Der Konstrukteur 06/2024
Der Konstrukteur 06/2024
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 />
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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 />
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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 />
ELEKTRONISCHE DRUCKSCHALTER<br />
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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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 />
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live auf der ACHEMA.<br />
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allen Richtungen sicher in einem<br />
einzigen Ausbruch durchführen!<br />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>06</strong> 43
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