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Der Konstrukteur 05/2024

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<strong>05</strong><br />

19073<br />

Mai <strong>2024</strong><br />

€ 14,50<br />

AM PULS DER TECHNIK<br />

SCHMIERFREIE<br />

POLYMERGLEITLAGER<br />

Studie zeigt ökonomische<br />

und ökologische Vorteile auf<br />

<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de


Partner<br />

Regal Rexnord ist Ihr zentraler Ansprechpartner für technische Lösungen.<br />

Durch unsere jahrzehntelange Engineering-Erfahrung und unser Branchen-<br />

Know-how können wir unseren Kunden eine Vielzahl von Lösungen und<br />

Produkten aus einer Hand anbieten. In enger Zusammenarbeit mit Ihnen<br />

konzentrieren wir uns auf die Überwindung Ihrer Herausforderungen.<br />

Von Einzelkomponenten für Antrieb, Kraftübertragung und<br />

Bewegungssteuerung bis hin zu integrierten Komplettlösungen – wir helfen<br />

Ihnen bei der Zukunftsgestaltung Ihres Unternehmens.<br />

Creating A Better Tomorrow<br />

www.regalrexnord.com


EDITORIAL<br />

GEMEINSAM<br />

VIEL BEWEGEN<br />

Forschung und Produktentwicklung sind für den Erfolg eines<br />

Unternehmens unverzichtbar. Darüber hinaus brauchen<br />

Unternehmen oft auch objektive, empirisch belastbare und<br />

repräsentative Daten, um beispielsweise die Nachhaltigkeit<br />

von Produkten bestätigen zu können. Doch gerade kleine und<br />

mittelständische Firmen sitzen oft auf dem Trockenen und<br />

haben kaum die finanziellen Mittel für eine eigene Forschungsabteilung.<br />

Ein Netzwerk aus Forschungsgemeinschaften,<br />

Industriepartnern und Instituten ist das Mittel der Wahl und<br />

für alle Seiten ein Gewinn. So hat ein Spezialist für Hochleistungspolymere<br />

die WBA Werkzeugbau Akademie mit einer<br />

Studie zum Thema „Ökologiebewertung des Einsatzes von<br />

Kunststoffgleitlagern“ beauftragt und war vom Ergebnis<br />

verblüfft: Mit dem Einsatz von schmierfreien Polymergleitlagern<br />

lassen sich jährlich zwischen 7.000 und 14 Millionen<br />

Euro sparen. Und das ist nicht alles, wie unsere Titelstory<br />

zeigt. Polymere gibt es in vielen weiteren Anwendungen und<br />

Designs. Sie lassen sich in ihrer Oberflächenstruktur individuell<br />

anpassen und eröffnen vielfältigste Einsatzmöglichkeiten,<br />

beispielsweise in der Verpackungsindustrie (Seite 16).<br />

Es lohnt sich also bereits in der Konstruktionsphase über<br />

Alternativen zu klassischen Werkstoffen und Komponenten<br />

nachzudenken, insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeit,<br />

Recyclingfähigkeit und CO 2<br />

-Bilanz.<br />

Ihre<br />

Mehr Präzision.<br />

Hochpräzise Wegund<br />

Dickenmessung<br />

für alle Oberflächen<br />

confocalDT<br />

• Konfokal-chromatische Sensoren zur<br />

Weg- & Abstandsmessung von matten<br />

& glänzenden Oberflächen<br />

• Dickenmessung von Glas und<br />

transparenten Objekten<br />

• Extrem kleiner Messfleck zur<br />

Erfassung kleinster Teile<br />

• Integrierte Feldbus-Schnittstellen<br />

Neue<br />

Sensorgeneration<br />

• Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis: ideal<br />

für Maschinenbau & Automatisierung<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

Feinstrukturen<br />

Glasdicke<br />

Zweiseitige Dickenmessung<br />

Kontaktieren Sie unsere<br />

Applikationsingenieure:<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

micro-epsilon.de/konfokal


INHALT<br />

08<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Gemeinsam viel bewegen<br />

06 Aktuelles<br />

08 Whiteboard: Kommunikativ<br />

Faszination Kupplung – Ralf Epple gewährt<br />

Einblicke in die smarte Welt der Antriebstechnik<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

16<br />

WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

10 Fasergewebe-Halbzeuge: <strong>Der</strong> Stoff,<br />

der durch die Hitze geht<br />

12 Reaktionsschnelle Infrarot-Systeme<br />

15 Produktinformationen<br />

16 Oberflächenstrukturen – Vom Gecko inspiriert<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

18 TITELSTORY<br />

Schmierfreie Polymergleitlager statt Metalllager<br />

22 Positionssensoren: Einfach mit dreifach<br />

24 Optimierte Gehäuselösung für den Raspberry Pi<br />

27 Produktinformationen<br />

28 Akkubetriebene Synchronsteuerung:<br />

Weniger Kabel – mehr Flexibilität<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

32 Automatisierungsbaukasten – Das Grundpaket<br />

für mehr Nachhaltigkeit<br />

35 Produktinformationen<br />

40<br />

24<br />

4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL<br />

MIKRO-DESIGN<br />

36 Hydraulische Leitungssysteme für Müllfahrzeuge<br />

40 Kompakte Drehgeber bringen Dynamik in die Logistik<br />

42 Perspektiven: Klein und dennoch präzise –<br />

Bauteile, Verfahren und Trends<br />

SERVICE<br />

31 Impressum<br />

43 Vorschau<br />

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SPECIAL<br />

Stauff Deutschland, Werdohl<br />

36<br />

Präzise<br />

und<br />

individuell<br />

Keramik kommt zum Einsatz, wenn<br />

andere Materialien versagen. maxon<br />

entwickelt und produziert keramische<br />

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TITELBILD<br />

Igus GmbH, Köln<br />

Precision<br />

Ceramic<br />

Components


MINITEC ÜBERNIMMT SCHULZ FÖRDERTECHNIK<br />

MiniTec hat zum 1.1.<strong>2024</strong> die Schulz Fördertechnik GmbH in Waldmohr<br />

übernommen. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten bei<br />

Förderanlagen sowie der Zugang zu attraktiven Märkten. Schulz<br />

Fördertechnik ist seit nahezu 30 Jahren im Bereich fördertechnischer<br />

Komponenten und Anlagen tätig. <strong>Der</strong> Fokus des Unternehmens liegt<br />

auf der Lieferung und Montage von Fördergurten sowie der Konstruktion<br />

individueller Förderanlagen mit Stahl- und Edelstahl-Gestellen.<br />

Für die Übernahme sprachen mehrerer Gründe: Schulz beliefert seit<br />

vielen Jahren auch Anwender aus dem Lebensmittel- und Pharmabereich<br />

– Branchen, die MiniTec aufgrund der besonderen Hygieneanforderungen bislang nur mit Einschränkungen bedienen<br />

konnte. Auch generell sind Synergieeffekte für die MiniTec-Produkte und -Lösungen im Bereich Fördertechnik zu erwarten. Neben<br />

Vorteilen für den Anlagenbau ergeben sich für MiniTec zudem interessante Perspektiven im Produkt- und Servicebereich. Die<br />

Firmierung und der Firmensitz bleiben bis auf weiteres bestehen. Auch der langjährige Geschäftsführer Wolfgang Wasemann wird<br />

diese Rolle beibehalten und sich die Leitung mit Sandra Geyer-Altenkirch als Co-Geschäftsführerin teilen.<br />

www.minitec.de<br />

MICHAEL KOCH GMBH BEZIEHT<br />

NEUE WERKHALLE<br />

Mehr Platz für die Montage<br />

von kunden- und maschinenspezifischen<br />

sicheren Bremswiderständen<br />

steht der<br />

Michael Koch GmbH jetzt im<br />

sogenannten Fabrikle in<br />

Ubstadt-Weiher zur Verfügung.<br />

<strong>Der</strong> moderne Hallenneubau<br />

bietet nicht nur Platz für einen<br />

effizienten Produktionsablauf,<br />

sondern auch für eine zeitsparende<br />

und sichere Logistik. An anderer Stelle entsteht zudem Platz<br />

für die Produktion und Endmontage aktiver Energiemanagementgeräte<br />

sowie kundenspezifischer Schaltschranklösungen. Beides<br />

ist Ergebnis von Planungen, die auch im virtuellen Raum unter<br />

Einbeziehung der direkt Betroffenen in der Produktion stattgefunden<br />

haben. Das Projekt mit Unterstützung des Instituts<br />

für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) am KIT<br />

(Karlsruher Institut für Technologie) erleichterte die Werkplanung<br />

deutlich. Die Mitarbeiter konnten dadurch schon zu einem sehr<br />

frühen Zeitpunkt in die virtuelle Arbeitsumgebung eintauchen,<br />

ihre Arbeitsplätze passend gestalten und im direkten Austausch<br />

miteinander optimieren. <strong>Der</strong> Einzug in die neue Werkhalle war auf<br />

dieser Grundlage gut planbar und wurde schnell umgesetzt.<br />

www.bremsenergie.de<br />

VEGA-MESSTECHNIK AUF DEM<br />

WORLD HYDROGEN SUMMIT <strong>2024</strong><br />

Die Wasserstoffwelt grüner machen – das ist<br />

erklärtes Ziel des World Hydrogen Summit in<br />

Rotterdam. Als weltweit führende Plattform bringt<br />

der Technikgipfel auch <strong>2024</strong> wieder Hersteller und<br />

Regierungen zusammen, um die Herausforderungen<br />

und Chancen gemeinsam anzupacken. Weil es<br />

zentral darum geht, die Produktionsprozesse<br />

effizient, sicher und fit für die Zukunft zu machen,<br />

ist auch Vega mit neuester Füllstand- und<br />

Druckmesstechnik in Rotterdam mit am Start.<br />

„Vega verfügt über eine jahrzehntelange Erfahrung<br />

und spezifische Kompetenzen, die wir gezielt in<br />

den Umbau der Wasserstoffindustrie einbringen<br />

können,“ kündigt Sebastian Harbig, Vega-Global<br />

Projects Manager, den Messeauftritt an. So stehen<br />

in zahlreichen Demo-Anwendungen Themen wie<br />

Leistung unter Hochdruck, optimale Materialauswahl<br />

– wie etwa die Goldbeschichtung von Druckmittlern<br />

– und die Passgenauigkeit der<br />

Sensoren für ihre Anwendung im Mittelpunkt.<br />

Es sind genau diese Faktoren, die dazu beitragen,<br />

Wasserstoff wettbewerbsfähiger und skalierbarer<br />

zu machen. Auf dem World Hydrogen Summit<br />

<strong>2024</strong> bietet Vega die passenden Lösungen für die<br />

Herausforderungen der gesamten Branche: Für<br />

den Ausbau der Produktionsanlagen, für den<br />

sicheren und wirtschaftlichen Transport und für<br />

einen zuverlässigen Betrieb der Elektrolyseure.<br />

www.vega.com<br />

6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39


3.600 EURO FÜR DREI LOKALE PROJEKTE<br />

Die Erwin Halder KG in Achstetten-Bronnen<br />

unterstützt<br />

regelmäßig gemeinnützige<br />

Projekte in der Region. Diesmal<br />

teilte das Unternehmen die<br />

Spenden in Höhe von insgesamt<br />

3.600 Euro auf und unterstützt<br />

die Friedrich-Adler-Realschule in<br />

Laupheim bei der Reparatur<br />

einer Tischtennisplatte, hilft zwei Familien in Not und sorgt für<br />

neue Schuhe an den Füßen der Römergruppe des Laupheimer<br />

Heimatfestes. Dieser lebendige Teil der Firmenkultur ist<br />

sowohl der Geschäftsführung als auch den Mitarbeitern ein<br />

Herzensanliegen. Dazu wird unter anderem auf den firmeninternen<br />

Feiern eine Benefiz-Tombola veranstaltet. Den von der<br />

Belegschaft gesammelten Erlös verdoppelt dann die Geschäftsleitung.<br />

So erbrachte die jüngste Weihnachtsfeier insgesamt<br />

einen Spendenbetrag von 3.600 Euro. Diesmal lagen der<br />

Geschäftsführung von Halder drei Projekte besonders am<br />

Herzen, sodass die gesammelten Gelder aufgeteilt wurden:<br />

600 Euro erhält die Friedrich-Adler-Realschule, mit 1.000 Euro<br />

hilft das Unternehmen Familie Pelzer aus Dietenheim nach<br />

einem Hausbrand, und mit 2.000 Euro wird der Förderkreis<br />

Laupheimer Kinder- und Heimatfest e.V. unterstützt.<br />

www.halder.com<br />

IFM STEIGERT 2023 UMSATZ<br />

Die ifm-Unternehmensgruppe hat<br />

ihre Bilanzzahlen für das Jahr<br />

2023 vorgelegt und dabei erneut<br />

eine Umsatzsteigerung erreichen<br />

können. Im vorläufigen Konzernabschluss<br />

(Stand 10.04.2023) wird<br />

mit einem Umsatz von über<br />

1,4 Mrd. Euro ein neuer Umsatzrekord<br />

und einem Wachstum von<br />

3 Prozent ausgewiesen. Die regionalen Schwerpunkte des<br />

Wachstums lagen dabei in den USA sowie in Südwest-Europa.<br />

Das Ergebnis (EBIT) liegt bei 5,8 Prozent (Vorjahr 7,6 Prozent).<br />

Bei der Gesamtzahl der Beschäftigten wurde im Jahr 2023<br />

ebenfalls ein neuer Höchststand erreicht: Innerhalb der<br />

Gruppe sind es über 9.000. Für das laufende Geschäftsjahr<br />

sind die Aussichten etwas verhalten, wie Christoph von<br />

Rosenberg (Bild), Finanzvorstand der Ifm-Gruppe betont:<br />

„Die verschieden weltweiten Konflikte, Krisen und inflationseindämmenden<br />

Maßnahmen der Zentralbanken führen zu<br />

einer Eintrübung des weltweiten Maschinenbaus. Davon<br />

bleiben auch wir nicht verschont und müssen entsprechend<br />

umsichtig planen. Speziell im zweiten Halbjahr erwarten wir<br />

jedoch Wachstumsimpulse, sodass wir derzeit von einem<br />

leichten Wachstum im Jahr <strong>2024</strong> ausgehen.“<br />

www.ifm.com<br />

NEUE AUSGABE DES MOTION JOURNALS “MO<br />

Dunkermotoren veröffentlicht die neue Ausgabe der “mo. Unter dem Titel „Check-in to the Future<br />

of Automation“ berichtet der Antriebstechnikhersteller im Detail über die umfassenden Einsatzmöglichkeiten<br />

von Antriebs- und Servicelösungen im Bereich der Flughafenautomation. Flugreisen<br />

spielen eine entscheidende Rolle dabei, Menschen miteinander zu verbinden. Sie ermöglichen einen<br />

effizienten Warentransport und dienen als wichtige Plattform für die Entwicklung von Geschäftsbeziehungen,<br />

wodurch sie maßgeblich zu wirtschaftlichem Wachstum und Wohlstand beitragen.<br />

Diese Plattform kann nur mithilfe automatisierter Systeme wie Zutrittskontrollsysteme oder<br />

Gepäckförderanlagen funktionieren. Antriebe von Dunkermotoren sind seit vielen Jahren Teil<br />

dieser Systeme. Im neuen Motion Journal erklärt das Unternehmen, wie elektrische Antriebe den<br />

Flughafenbetrieb unterstützen, worauf es bei der Antriebsauslegung für flughafenspezifische Anlagen ankommt und wie<br />

die Zukunft der Flughafenautomatisierung aussehen könnte.<br />

www.dunkermotoren.de<br />

27. ENGELSKIRCHENER<br />

KUNSTSTOFF-TECHNOLOGIE-TAGE<br />

am 20. & 21. Juni <strong>2024</strong><br />

„Nachhaltige Entwicklung<br />

und Produktion<br />

im digitalen Zeitalter“<br />

Jetzt Besucherticket<br />

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WHITEBOARD<br />

KOMMUNIKATIV<br />

FASZINATION KUPPLUNG –<br />

RALF EPPLE GEWÄHRT<br />

EINBLICKE IN DIE SMARTE<br />

WELT DER ANTRIEBSTECHNIK<br />

Was fasziniert Sie an<br />

der Antriebstechnik?<br />

Woher nehmen Sie<br />

Ihre Ideen?<br />

Was treibt Sie an, im<br />

wahrsten Sinne des Wortes?<br />

Können Kupplungen<br />

sprechen?<br />

Was bewegt Sie privat?<br />

Kann Ihre Technik zu mehr<br />

Nachhaltigkeit beitragen?<br />

Mich fasziniert die Vielseitigkeit. In jeder<br />

Maschine steckt irgendeine Art Antriebs-<br />

technik. So bekomme ich Einblicke in die<br />

unterschiedlichsten Maschinen unterschiedlichster<br />

Größen und Bauarten – über alle Branchen hinweg.<br />

Das Thema ist ständig in Bewegung und ich kann<br />

permanent etwas Neues dazulernen.<br />

Gegenseitiges<br />

Inspirieren schafft<br />

neue Ideen. Wir<br />

haben bei Mayr<br />

ein Innovations-<br />

management. Hier<br />

bringt jeder seine<br />

Gedanken ein, die<br />

wir hinterfragen und zusammen daran arbeiten. Daraus<br />

entstehen Ideen. Inspirieren lasse ich mich aber auch auf<br />

Messen, durch Fachartikel in Zeitschriften oder z. B.<br />

durch interessante Neuentwicklungen auf Kundenseite.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Bilder: 01 Mayr Antriebstechnik/Karl-Josef<br />

Hildenbrand, 02 Rido – stock.adobe.com, 03<br />

stock.adobe.com, 06 tobago77 – stock.adobe.com<br />

sonstige Mayr Antriebstechnik<br />

Wenn ich<br />

sehe, dass<br />

ich mit meiner<br />

Arbeit etwas<br />

bewegen kann.<br />

8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


Ja, sie können sogar sagen,<br />

wie sie sich fühlen – z. B. über-<br />

belastet, unterbelastet etc. Mit<br />

unserer intelligenten Kupplung, dem<br />

Roba-drive-checker erhalten wir neben<br />

dem Drehmoment auch Aufschluss über<br />

Schwingungsmuster, Drehzahl oder<br />

Temperatur. Das Monitoring hilft dabei,<br />

Fehler und Ausfallzeiten zu reduzieren oder<br />

ganz zu vermeiden. Wartung erfolgt damit<br />

gezielt, nur wo nötig, geplant und effizient.<br />

Wartungszyklen werden größer bzw.<br />

individueller, Stillstandszeiten kürzer.<br />

Auch in meiner Freizeit bin<br />

ich in Bewegung – z. B. beim<br />

Mountainbike- oder Rennradfahren,<br />

beim Skifahren oder Skitouren-Gehen.<br />

Das geht bei uns im Allgäu wunderbar.<br />

Ja, denn Kupplungen<br />

und Bremsen von Mayr<br />

Antriebstechnik kommen in<br />

vielen Bereichen zum Einsatz,<br />

die direkt zu nachhaltiger<br />

Energie beitragen, zum Beispiel<br />

in Windkraftanlagen oder in<br />

Wasserkraftwerken. Die<br />

Elektrifizierung der Antriebs-<br />

technik trägt dem Trend<br />

hin zu energieeffizienteren<br />

Anwendungen ebenfalls<br />

Rechnung. Generell werden<br />

gerade im Bereich der Prüf-<br />

standtechnik neue Technologien<br />

erprobt. Hier kommen ebenfalls<br />

unsere Produkte zum Einsatz.<br />

Außerdem haben wir intelligente<br />

Ansteuermodule wie z. B.<br />

den Roba-brake-checker im<br />

Programm, die unsere Bremsen<br />

energiesparend betreiben.<br />

RALF EPPLE<br />

LEITER PRODUKTMANAGEMENT<br />

BEI MAYR ANTRIEBSTECHNIK IN MAUERSTETTEN


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

DER STOFF,<br />

DER DURCH DIE<br />

HITZE GEHT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Halbzeuge aus E-Glas- und Silikatfaser-Geweben gehören zu jenen<br />

Spezialtextilien, die in Industrie und Handwerk eingesetzt werden,<br />

um Menschen, Maschinen und anderen Materialien vor hohen<br />

thermischen Belastungen zu schützen. Kager hat seine Auswahl<br />

an Spezialtextilien für Hochtemperatur-Anwendungen nun durch<br />

weitere Fasergewebe-Halbzeuge ergänzt.<br />

Wenn es um Aufgabenstellungen in der Hochtemperaturtechnik<br />

geht, gehört das Handels- und Beratungsunternehmen<br />

Kager für viele Geräte- und<br />

Apparatebauer zu den ersten Adressen im Lande.<br />

Denn in seinem stetig wachsenden Sortiment an Spezial- und Nischenprodukten<br />

zum Dichten, Kleben und Isolieren finden sich<br />

auch für viele thermisch heikle Anwendungen Problemlösungen.<br />

Neu mitaufgenommen in seine Auswahl an hitzebeständigen<br />

Alexander Regenhardt, Freier Fachjournalist, Darmstadt<br />

Textilien hat das Unternehmen nun mehrere Halbzeuge aus<br />

E-Glas- und Silikatfaser-Geweben. Je nach konkreter Aufgabe<br />

können sie sowohl Funktionen des Produktschutzes und der<br />

Qualitätssicherung übernehmen als auch im Dienst der Arbeitssicherheit<br />

stehen. Mit Blick auf die große Bandbreite der Anwendungen<br />

bietet Kager sie vorrangig als Matten und Bänder an, bei<br />

denen glatte oder texturierte Garne in verschiedenen Bindungen<br />

verwebt sind.<br />

10 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Die High-Temp-Halbzeuge<br />

eignen sich für Umgebungen<br />

mit Temperaturen von<br />

bis zu 1.300 ° C und werden<br />

mit Atlasbindung (Bild),<br />

Leinwandbindung oder<br />

Kreuzkörperbindung<br />

angeboten<br />

Die neuen High-Temp-Halbzeuge im Kager-Portfolio haben unterschiedliche<br />

Oberflächen-Beschichtungen und eignen sich für<br />

Umgebungen mit Temperaturen von bis zu 1.300 ° C. Dabei kann<br />

der Anwender zwischen sechs E-Glasfaser-Varianten und einem<br />

Silikatfaser-Gewebe wählen. Zu den Vorteilen der organischen<br />

E-Glasfaser gehört – neben ihrer Beständigkeit gegen hohe Temperaturen<br />

75 Gummi.qxp_Layout – ihre Fähigkeit 1 28.02.23 zur elektrischen 08:48 Seite Isolation. 2 Die AZ_210 x Silikatfaser<br />

besteht hingegen aus anorganischen Stoffen, enthält keine<br />

toxischen Anteile und ist wegen ihrer sehr hohen thermischen<br />

(und mechanischen) Festigkeit häufig eine Alternative zu<br />

Keramik faser-Produkten.<br />

Ein Blick in die neue Auswahl der E-Glasfaser-Gewebe zeigt,<br />

dass sich der unterschiedliche Grad der Temperaturfestigkeiten<br />

der einzelnen Varianten vorrangig in der Art ihrer Beschichtung<br />

begründet. Beidseitig mit lebensmittelverträglichem Silikon beschichtet,<br />

erreicht beispielsweise das E-Glasfaser-Gewebe eine<br />

Temperaturbeständigkeit von bis zu 400 ° C, während es mit einer<br />

beidseitigen, nicht brennbaren Vermiculite-Beschichtung für<br />

eine kurzfristige Belastbarkeit mit bis zu 1.300 ° C geeignet ist.<br />

Daneben bietet Kager eine Variante mit einer grauen Alufix-<br />

Beschichtung (bis 1.000 ° C) an sowie mit einer Ausführung mit<br />

einer schwer entflammbaren, graphitierten Hochtemperatur-<br />

Beschichtung (bis 750 ° C), die sich durch eine hohe Schiebe- und<br />

Schnittfestigkeit auszeichnet. Die Silikatgewebe-Halbzeuge verfügen<br />

ebenfalls über eine Vermiculite-Beschichtung (bis 1.300 ° C).<br />

ES STEHEN SECHS<br />

E-GLASFASER-VARIANTEN<br />

UND EIN SILIKATFASER-<br />

GEWEBE ZUR AUSWAHL<br />

WIE HEISS DARF ES WERDEN?<br />

WIE DICHT MUSS ES SEIN?<br />

Allen neuen High-Temp-Geweben im Kager-Programm ist eigen,<br />

dass sie entweder aus Glattgarn oder aus texturiertem Garn bestehen.<br />

Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass der Anwender die<br />

Wahl hat zwischen drei verschiedenen Webarten: <strong>Der</strong> hochfesten,<br />

sehr dichten Atlasbindung oder der verzugsfesten, geschlossenen<br />

Leinwandbindung oder der Kreuzköperbindung, die vor allem<br />

mit ihrer isolierenden Luftspeicherung und einer exzellenten<br />

Dimensionsstabilität punktet.<br />

Bei den neu ins Kager-Angebot aufgenommenen Hochtemperatur-Fasergeweben<br />

handelt es sich um qualitativ hochwertige<br />

Produkte. Ihre technischen Werte entsprechen fast durchgehend<br />

den einschlägigen DIN-Normen und sind von der Materialprüfungsanstalt<br />

Dresden (MPA) bestätigt. Damit Anwender darüber<br />

hinaus stets die passende Problemlösung mit der bestgeeigneten<br />

Beschichtung, der optimalen Garnbeschaffenheit und der idealen<br />

Bindungsart erhält, stehen bei Kager kompetente Berater als<br />

Gesprächspartner bereit.<br />

Bilder: Kiefer Industriefotografie<br />

www.kager.de<br />

PERFEKTION NACH WUNSCH UND MASS:<br />

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GUMMI-METALLVERBINDUNGEN<br />

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www.layher-ag.de<br />

Flexible Technologie


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

REAKTIONSSCHNELLE INFRAROT-SYSTEME<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Um beim Trocknen bahnförmiger Materialien einen Wärmeabfall an den<br />

Rändern der Warenbahnen oder Hitzeschäden bei einem plötzlichen<br />

Bandstopp zu vermeiden, werden als Wärmequelle moderne Infrarot-Systeme<br />

eingesetzt. Diese können auch in bestehende Anlagen nachgerüstet werden<br />

und den Energieverbrauch reduzieren.<br />

Dicke, reißfeste und witterungsbeständige Folien machen<br />

Flachdächer dicht. Besonders bei mehrlagigen<br />

Folien ist äußerste Sorgfalt bei der Herstellung nötig,<br />

denn die Lagen müssen stabil und schlüssig miteinander<br />

verbunden sein. Eine einfache Nachrüstung mit einem<br />

Marie-Luise Bopp, Head of Marketing,<br />

Excelitas Noblelight GmbH, Kleinostheim<br />

Noblelight Infrarot-System ermöglicht einem britischen Hersteller<br />

für Bedachungssysteme wesentlich zuverlässigere Produktionsprozesse.<br />

IKO, britischer Marktführer in der Konstruktion,<br />

Herstellung und Montage von Dach- und Abdichtungssystemen,<br />

produziert in Clay Cross hauptsächlich Ein- und Mehrschicht-<br />

12 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


Systeme für Flachdächer. Dabei wird eine erste Lage Polymermaterial mit einem textilen<br />

Grundgewebe verbunden. Diese Anordnung kann dann unter Zugabe weiterer<br />

Schichten aus Polymer in einem kontinuierlichen Verfahren vervollständigt werden.<br />

IR-SYSTEM SORGT FÜR STARKE POLYMER-VERBINDUNG<br />

Eine Bahn aus gittergestütztem Polymer wird bei Geschwindigkeiten von bis zu<br />

10 m/min auf einer Trommel mit einer weiteren Polymerbahn in Kontakt gebracht.<br />

Die Oberfläche des gittergewebten Polymers wird erwärmt, damit sie anschmilzt. Die<br />

Erwärmung erfolgt durch ein Infrarot-System, das in einem speziell konstruierten<br />

Reflektor sitzt. Dieser folgt der Krümmung der Trommel, um so eine homogene Wärmeübertragung<br />

zu erreichen. Das Infrarot-System enthält sechs schnelle mittelwellige<br />

Strahler und zwei Carbon Infrarot-Strahler (CIR). Die CIR-Strahler sorgen dafür, dass<br />

sämtliche Feuchtigkeit aus dem Polymer getrieben wird, während die kürzere Wellenlänge<br />

der schnellen mittelwelligen Strahler stärker eindringt und tiefer erwärmt.<br />

Das von Excelitas Noblelight entwickelte und gebaute System ersetzt ein IR-System,<br />

das sich im Betrieb als unzuverlässig erwies. Andrew McArthur, Produktionsingenieur<br />

bei IKO, betont: „Die Nachrüstung des neuen Systems war ganz einfach, obwohl wir<br />

wenig Platz zum Rangieren hatten. Und jetzt erhalten wir an dieser wichtigen Stufe der<br />

Produktion eine zuverlässigere und bessere Polymerhaftung.“<br />

GEMEINSAM ZUM<br />

MASSGESCHNEIDERTEN<br />

WÄRMEPROZESS<br />

Excelitas Noblelight macht<br />

Infrarot- und UV-Strahlung seit<br />

vielen Jahren für Industrie und<br />

Wissenschaft nutzbar. Das<br />

hauseigene Anwendungszentrum<br />

bietet die Möglichkeit,<br />

praxisnahe Tests mit kompetenter<br />

technischer Betreuung durchzuführen.<br />

Die Tests werden zusammen mit den Kunden ausgewertet<br />

und diskutiert. Unser Ziel ist es, den besten Strahlertyp und die beste<br />

Konfiguration für die jeweilige Anwendung zu finden. Wir wollen den<br />

Wärmeprozess so abstimmen, dass er präzise und effizient zu den<br />

Anforderungen passt.<br />

CÜNEYT ÖZER, Anwendungsspezialist bei Excelitas Noblelight, Kleinostheim<br />

PRÄZISE STEUERUNG DER ERWÄRMUNG IM PRÄGEPROZESS<br />

Renolit stellt in Cramlington in Großbritannien Laminate für Möbel sowie Folien für die<br />

Laminierung auf Außenfensterprofilen und -türen her. Ein wichtiges Element des Produktionsprozesses<br />

ist die Prägeanlage, denn viele dieser auf PVC basierenden Laminate<br />

sind mit einer Holzmaserung geprägt.<br />

Dafür läuft die Kunststoff-Folienbahn durch eine Wärmestation. Danach werden<br />

Strukturen für die gewünschte Haptik und Optik in die weiche Oberfläche eingedrückt,<br />

indem die Folie zwischen Stahlwalzen und einer Gummiwalze als Gegenlager hindurchgeführt<br />

wird. Hier zahlt es sich aus, wenn die Erwärmung möglichst nahe am Prägespalt/Prägekalander<br />

erfolgt. Denn je länger der Wärmeprozess dauert, desto mehr erwärmt<br />

sich die komplette Folienbahn auch in die Tiefe. Das kann dazu führen, dass die<br />

weiche Folie beim Weiterlaufen unerwünscht gezogen oder gestreckt wird.<br />

Bei der Modernisierung der bestehenden Prägeanlage ersetzte Renolit das bestehende<br />

Heizsystem aus Keramik durch kurzwellige Infrarot-Strahler. Diese sind in einzelnen<br />

Kassetten angeordnet, sodass Heizzonen entstehen, die unabhängig voneinander regu-<br />

VERBINDUNGSELEMENTE & BEFESTIGUNGSTECHNIK<br />

Mit über 130 Jahren Erfahrung zählt<br />

REYHER zu den führenden Handelsunternehmen<br />

für Verbindungselemente<br />

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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

01<br />

01 Die Verbindung von Materialien<br />

bei der Herstellung von Dachfolien<br />

wird durch Infrarot-Wärme optimiert<br />

02<br />

02 Infrarotsysteme werden an verschiedenen<br />

Stellen einer Produktionslinie<br />

für Vinyl-Bodenbeläge eingesetzt<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

lierbar sind. Die Kassetten folgen der Kontur der Anlage und dadurch<br />

erfolgt die Erwärmung immer im gleichen Abstand zur Folie<br />

und so erheblich gleichmäßiger als bisher.<br />

Das maßgeschneiderte System ermöglicht eine präzise Steuerung<br />

der Wärme, sodass die Energie effizient verwendet wird. Die<br />

Folie wird schnell auf die eingestellte Temperatur erwärmt, wodurch<br />

höhere Produktionsgeschwindigkeiten erreicht werden<br />

können. Darüber hinaus minimiert die sekundenschnelle Reaktionszeit<br />

der kurzwelligen Strahler die Gefahr einer Beschädigung<br />

der Warenbahn, da die Heizelemente im Fall eines unerwarteten<br />

Bandstillstands augenblicklich abgeschaltet werden können.<br />

EFFEKTIVE AUSHÄRTUNG VON PVC-SCHICHTEN<br />

Infrarot-Systeme von Excelitas Noblelight werden an verschiedenen<br />

Stellen einer Produktionslinie für Vinyl-Bodenbeläge im<br />

Werk von Tarkett Ltd. in Maidstone, Großbritannien, eingesetzt.<br />

Sie ermöglichen dem Unternehmen eine bessere Kontrolle der<br />

Produktion und verbessern die Flexibilität der Anlage.<br />

Zur Herstellung der Bodenbeläge wird bei Tarkett Ltd. eine<br />

PVC-Paste in verschiedenen Dicken auf eine PVC-Trägerschicht<br />

aufgetragen, die mit einer Glasfasermatte versehen ist. Durch die<br />

Einbringung von Siliziumkarbid und Aluminiumoxid in die<br />

oberste Schicht wird der Bodenbelag rutschfest; für eine ansprechende<br />

Optik können zudem noch PVC-Flocken sorgen.<br />

Die Anwendung von Wärme ist ein wichtiger Teil des Prozesses,<br />

sowohl um die Trägerschicht zu trocknen als auch um eine effektive<br />

Aushärtung der aufgetragenen PVC-Pasten zu gewährleisten.<br />

Früher wurde dies durch langwellige Infrarot-Metallfolienstrahler<br />

erreicht, die jedoch inzwischen durch moderne mittelwellige<br />

Infrarot-Strahler ersetzt wurden. Die Trägerschicht wird mithilfe<br />

eines Infrarot-Moduls in der Bahnbreite und durch zwei Carbon<br />

IR-Module am Rand erhitzt. Das sorgt für eine homogene Erwärmung<br />

und minimiert Randzonenverluste. Die Wärme entzieht<br />

dem Trägermaterial die Feuchtigkeit, was eine gute Haftung der<br />

PVC-Paste ermöglicht und Blasenbildung verhindert.<br />

BESCHÄDIGUNGEN AN DER<br />

WARENBAHN WERDEN DURCH<br />

DIE SCHNELLE REAKTIONSZEIT<br />

DER IR-STRAHLER MINIMIERT<br />

Unmittelbar nach dem ersten Pastenauftrag trocknen IR-Strahlern<br />

die Oberfläche, bevor mit einer ölbeheizten Walze volumetrische<br />

Wärme aufgebracht wird. Die PVC-Bahn erhält dann eine<br />

zweite Schicht Paste, wird durch ein drittes IR-System erwärmt<br />

und schließlich zur endgültigen Aushärtung transportiert. Die<br />

Installation hat sich als äußerst erfolgreich erwiesen, wie<br />

Terry Guy, Produktionstechniker bei Tarkett Marley, erklärt: „Das<br />

neue System gibt uns die Flexibilität, verschiedene Produktlinien<br />

mit unterschiedlich dicken PVC-Schichten zu bedienen, und seine<br />

Regelbarkeit bedeutet, dass wir die Erwärmung an die jeweilige<br />

Liniengeschwindigkeit anpassen können.“<br />

Bilder: Excelitas Noblelight <strong>2024</strong><br />

www.noblelight.com<br />

14 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

MASSGESCHNEIDERTE DICHTUNGS-<br />

LÖSUNGEN FÜR COBOTS<br />

Flexibel und verschleißfest<br />

bei minimalen<br />

Reibungsverlusten – so<br />

die Anforderungen an<br />

Freudenberg Sealing<br />

Technologies bei der<br />

Entwicklung einer neuen,<br />

alle Gelenke zuverlässig<br />

schützenden Dichtung<br />

für Cobots. Zunächst wurde ein Nutring aus Polyurethan<br />

vorgestellt. Im Praxistest erwiesen sich die Reibkräfte jedoch<br />

als zu hoch. Im nächsten Schritt änderten die Dichtungsexperten<br />

daher die Geometrie auf ein Z-Profil und brachten eine<br />

zweite Nut ein. Dadurch reduzierte sich der Anpressdruck und<br />

die Forderung nach einem Reibmoment von weniger als 1 Nm<br />

war erfüllt. Doch der Verschleiß war weiterhin hoch. Dies war<br />

bedingt durch die Leichtbauweise der Cobots, da Aluminium<br />

eine recht hohe Oberflächenrauigkeit aufweist. Dem wirkt<br />

eine Drei-Komponenten-Gleitlackbeschichtung mit hohem<br />

Kohlenstoffgehalt entgegen. <strong>Der</strong> verwendete Werkstoff<br />

92 AU 21101 ist mit einer Shore-Härte von 92 sehr weich und<br />

flexibel. Die Zugfestigkeit liegt mit 59 MPa dennoch über dem<br />

geforderten Mindestwert von 50 MPa. Ausgelöst durch eine<br />

Designänderung des Cobots musste auch die Dichtungsgeometrie<br />

noch einmal überarbeitet werden. Für diese finale<br />

Version wählte der Serviceanbieter eine Z-Geometrie mit<br />

weiter optimierter, dynamischer Dichtlippe. <strong>Der</strong> statische<br />

Bereich mit Nut wurde außen liegend konstruiert.<br />

www.fst.com<br />

HOCHLEISTUNGSCOMPOUND<br />

FÜR SENSIBLE PROZESSE<br />

Für die hochsensiblen Produktionsprozesse in der Lebensmittel-<br />

und Pharmaindustrie, Biotechnologie und Medizintechnik<br />

hat der unahängige Dichtungshersteller C. Otto<br />

Gehrckens den EPDM-Compound „AP 307“ entwickelt. <strong>Der</strong><br />

Spezial-Werkstoff aus der COG Hygienicseal-Serie verfügt<br />

über die wichtigsten Zulassungen für die Anwendungen<br />

in diesen hoch anspruchsvollen Branchen. Neben der<br />

Unbedenklichkeitsprüfung gemäß FDA 21. CFR 177.2600<br />

besitzt der AP 307 die Freigabe nach USP Chapter 87 und<br />

USP Chapter 88 Class VI bis<br />

+ 121 °C. Auch den Test auf<br />

Zytotoxizität (nach ISO<br />

10993-5:2009) hat der<br />

EPDM-Compound erfolgreich<br />

bestanden. Die niedrigen<br />

Migrationswerte dieses<br />

Verbundwerkstoff sind<br />

insbesondere in Anwendungen<br />

gefordert, wo das Risiko einer<br />

Kontamination mit den<br />

abzudichtenden Medien besteht, zum Beispiel bei der<br />

Zellkultivierung oder Insulinproduktion. Darüber hinaus<br />

beweist der Hochleistungswerkstoff höchste Widerstandsfähigkeit<br />

im Kontakt mit CIP- und SIP-Medien und ist zudem<br />

in Anwendungen mit aggressivem WFI-Wasser geeignet.<br />

<strong>Der</strong> Einsatztemperaturbereich von - 40 °C bis + 150 °C<br />

macht den AP 307 zur flexiblen Größe für die besonderen<br />

Anforderungen im Produktionsprozess.<br />

www.cog.de<br />

FLACHDRAHT-WELLENFEDERN VEREINFACHEN<br />

KONSTRUKTION FLUIDTECHNISCHER BAUGRUPPEN<br />

TFC bietet in seinem Produktsortiment eine große Auswahl an Wellenfedern in vielen Durchmessern<br />

und aus verschiedenen Werkstoffen. Bei den Varianten der Baureihen YCM und YCMS<br />

handelt es sich beispielsweise um mehrlagige Wellenfedern aus Feder- und Edelstahl, die sehr<br />

häufig bei der Konstruktion von Ventilen zum Einsatz kommen. Diese Wellenfedern laufen<br />

auch unter der Bezeichnung Crest-to-Crest und stehen in Durchmessern von 5 bis 400 mm<br />

zur Verfügung. Sie verfügen über durchgängig gewickelte Mehrfachwindungen und sind in<br />

Varianten mit gewellten oder parallelen Enden lieferbar. Hergestellt werden diese Wellenfedern in einem Verfahren, das als<br />

No-Tooling-Cost oder auch Circulair-Grain bezeichnet wird. Hierbei handelt es sich um eine Variante der Kantenwindungstechnik<br />

des US-amerikanischen Herstellers Smalley, mit der sich Wellenfedern in vielen verschiedenen Durchmessern fertigen lassen.<br />

Dabei spielt gerade für die Realisierung miniaturisierter Ventile eine große Rolle, dass es das Verfahren ermöglicht, kleine Wellenfedern<br />

mit Durchmessern von 4 mm zu fertigen. Wellenfedern lassen sich aus Federstahl, nichtrostenden Edelstählen, Super- und<br />

Kupferlegierungen, Phosphorbronze sowie Titan herstellen. Sie eignen sich für viele verschiedene Medien und Umgebungen.<br />

www.tfc.eu.com<br />

Das Ganze ist die Summe seiner Teile<br />

Klebstoffe, Coatings und Vergussmassen zum Einsatz in der<br />

industriellen Verbindungs-, Oberflächen- und Elektrotechnik<br />

Klebstoffe zum Verbinden von Keramik-/Graphit-Bauteilen in der Hochvakuumtechnik<br />

High Temperature-Epoxies für Klebeverbindungen unter Hochtemperatur-Bedingungen<br />

Low Temperature-Epoxies für Klebeverbindungen in Niedrig-Temperatur-Umgebungen<br />

Temperaturfeste Klebstoffe zum Kleben und Beschichten polykristalliner Wollen,<br />

Keramikfasern und Glasfasertextilien<br />

Hochtemperaturbeständige Coatings zum Beschichten von Metallen, Keramiken, Glas<br />

Vergussmassen für die Elektrotechnik und zur Reparatur temperaturkritischer Bauteile<br />

Zertifiziert nach<br />

DIN EN ISO 9001:2015<br />

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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

VOM GECKO INSPIRIERT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mit einem patentierten Verfahren zur Mikro-Nano-Strukturierung, bei dem<br />

strukturierte Oberflächen mittels Heißprägens oder Spritzgusses erzeugt werden,<br />

hat das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen<br />

IMWS in Halle (Saale) signifikante Verbesserungen der Haftungseigenschaften<br />

von Polymeren erzielt.<br />

Wenn ein Gecko die Wände hochklettert, gelingt das<br />

durch die große Kontaktfläche der hierarchischen<br />

und fibrillären Strukturen seiner Füße mit dem Untergrund.<br />

Einen ähnlichen Ansatz hat das Fraunhofer<br />

IMWS für die Oberflächen von Polymeren umgesetzt. Diese werden<br />

durch Heißprägen in eine hierarchische Struktur gebracht,<br />

wobei Prägewerkzeuge aus Aluminiumoxid eingesetzt werden, die<br />

zuvor mit einem Laser und durch ein selbstorganisierendes elektrochemisches<br />

Verfahren mikro- und nanostrukturiert wurden.<br />

PRÄGEWERKZEUGE MIT FEINSTER STRUKTUR<br />

Das Verfahren eignet sich für die Strukturierung unterschiedlicher<br />

Kunststoffe wie thermoplastische Elastomere (TPE), thermoplastische<br />

Polyurethane (TPU), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat<br />

(PMMA), Polypropylen (PP) oder Polyethylen<br />

(PE). Die Prägewerkzeuge aus Aluminiumoxid lassen sich einfach<br />

in bestehende Produktionsverfahren der Kunststoffverarbeitung<br />

integrieren. Das Abformen erfolgt bei hohen Temperaturen<br />

und niedrigem Druck. Nach dem Auskühlen unter Belastung erfolgt<br />

die Entformung durch Abziehen des Polymermaterials vom<br />

Prägewerkzeug.<br />

DIE OBERFLÄCHENSTRUKTUR<br />

DES WERKZEUGS LÄSST SICH<br />

ZIELGERICHTET ANPASSEN<br />

Um den Prozess zu optimieren, wurden vom Fraunhofer-Team<br />

die passenden Verarbeitungstemperaturen auf Basis der durch<br />

Differenzialkalorimetrie (DSC) erhaltenen Glasübergangsund<br />

Schmelztemperaturen ermittelt. Die Mikro-/Nanostruktur<br />

der Prägewerkzeuge und die damit erzeugte Invers-Struktur<br />

der Polymeroberfläche mit feinsten Nanofilamenten wurde mit<br />

Rasterelektronenmikroskopie (SEM) untersucht. Auf nassen<br />

16 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


HIERARCHICHE STRUKTUR<br />

Rasterelektronenmikroskop-Darstellung der hierarchischen<br />

Struktur in einer Polycarbonat-Oberfläche<br />

Oberflächen (Keramik, Glas, Metall) konnte mit der Gecko-<br />

Methode eine Erhöhung der Haftkraft um bis zu 85,4 Prozent<br />

erreicht werden.<br />

BESSERE HAFTUNG, GERINGERES<br />

BESCHLAGEN<br />

Die Oberflächenstrukturen lassen sich durch entsprechend gefertigte<br />

Werkzeuge individuell und zielgerichtet anpassen, was<br />

eine große Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.<br />

Naheliegend sind neue Lösungen für die Verpackungsindustrie<br />

zur Verbesserung der Haftung von Klebern und Druckfarben auf<br />

Folien, ebenso wie neue Ansätze, mit denen sich das Beschlagen<br />

Ein großer Vorteil ist, dass wir unterschiedliche<br />

Oberflächenstrukturen und damit<br />

neue Materialeigenschaften erzielen<br />

können, ohne zusätzliche Elemente wie<br />

Additive oder Beschichtungen einzubringen.<br />

So können die Werkstoffe sortenrein<br />

bleiben, was das spätere Recycling erheblich<br />

vereinfacht. Auch langwierige und kostspielige<br />

Zulassungsverfahren werden<br />

vermieden, weil die Mikro-Nano-Strukturierung<br />

auf bereits zugelassenen und chemisch<br />

nicht veränderten Materialien erfolgt. So<br />

können Unternehmen viel Zeit und hohe<br />

Kosten bei der Einführung verbesserter<br />

Produkte sparen.<br />

DR.-ING. ANDREA FRIEDMANN,<br />

Gruppenleiterin Biofunktionale Materialien<br />

für Medizin und Umwelt am Fraunhofer IMWS,<br />

Halle (Saale)<br />

von Kunststoffoberflächen verhindern lässt, etwa in der optischen<br />

Industrie. Auch für die Benetzbarkeit, optische Reflexion,<br />

Hydrophobie sowie die Recyclingfähigkeit bringt das Verfahren<br />

erhebliche Vorteile.<br />

Bilder: Aufmacher parkerspics – stock.adobe.com, sonstige Fraunhofer IMWS<br />

www.imws.fraunhofer.de<br />

FRAUNHOFER IMWS<br />

Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) bietet mikrostrukturbasierte<br />

Diagnostik und Technologieentwicklung für innovative Werkstoffe, Bauteile und Systeme. Aufbauend auf den Kernkompetenzen<br />

in leistungsfähiger Mikrostrukturanalytik und im mikrostrukturbasierten Materialdesign erforscht das Institut<br />

Fragen der Funktionalität und des Einsatzverhaltens sowie der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer von Werkstoffen,<br />

die in unterschiedlichen Markt- und Geschäftsfeldern mit hoher Bedeutung für die gesellschaftliche und wirtschaftliche<br />

Entwicklung zur Anwendung kommen. Für seine Partner in der Industrie und für öffentliche Auftraggeber verfolgt das<br />

Fraunhofer IMWS das Ziel, zur beschleunigten Entwicklung neuer Werkstoffe beizutragen, Materialeffizienz und Wirtschaftlichkeit<br />

zu steigern sowie Ressourcen zu schonen. Damit leistet das Institut einen Beitrag zur Sicherung der Innovationsfähigkeit<br />

wichtiger Zukunftsfelder sowie zur Nachhaltigkeit als zentraler Herausforderung des 21. Jahrhunderts.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 17


TITELSTORY<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

SCHMIERFREIE<br />

POLYMERGLEITLAGER<br />

STATT METALLLAGER<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Stefan Loockmann-Rittich, Leiter Forschung<br />

und Entwicklung iglidur Gleitlager, igus GmbH<br />

Vom Pflug in der Landwirtschaft bis zum Transportband eines Bierbrauers:<br />

Klassische Gleitlager aus Metall verursachen aufgrund der notwendigen<br />

Nachschmierarbeiten Kosten und Zeitaufwand. Um Budget, Personalressourcen und<br />

Umwelt zu schonen, steigen deshalb immer mehr Industriebetriebe auf schmierfreie<br />

Polymerlager des Kölner Kunststoffspezialisten Igus um. Wie viel sie dadurch<br />

tatsächlich sparen und wie es um die Umweltvorteile bestellt ist, zeigt eine<br />

gemeinsame Studie von Igus und Wissenschaftlern der RWTH Aachen sowie<br />

der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie.<br />

18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

zu schonen und gleichzeitig die Produktivität zu verbessern.<br />

Denn diese Gleitlager nutzen einen Selbstschmiereffekt. Bedeutet:<br />

In den Hochleistungskunststoff sind mikroskopisch kleine<br />

Festschmierstoffe integriert, die während des Betriebs einen<br />

reibungsarmen Trockenlauf ermöglichen – ohne dass zusätzliches<br />

Schmieren erforderlich ist. „Kunden berichten uns, dass<br />

der Wechsel für sie ein Gamechanger ist, da sie Einkaufs- und<br />

Personalkosten signifikant reduzieren“, sagt Lars Butenschön,<br />

Geschäftsbereichsleiter Iglidur Gleitlager bei Igus. „Allerdings<br />

fehlten bislang wissenschaftliche Daten, welche die Vorteile der<br />

Polymergleitlager schwarz auf weiß quantifizieren und deren<br />

Auswirkung auf die Umwelt sowie die Effizienz von Maschinen<br />

und Anlagen im Ganzen darstellen. Wir haben uns deshalb entschlossen,<br />

eine unabhängige Studie in Auftrag zu geben. Und<br />

erstmals Zahlen gewonnen, die uns selbst überraschen.“ Mit der<br />

Durchführung beauftragt war die WBA Werkzeugbau Akademie,<br />

ein Forschungsunternehmen, dass auf dem RWTH Aachen Campus<br />

als Teil eines der größten Forschungslabore Europas im Bereich<br />

Produktionstechnik mit dem Werkzeugmaschinenlabor<br />

WZL und dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik (IPT)<br />

zusammenarbeitet.<br />

EINE UNABHÄNGIGE STUDIE<br />

QUANTIFIZIERT DIE VORTEILE<br />

DER GLEITLAGER<br />

Klassische Gleitlager aus Metall sind aus der Industrie<br />

nicht wegzudenken. Das Problem: Sie verursachen erhebliche<br />

Kosten. Betriebe müssen nicht nur Schmiermittel<br />

nachkaufen, sondern auch Zeit und entsprechende<br />

Personalressourcen für Wartungseinsätze einplanen. Zudem geraten<br />

viele Schmierstoffe und somit Hersteller von Maschinen<br />

und Anlagen, die auf sie angewiesen sind, aufgrund steigender<br />

Sensibilität der Öffentlichkeit für Umwelthemen in die Kritik. So<br />

enthalten einige Produkte umweltschädliche Additive, welche<br />

die Leistung der Schmiermittel verbessern – unter anderem Antioxidationsmittel,<br />

Korrosionsschutzmittel und Detergentien. <strong>Der</strong><br />

Kölner Kunststoffspezialist Igus unterstützt Hersteller bereits seit<br />

vielen Jahren dabei, geschmierte Gleitlager durch schmierfreie<br />

Iglidur und Igutex Gleitlager zu ersetzen – und somit die Umwelt<br />

EXPERTEN ANALYSIEREN DIE ERFOLGE<br />

VON NEUN INDUSTRIEUNTERNEHMEN<br />

Fundament der Studie sind Experteninterviews mit neun Unternehmen<br />

aus den Bereichen Automationstechnik, Baumaschinen,<br />

Agrarindustrie, Lebensmittelindustrie sowie Verpackungs- und<br />

Abfüllindustrie. Zu den Teilnehmern zählen der Landtechnikhersteller<br />

Lemken, der die Igus Gleitlager in Grubbern einsetzt, die<br />

Firma Rockinger, welche die Lager aus Hochleistungskunststoff<br />

in Anhängersystemen für Nutzfahrzeuge verwendet, der Landmaschinenhersteller<br />

CNH Industrial mit Iglidur Lagern in Scharniergelenken<br />

einer Säh-Schar und das Unternehmen KettenWulf,<br />

das die Lager in Fahrtreppen verbaut. Ebenso Teil der Studie ist<br />

die Niederlassung des Bierherstellers Heineken in Brasilien, die<br />

Gleitlager aus Hochleistungspolymeren in Transportbändern<br />

einsetzt, der Baumaschinenhersteller Huppenkothen mit Gleitlagern<br />

von Igus in Baggerschaufelhalterungen, Krones, ein Produzent<br />

von Abfüllsystemen, der die Lager in Anlagen für den Behältertransport<br />

nutzt, die Firma Wacker Neuson, die schmierfreie<br />

Gleitlager in Armsystemen von Baggern einbaut, und der Hersteller<br />

GMG, der die Polymergleitlager in Greifersystemen einsetzt.<br />

Die Befragten schilderten den unabhängigen Experten der<br />

WBA Werkzeugbau Akademie, welche Einsparungen sie durch<br />

den Wechsel von geschmierten Gleitlagern auf schmierfreie<br />

Iglidur Lager erreichten.<br />

BUDGET UND UMWELT SCHONEN MIT<br />

SCHMIERFREIEN POLYMERGLEITLAGERN<br />

Das Ergebnis: Da Unternehmen und ihre Kunden, etwa Käufer<br />

von Landmaschinen, keinen Schmierstoff mehr kaufen müssen,<br />

sparen sie jährlich zwischen 7.000 Euro und 14 Millionen Euro.<br />

Hinzu kommen zwischen 8.000 und zwei Millionen Stunden, die<br />

sich für das manuelle Nachschmieren von Lagerstellen einsparen<br />

lassen. „Die Zahlen beweisen eindrucksvoll, wie sich durch<br />

eine vermeintlich kleine Umstellung unterm Strich enorme<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 19


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

01 Schmiermittelfreie Polymergleitlager sind günstiger<br />

als Metalllager und bergen hohe CO 2<br />

-Einsparpotentiale<br />

02 Landtechnikhersteller Lemken setzt schmiermittelfreie<br />

Gleitlager in seinen Grubbern ein<br />

03 Im Hochleistungskunststoff sind mikroskopisch kleine<br />

Festschmierstoffe integriert, die während des Betriebs einen<br />

reibungsarmen Trockenlauf ermöglichen – ohne, dass<br />

zusätzliches Schmieren erforderlich ist<br />

02<br />

Wie sich die Kosteneinsparungen zusammensetzen, zeigt die<br />

niederländische Brauerei Heineken. In der Niederlassung in<br />

Brasilien ist das Unternehmen bei Transportbändern von Abfüllanlagen<br />

an 600 Lagerstellen von klassischen Metalllagern auf<br />

schmierfreie Radiallager von Igus umgestiegen. Dank des Wechsels<br />

spart das Unternehmen bei vier Gramm Schmierstoff pro<br />

Lagerstelle und wöchentlicher Wartung 124,8 kg Material pro<br />

Jahr und somit 2.815,49 Euro. Weit mehr ins Gewicht fallen allerdings<br />

die eingesparten Personalkosten. Mussten in der Vergangenheit<br />

jedes Jahr Mitarbeiter die 600 Lagerstellen wöchentlich<br />

nachschmieren, spart der Betrieb dank des Selbstschmiereffekts<br />

der Polymergleitlager nun 1.560 Arbeitsstunden pro Jahr. Noch<br />

beeindruckender werden die Zahlen hochgerechnet auf mehr<br />

als 160 Heineken Standorte weltweit. Sie würden durch den Umstieg<br />

auf schmierfreie Lager aus Hochleistungskunststoff rund<br />

20 t Schmierstoff pro Jahr und somit Kosten in Höhe von 450.478<br />

Euro sparen. Die eingesparten Personalkosten würden sich auf<br />

rund 5,4 Millionen Euro belaufen.<br />

03<br />

GLEITLAGER AUS HOCH-<br />

LEISTUNGSKUNSTSTOFF NUTZEN<br />

EINEN SELBSTSCHMIEREFFEKT<br />

STUDIE ZU UMWELTAUSWIRKUNGEN<br />

BEI VERZICHT AUF SCHMIERMITTEL<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Summen und Ressourcen einsparen lassen“, so Lars Butenschön.<br />

Ein weiterer Vorteil: Anwender von Maschinen, Anlagen und<br />

Fahrzeugen können durch Mangelschmierung keine Schäden<br />

mehr verursachen. Eine Gefahr, die bei geschmierten Metalllagern<br />

allgegenwärtig ist. So bestätigen 45 Prozent der Befragten,<br />

dass Mangelschmierung zu Produktversagen führen kann. Und<br />

ein solches Versagen zu teuren Stillstandzeiten ganzer Produktionslinien.<br />

So zeigt die Studie „True Cost of Downtime“ von<br />

Senseye, ein Hersteller von Analysesoftware aus Großbritannien:<br />

Industrieunternehmen weltweit verlieren durch Anlagenausfälle<br />

zwischen 39.000 und zwei Millionen US-Dollar pro<br />

Stunde. In den 500 umsatzstärksten Unternehmen der Welt summiert<br />

sorgen Ausfälle für einen Schaden von fast 1,5 Billionen<br />

US-Dollar pro Jahr.<br />

BRAUEREI SPART 1.560<br />

ARBEITSSTUNDEN PRO JAHR<br />

Die Studie offenbart allerdings nicht nur die Kostenvorteile der<br />

schmierfreien Polymergleitlager im Vergleich zu herkömmlichen<br />

Metalllagern, sondern auch die positiven Umweltauswirkungen.<br />

„Immer mehr Hersteller von Maschinen, Anlagen und<br />

Fahrzeugen spüren den Druck, die CO 2<br />

-Bilanz ihrer Produkte<br />

ausweisen zu müssen“, erklärt Butenschön. Eine enorme Herausforderung<br />

besonders bei Produkten, die sich aus hunderten<br />

Bauteilen zusammensetzen. „Entsprechend froh sind unsere<br />

Kunden, dass es nun eine wissenschaftlich belegte Einschätzung<br />

für die Umweltvorteile des Selbstschmiereffekts unserer Gleitlager<br />

gibt.“ Dafür führten die unabhängigen Experten eine ökologische<br />

Bewertung auf Basis eines Life Cycle Assessments nach<br />

der Norm DIN EN ISO 14040/44 durch. Das Ergebnis am Beispiel<br />

von Heineken Brasil: Dank des Austauschs von Metalllagern<br />

durch Polymergleitlager an 600 Lagerstellen spart der Betrieb<br />

jährlich CO 2<br />

-Äquivalente in Höhe von 180 kg – das entspricht einer<br />

Flugstrecke eines Airbus A320 neo von 20 km. Hinzu kommen<br />

jährliche Einsparungen von Öl-Äquivalenten in Höhe von<br />

155 kg, was einer 461 km langen Fahrt eines durchschnittlichen<br />

Diesel-Lkw entspricht. Je mehr Lagerstellen im Spiel sind, desto<br />

größer der Umwelteffekt. „Würden alle Niederlassungen von<br />

Heineken auf Polymergleitlager umsteigen, könnte das Unternehmen<br />

CO 2<br />

-Äquivalente in Höhe von 28.814 kg einsparen. Und<br />

das ist für eine so kleine Stellschraube ein beachtlicher Wert“, so<br />

Butenschön abschließend.<br />

Bilder: Igus<br />

www.igus.de<br />

20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

WAS DER VERZICHT AUF SCHMIERSTOFFE<br />

IN DER INDUSTRIE WIRKLICH BRINGT<br />

Kosteneffizienz ist in Industriebetrieben der treibende<br />

Faktor. Aber auch ökologische Aspekte gewinnen<br />

immer mehr an Bedeutung. Wie Industrie und<br />

Umwelt gleichermaßen von schmierfreien Gleitlagern<br />

profitieren können, berichtet uns Lars Butenschön,<br />

Geschäftsbereichsleiter Iglidur Gleitlager bei Igus.<br />

1. Wie kam es zu der gemeinsamen Studie zum<br />

Thema „Ökologiebewertung des Einsatzes von<br />

Kunststoffgleitlagern“ mit der RWTH Aachen?<br />

Seit vielen Jahren beraten wir Kunden bei der Auslegung und<br />

Umsetzung von Lagerstellen und anderen beweglichen<br />

Teilen für alle möglichen Anwendungen in Maschinen und<br />

Produkten. Häufig geht es darum, die Einsparpotenziale<br />

durch den Wechsel von metallischen und in der Regel<br />

geschmierten Gleitlagern oder Führungen aufzuzeigen.<br />

Trotz der dabei gesammelten Erfahrungen und Erfolgsgeschichten<br />

fehlten uns jedoch objektive, empirisch belastbare<br />

und repräsentative Daten und Beweise, die insbesondere die<br />

Nachhaltigkeit unserer Produkte bekräftigen. Entsprechend<br />

haben wir uns an die Werkzeugbauakademie (WBA) als<br />

Forschungsunternehmen aus dem Cluster der Produktionstechnik<br />

auf dem Campus der RWTH Aachen gewandt und<br />

mit der Studie beauftragt.<br />

2. Wie wichtig ist für den Hersteller heutzutage<br />

die CO 2<br />

-Bilanz seiner Produkte?<br />

Immerhin wichtig genug, als dass sich auch Hersteller großer<br />

Maschinen und Anlagen mit dem CO 2<br />

-Fußabdruck der<br />

verbauten Gleitlager beschäftigen, die teilweise nur einen<br />

absolut geringen Anteil an der Gesamtsumme aller verbauten<br />

Teile haben. Wir weisen seit einigen Jahren das CO 2<br />

-<br />

Äquivalent für einzelne Gleitbuchsen aus und bekommen<br />

häufig positive Rückmeldungen zu dieser Transparenz. Auch<br />

die Senkung dieses CO 2<br />

-Äquivalents und das Einsparen<br />

von Schmierfett durch den Einsatz unserer schmierfreien<br />

Gleitlager spielt eine nicht unerhebliche Rolle.<br />

3. Lohnt sich der Wechsel auf schmierfreie<br />

Polymerlager denn auch aus ökonomischer Sicht?<br />

Die Verbesserung der Nachhaltigkeit von Produkten wird<br />

häufig mit höheren Kosten oder Investitionen assoziiert. Mit<br />

dem Einsatz unserer Gleitlager muss das aber nicht so sein.<br />

Besonders die Einsparung von Schmierfett bietet viele<br />

ökonomische Synergieeffekte. Die Notwendigkeit der<br />

Schmierung einer Lagerstelle zieht natürlich in erster Linie<br />

Beschaffungskosten für Schmierfett nach sich. Aber dahinter<br />

hängen noch viele weitere Kosten. Da ist der Aufwand zu<br />

nennen, der für die Sicherstellung der Schmierung in der<br />

Lagerstelle notwendig ist. Von teuren automatischen<br />

Schmiersystemen bis zum händischen Abschmieren nach<br />

jedem Arbeitstag. Unsere Kunden beklagen immer öfter,<br />

dass sie für diese Wartungsarbeiten keine Fachkräfte mehr<br />

finden. <strong>Der</strong> Fachkräftemangel gibt Produktivitätssteigerungen<br />

einen neuen Stellenwert. Und der andere große Aspekt<br />

sind Ausfallkosten. Es gibt Studien dazu, wie groß die<br />

Schäden und ungeplanten Ausfälle in Folge von Mangelund<br />

Falschschmierung sind. Die Ausfälle sind nicht nur für<br />

Endkunden ein Problem, sondern auch für die Gerätehersteller,<br />

für die Reklamationen – egal ob selbst verschuldet<br />

oder nicht – schnell ein Imageproblem darstellen können.<br />

4. In der Industrie sind raue Umgebungsbedingungen<br />

keine Seltenheit. Wie belastbar<br />

sind die Kunststoffgleitlager?<br />

Die alte Maschinenbauerweisheit „Wer Kunststoff kennt,<br />

nimmt Stahl“ hört man auch heute noch – aber immer seltener.<br />

Natürlich erreichen Kunststoffe nicht alle mechanischen<br />

Kennwerte von Metall. In den meisten Fällen müssen sie das<br />

aber auch nicht. In den Fällen, wo es wirklich zur Sache geht,<br />

wie Anwendungen in Bau-, Land-, Forstmaschinen oder<br />

anderen Großgeräten ist natürlich trotzdem Einfallsreichtum<br />

gefragt. Gerade hier haben unsere Kunden und wir allerdings<br />

sehr gute Erfahrungen mit sogenannten fasergewickelten<br />

Igutex Gleitlagern gemacht. Sie bestehen nicht aus den<br />

üblichen thermoplastischen Kunststoffen, die im Spritzguss<br />

hergestellt werden, sondern aus speziell miteinander<br />

verwobenen und extrem zugfesten Fasern. Getränkt mit<br />

Harzen und gleitoptimierten Stoffen erreichen wir hier die<br />

dynamische Lagerung von Flächenpressungen über<br />

150 MPa. Das entspricht ungefähr einem Gewicht von 3<br />

SUVs auf der Fläche einer 1-Euromünze. In der Praxis lauern<br />

aber auch bei deutlich geringeren Lasten tückische Kantenlasten<br />

oder Schläge, sowie wechselnde Lastprofile. Hier<br />

schneiden Lager aus Kunststoffen nicht selten besser ab als<br />

geschmierte Lager aus Metall.<br />

DIE FRAGEN STELLTE DIPL.-ING. (FH) INGA RONSDORF,<br />

REDAKTEURIN DER KONSTRUKTEUR.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 21


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

EINFACH MIT<br />

DREIFACH<br />

Heutzutage werden<br />

Steuerungskomponenten aus<br />

Gründen der Sicherheit oder<br />

einer erhöhten Verfügbarkeit<br />

in vielen Fällen redundant<br />

ausgeführt. Dies erfordert, dass<br />

auch die Sensoren zur Erfassung<br />

einer Messgröße auf diese Weise<br />

ausgeführt und installiert werden.<br />

Im folgenden Beitrag lesen Sie,<br />

wie Sie mit geringem Aufwand<br />

drei Positionssensoren in einen<br />

Zylinder integrieren.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Kolbenbewegung eines Hydraulikzylinders wird kontinuierlich<br />

gemessen, um jederzeit die Position des<br />

Elements, das durch den Zylinder bewegt wird, in der<br />

Steuerung abbilden zu können. Im Stahlwasserbau werden<br />

zum Beispiel Schleusentore mithilfe von Hydraulikzylindern<br />

geöffnet und geschlossen. Zur Überwachung und Steuerung der<br />

Tore aus dem Leitstand muss kontinuierlich die Position erfasst<br />

werden. Für die Messung der Kolbenbewegung eines Zylinders<br />

werden magnetostriktive Sensoren verwendet. Ein solcher Sensor<br />

wird in einen Hydraulikzylinder integriert und erfasst jederzeit<br />

die Position der Kolbenstange. Dabei taucht ein starrer,<br />

druckfester Stab in die Tieflochbohrung der Kolbenstange ein,<br />

während sich die Sensorelektronik am Zylinderboden außerhalb<br />

des Zylinders befindet.<br />

PRÄZISE MESSUNGEN SELBST BEI RAUEN<br />

UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />

Im Bereich Stahlwasserbau sind laut Bundesanstalt für Wasserbau<br />

etwa 30 Prozent der Schleusen älter als 100 Jahre. Solche<br />

Bauwerke erfordern eine Instandsetzung oder einen Ersatzneubau.<br />

Dabei werden vielfach redundante Messsysteme eingesetzt,<br />

um die Anforderungen entsprechend der Maschinenrichtlinie<br />

2006/42/EG zu erfüllen. Dies bedeutet, dass auch die integrierten<br />

Sensoren redundant ausgeführt werden müssen.<br />

Um die Kolbenbewegung eines Hydraulikzylinders redundant<br />

zu erfassen, kann der magnetostriktive Sensor G-Serie GT3 von<br />

Temposonics eingesetzt werden. Bei diesem Sensor sind drei<br />

unabhängige Sensoren (Einheiten) in einem Gehäuse verbaut.<br />

Im Fall eines Austauschs muss der komplette Sensor ausgebaut<br />

Dr.-Ing. Olaf Kissing, Produktmanager für den Bereich Industriesensoren<br />

bei der Temposonics GmbH & Co. KG in Lüdenscheid<br />

werden. Es ist nicht möglich, nur eine der drei Einheiten innerhalb<br />

des Sensors zu ersetzen. Zudem wird hinter dem Zylinder<br />

viel Platz benötigt: <strong>Der</strong> starre Sensorstab ist so lang wie der<br />

Kolbenhub. Um den Sensor aus dem Zylinder herauszunehmen<br />

und einen Ersatzsensor einzusetzen, ist hinter dem Zylinder der<br />

Platz eines kompletten Kolbenhubs erforderlich.<br />

MEHRERE POSITIONSSENSOREN<br />

IN EINEM GEHÄUSE<br />

Mit der Zielsetzung, den Austausch von Sensoren unter beengten<br />

Platzverhältnissen zu optimieren, entwickelte Temposonics<br />

ein redundantes Messsystem, bestehend aus drei einzelnen<br />

Positionssensoren. Um drei separate Sensoren bei kleinem<br />

Platzbedarf in einen Zylinder zu integrieren, müssen sie wie in<br />

einem Trichter zusammengeführt werden. Dazu sind Sensoren<br />

erforderlich, deren Messstäbe gebogen werden können wie bei<br />

dem Temposonics Sensor R-Serie V RFV.<br />

Diese Sensoren erlauben aufgrund der Biegsamkeit ihrer<br />

Messstäbe eine Anordnung wie in Bild 01 dargestellt. Ein Halter<br />

beziehungsweise Sensorträger dient zur Aufnahme der drei RFV-<br />

Sensoren und führt die flexiblen Messstäbe der Sensoren zusammen.<br />

Die drei Messstäbe werden im Zylinder in einem<br />

gemeinsamen druckfesten Sensorrohr geführt. Dieser Aufbau<br />

weist zwei wesentliche Vorteile auf:<br />

Das Sensorrohr, das in die aufgebohrte Kolbenstage des Zylinders<br />

eingeschoben wird, hat einen Außendurchmesser von nur<br />

25 mm. Somit ist eine kleine Tieflochbohrung in der Kolbenstange<br />

erforderlich, um drei einzelne Sensoren zu integrieren.<br />

Falls erforderlich, können die Sensoren einzeln getauscht werden.<br />

UMSETZUNG AN ZWEI MAIN-SCHLEUSEN<br />

Hydrosaar hat diese Variante zum Aufbau eines redundanten Messsystems<br />

in einem Hydraulikzylinder bei zwei Schleusen am Main<br />

22 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01 Ausschnitt aus der Zeichnung zur<br />

Integration von drei RFV-Sensoren mit einem<br />

Sensorrohr im Zylinder<br />

01<br />

02 Gehäuse teilweise geöffnet mit<br />

Sensorträger und Sensoren<br />

03 Hydraulikzylinder mit drei einzelnen<br />

Positionssensoren zur Bewegung eines<br />

Schleusentors<br />

02<br />

03<br />

umgesetzt. Die vorhandenen Hydraulikzylinder zur Bewegung der<br />

Schleusentore wurden überarbeitet und mit drei einzelnen RFV-<br />

Sensoren in einem Sensorrohr ausgestattet. Dazu wurden bei den<br />

Bestandszylindern folgende Anpassungen vorgenommen:<br />

n Einbringen der Tieflochbohrung in die Kolbenstange beziehungsweise<br />

Vergrößern der vorhandenen Tieflochbohrung, da<br />

bei einer Schleuse bereits einfach-ausgeführte Positionssensoren<br />

im Zylinder verwendet wurden<br />

n Gestalten der Aufnahme des Positionsmagneten<br />

n Anpassen des Zylinderbodens zur Befestigung des Sensorrohrs<br />

Zur Führung der drei RFV-Sensoren im Zylinder wurde das<br />

Sensorrohr H3 von Temposonics verwendet. <strong>Der</strong> von Hydrosaar<br />

entwickelte Halter dient zur Aufnahme und Zusammenführung<br />

der drei RFV-Sensoren. Dieser Halter ermöglicht ein einfaches<br />

Einführen der Messstäbe und sorgt für einen sicheren Halt bei<br />

Schwingung des Zylinders.<br />

Das Gehäuse schützt die drei Sensorelektroniken außerhalb<br />

des Zylinders bei Überflutung vor Treibgut. Die Besonderheit<br />

dieses Gehäuses ist der zweiteilige Aufbau. <strong>Der</strong> Sensorträger<br />

trennt den oberen Teil vom unteren Bereich und dient zur Aufnahme<br />

der Sensoren. Um die Kabel an die Sensoren anzuschließen,<br />

muss lediglich der Deckel demontiert werden. <strong>Der</strong> untere<br />

Teil des Gehäuses enthält die Zusammenführung der drei RFV-<br />

Sensoren. Beide Teile des Gehäuses können separat oder als eine<br />

Einheit demontiert werden. Aufgrund des geringen Gewichts des<br />

Gehäuses von weniger als 4 kg kann das Gehäuse bei der Montage<br />

wie auch bei der Demontage von einem Mitarbeiter mit einer<br />

Hand gehalten werden. Die Besonderheit der flexiblen Messstäbe<br />

bietet bei der Demontage beziehungsweise Montage vor Ort<br />

einen enormen Vorteil: Aufgrund der Biegsamkeit der Messstäbe<br />

kann das Gehäuse mit den Sensoren seitlich weggekippt und abgenommen<br />

respektive aufgesetzt werden. Dadurch wird hinter<br />

dem Zylinder ein Platz von nur etwa 500 mm benötigt.<br />

Wie erwähnt bietet der Aufbau den Vorteil, die Sensoren einzeln<br />

auszutauschen. Aufgrund des modularen Gehäuses kann<br />

ein Sensor an einer Schleuse vor Ort in etwa 30 Minuten aus- und<br />

wieder eingebaut werden. Dies ist eine deutliche Zeitersparnis<br />

im Vergleich zu dem Aufwand, der erforderlich ist, wenn der Zylinder<br />

für den Austausch eines Sensors ausgebaut werden muss.<br />

Die Umsetzung beweist, dass es mit minimalem Aufwand möglich<br />

ist, in einem Zylinder drei einzelne magnetostriktive Positionssensoren<br />

in einem Rohr zu integrieren: Einfach mit dreifach!<br />

Bilder: Aufmacher Bosch Rexroth, 03 Kraeft, Infokasten Temposonics,<br />

sonstige Hydrosaar<br />

www.temposonics.com<br />

INTEGRATION EINES POSITIONSSENSORS<br />

IM HYDRAULIKZYLINDER<br />

Ein magnetostriktiver Positionssensor wird in einen Hydraulikzylinder integriert,<br />

indem der Sensorstab in die aufgebohrte Kolbenstange eintaucht. Über den<br />

Flansch wird der Zylinder abgedichtet, sodass keine Hydraulikflüssigkeit austritt.<br />

<strong>Der</strong> Positionsmagnet, welcher die zu erfassende Position markiert, wird am<br />

Boden der Kolbenstange montiert und bewegt sich mit der Kolbenstage. Diese<br />

Position wird von der Sensorelektronik kontinuierlich erfasst und ausgegeben.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 23


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

OPTIMIERTE GEHÄUSELÖSUNG<br />

FÜR DEN RASPBERRY PI<br />

Bislang waren Visualisierungslösungen an Maschinen unflexibel, aufwändig<br />

und in der Funktionalität eingeschränkt. Durch die Verwendung eines flexiblen<br />

Gehäusesystems, das auf einem Raspberry Pi Single-Board-Computer basiert,<br />

können solche Lösungen einfacher umgesetzt werden. Dies ermöglicht nicht nur<br />

eine Vielzahl von Varianten, sondern bietet auch Kostenvorteile.<br />

Dipl.–Ing. (FH) Ralf Bißmeier, Manager Produktmarketing Elektronikgehäuse,<br />

Business Unit Device Connector Systems, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg<br />

24 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

KOSTENEFFIZIENTE VISUALISIERUNG<br />

Auf Basis eines Raspberry Pi Single-Board-Computers (SBC), der<br />

in der Nähe der Bildschirme angebracht ist, gibt es nun eine Alternative<br />

zur Visualisierung an Anlagen. Dieser SBC kommuniziert<br />

über Ethernet mit dem zentralen Rechner zur Bildübertragung.<br />

Im Vergleich zur bisherigen Lösung überwiegen die Vorteile<br />

deutlich. <strong>Der</strong> nun verwendete Aufbau, basierend auf dem<br />

Raspberry Pi, gestaltet sich sehr flexibel in der Anwendung.<br />

Neben der Möglichkeit, mit diesem SBC verschiedene Bildschirmgrößen<br />

anzusteuern, lassen sich mit je einem SBC auch<br />

zwei Monitore betreiben. Diese Bildschirme lassen sich zudem<br />

an jeder Stelle der Maschine installieren.<br />

Eine abschließende Gegenüberstellung der Kosten beider<br />

Konzepte zeigt einen klaren Vorteil zugunsten der Raspberry Pi<br />

basierten Lösung. Mit einer Halbierung des Aufwands kann kalkuliert<br />

werden.<br />

ERFOLGREICHE ERPROBUNG<br />

Die Kosten sind ein wesentlicher Faktor, betrachtet man verschiedene<br />

Konzepte. Die Ausfallsicherheit in solch sensiblen<br />

Systemen ist ebenso wichtig. Die Tauglichkeit des Konzepts gilt<br />

es daher zu prüfen: Diese Anwendung muss keine kritischen Anlagenteile<br />

steuern. <strong>Der</strong> Fokus liegt nur auf der Bildübertragung,<br />

welche wichtig für den Betreiber der Maschine ist. Somit ist<br />

nicht mit einer Überlastung des SBC zu rechnen. Um elektrische<br />

oder mechanische Beeinflussungen auszuschließen, wurde die<br />

Raspberry Pi basierte Applikation an einer Maschine einer dauerhaften<br />

Erprobung unterzogen.<br />

Mit Ein-/Ausschaltzyklen wurde das Langzeitverhalten simuliert.<br />

Das Ziel von 3650 Zyklen – entspricht 10 Jahre à 365 Tage –<br />

wurde mit 6550 Zyklen deutlich übertroffen: Raspberry Pi und<br />

die notwendige SD-Karte sind intakt. Wurde die herkömmliche<br />

Lösung im Rahmen einer Stoßspannungsprüfung der Maschine<br />

gestresst, kam es immer wieder zu Ausfällen bei der Signalübertragung<br />

an den Monitoren. Die Raspberry Pi basierte Lösung<br />

zeigte dieses Verhalten nicht. Auch ein an der Maschine durchgeführter<br />

Rütteltest konnte die Funktionalität nicht beeinflussen.<br />

Typischerweise werden Visualisierungen in den Maschinen<br />

von einem Leitrechner gesteuert. Gängig ist die Verwendung<br />

von mehreren Bildschirmen unter Einsatz von<br />

VGA/DVI-Splittern. In Maschinen größeren Ausmaßes ist<br />

der Einsatz von Super-Long-Distance-Kabeln notwendig, deren<br />

maximale Leitungslänge begrenzt ist. Die bisher eingesetzte<br />

Technik ist aufwendig zu installieren, in der Funktionalität eingeschränkt<br />

und unflexibel bei Anpassungen in der Visualisierung.<br />

VOM STANDARD ZUR LÖSUNG<br />

Das Thema Single-Board-Computer (SBC) ist nicht neu und wurde<br />

vor dem Erfolg von Raspberry Pi und weiteren schon im industriellen<br />

Umfeld eingesetzt. Eines ist jedoch allen SBC gemein:<br />

Diese bilden häufig die Basis für durch den Anwender erstellte<br />

Lösungen mit unterschiedlichsten Ausprägungen, insbesondere<br />

im Bereich der Anschlusstechnik. Hier ist hohe Flexibilität gefragt.<br />

Einerseits durch unterschiedlichste Interfaces und deren<br />

Positionierung. Am Markt sind SBC mit Anschlüssen auf mehreren<br />

Ebenen und auch verschiedenen Seiten gängig. Um diesen<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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

01 Anwenderspezifisch angepasstes Gehäuse<br />

der Serie UCS für Raspberry Pi<br />

02 Bedieneinheit zu Maschinenbedienung auf UCS-Basis<br />

03 Wandbefestigte Visualisierung im Gebäude<br />

mit Einspeisung über Hohlraumdose<br />

02<br />

03<br />

modulare Aufbau unterstützt in diesem Fall die einfache Anpassung.<br />

Und genau dort stoßen die üblichen Gehäuse am Markt an<br />

ihre Grenzen. Neben dem modularen Aufbau unterstützt auch<br />

die Materialauswahl bei UCS den Einsatz im industriellen Umfeld.<br />

Die verwendeten Kunststoffe bringen neben der mechanischen<br />

Stabilität auch ein hohes Maß an Widerstandsfähigkeit<br />

gegen über Umwelteinflüssen mit.<br />

Zusammengefasst ergeben sich folgende Anforderungen an<br />

das Gehäuse: Materialien sollten industrietauglich sein, eine Anpassung<br />

der Schnittstellen lässt sich leicht umsetzen, eine individuelle<br />

Erweiterung der Schnittstellen ist möglich, das Gehäuse<br />

genügt verschiedensten Einbausituationen und ist robust. Als<br />

ebenso zentraler Punkt für ein erfolgreiches Gerät erweist sich<br />

immer mehr ein gelungenes Design. Mit dem Gehäusesystem<br />

UCS können Anwender schnell auf kundenspezifische Wünsche<br />

reagieren. Die modulare Bauweise unterstützt sie dabei, die richtige<br />

Lösung für ihre Elektronik, für ihr Gerät zu finden.<br />

Jedes UCS-Gehäuse setzt sich aus zwei identischen Halbschalen,<br />

herausnehmbaren Seitenwänden und farblich abgesetzten<br />

Eckeinlegern zusammen. Sollte mehr Bauraum notwendig sein,<br />

macht es das UCS einfach, die Seitenwände und die Schrauben<br />

durch eine 20 mm höhere Variante zu ersetzen und mittels Höhenadapter<br />

eine neue Gehäusegröße zu generieren. Ebenso einfach<br />

lässt sich das Design durch andere Farben bei Eckeinlegern<br />

und Seitenwänden anpassen. Seitenwände aus Aluminium sind<br />

verfügbar, andere Materialien machbar. Das System ist so konzipiert,<br />

dass jeweils die längere Seitenwand als kürzere Seitenwand<br />

in der nächstgrößeren Variante eingesetzt werden kann. <strong>Der</strong> Vorteil:<br />

Die für die entsprechenden Interfaces leicht zu bearbeitete<br />

Seitenwand steht für verschiedene Applikationen zur Verfügung.<br />

VORGEFERTIGTE SETS ODER INDIVIDUELLE<br />

LÖSUNGEN PER GEHÄUSEKONFIGURATOR<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Anforderungen gerecht zu werden, bedarf es einer hohen Flexibilität.<br />

Und genau hier spielt die Gehäuseserie Universal Case<br />

System (UCS) einen der vielen Vorteile aus. Vereinzelt werden<br />

auch sogenannte System-On-Modules (SOM) Boards verwendet,<br />

welche im Zusammenspiel mit den Motherboards (Kundenentwicklungen)<br />

ein Team bilden.<br />

In der zuvor beschriebenen Anwendung erwies sich ein Gehäuse<br />

der Serie Universal Case System UCS als ideale Lösung.<br />

Dem Anwender ist es besonders wichtig, den Raspberry Pi in unterschiedlichsten<br />

Applikationen in verschiedenen Maschinen<br />

einzusetzen. Die Anwendung auf Montageplatte, auf der Tragschiene<br />

und am Maschinenbauprofil sollten möglich sein. Darüber<br />

hinaus ist es wichtig, dass nicht alle Schnittstellen immer zur<br />

Verfügung stehen. Das heißt, die Schnittstellen sollen bedarfsgerecht<br />

erreichbar sein. <strong>Der</strong> modulare Aufbau mit einzeln zu bearbeitenden<br />

Seitenwänden unterstützt die einfache und damit<br />

auch kostengünstige Umsetzung dieser Anforderung.<br />

RASPBERRY-PI-GEHÄUSE FÜR DIE INDUSTRIE<br />

Das UCS lässt sich neben den verschiedenen Raspberry Pi Varianten<br />

ebenso an weitere Single-Board-Computer anpassen. <strong>Der</strong><br />

<strong>Der</strong> Raspberry Pi findet bereits Anwendung in vielen Gebäuden,<br />

öffentlich, aber auch privat. Gepaart mit smarten Displaylösungen<br />

lassen sich schnell und unkompliziert Visualisierungs- und<br />

Bedienlösungen realisieren. Weitere Vorteile des Gehäusesystems:<br />

Es gibt vorgefertigte Sets, aber auch die Möglichkeit, via<br />

Housing Service Center individuelle Ausschnitte für seine Standarddisplays<br />

an der bevorzugten Stelle einbringen zu lassen. Das<br />

Beste daran: Die individuelle Lösung lässt sich per Gehäusekonfigurator<br />

erstellen. In Verbindung mit dem umfangreichen<br />

Zubehör lassen sich diese ohne großen Aufwand an die Anforderungen<br />

anpassen und per Lösungs-ID anfragen.<br />

FAZIT<br />

Das flexible Gehäusesystem UCS hat nicht nur die Profis im Maschinenbau<br />

bei Phoenix Contact überzeugt. <strong>Der</strong> Variantenreichtum<br />

bietet auch in vielen anderen Anwendungsfällen die richtige<br />

Basis für Geräte basierend auf SBC aber natürlich auch jeder<br />

Eigenentwicklung.<br />

Bilder: Phoenix Contact<br />

www.phoenixcontact.de<br />

26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

DAS UNSICHTBARE SICHTBAR MACHEN<br />

Mit moderner<br />

Radartechnologie<br />

durchleuchtet<br />

Balluff Verpackungen<br />

auf Vollständigkeit<br />

und Unversehrtheit.<br />

Kunden<br />

profitieren dabei<br />

von mehr Durchblick<br />

bei der Qualitätssicherung<br />

und<br />

-kontrolle. <strong>Der</strong> Radarimager, ein industrielles 3D-Bildgebungssystem,<br />

basiert auf einer Radartechnologie und durchleuchtet<br />

verschiedene Verpackungen. Hierfür sendet der Radarimager<br />

elektromagnetische Wellen aus. Diese werden reflektiert<br />

beziehungsweise absorbiert und mit einer Software in Bilder<br />

übersetzt. Über ein Gigabit-Ethernet-Vision-Protokoll gelangen<br />

die Bildstapel – eine Zusammensetzung einzelner Bildlagen – in<br />

die Auswertungssoftware. Die dabei gewonnenen Daten bilden<br />

die Grundlage, um Unregelmäßigkeiten und Fremdkörper<br />

zu erkennen. <strong>Der</strong> Vorteil des Verfahrens: Im verwendeten<br />

Frequenzbereich können elektromagnetische Wellen sämtliche<br />

nicht-leitfähige Materialien wie zum Beispiel Folien, Kartonagen<br />

und Kunststoffe durchleuchten. Metallische Gegenstände und<br />

Partikel werden weiterhin detektiert. Zudem stellt die Radartechnologie<br />

ein robustes Sensorprinzip dar, das selbst bei Staub,<br />

Rauch, Feuchtigkeit, widrigen Lichtbedingungen und rauen<br />

Oberflächen für optimale Ergebnisse sorgt.<br />

www.balluff.com<br />

LASERSCANNER MIT HÖHERER<br />

PERFORMANCE<br />

Micro-Epsilon hat die Leistungsfähigkeit seiner<br />

Scancontrol-3000-Laserscanner gesteigert: Verbesserte<br />

Algorithmen und Komponenten erhöhen die Datenerfassung<br />

und -ausgabe auf bis zu 10 Millionen Messpunkte<br />

pro Sekunde. Die Smart Scanner von Micro-<br />

Epsilon verfügen nun laut Angaben des Herstellers über<br />

eine der schnellsten Profilauswertungen weltweit. Die<br />

Geschwindigkeitserhöhung<br />

wird für alle<br />

aktuellen<br />

Scancontrol-<br />

Smart-Modelle<br />

mit Update auf<br />

Scancontrol<br />

Configuration<br />

Tools 6.8<br />

wirksam.<br />

Smarte<br />

Sensoren der Scancontrol 30xx erreichen eine Steigerung<br />

der Auswertegeschwindigkeit um bis zu 60 Prozent. Die<br />

neue Firmware V54 für die Scancontrol 30xx-Serie erhöht<br />

zudem die Punkterate auf bis zu 10 Millionen Messpunkte<br />

pro Sekunde gegenüber bisher 7,5 Millionen – dies<br />

steigert die Geschwindigkeit um rund 33 Prozent,<br />

unabhängig davon, ob es sich um einen Smart oder einen<br />

Compact Sensor handelt.<br />

www.micro-epsilon.com<br />

HOCHPRÄZISE BEWEGUNGS- UND<br />

POSITIONIERSYSTEME<br />

Hiwin, Hersteller<br />

für Antriebstechnik,<br />

stellt sechs<br />

Antriebslösungen<br />

im Bereich<br />

hochpräziser<br />

Bewegungs- und<br />

Positioniersysteme<br />

vor. Diese<br />

Präzisions-Kreuztische<br />

und<br />

Präzisions-Gantry<br />

kommen immer<br />

dann zum Einsatz, wenn neben einer hohen Absolutund<br />

Wiederholgenauigkeit (im Bereich ±0,5 bis ±2 µm)<br />

auch eine möglichst geradlinige Bewegung (Geradheit<br />

und Ebenheit im Bereich 5 – 50 µm/300 mm) gefordert<br />

sind. So zum Beispiel bei hochpräzisen Inspektionsanlagen,<br />

Lasermikrobearbeitungen, in Hochgeschwindigkeits-Bestückern<br />

oder auch beim großformatigen<br />

Dosieren oder Teileprüfen. Die Lösungen sind in einer<br />

Art Baukastensystem verfügbar. Durch die Standardisierung<br />

sollen Kunden Zeit und Kosten im Engineering<br />

sparen und dennoch weitreichende Möglichkeiten für<br />

Optionen und spezifische Anpassungen haben. Hiwin<br />

greift für seine umfangreichen Positionier- und<br />

Bewegungslösungen auf die eigenen Antriebskomponenten<br />

zurück.<br />

www.hiwin.de<br />

Zukunft. Gestalten.<br />

Hier gibt es das<br />

Upgrade für<br />

dein Engineering<br />

Know-how!<br />

Vom kompakten Seminar bis zum umfang-<br />

reichen Zertifikatslehrgang oder -kurs,<br />

vor Ort und online, bei uns findest du die<br />

Weiterbildung, die zu dir passt!<br />

Finde deine VDI-Weiterbildung<br />

www.vdi-wissensforum.de/<br />

maschinenbau-zukunft-gestalten


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

WENIGER KABEL – MEHR FLEXIBILITÄT<br />

An die Flexibilität, Sicherheit und Ergonomie von Arbeitsplätzen<br />

werden in der modernen Produktion hohe Anforderungen gestellt.<br />

RK Rose+Krieger hat eine akkubetriebene Synchronsteuerung<br />

entwickelt, durch die sich sowohl stationäre als auch mobile<br />

Arbeitsplätze und Transportwagen sicher und effektiv in der Höhe<br />

und Neigung einstellen lassen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Moderne Produktionsprozesse benötigen flexibel<br />

und ergonomisch einstellbare Arbeitsplätze und<br />

Transportlösungen, um Mitarbeitende von körperlich<br />

belastenden oder nicht ergonomischen Tätigkeiten<br />

zu entbinden und damit Arbeitsabläufe sicher und fehlerfrei<br />

umgesetzt werden können. So können durch Hubsäulen<br />

und Elektrozylinder problemlos Arbeitshöhe, -neigung oder<br />

auch Griffweiten an den jeweiligen Mitarbeiter und somit die<br />

gesamte Arbeitsumgebung angepasst werden. Auch die Wirtschaftlichkeit<br />

dieser Arbeitsplätze ist dabei ein wichtiger<br />

Aspekt: Mit modernen Steuerungen können beispielsweise<br />

nach einem Wechsel der Werker die Arbeitstische schnell neu<br />

eingestellt werden – Umrüstzeiten oder gar separate Arbeitstische<br />

für andere Prozessschritte lassen sich somit minimieren.<br />

Bernd Klöpper, Leiter Marketing, RK Rose+Krieger<br />

AKKUBETRIEBENE SYNCHRONSTEUERUNG<br />

Bei der Realisierung von mobilen, einstellbaren Arbeitstischen<br />

und Transportlösungen störten bisher allerdings die oftmals<br />

sehr langen Energieversorgungsleitungen. Diese sind nicht nur<br />

eine erhebliche Stolpergefahr, sondern bei Beschädigung der<br />

Kabel können erhebliche Gefahren für Menschen und Maschinen<br />

entstehen. Bei den Systemen mit Kabeln muss daher für das<br />

Fahren von Punkt A zu Punkt B die Spannungsversorgung aus<br />

Sicherheitsgründen unterbrochen werden. Sie sind dabei weder<br />

in der Höhe noch in der Neigung einstellbar. Dies ist für die Bediener<br />

umständlich und kostet Zeit. Abhilfe schafft hier die<br />

MultiControl II Duo Accu. Diese Synchronsteuerung wurde speziell<br />

für das kabellose Verfahren von Hubsäulen und Elektrozylindern<br />

entwickelt. Das Besondere: Die Steuerung besitzt einen<br />

eigens konzipierten Akkuadapter zur Aufnahme standardisierter<br />

Lithium-Ionen-Akkus. Anwender können somit im Idealfall<br />

schon vorhandene Akkus für die Energieversorgung der Steuerung<br />

und der daran angeschlossenen Antriebe nutzen. Das<br />

System funktioniert folglich autark von der stationären, kabelgebundenen<br />

Spannungsversorgung und ermöglicht dadurch<br />

neue Anwendungsbereiche.<br />

28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Montagetische und<br />

-vorrichtungen lassen sich<br />

flexibel mithilfe der<br />

MultiControl II duo accu<br />

sowohl in der Höhe als auch<br />

der Neigung ergonomisch<br />

der Arbeit anpassen<br />

DIE STEUERUNG BESITZT<br />

EINEN ADAPTER ZUR<br />

AUFNAHME STANDARDISIERTER<br />

LITHIUM-IONEN-AKKUS<br />

STEUERUNGSKONFIGURATION<br />

Die Software RKX von RK Rose+Krieger ermöglicht eine<br />

komfortable Konfiguration der Steuerungen über den<br />

PC. Sie bietet neben der geführten Inbetriebnahme aber<br />

noch weitere Funktionalitäten: So kann der Anwender<br />

sich beispielsweise schnell und einfach über die aktuelle<br />

Temperatur der Steuerung, die Anzahl der realisierten<br />

Verfahrbewegungen, die Fehlerhistorie und den Motorstrom<br />

informieren. Darüber hinaus können verschiedene<br />

Konfigurationen gespeichert werden.<br />

Die Handhabung der Steuerung ist denkbar einfach, wie am Beispiel<br />

eines Montagearbeitsplatzes deutlich wird: In der Fertigung<br />

wechselt der Werker oftmals zusammen mit seinem Arbeitstisch<br />

den Standort. Hierbei muss auch die Höhe und Neigung des<br />

Arbeitstisches an die neuen Arbeitsbedingungen angepasst werden.<br />

Die Stromversorgung kann dabei einfach über einen vorhandenen<br />

Akku beispielsweise aus einer Bohrmaschine erfolgen.<br />

Nachdem dieser in den Akkuadapter der Steuerung gesteckt wurde,<br />

lässt sich der Arbeitstisch über einen Handschalter auf die gewünschte<br />

Höhe verfahren. Anschließend wird der Akku aus dem<br />

Adapter entnommen und wieder in die Bohrmaschine integriert.<br />

Danach kann in der optimalen ergonomischen Position weitergearbeitet<br />

werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, Akkus<br />

dauerhaft in den Adaptern zu belassen.<br />

BASIC- UND PREMIUMVERSION<br />

Die MultiControl II Duo Accu ergänzt das Produktprogramm der<br />

MultiControl II-Steuerungen von RK Rose+Krieger um eine kompakte<br />

kabellose Version. Sie verfügt über den gleichen Funktionsumfang<br />

wie die kabelgebundenen Modelle. Wie die bisherigen<br />

Modelle ist auch die neue Steuerung in einer Basic- und einer<br />

Premiumversion mit zusätzlichen Softwarefunktionen erhältlich.<br />

Mit der Synchronsteuerung sind auch größere Systeme problemlos<br />

realisierbar: So können bis zu acht Steuerungen mit maximal<br />

16 Antrieben vernetzt werden. Dies gestattet die Realisierung<br />

komplexer mobiler Systeme beziehungsweise besonders<br />

leistungsstarker Anforderungen. Sollte es dabei doch einmal zu<br />

einem Fehler kommen, lässt sich dieser mittels der in der Steuerung<br />

hinterlegten Historie genau analysieren: Hierfür werden die<br />

letzten 20 Fehlermeldungen gespeichert. So können beispielsweise<br />

systematische Fehler erkannt und abgestellt werden.<br />

Die Premium-Variante bietet unter anderem die Smart Product<br />

Protection (SPP) Technologie. Diese von RK Rose+Krieger entwickelte<br />

Technologie sorgt für eine deutliche Reduzierung des Risikos<br />

von Produktschäden. SPP erkennt beispielsweise bei der Höhenverstellung<br />

von Arbeitstischen über den Motorstrom eine Kollision<br />

beim Anheben oder Absenken einer Last. Die Steuerung stoppt<br />

dann den Prozess unverzüglich und schützt so unter anderem die<br />

Antriebe vor Überlastung. Ein weiterer Vorteil der SPP-Technologie<br />

ist: Die Empfindlichkeit – also bei welcher Kraft die Steuerung auslöst<br />

– lässt sich an die jeweilige Anwendung anpassen.<br />

Mit der Premium-Steuerung können auch eine relative sowie<br />

eine absolute Positionierung der Antriebe realisiert werden. Die<br />

relative Positionierung verfährt den Antrieb zu einem über das<br />

Bedienfeld vorgegeben Wert – zum Beispiel 80 mm beziehungsweise<br />

50 Prozent weiter einfahren. Die absolute Positionierung<br />

bezieht sich dagegen auf den kompletten Maßstab des Verstellbereichs.<br />

Diese Funktion ist beispielsweise eine große Arbeitserleichterung<br />

bei Anwendungen in der Qualitätssicherung, in denen<br />

Bauteile vermessen werden müssen.<br />

Last but not least zeichnet die Premium-Variante auch noch<br />

der Key-Lock aus. Mit dieser Tastensperre kann bei sensiblen Anwendungen<br />

oder beim Arbeiten mit Menschen mit Lernschwäche<br />

die Bedienung der Steuerung nur für einen bestimmten Personenkreis<br />

zugänglich gemacht werden.<br />

01 Die kabellose Synchronsteuerung<br />

MultiControl II Duo Accu (rechts)<br />

mit Akkuadapter (links) sorgt für<br />

mehr Flexibilität und Komfort bei<br />

mobilen Verstellaufgaben<br />

01<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 29


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

02<br />

02 Höhenverstellbare Materialhubwagen lassen sich durch<br />

die Synchronsteuerung flexibel an verschiedene Arbeitshöhen<br />

anpassen, sodass beispielsweise schwere Kisten über Rollenbahnen<br />

ergonomisch auf den Hubwagen gezogen werden können<br />

03 Mit der in der Premium-Version der MultiControl II duo accu<br />

integrierten Funktion „absolute Positionierung“ können in<br />

der Qualitätssicherung Bauteile einfach vermessen werden<br />

Die Bedienung erfolgt intuitiv über einen Handschalter mit grafikfähigem<br />

Design oder des I/O-Interfaces, zur Anbindung an<br />

übergeordnete Steuerungen. <strong>Der</strong> Standby-Verbrauch des energieeffizienten<br />

Gesamtsystems aus Steuerung und Handschalter<br />

beträgt


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

DATENLEITUNG AUS BIOBASIERTEN<br />

MANTELMATERIAL<br />

Im vergangenen Jahr hat Lapp erste<br />

Prototypen von Kabeln mit biobasierten<br />

Ummantelungen vorgestellt. Das<br />

Interesse war groß. Jetzt geht der<br />

Hersteller mit der Etherline FD bioP<br />

Cat.5e in Serienproduktion. Die nachhaltige<br />

Variante mit biobasiertem<br />

Außenmantel besteht zu 43 Prozent aus<br />

nachwachsenden Wertstoffen (nach<br />

ASTM D6866). Die Produkteigenschaften<br />

sind gleich wie bei der Standardvariante<br />

aus rein fossilen Rohstoffen. Damit wird<br />

der CO₂-Fußabdruck um 24 Prozent<br />

gegenüber des fossil-basierten TPU-<br />

Mantels reduziert. Sowohl die fossile als<br />

auch die biobasierte Variante eignen sich<br />

für die Patchkabel-Konfektion bis 60 m Kabellänge bei besonders<br />

anspruchsvollen Verwendungen: zum Beispiel für den dauerbewegten<br />

Einsatz in Schleppketten, in beweglichen Maschinenteilen<br />

oder auch für EtherCAT- und EtherNet/IP-Anwendungen.<br />

Dank der Cat.5e-Performance bis 1.000 Mbit/s ermöglicht die<br />

neue Leitung einen schnellen Informationsaustausch und dient<br />

zur Übertragung analoger und digitaler Signale im Frequenzbereich<br />

bis 100 MHz. Zudem ist durch das Kupferabschirmgeflecht<br />

mit hohem Bedeckungsgrad laut Hersteller ein<br />

optimaler Schutz vor elektromagnetischer Störung garantiert.<br />

Halogenfreie und flammwidrige Materialien reduzieren die<br />

möglichen Gefahren im Brandfall. Außerdem ist der Bio-TPU-<br />

Außenmantel unempfindlich gegenüber mineralölbasierten<br />

Schmiermitteln und vielfach chemisch beständig. Die hochflexible<br />

Cat.5e-Ethernet-Leitung wurde im Lapp-eigenen Testzentrum<br />

auf über 1 Mio. Biegezyklen in der Schleppkette getestet.<br />

www.lapp.com<br />

AUTOMATISCHES GREIFEN<br />

SCHWIERIGER BAUTEILE<br />

Das 2D-Grasping-<br />

Kit erlaubt<br />

Unternehmen,<br />

ihre Greif- und<br />

Sortieraufgaben<br />

leicht zu<br />

automatisieren.<br />

Für Einrichtung,<br />

Teaching und<br />

Anwendung ist<br />

dank offline<br />

KI-Unterstützung und einfacher Bedienoberfläche kein<br />

Fachpersonal nötig. Die Greiflösung besteht aus einer<br />

Kamera mit Objektiv, einem Industrie-PC, der Schunk<br />

KI-Software und den benötigten Kabeln. Alle Komponenten<br />

sind aufeinander abgestimmt und aufgrund einer offenen<br />

TCP/IP-Schnittstelle mit jedem Roboter oder auch einer<br />

übergeordneten Steuerung, zum Beispiel einer Siemens SPS,<br />

kombinierbar. Die Kamera blickt von oben auf ein Zuführband,<br />

ein Tray oder einen Bereitstellungstisch. Die KI-Software<br />

erkennt und unterscheidet die Bauteile anhand vorher<br />

trainierter Bilder und gibt die optimale Greifposition aus.<br />

Dafür nimmt die Kamera zuerst den Hintergrund auf, auf<br />

dem die Bauteile später liegen. Im Anschluss fotografiert sie<br />

mehrfach die zu greifenden Teile. Im nächsten Schritt<br />

markiert und benennt der Bediener die Bauteile. Die<br />

KI-Software schneidet automatisch die Kontur eines<br />

Objektes vor dem Hintergrund aus, stellt sie frei und<br />

errechnet Varianzen für Blickwinkel, Belichtungssituation<br />

und andere Parameter. Sind die beiden ersten Schritte<br />

erledigt, trainiert die KI sich selbst. Dies dauert ein bis zwei<br />

Stunden. Dann ist das 2D-Grasping-Kit bereit loszulegen.<br />

www.schunk.com<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2024</strong> 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 />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(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 <strong>2024</strong>, gültig ab 01.10.2023<br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

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(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

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E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 31


ANTRIEBSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DAS GRUNDPAKET FÜR MEHR<br />

NACHHALTIGKEIT<br />

Nachhaltigkeit ist mehr als nur ein Trend, an dem moderne Unternehmen<br />

nicht mehr vorbeikommen. Gemeinsam haben SEW-Eurodrive und der<br />

Verpackungsmaschinenhersteller Hugo Beck mit einer horizontalen<br />

Schlauchbeutelmaschine eine Automatisierungslösung geschaffen.<br />

Sie zeichnet sich durch einen deutlich geringeren Energiebedarf aus<br />

und ist gleichzeitig ausfallsicher und fit für die Zukunft.<br />

Hans-Joachim Müller, Marktmanager für Antriebselektronik<br />

bei SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />

32 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Gerade im Maschinenbau, wo Energieverbrauch und Effizienz<br />

den ökologischen Fußabdruck maßgeblich beeinflussen,<br />

steht das Thema Nachhaltigkeit im Fokus. Hier<br />

sind innovative Lösungen gefragt, die Wirtschaftlichkeit<br />

mit Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit verbinden. Die<br />

Umstellung auf modernere Prozesse, Technologien und neue<br />

Denkweisen ist unabdingbar, um die Effizienz zu steigern, den<br />

Energieverbrauch zu senken – und somit die Wettbewerbsfähigkeit<br />

von Firmen zu verbessern. <strong>Der</strong> gezielte Austausch und die<br />

Bündelung von Wissen über Unternehmensgrenzen hinweg<br />

schaffen hier neue Perspektiven und Raum für Innovationen.<br />

GEMEINSAM LÖSUNGEN ENTWICKELN<br />

Ein anschauliches Beispiel für Innovationskraft und nachhaltiges<br />

Denken im Maschinenbau ist die Partnerschaft der beiden Familienunternehmen<br />

SEW-Eurodrive und Hugo Beck. <strong>Der</strong> Verpackungsmaschinenhersteller<br />

Hugo Beck aus Dettingen an der Ems schafft<br />

durch gezielten Austausch und Kooperationen mit Partnern neue<br />

Perspektiven. „Mit SEW-Eurodrive haben wir einen verlässlichen<br />

Partner an unserer Seite, der unsere Vision von zukunftsfähigen<br />

Maschinen mit uns teilt“, so Curt-Jürgen Raiser, Geschäftsführer<br />

von Hugo Beck. Und auch bei SEW-Eurodrive ist man sich der Verantwortung<br />

bewusst, neue Lösungen für eine umweltbewusstere<br />

HARD- UND SOFTWARE-<br />

KOMPONENTEN SORGEN FÜR DIE<br />

KONTROLLE UND REDUZIERUNG<br />

DES ENERGIEBEDARFS<br />

Zukunft zu kreieren: „Wir haben einen Partner gesucht, mit dem<br />

wir eine von Grund auf nachhaltige und gleichzeitig effiziente<br />

Maschine entwickeln können“, sagt Alexander Hack, Projektleiter<br />

und Strategic Portfolio Manager bei SEW-Eurodrive. „Mit Hugo<br />

Beck haben wir diese Vision zum Leben erweckt und konnten<br />

gemeinsam eine wegweisende Lösung in Form einer horizontalen<br />

Schlauchbeutelmaschine für die Verpackungsindustrie entwickeln<br />

– die druckluftfrei und energieeffizient arbeitet.“<br />

23 PROZENT GERINGERER ENERGIEBEDARF<br />

Ziel der Zusammenarbeit war es, den Energieverbrauch und<br />

damit den CO 2<br />

-Fußabdruck einer horizontalen Schlauchbeutelmaschine<br />

zu reduzieren. Das Ergebnis: die Verpackungsmaschine<br />

Flowpack X, ausgestattet mit Antriebs- und Steuerungskomponenten<br />

von SEW-Eurodrive. Die Schlauchbeutelmaschine zeigt,<br />

dass ein nachhaltiger Ansatz in der Verpackungstechnik auch<br />

große wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt – und dass es sich<br />

lohnt umzudenken. Diese außergewöhnliche Lösung entstand<br />

durch den intensiven Austausch zwischen SEW-Eurodrive und<br />

Hugo Beck und ist ein gelungenes Beispiel für die organische<br />

Verbindung von Innovation und Nachhaltigkeit. Beide Familienunternehmen<br />

brachten dabei nicht nur ihre jahrzehntelange<br />

Erfahrung ein, sondern auch eine gemeinsame Vision: den CO 2<br />

-<br />

ENERGIESPARBAUKASTEN<br />

Power and Energy Solutions von SEW-Eurodrive setzen<br />

neue Maßstäbe im Energiemanagement. Sie reduzieren<br />

Lastspitzen und ermöglichen Kosteneinsparungen bei der<br />

Anschlussverkabelung und im Schaltschrank. Sie helfen,<br />

die Oberwellenbelastung im Versorgungsnetz zu verringern<br />

und einen optimalen Leistungsfaktor zu erzielen.<br />

Darüber hinaus sorgen sie für einen unterbrechungsfreien<br />

Betrieb bei kurzzeitigem Netzausfall. Hierfür<br />

nutzen sie die Rotationsenergie des Motors als auch<br />

einen Kondensatorspeicher im Umrichter-Zwischenkreis.<br />

Fußabdruck zu reduzieren und den Status quo zu hinterfragen.<br />

Das Ziel des Projekts war, traditionelle Pneumatik durch modernste<br />

elektromechanische Antriebstechnik zu ersetzen – und<br />

damit Energie und Kosten zu sparen. Mit dem Starterset 616 und<br />

den Erweiterungen von SEW-Eurodrive konnte nicht nur die<br />

Pneumatik der horizontalen Schlauchbeutelmaschine substituiert,<br />

sondern auch der Gesamtenergiebedarf um 23 Prozent<br />

reduziert werden. Zudem sanken die Wartungskosten und der<br />

CO 2<br />

-Fußabdruck deutlich.<br />

FLEXIBLER AUTOMATISIERUNGSBAUKASTEN<br />

Ein Blick auf die technologische Seite verdeutlicht: Vom Servomotor<br />

über Getriebe, Umrichter, Steuerungstechnik, Speichertechnik<br />

bis hin zum Stepper konnte die gesamte Technik der<br />

Maschine aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von<br />

SEW-Eurodrive umgesetzt werden. Darüber hinaus ermöglicht<br />

das Starterset 616 eine modulare Lösung. Dieses Automatisierungsgrundpaket<br />

legt mit seinen enthaltenen Komponenten und<br />

den maschinentypspezifischen Movi-C-Softwaremodulen die<br />

01<br />

02<br />

01 Die erfolgreiche Entwicklung der horizontalen Schlauchbeutelmaschine<br />

hat gezeigt, wie man mit der richtigen Kombination aus<br />

Technik, Partnerschaft und Vision nachhaltige Lösungen erzielt<br />

02 Vom Servomotor über Getriebe, Umrichter, Steuerungstechnik,<br />

Speichertechnik bis hin zum Stepper konnte die gesamte Technik der<br />

Maschine aus dem Automatisierungsbaukasten umgesetzt werden<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 33


ANTRIEBSTECHNIK<br />

03 04<br />

03 Ein Versorgungsmodul ist über<br />

den DC-Zwischenkreis mit Achsmodulen<br />

verbunden, die die Motoren speisen<br />

04 <strong>Der</strong> Movi-C Controller steuert<br />

die komplexen Bewegungen<br />

in der Schlauchbeutelmaschine<br />

Basis für die Maschinenautomatisierung. Für den vollständigen<br />

Verzicht auf Druckluft wurden alle pneumatischen Komponenten<br />

durch effiziente elektrische Aktuatoren ersetzt.<br />

Erweiterungen zum Starterset 616 waren die Power and Energy<br />

Solutions sowie Sicherheitstechnik von SEW-Eurodrive. „Das Ergebnis<br />

ist ein deutlich gesenkter Energieeinsatz. Zudem lässt sich<br />

die Verpackungsmaschine Flowpack X sowohl für papierbasierte<br />

Packstoffe als auch für Folienverpackungen einsetzen und erfüllt<br />

damit flexibel unterschiedliche Kundenanforderungen“, betont<br />

Alexander Hack. Das ist ein wichtiger Punkt für Hugo Beck in einem<br />

schnelllebigen Markt wie der Verpackungsindustrie und<br />

den sich ständig ändernden Marktanforderungen.<br />

werden. Die Umstellung führt zu einer erheblichen Reduzierung<br />

der Wartungskosten und des CO 2<br />

-Fußabdrucks. Sie ermöglicht eine<br />

flexiblere Integration der Maschine in den Produktionsprozess<br />

durch Wegfall der Druckluft. Diese Vorteile und Weiterentwicklungen<br />

machen die Maschine zukunftssicher und ermöglichen im<br />

täglichen Betrieb signifikante Kosten- und Zeiteinsparungen.<br />

„Wir waren wirklich sehr positiv überrascht, wie schnell das<br />

Projekt umgesetzt wurde und mit welchem Einsatz wir von SEW-<br />

Eurodrive unterstützt wurden“, resümiert Curt-Jürgen Raiser.<br />

„Ich habe bislang keinen Tag bereut, mit SEW-Eurodrive zusammenzuarbeiten.“<br />

Tatsächlich konnte die komplette Maschine mit<br />

Lösungen von SEW-Eurodrive automatisiert werden.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SPEICHERSYSTEM STABILISIERT<br />

ENERGIEVERSORGUNG<br />

Das neue und smarte Energiemanagementsystem, das das Starterset<br />

ergänzt, ermöglicht die vollständige Energiekontrolle und<br />

-steuerung. Dieses System vermeidet Lastspitzen, stabilisiert die<br />

Energieversorgung und reduziert die Anschlussleistung der Maschine.<br />

Zu den herausragenden Vorteilen dieser Technologie gehört<br />

die Möglichkeit, die horizontale Schlauchbeutelmaschine<br />

netz- und spannungsunabhängig zu betreiben und selbst Netzausfälle<br />

bis 9,5 Sekunden zu überbrücken. Bei längerem Stromausfall<br />

wird die horizontale Schlauchbeutelmaschine durch einen kontrollierten<br />

Halt gestoppt, was die Maschine zusätzlich schützt.<br />

Statt Pneumatik kommen jetzt mit einer Starterset-Erweiterung<br />

Schrittmotoren zum Einsatz, die über die neue Busklemme aus<br />

dem Movi-PLC-I/O-System C von SEW-Eurodrive angesteuert<br />

KOMPETENZ, VERANTWORTUNG<br />

UND INNOVATIONSGEIST<br />

Die Technologiepartnerschaft zwischen SEW-Eurodrive und Hugo<br />

Beck ist ein gutes Beispiel für das Potenzial, das in der Kombination<br />

aus Zusammenarbeit, Vision und Engagement steckt. Die<br />

horizontale Schlauchbeutelmaschine Flowpack X ist das Ergebnis<br />

dieser fruchtbaren Kooperation und zeigt, wie Kompetenz,<br />

Verantwortung und Innovationsgeist zu einer zukunftsfähigen<br />

Lösung führen können. Die partnerschaftliche Zusammenarbeit<br />

legte den Grundstein für eine effizientere Verpackungstechnik<br />

und weist den Weg in eine ressourcenschonende Zukunft.<br />

Bilder: SEW<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

ENERGIEBEDARF REDUZIERT<br />

Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit gehen bei diesem Projekt Hand<br />

in Hand. Umweltbewusstes Handeln bringt weitere positive Effekte<br />

mit sich, in diesem Fall eine deutliche Senkung der Energiekosten.<br />

ALEXANDER HACK, Projektleiter und Strategic Portfolio Manager bei SEW-Eurodrive<br />

34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ALLES IN EINEM KABEL<br />

Wie lassen sich Motoren und Antriebsregler bei einem<br />

Abstand von 100 m mit einem einzigen Kabel zuverlässig<br />

verbinden? Gibt es leichtere, kleinere und energieeffizientere<br />

Antriebslösungen als Asynchronmotoren? Eine effektive<br />

Lösung bietet Stöber mit seiner One Cable Solution (OCS).<br />

Diese hat der Antriebsspezialist zusammen mit dem<br />

Encoder-Hersteller Heidenhain weiterentwickelt und als<br />

nächste Generation auf den Markt gebracht. Mit dem<br />

zukunftssicheren Protokoll Heidenhain EnDat 3 kann das<br />

Kabel aber nicht nur diese Distanz sicher überbrücken,<br />

sondern auch ohne teure Ausgangsdrossel Signale störungsfrei<br />

vom Motor zum Antriebsregler bei einem Abstand von<br />

50 m übertragen. <strong>Der</strong> encoderlose Lean-Motor ist kleiner,<br />

leichter und schlanker als ein Asynchronmotor und mit der<br />

Klassifizierung IE5 dazu noch energieeffizienter. Damit<br />

hat Stöber eine kompakte Antriebslösung auf den Markt<br />

gebracht, die günstiger und robuster ist als ein Standard-<br />

Servomotor. <strong>Der</strong> Antriebsregler SC6 eignet sich insbesondere<br />

für die Kombination mit diesem Motor – beispielsweise für<br />

energieeffiziente Transportsysteme. Lean-Motor und<br />

Antriebsregler arbeiten komplett encoderlos.<br />

www.stoeber.de<br />

ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />

FÜR DIE INTRALOGISTIK<br />

In der Intralogistik müssen Pakete unterschiedlichen Gewichts<br />

im Dauerbetrieb über teilweise relativ lange Strecken transportiert<br />

werden. An das Leistungsvermögen, die Zuverlässigkeit<br />

und Energieeffizienz der eingesetzten Antriebstechnik<br />

stellt das besondere Anforderungen. Speziell für die Intralogistik<br />

hat Nord Drivesystems die Getriebemotoreinheit Duodrive<br />

entwickelt. Für einen hohen Wirkungsgrad ist hier ein effizienter<br />

IE5+-Synchronmotor in ein Stirnradgetriebe integriert.<br />

Über einen weiten Drehzahlbereich leistet der Duodrive ein<br />

konstantes Drehmoment.<br />

<strong>Der</strong> Anwender kann so die<br />

Zahl unterschiedlicher<br />

Antriebsvarianten in einer<br />

Anlage deutlich reduzieren.<br />

Minimierte Verwaltungskosten<br />

und gestraffte<br />

Serviceprozesse sind die<br />

Folge. Für die Anforderungen<br />

der horizontalen<br />

Fördertechnik hat der<br />

Hersteller auch die dezentralen Frequenzumrichter der<br />

Baureihe Nordac ON optimiert. Mit ihrer kompakten Bauweise,<br />

Wartungsfreundlichkeit und vollständigen Steckbarkeit eignen<br />

sie sich besonders für große Intralogistikanlagen mit zahleichen<br />

Antriebseinheiten. In der Ausführung als Nordac ON+<br />

sind sie speziell für das Zusammenspielt mit dem IE5+-Motor<br />

ausgelegt.<br />

www.nord.com<br />

KOMPAKT GEBAUT UND AUF<br />

VIELSEITIGKEIT GETRIMMT<br />

Mit SD4B stellt Sieb &<br />

Meyer den Nachfolger<br />

des SD2B plus vor.<br />

Das Gerät kommt bei<br />

rotativen und linearen<br />

Niedervolt-Servomotoren<br />

sowie hochdrehenden<br />

Niedervolt-<br />

Synchron- und Asynchronmotoren<br />

zum<br />

Einsatz. Mit einer Breite von 25 mm benötigt der SD4B mit<br />

IP20-Gehäuse nur wenig Bauraum. <strong>Der</strong> Frequenzumrichter<br />

ist standardmäßig mit der Sicherheitsfunktion Safe Torque<br />

Off (STO) und Schnittstellen für CANopen und Modbus TCP<br />

ausgerüstet. Optional wird eine Multiprotokoll-Echtzeit-<br />

Ethernet-Schnittstelle angeboten, sodass eine flexible<br />

Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung via<br />

EtherCAT (CoE), Profinet IO und Powerlink möglich ist. Neben<br />

dem TTL-Encoder-Ein- und -Ausgang stehen je fünf digitale<br />

Ein-/Ausgänge sowie eine Ethernet-Schnittstelle<br />

für die einfache Parametrierung bereit. Im Hochgeschwindigkeitsbereich<br />

lässt der SD4B als Frequenzumrichter neben<br />

dem sensorlosen Betrieb von Synchronmotoren bis<br />

240.000 U/min und Asynchronmotoren bis 360.000 U/min<br />

auch eine sensorbehaftete Regelung auf Basis von TTL-<br />

Gebern zu. So können mehrere Motoren im Master-/Slave-<br />

Betrieb winkelsynchron betrieben werden. Die robuste<br />

Drehzahlregelung erlaubt auch hohe Massenträgheitsverhältnisse<br />

zwischen Motor und Werkzeug bis 1∶100.<br />

www.sieb-meyer.de


SPECIAL<br />

MIKRO-DESIGN<br />

SPECIAL<br />

Boris Mette, Stauff,<br />

Leitung Marketingkommunikation, Werdohl<br />

36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />

HYDRAULISCHE<br />

LEITUNGSSYSTEME<br />

FÜR MÜLLFAHRZEUGE<br />

Während immer mehr Städte dazu<br />

übergehen, Pkw und Fahrzeuge mit hohem<br />

Schadstoffausstoß aus den Innenstädten<br />

fernzuhalten, müssen Müllfahrzeuge<br />

nach wie vor mitten rein in Wohngebiete<br />

und Innenstädte. In Deutschland sind<br />

jeden Tag geschätzt zwischen 15.000<br />

und 18.000 Müllwagen unterwegs. Die<br />

Hersteller liefern beeindruckende neue<br />

Konzepte: emissionsarm, sicher, wendig und<br />

geräuscharm sollen die Fahrzeuge sein.<br />

Hydraulische Leitungssysteme von Stauff<br />

leisten hierzu einen wichtigen Beitrag.<br />

Rund 40 Meter hydraulische Rohrleitungen, 60 Meter<br />

Schlauchleitungen und 100 Meter Elektrokabel müssen<br />

in einem einzigen Standard-Hecklader, dessen Aufbau<br />

rund sieben Tonnen wiegt und elf Tonnen Abfall aufnehmen<br />

kann, platzsparend geführt, leckagefrei verbunden<br />

und sicher befestigt werden. Die Branche steht mitten in der öffentlichen<br />

Diskussion über den Verkehr in Städten und Wohngebieten:<br />

Die Fahrzeuge sollen emissionsarm oder nach Möglichkeit<br />

emissionsfrei sein, sicher durch den Auto-, Fahrradund<br />

Fußgängerverkehr in teils beengten Straßenverhältnissen<br />

navigieren können, geräuscharm zum Schutz der Anwohner<br />

und keinesfalls umweltgefährdend durch austretendes Öl oder<br />

Fahrzeugbrände sein.<br />

Autorenvor- und zunamen, inkl. Titel und Posistion im<br />

Unternehmen mit Firmenadresse hier noch ergänzen.<br />

01 Das Rohrverbindungssystem<br />

Form EVO hält starken<br />

Vibrationen und<br />

permanenten<br />

Druckschlägen stand<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 37


SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />

02<br />

02 <strong>Der</strong> zweiteilige Elastomer-Einsatz der NRC-Schelle<br />

wirkt vibrations- und geräuschdämpfend<br />

03 MLC-Schellen können bis zu sechs Leitungen<br />

identischen oder unterschiedlichen Durchmessers<br />

aufnehmen und sind für Rohre, Schläuche oder<br />

Kabel geeignet<br />

03<br />

Bereiche an Unternehmen mit entsprechender Expertise abzugeben.<br />

Stauff, Hersteller sämtlicher Komponenten hydraulischer<br />

Leitungssysteme aus eigener Entwicklung und Fertigung, bietet<br />

hierzu ein eigenes Konzept: Das Programm „Stauff Line“ beinhaltet<br />

das komplette Portfolio an Leitungs-, Verbindungs- und<br />

Befestigungskomponenten inklusive der gebogenen Rohrleitungen<br />

und bietet Kundenbetreuung von der Konzeption bis zur<br />

Umsetzung hydraulischer Leitungssysteme. Dazu gehören<br />

Liefermodelle, die auf die komplexen Prozesse beim Hersteller<br />

abgestimmt sind. Auch Baugruppen haben sich als sinnvoll<br />

erwiesen, weil sie nicht nur den Aufwand und die Komplexität<br />

vor Ort reduzieren, sondern auch die Sicherheit erhöhen. Denn<br />

die meisten Leckagen entstehen durch Montagefehler.<br />

DIE MEISTEN LECKAGEN<br />

ENTSTEHEN DURCH<br />

MONTAGEFEHLER<br />

SPECIAL<br />

HYDRAULIK VON ANFANG AN GEDACHT<br />

Hersteller müssen dem hydraulischen Leitungssystem viel Aufmerksamkeit<br />

entgegenbringen, während der Trend im Maschinenbau<br />

gleichzeitig dahin geht, sich auf die eigenen Kernkompetenzen<br />

zu konzentrieren und die Verantwortung für fachfremde<br />

„PAY PER USE“ FÜR<br />

UMFORMSYSTEME<br />

Für die Verbindung von Rohrleitungen, die unter starken<br />

Vibrationen eingesetzt werden, wie in vielen mobilen<br />

Anwendungen, empfiehlt Stauff sein Umformsystem<br />

Stauff Form Evo. Herzstück dieser besonders robusten<br />

Rohrverbindung ist die Umformmaschine. Für OEMs<br />

mit zunächst geringem oder schwer kalkulierbarem<br />

Auftragsvolumen werden mehrere Nutzungsmodelle<br />

angeboten: Es besteht die Möglichkeit einer Gebühr pro<br />

Umformvorgang (Pay Per Use) oder einer pauschalen<br />

Wochenmiete als Flatrate.<br />

<strong>Der</strong> Slogan der internationalen Stauff Group „Connect with<br />

Stauff“ fokussiert noch stärker die Engineering-Kompetenz des<br />

Unternehmens und lädt <strong>Konstrukteur</strong>e und Projektmanager der<br />

Erstausrüster ausdrücklich zur noch engeren Zusammenarbeit<br />

ein. Mehrere internationale namhafte Hersteller von Müllfahrzeugen<br />

schätzen bereits die Kooperation mit dem Stauff Engineering<br />

am Stammsitz in Werdohl, zumal die Belieferung und Betreuung<br />

durch die internationalen Niederlassungen der Stauff<br />

Group gewährleistet sind. Die wichtigsten hydraulisch angetriebenen<br />

Funktionen sind die Seiten- oder Hecklifter, mit denen<br />

Mülltonnen oder Container angehoben und gekippt werden, sowie<br />

die Müllpressen im Inneren des Aufnahmebehälters. Hier<br />

können die Hydraulikexperten ansetzen.<br />

ROHRVERBINDUNGSSYSTEM FÜR<br />

GARANTIERTE LECKAGEFREIHEIT<br />

Das Stauff Engineering empfiehlt angesichts starker Vibrationen<br />

und permanenter Druckschläge das stärkste Rohrverbindungssystem<br />

Stauff Form EVO. Bis zu 1000mal wird der Lift in einer<br />

8-Stunden-Schicht in einem Wohngebiet betätigt, wobei die<br />

meisten Vibrationen beim Ausschlagen der Tonnen entstehen.<br />

Das Verbindungskonzept: Mit der Stauff Form EVO Maschine<br />

wird das Rohrende so umgeformt, dass beim Verschrauben<br />

mit einem herkömmlichen Verschraubungskörper und einer<br />

Überwurfmutter eine sogenannte formschlüssige Verbindung<br />

entsteht. <strong>Der</strong> einzige denkbare Leckageweg wird mit einer Viton-<br />

Dichtung zusätzlich abgesichert.<br />

38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />

04 Die Stauff Form EVO Maschine formt das Rohrende so<br />

um, dass beim Verschrauben mit einem herkömmlichen<br />

Verschraubungskörper und einer Überwurfmutter eine<br />

sogenannte formschlüssige Verbindung entsteht<br />

<strong>05</strong> Namhafte Hersteller von Müllfahrzeugen schätzen die<br />

Komponenten ebenso wie die Zusammenarbeit<br />

mit dem Stauff Engineering<br />

04<br />

Im Unterschied zum Umformsystem entsteht eine Schneidringverbindung<br />

dadurch, dass ein metallener Ring mit zwei Kanten<br />

beim Anzug einer Überwurfmutter in die Rohroberfläche – wie<br />

der Name schon sagt – einschneidet. Durch diesen Materialeinschnitt<br />

wird die Vibrationsresistenz begrenzt. Demgegenüber hat<br />

das Umformsystem eine höhere Ausreißfestigkeit, die unter extremen<br />

Bedingungen – starken Druckschlägen und vibrierenden<br />

Belastungen wie in den Müllfahrzeugen – einen Sicherheitsvorteil<br />

darstellt. Hersteller setzen, um durch auslaufendes Öl verursachte<br />

Brände oder Ölspuren, die Anwohner und Auftraggeber<br />

verunsichern und für negative Aufmerksamkeit sorgen, zunehmend<br />

auf die ausdrückliche Empfehlung der Stauff-Experten.<br />

SCHELLEN REDUZIEREN<br />

VIBRATIONEN UND LÄRM<br />

Um den Lärmpegel in den hydraulischen Leitungssystemen der<br />

Fahrzeuge zu senken, empfiehlt Stauff NRC-Schellen, Noise Reduction<br />

Clamps. Diese Spezialschellen, mit denen Rohrleitungen<br />

beispielsweise am Maschinengehäuse befestigt werden, haben<br />

einen speziell geformten zweiteiligen Elastomereinsatz, der in<br />

den Schellenkörper aus Polypropylen oder Polyamid integriert<br />

ist. Er entkoppelt die Rohrleitung von der Umgebungskonstruktion,<br />

reduziert damit die Übertragung von Vibrationen in beide<br />

Richtungen und reduziert merklich den Geräuschpegel. Die<br />

NRC-Schellen sind mit dem herkömmlichen, normenkonformen<br />

Befestigungszubehör aus Stahl und Edelstahl kompatibel. Das<br />

Zubehör muss also bei der Umstellung auf NRC-Schellen in der<br />

Fertigung nicht ausgetauscht werden.<br />

<strong>Der</strong> Beitrag dieser Schellen zur Lärmreduzierung erscheint<br />

angesichts der vielfach schweren und großen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor<br />

eher unbedeutend. Doch zum einen sprechen<br />

wir bei 40 Metern Hydraulikrohr und 60 Metern Schlauchleitungen<br />

von grob geschätzt bis zu 100 Befestigungen. Zum anderen<br />

stellen Entsorgungsbetriebe ihre Fuhrparks zunehmend auf<br />

elektrisch oder hybrid angetriebene Fahrzeuge um, sodass jedes<br />

Dezibel, das eingespart werden kann, noch mehr ins Gewicht<br />

fällt. In engen Altstädten, Fußgängerbereichen oder Parkanlagen<br />

sind längst kleine wendige Wagen im Einsatz, die kaum zu<br />

hören sind.<br />

LEITUNGEN KOMPAKT UND<br />

SICHER BEFESTIGEN<br />

Während mit Standard-Schellen in der Doppel-Baureihe maximal<br />

zwei Leitungen pro Schellenkörper befestigt werden können,<br />

wurden Stauff MLC-Schellen (Multi-Line Clamps) für die Aufnahme<br />

von bis zu sechs Leitungen konzipiert. Besonders interessant<br />

für den Einsatz in Müllfahrzeugen: MLC-Schellen sind für<br />

Rohre, Schläuche oder Kabel geeignet. Wie oben erwähnt kann<br />

das elektrische „Nervensystem“ eines Standard-Müllwagens bis<br />

zu 100 m lang sein. Rohre und Schläuche werden oftmals parallel<br />

geführt. Auf Anfrage liefert Stauff auch Multi-Line Schellen für<br />

bis zu sechs Leitungen unterschiedlichen Durchmessers. Kleinere<br />

Auflagen können schnell und kostengünstig im 3-D-Druck<br />

produziert werden.<br />

SPEZIALSCHELLEN TRAGEN<br />

ZUR REDUKTION VON<br />

LÄRM UND BAURAUM BEI<br />

Mit MLC-Schellen wird für die Befestigung der gleichen Anzahl<br />

an Leitungen erheblich weniger Bauraum oder Befestigungsfläche<br />

gebraucht. Beispiel: Die Gesamtlänge einer Schelle für<br />

sechs Leitungen in Baugröße 3 beträgt nur 216 mm. Sechs nebeneinander<br />

angeordnete DIN-Schellen der Standard-Bau reihe<br />

benötigen 300 mm. Die Anzahl an notwendigen Komponenten<br />

ist geringer, nicht nur die Menge der erforderlichen Schellen.<br />

Auch alle weiteren Komponenten, die zur sicheren Befestigung<br />

hydraulischer Leitungen gebraucht werden, sind reduziert:<br />

Deckplatten beziehungsweise Schweißplatten, Schienenmuttern,<br />

Sicherungsplatten, Aufbauschrauben, sonstige Adapter<br />

und weiteres Zubehör. Je weniger Komponenten angebracht, geschraubt<br />

und geschweißt werden müssen, umso kürzer ist die<br />

Montagezeit und umso geringer die Gefahr von Montagefehlern.<br />

Bilder: Aufmacher Jan Kliment – stock.adobe.com, <strong>05</strong> Zoeller,<br />

sonstige Stauff<br />

www.stauff.com<br />

<strong>05</strong><br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 39


SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />

KOMPAKTE DREHGEBER BRINGEN<br />

DYNAMIK IN DIE LOGISTIK<br />

SPECIAL<br />

Ob Lenkwinkelerfassung oder<br />

Geschwindigkeitsüberwachung – Sensoren<br />

spielen bei der exakten Steuerung autonomer<br />

Transportsysteme eine zentrale Rolle. Wir<br />

stellen Ihnen neue Drehgeber vor, die sich<br />

flexibel in verschiedensten fahrerlosen<br />

Transportfahrzeugen einsetzen lassen.<br />

Automated Guided Vehicles (AGV) werden mittlerweile<br />

in zahlreichen Branchen eingesetzt – zum Beispiel für<br />

die Reinigung und Behandlung von Sportböden. Hier<br />

präparieren autonome Spezialfahrzeuge den Boden für<br />

den jeweiligen Zweck, denn die Anforderungen an dessen<br />

Oberflächen eigenschaften variieren je nach Sportart erheblich.<br />

Menschen werden bei diesem Vorgang kaum noch benötigt –<br />

lediglich zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs definiert ein Bediener<br />

das Reinigungs- und Pflegeprogramm. <strong>Der</strong> Antrieb des<br />

Fahrzeugs erfolgt durch vier an den Rädern montierten Elektromotoren,<br />

deren Drehzahlen von einem Drehgeber erfasst und an<br />

Matthias Herrmann, Marketing Manager,<br />

MEGATRON Elektronik GmbH & Co. KG<br />

die Steuereinheit des AGVs übermittelt werden. Auf diese Weise<br />

kann das Fahrzeug zentimetergenau navigieren.<br />

Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet für fahrerlose Transportsysteme<br />

(FTS) ist die Intralogistik. FTS bewegen in Lagerhallen<br />

Komponenten und fertige Produkte von einem Ort zum anderen.<br />

Damit der Transport so effizient wie möglich abläuft, müssen die<br />

Fahrzeuge sehr präzise gesteuert werden. Encoder des Drehgeber-Spezialisten<br />

Megatron übernehmen die Erfassung der Lenkwinkel<br />

sowie der Geschwindigkeit und sorgen für den optimalen<br />

Betrieb der Fahrzeuge.<br />

MODERNE ENCODER SORGEN<br />

DAFÜR, DASS AUTONOME MOBILE<br />

FAHRZEUGE ZENTIMETERGENAU<br />

NAVIGIEREN KÖNNEN<br />

LENKWINKELERFASSUNG – BESSER<br />

INKREMENTAL ODER ABSOLUT?<br />

Die exakte Steuerung eines FTS hängt maßgeblich von der Präzision<br />

der verbauten Drehgeber ab. Moderne Hall-Encoder wie die<br />

HTx-Serie von Megatron bieten verschiedene Schnittstellen für die<br />

Ausgabe eines absoluten Winkelwerts an – von einfachen analogen<br />

über serielle bis hin zu multifunktionalen CAN-Bus-Schnittstellen.<br />

<strong>Der</strong> FTS-Hersteller bekommt einen genau auf sein Fahrzeug abgestimmten<br />

Drehgeber mit einem vorprogrammierten Winkelbereich.<br />

40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


01<br />

01 Die Drehgeber-Serie ETx25K<br />

zeichnet sich durch eine flache<br />

Bauweise mit einer Gehäusetiefe<br />

von gerade einmal 8 mm aus<br />

02 Die Drehgeber-Serie HTx25K ist<br />

besonders kompakt designt und eignet<br />

sich vor allem für den Einsatz in<br />

Anwendungen mit beengten Bauräumen<br />

02 Technik<br />

die bewegt<br />

Das spart Kosten in der Fertigung und bei der<br />

Programmierung der Elektronik. Manche<br />

AGV-Produzenten setzen für die Winkelmessung<br />

auch Inkrementalgeber ein, die<br />

Relativinformationen an die Elektronik des<br />

Fahrzeugs übertragen. Um trotzdem den momentanen,<br />

absoluten Lenkwinkel zu kennen,<br />

wird dieser durch die Auswerteeinheit des<br />

Fahrzeugs errechnet, wofür Referenzfahrten<br />

der Lenkmechanik implementiert werden.<br />

Ein Vorteil dieses Prinzips ist, dass der tatsächliche,<br />

komplette Lenkwinkel jedes einzelnen<br />

Fahrzeugs von der Elektronik erlernt<br />

wird und so Abweichungen durch mechanische<br />

Toleranzen in der Lenkmechanik eliminiert<br />

werden. Durch dieses Teach-In kann<br />

beispielsweise ein und dieselbe Drehgeber-<br />

Variante für verschiedene Fahrzeuge eingesetzt<br />

werden, da die Elektronik den jeweiligen<br />

Winkel erlernt.<br />

MEHR PRÄZISION DURCH<br />

TEACH-IN-DREHGEBER<br />

Megatron hat für solche Fälle eine besondere<br />

Elektronik im Programm, die eine Teach-<br />

In-Lösung für Absolutwertgeber bietet. Die<br />

programmierbare Multiturn-Elektronik (PM)<br />

ermöglicht es dem Kunden, den Anfangsund<br />

Endwert für das Ausgangssignal durch<br />

ein einfaches Programmiergerät direkt beim<br />

Einbau des Drehgebers zu setzen. Durch dieses<br />

Teachen lassen sich mechanische Toleranzen<br />

eliminieren, die es bei jedem AGV gibt.<br />

Darüber hinaus kann der Drehgeber bis zu<br />

200 Umdrehungen zählen, ist also als Multiturn-Drehgeber<br />

einsetzbar und daher auch<br />

für Anwendungen mit Getriebeübersetzung<br />

nutzbar. Die Lösung vereint die Vorteile von<br />

Absolutwertgebern mit denen der oben genannten<br />

Teach-In-Methode. Alle Drehgeber<br />

können mit der PM-Elektronik ausgestattet<br />

werden – sowohl die kompakten Ausführungen<br />

mit Kunststoffgehäuse (ETA25PM) und<br />

Gleitlager als auch die robusten Metallbauformen<br />

mit Kugellager (HTA25PM).<br />

JEDER MILLIMETER ZÄHLT<br />

Für Anwendungen mit wenig Bauraum<br />

stehen zusätzlich zu den klassischen Drehgebern<br />

auch Kit-Varianten zur Verfügung. Die<br />

Serie ETx25K ist beispielsweise ein Hallgeber<br />

mit Kunststoffgehäuse, der eine Einbauhöhe<br />

von gerade einmal 8 mm aufweist. Diese Encoder<br />

eignen sich deshalb besonders für sehr<br />

kleine AGVs, denn hier zählt jeder Millimeter.<br />

Für Anwendungen in rauen Umgebungen<br />

bietet Megatron mit dem HTx25K eine Variante<br />

aus Metall und Kabelverschraubung an<br />

(Einbauhöhe < 20 mm). Bei beiden Drehgebern<br />

positioniert der Kunde den mitgelieferten<br />

Magneten in definiertem Abstand zum<br />

Encoder und dieser sorgt dann für die berührungslose<br />

und verlässliche Winkelerfassung.<br />

Auch die Kit-Encoder sind als programmierbare<br />

(Teach-In-) Versionen erhältlich.<br />

Bilder: Aufmacher Vanitjan – stock.adobe.com,<br />

sonstige Megatron<br />

www.megatron.de<br />

Exakte Positioniergenauigkeit,<br />

geringe<br />

Geräuschentwicklung<br />

und ein hoher Wirkungsgrad<br />

sind wichtige<br />

Features für präzisionsgeschliffene<br />

Kugelgewindetriebe.<br />

Steinmeyer ist ihr<br />

verlässlicher Partner für<br />

Kugelgewindetriebe und<br />

bietet maßgeschneiderte<br />

Lösungen an.<br />

Weitere Details finden<br />

Sie auf unserer<br />

Website<br />

www.steinmeyer.com


SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />

3PERSPEKTIVEN<br />

KLEIN UND DENNOCH PRÄZISE – BAUTEILE, VERFAHREN UND TRENDS<br />

2<br />

KOMPAKTES DESIGN<br />

FÜR MEHR<br />

NACHHALTIGKEIT<br />

1<br />

MIKROSTRUKTUREN<br />

MIT 3D-DRUCK<br />

<strong>Der</strong> Trend der Miniaturisierung geht<br />

weiter und immer mehr Neuentwicklungen<br />

in verschiedenen Industriebereichen<br />

erfordern einen hohen<br />

Grad an Details, Präzision und<br />

schneller Lieferzeit. Genau hier<br />

unterstützen wir als Sondermaschinenhersteller<br />

im 3D-Druck die<br />

Industrie. Und zwar immer dann,<br />

wenn möglichst CAD exakte, bestmögliche<br />

Oberflächen, hohe und<br />

filigrane Details und Wiederholbarkeit<br />

gefordert sind. Ein Beispiel ist<br />

hier die Projektions-Mikro-Stereolithografie<br />

(PµSL). Bauteile, die<br />

bisher aufwendig etwa im Mikro-<br />

Spritzguss hergestellt wurden,<br />

kommen nun aus dem 3D-Drucker.<br />

Steffen Hägele, Sales Manager Europe bei BMF<br />

Boston Micro Fabrication, Boston, USA<br />

Die Miniaturisierung ist der beste Weg,<br />

um Effizienz- und Nachhaltigkeitsziele zu<br />

erreichen. Leichtere und kleinere Geräte,<br />

Maschinen und Fahrzeuge benötigen<br />

weniger Energie für den Betrieb, sparen<br />

aber auch Ressourcen in der Produktion.<br />

Miniaturisierte Fluid-Control-Lösungen<br />

ermöglichen zudem innovative bislang<br />

nicht realisierbare Systemdesigns, die<br />

sowohl die Konstruktionskomplexität<br />

reduzieren, aber auch den Nutzungskomfort<br />

erhöhen können – gerade auch<br />

in tragbaren Geräten, beispielsweise in<br />

der Medizin- und Labortechnik.<br />

Jürgen Prochno, Geschäftsführer der Lee<br />

Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH,<br />

Sulzbach<br />

3<br />

INTEGRIERBARE MESSTECHNIK KANN FÜR DIE<br />

ELEKTRONIK ZUM KRAFTAKT WERDEN<br />

Automaten und Roboter benötigen integrierbare Messtechnik auf kleinem<br />

Bauraum, ein Anwendungsfeld mit Herausforderungen für die Elektronik.<br />

Kleiner und preiswerter werden, kann inakzeptable Abstriche an die<br />

Messgenauigkeit mit sich bringen und<br />

auch den Mikrocontroller mit fremden<br />

Aufgaben belasten. Ein geeignetes IC<br />

nimmt der Sensorentwicklung Zeit und<br />

Risiken und ist seinen Preis Wert dank<br />

Zusatzfunktionen. Moderne Prozesse<br />

erlauben uns diese höhere Komplexität<br />

ohne große Chipfläche – trotz ungünstigen<br />

Designzeiten und Kosten ein für uns<br />

nachhaltiger Ansatz für langlaufende<br />

Industrie-ICs.<br />

SPECIAL<br />

Dipl.-Ing. Joachim Quasdorf, studierte an<br />

der TH-Darmstadt Elektrotechnik und ist heute<br />

im ASSP-Vertrieb und -Marketing unter anderem<br />

für die technische Kundenbetreuung bei iC-Haus<br />

in Bodenheim zuständig<br />

42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 06/<strong>2024</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 03. 06. <strong>2024</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 15. <strong>05</strong>. <strong>2024</strong><br />

01<br />

03<br />

02<br />

04<br />

01 Ein Türgriffsystem kombiniert nicht nur<br />

Bedienelemente und Schutztürüberwachung,<br />

es ermöglicht auch eine von Weitem sichtbare<br />

Anzeige des Betriebszustandes<br />

Bild: Schmersal<br />

02 Ressourcenknappheit: 64 Prozent der<br />

deutschen Industrieunternehmen wollen ihre<br />

Investitionen in Initiativen zur Förderung der<br />

Kreislaufwirtschaft erhöhen<br />

Bild: ABB<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 />

n.steinicke@vfmz.de<br />

WERBUNG:<br />

sales@vfmz.de<br />

SOZIALE NETZWERKE:<br />

www.Facebook.com/<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong><br />

www.twitter.com/derkonstrukteu<br />

03 Wenn Späne herumfliegen und das<br />

Kühlschmiermittel kräftig spritzt, gewährt ein<br />

Drehfenster die freie Sicht in den Arbeitsraum<br />

der Maschine<br />

Bild: Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH<br />

04 Da auch in den Endlagen von Trainingsgeräten<br />

hohe Kräfte walten, setzten Sportwissenschaftler<br />

auf Industriestoßdämpfer zum Schutz von Mensch<br />

und Maschine<br />

Bild: Universität Tübingen<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 43


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