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Der Konstrukteur 06/2024

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<strong>06</strong><br />

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EDITORIAL<br />

KEINE ZEIT VERLIEREN<br />

Deutsche Industrieunternehmen stehen vor großen Herausforderungen:<br />

Digitalisierung, Dekarbonisierung und der durch<br />

den demografischen Wandel spürbare Fachkräftemangel. Es<br />

müssen also Konjunkturprogramme in Gang kommen und<br />

gleichzeitig sind Investitionen erforderlich, die vor allem kleine<br />

und mittelständische Firmen an ihre Grenzen bringen. Dennoch<br />

ist die Bereitschaft, aktiv zu werden, sehr groß, beispielsweise<br />

im Bereich der Kreislaufwirtschaft. Mehr als die Hälfte der Industrieunternehmen<br />

wollen laut einer von ABB durchgeführten Studie<br />

keine Zeit verlieren und in den kommenden drei Jahren dem<br />

Thema mehr Rechnung tragen. Warum es dabei notwendig ist,<br />

die Energieeffizienz in der gesamten Industrie zu verbessern<br />

und welche Ergebnisse die Studie „Circularity: No Time to Waste“<br />

hervorgebracht hat, lesen Sie auf Seite 8. Aspekte wie Partnerschaften<br />

mit Entsorgungsbetrieben, der Einsatz von energieeffizienten<br />

Technologien sowie die Förderung von zirkulären<br />

Prinzipien in der Lieferkette spielen hier eine wesentliche Rolle.<br />

Darüber hinaus gibt es noch weitere interessante Strategien,<br />

die zu mehr Effizienz und digitaler Kompetenz in Unternehmen<br />

führen: durchdachte Software-Lösungen. Denn setzt man bereits<br />

in einem frühen Stadium der Anlagenplanung den Fokus in<br />

Konstruktion und Entwicklung auf ganzheitliche Lösungen,<br />

lässt sich einiges in punkto Nachhaltigkeit bewegen. Software-<br />

Spezialist Eplan nimmt hier eine Vorreiterrolle ein und sorgt mit<br />

einer neu entwickelten Software für Durchgängigkeit in der<br />

Planung. Auf Seite 6 zeigen wir, wie durch ein eng verzahntes<br />

Design von Mechanik und Elektrik fehlerfrei, kostensparend und<br />

ohne Zeitverlust der Weg zur komplexen Maschinenverkabelung<br />

gelingen kann.<br />

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INHALT<br />

<strong>06</strong><br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Keine Zeit verlieren<br />

<strong>06</strong> Konstruktion 2030:<br />

Maschinenverkabelung neu gedacht<br />

07 Aktuelles<br />

08 Studie „Circularity: No Time to Waste“<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

10 Türgriffsysteme: Die Farbe macht<br />

den Unterschied<br />

14<br />

13 Produktinformationen<br />

14 Sensorlösungen: So sparen <strong>Konstrukteur</strong>e<br />

Zeit und Nerven<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

18 TITELSTORY<br />

Zuverlässige Kupplungen für<br />

Highspeed-Anwendungen<br />

22 Produktinformationen<br />

28<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

24 Sportwissenschaft: Industriestoßdämpfer<br />

zum Schutz von Mensch und Testgerät<br />

28 Drehfenster: Freie Sicht auf den<br />

Bearbeitungsprozess<br />

30 Produktinformationen<br />

SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

32 Maschinelles Lernen: KI fürs Engineering<br />

34 Bewegungs- und Übertragungsverhalten<br />

von Zahnprofilformen<br />

37 Produktinformationen<br />

4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


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SENSORTECHNIK<br />

38 Oberflächenmesstechnik: Was 3-D-Sensoren<br />

alles leisten können<br />

41 Produktinformationen<br />

32<br />

SERVICE<br />

42 Impressum<br />

43 Vorschau<br />

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KONSTRUKTION 2030<br />

MASCHINENVERKABELUNG NEU GEDACHT<br />

Maschinen werden nicht nur immer komplexer, auch der Anteil<br />

an verbauter Elektrik und Sensorik nimmt weiter zu. Was<br />

bedeutet diese Entwicklung für die Planung der Maschine,<br />

für den Schaltschrank und nicht zuletzt für die Verbindung<br />

von Maschine und Schaltschrank?<br />

Maschinenbauer stehen heute vor hohen Anforderungen. Denn<br />

nicht nur die Maschinen an sich werden zunehmend komplexer,<br />

die Lieferketten sind fragiler und das ein oder andere fehlende<br />

Elektronik-Bauteil kann im schlimmsten Fall zu Verzögerungen<br />

in der Auslieferung führen. Um dem möglichst früh entgegen<br />

wirken zu können, sind Effizienz und eine ganzheitliche<br />

Planung gefragt. Das heißt, die Elektroplanung sollte mit der<br />

mechanischen Konstruktion von Beginn an verbunden sein.<br />

Wie lassen sich Mechanik und Elektrik bereits in der frühen<br />

Entwicklungs- und Konstruktionsphase vereinen?<br />

proD die passenden Kabelwege, die er sonst am physischen<br />

Prototyp ermitteln müsste. Er hat also viel früher exakte<br />

Angaben der nötigen Kabellänge und ist aufgrund der digitalen<br />

frühzeitigen Planung hier deutlich effizienter. Schnittstellen zu<br />

allen gängigen Mechanik-CAD-Tools sorgen dafür, dass Daten<br />

nativ eingelesen und im universellen Datenformat ausgegeben<br />

werden können. Zusammenfassend liegen die Vorteile also auf<br />

der Hand: <strong>Der</strong> digitale Zwilling erspart den physischen Proto typ,<br />

die Daten für Planung, Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Montage<br />

und Service sind eindeutig, vorkonfektionierte Kabel können<br />

eingesetzt werden und kein Verschnitt von Kabeln beziehungsweise<br />

keine Lagerhaltung reduzieren die Kosten.<br />

Bilder: Eplan<br />

www.eplan.de<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Mit unserer Lösung verbinden wir die Elektrik und die Mechanik<br />

miteinander und bringen die Verkabelung bereits ins 3D-Modell<br />

der Maschine. Denn häufig werden heute relevante Informationen<br />

für die Verkabelung erst ganz spät im Prozess ermittelt oder<br />

spontan verkabelt. Nacharbeiten, Fehlfunktionen und lange<br />

Inbetriebnahmen sind die Folge. Doch das muss nicht sein.<br />

Mit unserer neuen Software Eplan Cable proD, die wir gerade<br />

auf der Hannover Messe vorgestellt haben, wird es in Kürze<br />

ein speziell auf die Maschinenverkabelung zugeschnittenes<br />

Produkt geben. Damit wollen wir die Lücke schließen, die<br />

aktuell klafft: Schaltschränke werden bereits perfekt geplant<br />

und ihr digitaler Zwilling lässt sich auch in der Fertigung<br />

nutzen. Gerade bei der Verkabelung ist noch viel Potenzial<br />

im Prozess, das sich deutlich besser ausschöpfen lässt.<br />

Welche Vorteile bringt der digitale Zwilling?<br />

<strong>Der</strong> digitale Zwilling kann viel früher und schneller erarbeitet<br />

werden und dient als Grundlage für die reale Maschinenverkabelung.<br />

<strong>Der</strong> Prozess für die Kabelplanung ist dabei<br />

denkbar einfach. <strong>Der</strong> <strong>Konstrukteur</strong> plant in Eplan Cable<br />

LUKAS MENZEL,<br />

Produktmanager und Experte im Bereich Maschinenverkabelung,<br />

EPLAN GmbH & Co. KG, Monheim am Rhein<br />

6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


ENTWICKLUNGSPARTNERSCHAFT FÜR<br />

EINE UNIVERSELLE ROBOTERHAND<br />

NSK und das Deutsche Zentrum für<br />

Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickeln<br />

gemeinsam ein Roboterhandsystem,<br />

das die Automatisierung von manuellen<br />

Aufgaben vereinfachen soll. Im<br />

Mittelpunkt des Konzeptes steht eine<br />

vielseitig anpassbare Roboterhand mit<br />

individuell konfigurierbaren Fingermodulen.<br />

Greifer, die nur eine einzige<br />

Art oder Größe von Objekten handhaben<br />

können, lassen sich kostengünstig<br />

herstellen. Roboterhände, die ganz<br />

unterschiedliche Werkstücke greifen<br />

können, sind hingegen extrem teuer.<br />

Vor diesem Hintergrund arbeiten NSK und das DLR gemeinsam an<br />

einem universellen Roboterhandsystem mit Fingermodulen, die sich<br />

je nach Anwendungsfall einfach rekonfigurieren lassen. Die einzelnen<br />

Fingermodule ermöglichen den Bau von individuell angepassten<br />

Roboterhänden. So lässt sich leicht ein Greifer erzeugen, der nur<br />

Standardprodukte handhaben kann, oder aber eine Roboterhand,<br />

die eine Vielzahl von Objekten greift. Die sanfte Bewegung und das<br />

schonende Greifen von verschiedenen Dingen wird durch die vom<br />

DLR entwickelte Drahtantriebstechnologie gewährleistet. NSK<br />

bringt einen Magnetmechanismus in die gemeinsame Entwicklung<br />

ein, der das schnelle Verbinden und Lösen der Fingermodule durch<br />

einfaches Ziehen eines Hebels ermöglicht.<br />

www.nskeurope.de<br />

ICOTEK ERÖFFNET NIEDERLASSUNG<br />

IN SPANIEN<br />

Icotek, ein Anbieter<br />

von Kabelmanagementlösungen<br />

hat<br />

im April eine Niederlassung<br />

in Spanien<br />

eröffnet. Diese<br />

strategische Erweiterung<br />

stärkt die Präsenz<br />

des Unternehmens<br />

auf dem spanischen<br />

Markt und unterstreicht<br />

das Engagement für Anwender in der Region.<br />

Die Leitung der neuen Niederlassung übernimmt<br />

Héctor Martin (Bild), Vertriebsexperte und Kenner<br />

des spanischen Marktes. „Ich freue mich darauf, mit<br />

unserem engagierten Team zusammenzuarbeiten,<br />

um den Erfolg von Icotek auf dem spanischen Markt<br />

weiter voranzutreiben“, erklärt Martin. Die Eröffnung<br />

der neuen Niederlassung und somit die Nähe zum<br />

Markt soll es dem Hersteller ermöglichen, seine<br />

Kabelmanagementlösungen noch besser auf die<br />

Bedürfnisse der spanischen Anwender zuzuschneiden.<br />

Die spanische Niederlassung wird das volle Sortiment<br />

der Produkte anbieten, darunter Kabeleinführungen,<br />

Kabeldurchführungsplatten, EMV-Lösungen, Systemleuchten<br />

und Zubehör.<br />

www.icotek.com<br />

VEGA MIT ZWEI NEUEN TOCHTER­<br />

GESELLSCHAFTEN IN SKANDINAVIEN<br />

Auch in Skandinavien<br />

steigt die Nachfrage nach<br />

innovativer Messtechnik<br />

für die Industrie. Mit zwei<br />

neu eröffneten Tochtergesellschaften<br />

in Dänemark<br />

und Schweden trägt Vega<br />

dieser Entwicklung aktiv<br />

Rechnung und rückt mit<br />

ihrer modernen Füllstandund<br />

Druckmesstechnik<br />

noch näher an die Kunden.<br />

Seit 2015 gibt es eine<br />

Tochtergesellschaft in<br />

Norwegen. In Schweden<br />

und Dänemark war Vega bislang über lokale Händler<br />

vertreten. Mit der Gründung der beiden Niederlassungen<br />

wird der Auftritt in den beiden Ländern mit vielversprechenden<br />

Märkten jetzt verstärkt. Bereits vor einigen<br />

Monaten wurden geeignete Standorte gefunden.<br />

In Dänemark ist Vega im alten Carlsberg-City-Viertel in<br />

Kopenhagen zu finden, in Schweden ist die neue Niederlassung<br />

im Stadtteil Hagastaden im Herzen Stockholms<br />

angesiedelt. Jede der beiden Gesellschaften startet ihre<br />

Arbeit mit fünf Außendienstmitarbeitern, zwei Innendienstmitarbeitern,<br />

zwei Servicetechnikern, zwei Vertriebsassistenten<br />

und einem Marketingleiter. Vega Dänemark<br />

hat die Arbeit am 1. März aufgenommen, Vega Schweden<br />

am 1. April.<br />

www.vega.com<br />

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AKTUELLES<br />

NO TIME<br />

TO WASTE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Laut des Berichtes „Circularity: No Time to<br />

Waste“ von ABB Motion spüren 90 Prozent<br />

der deutschen Industrieunternehmen die<br />

Auswirkungen der Ressourcenknappheit.<br />

Daher wollen 64 Prozent in den kommenden<br />

drei Jahren ihre Investitionen in Initiativen<br />

zur Förderung der Kreislaufwirtschaft erhöhen.<br />

An erster Stelle der knappen Ressourcen stehen in<br />

Deutschland die Arbeitskräfte (37 Prozent), gefolgt von<br />

Rohstoffen (35 Prozent), Energie (33 Prozent) und Metallen<br />

(24 Prozent). Dies hatte für 43 Prozent der Unternehmen<br />

eine Kostensteigerung und für ebenfalls 43 Prozent Störungen<br />

der Lieferkette zur Folge, während 23 Prozent Verzögerungen<br />

in der Produktion nannten. Trotz der zunehmenden<br />

Energieverknappung, gaben 42 Prozent der befragten Unternehmen<br />

die Energie als ihre größte Quelle der Verschwendung an.<br />

Diese Zahlen machen deutlich, wie notwendig eine Verbesserung<br />

der Energieeffizienz in der gesamten Industrie ist – nach Meinung<br />

der Internationalen Energieagentur (IEA) ein zentraler Aspekt,<br />

wenn die Netto-Null-Emissionsziele erreicht werden sollen.<br />

Beate Höger, Senior Communication Manager,<br />

Motion Germany, ABB, Ladenburg<br />

KEINE EINHEITLICHE DEFINITION<br />

VON KREISLAUFWIRTSCHAFT<br />

Im Rahmen der im Oktober 2023 von Sapio Research durchgeführten<br />

Studie wurden insgesamt 3.304 Entscheider aus Industrieunternehmen<br />

in zwölf Ländern befragt, 401 davon aus<br />

Deutschland. Die Befragten kamen aus unterschiedlichen Bran-<br />

Im Rahmen der Studie wurden Entscheider<br />

aus Industrieunternehmen in zwölf Ländern befragt<br />

8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


AKTUELLES<br />

WIR MÜSSEN JETZT HANDELN,<br />

UM DIE KREISLAUFWIRTSCHAFT<br />

IN DER INDUSTRIE WELTWEIT<br />

ZUR NORM ZU MACHEN<br />

TARAK MEHTA, Leiter des Geschäftsbereichs<br />

Motion und Mitglied der ABB-Konzernleitung<br />

chen wie der Energieerzeugung, der Metallverarbeitung, der<br />

Chemie- oder der Öl- und Gasindustrie, dem Schiffbau, dem<br />

Bergbau und der Energieversorgung.<br />

Während die Angaben zu geplanten Investitionen in die Kreislaufwirtschaft<br />

optimistisch stimmen, hat die Studie auch Hindernisse<br />

aufgedeckt, die schnellen Fortschritten entgegenstehen. So<br />

ergab sich für die Mehrheit der Befragten keine einheitliche Definition<br />

von „Kreislaufwirtschaft“, und nur fünf Prozent betrachten<br />

sie als eine unternehmensweite Verantwortung. Diese Gruppe<br />

verzeichnet auch die größten Fortschritte bei zentralen Parametern<br />

für die Kreislaufwirtschaft wie Energieverbrauch, Einsatz<br />

von recycelten Materialien und Kohlenstoffemissionen.<br />

INVESTITIONEN ZEIGEN<br />

MESSBARE ERGEBNISSE<br />

Bei der Studie stellte sich zudem heraus, dass deutsche Unternehmen<br />

viele wichtige Aspekte der Kreislaufwirtschaft wie<br />

Partnerschaften mit Entsorgungsbetrieben (40 Prozent), Einsatz<br />

von energieeffizienten Technologien (37 Prozent) oder Förderung<br />

von zirkulären Prinzipien in der Lieferkette (34 Prozent)<br />

nur eingeschränkt umsetzen. Immerhin nutzen 54 Prozent bei<br />

der Herstellung ihrer Produkte in gewissem Umfang recycelte<br />

Materialien.<br />

Investitionen in Kreislaufwirtschaft haben bereits zu messbaren<br />

Ergebnissen geführt, darunter die Reduktion von Abfällen<br />

(52 Prozent) und Verbesserungen der Energieeffizienz (47 Prozent).<br />

Obwohl einige Unternehmen wegen der erforderlichen<br />

Anfangsinvestitionen Bedenken haben, erwarten viele langfristige<br />

Verbesserungen bei Prozesseffizienz und Kostenkontrolle.<br />

Die Mehrheit der Befragten (70 Prozent) stimmt der Aussage zu,<br />

dass Kreislaufwirtschaft Innovation vorantreibt und die Wettbewerbsfähigkeit<br />

fördert. Zudem befürworten sie eine verstärkte<br />

Regulierung und vermehrte Berichtspflichten (62 Prozent) und<br />

wünschen sich mehr staatliche Unterstützung bei der Umsetzung<br />

von zirkulären Geschäftspraktiken (67 Prozent).<br />

ES IST HÖCHSTE ZEIT ZU HANDELN<br />

Tarak Mehta, Leiter von ABB Motion, kommentiert: „Es war noch<br />

nie so deutlich, wie notwendig der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft<br />

ist. So wie wir jetzt leben, verbrauchen wir Ressourcen<br />

in einem nicht tragbaren Ausmaß, erzeugen zu viele Emissionen<br />

und treiben den Klimawandel voran. Kreislaufwirtschaft ist nicht<br />

nur für den Schutz unserer Umwelt von größter Bedeutung, sondern<br />

auch zur Steigerung der Resilienz von Unternehmen.”<br />

„Diese Studie zeigt klar, dass ein ganzheitlicher Ansatz mit<br />

Übertragung der Verantwortung auf alle Organisationsebenen,<br />

unter Einsatz neuer Technologien und Nutzung von Kooperationen<br />

nötig ist. Natürlich müssen Herausforderungen bewältigt<br />

werden, aber Unternehmen, die Kreislaufwirtschaft betreiben,<br />

sehen sehr bald deutliche Vorteile – von der Kostenkontrolle bis<br />

zur Verbesserung ihrer Reputation. Wir müssen jetzt handeln,<br />

um die Kreislaufwirtschaft in der Industrie weltweit zur Norm zu<br />

machen. Es ist höchste Zeit!“<br />

Den vollständigen Bericht können Sie<br />

unter bit.ly/3Qlkeo2 abrufen.<br />

Bilder: Aufmacher VectorMine – stock.adobe.com, sonstige ABB<br />

www.abb.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 9


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DIE FARBE MACHT DEN UNTERSCHIED<br />

Türgriffsysteme sollen sicher und ergonomisch sein. Sind sie zudem noch<br />

einfach zu montieren und bieten eine hohe Transparenz an der<br />

Mensch-Maschine-Schnittstelle, hat der Anwender alles im Blick und im Griff.<br />

An der Schutztür fällt die Entscheidung, ob sich eine Maschine<br />

komfortabel, ergonomisch und sicher bedienen<br />

lässt. Jeder Handgriff und jeder Befehl muss sitzen und<br />

am besten intuitiv erfolgen. <strong>Der</strong> Bediener ist jederzeit<br />

über den aktuellen (Betriebs-)Zustand der Maschine informiert,<br />

und die Schutzeinrichtung darf aus Sicht des Bedieners nicht die<br />

Arbeitsabläufe beeinträchtigen. Im Programm von Schmersal gibt<br />

Stephan Frick, stellvertretender Leiter Produktmanagement,<br />

Schmersal Gruppe, Wuppertal<br />

es diverse Baureihen, Systeme und Lösungen, die vor diesem Hintergrund<br />

und mit diesem Ziel entwickelt wurden. Dazu gehören<br />

unter anderem die Sicherheitsschalter AZ201 und Sicherheitszuhaltungen<br />

AZM201 mit integriertem Türgriff und die damit kompatiblen<br />

Bedienfelder der BDF200-Serie. Ein weiteres, ganz aktuelles<br />

Beispiel ist das neue und umfangreiche H-Programm der Befehlsund<br />

Bediengeräte für hygienesensible Anwendungsbereiche.<br />

10 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

bei der Montage, insbesondere wenn die Umhausung oder die<br />

Schutztür aus den gängigen 40-mm-Profilsystemen gefertigt wird.<br />

<strong>Der</strong> Bediener profitiert davon, dass der Maschinenzustand auf<br />

einen Blick erkennbar ist und alle nötigen Bedienfunktionen im<br />

wahrsten Sinne des Wortes zur Hand sind. Möglich ist das, weil<br />

für das DHS-Türgriffsystem auch ein passendes Bedienfeld mit<br />

der Bezeichnung BDF40 entwickelt wurde.<br />

DAS TÜRGRIFFSYSTEM<br />

ERMÖGLICHT EINE VON<br />

WEITEM SICHTBARE ANZEIGE<br />

DES BETRIEBSZUSTANDES<br />

Das Bedienfeld mit vier Bedien-/ Anzeigeelementen zeichnet<br />

sich unter anderem durch eine flache Bauform aus, die eine gute<br />

Integration in die Umgebungskonstruktion ermöglicht. Es ist mit<br />

oder ohne Not-Halt-Funktion erhältlich und lässt sich über ein<br />

Verbindungselement nahtlos mit dem DHS-Türgriffsystem kombinieren.<br />

Alternativ kann das neue BDF-Modul auch als eigenständiges<br />

Bedienfeld installiert werden. <strong>Der</strong> 12-polige M12-Anschluss<br />

ermöglicht eine schnelle und fehlerfreie Installation, und<br />

der optionale Montagesatz MS gewährleistet ein hohes Niveau an<br />

Manipulationsschutz.<br />

Somit kann der <strong>Konstrukteur</strong> mit dem DHS-Türgriffsystem alle<br />

Bedien- und Anzeigefunktionen einer Maschine abbilden, die<br />

an der Schutztür benötigt werden. Darüber hinaus kann es mit<br />

Sicherheitsschaltgeräten kombiniert werden – sodass das System<br />

in dieser Kombination auch die Stellungsüberwachung der<br />

Schutztür und sogar deren Verriegelung übernehmen kann.<br />

GROSSFLÄCHIGE RGB-BELEUCHTUNG<br />

Nun erweitert Schmersal das Portfolio der Befehls- und Bediengeräte<br />

um das Türgriffsystem DHS, das sich schon auf den ersten<br />

Blick von allen anderen marktüblichen Systemen für diesen<br />

Anwendungszweck unterscheidet. Die Farbe macht den Unterschied:<br />

<strong>Der</strong> robuste Türgriff kann dank RGB-Technologie in<br />

sieben Farben leuchten und damit sehr deutlich und unmissverständlich<br />

verschiedene Maschinenzustände signalisieren. Diese<br />

Farben kann der Anwender individuell ansteuern und dem gewünschten<br />

Betriebszustand zuordnen.<br />

Zusätzlich ist der Türgriff mit einem Drucktaster ausgestattet,<br />

dessen Farbe der Anwender durch die mitgelieferten Tasterkappen<br />

ebenfalls individuell festlegen kann. <strong>Der</strong> Drucktaster lässt sich<br />

beispielsweise für eine Reset-Funktion nutzen oder zur Freigabe<br />

der Öffnungsfunktion der Schutztür. Zum Programm gehören<br />

auch Ausführungen ohne Drucktaster sowie ohne Beleuchtung.<br />

TÜRGRIFF UND BEDIENFELD IN EINEM<br />

Aus der Perspektive des Herstellers bietet das neue Türgriffsystem<br />

DHS den Vorteil, dass keine separaten Türgriffe, Leuchtmelder<br />

oder Befehlsgeräte montiert werden müssen. Das spart Zeit<br />

KOMBINATION MIT EINEM<br />

SICHERHEITSSENSOR<br />

Bei der Stellungsüberwachung stehen zwei Optionen zur Wahl.<br />

Die erste ist ein Sicherheitssensor der Baureihe RSS260. Durch<br />

die variable Montageposition des Betätigers ist es möglich, den<br />

Sicherheitssensor links, rechts oder oberhalb des Türgriffs zu<br />

LIEFERBAR AB SOMMER <strong>2024</strong><br />

Mit dem DHS-Türgriffsystem und den damit kombinierbaren<br />

Möglichkeiten der Stellungsüberwachung und<br />

Zuhaltung steht dem Maschinenbau ein neuartiges<br />

und praxisgerechtes System zur Verfügung, das alle<br />

Funktionen der Mensch-Maschine-Schnittstelle an<br />

der Schutztür abdeckt. Zubehör wie eine Sperrzange,<br />

Montageplatte, Fluchtentriegelung und Notentsperrung<br />

runden das Programm ab. Das DHS-System ist voraussichtlich<br />

ab Sommer <strong>2024</strong> lieferbar.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 11


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

01 Die Kombination<br />

von Türgriff,<br />

Sicherheitsschaltgerät<br />

und Bedien-/ Anzeigeelementen<br />

hat sich<br />

bereits bewährt<br />

02 Das neue<br />

Türgriffsystem DHS ist<br />

mit der Zuhaltung AZM40<br />

und dem neuen Bedienfeld<br />

BDF40 kombinierbar<br />

03<br />

02<br />

03 <strong>Der</strong> Türgriff ist mit einem Drucktaster ausgestattet, dessen<br />

Farbe durch Tasterkappen individuell festgelegt werden kann<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

montieren. In den Varianten F0 und F1 übernimmt der RSS260<br />

die Aufgaben eines Sicherheitsrelaisbausteins. Das heißt, die<br />

Überwachung der beweglichen Schutzeinrichtung sowie der<br />

direkt von den Sensorausgängen angesteuerten Schütze wird von<br />

der integrierten Logik im Sensor ausgeführt. <strong>Der</strong> Vorteil: <strong>Der</strong><br />

Einsatz eines separaten Auswertegeräts ist nicht nötig. Bei der<br />

Variante F0 erfolgt der Wiederanlauf der Maschine automatisch,<br />

sobald alle Schutztüren geschlossen sind. Es kann jedoch zusätzlich<br />

ein „Freigabetaster“ – ohne Flankenüberwachung – in den<br />

Rückführkreis (EDM – External Device Monitoring) geschaltet<br />

werden.<br />

INTEGRATION EINER KOMPAKTEN<br />

SICHERHEITSZUHALTUNG<br />

Wenn gefährliche Nachlaufbewegungen zu erwarten sind oder<br />

aber aus Gründen des Prozessschutzes kein Öffnen der Schutztür<br />

ermöglicht werden soll, hält das DHS-System auch eine Lösung<br />

bereit: die Kombination mit der elektronischen Sicherheitszuhaltung,<br />

dem AZM40. Das bistabile Zuhalteprinzip schafft die<br />

Voraussetzung dafür, dass bei einem Stromausfall der jeweils<br />

letzte Sperrzustand der Zuhaltung beibehalten wird und die<br />

Schutzeinrichtung zugehalten bleibt. Zu den Optionen gehören<br />

hier eine Notentsperrung (von außen) und eine Fluchtentriegelung<br />

(aus dem Gefahrenbereich heraus). <strong>Der</strong> AZM40 lässt sich<br />

direkt an 40-mm-Profilsysteme montieren.<br />

Für abweichende Profilsystembreiten stehen die Universal-<br />

Montageplatten zur Verfügung. Damit ist eine schnelle und<br />

kostengünstige Montage des AZM40 für die verschiedensten<br />

Profilsystembreiten sichergestellt.<br />

Bilder: Schmersal<br />

www.schmersal.com<br />

12 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ABSOLUT ENCODER FÜR RUNDTISCHE<br />

Hiwin bietet jetzt auch Absolut Encoder für seine Rundtische an, unter anderem mit Functional<br />

Safety. Zusätzlich ergänzen zwei neue Baugrößen die flachen und leichten DMN-Rundtische.<br />

Die Absolut Encoder sind mit Functional Safety oder als hochauflösende Ausführung verfügbar.<br />

Damit sind die Drehachsen für das dynamische Positionieren in anspruchsvollen Automatisierungs-<br />

und Präzisionsanwendungen geeignet. Durch den Einsatz von Encodern mit Functional<br />

Safety lassen sich die drehmomentstarken und einbaufertigen Rundtische nahtlos in Anwendungen<br />

mit hohen Sicherheitsanforderungen integrieren. Als Schnittstellen stehen EnDat 2.2 oder<br />

BiSS-C Interfaces zur Auswahl. Des Weiteren ergänzt Hiwin mit den neuen Baugrößen DMN21 und DMN22 seine kompakte<br />

Rundtisch-Baureihe. Mit einem Außendurchmesser von 65 mm bieten sie alle Vorteile der Direktantriebe auch im kleinen Maßstab.<br />

www.hiwin.de<br />

SCHLEIFRING-PORTFOLIO ERWEITERT<br />

Die Kübler Group kann auf mehr<br />

als 20 Jahre Erfahrung in der<br />

Übertragungstechnik zurückblicken.<br />

Jetzt bringt das Unternehmen<br />

Produkterweiterungen und eine<br />

neue Schleifring-Plattform auf<br />

den Markt. Für den kompakten<br />

und wirtschaftlichen Schleifring<br />

SR<strong>06</strong>0E hat Kübler beispielsweise ein Easy Connect Modul<br />

entwickelt. Die Schutzkappe mit M12-Steckverbindern<br />

macht den Schleifring zu einer Plug-and-Play-Lösung<br />

mit reduzierten Installationszeiten und verringert die<br />

Gefahr von Verdrahtungsfehlern. Basierend auf den<br />

Anforderungen der Industrie und der Automatisierung<br />

bezüglich Industrie-4.0- oder IIoT-Konzepten hat das<br />

Unternehmen zudem die Baureihe SR085 um ein Ethernet-<br />

Modul erweitert. Dieses erlaubt eine Übertragungsrate von<br />

100 Mbit/s. Durch die steigende Vernetzung und Komplexität<br />

von Maschinen- und Anlagensteuerungen ist eine<br />

Ethernet-Übertragung in Gigabit-Geschwindigkeit inzwischen<br />

unumgänglich. Mit der neuen Schleifring-Plattform<br />

„Industrial Line“ folgt Kübler dieser Anforderung. Das<br />

implementierte 1-Gbit-Modul arbeitet ohne weitere<br />

elektronische Bauteile und unabhängig vom eingesetzten<br />

Ethernet-Protokoll bei geringen Kosten.<br />

www.kuebler.com<br />

SICHERES HANDLING VON BATTERIEZELLEN<br />

Als erstes Standardprodukt aus<br />

dem E-Mobility-Bereich stellt<br />

Schunk den Rundzellengreifer RCG<br />

vor. Das pneumatisch gesteuerte<br />

Magnetsystem ermöglicht das<br />

Handling einzelner Batteriezellen<br />

sowie das präzise, prozesssichere<br />

Bestücken kompletter Zellcluster<br />

ohne Störkontur. <strong>Der</strong> RCG verfügt<br />

über ein pneumatisch gesteuertes Magnetsystem, mit dem sich<br />

Batteriezellen magnetisch aufnehmen und ablegen lassen. <strong>Der</strong><br />

Permanentmagnet im Inneren jedes Einzelgreifers stellt die<br />

Greifkrafterhaltung während des kompletten Prozesses sicher. Auch<br />

bei einem eventuellen Energieverlust während eines Not-Stopps<br />

bleibt die Batterie fest am Greifer. Die Haltekraft des Magneten von<br />

mehr als 70 N ist für alle gängigen Batterielängen ausgelegt und<br />

ermöglicht hohe Beschleunigungen bei den eingesetzten Robotern.<br />

Zur Prozesssicherheit des RCG tragen auch die sensorische Werkstück-<br />

und Zustandserkennung bei. Sie erkennen, ob eine Batterie<br />

vorhanden ist und ermöglichen die Kolbenhubabfrage. Um innerhalb<br />

des Batterieclusters eine möglichst hohe Packdichte<br />

der Rundzellen ohne Störkontur zu ermöglichen, ist der RCG<br />

auf Batteriezellen mit 46 mm abgestimmt. <strong>Der</strong> Greifer ist ohne<br />

Zentrierung, mit 2-fach- oder mit 4-fach-Zentrierung zum<br />

Toleranzausgleich beim Aufnehmen der Batteriezellen erhältlich.<br />

www.schunk.com<br />

GLEIT-SCHIEBEFÜHRUNGEN MIT INDIVIDUELLER POSITIONIERUNG<br />

Rose+Krieger erweitert sein Programm an Einrohr-Linearachsen um die Gleitführungen RK LightUnit-G<br />

und RK LightUnit-G telescope. Besonderes Merkmal der leichten Aluminiumkomponenten ist die<br />

einstellbare Rastposition des Führungsschlittens oder -rohrs. Das Aluminium-Führungsprofil der RK<br />

LightUnit-G ist im Zuschnitt bis zu einer Länge von 1.500 mm frei wählbar. Für die exakte Positionierung<br />

des per Hand verstellbaren Führungsschlittens werden Positionierungselemente in der Nut des offenen<br />

C-Führungsprofils befestigt. Beim Verfahren rastet der Rastbolzen des Führungsschlittens automatisch<br />

in diese ein. <strong>Der</strong> Anwender kann die Aluminium-Elemente jederzeit mittels eines Innensechskantschlüssels<br />

lösen und an anderer Stelle wieder arretieren. Damit sind beliebig viele Rastpositionen ohne<br />

Bohren möglich. Die Teleskopausführung RK LightUnit-G telescope besitzt dagegen ein per Hand einstellbares Führungsrohr. Dabei<br />

können ebenfalls mittels der Positionierungselemente im C-Führungsprofil beliebig viele Rastpositionen definiert werden.<br />

www.rk-rose-krieger.com<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 />

SO SPAREN KONSTRUKTEURE<br />

ZEIT UND NERVEN<br />

Auf dem Weg vom Komponenten-Design-In bis zur Inbetriebnahme<br />

einer Maschine können viele Zeitfresser liegen. Die<br />

gute Nachricht: Es gibt Abkürzungen. Fünf Lösungen aus dem<br />

Sensorbereich zeigen, wie <strong>Konstrukteur</strong>e und Monteure<br />

schneller ans Ziel kommen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ein bisschen was geht immer. Von Konstruktionsidee bis<br />

Montage lässt sich in den meisten Arbeitsschritten noch<br />

Zeit einsparen. Man muss nur wissen wie. Um Anwendern<br />

die Arbeit so einfach wie möglich zu machen, stellt der<br />

Sensorspezialist Baumer für seine smarten Sensoren zusätzliche<br />

digitale Services kostenfrei zur Verfügung. Ingenieure sollen damit<br />

schnell das volle Potenzial smarter Sensoren erkennen und<br />

nutzen.<br />

LÖSUNG 1: DER DIGITALE<br />

CAD-SENSORZWILLING<br />

Ein Beispiel sind die smarten 2D-Profilsensor der OX-Serie. Diese<br />

Baumer Modelle zählen zu den kompaktesten Profilsensoren<br />

ihrer Klasse und sind dabei besonders leistungsstark und leicht.<br />

Holger Thissen, PR Manager Baumer Group, Frauenfeld, Schweiz<br />

Aber wie fügt sich der Sensor in eine Maschine ein? Wie verhalten<br />

sich Blindbereich, Empfangsbereich und Erfassungsbereich? Für<br />

<strong>Konstrukteur</strong>e sind das die wichtigen Fragen. Um sie zu beantworten,<br />

gehen die meisten Anwender derzeit noch den mühsamen<br />

Weg: Sie suchen Abmessungen und Erfassungsbereich<br />

aus Datenblättern zusammen und konstruieren diese im CAD-<br />

System nach. Doch das ist zeitaufwendig und fehleranfällig.<br />

Die Baumer Lösung ist smarter. Das Unternehmen stellt das<br />

gesamte 3D-CAD-Modell des Sensors inklusive Erfassungsbereich<br />

etc. als digitalen Zwilling bereit. <strong>Konstrukteur</strong>e können die<br />

gelieferten Daten unkompliziert in ihre Modelle übernehmen<br />

und mit dem Maschinendesign abgleichen. Sie sehen die Sensorabmessungen,<br />

Erfassungsbereich, Blindbereich und Empfangsbereich<br />

und können so beispielsweise die ideale Positionierung<br />

und Parametrierung schon am Bildschirm ermitteln. Dank der<br />

erweiterten Informationen in den Sensor CAD-Modellen von<br />

Baumer können Nutzer die technischen Daten besser und<br />

schneller verstehen. Das beschleunigt die mechanische Integration<br />

und vermeidet aufwendige Nachbesserungen während der<br />

Montage und Inbetriebnahme. Dieser intuitive Zugang zu den<br />

Geräteeigenschaften erleichtert sowohl erfahrenen Ingenieuren<br />

als auch Einsteigern die Konstruktionsarbeit enorm. Ein nicht zu<br />

14 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

LÖSUNG 2: SCHNELLE UND<br />

EINFACHE MONTAGE<br />

Bei optischen Sensoren ist in der Montage die Ausrichtung der<br />

Lichtschranken beziehungsweise Lichttaster in der Maschine ein<br />

wichtiges Thema. <strong>Der</strong> Sensor muss so montiert sein, dass der<br />

Lichtstrahl die Zielregion exakt trifft. Bei einer Reflexions-Lichtschranke<br />

ist dies der gegenüberliegende Reflektor. Das klingt einfach,<br />

kostet in der Praxis aber Zeit. Denn es kann viele Arbeitsschritte<br />

erfordern, bis der Lichtstrahl genau trifft.<br />

DER SENSOR WIRD MONTIERT<br />

WIE KONSTRUIERT – EINE<br />

ZUSÄTZLICHE AUSRICHTUNG<br />

IST NICHT ERFORDERLICH<br />

Hier ist es ein großer Vorteil, wenn der Strahlverlauf dank digitalem<br />

CAD-Sensorzwilling (siehe Lösung 1) nicht manuell konstruiert<br />

werden muss und der Sensor eine vordefinierte Ausrichtung<br />

der optischen Achse hat – wie bei Sensoren von Baumer. <strong>Der</strong><br />

Lichtstrahl ist hier per Design exakt auf die Befestigungslöcher<br />

referenziert, sodass die einzelnen Bauteiltoleranzen aufgehoben<br />

werden. Als Ergebnis ist der Lichtstrahl über die gesamte Sensorserie<br />

mit gleichbleibender Genauigkeit garantiert. Dieses qTarget<br />

genannte Merkmal ermöglicht eine schnelle und einfache Montage<br />

ohne Feinjustierung sowie einen unkomplizierten Sensoraustausch.<br />

Dank qTarget entsprechen die Strahlverläufe des<br />

CAD-Modells zuverlässig der Realität, was eine zeitsparende<br />

Durchgängigkeit von der Planung bis zur Montage garantiert.<br />

Kurz gesagt: <strong>Der</strong> Sensor wird montiert wie konstruiert – ohne zusätzliche<br />

Ausrichtung.<br />

unterschätzender Vorteil bei zunehmendem Fachkräftemangel.<br />

Die Familie der digitalen CAD-Sensorzwillinge wird laufend größer:<br />

Die 3D-CAD-Daten liefert Baumer derzeit für Ultraschallsensoren,<br />

Lichtschranken, Lichttaster, Laser-Distanzsensoren<br />

AZ_210 x und 75 Schalter.qxp_Layout Profilsensoren.<br />

1 28.02.23 09:09 Seite 2<br />

LÖSUNG 3: KOSTENFREIE SOFTWARE<br />

FÜR IO-LINK GERÄTE<br />

Baumer unterstützt das Sensorengineering mit weiteren kostenfreien<br />

Tools. Besonders beliebt ist die Software Baumer Sensor<br />

Suite. Nach dem Motto „The smartest way to use IO-Link devices“<br />

vereinfacht dieses intuitiv zu bedienende Software-Tool das<br />

Evaluieren, Parametrieren und Nutzen von IO-Link Sensoren<br />

DRUCKSCHALTER VAKUUMSCHALTER<br />

DIFFERENZ-DRUCKSCHALTER DRUCKSENSOREN<br />

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MEHR ERFAHREN<br />

www.layher-ag.de<br />

Flexible Technologie


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

02 Das Baumer-Feature<br />

qTarget bringt Zeitersparnis<br />

bei der Montage<br />

02<br />

03 Die Baumer Sensor Suite<br />

ist eine anwenderfreundliche<br />

PC-Software zur Evaluation,<br />

Auswahl und Parametrierung<br />

von IO-Link-Geräten<br />

01 Business Development Manager<br />

Dominik Unger zeigt eines der smarten<br />

Baumer-Tools für <strong>Konstrukteur</strong>e: den<br />

digitalen CAD-Sensorzwilling des Laser-<br />

Distanzsensors OM20 mit Strahlverlauf<br />

03<br />

04<br />

05<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

04 Die digitale Schnittstelle IO-Link bietet eine Reihe<br />

von Vorteilen, unter anderem niedrigere Kosten und<br />

ein digitales Signal ohne Rauschen<br />

und Aktoren deutlich. Anwender sehen dabei am Computer,<br />

was der Sensor sieht. Durch das direkte visuelle Feedback kann<br />

der Ingenieur IO-Link Geräte effizienter, präziser und schneller<br />

parametrieren. Ein Beispiel ist die Einstellung von SSCs (Switching<br />

Signal Channel) bei messenden Sensoren oder die<br />

Schallkeule bei Ultraschallsensoren. Das macht die BSS zu einem<br />

zentralen Werkzeug in der Applikationsentwicklung, da<br />

sie mit allen verfügbaren IO-Link Geräten über IO-Link Master<br />

– auch von Drittherstellern – kommuniziert. Dank der zukunftssicheren<br />

und modernen Architektur ist die BSS das ideale<br />

Framework für weitere, kunden individuelle Apps und digitale<br />

Services. Zusätzlich bietet Baumer einen USB-C IO-Link Master,<br />

der in jede Hosen tasche passt. Ohne extra Spannungsversorgung<br />

ist er die ideale Schnittstelle zwischen Sensor und Computer:<br />

am Schreibtisch, bei der Maschineninbetriebnahme<br />

oder beim Service.<br />

05 Kompakt, schnell und einfach in der<br />

Handhabung: <strong>Der</strong> Multicode-Leser IDC200<br />

beschleunigt das Engineering unter anderem<br />

durch Auto-Setup und intuitives Webinterface<br />

LÖSUNG 4: IO-LINK VEREINFACHT MESSAUF-<br />

GABEN, DIE HÖCHSTE PRÄZISION ERFORDERN<br />

Induktivsensoren von Baumer mit komplett integrierter Elektronik<br />

können mikrometergenau Abstände zuverlässig messen. Das<br />

eröffnet ganz neue Anwendungsgebiete. So können beispielsweise<br />

kosteneffizient Kräfte und Dehnungen in Maschinen, Anlagen<br />

und Werkzeugen gemessen werden.<br />

Messungen mit dieser Genauigkeit erfordern eine ebenso akkurate<br />

und stabile Übertragung des Messsignals. Hierfür wird<br />

heute oft eine analoge Schnittstelle verwendet (strom- oder<br />

spannungsbasiert). Bei den bekannten Analogausgängen ergeben<br />

sich besondere Herausforderungen: Wegen der Sensitivität<br />

(wenige V/mm beziehungsweise mA/mm) dieser Ausgänge, arbeitet<br />

man oft im mV- oder µA-Bereich. Rauschen auf der Leitung<br />

aufgrund von umliegenden elektromagnetischen Feldern oder<br />

16 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


auch der Einfluss des Kabels können das Messsignal signifikant<br />

beeinträchtigen. Teure, geschirmte Kabel sind<br />

nötig, und die Kabellänge sollte auf ein Minimum begrenzt<br />

werden. Zusätzlich sind steuerungsseitig hochauflösende<br />

analoge Wandler gefragt, die ebenfalls in der Gesamtkostenrechnung<br />

zu Buche schlagen.<br />

Induktive Sensoren von Baumer sind zusätzlich zu den<br />

Varianten mit analoger Schnittstelle auch in verschiedensten<br />

Bauformen mit IO-Link verfügbar.<br />

<strong>Der</strong> Einsatz dieser digitalen Schnittstelle ist für Anwendungen,<br />

die mikrometergenau Abstände messen, eine interessante<br />

Option mit weniger Aufwand und geringeren<br />

Kosten. Die Verwendung von IO-Link bietet eine Reihe<br />

von Vorteilen:<br />

einfache Anbindung an Steuerungen über IO-Link<br />

Master – geringere Kosten im Vergleich zu hochauflösenden<br />

AD-Wandlerkarten<br />

einfache Integration aufgrund der IODDs (IO Device<br />

Description)<br />

bis 20 m ohne geschirmtes Kabel<br />

rauschfreie, digitale Übertragung ohne zusätzliche<br />

Wandlungen<br />

Über IO-Link ist der Sensor zudem einfach parametrierbar.<br />

Mit entsprechenden Filtereinstellungen kann so zum<br />

Beispiel die optimale Balance zwischen Ansprechzeit<br />

und Auflösung gefunden werden. Als intuitives Tool bietet<br />

sich hier die kostenfreie Software Baumer Sensor Suite<br />

an (siehe Lösung 3).<br />

LÖSUNG 5: MULTICODE-LESER – EINFACH<br />

ZU BEDIENEN, SCHNELL EINSATZBEREIT<br />

Aktuellstes Beispiel für ein besonders anwenderfreundliches<br />

Produkt ist der kompakte Multicode-Leser IDC200.<br />

Er zeichnet sich durch Benutzerfreundlichkeit mit einfacher<br />

Montage, Integration und Inbetriebnahme aus. Via<br />

USB-C kann der Multicode-Leser einfach an einen Computer<br />

angeschlossen und per Webinterface in Betrieb genommen<br />

werden. Das Auto-Setup ermöglicht mit nur einem<br />

Click das Lesen von mehreren, unterschiedlichen<br />

Codes. Für die einfache Integration des Code-Lesers sorgen<br />

das platzsparende Gehäuse, passendes Zubehör,<br />

Ethernet- und USB-C-Schnittstellen und die verfügbaren<br />

Protokolle TCP/IP, Profinet sowie DIOs. Dank frei konfigurierbarem<br />

Datentelegramm lässt sich der IDC200<br />

einfach in bestehende Systeme einbinden.<br />

Diese Beispielliste, die sich um viele weitere Baumer-<br />

Produkte und -Features verlängern lässt, zeigt: Zeit lässt<br />

sich in jedem Schritt von Konstruktionsidee bis Montage<br />

einsparen. Man muss nur wissen wie.<br />

Bilder: Baumer<br />

VON KONSTRUKTIONSIDEE<br />

BIS MONTAGE LÄSST SICH IN<br />

VIELEN ARBEITSSCHRITTEN<br />

ZEIT EINSPAREN<br />

www.baumer.com<br />

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Sie kein Werkzeug brauchen.<br />

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TITELSTORY<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

ZUVERLÄSSIGE KUPPLUNGEN<br />

FÜR HIGHSPEED-ANWENDUNGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Simone Dauer, Pressereferentin, Chr. Mayr GmbH + Co. KG, Mauerstetten<br />

Antriebsachsen im Highspeed-Bereich benötigen zuverlässige Kupplungen – sowohl<br />

für den Überlastschutz als auch für den Ausgleich von Wellenversatz. Deshalb ist<br />

bereits bei der Auswahl der Kupplungen ein kritischer Blick auf die technischen<br />

Produktdetails und das Leistungsspektrum des Anbieters unabdingbar. Interessant<br />

sind gerade bei den hohen Drehzahlen gewichtsoptimierte Varianten aus leichteren<br />

Materialien – bei gleichbleibender Leistungsdichte.<br />

18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Mauerstetten. „Aber wenn eine Wellenkupplung versagt, dreht<br />

sich am Ende der Anlage auch nichts. Deshalb ist es wichtig, dass<br />

die Kupplungen genau zu der jeweiligen Anwendung passen.<br />

Entscheidend ist aber auch, dass gerade solche Standardbauteile<br />

zum Beispiel über einen Online-Konfigurator einfach auszuwählen<br />

und dann aber auch schnell lieferbar sind.“<br />

FÜR EIN EXAKTES MESSERGEBNIS<br />

Wellenausgleichskupplungen sind ein essenzieller Bestandteil in<br />

Prüfständen. Denn sie minimieren die auf den Messflansch<br />

wirkenden Störgrößen. Diese Störgrößen oder sogenannte parasitäre<br />

Kräfte entstehen oftmals durch Ausrichtfehler im Antriebsstrang.<br />

So treten in fast allen Anwendungen Versätze zwischen<br />

An- und Abtriebsseite auf. Zusammen mit dem Messflansch<br />

kommen daher Wellenausgleichskupplungen zum Einsatz. Hier<br />

HIGHSPEED-KUPPLUNGEN<br />

BIETEN ZUVERLÄSSIGEN<br />

SCHUTZ, OHNE MESSSIGNALE<br />

ZU BEEINFLUSSEN<br />

ist es wichtig, dass die geometrische Grundlage stimmt und die<br />

Kupplungen schon in ihrer Standardausführung für Messflansche<br />

und Highspeed ausgelegt sind. „Es gilt, die Balance zwischen<br />

Steifigkeit und Elastizität zu finden, um Rückstellkräfte auf<br />

das System zu vermeiden“, fasst Daniel Brecheisen, <strong>Konstrukteur</strong><br />

bei Mayr Antriebstechnik, die Anforderungen an die Ausgleichskupplungen<br />

zusammen.<br />

PRÄZISE FERTIGUNG UND HOHE WUCHTGÜTE<br />

Entscheidendes Kriterium der Mayr-Kupplungen ist, dass sie<br />

kompakt und leistungsdicht sind. Auch Ausführungen aus Stahl<br />

müssen sich bereits durch eine geringe Masse und Massenträgheit<br />

auszeichnen und dabei hohe Drehzahlen bis 30.000 U/min<br />

erreichen. Dazu kommen eine präzise Fertigung mit wenig<br />

Schnittstellen sowie eine hohe Laufruhe und Wuchtgüte. Generell<br />

ist es daher wichtig, dass Anwender bei der Auswahl der<br />

Nicht nur auf der Straße, sondern auch in den Fabrikhallen<br />

liegen elektrische Antriebe im Trend. Denn immer<br />

mehr Hersteller suchen verstärkt nach einfachen, energieeffizienten<br />

und sauberen Lösungen. Mit der Elektrifizierung<br />

einher geht dabei auch eine Zunahme an dynamischen,<br />

schnelldrehenden Antriebsachsen und die Sicherheit und die<br />

Zuverlässigkeit rücken in den Fokus.<br />

Doch was bedeutet das konkret für die Antriebe und ihre Komponenten?<br />

„<strong>Der</strong> Auswahl von Wellenkupplungen – sozusagen als<br />

Standardbauteil – wird häufig wenig Beachtung geschenkt“, erklärt<br />

Ralf Epple, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik in<br />

SCHNELLE VERFÜGBARKEIT<br />

IM BEDARFSFALL<br />

Anwender sollten bei der Auswahl der Kupplungen auch<br />

auf ihre Verfügbarkeit achten. Bietet ein Hersteller<br />

gewichtsoptimierte Kupplungen bereits im Standard-<br />

Portfolio an? Tragen die Standard-Baureihen den stetig<br />

steigenden Anforderungen an Drehzahl und Dynamik<br />

Rechnung? Das gewährleistet, dass im Bedarfsfall schnell<br />

auf eine solide und zuverlässige Basis zurückgegriffen<br />

werden kann.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 19


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01 02<br />

01 Die Highspeed-Elementekupplungen sind speziell auf die<br />

hohen Anforderungen in der Prüfstandstechnik zugeschnitten<br />

40 Prozent bis 60 Prozent der Stahlausführung je nach Bauform<br />

und Größe. Die Leistungsdichte dagegen bleibt unverändert.<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

02 Neben den Versuchen im eigenen, umfangreichen Prüffeld<br />

arbeitet Mayr im Highspeed-Bereich auch mit Hochschulen<br />

und anderen Forschungseinrichtungen zusammen<br />

03 Prüfstand zum Testen eines hochdrehenden E-Motors<br />

mit Wellenkupplungen von Mayr<br />

04 In Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt im Bereich<br />

Motorsport wurden Projekte mit Drehzahlen deutlich über<br />

30.000 U/min umgesetzt<br />

Kupplung und des Materials immer die Applikation im Blick<br />

haben. Hier gilt es, zwischen den Materialeigenschaften zum<br />

Beispiel Gewicht, Steifigkeit oder Dauerfestigkeit und der finalen<br />

Anwendung, also den tatsächlichen Drehzahlen, Lastwechsel,<br />

Lastzyklen, Lagerabständen und Bohrungsdurchmessern abzuwägen.<br />

Letztendlich zählt natürlich auch das Preis-Leistungsverhältnis.<br />

GEWICHTSOPTIMIERTE VARIANTEN<br />

BEI GLEICHER LEISTUNGSDICHTE<br />

„Bei den Industrie-Prüfständen, auch im Bereich E-Mobilität,<br />

pendeln sich die Drehzahlen im Moment bei 25.000 U/min bis<br />

30.000 U/min ein“, erläutert Ralf Epple. „Allerdings gibt es im Bereich<br />

Forschung und Entwicklung, wo wir mit Hochschulen und<br />

anderen Forschungseinrichtungen zusammenarbeiten, oder<br />

auch im Motorsport Projekte mit Drehzahlen deutlich über<br />

30.000 U/min.“ Die Erfahrungen aus diesen Projekten nutzt das<br />

Unternehmen zusätzlich zu den Erkenntnissen aus dem eigenen<br />

Prüffeld, um den Standard permanent weiterzuentwickeln. Aktuell<br />

hat Mayr Antriebstechnik daher basierend auf der bewährten<br />

Roba-DS-Stahllamellenkupplung eine gewichtsoptimierte Variante<br />

aus Aluminium entwickelt. Im Vergleich zur Stahlausführung<br />

ist der Außendurchmesser dieser neuen Kupplung um bis<br />

zu 10 mm reduziert, die Masse und Massenträgheit liegen bei<br />

ZUVERLÄSSIGER ÜBERLASTSCHUTZ<br />

BEI HOHEN DREHZAHLEN<br />

Auch im Bereich der Überlastkupplungen hat Mayr Antriebstechnik<br />

neue Ausführungen aus Aluminium im Programm, die in<br />

Highspeed-Anwendungen zum Einsatz kommen. Und auch hier<br />

gilt: Die Sicherheitskupplung, die Prüflinge und Messeinheiten<br />

vor Schäden durch Überlast schützt, muss in ihrer Ausführung zu<br />

ERFAHRUNGEN AUS<br />

FORSCHUNGSPROJEKTEN<br />

HELFEN DABEI, KUPPLUNGEN<br />

WEITERZUENTWICKELN<br />

diesen Qualitäten passen. Ein Serienprüfstand für Getriebe beispielsweise<br />

benötigt ein konstantes Prüfergebnis in einem engen<br />

Fenster. Eine unpräzise Kupplung, die das Messsystem beeinflusst,<br />

macht die Bewertung im Prüffeld schwierig. Das Messergebnis<br />

wird verfälscht. Hinzu kommt bei Highspeed-Anwendungen<br />

auch die Sicherheit von Menschen und Maschinen. So<br />

muss die Sicherheitskupplung zuverlässig zum richtigen Zeitpunkt<br />

auslösen, ansonsten können Kollisionen bei hohen Drehzahlen<br />

schwere Schäden verursachen.<br />

SPIELFREIE, KOMPAKTE SICHERHEITS-<br />

KUPPLUNGEN MIT HOHER LEISTUNGSDICHTE<br />

Übersteigt in einem Prüfstand das Drehmoment den an der<br />

Sicherheitskupplung eingestellten Grenzwert, rastet die Kupplung<br />

aus und trennt An- und Abtrieb innerhalb von Sekundenbruchteilen.<br />

Damit wird ein teurer Schaden an Antriebsstrang,<br />

Messwelle oder Prüfling zuverlässig verhindert. Die Sicherheitskupplungen<br />

müssen das Drehmoment dabei spielfrei und mit<br />

20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

03 04<br />

hoher Drehsteifigkeit übertragen. Sie müssen außerdem kompakt<br />

bauen und ein geringes Massenträgheitsmoment, aber eine hohe<br />

Leistungsdichte aufweisen. Erreicht wird ein kompaktes, leistungsdichtes<br />

Design der Kupplungen durch einen kleinen Außendurchmesser<br />

bei einem verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmesser.<br />

Und auch die integrierten Elemente, über die bei<br />

den Kupplungen von Mayr Antriebstechnik die Drehmomentübertragung<br />

erfolgt, sind speziell ausgewählt und symmetrisch<br />

angeordnet. Letztendlich gilt für die Auslegung: Bohrungsdurchmesser,<br />

Außendurchmesser und Elementegröße müssen<br />

aufeinander abgestimmt sein, um ein schwingungsarmes System<br />

zu erhalten, das im Auslösefall präzise funktioniert.<br />

REPRODUZIERBARES SYSTEM<br />

HOCHPRÄZISE KUPPLUNGEN FÜR<br />

EXAKTE MESSERGEBNISSE<br />

Die Highspeed-Sicherheitskupplungen EAS‐HSE von<br />

Mayr Antriebstechnik sind formschlüssige, freischaltende<br />

Sicherheitskupplungen. Sie sind speziell auf die<br />

Bedürfnisse der Prüfstandstechnik zugeschnitten.<br />

Die Sicherheitskupplungen schützen teure Prüflinge<br />

und sensible Messeinheiten vor Überlastschäden ‒<br />

zuverlässig und genau bis in höchste Drehzahlbereiche.<br />

Hochpräzise Wellenkupplungen gleichen auftretende<br />

Versätze aus und schützen den Antriebsstrang vor<br />

unerwünschten Belastungen. Sie stehen für zuverlässige<br />

und exakte Messergebnisse bei geringeren Ausfallzeiten<br />

und Kosten. Die Größenstaffelung der Prüfstandkupplung<br />

ist exakt auf die gängigen Messflanschgrößen<br />

abgestimmt.<br />

Daneben ist bei Hochdrehzahl-Anwendungen eine hohe Wuchtgüte<br />

jeder Einzelkomponente unabdingbar, um in der Kombination<br />

der Bauteile eine optimale Laufruhe des Antriebsstrangs zu<br />

erreichen. Mit steigender Drehzahl verursacht Unwucht erhebliche<br />

Fliehkräfte und Schwingungen. Das belastet die gesamte<br />

Prüfstandkonstruktion, führt zu unruhigem Lauf und verfälscht<br />

die Prüfergebnisse der Messeinrichtungen. Daher stand bei der<br />

Entwicklung der Highspeed-Kupplungen auch die Optimierung<br />

der Massenunwucht im Vordergrund. Alle Bauteile sind mit sehr<br />

hoher Genauigkeit und Rundlaufqualität präzise gefertigt.<br />

„Durch definierte Geometrien berücksichtigen wir in der Konstruktion<br />

Wuchtgüte und Laufqualität“, erklärt Günter Hable.<br />

„Wir stellen sicher, dass die vielen Einzelteile, aus denen die<br />

Sicherheitskupplungen bestehen, ihre Lage innerhalb der Kupplung<br />

auch nach Überlast nicht verändern.“ Zudem werden die<br />

Kupplungen in komplett montiertem Zustand gewuchtet. Diese<br />

Wuchtgüte bleibt auch nach vielmaligem Ausrasten erhalten, ist<br />

also reproduzierbar. Dafür ist die Position für die synchrone<br />

Wiedereinrastung auf der Kupplung deutlich markiert.<br />

KEIN VERSCHLEISS DURCH SPIELFREIE<br />

WELLE-NABE-VERBINDUNG<br />

Damit die vollständig montierten, auf das erforderliche Drehmoment<br />

eingestellten und gewuchteten Sicherheitskupplungen<br />

die notwendige Wuchtgüte auch nach Integration in die jeweilige<br />

Prüfstandanwendung gewährleisten, ist das Fügespiel zwischen<br />

der jeweiligen anwenderspezifischen Welle und der<br />

Kupplungsbohrung minimiert. Die reibschlüssige Welle-Nabe-<br />

Verbindung stellt eine spielfreie Drehmomentübertragung<br />

sicher. Damit wird ein reproduzierbarer Kupplungsanbau mit<br />

reduzierten Schwingungen ermöglicht. Dies verringert den Verschleiß<br />

im gesamten Antriebsstrang und stellt die dauerhafte<br />

Funktionsfähigkeit der Kupplung sicher. Neben der Überlastkupplung<br />

selbst werden damit auch Lagerungen und die eingesetzte<br />

Messtechnik geschont.<br />

Bilder: Aufmacher + 01 ‒ 02 Mayr Antriebstechnik,<br />

03 ‒ 04 TU Darmstadt Racing Team e.V.<br />

www.mayr.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 21


ANTRIEBSTECHNIK<br />

KOMPAKTER MOTION CONTROLLER<br />

Faulhaber stellt einen neuen, sehr kompakten integrierten Motion Controller vor:<br />

<strong>Der</strong> 22xx…BX4 IMC ist in die leistungsstarken bürstenlosen Motoren der 22xx…BX4-<br />

Familie bereits integriert. Die Einheit verlängert den einzelnen Motor nur um 18 mm<br />

und beinhaltet einen vollwertigen Servocontroller sowie einen 12-Bit-Encoder. Die<br />

Ausführung mit RS232-Schnittstelle eignet sich zur Einbindung vom PC oder über<br />

Embedded-Master. Die CANopen-Ausführung kann für industrielle Automatisierungsnetzwerke<br />

eingesetzt werden. Durch die vollständige Konformität mit dem CiA 402 Servo<br />

Drive Standard werden gängige SPSen direkt unterstützt. Mit der RS232-Version können jedoch auch mehrere Antriebe über<br />

einen einzigen Master-Port gesteuert werden. <strong>Der</strong> integrierte Motion Controller kann typische Aufgaben wie das Homing eines<br />

Antriebs direkt übernehmen, und zwar über seine lokalen digitalen und analogen I/Os. Alternativ können beide Ausführungen<br />

auch stand alone, das heißt ohne Master betrieben werden. Seine digitalen und analogen I/Os können in diesem Fall sehr flexibel<br />

für lokale Steuerungsaufgaben oder für diskrete Soll- und Istwerte genutzt werden.<br />

www.faulhaber.com<br />

ERWEITERTE FREIHEITSGRADE BEI<br />

DER ANTRIEBSAUSLEGUNG<br />

<strong>Der</strong> Frequenzumrichter<br />

SD4S von Sieb & Meyer<br />

ist die Stand-Alone-Variante<br />

der neuen Produktgeneration<br />

SD4x. Erste<br />

verfügbare Modelle<br />

zielen auf Motoren und<br />

Spindeln im Bereich von<br />

wenigen 100 Watt bis<br />

6 kW ab. Die aktuell<br />

kleinste Baugröße mit einer Leistung von 300 W/50 VAC und<br />

800 W/230 VAC hat Sieb & Meyer mit einer Baubreite von<br />

40 mm realisiert. Auch das per 400 VAC versorgte Gerät mit<br />

einer Leistung von 6 kW kommt mit einer geringen Breite von<br />

80 mm aus. Regelungsseitig ermöglicht der SD4S den Betrieb<br />

von geberlosen Asynchron,- Synchron- und IPM-Motoren bis<br />

zu einer Drehfeldfrequenz von 4.000 Hz (240.000 1/min). Das<br />

eröffnet neue Möglichkeiten bei der Auslegung von Antriebslösungen.<br />

Isolationsfestigkeit in den Motoren ist über eine<br />

galvanische Trennung des Thermokontaktes sichergestellt.<br />

Weiterhin verfügt der SD4S über Messsystem-Schnittstellen<br />

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

es, Basis-Geräteinformationen ohne zusätzliche Konfigurationssoftware<br />

abzurufen. Durch die integrierte Echtzeituhr<br />

lassen sich Fehlerfälle sowie Wechselwirkungen analysieren.<br />

Die Parametrierung erfolgt über eine Standard-Ethernet-<br />

Schnittstelle. Als zentrales Tool für die Parametrierung,<br />

Inbetriebnahme und Simulation der SD4x-Serie dient die<br />

Windows-Software drivemaster4.<br />

www.sieb-meyer.de<br />

RILLENKUGELLAGER AUCH FÜR EXTREME<br />

EINSATZBEDINGUNGEN<br />

Rillenkugellager sind robust, wartungsfreundlich und gelten<br />

als Allrounder unter den Wälzlagern. Hier bietet Findling<br />

neben Lösungen für Standardanwendungen die ABEG<br />

Extreme-Serien für harte Umgebungsbedingungen an. Die<br />

Anforderungen an Wälzlager bei sehr hohen oder niedrigen<br />

Temperaturen erfordern nicht nur spezielle Werkstoffe,<br />

sondern auch sorgfältig entwickelte Dichtungen und<br />

Schmiermittel. So werden für das Sortiment der Xtemp-Reihe<br />

Werkstoffe aus hochwertigem Wälzlagerstahl, Keramik<br />

oder PEEK mit ausgewählten Dichtungs- respektive Deckelmaterialen<br />

und Befettungsvarianten kombiniert. Damit<br />

stehen Rillenkugellager<br />

für Temperaturen von<br />

-70 bis 1.000 °C mit<br />

langer Lebensdauer<br />

zur Verfügung. Xspeed-<br />

Rillenkugellager sind<br />

speziell für hohe Drehzahlen<br />

und garantierte<br />

Sicherheit ausgelegt.<br />

Hierfür wurde bewährte<br />

Lagertechnik mit Dichtungen für Anwendungen im hohen<br />

Drehzahlbereich und Fetten zur Minderung der Reibung<br />

kombiniert. Sind trotz hoher Belastung eine lange Lebensdauer<br />

und eine zuverlässige Dichtungstechnik gefordert,<br />

kommen Xforce-Rillenkugellager zum Einsatz. Diese Kugellager<br />

gewährleisten im Schwerlastbereich durch besondere<br />

Dichtungen sowie einen verbesserten Schmierstoff einen<br />

minimalen Verschleiß und bestmöglichen Korrosionsschutz.<br />

www.findling.com<br />

OPTIMIERTE ANTRIEBSKONZEPTE FÜR DIE INTRALOGISTIK<br />

Mit dem LogiDrive-Lösungsraum bietet Nord seinen Kunden aus der Warehouse-Logistik<br />

zwei für die Branche optimierte Antriebskonzepte. LogiDrive Advanced und LogiDrive Basic<br />

überzeugen mit einem geringen Gewicht und einem kompakten Bauraum. Beide sind auf<br />

Anwenderfreundlichkeit getrimmt, können einfach verdrahtet werden, kommen mit einer<br />

integrierten Multi-Protokoll-Ethernet-Schnittstelle und internationalen Zertifizierungen.<br />

LogiDrive Advanced wurde auf die Energieeffizienz und CO 2<br />

-Ersparnis hin optimiert. <strong>Der</strong><br />

IE5+-Synchronmotor ist mit einem dezentralen Frequenzumrichter Nordac ON+ und einem Getriebe aus dem Nord-Portfolio<br />

ausgestattet. Seinen hohen Wirkungsgrad leistet er über einen großen Drehzahl- und Lastbereich und ermöglicht so eine<br />

Variantenreduzierung. Beim LogiDrive Basic steht der Faktor Kosten im Mittelpunkt. <strong>Der</strong> IE3-Asynchronmotor verfügt über<br />

einen dezentralen Frequenzumrichter Nordac ON sowie ein Getriebe aus dem Nord-Portfolio. Die Komponenten erfüllen alle<br />

wesentlichen Standards von Warehouse-Anwendungen und bieten einen großen Verstellbereich.<br />

www.nord.com<br />

22 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

PRÄZISIONSGETRIEBE IN MASS CUSTOMISATION<br />

Mass Customisation kombiniert die Vorteile von Individualisierung und<br />

Massenproduktion. Das Ergebnis sind maßgeschneiderte Lösungen mit<br />

einem Höchstmaß an Performance, Wirtschaftlichkeit und Verfügbarkeit.<br />

Nabtesco hat sich das Produktionskonzept zu eigen gemacht. <strong>Der</strong> Getriebespezialist<br />

ist Großserienhersteller und Customising-Experte gleichermaßen<br />

und realisiert innerhalb kurzer Zeit kundenindividuelle, leistungsstarke und<br />

kosteneffiziente Getriebelösungen. Insbesondere die Getriebe der Baureihen<br />

Neco (Servogetriebe mit Vollwelle), Neco HT (High-Torque-Getriebe für den<br />

Schwerlasteinsatz) und RD-C (Hohlwellengetriebe mit drei Anbauvarianten) verfügen über ein hohes Maß an Modularität. Durch<br />

Kombinationen standardisierter Elemente entsteht ohne viel Aufwand eine Vielzahl an definierten Interfaces, die ein breites<br />

Spektrum an Anforderungen abdecken. Das ermöglicht eine große Flexibilität bei der Motoranbindung, eine wirtschaftliche<br />

Serienfertigung sowie eine hohe Verfügbarkeit mit schnellen Lieferzeiten. Die Präzisionsgetriebe in zykloider Bauart arbeiten<br />

präzise (Hystereseverlust 0,5 bis max. 1 arcmin), bieten einen minimalen Verschleiß über die gesamte Lebensdauer, eine hohe<br />

Schockbelastbarkeit (bis zu 500 % des Nenndrehmoments) sowie eine sehr gute Dynamik.<br />

www.nabtesco.de<br />

HYGIENISCHES<br />

MULTITALENT<br />

SEW-Eurodrive erweitert sein<br />

Edelstahl-Servomotoren-Portfolio<br />

um den B5-Flansch. Dieser<br />

bietet dem Maschinenbauer<br />

noch mehr hygienische Lösungsoptionen<br />

für sein Maschinendesign.<br />

<strong>Der</strong> B5-Flansch am<br />

Edelstahl-Servomotor erleichtert<br />

die Montage an unterschiedlichen<br />

Edelstahlgetrieben aus<br />

dem Automatisierungsbaukasten<br />

des Unternehmens. Daraus<br />

ergibt sich eine Vielzahl an<br />

neuen Kombinationsmöglichkeiten<br />

für unterschiedlichste<br />

Anwendungen. Ob Kegelradgetriebe<br />

(KES..), Stirnradgetriebe<br />

(RES..) oder Spiroplan-Winkelgetriebe<br />

(WES..): Durch die<br />

Verwendung hochwertiger<br />

Edelstähle sind die Getriebebaureihen<br />

auf die Anforderungen<br />

der hygienesensiblen und<br />

reinigungsintensiven Lebensmittel-,<br />

Getränke- und Pharmaindustrie<br />

sowie auf permanent<br />

feuchte Umgebungen ausgerichtet.<br />

Wie bei den Edelstahl-<br />

Servomotoren ist auch ihre<br />

Oberfläche reinigungsfreundlich,<br />

hochgradig säurebeständig<br />

und laugenresistent. Vertiefungen<br />

im Gehäuse, in denen sich<br />

Flüssigkeiten oder Schmutz<br />

ablagern und sammeln könnten,<br />

werden weitestgehend<br />

vermieden.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

MEHR ALS NUR ZYLINDER.<br />

Weitere Informationen unter: www.ahp.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

EINE FRAGE<br />

DER EINSTELLUNG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Auch Sportwissenschaftler nutzen hydraulische<br />

Maschinenelemente in ihren Konstruktionen. Vor<br />

allem, wenn die Schnellkraft an bestimmten<br />

Trainingsgeräten analysiert wird. Da hierbei in den<br />

Endlagen hohe Kräfte walten, setzt das Institut für<br />

Sportwissenschaften der Universität Tübingen auf<br />

Industriestoßdämpfer von ACE.<br />

Seit über 180 Jahren ist das Tübinger Sportinstitut eine feste<br />

Größe in der deutschen Hochschullandschaft. Mittlerweile<br />

forschen und lehren mehr als 50 Wissenschaftlerinnen<br />

und Wissenschaftler zu verschiedenen Schwerpunktthemen<br />

in den Bereichen Leistung, Gesundheit und Bildung. Das<br />

Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist, plus2 GmbH, Düsseldorf<br />

Spektrum reicht dabei von der Talentförderung und dem Design<br />

von Sportwettbewerben bis zur Schulbildung und der individualisierten<br />

Gesundheitsförderung. Den Arbeitsbereich III mit den<br />

Schwerpunkten Biomechanik, Bewegungs- und Trainingswissenschaft<br />

leitet Professor Dr. Veit Wank. Sein Team beschäftigt<br />

sich unter anderem mit der Analyse und der Optimierung von<br />

sportlichen Bewegungsabläufen. In der trainingswissenschaftlichen<br />

Forschung steht die Diagnose von Kraftfähigkeiten in<br />

Individualsportarten im Vordergrund. Zudem werden Talente<br />

aus Kadern von Leichtathletikverbänden und Mannschaften<br />

leistungsdiagnostisch betreut.<br />

24 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Basis des Speerwerfens verwendet. In beiden Fällen bauen Athletinnen<br />

und Athleten für den maximalen Beschleunigungsweg<br />

eine Bogenspannung auf. Durch den aktiven Einsatz und den<br />

damit verbundenen Schub des hinteren Druckbeines in der<br />

Abwurfphase wird die wurfarmseitige Hüfte nach vorn gebracht,<br />

wodurch der Oberkörper vorgespannt wird. Dieser Prozess und<br />

das bewusste Nacheinander beim Einsatz von Schulter, Ellenbogen<br />

und Wurfhand optimiert die Beschleunigung des Wurfgerätes.<br />

Mit dieser Bewegungstechnik wird die Endgeschwindigkeit<br />

des Wurfgerätes, also Ball oder Speer, oder hier des Wurfschlittens<br />

maximiert. Anhand der simultanen Betrachtung von Bewegungsposen<br />

und den Positionen der Werfenden im Video und<br />

den zeitlich dazu gehörenden Werten von Schlittenposition,<br />

INDUSTRIESTOSSDÄMPFER<br />

SICHERN DIE ENDLAGEN<br />

VON TRAININGSGERÄTEN FÜR<br />

DEN SCHLAGWURF<br />

Das Trainingsund<br />

Testgerät für den<br />

Schlagwurf wurde zwecks<br />

Überprüfung der<br />

Schnellkraftwerte für<br />

den Speerwurf und<br />

Handball konstruiert<br />

Schlittengeschwindigkeit und Beschleunigung lassen sich die<br />

Bewegungstechnik und auch die physischen Fähigkeiten, insbesondere<br />

die Schnellkräfte der Werfenden, gut beurteilen. Das<br />

entsprechende Trainingsgerät kommt in Tübingen primär zu<br />

Testzwecken zum Einsatz. Dabei überprüfen Professor Wank und<br />

sein Team, wie es um die Schnellkraftwerte bestellt ist. <strong>Der</strong> Sportwissenschaftler<br />

erläutert: „Bei Sportlerinnen und Sportlern mit<br />

längerer Kaderzugehörigkeit lässt sich so auch überprüfen, ob<br />

die Trainingsinhalte der vergangenen Wochen und Monate richtig<br />

gewählt waren. Weil bei den Messungen am Test- und Trainingsgerät<br />

durch die Wurfbewegungen wieder und wieder hohe<br />

Massenkräfte entstehen, benötigen wir für das Abbremsen in den<br />

oberen und unteren Endlagen geeignete Dämpfungslösungen,<br />

die eine dauerhafte Nutzung der Anlage und gleichzeitig einen<br />

größtmöglichen Schutz unserer Probanden ermöglichen.“<br />

BEWEGUNGSTECHNIK UND<br />

SCHNELLKRÄFTE TESTEN<br />

Am Institut werden seit Jahren verschiedene Trainingsgeräte entwickelt.<br />

Das sogenannte „Trainings- und Testgerät für den<br />

Schlagwurf“ wurde vornehmlich für den Speerwurf und Handball<br />

konstruiert. <strong>Der</strong> Schlagwurf mag vielleicht nicht mehr so<br />

geläufig sein, aber den Schlagball haben viele Teilnehmende von<br />

Bundesjugendspielen schon in der Hand gehabt. Im Handball ist<br />

der Schlagwurf die Grundtechnik für alle Würfe, und in der<br />

Leichtathletik wird der Begriff „gerader Wurf“ als Synonym und<br />

01 Bei den Messungen am Test- und Trainingsgerät entstehen durch<br />

die Wurfbewegungen hohe Massenkräfte, die in den oberen und<br />

unteren Endlagen zum Schutz der Probanden und des Geräts durch<br />

Industriestoßdämpfer rückprallfrei abgebaut werden<br />

01<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 25


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

02<br />

02 Aufgrund der zu bewegenden<br />

Schlittengewichte zwischen 1,7 und<br />

25 kg und der dabei entstehenden<br />

Beschleunigung von bis zu 13 m/s<br />

kommen einstellbare Stoßdämpfer<br />

zum Einsatz<br />

03<br />

04<br />

03 Die Vielseitigkeit der einstellbaren Industriestoßdämpfer der<br />

Produktfamilie MA/ML33 bis MA/ML64 zeigt sich an ihrem Innenleben<br />

04 Einstellbare Magnum-Dämpfer finden vor allem Gebrauch<br />

in der Automatisierungstechnik, integriert in Linearschlitten oder<br />

Schwenkeinheiten, aber auch in den Endlagen von Portalen<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FLEXIBEL EINSETZBARE DÄMPFER<br />

FÜR SCHIEFE EBENE<br />

JUSTIERBARE DÄMPFER<br />

SORGEN FÜR DIE FLEXIBLE<br />

EINSTELLUNG DES GERÄTES<br />

Nachdem Professor Wank bereits bei einem Test- und Trainingsgerät<br />

für Messungen von Leistungen der Oberschenkelmuskulatur<br />

gute Erfahrungen mit Lösungen der ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

gemacht hatte, wandte er sich während der Konstruktionsphase<br />

des Trainings- und Testgeräts für den Schlagwurf an die Spezialisten<br />

für Dämpfungslösungen aller Art aus Langenfeld. „Bei der<br />

abgewandelten Beinpresse für isometrische und dynamische<br />

Beinstreckbewegungen hatte ich mich über das Internet und den<br />

Katalog von ACE selbst schlau gemacht. Dort sind in der Endlage<br />

Massen von 25 kg bis 200 kg, die mit Geschwindigkeiten von je<br />

circa 3 bis 5 m/s beschleunigt werden, bei Auffahrgeschwindigkeiten<br />

von circa 0,5 m/s abzubremsen. Auch wenn der seinerzeit<br />

von uns ermittelte Dämpfer des Typs MA64150 diesen Bereich<br />

rein technisch nicht schafft, funktioniert die Verzögerung empirisch<br />

gut. Im Fall der Dämpfung der Kräfte beim Schlagwurf habe<br />

ich mich zusätzlich telefonisch beim Kundendienst von ACE<br />

rückversichert“, berichtet Professor Wank. <strong>Der</strong> Aufbau dieser<br />

Testmaschine besteht im Wesentlichen aus einer mittels Linearschienen<br />

konstruierten geneigten Ebene mit einem linear geführten<br />

Lastschlitten. An diesen kann wahlweise ein Speergriff<br />

oder ein Wurfball montiert werden. Ziel ist es, den Schlitten entweder<br />

aus dem Stand oder mit einer Auftaktbewegung entlang<br />

der Ebene wie bei einem Wettkampfwurf maximal zu beschleunigen.<br />

Die Strecke, die der Schlitten dabei zurücklegt, ist 4,5 m lang.<br />

Kurz vor dem höchsten Punkt der Konstruktion sowie beim Zurückfahren<br />

in die Startposition wird der beschleunigte und dann<br />

die schiefe Ebene wieder herunterschnellende Schlitten jeweils<br />

von einem Industriestoßdämpfer abgebremst. Das Besondere an<br />

der Konstruktion in Tübingen: die Ebene kann den speziellen Anforderungen<br />

der einzelnen Sportlerinnen und Sportlern entsprechend<br />

zwischen Winkeln von 0 ° und 35 ° stufenlos eingestellt<br />

werden. So wird beispielsweise beim Handball ein flacher Wurfwinkel<br />

benötigt, während im Speerwurf bis zu 35 ° für Bestwerte<br />

ermittelt werden. Im Vergleich mit anderen Lösungen wie Stahlfedern<br />

oder Gummidämpfern sind die verwendeten Komponenten<br />

von ACE deutlich hochwertiger und langlebiger. Eine<br />

Erfahrung, die der Sportwissenschaftler im Interview teilt: „Wie<br />

beim Abbremsen der Beinstreckbewegungen arbeiten die<br />

26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

einstellbaren Dämpfer beim Verzögern der Wurfbewegungen<br />

ebenfalls gut. An unserer Konstruktion haben wir einen zweiten<br />

Dämpfer für den Rücklauf des Lastschlittens verbaut. <strong>Der</strong> ist zwar<br />

leicht überdimensioniert, aber zunächst probierte Billiglösungen<br />

mit einer Art Türstopper haben nicht funktioniert, daher die<br />

größere Investition. Diese ist zwar für unser Budget erheblich,<br />

aber so solide, dass ich das auch in Anbetracht von Sicherheitsaspekten<br />

und Verantwortung gegenüber den Probanden investiert<br />

habe. Wie sich zeigt, war das eine gute Entscheidung. Wir<br />

haben nur wenig an den Einstellungen getestet und die Komponenten<br />

funktionieren seitdem ohne großen Aufwand und ohne<br />

Probleme. Allerdings werden die Dämpfer für Industrieverhältnisse<br />

nicht sehr hoch frequentiert, denn die Testgeräte werden<br />

ausschließlich für Studien eingesetzt, was etwa zwei bis drei Mal<br />

pro Jahr für Zeiträume von ein bis drei Wochen geschieht.“<br />

DÄMPFER DAUERHAFT STANDFEST<br />

Die in Tübingen zum Einsatz kommenden Industriestoßdämpfer<br />

gehören zu der Magnum-Serie von ACE. Diese gilt seit der Markteinführung<br />

im Jahr 2000 als Referenzklasse für mittlere Baugrößen<br />

in der industriellen Stoßdämpfungstechnik. Diese hydraulischen<br />

Maschinenelemente bauen in kürzester Zeit die Kräfte von<br />

bewegten Massen über den gesamten Hub materialschonend ab<br />

und wandeln die kinetische Energie in Wärme um, welche an die<br />

Außenumgebung abgegeben wird. Konzipiert für den Dauereinsatz<br />

in der Industrie, profitieren Anwender dort vor allem dank<br />

eines ausgeklügelten Dichtungspakets, gehärteter Führungslager<br />

und eines integrierten Festanschlags von Robustheit und Langlebigkeit.<br />

Kompakte Baugrößen und erweiterte Massenbereiche<br />

im Vergleich zu Vorgängerlösungen geben <strong>Konstrukteur</strong>en mehr<br />

Spielraum bezüglich der Dämpfergröße und der Ausnutzung der<br />

Maschinenleistung. Eine Besonderheit dieser Serie ist die wahlweise<br />

Verfügbarkeit von selbsteinstellenden oder einstellbaren<br />

Typen mit M33-, M45- und M64-Gewinden. Die Justierbarkeit<br />

auf Front- und Bodenseite machen sich auch Professor Wank<br />

und sein Team in Tübingen an den für die Wurfanalysen eingesetzten<br />

Dämpfern vom Typ MA4575EUM zunutze. Aufgrund der<br />

in den Messungen an dem Trainings- und Testgerät für den<br />

Schlagwurf zu bewegenden Schlittengesamtgewichte zwischen<br />

1,7 bis maximal 25 kg und der dabei entstehenden Beschleunigungsgeschwindigkeiten<br />

von bis zu 13 m/s kamen nur einstellbare<br />

Typen infrage. <strong>Der</strong> Sportwissenschaftler und <strong>Konstrukteur</strong><br />

berichtet rückblickend: „Hinsichtlich der möglichen Einstellwerte<br />

an den Dämpfern von ACE habe ich mich auf mein Gefühl<br />

verlassen und am Ende mit Trial and Error wohl ein gutes Händchen<br />

gehabt. Wir sind jedenfalls mit der Lösung zufrieden. Probleme<br />

hatten wir nie mit den Dämpfern, die lagen ganz woanders.<br />

Beim Wurf-Testgerät mussten wir die zuerst verbauten und nicht<br />

gerade günstigen Linearschienen schon nach einer Studie gegen<br />

eine sehr teure Variante austauschen. Bei den ersten Schienen<br />

kamen die Kugeln aus den Lagern. Die haben die hohen Geschwindigkeiten<br />

bei der Schlagwurfanalyse einfach nicht mitgemacht.<br />

Mit den neuen funktioniert es seitdem, wobei wir für unsere<br />

Analysen vor allem Lasten von 1,7 bis 5 kg verwenden, sodass<br />

alles noch unter dem Begriff Schnellkraft betrachtet werden kann.“<br />

SICHERES ABBREMSEN VON MASSEN<br />

Für die hier beschriebene Standfestigkeit der Dämpfer zeichnet<br />

neben der Dichtungstechnologie mit Membranspeicher der<br />

massive Körper ohne Sicherungsring verantwortlich, wodurch im<br />

Vergleich zu anderen Stoßdämpferkonstruktionen zum einen<br />

Undichtigkeiten vermieden und zum anderen über 50 Prozent<br />

mehr Energie aufgenommen werden kann. Dass die Magnum-<br />

Typen dabei mit noch kompakterer Bauform ausgestattet sind als<br />

Vorgängermodelle von ACE, erweist sich vor allem bei immer<br />

kleiner werdenden Maschinen in der Automatisierung als Vorteil.<br />

Bei einem Hub von 73,9 mm eignen sich diese Dämpfer für das<br />

Abbremsen von effektiven Massen in Bereichen zwischen 70 kg<br />

und bis zu 15.000 kg, wobei die Energieaufnahme für rückprallfreies<br />

und lineares Verzögern pro Hub einen Wert von bis zu<br />

1.300 Nm erreicht. Bei industriellen Anwendungen kommt man<br />

dabei im Dauerbetrieb auf Werte von 146.000 Nm/h, wobei sich<br />

dieser Wert mit einem Öltank zwecks Wärmeableitung der Fluide<br />

noch erhöhen und bei der Verwendung eines Ölkreislaufes fast<br />

um das Doppelte steigern lässt. Eine breite Palette an Zubehör<br />

und Anschlussteilen sorgt für einfache Integration auch in bestehende<br />

Konstruktionen und für viele Einsatzmöglichkeiten. So<br />

werden alle in Tübingen von Professor Wank verbauten Magnum<br />

mit Sonderaufprallköpfen genutzt, die aus Polyurethan gefertigt<br />

sind. Das führt bei den intensiven Beinstreck- und Wurftests zu<br />

Lärmminderungen von bis zu 7 dB und kann in Kombination mit<br />

den Mensch und Maschine schonenden Dämpfungseigenschaften<br />

ebenso wie die Gesamtkonstruktion als großer Wurf bezeichnet<br />

werden.<br />

Bilder: 02 – 04 ACE Stoßdämpfer GmbH, sonstige Universität Tübingen<br />

www.ace-ace.de<br />

Bei unseren Analysen sind die Zeitverläufe<br />

von Schlittenweg, Schlittengeschwindigkeit<br />

und -beschleunigung relevant. <strong>Der</strong><br />

Prozess des Abbremsens interessiert uns<br />

leistungsdiagnostisch nicht, der muss<br />

nur funktionieren, soll heißen: die Energie<br />

muss weg, ohne Schäden am Gerät zu<br />

hinterlassen.<br />

PROFESSOR DR. VEIT WANK,<br />

Universität Tübingen, Institut für Sportwissenschaft<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 27


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

FREIE SICHT<br />

Wenn Werkzeugmaschinen in<br />

Betrieb sind, ist die Sicht in den<br />

Innenraum durch herumfliegende<br />

Späne und spritzendes Kühlschmiermittel<br />

stark eingeschränkt.<br />

Für freie Sicht auf den Fertigungsprozess<br />

sorgt ein Drehfenster. Es<br />

rotiert mit hoher Geschwindigkeit,<br />

sodass Flüssigkeiten und<br />

Verschmutzungen von der Scheibe<br />

ferngehalten werden.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Eine rotierende Scheibe, getragen von einem Motor und einer<br />

Rahmenkonstruktion, schleudert mit 2.300 U/min per<br />

Zentrifugalkraft Späne und Kühlschmiermittel von der<br />

Scheibe und ermöglicht dadurch eine freie Sicht in den Arbeitsraum<br />

der Maschine. Das Drehfenster von Hema wird auf die<br />

Innenseite von Maschinensicherheitsscheiben montiert und<br />

kann in Dreh-, Fräs-, Schleifmaschinen oder Bearbeitungszentren<br />

eingesetzt werden.<br />

Dank seiner geringen Aufbauhöhe von weniger als 32 mm lässt<br />

sich das Drehfenster an Maschinenschutzscheiben oder Maschinentüren<br />

anbringen, ohne dass es weit in den Arbeitsbereich der<br />

Maschine hineinragt. Die Ausrichtung des Drehfensters und die<br />

Energiezuführung sind frei wählbar. Vorhandene Einspeisepunkte<br />

und Zuführungen können somit genutzt und kurze Zuleitungswege<br />

realisiert werden.<br />

SICHERES EINRICHTEN<br />

VON CNC-FERTIGUNGEN<br />

Arbeitet die Maschine zuverlässig? Sind Werkstück und Werkzeug<br />

an ihrem Platz? Sind die Kühlschmiermitteldüsen richtig<br />

ausgerichtet? All das kann der Maschinenbediener mithilfe des<br />

Drehfensters überprüfen. Zuverlässig entfernt das Drehfenster<br />

Verschmutzungen und ermöglicht einen ungestörten Einblick in<br />

den Arbeitsraum. „Besonders gut kann das Spinvista seine Vorteile<br />

beim Einrichten neuer Bearbeitungsprozesse ausspielen.<br />

Bei Probedurchgängen kann man die Bewegungspfade der verschiedenen<br />

Werkzeuge verfolgen und mögliche Kollisionen erkennen“,<br />

erklärt Hema-Produktentwickler Lars Najorka. Auch die<br />

Richtung, in der bei der spanenden Bearbeitung die Späne fliegen,<br />

kann festgestellt und dann gegebenenfalls geändert werden.<br />

„Es ist sicher sinnvoll, die Späne nicht auf die Maschinenschutzscheibe,<br />

sondern auf robustere Bereiche zu lenken“, erklärt der<br />

Maschinenschutzexperte. Auch im Schadensfall, etwa bei einem<br />

Werkzeugbruch oder wenn sich ein Werkstück aus der Aufspannung<br />

löst, hilft Spinvista das Problem zu erkennen, und der Maschinenbediener<br />

kann reagieren, die Maschine zu ihrem Schutz<br />

abstellen und das Problem beseitigen.<br />

Nicht nur für das Einrichten von Fertigungsaufträgen und<br />

CNC-Programmen, auch im laufenden Fertigungsprozess ist für<br />

den Maschinenbediener eine freie Sicht auf Spindel und Werkstück<br />

wichtig. Nur so kann die laufende Überwachung des Bearbeitungsprozesses<br />

zuverlässig erfolgen.<br />

FÜR ERSTAUSRÜSTUNG UND RETROFIT<br />

Hema bietet das Spinvista Drehfenster für OEMs zur Erstausrüstung<br />

von Werkzeugmaschinen an sowie auch für Endanwender<br />

zur Nachrüstung im Rahmen eines Retrofits. Verfügbar sind<br />

zwei Modelle: Spinvista EVO und NEO, mit einem Außendurchmesser<br />

von 253 mm beziehungsweise 290 mm und einer Sichtfläche<br />

von 284 cm 2 beziehungsweise 430 cm 2 . Die Drehscheibe des<br />

Spinvista wird aus Sicherheitsglas gefertigt.<br />

Bei beiden Modellen erfolgt die Befestigung mittels Verschraubung<br />

an einer Montageplatte. Diese Montageplatte wird zuvor<br />

auf die Maschinensicherheitsscheibe geklebt. Bohrungen, die<br />

die Rückhaltefähigkeit der Sicherheitsscheibe beeinträchtigen<br />

könnten, sind nicht notwendig. Ist der Austausch der Maschinensicherheitsscheibe<br />

erforderlich, ob durch Alterung oder Schaden<br />

an der Scheibe, kann das Spinvista einfach demontiert werden.<br />

Die Ersatzscheibe benötigt nur eine neue Montageplatte, auf die<br />

das vorhandene Drehfenster wieder montiert werden kann.<br />

28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

01<br />

02<br />

01 Mit einer Aufbauhöhe von weniger als 32 mm<br />

lässt sich das Drehfenster in den Arbeitsraum jeder<br />

Werkzeugmaschine integrieren<br />

02 Mag das Kühlschmiermittel noch so spritzen,<br />

durch das Drehfenster kann der Maschinenbediener<br />

ungestört den Bearbeitungsprozess kontrollieren<br />

WIDERSTANDSFÄHIG GEGEN ABRASION<br />

In beiden Spinvista-Modellen arbeitet ein durchzugsstarker<br />

BLDC-Motor mit 24 VDC-Betriebsspannung. „Dieser Antrieb<br />

verfügt über ausreichend Leistungsreserven, um auch größere<br />

Volumina an Kühlschmierstoffen und Spänen wegzuschleudern“,<br />

betont Lars Najorka. <strong>Der</strong> eigens für das Spinvista entwickelte<br />

Motor ist als Scheibenläufer ausgeführt und verfügt über einen<br />

Blockier-, Verpol- und Übertemperaturschutz, um eine hohe Betriebssicherheit<br />

zu gewährleisten. Alle Elektronikkomponenten<br />

sind vollvergossen und damit zuverlässig und dauerhaft gegen<br />

das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt.<br />

„Bei der Entwicklung des Spinvista-Drehfensters haben wir<br />

großen Wert auf die Wahl der Gehäusematerialien gelegt“, betont<br />

Produktentwickler Najorka. Das Gehäuse sowie alle Komponenten,<br />

die dem Spänebeschuss ausgesetzt sind, bestehen<br />

aus Aluminium mit einer harteloxierten Oberfläche, die widerstandsfähig<br />

gegen Abrasion ist. Das ermöglicht einen hohen<br />

Verschleißschutz und eine gute Ableitung der Abwärme des<br />

Motors. „Auf die Verwendung von Kunststoffen haben wir hier<br />

bewusst verzichtet“, so Najorka.<br />

KEIN EINDRINGEN<br />

VON KÜHLSCHMIERSTOFFEN<br />

Die Labyrinthkonstruktion zwischen Gerätebasis und rotierender<br />

Scheibe verhindert das Eindringen von Kühlschmiermitteln<br />

nahezu vollständig; eine absolute Abdichtung ist technisch nicht<br />

möglich. Durch die Beaufschlagung mit Sperrluft wird außerdem<br />

ein Überdruck erzeugt, der dem Eindringen von Kühlschmierstoffen<br />

sowie der Bildung von Kondensat im Inneren des Geräts<br />

sowie der vom Gerät abgedeckten Fläche der Maschinenschutzscheibe<br />

entgegenwirkt.<br />

Wird das Spinvista von der Versorgungsspannung getrennt,<br />

bremst die Drehscheibe innerhalb weniger Sekunden auf eine<br />

nichtkritische Drehzahl ab und kann gefahrlos berührt werden –<br />

wichtig bei einer Nothaltsituation. Auch Wartezeiten beim Werkstückwechsel<br />

können so verringert werden. Schließlich darf die<br />

Kabinentür einer Werkzeugmaschine erst geöffnet werden, wenn<br />

keine Gefahr durch schnell rotierende Teile besteht.<br />

„Vor rund fünf Jahren wurde das erste Spinvista im Markt vorgestellt,<br />

inzwischen sind unzählige Drehfenster bei Kunden in aller<br />

Welt im Einsatz und wir erhalten durchweg positives Feedback“,<br />

so Najorka. In der Zeit gab es auch immer wieder ungewöhnliche<br />

Anwendungen. Gerade testet ein Hema-Kunde die Technik<br />

abseits der Werkzeugmaschinenbranche – in der lebensmittelverarbeitenden<br />

Industrie. Nach Durchlaufen einer Waschanlage<br />

werden die Produkte mithilfe von Highspeed-Kameras optisch<br />

inspiziert und sortiert. Die Drehfenster schützen hierbei die<br />

empfindlichen und teuren Highspeed-Kameras vor Feuchtigkeit<br />

und Verschmutzungen.<br />

Bilder: Hema<br />

EINE SPEZIELLE LABYRINTH-<br />

KONSTRUKTION MACHT DIE<br />

DREHFENSTER ÜBERSPÜLDICHT<br />

www.hema-group.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 29


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

HÜLSEN PER KONFIGURATOR BEDARFSGERECHT GESTALTEN<br />

mbo Oßwald hat seinen Hülsen-Konfigurator entwickelt, um individuelle Bauteile präzise<br />

und bedarfsgerecht zu gestalten. Das Online-Tool bietet eine intuitiv bedienbare, benutzerfreundliche<br />

Plattform, die es ermöglicht, Hülsen nach individuellen Spezifikationen<br />

anzupassen und zu bestellen. Kernstück dieses digitalen Werkzeugs ist seine Transparenz:<br />

Nutzer erhalten vollständige Informationen über jedes Merkmal der Hülse, einschließlich<br />

Produktdetails, 3D-Modell, technische Zeichnungen, Prüfbescheinigungen, die Option für<br />

Expressfertigung sowie dynamische Preisangaben. Anwender können aus einer Vielzahl<br />

von Merkmalen wählen, darunter Material, Oberflächenbeschaffenheit, Schaft-Durchmesser, Länge, Bund und Wandstärke.<br />

Nach Auswahl der gewünschten Spezifikationen liefert der Konfigurator detaillierte Informationen zum Bauteil, inklusive Preis,<br />

Lieferzeit, Skizze und 3D-Modell.<br />

www.mbo-osswald.de<br />

NEUE SOLARKABEL-VARIANTEN<br />

Helukabel erweitert<br />

sein Portfolio für die<br />

Photovoltaik und<br />

bringt zwei neue<br />

Varianten seiner<br />

Helupower-Solarkabel<br />

auf den Markt.<br />

Diese Leitungen sind<br />

speziell für die<br />

Verkabelung von<br />

Solarmodulen untereinander sowie mit dem Wechselrichter<br />

konzipiert. Neu im Programm ist die Helupower<br />

Solarflex-X H1Z2Z2-K UL, eine nach UL 4703 aufgebaute<br />

Solarleitung. Da diese auch nach DIN EN 5<strong>06</strong>18 und<br />

IEC 62930 zugelassen ist, ist sie für den weltweiten<br />

Einsatz geeignet. Das minimiert die Lagerhaltung und<br />

vereinfacht den Beschaffungsprozess, da statt mehreren<br />

Kabelvarianten nur noch eine vorgehalten werden muss.<br />

Ergänzt wird das Produktportfolio zudem durch die<br />

Helupower Solarflex-X Premium. Diese Ausführung<br />

ist nach TÜV 2 PfG 2750 zertifiziert und damit für die<br />

Verwendung in schwimmenden Photovoltaik-Anlagen,<br />

sogenannten Floating Farms, geeignet. Die langlebige<br />

Leitung ist ebenfalls nach DIN EN 5<strong>06</strong>18 und IEC 62930<br />

zugelassen.<br />

www.helukabel.com<br />

SCHLANKE DÜNNRINGLAGER<br />

Rodriguez vertreibt seit Jahrzehnten<br />

mehr als 250 unterschiedliche<br />

Dünnringlager-Typen der Reali-<br />

Slim-Serie des Herstellers Kaydon.<br />

Gegenüber Standardlagern sparen<br />

die schlanken Alleskönner oft mehr<br />

als 80 % an Platz und Gewicht ein,<br />

und das bei vergleichbarer Leistung<br />

und Präzision. Beim Dünnringlager<br />

sorgen mehr und kleinere Wälzkörper,<br />

verteilt über eine größere Fläche als beim Standardkugellager,<br />

für Tragfähigkeit und Steifigkeit. <strong>Der</strong> große Bohrungsdurchmesser<br />

bei geringem Lagerquerschnitt spart Gewicht, gleichzeitig können<br />

Luft- und Hydraulikleitungen, elektrische Verkabelungen, Wellen<br />

oder Schleifringe durch die Bohrung geführt werden. Jede Serie der<br />

Dünnringlager basiert auf einem gleichbleibenden, kleinen Querschnitt<br />

über alle Größen, der mit steigendem Bohrungsdurchmesser<br />

konstant bleibt. Dank dieser Konstruktion lassen sich Vollwellen<br />

durch Hohlwellen austauschen. Oft kann ein solches Lager in der<br />

Bauform eines Vierpunktlagers sogar zwei Kugellager ersetzen.<br />

Als noch schlankere Lösung bietet Rodriguez die Ultra-Slim-Dünnringlager<br />

an. Die korrosionsbeständigen und vakuumtauglichen<br />

Leichtgewichte bestehen aus Edelstahlringen und Keramikkugeln.<br />

Sie überzeugen bei Durchmessern von 35 bis 200 mm mit einem<br />

besonders kleinen Querschnitt von nur 2,5 bis 3 mm.<br />

www.rodriguez.de<br />

ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY<br />

AN INFINITE SOURCE OF<br />

INDIVIDUAL SOLUTIONS<br />

production on highest level<br />

visit us: Hall 9 | Booth D77<br />

thies-maschinenbau.de<br />

30 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

NEUE FILTERLÜFTER-GENERATION FÜR<br />

MEHR SICHERHEIT IM SCHALTSCHRANK<br />

Rittal bietet eine neue<br />

Generation Blue-e+-Filterlüfter,<br />

die unter anderem<br />

mit einer Notkühlfunktion<br />

aufwartet und für eine<br />

smarte Klimatisierung sorgt.<br />

Bewährte Features wie die<br />

einfache Änderung der<br />

Luftförderrichtung oder die flexible Positionierung des<br />

Stromanschlusses wurden beibehalten. Die Blue-e+-Filterlüfter<br />

sind in fünf Baugrößen und acht Leistungsklassen von 20 bis<br />

1.160 m³/h Luftleistung verfügbar. Dank EC-Technologie sind<br />

Drehzahlregelung und Lüfterüberwachung über eine analoge<br />

Schnittstelle möglich. Damit wird die Temperaturregelung an<br />

den tatsächlichen Bedarf angepasst. Die neue Generation<br />

bietet zudem einen Weitbereichseingang (100 – 240 V) sowie<br />

eine ModBus-Schnittstelle, über die Monitoring, Steuerung<br />

und Alarmfunktion verfügbar sind. Filterlüfter, die über das<br />

Rittal-IoT-Interface erfasst sind, liefern Informationen zu<br />

Status, Auslastung, Betriebsstunden oder Energieverbrauch.<br />

Stehen mehrere Schaltschränke zusammen, können kritische<br />

Wärmeentwicklungen sensorisch erfasst und dem betroffenen<br />

Filterlüfter zugeordnet werden. Anlagenbetreiber werden<br />

informiert und die Notkühlfunktion des Filterlüfters wird<br />

aktiviert, sobald die Temperatur den Alarm-Schwellenwert<br />

übersteigt. Ein Hochfahren der Lüfterdrehzahl und damit der<br />

Luftleistung zögert eine Überhitzung hinaus.<br />

www.rittal.de<br />

GABELLICHTSCHRANKEN: EFFEKTIVE<br />

LÖSUNG FÜR DIE OBJEKTERKENNUNG<br />

Neu im Sortiment bei Norelem sind robuste Gabellichtschranken<br />

aus Metall mit Gabelweiten von 10 bis 220 mm. Durch<br />

ihre Genauigkeit, Reaktionszeit und Zuverlässigkeit sind diese<br />

Komponenten eine effektive Lösung für die Objekterkennung<br />

in anspruchsvollen Umgebungen. Gabellichtschranken sind<br />

optoelektronische Geräte, die Objekte innerhalb eines<br />

definierten Bereichs berührungslos erfassen können. Die<br />

Schranken erzeugen einen präzisen Lichtstrahl in Form von<br />

sichtbarem Rotlicht oder<br />

unsichtbarem Infrarotlicht.<br />

<strong>Der</strong> feine Lichtstrahl wird<br />

über die gesamte Gabelbreite<br />

in einem Lichtpunkt mit<br />

sehr kleinem Durchmesser<br />

gebündelt. Wird der Lichtstrahl<br />

durch ein Objekt<br />

unterbrochen, wird dies vom Empfänger erkannt und in Form<br />

eines Signals weitergeleitet. Sender und Empfänger befinden<br />

sich dabei in demselben Gehäuse und sind optimal aufeinander<br />

ausgerichtet. Die Empfindlichkeit wird mithilfe eines<br />

integrierten Potentiometers eingestellt. Die Gabellichtschranken<br />

von Norelem bestehen aus einem robusten Metallgehäuse<br />

und sind im Gegensatz zu Kunststoff-Modellen besonders<br />

verwindungssteif. Durch die hohe Schutzart IP67 sind die<br />

Lichtschranken zudem unempfindlich gegen Staub, Schmutz,<br />

Wasser und andere Flüssigkeiten. <strong>Der</strong> Anschluss erfolgt<br />

montagefreundlich über M8-Steckverbinder (M8 × 1, 3-polig).<br />

www.norelem.de<br />

SCHWENKBARE MONITORHALTERUNGEN<br />

FÜR EBENE FLÄCHEN<br />

RK Rose+Krieger ergänzt<br />

sein System der RK Monitorhalterungen<br />

für die<br />

Anbindung an Rund- oder<br />

Vierkant-Rohrsysteme<br />

um drei neue schwenkbare<br />

Modelle für die<br />

Befestigung an ebenen<br />

Flächen. Wie beim<br />

bestehenden Programm bieten die neuen Halterungen eine<br />

umfassende Flexibilität hinsichtlich der Anschlussmaße für die<br />

Endgeräte. Die Anbindung von Monitoren, Bediengehäusen etc.<br />

erfolgt über universelle Anschlussbohrungen, Bohrungen mit<br />

Innengewinde oder optional über Anschlussplatten von RK nach<br />

VESA-Standard 50/75/100. Neben der sicheren Befestigung an<br />

ebenen Flächen bieten alle drei Modelle eine Belastbarkeit von<br />

statisch 10 kg bzw. dynamisch 3 kg. Die Einsatzgebiete reichen<br />

von industriellen Arbeitsplätzen über Anzeigen an Förderstrecken<br />

bis hin zu Flurförderfahrzeugen usw. Die Monitorhalterung<br />

lässt sich über einen Drehpunkt auf Seite der Flächenbefestigung<br />

um 180 ° mit einer 15 °-Rastung schwenken. Auf der<br />

Geräte-Anschlussseite besitzt sie eine Kugelverstellung, die eine<br />

Schwenkung von 60 ° in alle Richtungen sowie eine freie<br />

Drehung ermöglicht. Nach Positionierung kann der Anwender<br />

sowohl die Kugelverstellung als auch den Drehpunkt werkzeuglos<br />

mittels Klemmhebel bzw. Sterngriff fixieren. Die Arretierung<br />

gewährleistet, dass das an der Halterung angebrachte Gerät<br />

auch bei dynamischen Belastungen durch Schwingungen oder<br />

Erschütterungen sicher in seiner Position verbleibt.<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

KISSdesign<br />

FAST<br />

INTUITIVE<br />

VERSATILE<br />

KISSsoft AG<br />

A Gleason Company<br />

T. +41 55 254 20 50<br />

info@kisssoft.com<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 31


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

KI FÜRS ENGINEERING<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Maschinelles Lernen (ML) ist ein Teilbereich der Künstlichen Intelligenz.<br />

<strong>Der</strong> auf Designoptimierung und Versuchsplanung spezialisierte KI-Ansatz<br />

lernt durch Training an Versuchs-, Simulations- und weiteren Engineering-<br />

Daten. Dadurch bietet er ein großes Potenzial, um einen vorhandenen<br />

Datenpool zur Beschleunigung und Verbesserung von Entwicklungsund<br />

Entscheidungsprozessen zu nutzen.<br />

Künstliche Intelligenz (KI) verändert derzeit fundamental<br />

viele Lebens- und Wirtschaftsbereiche. Insbesondere<br />

dort, wo der Digitalisierungsgrad schon hoch ist, ist KI ein<br />

Schlüssel für Effizienzsprünge. Numerische Simulationen<br />

und Engineering-Prozesse sind folglich bereit für ihren Einsatz.<br />

Um Anwender bei ihrem Schritt in die KI-Welt zielgerichtet zu<br />

unterstützen, hat Cadfem mit PI Probaligence (Probabilistic<br />

Intelligence) einen Partner mit herausragenden Lösungen und<br />

Expertisen ins Boot geholt.<br />

Alexander Kunz, PR & Communications,<br />

CADFEM Germany GmbH, Grafing b. München<br />

MASCHINELLES LERNEN FÜR<br />

EFFIZIENTES SIMULIEREN<br />

Ziel und Anspruch des Spezialisten für Simulation und Digital<br />

Engineering Cadfem ist, Anwendern bei der Implementierung<br />

der neuen Technologie in ihre digitale Prozessinfrastruktur zu<br />

unterstützen, sodass das Potenzial umfassend und nachhaltig genutzt<br />

wird. Beispielsweise in Echtzeitanwendungen für Digitale<br />

Zwillinge, für autonome Entscheidungsprozesse oder durch intuitive<br />

Workflows, um KI einfach bei individuellen Fragestellungen<br />

einzusetzen.<br />

Die notwendigen technischen Kompetenzen hat Cadfem aufgebaut.<br />

Ergänzt werden sie durch den engen Austausch mit Ansys,<br />

Inc. und die Aufnahme der neuen Ansys-AI-Lösungen in das<br />

Cadfem-Portfolio. Darüber hinaus setzt Cadfem auf eine bewährte<br />

32 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01 Machine Learning in Aktion: Effiziente<br />

Optimierung trotz vieler lokaler Minima<br />

02 Kern von Stochos ist der DIM-GP-Algorithmus<br />

(Deep Infinite Mixture of Gaussian Processes), der<br />

die Vorteile zweier gegenläufiger KI-Ansätze vereint<br />

01<br />

Stochos, der Expertenunabhängigkeit, effiziente Ausnutzung von<br />

Rechenressourcen und hohe Ergebnisqualität vereint.<br />

Stochos bietet durch den kombinierten Ansatz von neuronalen<br />

Netzen und Gaußprozessen bereits bei geringer Datenbasis eine<br />

herausragende Vorhersagegenauigkeit. Zudem zeichnet sich<br />

Stochos dadurch aus, echte und verrauschte Daten verschiedenster<br />

Quellen, unter anderem Messwerte, Simulationsergebnisse<br />

und relevante Kennzahlen zuverlässig zu bewerten und sinnvoll<br />

und ressourceneffizient zu kombinieren.<br />

Last but not least: Die bereits vorhandene Nähe von PI zur Simulation<br />

ist ein weiteres starkes Argument: Es besteht zum einen<br />

schon eine Zusammenarbeit von PI mit Ansys, Inc., zum anderen<br />

sind die Gründer von PI durch frühere berufliche und wissenschaftliche<br />

Tätigkeiten mit Simulationsmethoden bestens vertraut.<br />

02<br />

EINE REDUKTION VON MÖGLICHEN<br />

FUNKTIONS VERLÄUFEN WIRD<br />

DURCH DAS TRAINIEREN DES<br />

SYSTEMS MIT DATEN ERREICHT<br />

Strategie: Bei großen zukunftsweisenden Themen wird das eigene<br />

Netzwerk um spezialisierte Partner und deren Expertise erweitert.<br />

Dies erfolgt unter dem Dach der internationalen Cadfem Group,<br />

sodass zusätzliches Know-how weltweit genutzt werden kann.<br />

KI-EXPERTEN, DIE SIMULATION VERSTEHEN<br />

Bei der Auswahl des geeigneten Netzwerkpartners zur KI kristallisierte<br />

sich schnell die PI Probaligence GmbH heraus. Ausschlaggebend<br />

waren hierbei vor allem der klare Fokus des Unternehmens<br />

auf Maschinelles Lernen in Verbindung mit effektiven<br />

stochastischen Methoden und die zu Cadfem passende Philosophie<br />

einer engen Verzahnung aus innovativer Forschung und industriellem<br />

Praxisbezug. Zudem überzeugte der PI-Algorithmus<br />

GLOBALES NETZWERK VERGRÖSSERN<br />

Mit der Beteiligung an der PI Probaligence GmbH baut die<br />

Cadfem Group den Kreis ihrer Solution-Partner aus, die innerhalb<br />

des globalen Netzwerkes wichtige Megatrends mit dem<br />

Themenfeld Simulation verknüpfen.<br />

Dr.-Ing. Christoph Müller, Geschäftsführer Cadfem International<br />

GmbH, blickt positiv in die gemeinsame Zukunft: „Durch die<br />

Zusammenarbeit mit PI können wir unseren Kunden auch eine<br />

umfassende Expertise zu KI anbieten. PI wird uns zudem helfen,<br />

etablierte Simulationsverfahren mit KI-Technologien zu ergänzen.<br />

Ein denkbares Anwendungsbeispiel sind simulationsbasierte<br />

Digitale Zwillinge. Durch Maschinelles Lernen können die<br />

Rechenzeiten für die Modelle auf einen Bruchteil der üblichen<br />

Zeit reduziert werden, also fast in Echtzeit, durchgeführt werden.“<br />

Bilder: Aufmacher Markus – stock.adobe.com, sonstige PI Probaligence<br />

www.cadfem.net<br />

www.probaligence.de<br />

PI PROBALIGENCE<br />

Die PI Probaligence GmbH mit Sitz in Augsburg wurde 2018 als Spin-off des Instituts für Modellierung und Hochleistungsrechnen<br />

der Hochschule Niederrhein gegründet. <strong>Der</strong> Schwerpunkt liegt in der Entwicklung leistungsstarker Kombinationen<br />

aus Maschinellem Lernen und stochastischer Analyse – Probabilistic Engineering Intelligence. Mit der Software Stochos<br />

werden komplexe ingenieurtechnische Fragestellungen aus der industriellen Praxis adressiert. PI Probaligence entwickelt<br />

und transferiert nicht nur Machine-Learning-Lösungen, sondern unterstützt auch ihre kundenindividuelle Implementierung.<br />

Seit Ende 2023 ist die Cadfem Group an PI Probaligence beteiligt.<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 33


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

BEWEGUNGS- UND ÜBERTRAGUNGS-<br />

VERHALTEN VON ZAHNPROFILFORMEN<br />

Eine Berechnungssoftware ermöglicht die Beschreibung unterschiedlicher<br />

mathematischer Zahnprofilkurven. Im nachfolgenden Beitrag werden typische<br />

Zahnformen sowie ihre Kontaktanalyse näher beschrieben.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Krümmung von Zahnprofilkurven kann auf unterschiedlichen<br />

Wegen beschrieben werden. So kann mithilfe<br />

von drei Punkten ein Kreis dargestellt werden. Auf<br />

diese Weise ist eine Annäherung weiterer Kurvenprofile<br />

und Krümmungen in ausgewählten Abschnitten möglich. <strong>Der</strong><br />

Export von Zahnformen aus der Berechnungssoftware Kisssoft<br />

ermöglicht eine Kreisbogenapproximation.<br />

Nach einem erfolgten Export aus einer Software ist es oft<br />

schwierig herauszufinden auf welcher theoretischen Basis die<br />

Grundgeometrieauslegung der Zahnprofile erfolgte und wie daraus<br />

die resultierende Darstellung dieses Kurvenzuges im CAD<br />

entstanden ist. Umgekehrt ermöglicht Kisssoft den Import von<br />

CAD-Zahnprofilen. Zur Verarbeitung in der Software werden<br />

der Teilkreisdurchmesser und die Teilung benötigt, das heißt<br />

Dipl.-Ing. Matthias Hoffmann, Kisssoft AG, Bubikon, Schweiz<br />

eine theoretische exakt mathematische Beschreibung der<br />

Zahnprofilform ist nach dem Import innerhalb der Software<br />

nicht mehr gegeben. Mit dem Verzahnungsgesetz wird eine<br />

gewisse Geometrieeigenschaft an die Zahnräder gestellt, damit<br />

ein optimales Ineinandergreifen der Zahnräder in jedem Fall<br />

gewährleistet ist.<br />

So kann in jedem Fall unter Einhaltung der entsprechenden<br />

Konstruktionsvorgabe zu fast jedem beliebigen Zahnprofil ein<br />

entsprechendes Gegenprofil abgeleitet werden. Dazu muss die<br />

gemeinsame Normale der beiden als Flankenprofile verwendeten<br />

Kurven in jedem Berührungspunkt durch den Wälzpunkt<br />

gehen. Kisssoft ermöglicht die Beschreibung unterschiedlicher<br />

mathematischer Zahnprofilkurven. Wesentliche Eigenschaften<br />

von unterschiedlichen Zahnprofilformen sind in der DIN 868<br />

34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01<br />

aufgeführt. In den nachfolgenden Abschnitten werden drei typische<br />

Zahnformen näher beschrieben.<br />

KREISBOGENVERZAHNUNG<br />

Bei einer durch Kreisbögen beschriebenen Verzahnung könnte<br />

das Verzahnungsgesetz verletzt sein. Das heißt wenn die Flankenkrümmungen<br />

(r* Þ Faktor für den Radius der Zahnflanke am<br />

Teilkreis) der beiden zueinander gepaarten Verzahnungen durch<br />

einen Kreisbogen oder zwei ineinander übergehende Kreisbögen<br />

approximiert wurde und damit zur Krümmung der Evolventen<br />

abweichend abgeleitet worden ist. Diese Art des Verzahnungsprofils<br />

wird in der DIN 868 aufgeführt [1].<br />

Für die Anwendung in Zahnradtrieben der Uhrenindustrie ist<br />

diese Art der Verzahnung jedoch weit verbreitet. Man erreicht<br />

damit eine annähernd momentengetreue Übersetzung (siehe<br />

Hinweis in DIN 868). Dabei wird mit kleinen Zähnezahlen gearbeitet<br />

(große Krümmung der Evolvente lassen sich unter Umständen<br />

durch einen einzigen Kreisbogen annähern). Zusätzlich<br />

werden dadurch große Achsabstandstoleranzen (prozentual<br />

zum Modul) ermöglicht. Das heißt bei Verwendung von Evolventen<br />

zur Zahnformbeschreibung könnten geometrische Grenzen<br />

bestimmend werden. Aus der Uhrenindustrie ist bekannt,<br />

dass jeweils der Antrieb am Zahnrad mit der großen Zähnezahl<br />

erfolgt [2]. Für diese Serienanwendung in der Uhrenindustrie<br />

wurden Kreisbogenverzahnungen standardisiert. Vorschläge zur<br />

möglichen Ausführung der Geometrie sind in den nachfolgend<br />

genannten Normen enthalten.<br />

Die DIN 58425 beschreibt Kreisbogenverzahnungen. In den<br />

Normen NHIS 20-01 (Terminologie), NHIS 20-02 (Abmessungen);<br />

NHIS 20-10 Zahnform und Formeln); NHIS 20-25 Ersatz für<br />

NHS 56704, NHS 56702 und 56703 sind ebenfalls Kreisbogenverzahnungen<br />

beschrieben. Dabei gilt es auch entsprechende Werkzeugprofile<br />

für die Herstellung mittels Abwälzfräser und entsprechenden<br />

Bezugsprofilen zu bestimmen. Entsprechende Verfahren<br />

zum Dimensionieren, das heißt nach welchen Methoden die<br />

Festigkeitseigenschaften zu bewerten sind beziehungsweise wie<br />

andere Eigenschaften zum Beispiel das Laufverhalten zu beurteilen<br />

ist, werden in den oben genannten Normen nicht gegeben.<br />

02<br />

03<br />

ZYKLOIDENVERZAHNUNG (DOPPELSEITIG)<br />

Wird eine gekrümmte Eingriffskurve durch zwei Kreisbögen beschrieben<br />

und das Verzahnungsgesetz dabei eingehalten, dann<br />

sind die jeweiligen Rollkurven durch Zykloiden beschrieben.<br />

Diese Art der Verzahnung wird in der DIN 868 als Zykloidenverzahnung<br />

bezeichnet.<br />

Entsprechende Verfahren zur Dimensionierung, das heißt<br />

nach welchen Methoden die Festigkeitseigenschaften zu bewerten<br />

sind beziehungsweise wie andere Eigenschaften zum Beispiel<br />

das Laufverhalten zu beurteilen ist, werden auch für diese<br />

Verzahnung nicht in Normen behandelt. Um das Verzahnungsgesetzt<br />

zu erfüllen, müssen die Wälzkreise durch den Wälzpunkt<br />

gehen. Eine Empfindlichkeit gegenüber der Veränderung des<br />

Achsabstands ist bekannt. Mit verändertem Betriebsachsabstand<br />

abweichend zum theoretischen Achsabstand, sind gravierend<br />

01 Geometriebeschreibung Kreisbogenverzahnung<br />

02 Zahneingriff einer Kreisbogenverzahnung<br />

mit der charakteristischen Eingriffskurve<br />

als Bogenzug (linearer und kreisbogenförmiger Anteil)<br />

03 Geometriebeschreibung Zykloidenverzahnung<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 35


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

04<br />

04 Kreisbogenverzahnung und Eingriffskurve<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ungünstigere Laufeigenschaften zu erwarten. An den Zahnflanken<br />

sind günstige Schmiegungsverhältnisse (Pressung) vorhanden,<br />

die durch den Kontakt von konkav zu konvex gekrümmten<br />

Flanken auftritt.<br />

EVOLVENTENVERZAHNUNG<br />

(INDUSTRIEVERZAHNUNG)<br />

Bei einer Geraden als Eingriffskurve ergibt sich eine Evolventenverzahnung,<br />

die auf der Kreisevolvente als Zahnprofilform<br />

beruht. Das Verzahnungsgesetz wird bei dieser Art der Zahnflankenform<br />

eingehalten.<br />

Bei dieser Art des Zahnprofils handelt es sich um die am<br />

Weitesten verbreitete Geometrie für Zahnräder, die im Maschinenbau<br />

Anwendung findet. In der DIN 867 wird das zahnstangenförmige<br />

Bezugsprofil beschrieben. Entsprechende Normen zur<br />

Dimensionierung der Zahnräder, das heißt wie eine Festigkeitsberechnung<br />

erfolgen soll, sind vorhanden. Auch für die anschließende<br />

Qualitätskontrolle und für die Anfertigung sind entsprechende<br />

Normen verfügbar. Abweichende Geometrie anteile von<br />

der Evolvente in Bereichen der Zahnform, die zur Verbesserung<br />

von Lauf- und Übertragungseigenschaften benötigt werden, sind<br />

bekannt. Die Unempfindlichkeit gegenüber der Veränderung des<br />

Achsabstands ist ein Vorteil dieser Verzahnung und einer der wesentlichen<br />

Gründe, weshalb sich diese Art der Zahnprofilform<br />

durchgesetzt hat. Diese Zahnprofilform ist auch in Kisssoft der<br />

Standard.<br />

VERGLEICH<br />

Die Kontaktanalyse in Kisssoft ermöglicht eine Untersuchung von<br />

unterschiedlichen Zahnprofilformen. Bei identischem Zähnezahl-Verhältnis:<br />

10:35 und Modul m n<br />

= 0,1035 mm wurde die Auswirkung<br />

veränderter Zahnprofilformen vergleichend untersucht.<br />

Die anschließend gezeigten Beispiele unserer Untersuchung haben<br />

einen Reibwert in der Verzahnung von µ = 0,2 zur Annahme.<br />

SCHLUSSFOLGERUNG<br />

Durch den Krümmungsverlauf einer Zahnprofilform können<br />

Übertragungseigenschaften verändert werden. Die Lage der<br />

Zahnkrümmung zum Wälzpunkt bestimmt die Laufeigenschaften.<br />

Das gepaarte Zahnrad mit seiner Zahnprofilform legt<br />

ebenfalls die Eigenschaften im Zahnkontakt fest. Theoretische<br />

DIE KONTAKTANALYSE<br />

ERMÖGLICHT EINE UNTERSUCHUNG<br />

VON UNTERSCHIEDLICHEN<br />

ZAHNPROFILFORMEN<br />

Zahnprofilformen können durch geeignete Veränderungen von<br />

mathematisch exakten Sollprofil, das heißt durch geschickte<br />

Modifikationen in Teilbereichen, auf erforderliche Eigenschaften<br />

angepasst werden. Dabei können gewisse Nachteile auftreten.<br />

Geometrische Grenzen schränken die Einflussnahme ein.<br />

Literaturquellen:<br />

[1] DIN868 (Dezember 1976): Allgemeine Begriffe und Bestimmungsgrößen<br />

für Zahnräder, Zahnradpaare und Zahnradgetriebe; Deutsches Institut<br />

für Normung e. V.<br />

[2] Schlecht, B., Röseler, B., & Reichel, L. (2012): Optimale Zahnformen in<br />

mechanischen Kleinuhren – Berechnung und dynamische Simulation; SMK<br />

Bilder: Kisssoft AG<br />

www.kisssoft.com<br />

36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROT0TYPING<br />

3D-DRUCK-SOFTWARE ZERTIFIZIERT<br />

Die 3D-Druck-<br />

Software<br />

4D_Additive des<br />

Software-<br />

Entwicklers<br />

CoreTechnologie<br />

mit dem<br />

integrierten<br />

HP-Plugin wurde<br />

jetzt durch den Drucker-Hersteller zugelassen. Baujobs<br />

lassen sich damit direkt aus der Bedieneroberfläche der<br />

3D-Druck-Software heraus an alle HP Multijet Fusion Drucker<br />

der 52xx-Bauserie senden. Durch 3D-Nesting-Funktionen<br />

und umfangreiche Schnittstellen kann der Anwender<br />

CAD-Modelle aller gängigen Formate einlesen, automatisch<br />

im Bauraum platzieren und nahtlos an den Druckserver<br />

senden. Die Software führt Nesting der Bauteile mit Kollisionskontrolle<br />

durch und befüllt die auf die Produktion<br />

ausgelegten HP-Maschinen in einem stark automatisierten<br />

Prozess sicher. Die einfach zu bedienende und für alle<br />

gängigen 3D-Druck-Verfahren einsetzbare Software verfügt<br />

über ein überarbeitetes Modul zur Erzeugung von Gitterstrukturen<br />

wie für Leichtbauteile. Die Software erzeugt auch<br />

Texturen auf den Bauteiloberflächen der CAD-Modelle.<br />

Analysefunktionen zur Ermittlung kritischer Wandstärken<br />

und zur Optimierung der Bauteilausrichtung sowie leistungsfähige<br />

Reparaturfunktionen dienen der Gestaltung<br />

des 3D-Druck-Workflows mit nur einer Software.<br />

www.coretechnologie.com<br />

NEUER ONLINE-SHOP FÜR GLEITLAGER<br />

Mit dem Iglidur bearing hub präsentiert Igus seinen Webshop<br />

für Gleitlager mit einer neuen, einfach bedienbaren Oberfläche<br />

und praktischen Funktionen. Damit finden User schnell<br />

die passenden Komponenten für ihre Anwendung. Neben<br />

der überarbeiteten Bedienung profitiert der Nutzer von der<br />

Kombination aus Katalog, Webshop und Berechnungsprogramm<br />

in einem. Statt sich durch die mehr als 50 verschiedenen<br />

Iglidur-Werkstoffe zu klicken, kann der Anwender jetzt einfach<br />

die Maße und Einsatzbedingungen seines Wunschgleitlagers<br />

eingeben. In Sekundenschnelle<br />

zeigt der<br />

Shop alle passenden<br />

Produkte inklusive<br />

Lebensdauer, Preis<br />

und Lieferzeit an. Je<br />

mehr Anforderungen<br />

das Gleitlager<br />

erfüllen muss,<br />

wie zum Beispiel<br />

FDA-Konformität, Einsatztemperaturen oder Lasten, desto<br />

selektierter wird die Auswahl. Passen die Eingaben nicht<br />

zum bestehenden Abmessungsprogramm, werden in<br />

Echtzeit Preise und Lieferzeiten für Sonderanfertigungen im<br />

Wunschmaterial berechnet. Als zusätzlichen Service stellt der<br />

Webshop technische Zeichnungen und CAD-Daten für die<br />

Gleitlager bereit. Dies erleichtert Ingenieuren die Auswahl des<br />

optimalen Lagers für ihre individuellen Anforderungen. Hier<br />

geht’s zum Web-Shop: www.igus.de/info/iglidur-bearing-hub<br />

www.igus.de<br />

WEB-APP FÜR ERSATZTEILKATALOGE<br />

Die neue cloudbasierte Web-Applikation Cideon Sparify vereinfacht die Erstellung von<br />

Ersatzteilkatalogen. Im Online-Katalog werden Ersatzteile in 3D visualisiert und sind<br />

damit für Endkunden bequem auswählbar. Sparify nutzt die CAD-Modelle der Konstruktion<br />

wie auch vorhandene PDM-Daten und visualisiert diese in einem Online-Ersatzteilkatalog.<br />

Durch die 3D-Darstellung im Ersatzteil-Viewer wird die Auswahl für den<br />

Endkunden sehr einfach. Bei Bedarf lässt sich auch der Bestellprozess automatisieren.<br />

<strong>Der</strong> Zugriff erfolgt über einen bereitgestellten Weblink oder eine iFrame-Integration auf<br />

der Website des Herstellers. Durch die einfache Benutzerführung und eine eindeutige Kennzeichnung lassen sich Fehlbestellungen<br />

von vornherein minimieren. Sparify ist in zwei Versionen verfügbar: Die Basic Solution kommt da zum Einsatz, wo Unternehmen<br />

bereits Ersatzteile im PDM-System klassifiziert haben. Die vorhandenen Ersatzteilinformationen lassen sich dann einfach in die<br />

neue Web-Applikation hochladen. Müssen jedoch die Strukturen erst aufgebaut werden, kommt die Professional Solution zum<br />

Einsatz. CAD- und PDM-Daten werden zunächst mithilfe der Cideon Consultants zu einer Single Source of Truth vereinheitlicht und<br />

anschließend in den Ersatzteilviewer hochgeladen.<br />

www.cideon.de<br />

Die 360°<br />

Kabeleinführung<br />

Erleben Sie innovative<br />

Kabeleinführungssysteme<br />

live auf der ACHEMA.<br />

Ihr kostenloses Ticket gibt’s hier:<br />

Mit der neuen Distribution Box<br />

unterschiedliche Leitungen aus<br />

allen Richtungen sicher in einem<br />

einzigen Ausbruch durchführen!<br />

IP54<br />

www.icotek.com


SPECIAL<br />

SENSORTECHNIK<br />

WAS 3D-SENSOREN<br />

ALLES LEISTEN KÖNNEN<br />

SPECIAL<br />

Thomas Penski, B. Sc., Produktmanager 3D-Sensorik, Micro-Epsilon<br />

Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg<br />

38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

Die Form und Beschaffenheit von Oberflächen spielen in vielen Bereichen eine<br />

wichtige Rolle. Ein typisches Beispiel ist die Überprüfung der Ebenheit einer<br />

Oberfläche, die für die Qualität eines Bauteils entscheidend sein kann.<br />

Moderne 3D-Sensoren ermöglichen in solchen Anwendungen eine Inline-<br />

Qualitätskontrolle mit hoher Genauigkeit.<br />

Die Vermessung von Oberflächen kann mit verschiedenen<br />

Messprinzipien realisiert werden. Micro-Epsilon setzt<br />

bei seinen Lösungen generell auf berührungslose Messtechnik<br />

mit optischen Methoden. Bei den verschiedenen<br />

Sensoren der Serie Surfacecontrol kommt die Triangulation zum<br />

Einsatz, bei der über eine Dreiecks-Geometrie der Abstand zwischen<br />

Sensor und jedem Punkt der Oberfläche vermessen wird.<br />

Dazu projiziert ein sogenannter Matrixprojektor im Sensor ein<br />

Streifenmuster auf die Oberfläche. Zwei Kameras, die im gleichen<br />

Sensorgehäuse untergebracht sind, nehmen das diffus reflektierte<br />

Licht dieses Streifenmusters auf. Die integrierte Signalverarbeitung<br />

ermittelt dann mit trigonometrischen Berechnungen den<br />

Abstand zum Sensor für jeden Punkt der Oberfläche. Das Verfahren<br />

ist für alle diffus reflektierenden Oberflächen geeignet.<br />

Gegenüber taktilen Messmethoden hat die optische Triangulation<br />

mit Streifenlichtprojektion entscheidende Vorteile. So ist<br />

zum Beispiel die Berührung der Oberfläche durch einen Taster<br />

nicht notwendig, was insbesondere bei empfindlichen Oberflächen<br />

eine Rolle spielt. Und außerdem kann in sehr kurzer Zeit<br />

ein Abbild der gesamten Oberfläche mit enormer Auflösung erstellt<br />

werden.<br />

PRÄZISION UND GESCHWINDIGKEIT<br />

Micro-Epsilon hat jetzt sein Portfolio zur 3D-Oberflächeninspektion<br />

um zwei Messbereiche erweitert. Bei dem Surfacecontrol<br />

SC3xx0-240 handelt es sich um einen schnellen 3D-Snapshot-<br />

Sensor. Das Bauteil, welches vermessen werden soll, muss also<br />

während der Messung nicht bewegt werden. Je nach Abstand zwischen<br />

Sensor und Bauteil, der zwischen 340 und 540 mm betragen<br />

darf, kann eine Gesamtfläche von bis zu 230 ´ 180 mm erfasst<br />

werden. Die Präzision, mit der Oberflächenstrukturen vermessen<br />

werden können, ist in z-Richtung mit 4 µm sehr hoch, die Wiederholgenauigkeit<br />

liegt sogar bei 1,4 µm. Die Aufnahmezeit beträgt je<br />

nach Anwendung zwischen 0,2 und 0,4 s. Damit lassen sich Inline-Qualitätskontrollen<br />

auch bei hohen Taktraten durchführen.<br />

Ähnliche Eigenschaften in Bezug auf Genauigkeit und Auflösung<br />

hat der Surfacecontrol SC35x0-30, der für kleinere Objekte<br />

mit einer maximalen Abmessung von 31 ´ 19,5 mm geeignet ist.<br />

<strong>Der</strong> Arbeitsabstand zwischen Sensor und Objekt beträgt bei<br />

DIE SENSOREN ERMÖGLICHEN<br />

HOCHPRÄZISE INLINE-<br />

QUALITÄTSKONTROLLEN AUCH<br />

BEI HOHEN TAKTRATEN<br />

dieser Version 130 mm. Diese Variante bietet neben der hohen<br />

Auflösung von 0,7 µm in z-Richtung auch eine präzise horizontale<br />

Messung mit einer Genauigkeit von 16 µm. Beide Varianten<br />

sind in einem stabilen Aluminiumgehäuse integriert, das die<br />

hohe Schutzart IP67 erfüllt. Damit können die Sensoren auch in<br />

einer rauen Produktionsumgebung eingesetzt werden.<br />

KOMFORTABLE SYSTEMINTEGRATION<br />

Die Integration in ein System zur Qualitätssicherung ist einfach.<br />

Dabei hat der Anwender bzw. Systemintegrator zwei Möglichkeiten.<br />

So können die Daten – es handelt sich hierbei um eine 3D-<br />

Punktewolke der Oberfläche – komplett ausgegeben werden. Für<br />

die schnelle Datenausgabe steht eine Gigabit-Ethernet-Schnittstelle<br />

zur Verfügung, die eine Übertragung gemäß dem Standard<br />

GigE Vision ermöglicht. Damit lassen sich die Daten zur Auswer-<br />

MAGNETISCHE ENCODER<br />

LINEARE & ROTATIVE LÖSUNGEN<br />

• Positionserfassung, Winkel- und Drehzahlmessung<br />

• Berührungslos und völlig verschleiß- und<br />

wartungsfrei<br />

• Extrem präzise, auch bei Verschmutzung<br />

des Maßstabs<br />

SIKO GmbH, www.siko-global.com


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

01 03<br />

01 Die Sensoren arbeiten<br />

nach dem Prinzip der optischen<br />

Triangulation mittels<br />

Streifenlichtprojektion<br />

02 Die Oberflächeninspektion<br />

kommt auch bei der<br />

Defektprüfung von Smartphone-<br />

Gehäusen zum Einsatz<br />

02<br />

04<br />

03 Mit der hohen Schutzart<br />

lassen sich die Sensoren auch<br />

unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen<br />

einsetzen, sogar<br />

die Montage an einem Roboterarm<br />

ist möglich<br />

04 Mit den Surfacecontrol-<br />

Sensoren lassen sich Lösungen für<br />

die Inline-Qualitätskontrolle<br />

implementieren, die je nach Bedarf<br />

die Software 3D-Inspect oder eigene<br />

Softwarelösungen verwenden<br />

SPECIAL<br />

tung problemlos in eine 3D-Bildauswertesoftware übertragen.<br />

Alternativ stehen auch umfangreiche SDKs zur Verfügung, um<br />

entsprechende Software selbst zu entwickeln oder die Funktionalitäten<br />

in eine eigene bereits vorhandene Software zu integrieren.<br />

Eine noch einfachere Integration ergibt sich mit der Verwendung<br />

der Software 3DInspect, die Micro-Epsilon speziell auf die<br />

Anforderungen der typischen Anwendungen angepasst hat. Die<br />

Software lässt sich intuitiv bedienen. Über ein übersichtlich<br />

gestaltetes GUI kann die Parametrierung auch völlig ohne Programmierkenntnisse<br />

erfolgen. In der Software gibt es zahlreiche<br />

vorgefertigte Messprogramme, die zur Erkennung und Auswertung<br />

verschiedenster Eigenschaften der Oberfläche dienen. Die<br />

genaue Messaufgabe kann der Anwender dann mit wenigen<br />

Klicks parametrieren. So lassen sich zum Beispiel Extrempunkte,<br />

Vertiefungen, rechteckige und runde Löcher, Kanten und vieles<br />

mehr erkennen und vermessen. Das Messprogramm wertet dann<br />

automatisiert jede Aufnahme aus und kann über die integrierten<br />

Ausgänge des Sensors die Ergebnisse ausgeben. Zusätzlich ist<br />

auch ein Vergleich mit einer vorgegebenen Geometrie möglich,<br />

das Ergebnis ist dann ein IO/NIO-Signal. Auf diese Weise lässt<br />

sich ein Surfacecontrol-Sensor optimal in eine Inline-Qualitätssicherung<br />

integrieren.<br />

VON BRENNSTOFFZELLEN BIS HIN<br />

ZU ELEKTRONIK-BAUTEILEN<br />

<strong>Der</strong> 3D-Sensor SC3xx0-240 kann in verschiedenen Anwendungen<br />

die Ebenheit von Oberflächen überprüfen. Durch die hohe<br />

Auflösung ist der Sensor auch für Bauteile geeignet, bei der an die<br />

Oberfläche hohe Anforderungen in Bezug auf die Ebenheit gestellt<br />

werden. Ein aktuelles Beispiel hierfür sind Bipolarplatten,<br />

die in Brennstoffzellen benötigt werden. Dichtflächen von Ventilen,<br />

Bremsbeläge oder Smartphone-Gehäusen, in denen Defekte<br />

erkannt werden müssen, sind weitere Bereiche, deren Qualität<br />

verifiziert werden kann. Auch in der Elektronikfertigung spielt<br />

die Oberflächeninspektion eine wichtige Rolle. So werden Leiterplatten<br />

in vielen Fällen einer Qualitätskontrolle unterzogen, um<br />

sicherzustellen, dass die Qualität der Leiterbahnen, Lötstellen<br />

oder Oberflächenbeschichtungen den Vorgaben entspricht. Auch<br />

Fehler, wie Kurzschlüsse, Unterbrechungen oder fehlerhafte<br />

Lötverbindungen können so erkannt werden. Für solche Aufgaben<br />

sind die Sensoren der Serie Surfacecontrol ebenfalls ideal<br />

geeignet. Gerade bei der Überprüfung sehr kleiner Strukturen auf<br />

bestückten Elektronik-Baugruppen kommt der SC35x0-30 zum<br />

Einsatz. Mit ihm lassen sich beispielsweise die richtige Platzierung<br />

von kleinsten SMD-Bauteilen auf der Leiterplatte kontrollieren.<br />

Hierbei ist neben der Höhenmessung in z-Richtung auch<br />

die horizontale Genauigkeit der Messung entscheidend, die der<br />

SC35x0-30 bietet.<br />

SENSOR ERLEDIGT VIELFÄLTIGE<br />

MESSAUFGABEN<br />

Mit den beiden neuen Modellen erweitert Micro-Epsilon sein<br />

Portfolio der 3D-Oberflächenmesstechnik sowohl für kleinere als<br />

auch für größere Oberflächen, die vermessen werden können.<br />

Die Sensoren liefern eine sehr hohe Datenqualität, weswegen die<br />

Auswertung der Daten entsprechend gute Ergebnisse liefert. Mit<br />

den Surfacecontrol-Sensoren lassen sich Lösungen für die Inline-<br />

Qualitätskontrolle implementieren, die je nach Bedarf die Software<br />

3D-Inspect oder eigene Softwarelösungen verwenden. Mit<br />

der hohen Schutzart lassen sich die Sensoren auch unter anspruchsvollen<br />

Umgebungsbedingungen einsetzen, sogar die<br />

Montage an einem Roboterarm ist möglich.<br />

Bilder: Micro-Epsilon<br />

www.micro-epsilon.de<br />

40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

INDUKTIVE IO-LINK-SENSOREN MIT ANALOGAUSGANG<br />

Turck erweitert sein Sensorikprogramm um<br />

induktive Sensoren mit IO-Link und Analogausgang<br />

zur bündigen und nicht-bündigen<br />

Montage. Die Modelle BI11-CK40 und NI11-<br />

CK40 bieten dank integriertem Mikroprozessor<br />

eine verbesserte Linearität und Genauigkeit<br />

inklusive Temperaturkompensation über den<br />

Temperaturbereich von -25 bis 75 °C. Die<br />

Sensoren verfügen über einen klassischen,<br />

einstellbaren Spannungsausgang von 0 bis 10 V sowie einen weiteren, per IO-Link<br />

frei parametrierbaren Schaltausgang. Dieser stellt präzise Messdaten und<br />

umfangreiche Diagnosefunktionen zur vorausschauenden Wartung zur Verfügung.<br />

Zudem erleichtert die einfache Parameterübergabe via IO-Link den<br />

Sensortausch im Fehlerfall und minimiert die Ausfallzeiten in der Produktion. Mit<br />

einer Reichweite bis zu 25 mm und einer minimalen Linearitätsabweichung unter<br />

1 % bei der bündigen und unter 3 % bei der nicht-bündigen Variante bieten die<br />

robusten IP67-Sensoren hohe Präzision und Zuverlässigkeit. Die Bauform schafft<br />

Raum für platzsparende, flexible und einfach umzusetzende Montagelösungen.<br />

www.turck.com<br />

LASERTRIANGULATIONSSENSOR<br />

MIT TOUCHSCREEN-DISPLAY<br />

Die neue Lichtasterserie W10 von Sick<br />

umfasst vier Varianten, die sich in ihren<br />

Arbeitsabständen und Montageoptionen<br />

unterscheiden. Die Sende-LED der Laserklasse 1 liefert in Verbindung mit der<br />

genauen Empfangsauswertezeile präzise Detektionsergebnisse. Erstmals hat<br />

Sick eine Touchscreen-Oberfläche in einem Sensor dieser Art realisiert. Drei<br />

applikationsoptimierte Betriebsarten können über das Display aktiviert werden<br />

sowie eine Vordergrund- oder eine Hintergrundausblendung. Zusätzlich<br />

erlauben Teach-in-Optionen eine bequeme Anpassung des W10 an individuelle<br />

Einsatzszenarien. Ein Edelstahlgehäuse in Schutzart IP69K schützt den Sensor.<br />

Dank IO-Link-Funktionalität bietet der Lichttaster die Möglichkeit der Remote-<br />

Konfiguration und eine effiziente Einbindung der erfassten Sensordaten in ein<br />

bestehendes Automatisierungsnetzwerk. Er erreicht bei Arbeitsabständen<br />

zwischen 25 und 700 mm exakte Detektionsergebnisse mit hoher Wiederholgenauigkeit.<br />

In der Betriebsart Speed liegt die Ansprechzeit bei 1,8 ms.<br />

www.sick.de<br />

LICHTVORHÄNGE ERHÖHEN DIE SICHERHEIT<br />

UND PRODUKTIVITÄT VON PRESSEN<br />

Speziell für den Einsatz in mechanischen Pressen<br />

hat Contrinex die Ausführungen YBES Extended<br />

Slim Typ 4 entwickelt. Die Sicherheitslichtvorhänge<br />

weisen ein Gehäuseprofil von lediglich<br />

26 mm × 26 mm auf und lassen sich platzsparend<br />

und blindzonenfrei installieren. Sie besitzen eine<br />

Auflösung von 30 mm. Durch die Verwendung der<br />

Lichtvorhänge muss das Bedienpersonal keine<br />

physischen Sicherheitsgitter oder -zäune mehr<br />

öffnen, bevor es die Presse be- oder entladen kann. Das spart Zeit und erhöht die<br />

Produktivität. Die Sicherheitslichtvorhänge sind mit Schutzfeldhöhen von 170 bis<br />

1610 mm lieferbar. Sie erfüllen die Anforderungen der Schutzkategorie 4, PLe<br />

(EN/ISO 13849-1) sowie SIL 3 (IEC 61508) und besitzen die TÜV-, CE- und UL-Zertifizierung.<br />

Da die Sicherheitslichtvorhänge zudem über einen EDM-Eingang mit<br />

Relaisüberwachungsfunktion verfügen, sparen Anwender die Kosten für kabelgebundene<br />

Relais. Über die integrierte Bluetooth-Schnittstelle und die App von<br />

Contrinex können die Lichtvorhänge schnell und einfach konfiguriert und<br />

kontinuierlich überwacht werden. Sie sind gegen Überlast und Kurzschlüsse<br />

geschützt und werden über einen Standard-M12-Pigtail miteinander verbunden.<br />

www.contrinex.de<br />

ultrawendig<br />

360°<br />

cube<br />

Neuer, ultrawendiger Ultraschallsensor:<br />

in 5 Abstrahlrichtungen montierbar<br />

dank drehbarem Sensorkopf und<br />

QuickLock-Montagehalterung!<br />

› 3 Tastweiten: von 65 mm bis 5 m<br />

› Komfortable QuickLock-<br />

Montagehalterung<br />

› IO-Link-Schnittstelle<br />

› Ausgangsstufen:<br />

› 1 Push-Pull-Schaltausgang<br />

› 1 Analogausgang + 2 Push-Pull-<br />

Schaltausgänge (umschaltbar)<br />

microsonic.de/cube


SPECIAL SENSORTECHNIK<br />

DRUCKERFASSUNG BIS 2.000 BAR<br />

STW präsentiert im Juni<br />

auf der Sensor+Test einen<br />

umfassenden Sensorikbaukasten.<br />

Unter anderem<br />

stehen Sensoren zur<br />

Erfassung von Druck- und<br />

Medieninformationen im<br />

Fokus. Die Drucksensoren<br />

vom Typ M01 können dank<br />

digitaler Schnittstellen<br />

sowohl Druck als auch Medientemperatur sowie weitere Statusund<br />

Diagnoseinformationen gleichzeitig zur Verfügung stellen.<br />

Die M01-Sensoren eignen sich für die Niedrig- bis Hochdruckerfassung<br />

bis 2.000 bar. Sie sind kompatibel mit den aktuellen<br />

SAE-J1939- und CANopen-Protokollspezifikationen und basieren<br />

auf einer neuentwickelten 32-Bit-Microcontroller-Plattform.<br />

Weiterhin unterstützen die Sensoren das Sent-Protokoll.<br />

Dieses agiert wie die klassische analoge Messwertübertragung<br />

und sendet kontinuierlich unidirektional und störsicher über<br />

eine Drei-Draht-Anbindung. Im Gegensatz zu herkömmlichen<br />

analogen Ausgängen kann Sent jedoch eine Vielzahl an Informationen<br />

gleichzeitig übertragen. Das vereinfacht die Zustandsüberwachung<br />

der Maschine oder des Fahrzeugs und bietet<br />

insbesondere in sicherheitsrelevanten Anwendungen Vorteile.<br />

Neben den M01-Sensoren wird STW auf der Messe Druck-Messfühler<br />

für den Einsatz in Wasserstoff-Applikationen, beispielsweise<br />

Fahrzeugen mit Brennstoffzellen-Basis, vorstellen. Dafür<br />

hat STW verstärkte Messzellen-Designs mit Substraten aus<br />

wasserstoffundurchlässigen Materialien auf Basis von Dünnschichttechnologie<br />

in Kombination mit widerstandsfähigen,<br />

aber hochempfindlichen Funktionsschichten entwickelt, die<br />

diese Herausforderungen meistern.<br />

www.stw-mm.com<br />

2-KANALIGER INDUKTIVER POSITIONS-<br />

SENSOR IN KOMPAKTER BAUFORM<br />

<strong>Der</strong> iC-GI22 von iC-Haus ist ein platzsparender Frontend-<br />

Chip für die Auswertung induktiver Winkelgeber. Er<br />

beinhaltet zwei unabhängige Kanäle mit Kabeltreiber, die<br />

konditionierte 1V-Sinus/Cosinus-Signale ausgeben. Zur<br />

weiteren Auswertung ist ebenfalls ein Sinus-Digitalwandler<br />

integriert, was die Winkelbestimmung für absolute<br />

Geber erheblich vereinfacht. Das induktive Front-End<br />

iC-GI22 beinhaltet die komplette Schaltung zur Spulenansteuerung,<br />

zwei unabhängige Kanäle zur Demodulation,<br />

Signalaufbereitung<br />

und Korrektur, sowie<br />

Kabeltreiber für<br />

industrieübliche<br />

1V-Signale auf<br />

einem Bauraum<br />

von 5 × 5 mm. Ein<br />

Novum ist der<br />

Chip-interne<br />

Interpolator mit SSI-Ausgabe, der einen Startwinkel an die<br />

externe MCU oder Interpolationsschaltung übergeben<br />

kann. So können beim Anschluss des Encoder Prozessors<br />

iC-TW29 absolute Winkel mit mehr als 16 Bit aufgelöst<br />

werden, mit einer Genauigkeit auf dem Niveau optischer<br />

Geber, dank automatischer Fehlerkorrekturen. <strong>Der</strong> iC-GI22<br />

aktiviert bei 2 bis 5 MHz und kann große Pegelunterschiede<br />

auf Empfängerseite ausgleichen. Zur Ansteuerung der<br />

externen Interpolationsschaltung – oder der A/D-Wandler<br />

auf einer MCU – kommen programmierbare Verstärker<br />

zum Einsatz, die kleine bis große Spulensignale akzeptieren<br />

und aufbereiten.<br />

www.ichaus.de<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.: <strong>06</strong>131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />

Tel.: <strong>06</strong>131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: <strong>06</strong>131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: <strong>06</strong>131/992-352,<br />

E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: <strong>06</strong>131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: <strong>06</strong>131/992-371,<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.: <strong>06</strong>131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: <strong>06</strong>131/992-2<strong>06</strong>,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: <strong>06</strong>131/992-241, 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 />

Tel.: <strong>06</strong>123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: <strong>06</strong>123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 14,50 (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Inland: € 99,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € 115,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: <strong>06</strong>131/992-200<br />

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

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149<strong>06</strong>3659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: <strong>06</strong>131/992-401<br />

Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />

Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

Tel.: <strong>06</strong>131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: <strong>06</strong>131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />

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Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />

entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />

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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

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DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

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Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der<br />

Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />

kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />

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an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />

bereits veröffentlicht wurden.<br />

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Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />

zur Feststellung der Verbreitung von<br />

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42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> www.derkonstrukteur.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 07-08/<strong>2024</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 05. 08. <strong>2024</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 19. 07. <strong>2024</strong><br />

01<br />

02<br />

03<br />

04<br />

01 Müssen Lasten schnell, einfach und sicher<br />

transportiert werden, kommen Tragelemente<br />

mit beweglichen Schäkeln zum Einsatz<br />

Bild: Halder<br />

02 Highspeed-Umrichter minimieren<br />

die Motorerwärmung und sorgen für einen<br />

verbesserten Systemwirkungsgrad<br />

Bild: Sieb & Meyer<br />

DER DIREKTE WEG<br />

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03 Detektierbare Bedienteile und Normelemente<br />

aus Kunststoff erfüllen höchste Anforderungen<br />

an Hygiene, Qualität und Sicherheit<br />

Bild: Norelem<br />

04 Kleinantriebe finden durch ihre Vielseitigkeit<br />

auch da Anwendung, wo man nicht mit ihnen<br />

rechnet — zum Beispiel in elektronischen Spieldosen<br />

Bild: Kleinkunst aus dem Erzgebirge Mueller GmbH<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

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MADE TO MEASURE PRESSURE<br />

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