte haben das erkannt und über die Jahrzehnte ihre
Potentiometer-Serien fortlaufend weiterentwickelt.
In vielen Anwendungsbereichen hat es modernere Sensorik
bislang nicht geschafft, die bewährten „Potis“ zu ersetzen oder zu
verdrängen. Ein Beispiel dafür sind berührungslose Gaspedalgeber
bei Fahrzeugen, die längst nicht die hohe Zuverlässigkeit
erreichen wie eine Lösung mit Potentiometern.
Bei Anwendungen, bei
01
denen es auf Zuverlässigkeit
ankommt und wo die technische
Überprüfung des
Systems oder einzelner
Module einfach und
schnell erledigt
sein soll, können
Potentiometer
punkten. Immer
wieder kommt
es daher vor, dass
auch bei innovativen
Anwendungsbereichen
bewusst auf Potentiometer zurückgegriffen wird – etwa bei
Schienenfahrzeugen, im Schiffbau oder bei der Robotik. Aufgrund
ihrer vielfältigen Verwendbarkeit als passive Sensoren
ohne Elektronik eignen sich Potentiometer auch sehr gut für den
Einsatz in explosionsgeschützten Bereichen oder Umgebungen
mit starken Magnetfeldern.
INNOVATION AUS TRADITION
Namhafte Potentiometer-Hersteller wie FSG leben nicht vom Erfolg
vergangener Tage, vielmehr haben sie sich selbst und ihre
Produkte auf beachtliche Weise weiterentwickelt. Das gilt insbesondere
bei den technischen Verfahren, beispielsweise bei der
vollautomatischen Linearisierung von Leitplastik-Widerstandselementen
per Laserverfahren, die FSG maßgeblich entwickelt
hat. In den letzten Jahren fand damit ein außerordentlicher Innovationsschub
statt, von dem besonders die gedruckten Leitplastik-Potentiometer
profitiert haben. Hier zählt FSG zu einem
der ersten Anbieter, die bei Potentiometern im Siebdruckverfahren
erstellte Widerstandselemente verwendet haben.
Forschung und Wille zur Innovation ist für FSG wichtig. Seit
langem beobachtet FSG die Entwicklungen in anderen Bereichen
und hält engen Kontakt zu Hochschulen und Forschungseinrichtungen.
So können Innovationssprünge, die dem FSG-Produktportfolio
zugutekommen, noch schneller und zielgerichteter in
den laufenden Produktionsprozess integriert werden.
Besonders im Bereich der Nanotechnologie erwartet FSG in
naher Zukunft weitere Erkenntnisse, um Lebensdauer und eventuell
auch Bauformen potentiometrischer Sensoren noch besser
56 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
für den kundenspezifischen Einsatzzweck zu optimieren. Nicht
selten entstehen solche Weiterentwicklungen in enger Abstimmung
und in direkter Zusammenarbeit mit den Kunden. Auf diese
Weise konnte das Unternehmen über Jahrzehnte eine enorme
Vielfalt an Potentiometern auf den Markt bringen, die sich unter
anderem hinsichtlich Widerstandswert, Charakteristik, Winkelbereichen,
Gehäusegröße oder Wellendurchmesser unterscheiden.
Kombiniert man diese Bauformen wiederum mit unterschiedlichen
Schaltungen oder Kennlinien, erhält man eine
schier unendliche Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten und
spezifisch adaptierte potentiometrische Sensoren für praktisch
jeden Einsatzzweck.
FLEXIBEL DANK FERTIGUNGSTIEFE
Um sich diese Flexibilität zu erhalten, setzt FSG als Traditionsbetrieb
darauf, möglichst viele Fertigungsschritte inhouse zu bearbeiten
und die Fertigung der Komponenten weitestgehend
selbst zu kontrollieren. Wissensvorsprung verbunden mit effizienter
Logistik, einer hauseigenen Abteilung für Galvanik- und Formätztechnik
sowie eigenem Werkzeug- und Formenbau bietet die
Möglichkeit, auf alle Anforderungen bestmöglich einzugehen. So
vereint FSG sämtliche Fachtechnik an einem zentralen Standort
als Fundament für eine Fertigungstiefe von nahezu 90 Prozent. Besonders
bei der Herstellung von Potentiometern mit Drahtwicklung
sind profunde handwerkliche Fähigkeiten unumgänglich.
FSG: NACHHALTIGE AUSRICHTUNG,
GROSSE FERTIGUNGSTIEFE
In den letzten Jahren haben sich viele Wettbewerber aus dem
Potentiometer-Markt zurückgezogen. Eine schwierige Entwicklung,
denn dadurch stehen immer weniger gut ausgebildete
Nachwuchs- und Fachkräfte für die anspruchsvollen Fertigungsschritte
zur Verfügung. Die Konsequenz für Hersteller wie FSG ist,
verstärkt in die eigene Nachwuchsförderung zu investieren, um
keine Wissenslücken entstehen zu lassen.
Doch nicht nur personell investiert FSG viel in die Weiterentwicklung,
auch der hauseigene Maschinenpark ist über die letzten
Jahre sukzessive ausgebaut und immer wieder auf den neuesten
Stand gebracht worden. So zeigt sich beispielsweise der
Werkzeugbau umfassend modernisiert, durch Anschaffung einer
5-Achs-Fräsmaschine, einer hochmodernen CNC-Schleifmaschine
sowie einer Drahterodiermaschine. Darüber hinaus
ist am Standort Kablow in Brandenburg eine neue Maschine
zum Bestücken von Platinen in Betrieb gegangen, um auch elektronische
Komponenten so weit wie möglich selbst herzustellen.
All diese Maßnahmen haben das Potenzial, die ohnehin schon
große Fertigungstiefe weiter zu steigern, und das wiederum verspricht
FSG in Zukunft viele Vorteile im Wettlauf um Kundennähe
und schnelle Innovation.
ZUKUNFT DES POTENTIOMETERS
FSG-Geschäftsführer Carsten Schulz ist fest davon überzeugt,
dass das Potentiometer ein fester Bestandteil der Sensorik bleiben
wird: „Wir haben einen maßgeblichen Anteil an der weltweiten
Verbreitung dieser robusten und vielfältigen Technik, und
wir blicken auf eine wirklich große Erfolgsgeschichte zurück. Das
Potentiometer gehörte zu einer der ersten Produktgruppen seit
der Gründung der Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH vor
75 Jahren.“ Rund um den Globus sind bis heute Potentiometer
der ersten Generation im Schienenverkehr im Einsatz und haben
sich langfristig als Standard durchgesetzt, weil sie im Vergleich
zu anderen Sensor-Lösungen deutlich weniger fehleranfällig und
damit betriebssicherer sind. Das potentiometrische Prinzip ist
einfach zu handhaben und funktioniert sogar unter klimatisch
anspruchs vollen Einsatzbedingungen.
02
01 Potentiometer mit einem Widerstandselement aus Leitplastik
finden durch ihre kompakte Bauweise Anwendung in der Automatisierung
und Verwendung im Schiffbau
02 Maschinen zum Pressen und Stanzen von Gehäuseteilen – die
Fertigungstiefe bei FSG liegt bei rund 90 Prozent, wodurch das
Unternehmen Kundenwünsche schnell realisieren kann
Nicht zuletzt spricht nach Ansicht von Carsten Schulz auch im
21. Jahrhundert ein ganz entscheidender Punkt für den anhaltenden
Potentiometer-Einsatz: „Viele Applikationen, die FSG seit
Jahrzehnten begleitet, sind heute noch abhängig von den elektrischen
Widerstandsbauelementen. Allein deshalb weiß man als
Hersteller, dass die Poti-Entwicklung noch lange nicht abgeschlossen
ist. Und solange der Bedarf besteht, werden wir unsere
Potentiometer immer anhand neuester Technologien für unsere
Kunden weiter optimieren.“
Bilder: FSG
www.fsg-sensors.de
DIE IDEE
„Viele Applikationen, die FSG seit
Jahrzehnten begleitet, sind heute
noch abhängig von den elektrischen
Widerstandsbauelementen. Allein
deshalb weiß man als Hersteller,
dass die Poti-Entwicklung noch
lange nicht abgeschlossen ist. Und
solange der Bedarf besteht, werden
wir unsere Potentiometer immer
anhand neuester Technologien für
unsere Kunden weiter optimieren.“
Carsten Schulz, Geschäftsführer FSG
Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH,
Berlin
www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2023/11 57

SPECIAL: SPS 2023
WINKELSENSOREN
DAMIT DAS GRAS NICHT
IN DEN HIMMEL WÄCHST
Wiesen am Steilhang und auf wenig tragfähigen Böden können nur
mit sogenannten Mähbalken kurz gehalten werden. Deren Messer
mussten Landwirte bisher manuell mit einem Winkelschleifer schärfen.
Das automatische Messerschärfgerät der BBS GmbH nimmt den
Bauern diese Aufgabe jetzt ab und bietet dank des Hallsensors ETI25
von Megatron ein perfektes Schleifergebnis.
Die Mitarbeiter der BBS GmbH aus dem österreichischen
Bartholomäberg wissen, wie aufwändig die Instandhaltung
eines Mähbalkens ist. „Spätestens nach vier Stunden
sind die Messer stumpf und müssen nachgeschliffen
werden“, berichtet Geschäftsführer Johannes Bitschnau. Da es dafür
kaum geeignete Schleifgeräte am Markt gibt, blieb den Landwirten
bis vor kurzem oft nur der Griff zum Winkelschleifer. Das
manuelle Nachschärfen ist allerdings mühsam und außerdem ungenau,
weil sich der Schleifwinkel durch die manuelle Führung
der Maschine oft verändert. Die Folge sind ungleichmäßig geschliffene
Messer und damit eine kürzere Standzeit der Messer.
„Bauern aus der Region äußerten deshalb den Wunsch nach einem
Halbautomaten“, erinnert sich Johannes Bitschnau. Die
BBS GmbH nahm die Herausforderung gerne an und machte sich
an die Entwicklungsarbeit. Es dauerte nicht lange bis ein Prototyp
entworfen war: Das Messerschärfgerät SG-14 für Finger- und
Doppelmesser-Mähbalken. Die schwimmend gelagerte Maschine
arbeitet noch exakter als Vollautomaten, ist aber einfacher
aufgebaut und kostet nur einen Bruchteil. Das Messerschärfgerät
eignet sich für Mähbalken-Messer aller Längen, da BBS die Führungsschienen
individuell anfertigt. Ist die Schiene lang genug,
lassen sich sogar mehrere Messer gleichzeitig schärfen. Die
Schleifscheiben bestehen aus Bohrnitrit, dem nach Diamant härtesten
Material der Welt. Bohrnitrit nutzt sich kaum ab, muss
nicht nachgestellt werden und ermöglicht das Schleifen mit einer
deutlich niedrigeren Temperatur als mit herkömmlichen Schleifmitteln.
Dadurch bleiben die Klingen länger scharf.
Die Resonanz auf das neue Messerschärfgerät war so gut, dass
die Maschine ständig weiterentwickelt wurde. Verfügte das erste
Modell noch über Drehknöpfe und ein Rändelrad zur stufenlosen
Einstellung des Schleifwinkels und der Schleifzeit, so ist die
neueste Version SG-18 bereits mit einer kompakten SPS und
einem LCD-Display ausgestattet.
Über das Display können verschiedene Schleifwinkel sowie die
Anzahl der Schleifzyklen programmiert werden. Auch die Posi tion
des optischen Sensors unter der Klinge lässt sich an dem kleinen
Bildschirm per Tastendruck festlegen. Nachdem die Einstellun-
Matthias Herrmann, Marketingmanager, MEGATRON, Putzbrunn
gen vorgenommen wurden, wird die Maschine gestartet, fährt in
die Ausgangsposition und direkt danach zur ersten Klinge. Dort
setzt die Schleifscheibe auf und wird mittels einer Justierschraube
plan zur Klingenfläche ausgerichtet. Anschließend definiert der
Anwender den Anpressdruck der Schleifscheibe mit einer Federarretierung
und der Bearbeitungsvorgang wird gestartet.
HALLEFFEKT-SENSOR SORGT FÜR
OPTIMALEN SCHLIFF
Nach jedem zweiten Messer fährt die Schwenkeinrichtung des
Schleifgerätes wieder die Referenzposition Z des eingebauten
Hall-Effekt-Drehgebers ETI25 an, um sich inkremental auf die
programmierte Winkelposition zu bewegen. In dieser Stellung
fährt das Schleifgerät dann an die Klinge des Mähmessers und
der Schleifvorgang beginnt erneut. Für ein 2,40 m breites Messer
benötigt die Maschine gerade einmal 14 Minuten.
Neben dem ETI25 und dem Winkelschleifgerät (12.000 min -1 )
gehört auch ein optischer Sensor zu den zentralen Komponenten
des Schärfgeräts. Dieser Sensor erfasst die Lage der Mähmesser
und sorgt dafür, dass das Schleifgerät seine Startposition findet
bzw. fehlende Klingen erkennt und automatisch zur nächsten
Klinge fährt. Mit dem ETI25 von Megatron wird dagegen die Winkelposition
des Schleifgeräts gemessen. Die beiden Sensoren
sind neben der Steuerung das Herzstück des Messerschärfgerätes:
Ihre Werte ermöglichen erst ein sauberes einwandfreies
Arbeiten des Messerschärfgerätes.
Die exakte Winkelmessung durch den ETI25 ist also die
Voraussetzung dafür, dass das Messerschärfgerät ein optimales
Schleifergebnis erzielt. Der Drehgeber eignet sich mit einer Auflösung
von bis zu 1024 Impulsen pro Umdrehung ideal für diese
Aufgabe. Er arbeitet aufgrund seiner Hall-Technologie berührungslos
und hat deshalb mit über 100 Millionen Wellen-Drehbewegungen
eine deutlich höhere Lebensdauer als konventionelle
Potentiometer. Aufgrund des sehr kompakten Gehäuses mit
Ø 25 mm lässt sich der Sensor zudem problemlos in den engen
Bauraum des Schärfgeräts integrieren. Die Montage erfolgt
schnell und einfach über ein Zentralgewinde (Bushing).
Der ETI25 gehört zur modular aufgebauten Drehgeber-Serie ETx,
deren Sensoren zahlreiche Elektronik-, Mechanik- und Software-
Optionen bieten und sich daher exakt an die jeweilige Anwendung
anpassen lassen. Megatron stattet den ETI25 beispielsweise
58 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2023
Der Singleturn-Halleffekt-Drehgeber
ETI25 regelt den Schleifwinkel beim
neuen automatischen Messerschärfgerät
SG-18 von BBS
je nach Kundenwunsch mit Lötanschluss, Klemmenanschluss
sowie mit einem Flachband- bzw. Rundkabel oder einer Wellenabdichtung
aus. Bei Serienbedarf ist zudem der Einbau von
Sonderwellen und Steckern sowie die Konfektionierung von Kabeln,
eine Änderung der Signalfolge/Index-Position und eine
Änderung des Betriebsdrehmoments möglich. Darüber hinaus
modifiziert Megatron bei entsprechenden Stückzahlen die Sensoren
so, dass der Absolutwert beim Einschalten durch das
Hochzählen der Impulse ausgegeben wird. Und schließlich
kann der Kunde aus zahlreichen elektronischen Anschlussmöglichkeiten
diejenige wählen, die für seine Anwendung am besten
geeignet ist.
Die ETI25-Halleffekt-Drehgeber von Megatron haben entscheidend
zum Erfolg des neuen Messerschärfgerätes beigetragen.
BBS-Geschäftsführer Johannes Bitschnau ist deshalb sehr
zufrieden mit der Leistung der Sensoren. Auch der Service des
Sensor-Spezialisten hat den Ingenieur beeindruckt: Ein Außen-
DIE IDEE
dienst-Mitarbeiter hatte ihn ausführlich vor Ort beraten und ihn
dabei unterstützt, den optimalen Drehgeber für die Anwendung
zu finden. Aufgrund der positiven Erfahrungen startete die
BBS GmbH bereits eine neue Anfrage an Megatron.
Bilder: BBS GmbH, Megatron
www.megatron.de
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„Die ETx-Drehgber können in Hunderten
unterschiedlicher Varianten
geliefert werden. Neben verschiedenen
Singleturn-Halleffekt-Drehgebern
gehört auch die Multiturn-
Ausführung ETA25PM zur ETx-Serie.
Bei diesem Drehgeber hat der
Anwender sogar die Möglichkeit, den
elektrisch wirk samen Drehwinkel
selbst zu programmieren (bis zu
10.000-mal). Dadurch lässt sich der
Drehgeber sehr einfach und optimal
an die Applikation anpassen.“
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Sonderlösungen
Antriebskomponenten
Standard- und
Zeichnungsteile

MARKTPLATZ
AUFLÖSUNG BEI EINBAUGEBERN UM FAKTOR 16 ERHÖHT
Lenord+Bauer erweitert seine MiniCoder um eine Variante mit MHSSI-
Schnittstelle (Mitsubishi High Speed Serial Interface), die eine Auflösung bis
67.108.864 Positionen pro Umdrehung (26 Bit) bietet.Die Verwendung von
MHSSI ermöglicht im Vergleich zur klassischen 1 Vss-Schnittstelle die direkte
Einbindung der lagerlosen Einbaugeber in CNC-Systeme von Mitsubishi. Eine
zusätzliche Signalwandler-Box sowie Stecker entfallen und die Verkabelung
wird vereinfacht. Bei den neuen digitalen MiniCODERn wurde die Auflösung
gegenüber der ersten Generation um das 16-Fache erhöht. Diese steht bis zu
einer maximalen Drehzahl von 100.000 min -1 zur Verfügung. Beim Einsatz in
Hochgeschwindigkeitsspindeln kann eine bessere Oberflächenqualität durch
die gesteigerte Regelgüte erzielt werden. Die Signalwandlung erlaubt zudem
eine präzise Positionierung im Bereich weniger Winkelsekunden. Die MiniCODER erfassen neben der Drehzahl und der
Position auch die Temperatur am b-seitigen Lager. Dies ermöglicht die Zustandsüberwachung des Lagers im Warmlaufsowie
Spindelbetrieb unter Last. Die zusätzliche Übertragung von Warn- und Fehlermeldungen über das digitale
MHSSI-Protokoll unterstützt beim Condition Monitoring. Als Maßverkörperung kommen drehzahlfeste Messzahnräder
zum Einsatz.
www.lenord.com
ENERGIEMANAGEMENTGERÄTE MIT NEUEN FEATURES
Die aktiven Energiemanagementgeräte der Pxt-Familie von Michael Koch bringen
neue Features mit: die Zulassung nach den Normen von UL und CSA sowie die
Überwachung der Speicherkapazität im laufenden Betrieb. Die parametrisierbare
Funktion der laufenden Kapazitätsüberwachung von Elektrolyt- und Doppelschichtkondensatoren
bringt Warnmeldungen beim Erreichen eines zuvor definierten
minimalen Kapazitätswertes. Dies geschieht entweder per LED-Anzeige am
Gerät, über einen festgelegten digitalen Ausgang oder eine definierte Meldung
über einen der Kommunikationswege des Geräts, etwa über Feldbus. Damit wird
über die Einsatzdauer hinweg gewährleistet, dass die nutzbare Energiemenge der
Pxt-Geräte für die bestimmte Anwendung stets ausreicht oder im Sinne der
Predictive Maintenance frühzeitig gewartet wird.
www.bremsenergie.de
IMPRESSUM
erscheint 2023 im 62. Jahrgang,
ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991
REDAKTION
Chefredakteur: Miles Meier (mm),
Tel.: 06131/992-208,
E-Mail: m.meier@vfmz.de
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)
Redakteur:
Felix Berthold, M.A. (be),
Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de
Redaktionsassistenz:
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,
(Redaktionsadresse siehe Verlag)
GESTALTUNG
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SALES
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Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,
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Jahresabonnement Ausland: € 175,- (inkl. Versandkosten)
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.
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Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz
Postfach 100465, 55135 Mainz
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60 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

LÖSUNGEN FINDEN, WERTE SCHAFFEN
DREHGEBER
Hochauflösende Drehgeber
Game Changer
HTx36 Drehgeber-Familie
• CANBus, analog, inkremental
• Single-/Multiturn (bis zu 16/43 Bit)
• „True-Power-on“ (energy harvesting)
• Freie Wahl der Inkremente
(von 1 bis 16384)
• Bis zu IP67 wellenseitig
• Doppelt kugelgelagerte Welle
• Made in Germany
Solutions for your industry – We create value together:
Unter diesem Leitmotiv präsentiert sich Sick auf der
SPS 2023 als innovativer Lösungsanbieter und kompetenter
Wertschöpfungspartner mit Know-how in vielen
Schlüsselindustrien. Das Spektrum reicht von smarten
Sensoren und Sensorsystemen für die Fabrikautomation,
Intralogistik und Sicherheitstechnik über Vision-Lösungen
rund um die Fertigung und Montage von Hochvoltspeichern
für Elektrofahrzeuge bis hin zu smarten Services für
die Druckluftüberwachung und deren Integration in
Energiemanagementsysteme. Sein Lösungsangebot hat
das Unternehmen in sechs Cluster gegliedert, die sich am
Messestand wiederfinden: Automotive und Electronics,
Consumer und Logistics, Industrial Robots, Machines und
Motion, Mobile Platforms und Transparency. Damit möchte
Sick Besucher am Stand gezielt informieren und auf ihre
individuellen Herausforderungen eingehen.
www.sick.com
www.megatron.de
MEHRSTUFIGER LEISTUNGSWANDLER
Innoscience Technology präsentiert zusammen mit der Berner
Fachhochschule (BFH) einen mehrstufigen Leistungswandler
für 850 VDC-Anwendungen. Für die Referenzdemo kommen
650 V-InnoGaN-HEMT-Leistungsbausteine von Innoscience in
einer Multilevel-Topologie zum Einsatz. Mögliche 850 VDC-Anwendungen
sind Motortreiber für die Elektromobilität, Solarund
Industrie-Wechselrichter, EV-Schnellladegeräte und
zukünftige EV-Antriebsstränge. Der dreistufige ANPC-Wandler
(Active Neutral Point Clamped) basiert auf dem INN650D080BS
von Innoscience, einem 650V/80mΩ-HEMT im 8 × 8 mm
DFN-Gehäuse.
www.innoscience.com | www.bfh.ch
ANTRIEBE FÜR ELEKTROFAHRZEUGE
ABM Greiffenberger bietet Motoren für Nebenaggregate in
Lkws sowie Fahrantriebe an, die in Elektrofahrzeugen zum
Einsatz kommen. Bei den AC-Antrieben mit Gehäuse wurde
die Kühlung für längere Dauerleistungen optimiert. Weil
der Antrieb quer zur Fahrtrichtung an der Differentialachse
eingebaut wird, haben die Entwickler die Ringrippen des
Antriebs für eine optimale Luftkühlung angepasst. Damit
eignen sich diese Motoren für Fahrten mit hohen Lastspitzen
und hoher Dauerleistung. Selbst raue und schmutzige
Umgebungsbedingungen beeinträchtigen den zuverlässigen
Betrieb der On- und Off-Road-Fahrzeuge nicht. Je nach
Motorenbaugröße werden Spitzenleistungen von 20, 50
und 90 kW und Drehmomente von 45, 130 und 260 Nm
erreicht. Sensoren überwachen die Motortemperatur und
erfassen die Drehzahl. Drehzahl und Drehmoment regelt
eine externe AC-Steuerung. Auf Wunsch liefert ABM einen
applikationsspezifisch parametrierten Controller als als
Plug-and-play-Lösung und baut optional eine elektromechanische
Haltebremse an. Die Antriebe eignen sich laut
Unternehmen für alle Einsatzbereiche in der E-Mobilität.
www.abm-antriebe.de

SPECIAL: SPS 2023
SERVOANTRIEBSTECHNIK
FAST 70 SERVOACHSEN ECHTZEITFÄHIG
UND HOCHPRÄZISE SYNCHRONISIERT
Mitec Enginy, ein junger und dynamischer Automatisierungsintegrator mit Sitz in
Nordspanien, hat nach eigener Aussage ein Meisterwerk an komplexer und zudem
leistungsfähiger Produktionstechnik entwickelt. Kernelement bildet eine
anspruchsvolle Bewegungssteuerung, mit insgesamt 67 per Kurvenscheibenfunktion
synchronisierten Servoachsen. Ergebnis ist eine Produktionslinie, die Draht zuführt,
schneidet und biegt, Federn herstellt und in nur 1,5 s das Endprodukt – eine
Rattenfalle – in Massenfertigung herstellt. Beckhoff liefert hierfür neben der
Servoantriebstechnik auch die notwendige Steuerungsperformance.
Seit 2006 entwickelt und integriert Mitec Enginy anwendungsspezifische
Automatisierungssysteme für Kunden
weltweit. Das Ingenieurbüro setzt nach eigener Aussage
bei der Automatisierung industrieller Prozesse, der Modernisierung
unterschiedlichster Maschinen sowie der Umsetzung
umfassender Lösungen kontinuierlich auf Innovation. Geschäftsführer
Albert Gratacos bestätigt: „Unser ständiges Bemühen,
mit der neuesten Technologie Schritt zu halten, gibt uns die
Möglichkeit, unseren Kunden die am besten geeigneten Lösungen
für Automatisierungsprobleme anzubieten. Die enge Zusammenarbeit
mit Beckhoff ist einer der wichtigsten Aspekte, die uns
dabei unterstützen.“
Stefan Ziegler, Editorial Management PR, Beckhoff Automation
SERVOANTRIEBSTECHNIK ERSETZT MECHANIK
Betrachtet man die Geschichte der Automatisierung, sollte man
die Grundlage für die Automatisierung würdigen, die heute als
selbstverständlich angesehen wird – so Albert Gratacos. Und weiter:
„Vor 80 Jahren waren mechanisch angetriebene Maschinen
üblich, die oft von einem Motor angetrieben wurden und mit
Zahnrädern, Kurbelwellen und Nocken verbunden waren. Diese
Erfindungen treiben auch heute noch unsere Innovationen voran,
jedoch stammen diese Maschinen aus der Zeit vor 3D-CAD,
CNC-Bearbeitung und Software. Mit der heutigen Technologie
werden mechanische Maschinenteile durch mehrachsige Servobewegungen
ersetzt und per Software zuverlässiger und flexibler
gesteuert.“
Die Rattenfallen-Maschine als neuestes Projekt spiegele genau
das wider, wie Albert Gratacos beschreibt: „Der Kunde musste
seine Produktfertigung modernisieren, um wettbewerbsfähig zu
62 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

leiben, und wir entwickelten einen entsprechenden
Weg dafür. Dabei klang die Idee, rund
70 Servoachsen exakt miteinander zu synchronisieren,
zunächst fast schon verrückt. Aber
letztendlich war es für die komplexen Prozessabläufe
genau die richtige Lösung und
konnte mit PC-based Control von Beckhoff
auch umgesetzt werden.“
Zum Einsatz kommen ein Embedded-PC
CX2062 als zentrale Steuerung, 61 Servoverstärker
AX51xx und AX52xx sowie 67 Servomotoren
AM80xx. Auf der Softwareseite sorgt
Twincat 3 mit der Kurvenscheibenfunktion
(Twincat 3 NC Camming, TF5050) für exakt
synchronisierte Bewegungsabläufe. Mit Twinsafe
und Safety over Ethercat sind zudem alle
notwendigen Sicherheitsfunktionen (STO, SOS,
SS1 und SS2) direkt im Automatisierungssystem
realisiert. Lluis Moreno, Sales Engineer
von Beckhoff Spanien, ergänzt dazu: „Es handelt
sich um eine sehr moderne Maschine mit
neuester Automatisierungstechnik. Sie ist komplett
mit leistungsfähiger Servoantriebstechnik
ausgestattet, die über Ethercat vernetzt ist und
mit dem CX2062 von nur einem Rechner zuverlässig
koordiniert werden kann.“
KOMPLEXE LÖSUNGEN
ERFORDERN EIN GUTES TEAM
Der Erfolg von Mitec Enginy liegt laut Albert
Gratacos auch im Team begründet, das für die
Entwicklung komplexer Automatisierungslösungen
zusammengestellt wurde: „Wir führen
die gesamte mechanische und elektrische
Konstruktion, die Programmierung und den
Aufbau der Automatisierung im eigenen Haus
durch. Dabei kann keiner der Experte für das
gesamte Automatisierungssystem sein. Vielmehr
sind Spezialisten für Mechanik, Elektrik
und Programmierung nötig, die eng zusammenarbeiten,
um innovative Automatisierungslösungen
entwickeln zu können. Bei Mitec
Enginy hört das Team jedoch nicht bei unseren
Mitarbeitern auf, sondern wir sehen auch
die Kunden und die Zulieferanten wie Beckhoff
als Projektpartner und Teil des Mitec-
Teams an.“
Die Bedeutung einer intensiven und vertrauensvollen
Zusammenarbeit bestätigt auch Lluis
Moreno: „Mitec Enginy ist ein langjähriger
Partner von Beckhoff Spanien, mit dem wir bereits
sehr unterschiedliche und komplexe Kundenprojekte
oft auf eine sehr spezielle Art und
Weise realisiert haben. Aber ich muss zugeben,
dass die aktuelle Produktionslinie die bisher effizienteste
und vom konstruktiven Aufbau her
‚schönste‘ Maschine ist. Jede der vielen Bewegungen
verläuft sehr schnell, präzise und reibungslos,
sodass keine unnötigen Belastungen
auf die Mechanik der Maschine übertragen
werden.“
Bilder: Mitec Enginy
www.beckhoff.com
www.mitec.cat
DIE IDEE
Für die vielen dynamischen
Bewegungsabläufe
sorgen 67 Servomotoren
der Reihe AM8000
von Beckhoff
„Gemeinsam mit dem Kunden
entwickelten wir ein Konzept, um
die Produktfertigung zu modernisieren.
Dabei hatten wir die Idee,
rund 70 Servoachsen exakt miteinander
zu synchronisieren. Das klingt
verrückt, aber es war für die
komplexen Prozessabläufe genau
die richtige Lösung und konnte mit
PC-based Control von Beckhoff auch
umgesetzt werden. Das Ergebnis
ist eine sehr moderne Maschine,
die komplett mit leistungsfähiger
Servoantriebstechnik ausgestattet,
über Ethercat vernetzt ist und mit
dem CX2062 von nur einem Rechner
zuverlässig koordiniert werden
kann.“
Alberto Graticos, Geschäftsführer
Mitec Enginy, Girona, Spanien
Einbau-
Motoren
für
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Transport-
Motoren
Roboter
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Transport-
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Energieeffizient
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STEUERN UND AUTOMATISIEREN
ANTRIEBSTECHNIK FÜR FOTO-PRODUKTE
PRÄZISE KLEBEN, BLICKE FANGEN
Der „Beleistomat“ von ARTec360 klebt Aufhängeleisten automatisch auf die Rückseite
von Bildtafeln aus Alu-Dibond. Sämtliche Antriebskomponenten stammen aus dem
Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive. Der Fachbeitrag gibt Einblicke
in die moderne Kunst- und Fotoreproduktion und zeigt die Potenziale industrieller
Automatisierung auf, wo „Mass Customization“ an der Tagesordnung ist.
Ob Urlaubsfoto, Landschaftsmotiv oder Familienporträt:
Erst als edle Wand-Präsentation erinnern die eigenen
Aufnahmen täglich an die schönsten Momente im Leben.
WhiteWall ist ein führendes Fotolabor für Drucke,
Fotoabzüge und -leinwände in Galeriequalität. Alle fotografischen
Werke und Produkte werden in Frechen bei Köln produziert.
Die Besonderheit von WhiteWall ist dabei nicht nur die
Qualität der Fotoabzüge und -drucke, sondern auch die Vielzahl
von Verfahren, mit denen gerahmte und ungerahmte Bildprodukte
gefertigt werden. Dabei haben die Kunden eine völlige
Maßfreiheit im Bereich von 100 x 100 mm bis 2.400 x 5.000 mm,
und zwar ab einer Auflage von nur einem Stück. Eine wirtschaftliche
Herstellung erfordert einen hohen Automatisierungsgrad.
AUTOMAT KLEBT LEISTEN ZUM AUFHÄNGEN
Ein Beispiel dafür ist der sogenannte „Beleistomat“: Er klebt vollautomatisch
zwei oder vier Aufhängeleisten auf die Rückseite
Hans-Joachim Müller, Marktmanager, SEW-Eurodrive, Bruchsal
von Bildtafeln aus sog. Alu-Dibond. Dabei handelt es sich um
leichte Verbundplatten aus dünnen Aluminiumdeckschichten
und einem gefüllten Kern. Bereits zwei dieser Automaten sind
bei WhiteWall in Betrieb. Die Nachfrage entwickelte sich positiv
und so wurde jetzt eine dritte Anlage benötigt.
„Der Durchsatz der neuen Anlage sollte noch einmal gesteigert
werden, die Produktionsgeschwindigkeit höher als beim Vorgänger
sein“, erklärt Patrick Hückelhoven. Er ist Director Automation
Engineering bei ARTec360 und hat bereits den „Beleistomat 2“
individuell für WhiteWall entwickelt und gebaut. Beim aktuellen
Modell setzt Hückelhoven nun auf ein völlig neues Antriebskonzept.
Es basiert auf dem Movi-C-Automatisierungsbaukasten.
Patrick Hückelhoven erzählt: „Movi-C – und davor auch schon
andere Antriebssysteme von SEW-Eurodrive – setze ich bei nahezu
all meinen Projekten ein. Dadurch, dass ich die Lösungen sehr
gut kenne, kann ich auch komplexe Anlagen schnell aufbauen.“
Beim „Beleistomat 3“ mussten zahlreiche Arbeitsschritte integriert
werden. Der Prozess startet mit dem Identifizieren des Alu-
Dibond-Bildträgers über einen Barcodescanner. Anschließend
werden die Fertigungsparameter vom Server geladen, d. h. Länge
und Anzahl der Aufhängeleisten sowie deren Position auf dem
Dibond. Über ein Förderband fährt die Bildtafel in die Anlage.
64 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

STEUERN UND AUTOMATISIEREN
01 02
01 In der Anlage werden Leisten mit einer Genauigkeit von einem zehntel Millimeter auf dem Alu-Dibond aufgeklebt
02 Die synchronen Servomotoren der Baureihe CMP bieten eine hohe Dynamik und lassen sich dank ihrer kompakten
Bauweise auch in engen Bauräumen platzieren
An einer ersten Arbeitsstation führt eine 3-Achs-Handling-Einheit
ein Plasmagerät über die Bereiche, auf die später die Leisten
geklebt werden. Durch die Plasmabehandlung wird die Oberfläche
in diesen Zonen aufgeraut und gereinigt.
Parallel dazu wird die Aluminiumleiste einer automatischen
Sägestation zugeführt, wo sie exakt auf die benötigte Länge zugeschnitten
und zu einem Puffer geführt wird. Die Leiste wird anschließend
mit einem PUR-Schmelzklebstoff versehen, in eine
Schwenkkulisse gefördert und in die Abnahmeposition geschwenkt.
Inzwischen ist die Bildtafel nach der Oberflächenbehandlung
von einem zweiten Förderband auf die Beleistungsstation transportiert
worden. Eine 4-Achs-Handling-Einheit, genauer ein Portal-Drehkreuz,
entnimmt die Leiste aus der Schwenkkulisse und
platziert sie exakt auf der vorgesehenen Stelle auf dem Bildträger.
Die Leisten müssen mit einer Genauigkeit von einem zehntel
Millimeter auf dem Bildträger positioniert werden. Je nach Produkt
wird dieser Schritt wiederholt, bis alle erforderlichen Leisten
verklebt sind. Anschließend wird der Bildträger automatisch
über das Förderband aus der Anlage transportiert und kann von
einem Mitarbeiter abgenommen werden.
TAKTZAHL ERHÖHT, SICHERHEIT INTEGRIERT
„Die Anlage ist etwa 40 Prozent schneller als die Vorgängerversion“,
berichtet Hückelhoven. Zum einen ist das darauf zurückzuführen,
dass der „Beleistomat 3“ für Kantenlängen bis 1,2 m konzipiert
ist und so die Verfahrwege kürzer sind. Zum anderen liegt
es aber auch an den leistungsfähigeren Antrieben: Hückelhoven
hat sich für synchrone Servomotoren der Baureihe CMP von
SEW-Eurodrive entschieden. Durch eine moderne Wickel- und
Magnettechnik sind die Servomotoren sehr massenträgheitsarm
ausgeführt. Das Resultat ist ein Motorsystem mit hoher Dynamik,
mit dem sich kurze Taktzeiten realisieren lassen.
Die Servomotoren wurden mit Frequenzumrichtern aus dem
Automatisierungsbaukasten Movi-C kombiniert. Das modulare
Mehrachssystem treibt 12 Servomotoren an und besteht aus insgesamt
sechs Doppelachs-Applikationsumrichtern des Typs
Movidrive. Bereits in das Grundgerät ist die Sicherheitsfunktion
STO in PLe integriert. Mehr als 15 weitere Sicherheitsfunktionen
sind bei Bedarf über Safety-Optionskarten möglich. Ein weiterer
Vorteil ist: Die Doppelachs-Umrichter nehmen dank ihrer kompakten
Bauform nur wenig Platz im Schaltschrank ein.
Der Leistungsstarke
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STEUERN UND AUTOMATISIEREN
Hückelhoven ist von dem Automatisierungsbaukasten Movic-C
überzeugt: „Mit diesem System habe ich eine komplette, systemkonsistente
Antriebstechnik aus einer Hand. Durch Movic-C
konnte ich die Zeit für meine elektrische Konstruktion deutlich
verkürzen.“ Nur sechs Monate benötigte Hückelhoven vom Entwurf
bis zur Inbetriebnahme des „Beleistomats 3“.
Weitere Vorteile sind für ihn die nahtlose Integration von Sicherheitsfunktionen,
die Platzersparnis bei der Installation im
Schaltschrank sowie die Einkabeltechnologie. Dadurch konnte
der Verdrahtungsaufwand reduziert und zusätzlich Platz in der
Anlage eingespart werden. Patrick Hückelhoven zieht als Resümee:
„Das alles macht den Aufbau der Antriebstechnik in der
Maschine schlank und wirkt sehr aufgeräumt.“
Bilder: SEW
03 Die sechs Antriebsumrichter Movidrive modular treiben jeweils
eine Doppelachse an und haben integrierte Safety-Funktionen
www.sew-eurodrive.de/movi-c
Ein Movi-C Controller der Leistungsklasse „advanced“ übernimmt
im „Beleistomat 3“ über den schnellen EtherCAT-Bus die
Kommunikation mit den Movidrive-Umrichtern und sorgt für ihre
taktgenaue Bewegungssynchronisierung. Auch die Controller
haben eine kompakte Bauform und passen in kleine Schaltschränke.
Den entscheidenden Vorteil dieser Antriebslösung sieht
Hückelhoven aber vor allem in der einfachen Einrichtung der
Controller. Das Steuerungsprogramm wurde zum großen Teil automatisch
generiert. Die Bewegungsfunktionen ließen sich mit
wenigen Parametern einstellen.
Dazu nutzen die Movi-C Controller die standardisierten Softwaremodule
Movikit. „Wir verwenden hier unter anderem das
Modul ‚Movikit positioning‘. Damit lässt sich die Positionsregelung
der Antriebe besonders einfach umsetzen“, so Patrick
Hückelhoven. Bei dieser Applikation wurde er durch das Drive
Technology Center Langenfeld von SEW-Eurodrive unterstützt.
Frank Peifer ist Vertriebsingenieur für Automatisierungstechnik
und ergänzt: „Die Movikit-Module lassen sich sehr einfach handhaben.
Viele Funktionen können per Drag-and-drop in das
eigene Projekt integriert werden. Hier spart man enorm viel Zeit.
Der Anwender erhält mit dem Automatisierungsbaukasten Movi-
C eine bei Hard- und Software durchgängige und einfach zu
handhabende Gesamtlösung.“
Die einfache Handhabung erstreckt sich von der Projektierung
bis zur Verdrahtung. Denn zur Leistungsversorgung und Datenübermittlung
zwischen Applikationsumrichter und Motor wird
jeweils nur ein standardisiertes Hybridkabel benötigt. Über die
Datenschnittstelle Movilink DDI überträgt es zyklisch die Geberwerte
sowie die Leistungs-, Brems- und Diagnosedaten des Motors.
Zudem sind die Servomotoren mit elektronischen Typenschildern
ausgestattet. Der Umrichter liest die Daten automatisch
aus und stellt alle Parameter automatisch ein. Dies beschleunigt
die Inbetriebnahme deutlich.
FAST WIE LIVE AN DER MASCHINE
Darüber hinaus kann das Antriebssystem über die Steuerung
sehr einfach zu Analysezwecken ausgelesen werden. Die notwendigen
Daten werden per Standard-Profinet-Schnittstelle
übertragen. „Gerade die einfache Wartung ist ein Vorteil für
WhiteWall“, betont Patrick Hückelhoven. „Ich kann mich sehr
einfach aus der Ferne auf die Steuerung aufschalten, als wenn
ich live vor der Maschine säße. Das ist für mich – von der Integrität
der Gesamtlösung her – viel besser gelöst als bei anderen
Systemen.“
DIE IDEE
„Die Entwicklung des Beleistomats
war eine komplexe Aufgabe mit
hoher Integrationsdichte. Mit dem
Movi-C Automatisierungsbaukasten
von SEW-Eurodrive konnten wir
unsere Lösung in kürzester Zeit
realisieren, denn er bietet uns eine
durchgängige Gesamtlösung aus
Soft- und Hardware. Die einfache
Parametrierung und Inbetriebnahme
waren mir dabei ebenso
wichtig wie die Kompaktheit und
Dynamik der Motoren. Zudem
konnten wir mit den sechs Doppelachsumrichtern
und der Einkabeltechnik
Platz sparen und Verkabelungsaufwand
reduzieren.
WhiteWall kann so seine hohen
Qualitäts- und Produktivitätsziele
erreichen – mit individuell skalierbaren
Fotoprodukten.“
Patrick Hückelhoven,
Director Automation Engineering,
ARTec360 GmbH, Wassenberg
66 antriebstechnik 2023/11 www.antriebstechnik.de

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