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Der Konstrukteur 01-02/2024

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Carmen Nawrath<br />

Head of Sales<br />

Telefon: 0049/6131/992-245<br />

c.nawrath@vfmz.de


EDITORIAL<br />

POTENZIALE FÜR DIE BIOÖKONOMIE<br />

Plastik, Kosmetik, Medikamente oder Lebensmittel – viele Produkte sind erdölbasiert. Für die<br />

Industrie und ihre Abnehmer stellt Erdöl zudem die wichtigste Rohstoff- und Energiequelle<br />

dar. Doch die Nutzung fossiler Rohstoffe ist eine erhebliche Belastung für unsere Umwelt. Wir<br />

brauchen also dringend Alternativen, die auf nachwachsende Rohstoffe als Basis für Energie<br />

und Produkte setzen. Ein Lösungsansatz ist das Modell der Bioökonomie. Laut Definition<br />

der Bundesregierung umfasst sie die Erzeugung, Erschließung und Nutzung biologischer<br />

Ressourcen, Prozesse und Systeme, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen<br />

wirtschaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereitzustellen.<br />

Doch wie weit sind wir bei diesem Vorhaben und welche Ansätze gibt es für die<br />

BIOÖKONOMIE IST VIEL<br />

MEHR ALS NUR EIN ROH-<br />

UND WERKSTOFFWECHSEL<br />

Industrie? In den vergangenen Jahren wurden<br />

einige neue Lösungen entwickelt. So gibt es<br />

inzwischen Unternehmen, die Produkte aus<br />

Biomasse herstellen, oder die klimaintensive<br />

Rohstoffe wie Stahl durch Holz oder Holzverbundstoffe<br />

ersetzen. Biobasierte Innovationen geben auch dem Maschinen- und Anlagenbau neue<br />

Impulse. Ein gutes Beispiel ist die Entwicklung neuer Kunststoffe auf Basis nachwachsender<br />

Rohstoffe. Hier gibt es vielversprechende Forschungsprojekte, unter anderem am Kunststoff-<br />

Zentrum SKZ (Seite 38). In Kooperation mit der Industrie stehen biobasierte Duroplaste<br />

im Fokus, die künftig als Konstruktionswerkstoff in technisch anspruchsvollen Produkten<br />

Anwendung finden sollen. Ein Lichtblick! Die meisten technischen Produkte stellen jedoch<br />

sehr hohe Anforderungen und die Liste notwendiger Eigenschaften – beispielsweise einer<br />

Energieführungskette, die von Abriebfestigkeit bis Wiederverwertbarkeit reicht – ist lang.<br />

Hier sind biobasierte Kunststoffe nur bedingt eine Alternative.<br />

Ab Seite 34 zeigen wir Ihnen, dass nicht nur der Werkstoff entscheidend ist, sondern<br />

Nach haltigkeit auch bereits in konstruktiven Details stecken kann. Machen wir uns also auf<br />

den Weg zur Bioökonomie, damit der Wandel zu einer nachhaltigeren Industrie gelingt.<br />

Eine inspirierende Lektüre wünscht Ihnen<br />

Ihre<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

n.steinicke@vfmz.de


INHALT<br />

06<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Wie weit sind wir auf dem Weg<br />

zur Bioökonomie?<br />

06 DER KONSTRUKTEUR persönlich:<br />

Oliver Hofherr, Principal Engineer, Baumer,<br />

Frauenfeld<br />

07 Aktuelles<br />

08 Standpunkt:<br />

Welche Trends erwarten uns in diesem Jahr?<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

14<br />

20<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

10 TITELSTORY<br />

Endlich – die digitale Kupplung<br />

13 Produktinformationen<br />

14 Wälzlager für extreme Anwendungen<br />

18 Kleinstantriebe – Anspruchsvolle Werkstücke<br />

dynamisch bewegen<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

20 Vollservomaschine steigert die Produktion<br />

22 Bildverarbeitung – Vials sicher inspizieren<br />

24 Linearwegaufnehmer erfassen zuverlässig Positionen<br />

26 Cloudlösungen eröffnen neue Wege<br />

29 Produktinformationen<br />

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />

30 Hochleistungspolymere sichern Reinraumprozesse<br />

32 Forschungsprojekt zu duroplastischen Formmassen<br />

33 Produktinformationen<br />

30<br />

4 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL<br />

NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

34 Alternative für den 3D-Druck von Kunststoffteilen<br />

37 Produktinformationen<br />

38 Grüne (Energie-)Führung<br />

40 Kreislauffähige Serienprodukte aus Kunststoff<br />

00<br />

SERVICE<br />

37 Impressum<br />

43 Vorschau<br />

34<br />

Mit Beiträgen von<br />

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TITELBILD<br />

Flender GmbH, Bocholt


DR. OLIVER<br />

HOFHERR<br />

hat Mikrosystemtechnik<br />

studiert und arbeitet heute als<br />

Principal Engineer bei Baumer<br />

in Frauenfeld.<br />

Was hat Sie dazu bewegt einen<br />

technischen Beruf zu wählen?<br />

Mich haben schon immer sehr viele unterschiedliche<br />

Fachbereiche und deren Zusammenspiel<br />

interessiert. Ein System ist<br />

sehr viel mehr als die Summe seiner Einzelteile.<br />

Solche emergenten Eigenschaften,<br />

die aus dem genialen Zusammenspiel<br />

der Systemkomponenten hervorgehen<br />

können, wirken auf mich bis heute eine<br />

unbeschreibliche Faszination aus. In der<br />

Technik ist dies allgegenwärtig.<br />

Was macht die Arbeit als Principal<br />

Engineer bei Baumer für Sie besonders?<br />

Die Arbeit ist für mich besonders, da ich<br />

aktiv die Zukunft der Sensorik in der industriellen<br />

Automatisierung mitgestalten<br />

kann. In dieser fachübergreifenden<br />

Position spiele ich eine entscheidende<br />

Rolle bei der Entwicklung innovativer<br />

Lösungen und Technologien, welche die<br />

Produktivität und Effizienz sowohl intern<br />

als auch für unsere Kunden vorantreiben.<br />

Diese faszinierende Aufgabe erfüllt mich<br />

sehr und treibt mich stets an.<br />

Was ist aus Ihrer Sicht die größte<br />

Herausforderung bei der Entwicklung<br />

innovativer Sensorlösungen für die<br />

industrielle Automatisierung?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Qualität! Diese ist in gewisser Weise<br />

eine emergente Eigenschaft, die aus der<br />

Bewältigung vieler Herausforderungen<br />

hervorgeht.<br />

Was war das spannendste Produkt, an<br />

dessen Entwicklung Sie beteiligt waren?<br />

Aktuell bin ich intensiv an der Entwicklung<br />

einer integrierten Schaltung beteiligt,<br />

welche in millionenfacher Stückzahl in<br />

unseren Sensoren zum Einsatz kommt.<br />

Für einige der Grundfunktionen unserer<br />

Sensoren direkt verantwortlich zu sein, ist<br />

eine spannende Aufgabe und verleiht der<br />

Arbeit eine große Sinnhaftigkeit.<br />

6 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

DER IDEE GEHÖRT<br />

DIE ZUKUNFT, DER<br />

GEGENWART DIE<br />

PROBLEMLÖSUNG<br />

DR. OLIVER HOFHERR,<br />

PRINCIPAL ENGINEER BEI BAUMER


NEUGART MIT NEUER FÜHRUNGSSTRUKTUR<br />

<strong>Der</strong> Getriebespezialist Neugart mit Hauptsitz im badischen Kippenheim reagiert<br />

auf die Herausforderungen der internationalen Maschinenbaubranche mit<br />

einer Anpassung seiner Führungsstruktur: Das Unternehmen bekommt mit<br />

Swen Herrmann (Bild rechts) und Holger Obergföll (Bild links) erstmals in der fast<br />

hundertjährigen Firmengeschichte zwei Geschäftsführer, die nicht zum Kreis der<br />

Inhaberfamilien gehören. Die Neuaufstellung der Unternehmensleitung bei der<br />

Neugart GmbH greift seit Jahresbeginn 2<strong>02</strong>4. Die neuen Geschäftsführer stammen<br />

dabei aus den eigenen Reihen: Swen Herrmann ist bereits seit 2<strong>01</strong>3 bei Neugart in<br />

verschiedenen Positionen tätig, zuletzt als Geschäftsleiter Business Development. Holger Obergföll kam 2<strong>01</strong>9 als Geschäftsleiter<br />

Supply Chain Management zum Unternehmen. Die bisherigen Geschäftsführer Bernd Neugart (Bild mitte links) und Matthias Herr<br />

(Bild mitte rechts) werden im Zuge der Strukturanpassung künftig in ihrer Hauptfunktion als Inhaber und Geschäftsführende<br />

Gesellschafter der Neugart Holding tätig sein. Die Rolle der Neugart Holding wird damit gestärkt: Sie bildete bisher schon das<br />

strategische Dach für die Neugart Gruppe. Jetzt wird die Neugart Holding verstärkt auf internationaler Ebene die Voraussetzungen<br />

dafür schaffen, dass sich die Unternehmen der Neugart Gruppe angesichts von Digitalisierung und Internationalisierung auch in<br />

Zukunft auf den Weltmärkten erfolgreich behaupten können.<br />

www.neugart.com<br />

ROBOTERDICHTE<br />

STEIGT AUF NEUEN<br />

REKORD<br />

Deutschland zählt zu den<br />

top-automatisierten Volkswirtschaften<br />

weltweit:<br />

Die Roboterdichte stieg im<br />

verarbeitenden Gewerbe auf<br />

415 installierte Industrie-<br />

Roboter pro 10.000 Arbeitnehmer.<br />

Damit rangiert die<br />

deutsche Wirtschaft hinter<br />

Südkorea (1.<strong>01</strong>2 Einheiten)<br />

und Singapur (730 Einheiten)<br />

auf Platz drei. Das sind<br />

Ergebnisse aus dem World<br />

Robotics 2<strong>02</strong>3 Bericht der<br />

International Federation of<br />

Robotics. „Die Roboterdichte<br />

ist eine wichtige Kennzahl,<br />

um den aktuellen Stand der<br />

Automatisierung messbar<br />

zu machen – Regionen und<br />

Länder lassen sich so miteinander<br />

vergleichen“, sagt<br />

Marina Bill, Präsidentin der<br />

International Federation of<br />

Robotics. „Mit 151 Robotern<br />

pro 10.000 Beschäftigte hat<br />

die durchschnittliche Roboterdichte<br />

weltweit einen<br />

historischen Höchststand<br />

erreicht und das Ergebnis von<br />

vor sechs Jahren mehr als<br />

verdoppelt.“<br />

Bild: Pixabay-IFR<br />

www.ifr.org<br />

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STANDPUNKT<br />

WELCHE TRENDS ERWARTEN<br />

UNS IN DIESEM JAHR?<br />

Das Aufkommen von Technologien mit Künstlicher Intelligenz<br />

(KI) wie der generativen KI erregte im vergangenen Jahr weltweit<br />

Aufmerksamkeit. Doch deren Einsatz steht bei vielen<br />

Unternehmen noch ganz am Anfang und die Frage, wie sie am<br />

besten genutzt werden kann, ist noch lange nicht geklärt. Als<br />

Teil der digitalen Transformation befinden wir uns in einem fortlaufenden<br />

Prozess, der sich unter anderem auf die Robotik und<br />

Automatisierung auswirken wird. Was heißt das konkret und<br />

welche Prognosen lassen sich daraus für dieses Jahr ableiten?<br />

Aus meiner Sicht wird sich mit KI der Fortschritt in der Robotik,<br />

aber auch in der allgemeinen Automatisierung beschleunigen.<br />

Denn KI ermöglicht die Entwicklung von Software deutlich<br />

kostengünstiger, schneller und effektiver. Software ist eine<br />

Schlüsselkomponente der Automatisierung, und mit KI werden<br />

KOLLABORATION, LOGISTIK,<br />

KI UND IT/OT-KONVERGENZ<br />

SIND DIE THEMEN 2<strong>02</strong>4<br />

von Datenanalysen kann so die Prozessqualität optimiert, die<br />

Effizienz erhöht und für mehr Transparenz gesorgt werden.<br />

Ich gehe daher davon aus, dass 2<strong>02</strong>4 datengesteuerte Logistikund<br />

Fertigungssysteme auf dem Vormarsch sein werden.<br />

Richten wir den Blick auf die Branchen, wird die Logistik deutlich<br />

wachsen und damit auch der Einsatz von Robotik. Anfang letzten<br />

Jahres untersuchte Interact Analysis die prognostizierten<br />

Wachstumsraten für Roboterlieferungen in verschiedenen<br />

Branchen, wobei die Logistik herausragend war. Die durchschnittliche<br />

jährliche Wachstumsrate für Cobots liegt damit<br />

bei 46 Prozent für den Zeitraum von 2<strong>02</strong>3 bis 2<strong>02</strong>7. Roboter –<br />

und die intelligente Nutzung von Daten – werden also die gesamte<br />

Wertschöpfungskette revolutionieren, von der Produktion<br />

über die Montage bis hin zur Logistik. Es wird also ein spannendes<br />

Jahr!<br />

Bild: Universal Robots<br />

www.universal-robots.com<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Softwareentwickler in der Lage sein, maßgeschneiderte und<br />

optimierte Lösungen für verschiedene Aufgaben und Herausforderungen<br />

zu schaffen. Dem gegenüber steht allerdings<br />

die notwendige Expertise im Bereich Automatisierung,<br />

die eine knappe und wertvolle Ressource im gesamten<br />

Prozess bleiben wird.<br />

Darüber hinaus sehe ich in der gemeinsamen<br />

Nutzung von Automatisierungslösungen einen<br />

weiteren Trend. Bisher schafft Robotik-<br />

Software eine digitale Verbindung zwischen<br />

Anwendern und ihren mechanischen<br />

Hilfsmitteln, die über die rein<br />

physische Interaktion hinausgeht.<br />

Neue Softwareentwicklungen<br />

erweitern diese Dimension, indem<br />

sie die Menschen verbinden, die<br />

Roboter nutzen. Im Jahr 2<strong>02</strong>4<br />

werden neue Softwarelösungen<br />

die gemeinsame Nutzung und<br />

Wiederverwendbarkeit von<br />

Automatisierungslösungen<br />

deutlich vereinfachen. Dabei<br />

lassen sich vorhandene Softwarekomponenten,<br />

Schnittstellen<br />

und Algorithmen anwendungsübergreifend<br />

nutzen.<br />

Ein Trend liegt zudem in der<br />

zunehmenden Verschmelzung<br />

von IT und OT. Denn die meisten<br />

Prozesse sind datenbasiert und<br />

prägen schon heute die Landschaft<br />

der Fertigungsindustrie. Unter-suchungen<br />

zeigen, dass die Fertigungsindustrie<br />

bei der Einführung<br />

von Cloud-basierten Softwarediensten<br />

eine Vorreiterrolle einnimmt. Aufgrund<br />

ANDERS BECK,<br />

VICE PRESIDENT FÜR STRATEGIE UND INNOVATION<br />

BEI UNIVERSAL ROBOTS<br />

8 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


WEITERE FÜHRUNGSROLLE FÜR CEO<br />

VON SUMITOMO DRIVE<br />

Florian Butzmann (Bild), CEO von Sumitomo<br />

(SHI) Cyclo Drive Germany und der<br />

zugehörigen SCG-Gruppe, hat am 1. Januar<br />

2<strong>02</strong>4 als CEO parallel Verantwortung für<br />

die Power Transmission & Controls<br />

Division in EMEIA übernommen. Power<br />

Transmission & Controls (PTC) ist der<br />

Geschäftsbereich für Antriebslösungen des<br />

japanischen Maschinenbauunternehmens<br />

Sumitomo Heavy Industries, unter dem die Marke Sumitomo<br />

Drive Technologies läuft. Butzmann tritt bei PTC EMEIA die<br />

Nachfolge von Shaun Dean an, der als Managing Director des<br />

neuen Europa-Standorts von Sumitomo Heavy Industries in<br />

Amstelveen nahe Amsterdam antritt. „Wir wollen die Position<br />

von Sumitomo Drive Technologies als Vorreiter für Antriebslösungen<br />

in der EMEIA-Region weiter stärken. Unser Erfolg liegt<br />

in der Vielfalt unseres Schaffens, von Hightech-Präzisionsmaschinen<br />

bis zu umweltfreundlichen Anlageeinrichtungen“,<br />

unterstreicht Florian Butzmann. Zusätzlich verstärken das<br />

Team des PTC EMEIA Headquarters seit Jahresbeginn Cesare<br />

Savini, CEO der Lafert Group, sowie Adrian Ellam, CEO von<br />

Invertek Drives. Butzmann wird weiterhin vom Standort<br />

Markt Indersdorf in der Nähe von München aus agieren.<br />

www.sumitomodrive.com<br />

CSRD – NACHHALTIGKEIT DOKUMENTIEREN<br />

Noch spielen Nachhaltigkeitsberichte im industriellen<br />

Mittelstand keine große Rolle, denn es sind erst wenige<br />

hundert Firmen, die dieser Berichtspflicht unterworfen sind.<br />

Aufgrund der Corporate Social Responsibility Directive (CSRD)<br />

der EU müssen aber mit dem Geschäftsjahr 2<strong>02</strong>5 in Deutschland<br />

rund 15.000 Unternehmen jährlich ihre Aktivitäten in<br />

Sachen Nachhaltigkeit dokumentieren. Judith Herzog- Kuballa,<br />

VDMA-Nachhaltigkeitsexpertin, widmet sich in der neuen<br />

Folge des Industrie Podcast des<br />

VDMA daher dem Thema „CSRD<br />

und die Folgen – Nachhaltigkeit<br />

wird dokumentiert“. Denn<br />

gemäß den EU-Vorgaben<br />

müssen die Inhalte dieser<br />

Reports anhand einheitlicher<br />

Standards abgearbeitet werden:<br />

von der übergreifenden<br />

Beschreibung der Unternehmensprozesse in Sachen Nachhaltigkeit<br />

bis hin zu Detailfragen wie Kreislaufwirtschaft,<br />

Biodiversität oder auch Personalfragen. Daraus ergeben sich<br />

eine Vielzahl sogenannter Datenpunkte, die beschrieben<br />

werden müssen. <strong>Der</strong> Industrie Podcast des VDMA ist auf<br />

Spotify, Apple Podcast sowie Podigee verfügbar.<br />

Bild: Jürgen Fälchle – stock.adobe.com<br />

www.vdma.org<br />

FLENDER: PLATIN-MEDAILLE FÜR NACHHALTIGKEITSENGAGEMENT<br />

Flender ist von Ecovadis, einem globalen Anbieter von Nachhaltigkeitsratings, mit der Platinmedaille<br />

ausgezeichnet worden. <strong>Der</strong> Antriebsspezialist gehört damit zu den besten ein Prozent der von Ecovadis<br />

bewerteten Unternehmen weltweit. Das Rating folgt auf den Deutschen Nachhaltigkeitspreis, den<br />

Flender im November 2<strong>02</strong>3 erhalten hat. Ecovadis bewertet Unternehmen in puncto Umwelt, Arbeitsund<br />

Menschenrechte, Ethik und nachhaltige Beschaffung. In allen vier Bereichen wurde Flender mit sehr<br />

guten Punktzahlen eingestuft. Grundlage dafür sei ein fortschrittliches Nachhaltigkeitsmanagementsystem<br />

und eine Strategie mit einem ganzheitlichen Engagement für ökologische, soziale und ethische<br />

Belange. Vor allem die Aktivitäten, die Flender im Rahmen seiner Nachhaltigkeitsstrategie auf den Weg<br />

gebracht hat, wurden an vielen Stellen mit der Höchstpunktzahl „hervorragend“ bedacht. Flender hat die Emissionen gemäß<br />

Scope 1 und 2 bereits um 79 Prozent reduziert und will 2030 komplett CO 2<br />

-neutral sein.<br />

www.flender.com<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 9


TITELSTORY<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

ENDLICH. DIE DIGITALE KUPPLUNG.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Weltweit leisten Kupplungen ihren unermüdlichen Dienst so gut, dass sie<br />

oft einfach vergessen werden, bis ihre Elastomere versagen und es zu<br />

einem ungeplanten Stillstand kommt. Dann steht die Anlage so lange,<br />

bis die Kupplung wieder instandgesetzt ist, was – in Ermangelung der<br />

richtigen Ersatzteile – schon mal dauern kann. Diese Situation – so verspricht<br />

Flender – gehört ab sofort der Vergangenheit an.<br />

Benedikt Lipphard, Industry Management Marine,<br />

Oil & Gas, Flender GmbH, Bocholt<br />

10 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Fast überall werden elastische Kupplungen eingesetzt. Ein<br />

Beispiel sind die tausenden Pumpen, die sich weltweit in<br />

Betrieb befinden. Zur Sicherung der laufenden Prozesse in<br />

kritischen Applikationen und in Unkenntnis des Kupplungszustands<br />

werden die Kupplungen oft turnusmäßigen Prüfungen<br />

oder sogar Elastomer-Wechseln unterzogen, die aufgrund<br />

ihres Zustands noch gar nicht nötig wären. Diese Maßnahmen<br />

bedeuten Stillstände, kosten Zeit und Geld. Darüber hinaus<br />

werden wertvolle Rohstoffe verschwendet.<br />

WIE FUNKTIONIERT DER DIGITALE<br />

KUPPLUNGSSENSOR?<br />

Die semi-elastischen Flender-Kupplungen N-Eupex und Rupex<br />

bestehen jeweils im Wesentlichen aus zwei Nabenteilen, die<br />

mittels Elastomeren die Abtriebswelle des Motors mit der Antriebswelle<br />

des Getriebes beziehungsweise der Arbeitsmaschine<br />

verbinden. Die Drehmomentübertragung erfolgt über Elastomerpakete,<br />

die gleichzeitig für den Ausgleich von Wellenverlagerungen<br />

sorgen, indem sie sich unter Last verformen. Im Laufe der<br />

Zeit entsteht durch diese Verformung abrasiver Verschleiß, der<br />

dazu führt, dass sich die Verdreh-Positionen der beiden Kupplungs<br />

teile zueinander verändern.<br />

<strong>Der</strong> Sensor AIQ Detect überwacht diese zunehmende Veränderung<br />

durch Magnetfelderfassung permanent bei jeder Kupplungsumdrehung<br />

und misst gleichzeitig die Drehzahl und Drehrichtung.<br />

Hierfür werden in die beiden Kupplungshälften exakt<br />

gegenüber Bohrungen zur Aufnahme von Magneten eingebracht.<br />

Mit wachsendem Verschleiß nimmt die Verdreh-Verlagerung der<br />

beiden Magnete zu, die von AIQ Detect elektronisch erfasst und<br />

ausgewertet werden. Durch den Einsatz präziser Messtechnik in<br />

Kombination mit einer smarten Auswertung, funktioniert dieses<br />

System äußerst sicher und stabil.<br />

WIE ERHÄLT MAN DIE MESSINFORMATION?<br />

<strong>Der</strong> AIQ Detect bietet verschiedene Möglichkeiten sich über den<br />

Zustand der Kupplung zu informieren oder die Drehzahl und<br />

Drehrichtung zu erfassen.<br />

Eine einfache Sichtkontrolle reicht zunächst aus, um den Zustand<br />

der Kupplung darzustellen. Ein LED-Lichtband gibt hierfür<br />

die entsprechenden Farbsignale (Ampelfarben). Ein Blick während<br />

eines Rundgangs durch die Produktionsanlage unter den<br />

Kupplungseingriffschutz und schon erhält man mithilfe des sehr<br />

hellen LED-Lichts ein visuelles Feedback über den Verschleißzustand<br />

der Elastomere. Ein grünes Licht zeigt einen guten Zustand<br />

VORTEILE DES AIQ DETECT<br />

kontinuierliche Verschleißüberwachung: AIQ Detect<br />

bietet eine Echtzeitüberwachung des Kupplungsverschleißes,<br />

um Probleme frühzeitig zu erkennen.<br />

Kupplungsstatus auf einen Blick: Mit dem Sensor<br />

haben Betreiber den Status ihrer Kupplungen stets im<br />

Blick, wodurch sie rechtzeitig handeln können.<br />

verhindert Anlagenausfälle: AIQ Detect gewährleistet<br />

maximale Betriebssicherheit, da potenzielle Ausfälle<br />

frühzeitig erkannt und vermieden werden.<br />

unterstützt Service und Instandhaltung: <strong>Der</strong> Kupplungssensor<br />

erleichtert die Arbeit des Instandhaltungsteams<br />

und der Servicekräfte erheblich.<br />

Abfallreduzierung: AIQ Detect ermöglicht den<br />

Austausch von Elastomeren nur bei Bedarf, was nicht<br />

nur die Umwelt schont, sondern auch Kosten reduziert.<br />

Flexibilität und Komfort in der Anwendung:<br />

Die Installation und Anwendung der digitalen<br />

Kupplung ist unkompliziert und flexibel an<br />

verschiedene Anlagen anpassbar.<br />

keine jährliche Prüfung der Elastomere notwendig:<br />

AIQ Detect eliminiert die Notwendigkeit für jährliche<br />

Elastomer-Prüfungen und spart somit Zeit und Geld.<br />

der Elastomere und der Kupplung. Ein gelbes Licht weist den Betreiber<br />

darauf hin, die Elastomere bei der nächsten Abstellung<br />

auszutauschen und ein rotes Licht ist eine kritische Warnung mit<br />

der Empfehlung den Antriebsstrang schnellstmöglich abzustellen,<br />

um kritische Schäden und ungeplante Ausfälle zu vermeiden.<br />

Wer die Signale lieber in seiner Leitwarte sehen und erfassen<br />

möchte, kann den Analogausgang und die beiden Digitalausgänge<br />

für seine SPS-Steuerung verwenden. Das Besondere ist hier,<br />

dass die erfassten Daten ganz bei dem Betreiber verbleiben.<br />

Dieser hat die Möglichkeit, die Signale mithilfe einer Bluetooth-<br />

Verbindung und einer Smartphone-App zu konfigurieren. Ein<br />

Beispiel: <strong>Der</strong> Verschleiß wird über das analoge 4–20 mA-Signal<br />

ausgegeben. <strong>Der</strong> Betreiber möchte aber die Drehzahl analog und<br />

nicht digital ausgegeben haben. Ein paar einfache Klicks genügen<br />

und schon ist die Sensorausgabe auf die individuellen<br />

Bedürfnisse angepasst. Zusätzlich kann der Kupplungszustand<br />

jederzeit in der Smartphone-App abgerufen werden. Benötigt<br />

Das System ist einfach und funktioniert fast überall.<br />

Es lässt sich flexibel anpassen und gibt neben dem<br />

Zustand auch die Drehzahl und Drehrichtung aus – für<br />

viele Anlagenbetreiber oft eine wichtige Information.<br />

Durch die Retrofit-Funktion ist zudem auch ein problemloses<br />

Nachrüsten bestehender Kupplungen möglich.<br />

Das spart vor allem Zeit und Geld.<br />

BENEDIKT LIPPHARD, Industry Management Marine,<br />

Oil & Gas, Flender GmbH, Bocholt<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 11


ANTRIEBSTECHNIK<br />

<strong>01</strong> Die kontinuierliche und dauerhafte Überwachung der<br />

Kupplung mit AIQ Detect vermeidet ungeplante Ausfälle,<br />

erhöht die Betriebssicherheit und bietet somit die Basis für<br />

eine zustandsabhängige Wartung<br />

<strong>02</strong> <strong>Der</strong> Sensor überwacht den Verschleiß der Elastomere<br />

durch eine permanente Magnetfelderfassung und misst<br />

gleichzeitig die Drehzahl und Drehrichtung<br />

03 Ein kurzer Blick während eines Rundgangs durch die<br />

Produktionsanlage genügt, denn mithilfe des LED-Lichts<br />

erhält der Betreiber sofort ein visuelles Feedback über den<br />

Verschleißzustand der Elastomere<br />

<strong>01</strong><br />

werden hier lediglich ein Smartphone und eine Bluetooth-<br />

Verbindung. In der Nähe des Antriebs verbindet sich diese automatisch<br />

mit dem AIQ Detect und zeigt den aktuellen Zustand der<br />

betreffenden Elastomere, die aktuelle Drehzahl und die Drehrichtung<br />

des Systems. Die App gibt so einen schnellen und einfachen<br />

Überblick über den Kupplungszustand. <strong>Der</strong> Anwender hat<br />

außerdem die Möglichkeit in Zukunft Firmware-Upgrades durchzuführen<br />

oder die Konfiguration anzupassen.<br />

WER PROFITIERT VON DER BEDARFS-<br />

ORIENTIERTEN INSTANDHALTUNG?<br />

AIQ Detect ist für fast alle N-Eupex- und Rupex-Kupplungen geeignet.<br />

Es können alle Anwender semi-elastischer Flender-Kupplungen<br />

von den Vorteilen des AIQ Detects profitieren, denn es gibt<br />

auch einen Retrofit-Kit für den Sensor. Er kann also problemlos an<br />

den vielen Kupplungen nachgerüstet werden, die sich bereits<br />

weltweit im Einsatz befinden. Dabei profitieren alle Personen von<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

<strong>02</strong><br />

03<br />

dem Sensor, die mit Instandhaltung beschäftigt sind. Eine aufwendige,<br />

regelmäßige Sichtprüfung der Kupplung entfällt. Ein Abstellen<br />

des Antriebsstrangs und eine Demontage von Anbauteilen<br />

und des Kupplungseingriffschutzes ist nicht mehr erforderlich.<br />

Trotzdem erhält der Betreiber regelmäßig einen zuverlässigen<br />

Überblick über den Kupplungszustand basierend auf gemessenen<br />

Werten. So spart er Zeit, Kosten und wertvolle Ressourcen.<br />

IST EINE NACHRÜSTUNG DES<br />

SYSTEMS MÖGLICH?<br />

Ja. Hierfür wird eine Bohrung pro Kupplungshälfte an einer<br />

bestimmten Position eingebracht. Ein im Nachrüst-Kit mitgelieferter<br />

Sticker dient hierfür als Schablone. Darüber hinaus stellt<br />

Flender die Schablone auch zum Download bereit. Für die Retrofit-Lösung<br />

bietet Flender einen speziellen Bohrer an, der die<br />

Nachrüstung sehr einfach macht. Dieser Spezialbohrer verhindert<br />

dabei ein zu tiefes Bohren. Anschließend werden die sehr starken<br />

Magnete eingesetzt. Ein Kleben ist nicht notwendig und auch die<br />

Wuchtung der Kupplung wird nicht beeinflusst. Es muss nur noch<br />

der Sensor montiert und die Spannungsversorgung hergestellt<br />

werden und schon nimmt der AIQ Detect seine Arbeit auf.<br />

Bilder: Flender<br />

EINE HOHE VERFÜGBARKEIT<br />

IST UND BLEIBT FÜR ANLAGEN-<br />

BETREIBER OBERSTES ZIEL<br />

www.flender.com<br />

12 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

WEITER VERBESSERTE DREHGEBERGENERATION AM START<br />

Die magnetischen Ixarc-Absolutdrehgeber von Posital sind jetzt mit SSI-Schnittstelle<br />

erhältlich, um Sensoren über Punkt-zu-Punkt-Verdrahtungssysteme direkt<br />

mit digitalen SPSen oder Mikrocontrollern zu verbinden. Wie alle Ixarc-Drehgeber-Modelle,<br />

die im Rahmen der Nextgen-Initiative von Posital technologisch<br />

auf das nächste Level gebracht wurden, verfügen auch die neuen Absolutwertgeber<br />

über TMR-Sensoren zur Messung der Winkelposition bei einer Umdrehung. Sie<br />

sind stabiler, weniger temperaturempfindlich und reagieren besser auf kleine<br />

Änderungen im Magnetfeld als Hall-Sensoren. Folge ist eine verbesserte Auslösung<br />

bis 18 Bit. Außerdem unterstützt einer neuer ASIC die batterielose Umdrehungszählung in Multiturn-Varianten. Sobald<br />

die Drehgeberwelle eine Umdrehung vollendet, liefert ein verbundener Wiegand-Sensor sowohl einen Signalimpuls als auch<br />

elektrischen Strom, um die Zählerschaltung im ASIC zu versorgen. Mit diesem energieautarken System wird jede Wellenumdrehung<br />

in einem nichtflüchtigen Speicher genau aufgezeichnet – auch bei nicht verfügbarer Stromversorgung. Zudem sind<br />

die Ixarc-Absolutwertgeber mit seitlich am Gehäuse angeordneten Steckern oder Kabeleinführungen verfügbar. Eine weitere<br />

Option bieten Kabeleinführungen, die im Winkel von 45° zur Wellenachse angeordnet sind.<br />

www.posital.de<br />

ALTERNATIVE ZUM<br />

PNEUMATISCHEN AKTUATOR<br />

Die Linearantriebe der<br />

SVTL-Serie von Servotecnica<br />

eignen sich für<br />

vollautomatisierte<br />

Sortierprozesse etwa in<br />

den Bereichen Logistik<br />

und Verpackung – auch in<br />

anspruchsvollen Branchen<br />

wie Lebensmittelindustrie,<br />

Chemie oder Abfallwirtschaft kommen sie zum Einsatz. Zur<br />

Auswahl stehen die beiden Baureihen SVTL S und SVTL I,<br />

letztere mit eingebauter SPS und Modbus-RTU-Schnittstelle.<br />

Sie stellen ein Alternative zum pneumatischen Aktuator dar:<br />

Dank ihrer kompakten Bauweise passen sie auch in kleine<br />

Räume, wie sie für einen Pneumatikzylinder üblich sind.<br />

Die Serie SVTL basiert auf einem bürstenlosen Direktantrieb.<br />

Die lineare Bewegung wird durch die Spule im Inneren des<br />

Antriebs und durch Magnete in der Stange erzeugt. <strong>Der</strong><br />

Miniatur-Linearmotor besteht aus einer dreiphasigen<br />

Niederspannungswicklung, einem integrierten Sin/Cos<br />

1-Vpp-Geber und einer Spindel aus Edelstahl (AISI 304).<br />

Die Länge der Spindel respektive des Schafts kann je nach<br />

Anwendung und magnetischer Teilung angepasst werden. Es<br />

sind Ausführungen mit radialem oder axialem Kabelausgang<br />

erhältlich. Eine Linearführung und eine Haltebremse stehen<br />

außerdem als Optionen zur Verfügung.<br />

www.servotecnica.de<br />

STAND-ALONE-VARIANTE FÜR<br />

HOCHGESCHWINDIGKEITSANWENDUNGEN<br />

<strong>Der</strong> SD4S von Sieb & Meyer<br />

ist die Stand-Alone-<br />

Variante der neuen<br />

Produktgeneration SD4x.<br />

Die aktuell kleinste<br />

Baugröße mit einer<br />

Leistung von 300 W bei<br />

50 VAC beziehungsweise<br />

800 W bei 230 VAC hat<br />

das Unternehmen mit<br />

einer Baubreite von 40 mm realisiert. Auch das mit 400 VAC<br />

versorgte Gerät mit einer Leistung von 6 kW kommt mit<br />

einer Breite von 80 mm aus. Regelungsseitig ermöglicht der<br />

SD4S den Betrieb von geberlosen Asynchron,- Synchron- und<br />

IPM-Motoren bis zu einer Drehfeldfrequenz von 4.000 Hz<br />

(240.000 U/min). Da speziell bei Motoren und Spindeln mit<br />

kleinerer Leistung die nötige Isolationsfestigkeit in den<br />

Motoren oft nicht erbracht werden kann, bietet der SD4S eine<br />

galvanische Trennung des Thermokontaktes. Zudem verfügt er<br />

über parametrierbare digitale Messsystem-Schnittstellen wie<br />

Biss-C, EnDat 2.2, TTL und Hall. Ein Webserver ermöglicht es<br />

dem Anwender, Basis-Geräteinformationen ohne zusätzliche<br />

Parametriersoftware abzurufen. Durch die integrierte Echtzeituhr<br />

lassen sich Fehler sowie Wechselwirkungen mit externen<br />

Ereignissen und Prozessen exakt analysieren. Die Parametrierung<br />

erfolgt über eine Standard-Ethernet-Schnittstelle.<br />

www.sieb-meyer.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

WÄLZLAGER FÜR EXTREME ANWENDUNGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Findling Wälzlager ist gelungen, was bisher technologisch<br />

nicht realisiert werden konnte. Ab sofort stellen die<br />

Wälzlagerspezialisten aus Karlsruhe ihren Kunden in den Bereichen<br />

Spindel- und Pendelrollenlager neben den Premiummarken auch<br />

ein technologisch ebenbürtiges Sortiment deutlich wirtschaftlicher<br />

aus der ABEG eXtreme-Serie gegenüber.<br />

Klaus Findling, Inhaber der Findling Wälzlager GmbH,<br />

Karlsruhe erklärt: „Pendelrollenlager und Spindellager<br />

gehören in Deutschland zu den anspruchsvollsten Anwendungen<br />

im Bereich Wälzlagertechnik. Aus diesem<br />

Grund war es bei diesen beiden Produktsortimenten bislang<br />

kaum möglich, dem Kunden neben dem Premiumsortiment<br />

auch alternative Lösungen auf technologisch höchstem Niveau<br />

anzubieten.“ Dies hat sich nun geändert. Denn ein deutlicher<br />

Sprung im Bereich Fertigungstechnologie, beim Design und den<br />

Werkstoffen hat den Partnerwerken in enger Zusammenarbeit<br />

mit Findling den Weg in die Premium-Leistungsklasse geebnet.<br />

Darüber hinaus hat man bei Findling Wälzlager auf Basis der<br />

jahrzehntelangen Unternehmensexpertise die neuen Sortimente<br />

noch genauer auf die jeweilige Anwendung abgestimmt. Auf diese<br />

Weise wird dem Kunden die Performance genau in den Bereichen<br />

zur Verfügung gestellt, in denen er sie braucht, während<br />

gleichzeitig der Verzicht auf überflüssige Features die Kosten<br />

senkt. Aber was sind eigentlich genau die Besonderheiten dieser<br />

beiden Lagertypen? Und was sind die fertigungstechnischen<br />

Knackpunkte bei ihrer Herstellung?<br />

14 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ponenten für die Spindellager mit geringsten Toleranzen fertigen,<br />

sowie komplett digitalisierte Prozesse, um eine 100-prozentige<br />

Qualitätsprüfung inklusive der Messwertaufnahme für jedes einzelne<br />

Lager zu realisieren. Diese Technologien sind nun weltweit,<br />

auch in Asien, verfügbar. So ist „still und heimlich“ während der<br />

Corona-Phase neben den Kernmärkten für die Wälzlagertechnik<br />

wie Japan und Europa, ein weiterer starker Markt entstanden.<br />

HERAUSFORDERUNG BEI DER PRODUKTION<br />

VON SPINDELLAGERN<br />

Bei der Produktion von Spindellagern liegt die Schwierigkeit in<br />

erster Linie in der hohen Präzision und der dafür notwendigen<br />

Fertigungstechnologie. Bisher konnten Präzisionsklassen bis P4<br />

problemlos und wirtschaftlich hergestellt werden. Sobald es aber<br />

in Richtung P4S, P2 oder gar P4S-K5 ging, wurde der Ausschuss<br />

zu groß. Dies hat sich nun nachhaltig verändert und die Herstellkosten<br />

verringern sich zusehends. Die Voraussetzung für diesen<br />

Wandel sind hochpräzise Werkzeugmaschinen, welche die Kom-<br />

SORTIMENTSERWEITERUNG FÜR<br />

DEN EXTREMEN EINSATZ<br />

Mit der Erweiterung des Sortimentes um Spindellager der Marke<br />

ABEG erweitert Findling auch sein ABEG eXtreme-Portfolio und<br />

führt alle ultra-präzisen Wälzlagerprodukte unter dem Markenbegriff<br />

Xprecise im Findling-Portfolio zusammen. Xprecise steht<br />

für eine neue Gruppe im Spezialsortiment ABEG eXtreme, bei<br />

der die Faktoren Laufgenauigkeit und Fertigungspräzision im<br />

Vordergrund stehen. Die weiterhin verfügbaren High-End-Produkte<br />

namhafter Markenhersteller laufen ausschließlich unter<br />

der ABEG-Leistungsklasse Premium.<br />

Spindellager sind grundsätzlich in Richtung Rundlaufgenauigkeit<br />

und Drehzahl optimiert. Wie gut ein Spindellager diesen Anforderungen<br />

entspricht, darüber gibt die sogenannte Toleranzklasse<br />

Auskunft. Das Angebot bei Findling Wälzlager reicht von<br />

P5 in aufsteigender Qualitätsrichtung bis P4S-K5. Dabei werden<br />

die Klassen P4S, P2 und P4S-K5 dem Xprecise-Segment zugeordnet,<br />

während die Präzisionsklassen P4 und P5 im Standardsortiment<br />

der ABEG-Leistungsklassen Premium und Supra zu finden<br />

sind. „Damit ermöglichen wir unseren Kunden eine einfache Unterscheidung<br />

und Auswahl entsprechend der Anwendungsanforderungen“,<br />

erklärt Klaus Findling. „Ergänzend ermöglichen wir<br />

Höchst-Präzisions-Anwendungen in P4S-K5, was lediglich einem<br />

Drittel der Toleranz von P2 und damit den Anforderungen hochpräziser<br />

Schleifspindeln und eben Xprecise entspricht.“<br />

Im Rahmen der Xprecise-Serie für Spindellager stehen unterschiedliche<br />

Rohmaterialen zur Verfügung. Neben besonders<br />

hochreinem Wälzlagerstahl ist alternativ der Hochleistungsstahl<br />

Cronidur X30 verfügbar. Letzterer ist unter anderem aufgrund seiner<br />

Randschicht-Nitrierung, seiner Korrosionsbeständigkeit und<br />

der hohen Reinheit für die Spindellagerfertigung hervorragend<br />

geeignet.<br />

VIER KÄFIG-TYPEN ZUR AUSWAHL<br />

Bei der Produktion der Spindellager-Käfige kommen im Wesentlichen<br />

vier verschiedene Materialien beziehungsweise Technologien<br />

zum Einsatz. <strong>Der</strong> „Klassiker“ ist ein Phenolharz-Käfig, der<br />

aus einem Vollprofil hochpräzise auf einer Drehmaschine gefertigt<br />

wird und somit eine hohe Rundlaufgenauigkeit und Präzision<br />

Bei uns ist ein Premium-Produkt nicht nur deshalb Premium-<br />

Produkt, weil es die höchste Leistungsfähigkeit bietet, sondern<br />

auch, weil der Hersteller Forschung und Entwicklung betreibt.<br />

Denn wer ein High-End-Produkt einkauft, benötigt oft auch<br />

Sonderlösungen auf Forschungsniveau.<br />

KLAUS FINDLING, Geschäftsführer,<br />

Findling Wälzlager GmbH<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 15


ANTRIEBSTECHNIK<br />

<strong>01</strong> <strong>02</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

<strong>01</strong> Spindellager gehören zu den fertigungstechnisch anspruchsvollsten<br />

Anwendungen im Bereich Wälzlagertechnik: das Vermessen,<br />

Sortieren und Paaren von Innen- und Außenring macht dieses Produkt<br />

zudem besonders arbeitsintensiv<br />

<strong>02</strong> Die Käfigausführung lässt sich leicht an der typischen Farbe<br />

erkennen: rechts das Lager mit einem Polyamid PA.46 Käfig und<br />

links der Phenolharzkäfig<br />

aufweist, aber entsprechend teuer ist. Alternativ kommen im<br />

Spritzgussverfahren hergestellte Polyamidkäfige mit 25 (PA66-<br />

25GF) oder 30 Prozent (PA46-30GF) Glasfaseranteil zur Anwendung.<br />

Darüber hinaus gibt es den Spezialwerkstoff PEEK (Polyetheretherketon)<br />

für High-End-Anwendungen mit hoher Lagertemperatur,<br />

der ebenfalls spanend bearbeitet wird. „Eines unserer<br />

Alleinstellungsmerkmale ist die Vielfalt der Käfige, die eine technisch<br />

wie wirtschaftliche Optimierung der Produktkonfiguration<br />

für unsere Kunden ermöglicht“, betont Klaus Findling. „Im Bereich<br />

unserer Xprecise-Serie bieten wir alle vier Käfig-Typen an.<br />

PA46-30GF und PEEK werden dabei nur auf Kundenwunsch für<br />

Hochtemperaturanwendungen gefertigt.“<br />

Auch Highspeed-Hybridspindellager (HS719; HS70) findet der<br />

Anwender bei Findling nun im Xprecise-Segment. Dabei hat der<br />

Kunde die Option Keramikkugeln auch aus japanischer Fertigung<br />

zu wählen.<br />

ANFORDERUNGEN AN PENDELROLLENLAGER<br />

Die Anforderungen für Pendelrollenlager könnten kaum unterschiedlicher<br />

sein, denn deren Einsatzbereich wird von hochbelasteten<br />

Anwendungen im Anlagenbau dominiert. Hier sind<br />

nicht nur die Umgebungsbedingungen herausfordernd, sondern<br />

auch der erforderliche Fluchtungsfehlerausgleich bei hoher Belastung<br />

aber gleichzeitig geringeren Drehzahlen. Allerdings gibt<br />

es auch das andere Extrem: So stehen in der Lüftungstechnik und<br />

im Getriebebau vor allem hohe Drehzahlen im Mittelpunkt. Ein<br />

perfektes Umfeld also für ein portfoliooptimiertes Angebot der<br />

eXtreme-Serie von Findling Wälzlager.<br />

OPTIMIERUNG IN RICHTUNG TRAGKRAFT<br />

ODER GESCHWINDIGKEIT<br />

Die neuen Pendelrollenlager-Sortimente bietet Findling konsequenterweise<br />

in zwei verschiedenen Designvarianten an, denn<br />

nur so können die Produkte technisch wie wirtschaftlich optimiert<br />

hergestellt werden. Unterschieden werden die Serien<br />

E1.XF (Xforce) oder E.XS (Xspeed), je nachdem, ob das Pendelrollenlager<br />

in Richtung Tragkraft oder Drehzahl optimiert ist. Das<br />

E im Produktnamen verweist wiederum auf das für hohe Tragzahlen<br />

verstärkte E-Design mit mehr und größeren Wälzkörpern.<br />

Diese verstärkte Ausführung setzt einen Blechkäfig voraus, der<br />

mittels spezieller Werkzeuge gestanzt und gepresst werden muss.<br />

Das erfordert wiederum eine sehr hohe Ausbringungsmenge, die<br />

Produktion ist also Stückzahl-orientiert. „Diese Stückzahlen konnten<br />

bisher nur von Premiumherstellern erreicht werden, doch dies<br />

hat sich nun geändert“, schildert Klaus Findling seine Erfahrungen.<br />

„Was bisher also mangels Stückzahlvolumen praktisch unmöglich<br />

war, können wir nun als weiterer Anbieter leisten. Mit unserer verstärkten<br />

E-Ausführung bieten wir auf deutlich günstigerem Preisniveau<br />

neue Optionen für die Wälzlagerbeschaffung.“<br />

SPINDELLAGER MÜSSEN HOHE<br />

DREHZAHLEN BEI GLEICHZEITIG<br />

EXTREM HOHER RUNDLAUF-<br />

GENAUIGKEIT REALISIEREN<br />

„Beim tragkraftoptimierten E1.XF setzen wir auf den hochwertigsten<br />

schmiedeoptimierten Wälzlagerstahl mit geringsten Oxydanteilen,<br />

damit die Dauerfestigkeit unter den hohen Belastungen<br />

gewährleistet ist“, erklärt Klaus Findling. „Auch das Käfigdesign<br />

ist diesem Umstand angepasst, denn er ist zentrisch und rollengeführt,<br />

was Schränkungen der Rollen unter hoher Last ideal<br />

kompensieren kann.“ Beim drehzahloptimieren E.XS garantiert<br />

die verbesserte Toleranzklasse P6 eine höhere Rundlaufgenauigkeit.<br />

Zudem wurde die Oberflächenrauigkeit der Laufbahnen optimiert.<br />

Das reduziert die Eigenerwärmung des Lagers ebenso<br />

wie die Geräuschentwicklung. <strong>Der</strong> Käfig ist innenringgeführt und<br />

unterliegt damit geringeren Fliehkräften. Auf diese Weise erhöht<br />

sich auch die Grenzdrehzahl.<br />

Die mit der Drehzahloptimierung verbundenen erhöhten Fertigungskosten<br />

werden durch den Einsatz eines ebenfalls hochreinen,<br />

aber klassischen Wälzlagerstahls kompensiert. „Würden wir<br />

beides machen, wäre das Produkt zwar multifunktionaler, aber<br />

der Anwender hätte es immer mit einer funktionalen Überspezifikation<br />

und dadurch unwirtschaftlichen Lösung erkauft“, bringt<br />

Klaus Findling die Strategie auf den Punkt. „Was nicht bedeutet,<br />

dass wir auf Kundenwunsch nicht auch diese Produktcharakteristik<br />

liefern können. Auch hier gilt: Wir stehen für die technisch<br />

wie wirtschaftliche optimalen Lösungen mit Vernunft!“<br />

Bilder: Aufmacher Putra – stock.adobe.com, sonstige Findling Wälzlager<br />

www.findling.com<br />

16 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


JEDERZEIT FREIE WAHL BEI DER BETRIEBSART<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Stöber bietet seine Antriebsregler jetzt mit allen im<br />

standardisierten Geräteprofil CiA 4<strong>02</strong> definierten<br />

Betriebsarten an. Ganz neu: Mit dem Velocity mode<br />

ist nun eine Betriebsart aus früheren Tagen integriert.<br />

Mit den in CiA enthaltenen steuerungsbasierenden<br />

Betriebsarten lassen sich Anwendungen mit synchronisierter,<br />

zyklischer Sollwertvorgabe via Motion<br />

Control realisieren. Zudem können die Antriebsregler<br />

auch selbstständig Bewegungsaufgaben übernehmen.<br />

Die antriebsbasierenden Betriebsarten der CiA 4<strong>02</strong><br />

bieten hingegen die vollständige Bewegungsberechnung<br />

und -ausführung im Antrieb. Dabei werden Sollwerte für Position, Geschwindigkeit und Drehmoment/Kraft in Bewegungen<br />

umgesetzt. Das CANopen-Geräteprofil passte sich stets aktuellen Anforderungen an. Bei der Modernisierung von Bestandmaschinen<br />

können jedoch die Betriebsart Velocity mode, mit der sich der Antrieb über einen Geschwindigkeitssollwert steuern lässt, oder der<br />

Interpolated position mode zur Synchronisation mehrerer Achsen gefragt sein. Das ist zum Beispiel dann von Vorteil, wenn kein<br />

Wechsel auf eine moderne Betriebsart inklusive Anpassung der Steuerung vorgesehen ist. Nach Integration dieser Betriebsarten<br />

in CiA 4<strong>02</strong> können Anwender frei entscheiden, welche sie einsetzen möchten. Eine aufwendige Programmierung entfällt.<br />

www.stoeber.de<br />

ABSTREIFER FÜR KUGELGEWINDETRIEBE<br />

Durch verschiedene<br />

Faktoren wie<br />

Verschmutzung,<br />

Korrosion oder<br />

unzureichende<br />

Schmierung kann es<br />

bei Kugelgewindetrieben<br />

vorzeitig zu<br />

Verschleiß und<br />

Ausfällen kommen.<br />

Um dem vorzubeugen, bietet August Steinmeyer je nach<br />

Applikation Kugelgewindetriebe mit den passenden Abstreifern<br />

an. Segmentabstreifer sind Spritzgussteile mit O-Ring<br />

aus Hytrel, die teilweise auch lasergesintert werden und<br />

Grobschmutz wie Dreh- und Frässpäne in Werkzeugmaschinen<br />

effektiv abstreifen. Sie lassen sich einfach montieren und<br />

haben im Vergleich zu anderen Abstreiferarten kaum Einfluss<br />

auf eine signifikante Erwärmung oder ein höheres Drehmoment<br />

des Kugelgewindetriebs. Sie sind beständig gegenüber<br />

Chemikalien und halten Flüssigkeiten weitestgehend ab.<br />

Eine besondere Herausforderung für Kugelgewindetriebe<br />

stellen feine Partikel wie Schleifstäube dar. Gelangen diese in<br />

die Mutter kommt es zu abrasivem Verschleiß. Filzabstreifer<br />

wirken wie Putzlappen und nehmen kleinste Partikel<br />

schadlos in sich auf. Sie bestehen aus synthetischem<br />

Schaumstoff und einem lasergesinterten Polyamid-Haltering.<br />

Sie können auch zur Schmiermittelrückhaltung eingesetzt<br />

werden und das Schmiermittel gleichmäßig auf der<br />

Spindel verteilen. Sie bieten jedoch nur eine begrenzte<br />

Wasser- und Chemikalienbeständigkeit.<br />

www.steinmeyer.com<br />

BALGKUPPLUNG MIT SMARTER<br />

MESS-SENSORIK AUSGESTATTET<br />

R+W hat den rotierenden Antriebsstrang kabellos angebunden<br />

und für das IIoT erschlossen. Neben Lamellenkupplungen,<br />

Gelenkwellen und Flanschen sind jetzt auch Balgkupplungen mit<br />

integrierter Sensorik verfügbar. Die bewährte Sensorik lässt sich<br />

problemlos in bereits verbaute Kupplungen integrieren. Dabei<br />

gestaltet sich die Montage ebenso einfach wie schnell. Das<br />

mindert den Integrationsaufwand und die Anschaffungskosten.<br />

Aufgrund der Kompatibilität<br />

mit vorhandenen<br />

Komponenten sind weder<br />

zusätzlicher Bauraum noch<br />

Hilfskonstruktionen<br />

erforderlich. Hauptunterschied<br />

zu den bisherigen<br />

Kupplungsmodellen ist die<br />

wesentlich kompaktere<br />

Bauweise der iBK. Sie bietet<br />

alle Eigenschaften der<br />

Standardkupplung und<br />

fungiert gleichzeitig als<br />

kabellose Messeinheit. Mithilfe der integrierten Sensortechnik<br />

werden wichtige Parameter wie Drehmoment, Drehzahl,<br />

Beschleunigung und optional Axialkraft und Querkraft direkt<br />

aus dem rotierenden Antriebsstrang an ein Gateway übertragen.<br />

Von dort aus können die Signale in nachgelagerten Messregeloder<br />

Datenverarbeitungssystemen erfasst und verarbeitet<br />

werden. Zusätzlich lassen sich die Daten der Messkette auf<br />

mobilen Endgeräten in einer speziell entwickelten App<br />

darstellen und abspeichern.<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

bewegen spannen heben<br />

bewegen spannen heben<br />

TOSS GmbH & Co. KG PNEUMATIC<br />

TOSS Dresdener Str. GmbH 4 - D-35418 & Co. Alten-Buseck KG PNEUMATIC<br />

Dresdener Tel. +49 / (0) Str. 6408-9091-0 4 - D-35418 - Alten-Buseck<br />

www.toss-gmbh.de<br />

Tel. +49 / (0) 6408-9091-0 - www.toss-gmbh.de<br />

PNEUMATIC-BAUSTEIN<br />

PNEUMATIC-BAUSTEIN<br />

Pneumatic-Baustein mit Kugelführung<br />

Pneumatic-Baustein oder als Schlittenführung mit Kugelführung<br />

mit Spindel<br />

oder als Schlittenführung mit Spindel


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ANSPRUCHSVOLLE WERKSTÜCKE<br />

DYNAMISCH BEWEGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Klein- und Kleinstantriebe tragen in unterschiedlichsten Einsatzgebieten dazu<br />

bei, dass Automatisierungslösungen zuverlässig und wirtschaftlich arbeiten.<br />

Das gilt auch für den Handling-Bereich. In schlanken, hochdynamischen<br />

Schwenk-Drehmodulen sorgen sie dafür, dass auch ausladende Werkstücke<br />

präzise bewegt werden. Typisches Beispiel ist das Zuschrauben kleiner<br />

Pharmabehälter auf engem Raum. Aber auch bei schnellen Schraubern ebenso<br />

wie in Montage- und Prüfautomaten spielen sie ihre Stärke aus.<br />

Wer in der Handhabungs- und Montagetechnik<br />

eine effiziente und platzsparende Lösung für typische<br />

Bewegungsabläufe wie Drehen, Schwenken,<br />

Schrau ben, Rollen oder Wickeln sucht, für den<br />

dürften die Schwenk-Drehmodule der Fortorque-Baureihe des<br />

Wettenberger Kinematikspezialisten JA² (Jung Antriebstechnik u.<br />

Automation) interessant sein. Denn die schlanken Endlosdreher<br />

Ellen-Christine Reiff, M.A. und Dipl.-Wirt. Ing. (FH) Alex Homburg,<br />

beide Redaktionsbüro Stutensee<br />

eignen sich für das hochdynamische Verdrehen ausladender<br />

Werkstücke mit großem Trägheitsmoment und außermittig angeordneter<br />

Greifer sowie für den Einsatz in der Schraub- und<br />

Wickeltechnik.<br />

DREHEN, SCHWENKEN, SCHRAUBEN, WICKELN<br />

Ein typischer Anwendungsfall für die kleinsten Schwenk-Drehmodule<br />

ist beispielweise das Zuschrauben kleiner Kosmetik- oder<br />

Pharmabehälter auf engem Raum in vollautomatisierten Verpackungslinien.<br />

Genauso eignen sich die Module aber auch, wenn<br />

Greifer oder Werkstücke geschwenkt werden müssen, zum Bei-<br />

18 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

<strong>01</strong> Die schnellen Dreher lassen sich mit Linearachsen kombinieren;<br />

das Resultat sind kompakte Hub-Dreh- oder Hub-Schwenksysteme<br />

bis hin zum fünfachsigen Handlingsystem<br />

<strong>02</strong> Die bürstenlosen DC-Motoren in Zweipol- beziehungsweise<br />

Vierpoltechnologie sind kompakt und liefern dabei hohe<br />

Dauerdrehmomente<br />

<strong>01</strong><br />

spiel zur Montage oder Vereinzelung von Produkten. Aufgebaut<br />

als Baukastensystem stehen sechs Baugrößen mit Durchmessern<br />

von 16, 20, 25, 35, 40 und 45 mm zur Verfügung. Das deckt Spitzenund<br />

Dauerdrehmomente von 0,3 beziehungsweise 0,14 Nm bis<br />

4,0 beziehungsweise 2,6 Nm ab. Die Trägheitsmomente der Lasten<br />

dürfen zwischen 2,0 und 200 kgcm2 liegen. Damit gibt es für<br />

unterschiedlichste Handling- und Montageaufgaben passende<br />

Lösungen für winkelgenaues Bewegen und Positionieren.<br />

Um bei hohen Fremdträgheitsmomenten die Abtriebswelle der<br />

Getriebe zu entlasten, haben die vier größeren Modulmodelle an<br />

der Abtriebsplatte eine sehr steife Lagerung, die aus zwei Dünnringlagern<br />

besteht. Außerdem kann das Schwenk-Drehmodul<br />

mit 40 mm Durchmesser zusätzlich mit einer Fluid-Drehdurchführung<br />

für Pneumatik oder Vakuum ausgestattet werden, zum<br />

Beispiel um einen pneumatischen Greifer mit Druckluft zu versorgen.<br />

Die Kinematikspezialisten treiben den Baukasten-Gedanken<br />

aber noch weiter: Interessant ist die Möglichkeit, die<br />

schnellen Dreher mit Linearachsen, beispielsweise der Quick-<br />

Lab-Serie zu kombinieren. Passende Adapterplatten finden sich<br />

im Zubehör. Das Resultat sind dann kompakte Hub-Dreh- oder<br />

Hub-Schwenksysteme bis hin zum fünfachsigen Handlingsystem.<br />

HOHE ANFORDERUNGEN AN ANTRIEBE<br />

UND GETRIEBE<br />

„Das Herz unseres Automatisierungsbaukastens sind die Antriebe<br />

und die Anforderungen an sie sind sehr hoch“, erklärt Wilhelm<br />

Jung, Geschäftsführer bei JA2. „Die Motoren müssen hochdynamisch<br />

arbeiten, sich präzise ansteuern lassen und auch von den<br />

Abmessungen her passen.“ Bei den Fortorque-Modulen beispielsweise<br />

konnten die bürstenlosen DC-Motoren der Baureihen<br />

B und BX4 von Faulhaber überzeugen. Die in Zweipol- beziehungsweise<br />

Vierpoltechnologie aufgebauten Motoren sind sehr<br />

kompakt. Die eingesetzten Ausführungen der Baureihe B sind bei<br />

Durchmessern von 16, 20 und 35 mm nur 28, 36 beziehungsweise<br />

68 mm lang, liefern dabei aber Dauerdrehmomente bis 168 mN<br />

in der größten Ausführung. Ähnliches gilt für die BX4-Baureihe.<br />

„Hier verwenden wir Motoren mit 22 oder 32 mm Durchmesser<br />

und Dauerdrehmomenten von 18 beziehungsweise 53 mNm“, berichtet<br />

Jung.<br />

Die Motoren werden in den Fortorques bis zu Drehzahlen von<br />

8.000 U/min eingesetzt. Für die Untersetzung sorgen unterschiedliche<br />

Getriebe, darunter auch spielarme Planetengetriebe<br />

von Faulhaber. Letztlich ist die Getriebetechnologie mit der jeweiligen<br />

maximalen Eintriebsdrehzahl das Limit für die höchste<br />

Motordrehzahl. „Das Untersetzungsverhältnis wählen wir dann<br />

entsprechend der Applikation“, fährt Jung fort. „So können wir<br />

beeinflussen, wie weit das Fremdträgheitsmoment mit dem Quadrat<br />

der Untersetzung reduziert wird.“ <strong>Der</strong> Motor lässt sich dann<br />

unbeeindruckt vom Hebel präzise regeln. Bei der Auswahl der<br />

Getriebe wurde besonders auf deren Wirkungsgrad geachtet.<br />

Denn je besser der Wirkungsgrad ist, umso präziser lässt sich das<br />

am Getriebeabgang applizierte Drehmoment über den Motorstrom<br />

rückschließen. Dies stellt ein entscheidendes Feature bei<br />

Schraubapplikationen dar: Empfindliche (Kunststoff)-Teile müssen<br />

hier mit definiertem Drehmoment verschraubt werden.<br />

STÖRUNGSFREIE ANSTEUERUNG<br />

DANK EINKABELTECHNIK<br />

Angeschlossen und gesteuert werden alle Schwenk-Drehmodule<br />

über einen einheitlichen Bajonettstecker, über Einkabeltechnik<br />

und einen Motion Controller. Bei Automationssystemen ist der<br />

Schaltschrank aber meist vom eigentlichen Antrieb entfernt.<br />

„Zwischen Motor und Controller im abgesetzten Schaltschrank<br />

liegen dann schon mal 10, 20 oder noch mehr Meter“, weiß Jung.<br />

Deshalb gibt es ein spezielles, mehrfach geschirmtes Kabel, das<br />

die Motorleistung und das Wegsensorsignal zwischen Motor<br />

und Controller bis zu 30 m störungsfrei überträgt. Das Kabel<br />

wird zug entlastet befestigt, ist steckbar und obendrein auch<br />

noch schlepptauglich, also für den bewegten Einsatz ausgelegt.<br />

Einkabeltechnologie und vorkonfektionierte Kabelsätze vereinfachen<br />

zudem die Installation.<br />

Bei den Motion Controllern hat der Anwender die Wahl, weil<br />

die eingesetzten Motoren mit unterschiedlichen Controllern arbeiten<br />

können. „Motion Controller von Faulhaber bieten wir<br />

ebenfalls an“, ergänzt Jung. Die beiden Unternehmen arbeiten<br />

schließlich schon seit vielen Jahren erfolgreich zusammen. Die<br />

DC-Linearantriebe LM2070 und LM1247 werden beispielsweise<br />

in den erwähnten Quick-Lab-Linearachsen eingesetzt. Sie sind<br />

nicht als klassische Oberflächenläufer mit Schlitten und Führung<br />

aufgebaut. Stattdessen wird der Läuferstab innerhalb einer selbsttragenden<br />

Dreiphasenspule geführt. „Durch diese Konstruktion<br />

ergeben sich ein ausgesprochen gutes lineares Kraft-/Stromverhältnis<br />

und eine hohe Dynamik. Zudem gibt es keine Rastmomente,<br />

wodurch sich die Linearmotoren für den Einsatz in unserem<br />

QuickLab-Baukasten besonders gut eignen“, so Jung abschließend.<br />

Bilder: Aufmacher Protosom – stock.adobe.com; <strong>01</strong> JA 2 ; <strong>02</strong> Faulhaber<br />

www.faulhaber.com<br />

<strong>02</strong><br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 19


VOLLSERVOMASCHINE<br />

STEIGERT DIE PRODUKTION<br />

<strong>01</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Für die Bag-in-Box-Produktion haben Pro<br />

Project Machinery und Omron ein ehrgeiziges<br />

Projekt in Angriff genommen: die Entwicklung<br />

einer fünfspurigen Vollservomaschine durch<br />

die die Produktivität gesteigert werden soll.<br />

<strong>Der</strong> verwendete Servoantrieb sorgt für<br />

eine zuverlässige Wiederholbarkeit bei der<br />

Abdichtung sowie eine erhöhte Energieeffizienz.<br />

Innovationen sind für viele Unternehmen eine wichtige Grundlage,<br />

um die Produktion zu steigern und gleichzeitig energieeffizienter<br />

zu arbeiten. Daher unterstützt Pro Project Machinery<br />

Betriebe bei der Optimierung von Abläufen durch automatisierte<br />

Verpackungsanlagen auf dem neuesten Stand der Technik.<br />

Das Unternehmen mit Sitz in Kapstadt, Südafrika, ist auf die Konstruktion,<br />

Fertigung und Montage von Bag-in-Box-Maschinen<br />

spezialisiert. In Zusammenarbeit mit Omron Industrial Automation,<br />

einem führenden Anbieter im Bereich automatisierter<br />

Lösungen, haben beide Unternehmen nun eine Bag-in-Box-<br />

Maschine mit fünf Spuren und Servoantrieb entwickelt.<br />

VERPACKUNGSANLAGE AUF<br />

FÜNF SPUREN ERWEITERT<br />

Für Versandverpackungen verwenden viele Betriebe das sogenannte<br />

„Bag-in-Box“-Prinzip. Dabei wird die Ware in einem ro-<br />

busten, mit einem Hahn versehenen Kunststoffbeutel sicher in<br />

einem Pappkarton eingeschlossen. Das Verfahren empfiehlt sich<br />

besonders für den Transport von Flüssigkeiten wie Wein, Milch<br />

und Wasser und verbessert unter anderem den Energiebedarf<br />

beim Transport durch geringeres Volumen und Gewicht.<br />

Bislang beinhaltete das Portfolio von Pro Project Machinery<br />

nur eine vierspurige Servomaschine. Allerdings entschieden<br />

sich die Experten für Maschinenbau dazu, ihr Angebot um eine<br />

fünfspurige Anlage zu erweitern. Dabei handelt es sich um eine<br />

weltweite Neuerung. Bei der Entwicklung bestand die größte<br />

Herausforderung im Einbau einer fünften Spur, denn die Platzverhältnisse<br />

innerhalb von Maschinenparks sind oftmals eng.<br />

Somit waren kreative Lösungen für die Beschickung der fünften<br />

Spuren gefragt – einschließlich neuer Vereinzelungsprozesse<br />

und Fördermethoden.<br />

Daher suchte Pro Project Machinery nach einem zuverlässigen<br />

Partner zur Automatisierung, um die verschiedenen Aspekte der<br />

neuen Maschine optimal zu steuern. Die neue Anlage sollte über<br />

einen langen Zeitraum zuverlässig und wie gewünscht funktionieren.<br />

Unabdingbar war auch, dass sämtliche Komponenten auf<br />

dem neuesten Stand der Technik sind und höchste Effizienz aufweisen.<br />

Und auch die Leistung für die erforderliche Geschwindigkeit<br />

war essenziell. Wichtig war es, trotzdem nicht die Kosten<br />

aus den Augen zu verlieren, um mit der neuen Lösung im Vergleich<br />

zu Alternativen wettbewerbsfähig zu sein.<br />

„Bisher haben wir für Komponenten wie SPS, Motoren, Kameras<br />

und Sicherheitssysteme auf die Lösungen unterschiedlicher<br />

Anbieter zurückgegriffen“, sagt John Caine, Technical Manager<br />

bei Pro Project Machinery. „Mit Omron haben wir aber nun unseren<br />

One-Stop-Shop dank der breiten Angebotspalette für die<br />

gesamte Industrieelektronik und Steuerungssysteme gefunden.<br />

20 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

<strong>01</strong> In Bag-in-Box-Paketen werden meistens<br />

Flüssigkeiten verpackt<br />

<strong>02</strong> Für eine präzise Steuerung und eine gute<br />

Wiederholbarkeit werden Servoantriebe verwendet<br />

<strong>02</strong><br />

03 Mit den speicherprogrammierbaren<br />

Steuerungen NX7 lassen sich über hundert<br />

1S-Servos an der Maschine steuern<br />

Das Portfolio verbindet ein ausgewogenes Preis-Leistungs-Verhältnis<br />

mit Zuverlässigkeit und Innovation.“<br />

SORGFÄLTIGE ÜBERPRÜFUNG UND<br />

SICHERE STEUERUNGSPROZESSE<br />

Für die neue fünfspurige Maschine hat Omron zahlreiche Komponenten<br />

zur effizienten Automatisierung beigesteuert. So wird etwa<br />

die Abdichtung der Beutel durch die Omron-Drehmomentregelung<br />

der 1S-Servo-Baureihe unterstützt. Um Verarbeitungsfehler<br />

zu vermeiden, wird hierfür jede Abdichtung am Prozessende überprüft<br />

– Siegelkraft, Temperatur und Verweilzeit müssen immer genau<br />

stimmen. Bei Abweichungen zwischen den einzelnen Beuteln<br />

stoppt die Maschine den Ablauf und warnt den Bediener.<br />

03<br />

Mit der fünften Maschinenspur<br />

ermöglichen wir eine Produktionssteigerung<br />

um 25 Prozent und das<br />

bei gleichbleibendem Personalaufwand<br />

sowie nahezu identischem<br />

Platzbedarf. Mit der Kooperation erhält<br />

Pro Project Machinery, die technische<br />

Unterstützung, die sie benötigen.<br />

EVERT JANSE VAN VUUREN, Sysmac Motion<br />

Field Application Engineer und Project Manager, Omron<br />

Auch der Kunststoffhahn wird sorgfältig auf Fehler geprüft. Dies<br />

übernimmt die FH-Vision-Kamera von Omron. Sie berechnet und<br />

erkennt auch die Ausrichtung des Hahns und übermittelt diese<br />

Informationen an den kartesischen Roboter, um eine korrekt ausgerichtete<br />

Aufnahme zu ermöglichen. Die Industriekameras des<br />

Modells STC-POE überwachen den Prozess zum Einsetzen der Gewindebohrer.<br />

Auf diese Weise sind keine Sicherheitslichtvorhänge<br />

notwendig und Mitarbeiter müssen nicht die Maschine betreten.<br />

Zudem wurde auf die Einhaltung sämtlicher PLe-Sicherheitsvorschriften<br />

geachtet. Dabei helfen die NX-Sicherheitsreihe, Lichtvorhänge,<br />

kontaktlose Türschalter und Notschalter von Omron. Sie<br />

stellen die ideale Balance zwischen einem sicheren und effizienten<br />

Betrieb her.<br />

Reibungslose Abläufe werden auch dadurch gewährleistet,<br />

dass sich unterschiedliche Sackgrößen digital einstellen lassen.<br />

Für eine präzisere Steuerung und eine bessere Wiederholbarkeit<br />

über verschiedene Aufträge hinweg werden Servoantriebe anstelle<br />

von Handrädern verwendet. Mit den speicherprogrammierbaren<br />

Steuerungen NX7 lassen sich nicht nur über hundert<br />

1S-Servos an der Maschine steuern, sondern auch zahlreiche andere<br />

Aufgaben übernehmen. Die Anlage verfügt über mehrere<br />

HMIs sowie die HMI-Steuerungssoftware von Omron, um einen<br />

effizienten Betrieb zu unterstützen. Da sich bei der Erprobung<br />

auch neue Sequenzen zur Steuerung von Förderbändern als hilfreich<br />

erwiesen haben, wurden diese ebenso implementiert. So<br />

sind neue Möglichkeiten für die Steuerung von Einrichtungsvorschüben<br />

entstanden, die zudem eine solide Grundlage für zukünftige<br />

Maschinen bilden können. Dank all dieser Komponenten und<br />

Funktionen erreicht die fünfspurige Anlage eine Höchstgeschwindigkeit<br />

von 10.200 Verpackungen pro Stunde.<br />

Bilder: Aufmacher Einklinker Ole – stock.adobe.com, sonstige Omron<br />

www.industrial.omron.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 21


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

SICHER<br />

INSPIZIEREN<br />

Impfstoffe gegen Covid-19 und andere<br />

Krankheiten werden in kleinen Fläschchen,<br />

sogenannten Vials bereitgestellt, die<br />

zur Sicherheit der Patienten strengen<br />

Qualitätsvorgaben entsprechen müssen.<br />

In einer Anlage zur Produktion von<br />

Kunststoff-Vials überprüfen mehrere<br />

Bildverarbeitungssysteme, ob alle<br />

Kriterien erfüllt werden.<br />

Peter Stiefenhöfer, PS Marcom Services, Olching<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Bilder von Medikamentencontainern für flüssige<br />

Impfstoffe sind aufgrund der Covid-19-Pandemie in den<br />

vergangenen Jahren mehr als je zuvor in den Mittelpunkt<br />

des allgemeinen Bewusstseins gerückt. Vials bestehen<br />

in der Regel aus Glas und werden nach der Abfüllung des<br />

Impfstoffs mit einem Stopfen aus einem thermoplastischen Elastomer<br />

(TPE) und einer Bördelkappe aus Aluminium verschlossen.<br />

Glas als Material für diese Impfstofffläschchen bringt jedoch<br />

einige Nachteile mit sich: Die Behälter müssen nach ihrer Produktion<br />

kostenintensiv gereinigt und sterilisiert werden, bevor<br />

sie befüllt werden können. Zudem bergen sie die Gefahr von<br />

Splittern bei Glasbruch.<br />

Die Zahoransky Automation & Molds GmbH geht bei der Produktion<br />

solcher Medikamentencontainer einen anderen Weg,<br />

erläutert Berthold Schopferer, Head of Project Planning des in<br />

Freiburg ansässigen Unternehmens: „Unsere Spritzgieß- und<br />

Automatisierungslösung spritzt die Behälter im Reinraum aus<br />

Kunststoff und montiert den TPE-Verschluss aseptisch ohne<br />

jegliche Zwischenstation. Die dabei eingesetzten Roboter und<br />

die Spritzgießform erfüllen die Anforderungen des Reinraums<br />

Klasse 5. Zudem stellen wir mit besonderen konstruktiven Maßnahmen<br />

sicher, dass Verunreinigungen durch Partikel ausgeschlossen<br />

werden.“ <strong>Der</strong> große Vorteil gegenüber gläsernen<br />

Impfstoffbehältern besteht laut Schopferer darin, dass auf diese<br />

Weise keine Sterilisierung mehr erforderlich ist. Die Arbeitsgänge<br />

Waschen, Trocknen, Prüfen und Sterilisieren entfallen somit,<br />

was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.<br />

FEHLERHAFTE VIALS DETEKTIEREN<br />

Die Verwendung von Kunststoff als Basis für die Behälter führt jedoch<br />

zu anderen Herausforderungen, die das Entwicklungsteam<br />

von Zahoransky bewältigen musste. So weisen produzierte<br />

Fläschchen aus diesem Material eine deutlich höhere Variation<br />

auf als Glas-Container. Um ausnahmslos alle gefertigten Impfstoff-Behälter<br />

auf Einhaltung der Spezifikationen zu prüfen und<br />

sicherzustellen, dass nur fehlerfreie Vials mit Impfstoff befüllt<br />

werden, wandten sich die Zahoransky-Ingenieure an die Visuelle<br />

Technik GmbH, mit der sie zuvor bereits einige Anlagen zur Prüfung<br />

von Syringen mithilfe geeigneter Bildverarbeitungssysteme<br />

umgesetzt hatten.<br />

„Mit diesem Partner hatten wir in der Vergangenheit schon viele<br />

positive Erfahrungen gemacht und wussten, dass wir uns auf die<br />

vorhandene Expertise rund um die Bildverarbeitung verlassen<br />

können“, berichtet Andreas Kirstein, Application Engineer – Vision<br />

System. „Zudem ist die Visuelle Technik GmbH seit Jahren Teil des<br />

innovativen PSI-Netzwerks von Cognex und somit ein bevorzugter<br />

Partner für die Integration von Bildverarbeitungssystemen in Anlagen,<br />

die in verschiedensten Branchen zum Einsatz kommen. Wir<br />

waren uns sicher, dass es im Cognex-Portfolio auch für unsere<br />

aktuelle Aufgabenstellung die richtige Lösung gibt.“<br />

PRÄZISE PRÜFUNG VON VIER SEITEN<br />

Ziel der Bildverarbeitungslösung war es, Spritzfehler und kosmetische<br />

Defekte zu erkennen. Hierzu zählen Lufteinschlüsse, Nebel<br />

im Material, Black Specs (kleinste Partikel), Einschlüsse im Kunststoff,<br />

Kratzer, Überspritzungen, Unterspritzungen, Ausbrüche,<br />

Deformationen, Fließlinien und andere. Diese Fehler werden ab<br />

Größen im Bereich von wenigen Mikrometern am gesamten Bauteil<br />

sicher erkannt und fehlerhafte Vials durch eine geeignete<br />

Kommunikation mit der Anlage aus dem Prozess genommen. Für<br />

diese Aufgabe entwickelten die Geschäftsführer von Visuelle<br />

Technik, Sebastian Paschun und Meinrad Borho, mit ihrem Team<br />

eine Lösung, die aus vier Stationen besteht.<br />

„An der ersten Station werden die Vials von oben geprüft. Entscheidend<br />

ist hierbei der oberste Rand der Fläschchen, auf dem<br />

später der Verschlussdeckel aufgesetzt wird und der fehlerfrei sein<br />

22 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


Vier intelligente<br />

Zeilenkameras und<br />

sechs Flächenkameras<br />

bilden die Basis für die<br />

Bildverarbeitungssysteme<br />

in den Anlagen zur<br />

Vials-Prüfung<br />

muss, um die Dichtheit der Behälter zu gewährleisten“, so Paschun.<br />

„Die zweite Station vermisst die komplette Seitenansicht der Vials<br />

und kontrolliert dabei die Höhe, die Breite und diverse andere<br />

Maße. Um die gesamte Mantelfläche in der Seitenansicht prüfen<br />

zu können, arbeitet die dritte Station mit einer Zeilenkamera, vor<br />

der die Vials gedreht werden. Hierbei kommt ein durch Visuelle<br />

Technik entwickeltes und von Zahoransky konstruktiv umgesetztes<br />

Beleuchtungskonzept zum Einsatz. <strong>Der</strong> Boden der Behälter<br />

wird schließlich an der vierten Station inspiziert.“<br />

ZEHN KAMERAS PRO ANLAGE<br />

HOHE AUFLÖSUNG FÜR GENAUE<br />

INSPEKTIONEN UND MESSUNGEN<br />

In-Sight 9000 ist eine robuste Linie von Standalone-Bildverarbeitungssystemen<br />

mit hoher Auflösung. Aufgrund<br />

der Fähigkeit, sehr detaillierte Bilder zu erfassen und zu<br />

verarbeiten, bietet die Serie eine präzise Teilelokalisierung<br />

sowie die Messung und Prüfung auf großen Flächen<br />

– selbst bei einer Montage in größerer Entfernung.<br />

Zur Abbildung von sich ständig bewegenden oder<br />

stationären Objekten stehen Bildaufnahmeoptionen mit<br />

Zeilenscan und Flächenscan zur Verfügung. Eine umfassende<br />

Palette an Bildverarbeitungs-Tools, die über die<br />

In-Sight Easybuilder-Schnittstelle konfiguriert werden<br />

können, bewältigt außerdem die unterschiedlichsten<br />

Anwendungen in vielen Branchen.<br />

Für die Realisierung der gesamten Bildverarbeitungslösung stand<br />

Visuelle Technik unter großem Zeitdruck, erinnert sich Paschun:<br />

„Die Vorgabe von Zahoransky aufgrund des akuten Bedarfs an Vials<br />

war, die Anlagen schnellstmöglich in die Produktion zu bekommen.<br />

An dieser Stelle machten sich unsere Erfahrungen aus den<br />

Anlagen bezahlt, die wir schon früher für Zahoransky entwickelt<br />

hatten: Wir haben die dafür bestehenden, robusten Konzepte auf<br />

Grund der knappen Zeit fast nur in der Theorie an die neuen Bedürfnisse<br />

angepasst und konnten dieses Projekt dadurch erfolgreich<br />

und innerhalb der knappen Zeitvorgabe umsetzen.“<br />

Die Bildverarbeitungssysteme von Cognex waren laut Paschun<br />

ein entscheidender Faktor für diese Leistung: In jeder der mittlerweile<br />

realisierten zehn Produktionslinien sind vier intelligente<br />

Zeilenkamerasysteme vom Typ In-Sight 99<strong>02</strong> und sechs Flächenkamerasysteme<br />

vom Typ In-Sight 9912 im Einsatz. Diese<br />

Modelle überzeugten Visuelle Technik unter anderem durch<br />

ihre einfache Integration in die Zahoransky-Anlagen, die problemlose<br />

Einbindung in das vorhandene Profinet-Netzwerk sowie<br />

ihre Benutzer- und Wartungsfreundlichkeit. „Zudem ermöglichen<br />

die In-Sight 99<strong>02</strong> und In-Sight 9912 mit Auflösungen von<br />

2000 px pro Zeile beziehungsweise 12 MP die optimalen Voraussetzungen<br />

für eine hochgenaue Inspektionsleistung und überzeugen<br />

durch konstante Auswertezeiten. Für den Endkunden<br />

bieten diese Smart-Kameras außerdem den Vorteil, dass sie<br />

einen modularen Aufbau des Gesamtsystems und dadurch bei<br />

Bedarf Erweiterungen oder eine Reduzierung der eingesetzten<br />

Kameras ermöglichen.<br />

VERTRAUENSVOLLE ZUSAMMENARBEIT<br />

Bei der Validierung der Kameras vertrauten sowohl der Endkunde<br />

als auch Zahoransky auf das langjährige Know-how von Visuelle<br />

Technik: „<strong>Der</strong> Endkunde hatte zunächst keine konkreten Vorstellungen<br />

davon, wie gut die von uns vorgeschlagenen Kameras<br />

Defekte erkennen können. Nach der Inbetriebnahme der ersten<br />

Anlage mit dieser Bildverarbeitungs-Ausstattung bemerkte er damit<br />

Fehler, die er zuvor gar nicht kannte“, so Paschun. Dies führte<br />

dazu, dass die ursprünglichen Anforderungen an das System in Bezug<br />

auf die Fehlergröße während der Inbetriebnahme der Kameras<br />

von einer Fläche von 0,2 auf 0,<strong>02</strong> mm 2 geändert wurden. Die Entwickler<br />

von Visuelle Technik konnten diese angepassten, anspruchsvolleren<br />

Spezifikationen durch eine Optimierung der Algorithmik<br />

ohne Änderungen der Hardware in kurzer Zeit umsetzen.<br />

Bilder: Zahoransky, Cognex<br />

www.cognex.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 23


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ZUVERLÄSSIG POSITIONEN<br />

ERFASSEN<br />

Um Kunststoffabfälle zu recyceln, müssen Verschmutzungen<br />

aus Kunststoffschmelzen effizient entfernt werden. Bei den<br />

dafür eingesetzten Bandschmelzefiltern werden berührungslose<br />

Linearwegaufnehmer zur Echtzeit-Positionserfassung<br />

der Hydraulikkolben verwendet.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In Deutschland fielen 2<strong>01</strong>9 pro Kopf 76 kg Kunststoffmüll an,<br />

die Hälfte davon Plastikverpackungen, die im Gelben Sack gesammelt<br />

werden. Ein Teil davon wird dem Rohstoffkreislauf<br />

wieder zugeführt. Ein aufwendiger Prozess aus Sortieren,<br />

Shreddern, Waschen und Aufschmelzen des sortenreinen Materials.<br />

Das geschmolzene Recyclat läuft anschließend durch Bandschmelzefilter,<br />

um letzte Verunreinigungen zu entfernen. „Nahezu<br />

50 Prozent aller Abfälle aus dem Gelben Sack werden auf<br />

Bandschmelzefilter von Britas gefiltert“, erklärt Heiko Henss,<br />

Chief Operating Officer der Britas Recycling GmbH. Das Hanauer<br />

Unternehmen entwickelt und baut Anlagen zur Filtration von<br />

Schmelzen aus Kunststoffabfällen wie die automatischen Bandschmelzefilter<br />

der Baureihe ABMF.<br />

WIE FUNKTIONIERT KUNSTSTOFFRECYCLING?<br />

Die Bandschmelzefilter klären effektiv und effizient hochverschmutzte<br />

Abfälle aus dem Post Consumer Bereich und zeichnen<br />

sich durch einen besonders niedrigen Schmelzeverlust sowie<br />

eine sehr feine Filtration aus. Dazu werden die geshredderten<br />

und gewaschenen Kunststoffabfälle in einem Extruder bei Temperaturen<br />

zwischen 200 und 380 °C aufgeschmolzen und von der<br />

Extruderschnecke in den Bandschmelzefilter befördert. Sobald<br />

der Filter einen vorgegebenen Verschmutzungsgrad erreicht hat,<br />

sperrt ein Ventil den Schmelzezufluss auf einen Schlag ab. Ein<br />

weiterer, zwischen Extruder und Ventil gelegener Kolben fährt<br />

langsam nach unten, gibt so einen Zwischenspeicher für die<br />

Schmelze frei und sichert damit den kontinuierlichen Schmelzefluss<br />

zwischen Extruder und Filter. Gleichzeitig bewegen sich am<br />

Filter zwei Kolben nach oben, um Klemmkeile, mit denen der<br />

Kai Weigand, Produktmanager Sensoren,<br />

GEFRAN Deutschland GmbH, Seligenstadt<br />

Bandfilter an Ort und Stelle gehalten wird, zu lösen. <strong>Der</strong> verschmutzte<br />

Filterabschnitt wird weiter transportiert und die Keile<br />

klemmen den folgenden, sauberen Filterabschnitt wieder fest.<br />

Das Sperrventil öffnet sich und der Speicher entleert sich. Abhängig<br />

von Kunde, Material und Grad der Verschmutzung wird<br />

diese Bewegungsfolge alle zwei bis 45 Minuten ausgelöst. Die<br />

Kolben bewegen sich dabei mit einer Geschwindigkeit von<br />

80 mm pro 1,5 Sekunden. „Präzision ist bei diesem Ablauf nicht<br />

so entscheidend. Uns ist wichtig, dass die Kolben zuverlässig bis<br />

an ihre Endpunkte fahren“, erläutert Henss.<br />

POSITIONSERFASSUNG MIT MAGNETO­<br />

STRIKTIVEN LINEARWEGAUFNEHMERN<br />

Um dies sicherzustellen, setzt Britas seit 2<strong>01</strong>9 in den Kolben seiner<br />

Bandschmelzefilter berührungslose magnetostriktive Linearwegaufnehmer<br />

der Hyperwave-Baureihe von Gefran in Stabbauform<br />

mit einem Messbereich von 100 mm ein. Die stabförmigen<br />

Sensoren aus Edelstahl eignen sich aufgrund ihrer Bauform ideal<br />

für den Einbau in Hydraulikzylinder. Sie bewähren sich bei Betriebsdrücken<br />

bis 350 bar und erfassen die Position des Kolbens<br />

in Echtzeit. Dies erfolgt durch die Wechselwirkung zweier Magnetfelder:<br />

Das erste Magnetfeld wird durch einen Stromimpuls<br />

entlang des gesamten Sensors erzeugt und interagiert mit dem<br />

zweiten, bestehend aus dem Positionsmagneten, der an der bewegten<br />

Achse befestigt ist. Die magnetostriktive Funktionsweise<br />

ohne mechanischen Kontakt macht das System nahezu verschleißfrei,<br />

reduziert damit die Ausfallzeiten deutlich und sorgt<br />

für eine fast unbegrenzte Lebensdauer.<br />

Die analoge Schnittstelle der Wegaufnehmer ist mit verschiedenen<br />

Spannungs- und Strom-Ausgangssignalen verfügbar und<br />

garantiert die einfache Installation und Anpassung an bestehende<br />

Systeme. So auch bei Britas. „Wir setzen Sensoren dieser Art<br />

schon immer in unseren Anlagen ein, nutzten jedoch bislang<br />

Wettbewerbsprodukte. Die Hyperwave-Wegaufnehmer von Gefran<br />

waren mit diesen Produkten kompatibel. Diese Austauschbarkeit<br />

war eine wichtige Voraussetzung für den Wechsel des<br />

24 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

<strong>01</strong><br />

<strong>02</strong><br />

Sensorlieferanten“, sagt Henss. Denn doppelte Lagerhaltung sollte<br />

auf jeden Fall vermieden werden. Gefran konnte die Sensoren<br />

in der passenden Baugröße und mit einem drehbaren Anschluss<br />

für den flexiblen und unkomplizierten Einbau liefern. Zudem gefiel<br />

das Design.<br />

Heute verbaut Britas die magnetostriktiven Linearwegaufnehmer<br />

der Hyperwave-Baureihe nicht nur in den Bandschmelzefiltern<br />

vom Typ ABMF, sondern ebenfalls in den kontinuierlichen<br />

Bolzensiebwechsler der Serie CMF, die hauptsächlich zum<br />

Reinigen von Schmelzen aus industriellen Kunststoffabfällen<br />

eingesetzt werden. Auch in den diskontinuierlichen Bolzensiebwechslern,<br />

die als reine Sicherheitsfilter verwendet werden,<br />

kommen die Sensoren zum Einsatz.<br />

ZWEI BAUFORMEN, DREI HUBVARIANTEN,<br />

STÄRKERES SIGNAL<br />

Die Linearwegaufnehmer zeichnen sich durch eine 15-mal höhere<br />

Signalverstärkung als bei herkömmlichen Modellen aus und<br />

damit durch eine besonders hohe EMV-Störfestigkeit. Sie sind<br />

widerstandsfähig gegenüber Vibrationen und mechanischen Stößen<br />

und eignen sich damit vor allem für den rauen Einsatz in<br />

Industrieumgebungen. Die magnetostriktiven Wegaufnehmer<br />

garantieren eine hohe Wiederholgenauigkeit und Messstabilität<br />

bei einem geringen Nichtlinearitätsfehler. In den Bandschmelzefiltern<br />

von Britas sind vor allem ihre Temperaturbeständigkeit<br />

und das verlässliche Anfahren der Endlage gefragt. Neben der<br />

von Britas verwendeten Stabbauform, bietet Gefran die berührungslos<br />

arbeitenden Sensoren auch in einer Profilbauform an,<br />

die direkt an der zu messenden Struktur montiert wird. In jeder<br />

Bauform – Stab- oder Profilausführung – stehen Messbereiche<br />

bis zu 4000 mm zur Verfügung.<br />

Britas verlässt sich auch in anderen Bereichen bereits seit vielen<br />

Jahren auf Sensoren von Gefran. So leiten unter anderem<br />

Massedruckmessumformer mit Perfomance Level ‚c‘ und sicherer<br />

Abschaltung den Siebwechsel nach einem vordefinierten<br />

Schmelzedruck ein. Temperaturfühler messen die Temperatur in<br />

den verschiedenen Zonen der Bandschmelzefilter und Drucksensoren<br />

erfassen kontinuierlich den Druck in den hydraulischen<br />

Kolben der Maschine. Darüber hinaus bezieht Britas die<br />

Kabel für sämtliche Sensoren von Gefran.<br />

Bilder: Aufmacher jchizhe – stock.adobe.com; 03 Gefran; sonst. Britas Recycling<br />

www.gefran.com<br />

Video<br />

03<br />

<strong>01</strong> Bandschmelzefilter filtern effizient<br />

Verschmutzungen aus Kunststoffschmelzen<br />

<strong>02</strong> Die magnetostriktiven Linearwegaufnehmer<br />

garantieren die sichere Klemmung des Filterbandes<br />

im automatischen Bandschmelzefilter<br />

03 Die Baureihe der analogen, magnetostriktiven<br />

Linearwegaufnehmer, vorn rechts die Stabbauform,<br />

wie sie bei Britas zum Einsatz kommt<br />

https://bit.ly/Bandschmelzefilter<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 25


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

MUT ZUR CLOUD<br />

ERÖFFNET NEUE WEGE<br />

Die Automatisierung spielt eine entscheidende<br />

Rolle, wenn es darum geht, wie sich<br />

Unternehmen zukunftsfähig aufstellen.<br />

Aber vor welchen Herausforderungen<br />

stehen Maschinenbauer und produzierende<br />

Unternehmen konkret? Und an welchen Stellen<br />

werden intelligente Automatisierungs- und<br />

Cloudlösungen bereits heute in der Praxis<br />

eingesetzt?<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Kein anderes Thema gilt so sehr als Indikator für die Zukunftsfähigkeit<br />

der deutschen Industrie wie der Automatisierungsgrad<br />

und die Roboterdichte in den hiesigen<br />

Betrieben. Und die kann sich sehen lassen: Laut der International<br />

Federation of Robotics stellt Deutschland den fünftgrößten<br />

Absatzmarkt für Roboter dar. Noch sind es vor allem die<br />

großen Industriebetriebe mit hohem Produktionsvolumen, die<br />

auf automatisierte Abläufe angewiesen sind. Doch es zeichnet<br />

sich bereits ab, dass auch kleine und mittlere Unternehmen<br />

(KMU) mit kleineren Stückzahlen nachziehen werden. <strong>Der</strong><br />

Grund: Produzierende Unternehmen stehen in den kommenden<br />

Jahren vor zahlreichen Herausforderungen, die es erforderlich<br />

machen, Arbeitsprozesse grundlegend zu verändern.<br />

FEHLENDE FACHKRÄFTE<br />

<strong>Der</strong> Mangel an qualifizierten Arbeitskräften betrifft laut Bundesministerium<br />

für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) derzeit<br />

Bastian Weimer, Sales Director Strategic Accounts Euro Central<br />

– 3DExperience Works – Solidworks bei Dassault Systèmes<br />

knapp 43 Prozent aller Berufsgattungen in Deutschland. Auch<br />

die MINT-Bereiche (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft<br />

und Technik) stehen unter Druck, offene Stellen mit geeignetem<br />

Fachpersonal zu besetzen. Die Gründe für die sich zuspitzende<br />

Lage sind vielseitig. Eine Hauptursache ist der demographische<br />

Wandel. Durch die alternde Bevölkerung wird erwartet, dass sich<br />

die Zahl der Erwerbstätigen – im Alter zwischen 20 und 65 Jahren –<br />

bis zum Jahr 2060 um ein Drittel reduziert, sofern diese nicht<br />

durch Einwanderung ausgeglichen wird. Verstärkt wird diese<br />

Lücke durch eine Veränderung in der Berufsausbildung und einem<br />

Trend hin zur Akademisierung. So liegt der Anteil der Studienberechtigten<br />

bei etwa 45 Prozent. An jungen Facharbeiterinnen und<br />

Facharbeitern fehlt es hingegen.<br />

HYBRIDE ARBEITSPLÄTZE<br />

ALS ZUKUNFTSMODELL<br />

Um den Produktionsstandort Deutschland langfristig attraktiv zu<br />

machen, müssen Wege aus dem Fachkräftedilemma gefunden<br />

werden. Einen Lösungsansatz stellt die Automatisierung von<br />

Produktions- und Fertigungsaufgaben dar. Schon heute übernehmen<br />

Roboter und Maschinen einzelne Arbeitsschritte in<br />

Fertigungslinien. Dazu gehören unter anderem körperlich an-<br />

26 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

strengende Aufgaben wie Heben und Transportieren, monotone<br />

und repetitive Aufgaben wie das Einlegen von Teilen sowie gefährliche<br />

Tätigkeiten nah an der Maschine oder im Umgang mit<br />

Chemikalien. Das führt dazu, dass unliebsame Aufgaben für die<br />

Mitarbeitenden entfallen, das Produktionsvolumen gesteigert<br />

und die Arbeitssicherheit erhöht wird. Auf dieser Basis entstehen<br />

DIE CLOUDBASIERTE<br />

PLATTFORMLÖSUNG<br />

GEWÄHRLEISTET EINE DURCH-<br />

GÄNGIGE DATENINTEGRITÄT<br />

hybride Arbeitsplätze, an denen Mensch und Maschine Hand in<br />

Hand zusammenarbeiten. Dadurch können Unternehmen<br />

Schichtmodelle optimieren, Produktionsschwankungen ausgleichen<br />

und Krankheitsfälle kompensieren.<br />

Damit insbesondere kleinere Unternehmen ohne großes Team<br />

nicht gleichzeitig von anderer Seite vom Arbeitskräftemangel bei<br />

Integratoren abhängig sind, sollten sie einfache Automatisierungsaufgaben<br />

selbst vornehmen können. Dazu zählen bei-<br />

spielsweise die Wartung, Bedienung, Instandhaltung oder Produktautomatisierung.<br />

Gelingen kann dies beispielsweise mit<br />

einem modularen Baukastensystem von Ecosphere. <strong>Der</strong> Automatisierungsspezialist<br />

stellt standardisierte Tools zur Verfügung,<br />

die gleichzeitig die notwendige Flexibilität bieten, um diese auf<br />

individuelle Automatisierungsaufgaben zuzuschneiden.<br />

REALISIERUNG KOMPLEXER<br />

ROBOTIKAUFGABEN<br />

Eine weitere Herausforderung für produzierende Unternehmen<br />

stellt die digitale Transformation dar. Einerseits ist die zunehmende<br />

Digitalisierung von Arbeitsabläufen essenziell, um die<br />

Zukunftsfähigkeit des eigenen Geschäftsmodells zu sichern und<br />

im internationalen Wettbewerb mitzuhalten. Andererseits sorgt<br />

dies auch für eine zunehmende Komplexität. Unterstützen können<br />

hier Cloudlösungen und Künstliche Intelligenz.<br />

Ein Beispiel hierfür ist die Robotersimulation bei Ecosphere.<br />

Durch die ganzheitliche virtuelle Nachbildung von Robotersystemen<br />

und Maschinen auf der 3DExperience-Plattform von Dassault<br />

Systèmes können deutlich mehr Aspekte auf dem Weg vom erdachten<br />

zum realen Modell berücksichtigt werden. Insbesondere<br />

im Bereich der Validierung, einer der schwierigsten Aufgaben in<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 27


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

<strong>01</strong> <strong>02</strong><br />

<strong>01</strong> Hybride Arbeitsplätze: Hier arbeiten Mensch<br />

und Maschine Hand in Hand<br />

<strong>02</strong> An Fertigungslinien übernehmen Roboter und<br />

Maschinen vor allem körperlich anstrengende,<br />

monotone oder gefährliche Aufgaben<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

der Robotik, können so immense Fortschritte erzielt werden, da<br />

Annahmen im Entwicklungsprozess direkt umfassend geprüft<br />

werden. Durch die Arbeit auf der Plattform ist zudem die Durchgängigkeit<br />

der Daten gewährleistet. So lassen sich Konstruktionsdaten,<br />

zum Beispiel aus Solidworks, in die Simulation überführen.<br />

Dort kann anschließend ausgiebig virtuell getestet werden, ob der<br />

Roboter auf engem Raum mit anderen Bauteilen und Maschinen<br />

kollidieren würde, ob Bewegungen effizient sind oder weitere<br />

Optimierungen vorgenommen werden sollten. Noch wird die<br />

Robotersimulation vor allem für Großkunden aus der Automobilund<br />

Luftfahrtindustrie umgesetzt, die das entsprechende Knowhow<br />

und die nötigen finanziellen Ressourcen haben. Doch auch<br />

das Potenzial für kleinere Unternehmen ist groß.<br />

CLOUDBASIERTE PLATTFORMLÖSUNGEN<br />

Durch die zunehmende globale Vernetzung – Stichwort Lieferketten<br />

– sowie die Vernetzung über verschiedene Abteilungen innerhalb<br />

eines Betriebes hinweg ist ein Umdenken hinsichtlich<br />

bestehender Prozesse erforderlich. Cloudbasierte Plattformlösungen,<br />

die ein hohes Maß an Datendurchgängigkeit und Skalierbarkeit<br />

aufweisen, schaffen hier Abhilfe. Dadurch lassen sich<br />

neue Geschäftsmodelle wirtschaftlich realisieren. Ein Beispiel ist<br />

Robot-as-a-Service (RaaS). RaaS bietet Unternehmen die Möglichkeit<br />

einen Roboter temporär zu mieten, statt dauerhaft zu<br />

kaufen. Das kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn ein<br />

Produkt nur für eine kurze, saisonal-bedingte Laufzeit hergestellt<br />

werden soll. Bislang sind Entscheider in dieser Hinsicht zurückhaltend,<br />

da sich RaaS-Modelle aufgrund der Komplexität jedes<br />

einzelnen Roboters derzeit noch nicht flächendeckend finanziell<br />

rechnen. Durch Datenplattformen ändert sich dies jedoch, da<br />

Anbieter auf vorhandenes Wissen zugreifen können und so die<br />

Konstruktions- und Entwicklungszeiten deutlich verkürzen.<br />

HERAUSFORDERUNGEN<br />

ERFOLGREICH MEISTERN<br />

Produzierende Unternehmen stehen derzeit vor großen Herausforderungen:<br />

ein sich zuspitzender Fachkräftemangel, hoher<br />

Digitalisierungsdruck sowie eine immer stärkere Vernetzung der<br />

Unternehmen. Zuletzt rückten auch Nachhaltigkeitsvorgaben<br />

durch Gesetze oder Kundenanforderungen immer stärker in den<br />

Fokus. Entscheidungsträger sind deswegen gefragt Strategien zu<br />

entwickeln, die langfristig wirtschaftlichen Erfolg mit klima- und<br />

ressourcenschonendem Handeln verbinden. In allen Bereichen<br />

gilt: Es braucht innovative Lösungen, die langfristig bestehen<br />

können. Die Automatisierung im Zusammenspiel mit Cloudlösungen<br />

spielt dabei bereits heute eine zentrale Rolle – und wird<br />

in Zukunft nicht mehr wegzudenken sein.<br />

Bilder: Aufmacher www.istockphoto.com – greenbutterfly, sonstige Ecosphere<br />

www.3ds.com/de<br />

www.ecosphere-automation.de<br />

28 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


KOSTENFREIES SOFTWAREPAKET FÜR VEREINFACHTE FELDGERÄTE-BEDIENUNG<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Einfachheit ist für Vega eine Grundvoraussetzung bei der Entwicklung zuverlässiger<br />

Sensoren für Füllstand, Grenzstand und Druck. Gleiches gilt für die Bedienung der<br />

Feldgeräte des Messtechnikherstellers. Seit Monaten baut Vega die Palette hilfreicher<br />

Bedientools kontinuierlich aus. So ist der Kundenservice bequem von dort erreichbar,<br />

wo der Anwender mit dem Gerät arbeitet – über die Vega Tools-App oder in der<br />

Bediensoftware Vega DTM Collection nur einen Klick entfernt. Auch die Funktion<br />

Backup & Restore, die eine Sicherung aller parametrierten Gerätedaten ermöglicht,<br />

ist verfügbar. Mit dem Vega Dataviewer, einem Berechnungsassistenten für Behälterformen<br />

und der Gerätedokumentation sind jetzt weitere Features hinzugekommen.<br />

Gleichzeitig avanciert die ehemals kostenpflichtige Vollversion des windowsbasierten Softwarepakets zum kostenlosen Standard<br />

für alle: „Wir wollen unseren Kunden all das zur Verfügung stellen, was sie für die schnelle und einfache Inbetriebnahme, Diagnose<br />

und Wartung ihrer Geräte benötigen“, so Produktmanager Ralf Höll. Abgerundet wird das Angebot durch Myvega als zentrale<br />

Schnittstelle sämtlicher Bedientools. Dort lassen sich alle Daten zur Parametrierung oder Diagnose, Backups, Zugangscodes sowie<br />

Test- und Prüfdokumente speichern und verwalten.<br />

www.vega.com<br />

KOSTENLOSE IIOT-SOFTWARE<br />

<strong>Der</strong> erste Schritt bei IIoT-Projekten ist in der Regel die digitale<br />

Anbindung und anschließende Konfiguration der Geräte.<br />

Ifm bietet dafür IO-Link-Geräte und die Software Moneo<br />

Configure. Mit dem kostenlos auf der ifm-Homepage erhältlichen<br />

Programm lassen sich IO-Link-Devices sowie IO-Link-<br />

Master-Module von ifm und anderen Herstellern mit wenigen<br />

Klicks parametrieren. Möglich wird dies per Online-Suche über<br />

die integrierte Verbindung zur IODD-Datenbank. Eine Scan-<br />

Funktion erlaubt die<br />

schnelle Erfassung<br />

und Darstellung von<br />

komplexen IO-Link-<br />

Netzwerken mit<br />

zahlreichen Mastern<br />

und Geräten. <strong>Der</strong><br />

Anwender kann mit<br />

Moneo Configure die<br />

Sensorik ohne die Beteiligung einer übergeordneten Steuerung<br />

parametrieren und überwachen. Beim Einrichten und<br />

der Fehleranalyse lassen sich zwei Prozessdaten übersichtlich<br />

visualisieren. <strong>Der</strong> Anwender kann sofort erkennen, wie sich<br />

die Änderung der Parametrierung auf die Daten auswirkt.<br />

Bereits erstellte Parameterdatensätze kann er innerhalb der<br />

Software komfortabel mit Import- und Export-Funktionen<br />

verwalten. Sollte ein Sensor getauscht werden müssen, lässt<br />

sich die Parametrierung mit wenigen Klicks einfach wieder<br />

auf den neuen Sensor übertragen.<br />

www.ifm.com<br />

FÜR MEHR PLATZ IM SCHALTSCHRANK<br />

Die All-in-one-Lösung für<br />

Spannungsversorgung,<br />

Überstromschutz und<br />

Stromverteilung von<br />

E-T-A Elektrotechnische<br />

Apparate aus Altdorf bei<br />

Nürnberg bietet zahlreiche<br />

Vorteile: Neben der<br />

einfachen Montage und der innovativen Anschlusstechnik<br />

spart das REX-System bis zu 60 Prozent des Platzbedarfs im<br />

Schaltschrank ein. Das Herzstück des Systems sind die Schaltnetzteile<br />

der Power4 REX-Reihe, die bereits bis zu 35 Prozent<br />

weniger Platz einnehmen als vergleichbare Produkte. Diese<br />

versorgen den Controlplex-Buscontroller und die unterschiedlichen<br />

ein- und zweikanaligen elektronischen Sicherungsautomaten<br />

mit Spannung. Die Potenzialmodule zur Stromverteilung<br />

komplettieren das System. Die All-in-one-Lösung<br />

von E-T-A ist modular aufgebaut und umfasst Spannungsversorgung,<br />

Überstromschutz und Stromverteilung. Die<br />

verschiedenen Komponenten sind einfach zu montieren und<br />

zu warten. Die Module lassen sich dank der patentierten<br />

Verbindungstechnik mit einem einfachen Klick verbinden.<br />

Dank Condition Monitoring verarbeitet das System zudem<br />

die Prozess- und Maschinendaten in Echtzeit und nutzt sie<br />

für die vorausschauende Instandhaltung. Das System verfügt<br />

über eine eindeutige Fehlererkennung, hohe Transparenz<br />

und bietet zudem die Möglichkeit zur Ferndiagnose.<br />

www.e-t-a.de<br />

IIOT-DEMONSTRATOR<br />

Schmersal demonstriert, wie sich das industrielle Internet der Dinge (IIoT) auf der<br />

Feldebene beispielhaft umsetzen lässt. Die Komponenten und Systeme des Unternehmens<br />

ermöglichen eine umfassende Maschinenkommunikation sowie die ganzheitliche<br />

Vernetzung von der Feldebene bis in die Cloud. Wie das geht, verdeutlicht ein IIoT-<br />

Demonstrator. Er besteht aus einem Förderband, über dem zwei kompakte 3D-ToF-Kameras<br />

installiert sind. <strong>Der</strong> Demonstrator zeigt beispielhaft die Möglichkeit, die von den<br />

Kameras, der Sicherheitssteuerung Protect-PSC1 sowie einer SPS erfassten Daten<br />

und Informationen über OPC UA an ein Edge Gateway und bei Bedarf an eine Cloud-<br />

Infrastruktur weiterzuleiten. Integraler Bestandteil des IIoT-Demonstrators ist die 3D-Kamera AM-T100. Ihr integrierter Sony<br />

Depthsense Sensor nutzt die Time-of-Flight-(ToF)-Technologie, das heißt, die Laufzeitmessung von ausgesendeten Lichtimpulsen<br />

im Infrarotbereich (850 nm), die von den zu erfassenden Objekten reflektiert werden. Auf diese Weise entsteht mit hoher<br />

Geschwindigkeit ein millimetergenaues 3D-Abbild der Szene, das als Punktewolke vorliegt.<br />

www.schmersal.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 29


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

HOCHLEISTUNGSPOLYMERE SICHERN<br />

REINRAUMPROZESSE<br />

<strong>01</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ob Herstellung von Arzneimitteln, LEDs, Mikrochips oder Halbleitern:<br />

Partikelfreiheit ist in diesen Bereichen ein absolutes Muss. Denn kleinste Partikel, die<br />

sich von Maschinen lösen und in die Umgebungsluft gelangen wirken sich prozessund<br />

produktschädigend aus. Folglich sind Reinräume hier nicht mehr wegzudenken.<br />

Entsprechend gefragt sind Maschinenkomponenten, die keinerlei Abrieb erzeugen.<br />

Die passende Lösung bieten schmierfreie und verschleißfeste Motion Plastics.<br />

Partikelfreiheit und wenig Platz zeichnen Reinräume<br />

weltweit aus. Aus diesem Grund entwickelt Igus für sensible<br />

Anwendungsbereiche spezielle, für Reinraum-Anwendungen<br />

zugelassene und kompakte Komponenten<br />

aus Hochleistungspolymeren. Von Drehkranzlagern über Linearführungen<br />

bis hin zu ganzen Energiekettensystemen. Die Igus<br />

Motion Plastics sind aufgrund der verwendeten Kunststoffe<br />

besonders leicht, geräusch- und vibrationsarm, korrosionsbeständig,<br />

wartungsarm und schmierfrei. Da in die Polymere<br />

Festschmierstoffe integriert sind, werden keinerlei externe<br />

Schmiermittel benötigt, was auch einen Einsatz in besonders hygienesensiblen<br />

Bereichen ermöglicht. Darüber hinaus sind die<br />

Hochleistungskunststoffe tribologisch – sprich auf Reibung und<br />

Verschleiß – optimiert und erreichen dadurch eine besonders<br />

lange Lebensdauer.<br />

Kira Weller, Produktmanagerin E-ketten bei der Igus GmbH in Köln<br />

TESTS IM EIGENEN REINRAUMLABOR<br />

Die Qualitätsanforderungen im Reinraum steigen stetig – sowohl<br />

seitens der Kunden als auch seitens der Prüfnormen. Um den<br />

Igus-Produkten die bestmögliche Eignung im Reinraum zu attestieren,<br />

werden diese vorab ausgiebigen Tests unterzogen. Bereits<br />

seit 1997 kooperiert Igus bei Neuentwicklungen von Reinraumprodukten<br />

mit dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik<br />

und Automatisierung (IPA), wo zum Beispiel Igus-Energieketten<br />

in genormten Bewegungsabläufen untersucht werden. So kann<br />

eine klare Aussage zur Reinheitsklasse gegeben werden. Um<br />

neue reinraumtaugliche Produkte noch schneller entwickeln zu<br />

können, hat das Fraunhofer IPA als Entwicklungs- und Zertifizierungspartner<br />

im Auftrag von Igus ein maßgeschneidertes Reinraumlabor<br />

mit einem Reinraumsystem der ISO-Klasse 1 gemäß<br />

ISO 14644-1 in Köln konzipiert und realisiert. Mithilfe des eigenen<br />

Labors lassen sich nicht nur Neuentwicklungen innerhalb<br />

kürzester Zeit unter realen Bedingungen durchführen, sondern<br />

auch Langzeit- und kundenspezifische Tests. Dabei gelten höchs-<br />

30 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

<strong>01</strong> Um die Reinraumtauglichkeit der Produkte zu gewährleisten,<br />

werden diese nicht nur Tests durch das Fraunhofer IPA Institut<br />

unterzogen, sondern auch im Igus-Reinraumlabor geprüft<br />

<strong>02</strong><br />

<strong>02</strong> Die E-skin Flat-Leitungsführung überzeugt mit der höchsten<br />

Reinraumklasse – selbst nach 1,5 Jahren Dauereinsatz mit<br />

60 Millionen Doppelhüben<br />

03 <strong>Der</strong> i.Cee EC.S-Ultraschallsensor wurde speziell für die E-skin<br />

Flat entwickelt und ermöglicht eine Zustands überwachung sowie<br />

vorausschauende Wartung im Reinraum bis ISO Klasse 1<br />

te Hygienevorschriften. In der Laborhauptkammer befinden sich<br />

drei Laminar-Flow-Boxen, die mit Hochleistungsfiltern ausgestattet<br />

sind und Tests in unkontaminierter Luft ermöglichen. Für<br />

größere Testaufbauten lassen sich Boxen miteinander verbinden.<br />

Igus testet hier unter anderem ihr Sortiment an reinraumtauglichen<br />

Energieketten, die in bewegten Produktionsanlagen für eine<br />

sichere Führung der Strom- und Datenkabel sorgen.<br />

FLEXIBLE UND FLACHE ENERGIEKETTE<br />

Eine besonders beliebte Lösung ist die E-skin Flat: eine flache<br />

und modulare Energiekette aus abrieboptimiertem Hochleistungskunststoff,<br />

die Platz für eine oder mehrere Leitungen bietet.<br />

Sie ist frei konfigurierbar und kann aus bis zu sechs Lagen mit je<br />

sechs Kammern bestehen. Bei einem zum Beispiel dreilagigen<br />

Aufbau sichern Stützketten in der untersten Lage die Stabilität<br />

der Kette. Durch das modulare und zu öffnende System lassen<br />

sich Leitungen schnell einlegen und im Wartungsfall austauschen.<br />

Kommt es zu einem Defekt, braucht der Anwender nur<br />

dieses Modul auswechseln. Zudem erlaubt die Modulsteckweise,<br />

die E-kette bei Bedarf um weitere E-skin Flat „single pods“ beziehungsweise<br />

Einzelkammern zu erweitern. Das Kabelführungssystem<br />

wächst so mit den Anforderungen und bietet eine sichere<br />

Leitungsführung auf kompaktem Bauraum.<br />

Tests des IPA Fraunhofer Instituts haben gezeigt, dass die<br />

E-skin Flat der höchsten Reinraumklasse entspricht. Das bedeutet,<br />

dass sich im laufenden Betrieb der E-kette in einem Kubikmeter<br />

Umgebungsluft höchstens zehn Partikel der Größe von<br />

0,1 µm und höchstens zwei Partikel der Größe von 0,2 µm befinden.<br />

Zum Vergleich: In einem Kubikmeter Luft neben einem Raucher<br />

befinden sich bis zu 100.000.000 Partikel, die größer als<br />

0,5 µm sind. Speziell für den Einsatz in der E-skin Flat hat Igus die<br />

CFClean-Leitungsserie entwickelt. Die Leitungsadern können<br />

Energie, Motorsteuerungs-, Bus- und Ethernetsignale übertragen.<br />

So erhält der Anwender auf Wunsch ein direkt anschlussfertiges<br />

und UL listed Komplettsystem für seinen Reinraum.<br />

HÖCHSTE REINRAUMKLASSE BESTÄTIGT<br />

Unklar war jedoch noch, wie stark der Partikelabrieb der Hochleistungskunststoffe<br />

nach langem und intensivem Einsatz ist. Um<br />

eine Antwort zu finden, hat Igus einen Branchentest gestartet.<br />

<strong>Der</strong> erste Teil des Tests fand im Igus-Labor in einer Umgebung<br />

mit normaler Staub- und Schmutzbelastung statt. Dort lief die E-<br />

skin Flat rund anderthalb Jahre lang und führte in dieser Zeit<br />

60 Millionen Doppelhübe aus. Teil zwei des Versuchs fand im gemeinsam<br />

mit dem Fraunhofer IPA entwickelten Reinraumlabor<br />

statt. In den Laminar-Flow-Boxen mit Hochleistungsfiltern bewegte<br />

sich die E-kette 100 Minuten lang. Sensoren detektierten<br />

dabei die Partikelkonzentration in der Umgebungsluft. Selbst<br />

nach 60 Millionen Doppelhüben erreichte die E-skin Flat immer<br />

noch die höchste Reinraumklasse. Eine Erkenntnis, die Betreibern<br />

von Reinraumproduktionen zusätzliche Sicherheit bietet.<br />

INTELLIGENTE SENSORIK FÜR<br />

MAXIMALE LEBENSDAUER<br />

Hohe Anforderungen an die Prozesssicherheit und Hygiene führen<br />

dazu, dass immer mehr Produkte unter Reinraumbedingungen<br />

produziert werden. Daher gilt es, die eingesetzten Maschinen<br />

und Produktionsabläufe kontinuierlich zu optimieren.<br />

Denn ungeplante Stillstandzeiten kosten wertvolle Zeit und<br />

Geld. Um Anlagenausfälle von vornherein zu vermeiden und Instandhaltungskosten<br />

zu reduzieren, bietet Igus eine passende<br />

Lösung: die Smart Plastics.<br />

Mit intelligenter Sensorik ausgestattete Energiekettensysteme,<br />

Leitungen, und Gleitlager ermöglichen eine Echtzeit-Zustandsüberwachung<br />

(i.Sense) und vorausschauende Wartung (i.Cee).<br />

Speziell für die E-skin Flat bietet Igus i.Cee EC.S – einen Ultraschallsensor,<br />

der unterhalb der Kette montiert wird und berührungslos<br />

den Zustand der E-skin Flat misst.<br />

Auch i.Cee EC.S wurde im Igus Reinraumlabor ausgiebig getestet<br />

und eignet sich für Reinräume bis zur Luftreinheitsklasse 1 gemäß<br />

ISO 14644-1. Sobald sich ein kritischer Zustand des Energieführungssystems<br />

feststellen lässt, werden Wartungsempfehlungen<br />

ausgegeben. Die Zustandsinformationen aus dem Reinraum<br />

werden in Echtzeit dem Anwender überall dort zur Verfügung gestellt,<br />

wo sie benötigt werden. Anwender können den Sensor per<br />

i.Cee-Modul auch ganz einfach an übergreifende IoT-Netzwerke<br />

anschließen und so in ein vorausschauendes Wartungskonzept<br />

einbinden. Die smarte Sensorik von Igus ermöglicht Unternehmen,<br />

die Produktlebensdauer maximal auszureizen und einen<br />

unnötig frühen Austausch zu vermeiden. Gleichzeitig sinken die<br />

Instandhaltungskosten und das Risiko eines Ausfalls, während<br />

die Gesamtanlageneffektivität im Reinraum erhöht wird.<br />

Bilder: Igus<br />

www.igus.de<br />

DIE LANGLEBIGEN KUNSTSTOFF-<br />

KOMPONENTEN SIND<br />

REINRAUMZERTIFIZIERT<br />

BIS ISO KLASSE 1<br />

03<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 31


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

NEUES<br />

FORSCHUNGSPROJEKT<br />

Am Kunststoff-Zentrum SKZ ist gemeinsam<br />

mit Süd-West-Chemie und Baumgarten<br />

Automotive Technics ein Kooperationsprojekt<br />

gestartet, dass die Entwicklung biobasierter<br />

Harze zum Inhalt hat. Diese Duroplaste<br />

sollen künftig in technisch anspruchsvollen<br />

Produkten Anwendung finden. Dabei ist auch<br />

die Prüfung der Wirtschaftlichkeit Teil<br />

der Untersuchungen.<br />

Die globale Erderwärmung und der damit einhergehende<br />

Klimawandel fordern zum Umdenken und einem gewissenhafteren<br />

Handeln mit den zur Verfügung stehenden<br />

fossilen Ressourcen auf. Bei der Bewältigung dieser<br />

Herausforderungen nimmt die Kunststoffbranche mit der Entwicklung<br />

von Kunststoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe<br />

eine wichtige Rolle ein. Das Hauptaugenmerk bei der Entwicklung<br />

von Biokunststoffen lag bisher verstärkt auf thermoplastischen<br />

Materialien – ein Umstand, der sich nun ändern soll.<br />

FÖRDERUNG DURCH DAS BMEL<br />

Die Unternehmen Süd-West-Chemie und Baumgarten Automotive<br />

Technics entwickeln gemeinsam mit dem Kunststoff-Zentrum<br />

SKZ rieselfähige Duroplast-Formmassen auf Basis nachwachsender<br />

Rohstoffe, die im Spritzgießverfahren verarbeitet<br />

werden können. Das über drei Jahre laufende Kooperationsprojekt<br />

wird im Rahmen des Förderprogramms „Nachwachsende<br />

Rohstoffe“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft<br />

(BMEL) gefördert.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DUROPLASTISCHE FORMMASSEN<br />

Rotorblätter, Pulverlack aber auch Bodenbeläge haben<br />

eines gemeinsam – sie werden mithilfe von Duroplasten<br />

hergestellt. Duroplaste werden häufig als Klebstoff,<br />

Matrix von Faserverbundwerkstoffen, Vergussmasse<br />

und Beschichtung in vielen Industriebereichen, wie<br />

in der Automobilindustrie, Medizintechnik sowie Luftund<br />

Raumfahrt, eingesetzt. Diese äußerst vielfältige<br />

Materialklasse zeichnet sich durch eine hervorragende<br />

Verarbeitbarkeit, hohe Temperatur- und chemische<br />

Beständigkeit, geringe Kriechneigung und sehr gute<br />

mechanische Eigenschaften aus. Das weite Einsatzspektrum<br />

von Duroplasten wird durch die große<br />

Vielfalt und Modifikationsmöglichkeiten der Harze<br />

erreicht. Am SKZ werden Harzsysteme formuliert und<br />

maßgeschneidert modifiziert, um die vielfältigen<br />

Anwendungsanforderungen erfüllen zu können.<br />

Erfahrung des SKZ im Bereich Duroplaste:<br />

n Polyester-, Acrylat-, Epoxid-, Polyurethan-,<br />

Phenol- und Silikonharze<br />

n 1K thermisch latente Systeme<br />

n 2K-Systeme<br />

n UV-härtende Systeme<br />

n Einarbeitung von Füllstoffen und Additiven<br />

(Harzmodifizierung)<br />

n Nano-Composite<br />

ZWEI OPTIMIERUNGSSTRATEGIEN<br />

Im Projekt werden bei der Entwicklung der biobasierten Formmassen<br />

zwei Optimierungsstrategien verfolgt. Erstens die Entwicklung<br />

von Formmassen, die einen Bioanteil von mindestens<br />

95 Prozent haben, und zweitens die Entwicklung von Formmassen<br />

mit möglichst hohem biobasiertem Anteil (> 70 Prozent)<br />

und optimiertem Eigenschaftsprofil. Die neu entwickelten biobasierten<br />

Formmassen sollen in technisch anspruchsvollen Anwendungen<br />

eingesetzt werden und stehen somit in Konkurrenz<br />

zu petrochemisch-basierten Duroplast-Formmassen sowie<br />

technischen Thermoplasten. Die mechanischen Eigenschaften<br />

und die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit der entwickelten<br />

biobasierten Formmassen werden abschließend bewertet.<br />

AUSBAU DER BIOÖKONOMIE<br />

IN DEUTSCHLAND<br />

Das SKZ ist für die Synthese und Optimierung der biobasierten<br />

Harzsysteme sowie die Rezepturentwicklung und Compoundierung<br />

der Formmassen zuständig. Süd-West-Chemie entwickelt<br />

einen Scale-up-Prozess, während Baumgarten Automotive<br />

Technics einen Spritzgießprozess für die biobasierten Duroplast-Formmasse<br />

entwickelt und Demonstratorbauteile herstellt.<br />

Die Ergebnisse des Projektes bieten die Möglichkeit,<br />

petrochemisch basierte Duromere durch biobasierte Duroplaste<br />

zu ersetzen und tragen zum Ausbau der Bioökonomie beziehungsweise<br />

biobasierten Wirtschaft in Deutschland bei.<br />

Bilder: SKZ<br />

www.skz.de<br />

32 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />

SPANNTECHNIK FÜR VEREINFACHTE DREH- UND FRÄSPROZESSE<br />

Mehr Flexibilität in der spangebenden Fertigung und deutlich reduzierte Rüstzeiten – unter<br />

diesen Prämissen stellt Ringspann das neue Spannhülsen-Spannfutter HSFS 110 vor. Da das<br />

Spannsystem ohne Plananzug auskommt, eignet es sich für die Bearbeitung von Stangenmaterial<br />

und Materialabschnitten in der ersten oder von Werkstücken ab der zweiten<br />

Aufspannung. Die Konstruktion ermöglicht einen einfachen und schnellen Austausch der<br />

Spannhülsen. Mit seinem ausführbaren Spanndurchmesserbereich von 22 bis 80 mm<br />

präsentiert sich HSFS 110 zudem als vielseitiges Spannzeug. Zusätzliche Flexibilität verschafft<br />

es dem Nutzer, da eine Änderung des Spanndurchmessers bis 1,5 mm realisierbar ist. „Das<br />

bedeutet in der Praxis, dass unser HSFS 110 große Werkstücktoleranzen und Einführspiele<br />

zulässt. Es eignet sich daher auch für die automatisierte Beladung“, so Produktmanager Christoph Schulz. Das Spannsystem<br />

besteht aus einem Basisfutter, einer Spannhülse sowie einem Zugrohradapter und einem Adapterflansch. Serienmäßig bietet<br />

Ringspann 28 verschiedene Spannhülsen für ebenso viele Durchmesser von Stangen (nach EN 1<strong>02</strong>78) oder zylindrischen Werkstücken.<br />

<strong>Der</strong> Wechsel der Spannhülse ist mit wenigen Handgriffen erledigt, Sonderwerkzeuge sind nicht erforderlich, ein<br />

Inbusschlüssel reicht aus.<br />

www.ringspann.de<br />

KUNSTHARZ VERSCHWENDUNGSFREI<br />

AB- UND UMFÜLLEN<br />

Überall wo hoch- und niedrigviskose Kunstharz-<br />

Komponenten in Deckelfässer ab- und umgefüllt<br />

werden müssen, sorgt die neue Vakuumstation<br />

von Tartler für mehr Nachhaltigkeit. Ausgestattet<br />

mit kundenspezifischer Peripherie lässt sich die<br />

Vakuumstation Tava F perfekt in bestehende<br />

Produktionsumgebungen integrieren. Sie gehört<br />

zum breit gefächerten Anlagen-Portfolio des<br />

deutschen Unternehmens Tartler und wird von<br />

zahlreichen Kunstharz-Verarbeitern inzwischen<br />

bei der Realisierung ressourcenschonender Zero-<br />

Waste-Konzepte bei der Ab- und Umfüllung von<br />

fließfähigen und pastösen Kunstharz-Komponenten<br />

eingesetzt. Sowohl Materialhersteller als auch die<br />

Anwender moderner Dosier- und Mischanlagen<br />

haben mittlerweile erkannt, dass sie mit dieser<br />

Entgasungsstation ihren Kostenaufwand spürbar<br />

reduzieren, ihre Abfallmengen minimieren und ihre<br />

Prozesse nachhaltig verbessern können. Während<br />

die Tava F einen Materialhersteller in die Lage<br />

versetzt, seinen Kunden entgaste und von Feuchtigkeit<br />

befreite Kunstharz-Komponenten in optimal<br />

befüllten Gebinden bereitzustellen, profitieren die<br />

Verarbeiter von der dadurch möglichen Prozesssicherheit<br />

beim Dosieren und Mischen sowie von<br />

der Rückgewinnung und Aufbereitung ungemischter<br />

Restmengen aus der laufenden Produktion. Für<br />

Interessenten bietet Tartler auf seiner Website einen<br />

Kalkulator an. Wer hier fünf Mengenwerte aus seiner<br />

Produktion eingibt – zum Beispiel die Anzahl der<br />

Fasswechsel pro Monat oder das Volumen der<br />

Restmengen – erfährt sofort, wieviel Geld er spart<br />

und wie rasch sich seine Tava F amortisiert hat.<br />

www.tartler.com<br />

KLEMMVERBINDER AUS KUNSTSTOFF<br />

Klemmverbinder sind universell<br />

nutzbare Verbindungselemente<br />

für rohrbasierte Konstruktionen.<br />

Bei Inocon finden sich ab sofort<br />

Klemmverbinder unterschiedlichster<br />

Konfiguration aus glasfaserverstärktem<br />

Polyamid. Die bis<br />

100 °C temperaturbeständigen<br />

Verbinder sind dort angebracht,<br />

wo es um Korrosionsbeständigkeit<br />

geht, wo Gewicht gespart werden<br />

soll oder es auf die visuelle Wirkung<br />

ankommt. Gemein ist allen Varianten die Maßhaltigkeit und<br />

die Hochwertigkeit – so verstehen sich die Kunststoff-Varianten<br />

keinesfalls als billige Alternativen, sondern als High-End-Lösungen<br />

mit definierten Belastungswerten. Abhängig vom Anzugsdrehmoment<br />

der Verschraubungen listet Inocon die axiale Auszugskraft,<br />

das radiale Torsionsmoment sowie das Drehmoment bei<br />

vorhandener Gelenkachse auf. Die Verbinder sind so konstruiert,<br />

dass sie handelsübliche Konstruktionsrohre vollflächig umfassen<br />

und so kraftschlüssig klemmen. Fixiert werden die Rohre mittels<br />

Zylinderschrauben und Muttern aus Edelstahl oder per Klemmhebel<br />

(HSK.P). Diese sind speziell auf den Kunststoff abgestimmt<br />

und vor allem dann sinnvoll, wenn die Rohrkonstrukte häufig<br />

oder werkzeuglos umzubauen sind.<br />

www.inocon.de<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 33<br />

LIMBACH.indd 1 22.11.2<strong>01</strong>7 08:28:39


SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

ALTERNATIVE FÜR DEN 3D-DRUCK<br />

VON KUNSTSTOFFTEILEN<br />

Bei der industriellen Nutzung der additiven Fertigung auf der Grundlage des SLSoder<br />

MJF-Verfahrens kommen hauptsächlich Polyamid-Kunststoffe zum Einsatz.<br />

Dabei stellt der technische Kunststoff PA12 den weit verbreiteten Standard dar.<br />

Das neue biobasierte Material PA11 zeigt großes Potenzial, das aus Erdöl<br />

produzierte PA12 als neuen Standard abzulösen. Die Materialherstellung ohne<br />

Erdöl sowie bessere mechanische Eigenschaften erschließen eine Reihe neuer<br />

Anwendungsfelder und ermöglichen eine nachhaltigere Fertigung.<br />

SPECIAL<br />

Max Wissing, Technologiemanager Additive Fertigung,<br />

Protiq GmbH, Blomberg<br />

34 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

Beim Protiq-Marketplace handelt es sich um eine Online-<br />

Plattform für den industriellen 3D-Druck, auf der zahlreiche<br />

Dienstleister eine Bandbreite unterschiedlicher additiver<br />

Herstellungsprozesse und Materialien anbieten. <strong>Der</strong><br />

Online-Marktplatz legt seinen Fokus auf die Anforderungen der<br />

industriellen Kunden, die durch einen hohen Qualitätsanspruch<br />

und maximale Transparenz gekennzeichnet sind. Auf der Grundlage<br />

ihrer hochgeladenen 3D-Daten erhalten die Interessenten<br />

innerhalb von Minuten ein automatisiertes Angebot verschiedener<br />

Dienstleister und können dann direkt online bestellen. Als<br />

Tochtergesellschaft von Phoenix Contact ist die namensgebende<br />

Protiq GmbH ebenfalls mit einer eigenen Fertigung auf dem<br />

Marktplatz vertreten. Das Unternehmen konzentriert sich auf die<br />

pulverbettbasierten additiven Produktionsverfahren zur Herstellung<br />

von hochwertigen Bauteilen aus Kunststoff und Metall. Allgemein<br />

eignen sich entsprechend gefertigte Bauteile vor allem<br />

zur Nutzung bei einer hohen mechanischen Belastung, wobei<br />

gleichzeitig eine hohe Detailauflösung und Komplexität gefordert<br />

sind.<br />

FERTIGUNG VON HOCHKOMPLEXEN<br />

BAUTEILEN<br />

Bei den pulverbettbasierten Konzepten haben sich das Selektive<br />

Lasersintern (SLS) und das Multijet-Fusion-Verfahren (MJF) als<br />

industrieller Standard etabliert. Beide additiven Produktionsmethoden<br />

arbeiten mit feinem Kunststoffpulver, das lokal durch<br />

einen Laser oder eine starke Lichtquelle aufgeschmolzen wird.<br />

Innerhalb weniger Stunden entstehen so Schicht für Schicht<br />

dreidimensionale Bauteile. <strong>Der</strong> große Vorteil gegenüber anderen<br />

Fertigungsverfahren liegt darin, dass aufgrund des nicht aufgeschmolzenen<br />

umliegenden Pulvers keine Stützstrukturen<br />

während des Druckprozesses benötigt werden. Auf diese Weise<br />

lassen sich hochkomplexe Bauteile herstellen, die mit keinem<br />

anderen Produktionsverfahren möglich wären.<br />

Ferner können die zu fertigenden Bauteile in der Maschine ineinander<br />

verschachtelt und übereinander positioniert werden,<br />

was die Herstellung größerer Stückzahlen besonders produktiv<br />

und wirtschaftlich macht. Im SLS- und MJF-Verfahren wird der<br />

Kunststoff Polyamid 12 (PA12) in der Regel als Standardmaterial<br />

verwendet. Additiv produzierte Bauteile aus diesem Material finden<br />

sich in vielen technischen Bereichen, beispielsweise dem<br />

Maschinen- und Anlagenbau, im Bauwesen sowie bei Prototypen<br />

und Serienanwendungen.<br />

NACHHALTIGKEIT IN SÄMTLICHEN<br />

PROZESSSCHRITTEN<br />

Die Schonung von Ressourcen und der Schutz von<br />

Umwelt und Klima sind bei der Phoenix Contact<br />

Gruppe gelebtes Tun und Handeln und gehen weit<br />

über Einzelprojekte hinaus. Alle Unternehmen der<br />

Gruppe achten bei ihren Produkten und Lösungen auf<br />

Nachhaltigkeit in sämtlichen Prozessschritten – von<br />

der Entwicklung über die Produktion und Logistik bis<br />

zum Recycling. Die Ökobilanz der Produkte wird<br />

zukünftig im Product Environmental Footprint (PEF)<br />

ablesbar, den die Komponenten ab 2<strong>02</strong>3 ausweisen.<br />

Mit dem PEF schafft Phoenix Contact maximale<br />

Transparenz, zum Beispiel über die CO2-Emissionen<br />

eines Produkts im Verlauf seines gesamten Lebenszyklus.<br />

EINGESCHRÄNKTER EINSATZ VON PA12<br />

<strong>Der</strong> technische Kunststoff PA12 verfügt über eine hohe Festigkeit<br />

und Steifigkeit, allerdings lediglich über eine moderate Bruchdehnung<br />

und Zähigkeit. Aus diesem Grund können die Bauteile<br />

zwar hohe Kräfte aufnehmen, neigen aber bei schlagartigen Belastungen<br />

zu spröden Splitterbrüchen. Das schränkt den Einsatz<br />

von Bauteilen aus PA12 in sicherheitsrelevanten Bereichen ein.<br />

Darüber hinaus gewinnen die Themen Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung<br />

immer mehr an Bedeutung, speziell bei der<br />

Herstellung erdölbasierter Kunststoffe wie PA12. Zum einen ist<br />

der fossile Ausgangsstoff grundsätzlich als problematisch zu betrachten.<br />

Auf der anderen Seite fallen bei der additiven Ferti-<br />

<strong>01</strong> <strong>Der</strong> neue Kunststoff PA11 zeigt im Zugversuch ähnliche<br />

Festigkeiten wie das weit verbreitete PA12 – die deutlich höhere<br />

Bruchdehnung zeichnet PA11 allerdings als überlegenen Werkstoff aus<br />

<strong>02</strong> Die deutlich höhere Bruchdehnung von PA11 macht sich vor<br />

allem im Crashfall bemerkbar; durch die mehrfach höhere Kerbschlagzähigkeit<br />

bricht das Material nicht schlagartig und spröde, was den<br />

Einsatz in sicherheitsrelevanten Bereichen ermöglicht<br />

<strong>01</strong> <strong>02</strong><br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 35


SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

03 04<br />

SPECIAL<br />

03 + 04 Additiv hergestellte Bauteile aus PA11 zeigen<br />

deutlich isotropere Eigenschaften in Bezug auf die gewählte<br />

Aufbaurichtung im additiven Fertigungsprozess – hierdurch<br />

werden die Einsatzmöglichkeiten gegenüber PA12 erhöht<br />

gung von PA12 bis zu 50 Prozent des nicht aufgeschmolzenen<br />

Pulvers als sogenanntes Altpulver an, das sich nicht wiederverwenden<br />

lässt.<br />

Im Umfeld des industriellen 3D-Drucks wird diese Problematik<br />

sowohl von Material- und Anlagenherstellern als auch von<br />

verarbeitenden Unternehmen wahrgenommen. Protiq setzt dabei<br />

auf den neuen, innovativen Kunststoff PA11, da bei seiner<br />

Produktion auf die Nutzung von Erdöl verzichtet wird. Statt aus<br />

fossilen Rohstoffen besteht der Polyamid-Kunststoff aus nachwachsendem<br />

Rizinusöl. Außerdem lässt sich das Kunststoffpulver<br />

zu größeren Anteilen wieder der additiven Bauteilherstellung<br />

STATT AUS FOSSILEN ROHSTOFFEN<br />

BESTEHT DER NEUE KUNSTSTOFF<br />

PA11 AUS NACHWACHSENDEM<br />

RIZINUSÖL<br />

zuführen, sodass weniger Prozessabfall entsteht. Dieses Vorgehen<br />

ist nicht nur nachhaltig, sondern steigert ebenso die Wirtschaftlichkeit.<br />

Durch eine weitere Optimierung des Prozesses<br />

und sein umfangreiches Know-how ist es Protiq in der eigenen<br />

Fertigung auf der Grundlage von PA11 sogar gelungen, die Bildung<br />

von Abfallpulver fast komplett zu vermeiden. Darüber hinaus<br />

sind im additiven Markt mittlerweile Unternehmen zu finden,<br />

die sich auf die Wiederaufbereitung oder Weiterverarbeitung von<br />

Altpulver spezialisiert haben. So kann das Pulver im besten Fall<br />

dem additiven Produktionskreislauf wieder direkt zugeführt werden.<br />

Alternativ gibt es in anderen Branchen – zum Beispiel dem<br />

Bauwesen – neue Anwendungsmöglichkeiten.<br />

NAHEZU IDENTISCHE STATISCHE FESTIGKEIT<br />

Das Pulvermaterial PA11 wird von bekannten Unternehmen wie<br />

BASF oder EOS vertrieben und lässt sich mit den Maschinen vieler<br />

Anlagenhersteller verarbeiten. Dem Anwender der additiv<br />

hergestellten Bauteile aus PA11 bietet das Material zusätzliche<br />

Vorteile. Im Gegensatz zum bekannten PA12 verfügt PA11 über<br />

eine große Bruchdehnung, weshalb es nicht als spröder Bruch<br />

versagt. Das macht sich vor allem bei schlagartigen Belastungen<br />

durch eine deutlich höhere Stoßfestigkeit und Schlagzähigkeit<br />

bemerkbar. Auf diese Weise können die additiv gefertigten Bauteile<br />

aus PA11 auch in Bereichen eingesetzt werden, die im<br />

Crashfall für die Personensicherheit sorgen müssen. Potenzielle<br />

neue Anwendungsfelder ergeben sich beispielsweise in den<br />

Fahrgastzellen von Autos sowie bei den am Körper getragenen<br />

orthopädischen Orthesen.<br />

Im Zugversuch erweist sich die statische Festigkeit der beiden<br />

Materialien als nahezu identisch, sodass sich die Substitution<br />

der bisherigen PA12-Bauteile durch PA11-Varianten erleichtert.<br />

Im Vergleich hat PA12 außerdem einen um rund 20 °C höheren<br />

Schmelzpunkt von 230 °C. Für spezialisierte Anwendungen mit<br />

besonderen Anforderungen beinhaltet das Materialportfolio<br />

verschiedene Zusätze. So werden auf dem Protiq-Marketplace<br />

ebenfalls Bauteile aus PA11 mit zusätzlichen Zertifizierungen<br />

im Hinblick auf elektrisch ableitende (ESD) oder flammhemmende<br />

Eigenschaften (UL94V-0) angeboten. Im Ausgangspulver<br />

eingebrachte Carbonfasern erhöhen die Festigkeit und Steifigkeit<br />

der Bauteile weiter. Die Verwendung von blau gefärbtem<br />

Material erlaubt in Verbindung mit der Option, die Bauteile im<br />

Nachgang chemisch zu glätten und zu sterilisieren, den zertifizierten<br />

Einsatz in der Lebensmittelindustrie (EU-Verordnung<br />

Nr. 10/2<strong>01</strong>1 und FDA 21 CRF). Durch dem Pulvermaterial<br />

beigesetzte Zusatzstoffe lassen sich die Bauteile mithilfe von<br />

Röntgengeräten oder Metalldetektoren erkennen, sodass die<br />

Qualitätskontrolle in der Lebensmittelproduktion automatisiert<br />

werden kann.<br />

VIELE NEUE ANWENDUNGSBEREICHE<br />

<strong>Der</strong> zur additiven Fertigung genutzte biobasierte Kunststoff PA11<br />

erschließt zahlreiche neue Anwendungsfelder und Möglichkeiten.<br />

Aufgrund der beschriebenen Vorteile gegenüber dem weit<br />

verbreiteten Kunststoff PA12 hat PA11 ein großes Potenzial, um<br />

sich als neuer Standard im 3D-Druck zu etablieren.<br />

Bilder: BASF, Aufmacher Protiq<br />

www.protiq.com<br />

36 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

ADERKENNZEICHNUNG AUF<br />

NACHHALTIGE ART<br />

Eine eindeutige<br />

Aderkennzeichnung ist<br />

für den schnellen und<br />

sicheren Anschluss von<br />

Kabeln und Leitungen<br />

unverzichtbar. Mit<br />

Pastell B von Helukabel<br />

steht nun eine nachhaltige<br />

Methode in den<br />

Startlöchern. Bei<br />

diesem Verfahren wird<br />

nicht eine weiße B-Ader mit einem farbigen Streifen oder<br />

Ring markiert, sondern die komplette Aderisolation in einem<br />

der A-Ader entsprechenden, aber deutlich helleren Farbton<br />

hergestellt. Die Aderpaare sind also zum Beispiel hell- und<br />

dunkelgrün oder hell- und dunkelblau eingefärbt und lassen<br />

sich somit eindeutig unterscheiden. Dabei kommen keine<br />

Lacke und Lösungsmittel zum Einsatz, die beim Auftragen in<br />

die Umwelt gelangen. Die Methode lässt sich per normalen<br />

Extrudern mit Farbdosierer umsetzen, ein zusätzlicher<br />

Streifenextruder wird nicht benötigt. Das senkt zum einen<br />

die Investitionskosten und zum anderen den Stromverbrauch.<br />

Hochrechnungen haben ergeben, dass sich durch den Einsatz<br />

von Pastell B etwa 15 Prozent CO2 einsparen lassen – bei<br />

einem durchschnittlichen Kabelwerk summiert sich das auf<br />

rund 20 t pro Jahr. Ebenso reduziert sich die Anzahl der<br />

Werkzeuge, die vorgehalten und gewartet werden müssen.<br />

Pastel B entspricht den in der Kabelproduktion geltenden<br />

Normen IEC 118<strong>01</strong>-1, EN5<strong>02</strong>88-7, ANSI TIA/EIA 568 und<br />

IEC 60304.<br />

www.helukabel.com<br />

INFRAROT-SYSTEM VERKÜRZT KLEBEZEIT<br />

Hochwertige Drahtgewebe werden als Siebe, Filtermedien<br />

oder Stützgewebe für viele Anwendungen in der chemischen<br />

und pharmazeutischen Industrie, der Kunststoffindustrie, im<br />

Maschinenbau, der Umwelttechnik und sogar in der Raumfahrt<br />

eingesetzt. G Bopp stellt in Somercotes, Großbritannien, Filter<br />

für die Lebensmittelindustrie her. Zur Verbindung der Drahtgewebe<br />

mit den Filterrahmen kommt ein FDA-konformer<br />

Klebstoff zum Einsatz. Das Aushärten des Klebstoffes mithilfe<br />

von Heizmatten dauerte bisher drei bis vier Stunden und führte<br />

zu einem Engpass in der Produktion. <strong>Der</strong> Energieverbrauch war<br />

beträchtlich, da die Matten während der gesamten Schicht<br />

eingeschaltet<br />

bleiben mussten.<br />

Ein Infrarotsystem<br />

von<br />

Excelitas<br />

Noblelight hat<br />

die Aushärtungszeiten<br />

auf sieben<br />

bis acht Minuten<br />

reduziert,<br />

wodurch G Bopp<br />

seine Kapazität<br />

zur Herstellung dieser Filter erheblich steigern konnte. Andrew<br />

Moss, General Manager in Somercotes: „Die Infrarotanlage<br />

muss nur bei Bedarf eingeschaltet werden und ist SPS-gesteuert,<br />

was unserer energiesparenden grünen Politik entspricht, da die<br />

IR-Strahler, wie auch der Rest unserer Fabrik, von Solarzellen<br />

gespeist werden. <strong>Der</strong> Gesamtenergieverbrauch ist sogar so<br />

gering, dass wir jetzt überschüssigen Strom an das Netz<br />

verkaufen.“<br />

www.noblelight.com<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint 2<strong>02</strong>4 im 55. Jahrgang,<br />

ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,<br />

E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

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(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste 2<strong>02</strong>4, gültig ab <strong>01</strong>.10.2<strong>02</strong>3<br />

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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> 37


SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

GRÜNE (ENERGIE-)<br />

FÜHRUNG<br />

Eine nachhaltige Unternehmensentwicklung<br />

kostet Zeit und Geld, erfordert Überlegungen<br />

und Diskussionen und manchmal auch die<br />

Abkehr von gewohnten Denkweisen. Tsubaki<br />

Kabelschlepp hat sich auf diesen Prozess<br />

eingelassen. Heute durchdringt das Thema<br />

alle Firmenbereiche, beeinflusst Produktentwicklung,<br />

Materialauswahl und Serviceaktivitäten<br />

und ist fester Bestandteil der<br />

Unternehmenskultur.<br />

Frank Springer, Vice President Marketing & Innovation<br />

und Nachhaltigkeitsbeauftragter, Tsubaki Kabelschlepp<br />

Wenn Tsubaki Kabelschlepp auf dem Weg zu mehr<br />

Nachhaltigkeit seine Materialrezepturen anpasst,<br />

ist das Pflichtenheft entsprechend umfangreich.<br />

Ein Beispiel: Um Ressourcen zu schonen, setzt<br />

der Hersteller mechanisch recyceltes PA6 in seinen Produkten<br />

ein. Aktuell liegt dieser Anteil bei 35 Prozent, Tendenz steigend.<br />

Die Voraussetzung: Die nachhaltig produzierte Energieführungskette<br />

muss in punkto Qualität, mechanischer Belastbarkeit,<br />

Aussehen, Recyclingfähigkeit und Verarbeitbarkeit einer<br />

Kette aus Neu-Material entsprechen. „Um dies sicherzustellen,<br />

folgen auf jegliche Änderung der Materialzusammensetzung<br />

umfangreiche Testprozeduren“, erklärt Peter Sebastian Pütz,<br />

Vice President Marketing & Innovation bei Tsubaki Kabelschlepp.<br />

„<strong>Der</strong> Aufwand dafür entspricht der Neuproduktentwicklung,<br />

denn bei Verfahrwegen von mehr als 700 m können wir uns kein<br />

Risiko erlauben.“ Neben der Erprobung neuer Materialien verbessert<br />

der Hersteller die Nachhaltigkeit seiner Energieführungsketten<br />

auch durch konstruktive Maßnahmen. Hier erweist<br />

sich der Einsatz von Rollen als gute Idee, da diese im Vergleich<br />

zum Gleitprozess der Kette die notwendige Antriebsenergie um<br />

bis zu 75 Prozent reduzieren können. Ebenfalls verringern sich<br />

Abrieb und Verschleiß, was wiederum der Lebensdauer der Produkte<br />

zugutekommt. „Dieses Prinzip wollen wir auf künftige<br />

Serien übertragen“, berichtet Pütz. „Wir entwickeln dafür aktuell<br />

SPECIAL<br />

Wir reduzieren den Ressourcen-Verbrauch, indem wir die<br />

Lebensdauer unserer Produkte steigern. Auf der anderen<br />

Seite generieren wir so zusätzliche Marktanteile, weil<br />

der Faktor Langlebigkeit für viele Kunden inzwischen ein<br />

Auswahlkriterium ist. Und je höher die Auflagen in punkto<br />

CO2-Reduktion und Ressourcenverbrauch werden, desto<br />

größer wird das allgemeine Interesse an langlebigen Produkten<br />

und deren Instandhaltung. Dieser Markt wächst also, und<br />

entsprechend wird der Anwender unsere Produkte und<br />

Services nachfragen.<br />

PETER SEBASTIAN PÜTZ, Vice President Marketing & Innovation,<br />

Tsubaki Kabelschlepp<br />

38 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

Tsubaki Kabelschlepp treibt kontinuierlich Projekte voran,<br />

die nicht nur einen positiven Einfluss auf Energieverbrauch,<br />

Ressourcen und Umwelt haben, sondern auch die<br />

Arbeitsbedingungen und den Zusammenhalt der<br />

Mitarbeitenden verbessern. Zurzeit führt Kabelschlepp in<br />

seiner Unternehmenszentrale in Wenden die Umweltnorm<br />

DIN ISO 140<strong>01</strong> ein. In den kommenden Jahren sollen<br />

weitere Produktionsstandorte in die Gruppenbilanz mit<br />

einbezogen werden. Auf dieser Basis will man sukzessiv<br />

die CO 2<br />

-Bilanz jedes einzelnen Produktes berechnen und<br />

optimieren, mit dem Ziel, am Ende Klimaneutralität zu<br />

erreichen. Denn Anwender haben diesbezüglich<br />

inzwischen ganz klare Forderungen an Lieferanten.<br />

FRANK SPRINGER, Vice President Marketing & Innovation<br />

und Nachhaltigkeitsbeauftragter, Tsubaki Kabelschlepp<br />

eine eigene Rolle sowie eine integrierte Rollendämpfung. Es<br />

zeichnet sich aber bereits ab, dass unsere Kunden mithilfe<br />

dieser Innovation nicht nur Energie sparen werden, sondern<br />

auch ihre Geräuschemissionen um rund die Hälfte reduzieren<br />

können.“<br />

RESSOURCENSCHONENDE MATERIALIEN:<br />

KEINE (EINFACHE) ALTERNATIVE<br />

„Was sich für den Außenstehenden einfach anhört, ist für den Hersteller<br />

oft schwieriger als gedacht“, erklärt Pütz. „Wir forschen bereits<br />

seit längerer Zeit zum Thema umweltfreundliche Materialien<br />

und sind dabei mit verschiedensten Hindernissen konfrontiert<br />

worden.“ Die Schwierigkeit und Komplexität dieses Prozesses verdeutlicht<br />

bereits die lange Liste notwendiger Eigenschaften einer<br />

Energieführungskette, die von Abriebfestigkeit bis Wiederverwertbarkeit<br />

reicht. Auf der anderen Seite sind die benötigten Materialmengen<br />

vergleichsweise gering, sodass die Zulieferprodukte<br />

entweder mangels Forschung und Entwicklung nicht vorhanden<br />

oder aber unerschwinglich sind.<br />

Biobasierte Kunststoffe auf Zuckerrohr- oder Rizinus-Basis<br />

scheiterten in den Versuchslaboren von Tsubaki Kabelschlepp am<br />

hohen Verschleiß und mangelnder Festigkeit. Darüber hinaus<br />

schätzt man den großen Flächenbedarf für die Produktion und<br />

den sehr hohen Preis kritisch ein. Auch das sogenannte Ocean-<br />

Plastik schied aufgrund ungenügender mechanischer Eigenschaften,<br />

hoher Kosten und intransparenter Herkunft aus. Als eine weitere<br />

Rohstoffquelle sondiert der Hersteller die Verwendung chemisch<br />

recycelter Polymere aus der Kreislaufwirtschaft. Jedoch ist<br />

hier die Verfügbarkeit derzeit noch eingeschränkt oder gar nicht<br />

gegeben.<br />

„Bislang haben wir noch keine optimale Lösung für einen neuen<br />

nachhaltigen Werkstoff gefunden, aber wir haben die Suche noch<br />

lange nicht aufgegeben“, zieht Pütz Bilanz.<br />

SERVICE IM FOKUS<br />

Produkte mit langer Lebensdauer liegen in der DNA von Tsubaki<br />

Kabelschlepp. So tun die Stahlketten des Herstellers gut und gerne<br />

ein halbes Jahrhundert ihren Dienst und lassen sich am Ende<br />

zu 100 Prozent wiederverwerten. An diese Zahlen kommen<br />

Kunststoff- oder Hybridketten nicht heran, aber es gibt noch<br />

deutlich Luft nach oben und das Unternehmen will diesen Spielraum<br />

so weit wie möglich ausschöpfen. „Das nachhaltigste Produkt<br />

ist das, was am längsten hält“, konstatiert Pütz. „Entsprechend<br />

gehen bei uns Service und Kundenbetreuung weit über<br />

den Produktvertrieb hinaus. Unser Service-Team kümmert sich<br />

proaktiv um alle Produkte aus unserem Sortiment – Energieführungssysteme,<br />

Förderer und Schutzsysteme.“ Das alles geschieht<br />

im Rahmen der globalen „ProService“-Initiative der Tsubaki-<br />

Gruppe. Diese steht für ein nachhaltiges, weltweit einheitliches<br />

Service-Konzept, welches die sechs Module Installationsunterstützung,<br />

Wartungsschulung, Vor-Ort-Inspektion, Analyse, Leistungsüberwachung<br />

und Optimierung umfasst und dabei einheitliche<br />

Qualitätsstandards garantiert.<br />

Bilder: Tsubaki Kabelschlepp<br />

tsubaki-kabelschlepp.com<br />

Die Nachhaltigkeit der<br />

Energieführungsketten wird<br />

auch durch konstruktive<br />

Maßnahmen, wie zum<br />

Beispiel durch den Einsatz<br />

von Rollen verbessert<br />

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SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

REDUCE, RE-USE, RECYCLE<br />

SPECIAL<br />

Aus der gemeinsamen Verantwortung für<br />

unseren Planeten und gegenüber zukünftigen<br />

Generationen haben sich grundlegend neue<br />

Prämissen des Wirtschaftens ergeben. Eine<br />

dieser Prämissen lautet: Die Zukunft gehört der<br />

Kreislaufwirtschaft. Lesen Sie im folgenden<br />

Beitrag, wie kreislauffähige Serienprodukte aus<br />

Kunststoff in verschiedenen Anwendungen<br />

Ressourcen schonen und das Klima schützen.<br />

Antje Bosche, stellv. Leitung Marketing, Pöppelmann GmbH & Co. KG, Lohne<br />

Die europäische Kunststoffwirtschaft arbeitet an ganzheitlichen<br />

Konzepten, um ihren Beitrag zur Erreichung<br />

der Ziele der Circular Plastic Alliance, des European<br />

Green Deal oder der Klimaabkommen von Paris und<br />

Glasgow zu leisten. Aktuelle Studien kommen zu dem Ergebnis,<br />

dass bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen der Kreislaufwirtschaft<br />

eine zentrale Bedeutung zukommt.<br />

In der Kunststoffverarbeitung beinhaltet Kreislaufwirtschaft<br />

Mehrweg- und Recyclingkonzepte. Beim Recycling entsteht ein<br />

echter Kreislauf nur mit Post-Consumer-Rezyklaten (PCR), die<br />

von bereits genutzten Kunststoffprodukten stammen. Im Gegensatz<br />

zu Post-Industrial-Rezyklaten (PIR), also zum Beispiel Angüsse<br />

und Material von Produkten, die noch nicht im Einsatz<br />

waren, reduziert allein PCR die Menge an eingesetzter Neuware.<br />

KLIMASTRATEGIE IM EINKLANG<br />

MIT DEM 1,5 GRAD-ZIEL<br />

<strong>Der</strong> Kunststoffspezialist Pöppelmann entwickelte ambitionierte<br />

Ziele für funktionierende Kreislaufkonzepte und die Reduktion<br />

seiner Treibhausgasemissionen. So hat das Unternehmen seinen<br />

Corporate Carbon Footprint (CFF) berechnen lassen, also die<br />

Menge der Treibhausgas (THG)-Emissionen der gesamten Unternehmensgruppe.<br />

Auf Basis dieser Daten wurden konkrete Klimaziele<br />

bis zum Jahr 2030 definiert. Die Science Based Targets initiative<br />

(SBTi) hat die Ziele validiert und bestätigt, dass die Klimaziele<br />

des Unternehmens im Einklang mit dem 1,5 Grad-Ziel des<br />

Pariser Klimaabkommens stehen.<br />

Um diese Ziele zu erreichen, setzt Pöppelmann auf Kreislaufwirtschaft<br />

als nachweislich größten Hebel. Die Produktentwicklung<br />

findet in allen Geschäftsbereichen nach dem Eco-Design-<br />

Prinzip statt, das heißt die Umweltauswirkungen eines Produktes<br />

werden entlang seines gesamten Lebensweges berücksichtigt.<br />

Unter dem Motto „Reduce, Re-Use, Recycle“ entstehen Artikelkonzepte,<br />

die den Material- und Energieeinsatz bei der Herstellung<br />

reduzieren, ohne die Funktionsfähigkeit des Produkts zu<br />

beeinträchtigen. Sie setzen auf Mehrfachnutzung, wo dies möglich<br />

ist und schließen bestenfalls den Wertstoffkreislauf durch<br />

ein vollständiges Recycling. Im Hinblick auf mehr Nachhaltigkeit<br />

werden bestehende Artikel kontinuierlich verbessert, zum Beispiel<br />

durch die Nutzung von recycelbaren Mono-Materialien<br />

oder sogar Rezyklaten, oder effizientere Herstellungsprozesse<br />

sowie den Einsatz von erneuerbaren Energien. Eine weitere Stellschraube<br />

ist die Logistik: Optimierungen, die zu verbesserter<br />

Platzausnutzung bei Lagerung und Transport führen, sparen<br />

ebenfalls Treibhausgas-Emissionen ein.<br />

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SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

NACHHALTIGE PRODUKTE IN SERIE<br />

In allen Märkten, in denen der Kunststoffspezialist vertreten ist,<br />

wurden bereits Serienartikel auf Post-Consumer-Rezyklate umgestellt,<br />

um sie ressourcenschonender und klimaschützender zu<br />

gestalten. Beispiele aus den vier Geschäftsbereichen:<br />

n Die kreislaufschließenden Pflanztöpfe Circular360 der Division<br />

Pöppelmann Teku enthalten einen PCR-Kunststoffanteil von<br />

mindestens 80 Prozent am Gesamtprodukt. Die Produkte sind<br />

zu 100 Prozent recyclingfähig.<br />

n Die Verpackungsbeutel-Einschweißausgießer aus Kunststoff<br />

bietet Pöppelmann Famac nun auch als Standardprogramm<br />

aus PCR an. So ist beispielsweise zur Herstellung eines 1,7 g<br />

leichten Ausgießers mit Schraubkappe, der in geplanter Menge<br />

von 2,5 Millionen Stück jährlich produziert wird, 4.250 kg Rezyklat<br />

PE Polymer erforderlich. Im Vergleich zu Neuware lassen<br />

sich damit 3,5 t CO 2<br />

eq einsparen beziehungsweise Treibhausgasemissionen<br />

von der Wiege bis zum Werkstor um 49 Prozent<br />

reduzieren. Das Geschäftsfeld Labor & Diagnostik machte im<br />

Pharmabereich eine Materialumstellung möglich: Zusammen<br />

mit dem Kunden Qiagen entwickelte Pöppelmann Famac ein<br />

Reagiergefäß aus 100 Prozent PCR. Das Leichtgewicht von nur<br />

1,0 g spart bei einer geplanten Menge von 5 Millionen Stück<br />

jährlich etwa 7,3 t CO 2<br />

eq ein und reduziert den Ausstoß damit<br />

um 62 Prozent.<br />

n Pöppelmann Kapsto hat Schutzkappen und -stopfen aus Rezyklat<br />

zum neuen Standard erhoben und bietet diese vorrangig<br />

an. Die nachhaltigen Schutzlösungen gibt es entweder aus<br />

100 Prozent PCR-PE, oder, für besondere Farbwünsche, auch<br />

aus einer Recycling-Mischung (PCR-PE/PE-LD). Das Beispiel<br />

eines Kunden, der die Schutzkappe GPN 610 U 20 PCR-PE jährlich<br />

in einer Menge von 340.000 Stück bezieht, belegt, dass<br />

Pöppelmann durch die Umstellung eine Emissionsreduzierung<br />

im Vergleich zu Neuware um 49 Prozent erreicht.<br />

n Die Materialumstellung des Serienartikels Waschkappe für die<br />

Automobilbranche bei Pöppelmann K-Tech spart nun über die<br />

Hälfte an CO 2<br />

eq ein. Die eingesetzte Materialmischung enthält<br />

überwiegend PIR sowie Neuware und PCR. Das eingesetzte<br />

PCR-Material besteht teilweise aus gebrauchten Waschkappen,<br />

die vom Kunden zurückgenommen wurden. Durch die Materialumstellung<br />

wurden die Emissionen, berechnet auf die komplette<br />

Lebensdauer des Produkts, um 5.777 t CO 2<br />

eq reduziert –<br />

ein Rückgang von 77 Prozent. Ein weiteres Produkt, der speziell<br />

für Mercedes-Benz entwickelte Halter Soundgenerator aus<br />

einem PCR PP, zählt zu den ersten Serienbauteilen für den<br />

Automobilbereich, deren Kunststoffanteil komplett aus den<br />

haushaltsnahen Wertstoffsammlungen stammt. Die Emissionsreduzierung<br />

durch die Umstellung beträgt 560 t CO 2<br />

eq<br />

beziehungsweise 46 Prozent im Vergleich zu Neuware.<br />

KREISLAUFWIRTSCHAFT JETZT GEMEINSAM<br />

Die Beispiele belegen, dass das Zukunftsmodell Kreislaufwirtschaft<br />

funktioniert. Allerdings ist der Anteil von echten Kreislaufprodukten<br />

noch viel zu gering, um im großen Umfang primäre<br />

Ressourcen zu schonen und zum Klimaschutz beizutragen. Darum<br />

ruft Pöppelmann alle Akteure entlang der Wertschöpfungskette<br />

dazu auf, gemeinsam eine ganzheitliche systemische Perspektive<br />

einzunehmen, bei der in Materialströmen gedacht wird,<br />

also vom Material über das Produkt zurück zum Material, um im<br />

Zusammenschluss noch schlagkräftiger zu handeln.<br />

VON DER IDEE ZUM SERIENPRODUKT<br />

Auf dem Weg vom nachhaltigen Konzept zum qualitativ hochwertigen<br />

Serienprodukt, das alle Anforderungen an Leistung und<br />

Sicherheit erfüllt, unterstützt Pöppelmann mit seiner umfassenden<br />

Kunststoffexpertise und zahlreichen Dienstleistungen. Diese<br />

reichen von Rapid Prototyping (detailgetreue Prototypen im<br />

3D-Druck) über Werkstoffanalysen, Werkstoff- und Produktprüfungen<br />

im hauseigenen Labor, Werkzeugbau für die Serienproduktion<br />

mit einem hochmodernen Maschinenpark bis hin zur<br />

Fertigung unter optimalen Sauberkeitsbedingungen.<br />

Bilder: Pöppelmann<br />

www.poeppelmann.com<br />

Kreislaufwirtschaft<br />

ist der wirkungsvollste<br />

Hebel, um zukünftig mehr<br />

Ressourcenschonung<br />

und Klimaschutz in der<br />

Kunststoffindustrie<br />

zu erreichen<br />

Bei der zirkulären Kunststoffwirtschaft geht es darum, Kunststoffabfälle<br />

zu vermeiden, zu recyceln und wiederzuverwenden. Anstatt<br />

sie zu entsorgen, können sie in hochwertige Produkte umgewandelt<br />

werden. Dadurch werden Rohstoffe effizienter genutzt sowie Abfall<br />

und Emissionen reduziert. <strong>Der</strong> Wandel von einer linearen hin zu einer<br />

zirkulären Kunststoffwirtschaft ist ein essentieller Schritt in Richtung<br />

einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Zukunft.<br />

VANESSA SENDROWSKI, Redakteurin<br />

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SPECIAL NACHHALTIGE KONSTRUKTION<br />

ABB ERWEITERT PORTFOLIO UND UNTERSTÜTZT<br />

KLIMANEUTRALITÄT IN DER INDUSTRIE<br />

<strong>Der</strong> Bedarf an verlässlichen und den gesamten Lebenszyklus umfassenden Informationen<br />

zu den Umweltauswirkungen von Produkten und Lösungen, beispielweise im Hinblick<br />

auf Klimawandel oder Ressourcenverbrauch, wird immer dringlicher. Auch in der<br />

Industrie und insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau steigen die Anforderungen<br />

an umweltrelevante Produktinformationen. Unabhängige Umweltproduktdeklarationen<br />

(eng.: EPD – Environmental Product Declaration) sind ein geeignetes Instrument für<br />

deren Bereitstellung. Bei Betrachtung des Portfolios für Schalt- und Steuerungstechnik<br />

im Geschäftsbereich ABB Elektrifizierung entfallen mittlerweile 35 Prozent des weltweiten Umsatzes auf Produkte, die sowohl den<br />

Kriterien einer unabhängigen Umweltproduktdeklaration als auch den Anforderungen des unternehmenseigenen Labels ABB<br />

Ecosolutions entsprechen. Bis 2<strong>02</strong>5 soll der Anteil am Umsatz mit Produkten und Lösungen mit EPD und Ecosolutions-Label auf<br />

80 Prozent ausgeweitet werden. Diverse Komponenten aus dem Bereich Schalt- und Steuerungstechnik verfügen nun über EPDs<br />

und sind mit dem ABB Ecosolutions-Label gekennzeichnet, darunter Leistungsschalter der Serie Emax2, Kompaktleistungsschalter<br />

Tmax XT, OTDC-Lasttrennschalter, AF-Schütze, das USV-System Megaflex DPA sowie Überlastrelais.<br />

www.abb.com<br />

KURVENSCHLITTEN AUS RECYCELTEM<br />

HOCHLEISTUNGSKUNSTSTOFF<br />

Die neuen Polymer-Schlitten<br />

der Serie Drylin Econ<br />

von Igus verstehen sich als<br />

Low-Cost-Alternative zu<br />

bisherigen Linearführungen<br />

der Serie Drylin und eignen<br />

sich für einfache Verstellund<br />

Positionieraufgaben.<br />

Die Schlitten sind nicht<br />

aus Stahl oder Aluminium<br />

gefräst, sondern im weniger zeitaufwendigen Spritzgussverfahren<br />

aus Hochleistungskunststoff hergestellt und daher<br />

im Vergleich zu gefrästen Pendants aus Aluminium laut<br />

Hersteller über 80 Prozent günstiger. In den Hochleistungskunststoffen<br />

der Buchsen, über die sich der Schlitten auf der<br />

Schiene bewegt, sind mikroskopisch kleine Festschmierstoffe<br />

integriert. Sie ermöglichen einen Trockenlauf ohne zusätzliche<br />

Schmierarbeiten. Anwender sparen somit Wartungszeit und<br />

Materialkosten. Mit Drylin Econ ist es sogar möglich, Kurven<br />

zu fahren. Denn Igus fertigt die eloxierten Linearschienen aus<br />

Aluminium nicht nur in gerader Ausführung, sondern auch<br />

mit Biegung. Doch die neuen Schlitten sind nicht nur kostengünstig<br />

und wirtschaftlich im Betrieb, sondern auch nachhaltig.<br />

Denn für den Spritzguss wird ein Regranulat namens<br />

Iglidur Eco P genutzt, das zu 100 Prozent aus Abfällen der<br />

Spritzgussproduktion besteht – unter anderem aus Angüssen<br />

und Fehlteilen.<br />

www.igus.de<br />

DRUCKLUFT NACHHALTIG ERZEUGEN<br />

Kaeser hat einen Kompressor für jede Art der Drucklufterzeugung.<br />

Während die Baureihe CSD/CSDX Schraubenkompressoren<br />

beinhaltet, werden in der CSG-Baureihe (Bild) ölfrei verdichtende<br />

Kompressoren angeboten. Beide Baureihen sind in den<br />

bestmöglichen Energieeffizienzklassen ausgelegt. Möglich<br />

wird das durch den Antrieb mit Synchron-Reluktanz-Motoren<br />

und einer optimalen Anordnung der Komponenten, die zu<br />

besonders niedrigen Druckverlusten an der Anlage führen. Die<br />

CSG-Baureihe ermöglicht hocheffiziente Drucklufterzeugung<br />

auf 19 Prozent geringerer Stellfläche als die Vorgänger-Baureihe.<br />

Die Modelle gibt es<br />

luft- oder wassergekühlt, mit<br />

integriertem Kältetrockner<br />

oder i.HOC und für Volumenströme<br />

von 4 bis 15 m³/min.<br />

Für Anwendungen mit<br />

schwankendem Druckluftbedarf<br />

stehen drehzahlgeregelte<br />

SFC-Versionen<br />

zur Verfügung. Die PEEK-<br />

Beschichtung der Kompressoren ist biokompatibel, FDAzertifiziert<br />

und erfüllt die Anforderungen für Lebensmittelkontakt<br />

in Europa. Mit dem Aquamat i.CF definiert Kaeser<br />

die Kondensataufbereitung neu. <strong>Der</strong> Öl-Wasser-Trenner ist für<br />

Liefermengen bis 90 m³/min erhältlich und verfügt über die<br />

interne Steuerung Aquamat Control. Sie übernimmt die aktive<br />

Prozessführung und macht Wartungsarbeiten planbar, sicher<br />

und umweltfreundlich.<br />

www.kaeser.com<br />

VARIANTE MIT NACHHALTIGEM PVC-MANTEL ALS OPTION<br />

Mit Etherline FD P Cat hat Lapp bereits eine Leitung mit einem Mantel aus biobasiertem TPU-Material im<br />

Sortiment. Nun folgt mit Ölflex Classic FD 810 der Prototyp einer Leitung mit nachhaltigem PVC-Mantel.<br />

Lösungsansatz für die nachhaltigere Variante des Ölflex Classic FD 810 ist ein teilweise biobasierter Mantel<br />

aus PVC-Compound, dessen biobasierter Anteil nach ASTM6866 42 Prozent beträgt. „Die Ölflex Classic FD 810<br />

ist eine vielseitig einsetzbare Leitung, die auch für Schleppketten ausgelegt ist. An ihrem Beispiel können<br />

dementsprechend auch die Schleppketteneigenschaften des Materials getestet werden. Sie bietet uns damit<br />

einen breiten Testumfang, um auch Materialprüfungen für Zertifizierungen durchzuführen“, so Alexander<br />

Terpe, Leiter Produktentwicklung Kabel über den Prototyp. Anwender, die sich für die nachhaltige Variante<br />

der Leitungen entscheiden, reduzieren ihren CO2-Fußabdruck, müssen jedoch keine Einbußen bei Qualität<br />

oder Produkteigenschaften in Kauf nehmen. Haltbarkeit, Flexibilität und mechanische Merkmale sowie Hydrolyse-, Chemikalienund<br />

die UV-Beständigkeit unterscheiden sich nicht von denen der Kabel-Schwestern aus herkömmlichem PVC oder TPU.<br />

www.lapp.com<br />

42 DER KONSTRUKTEUR 2<strong>02</strong>4/<strong>01</strong>-<strong>02</strong> www.derkonstrukteur.de


IM NÄCHSTEN HEFT: 03/2<strong>02</strong>4<br />

VORSCHAU<br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 04. 03. 2<strong>02</strong>4 • ANZEIGENSCHLUSS: 16. <strong>02</strong>. 2<strong>02</strong>4<br />

<strong>01</strong><br />

<strong>02</strong><br />

03<br />

04<br />

<strong>01</strong> Ein High-Speed-Gantry bietet die hervorragende<br />

Basis für dynamische, hochgenaue Anwendungen<br />

sowie für individuelle Maschinenkonzepte in der<br />

Automatisierung<br />

Bild: August Steinmeyer<br />

<strong>02</strong> In einer Kooperation starten ein Spezialist<br />

für Lineartechnik sowie ein Antriebs- und<br />

Automatisierungsexperte mit ihrem neuen<br />

mechatronischen Komplettpaket für die Automation<br />

eine Offensive<br />

Bild: Rollon GmbH<br />

DER DIREKTE WEG<br />

INTERNET:<br />

www.<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de<br />

E-PAPER:<br />

digital.derkonstrukteur.de<br />

REDAKTION:<br />

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SOZIALE NETZWERKE:<br />

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03 Höhenverstellbare Materialhubwagen lassen<br />

sich durch eine kabellose Synchronsteuerung flexibel<br />

an verschiedene Arbeitshöhen anpassen<br />

Bild: RK Rose+Krieger<br />

04 Mit verbesserter Prozessorleistung und<br />

erweiterten Regelfunktionen trägt eine neue<br />

Frequenzumrichter-Produktfamilie dazu bei,<br />

Energieverbrauch und CO 2<br />

-Emissionen zu reduzieren<br />

Bild: Sieb & Meyer AG<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

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