antriebstechnik 3/2025

19174

03

April 2025

€ 16,50

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.

100 JAHRE

ZYKLOIDGETRIEBE

Präzision, Zuverlässigkeit und Effizienz

antriebstechnik.de

MULTIMEDIAL VERNETZT

KUNDEN GEWINNEN!

FÖRDERTECHNIK

MATERIALFLUSS

LOGISTIK

FLUIDTECHNIK

Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne!

Carmen Müller-Nawrath

Head of Sales

Telefon: 0049/6131/992-245

c.nawrath@vfmz.de

Profitieren Sie von unserem

einmaligen Mediennetzwerk!

EDITORIAL

SILBERSTREIF AM HORIZONT

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

wie auch immer das Urteil zur Hannover Messe ausfällt,

sie ist auf jeden Fall ein Stimmungsbarometer. Und die

Stimmung war dort eher besser als in den letzten Jahren.

Woran das lag, ist schwer zu sagen. Es könnten die überraschend

guten Wirtschaftszahlen aus dem Februar sein.

Da meldet der VDMA ein Orderplus von 8 Prozent gegenüber

dem Vorjahr. Oder sind es die Aussichten auf Gewinne durch

den Einsatz von Künstlicher Intelligenz? Immerhin schätzt

eine Studie von VDMA und PwC, dass durch konsequenten

Einsatz von KI ein Profitabilitätsplus von 10 Prozent möglich

ist – das wären 28 Milliarden Euro.

Und was macht der Gesetzgeber? Der könnte Innovationen

durch Gesetze vorantreiben. Auf der Bauma waren Retrofit-

Kits zu sehen, die herkömmliche Bagger in Elektrobagger

verwandeln. Verbrenner raus, Elektrokit rein und emissionsfrei

arbeiten. Das gibt es, weil unter anderem in einigen

Städten der Niederlande seit 2025 nur noch CO 2

-neutral

gebaut werden darf. So einfach entstehen neue Geschäftsfelder

für flexible Unternehmen. Flexibilität, um Trends und

Chancen zu erkennen und zu nutzen. Es ist zu hoffen, dass

dies möglichst vielen gelingt. Einige Beispiele für innovative

und erfolgreich umgesetzte Ideen im Maschinenbau haben

wir in dieser Ausgabe versammelt. Viel Freude beim Lesen,

Messbereiche

-50 bis 900 °C

NEU

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Temperaturmessung

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alle Industrieanwendungen

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über analoge und digitale Schnittstellen

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28

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EDITORIAL

03 Silberstreif am Horizont

SOFTSTARTER

06 STANDPUNKT

Industrie 4.0: Erfolgsfaktoren digitaler Lösungen

07 Menschen, Märkte, Unternehmen

11 Digitales Retrofit einer 60-jährigen Fräse:

Skillmill – zurück in der Zukunft

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN

12 TITEL

Zykloidgetriebe: 100 Jahre Cyclo-Prinzip –

die Innovation geht weiter

TITELBILD

Sumitomo Drive

Technologies,

Markt Indersdorf

18

KUPPLUNGEN UND BREMSEN

22 Öl- und Gasfedern:

Fahrkomfort mit Sicherheit

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK

ELEKTROMOTOREN

18 INTERVIEW

Sondermotoren: Synchron-Reluktanzmaschine

zur Effizienzsteigerung

SENSORIK UND MESSTECHNIK

32 Integriert in flache DC-Motoren:

Induktive Encoder, die platzsparende Alternative

36 Ex-geschützte Längen- und Winkelmessgeräte:

Hochgenau messen ohne Risiko

11

4 antriebstechnik 2025/03 www.antriebstechnik.de

SPECIAL

ANTRIEBSTECHNIK IN DER AUTOMATION

26 BiSS-Schnittstelle:

Zertifizierung sichert Interoperabilität

28 Linearaktuatoren:

Modulares Konzept für hochflexiblen Antrieb

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

38 Getriebeauslegung:

Geometrien zeiteffizient ermitteln

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG

40 Schlüssel der Transformation:

Digitale Getriebe-Zwillinge entwickeln

SERVICE

25 Impressum

MEIN TIPP

Präzision auf kleinstem Raum, das ermöglichen

induktive Encoder. Die platzsparende Encoder-

Technologie bietet daher viele Vorteile in Robotik,

Medizintechnik und der Industrieautomation.

Langlebigkeit und hohe Widerstandsfähigkeit

gegen elektromagnetische Störungen zeichnen

sie aus. Wie induktive Sensoren funktionieren

und was bei der Motor-Feedback-Integration in

BLDC-Flachmotoren zu beachten ist, erklärt ein

Hersteller von Miniaturantrieben ab Seite 32.

Felix Berthold, Redakteur, F.Berthold@vfmz.de

Hochpräzise,

kompakt

und effizent

Bestens geeignet, wenn exakte

Bewegungskontrolle und hohe

Drehmomentübertragung auf

kleinstem Bauraum erforderlich

sind, wie z. B. in der Robotik oder

Medizintechnik. Dank ihrer einzigartigen

Verzahnungstechnologie

bieten maxon Wellgetriebe

einen hohen Wirkungsgrad und

eine gute Rückdrehbarkeit.

Mehr Informationen unter:

www.maxongroup.de

26

Precision Drive Systems

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2025/03 5

STANDPUNKT

INDUSTRIE 4.0

ERFOLGSFAKTOREN

DIGITALER LÖSUNGEN

Von neuen Methoden der Monetarisierung durch digitale

Lösungen ist häufig die Rede. Dass Kundenzentrierung und

methodisches Vorgehen Schlüssel zum Erfolg darstellen, ist klar.

Was aber darüber hinaus notwendig ist, um neue Ideen in die

Praxis umzusetzen, dazu gibt Dr. Donatus Weber Auskunft.

Als Geschäftsführer von Jagenberg Digital Solutions und

Stream Leader bei Digital Industries World sowie

Vorstandsmitglied des VDMA bringt er die nötige Expertise mit.

Um digitale Services zu vermarkten

und die Digitalisierung in

unserem Unternehmen generell

voranzutreiben, halten wir uns

an bewährte Business-Prinzipien und

gehen kundenzentriert sowie strukturiert

vor. Ein zentraler Bestandteil unseres

Ansatzes ist der Einsatz von Werkzeugen

wie dem klassischen Business Model

Canvas und dem Monetarisierung-

Canvas des VDMA. Diese helfen uns,

Ideen auf Herz und Nieren zu prüfen und

die Erfolgsaussichten realistisch einzuschätzen.

Viele Unternehmen zögern,

weil sie glauben, ihre Kunden gut zu

kennen, oder weil sie sich auf veraltete

Ansätze verlassen. Dabei wird oft

übersehen, wie wichtig es ist, sich an den

aktuellen und tatsächlichen Bedürfnissen

der Kunden zu orientieren. Genau hier

setzen wir an: Unsere Lösungen entstehen

in engem Austausch mit den Anwendern

und durch die konsequente Anwendung

eines strukturierten und interdisziplinären

Entwicklungsprozesses. Dabei

nehmen wir uns die Zeit, auf oberster

Führungsebene Business Cases ausführlich

zu analysieren. Mithilfe des Business

Model Canvas und des Monetarisierungs-

Canvas schaffen wir Transparenz und

treffen auf dieser Basis fundierte Entscheidungen.

Dabei werden alle relevanten

Abteilungen einbezogen – von

Vertrieb und Controlling bis hin zu

Technik und IT. Hat man einen Business

Case in beiden Canvas-Modellen

komplett durchgespielt, und sieht er

immer noch erfolgversprechend aus,

dann liegt eine qualitative – und in

Anfängen auch schon eine quantitative –

Bewertung hinsichtlich der Erfolgsaussichten

vor. Damit kann der Case dem

Vorstand präsentiert und seine Umsetzung

empfohlen werden. Nur 25 %

unserer Ideen bestehen den Canvas, aber

genau diese schaffen es schließlich zur

Marktreife. Die Geschäftsleitung ist hier

also der entscheidende Treiber für

Impulse und Innovation. Und sie hat den

Überblick über sämtliche Abteilungen

und kann sich ohne Umwege Informationen

beschaffen, die für das Durchspielen

eines Business Case benötigt werden.

Deshalb ist das Ausfüllen der Canvas-

Modelle auch tatsächlich Chefsache.

Ebenfalls kann nur das C-Level-Management

den für Innovationen nötigen

Freiraum schaffen und Entscheidungen

treffen, die manchmal über kurzfristige

ROI-Kalkulationen hinausgehen. Ein

reines Fokussieren auf ‚revenue-driven‘

Produktentwicklung reduziert den Raum

für Innovationen. Gerade bei digitalen

Lösungen braucht es den Mut, Risiken

einzugehen – aber eben kalkulierte

Risiken. Wir raten Unternehmen, die ihre

Digitalisierung starten, ganz klar:

Zuerst mit ihren Kunden sprechen.

Anschließend den möglichen Business

Case evaluieren. Dabei am Besten mit

kleinen Projekten beginnen, etwa der

sinnvollen Visualisierung von Daten. Die

Auswahl oder Entwicklung von Lead

Usern, denen die angedachte Lösung zum

REIN AM UMSATZ

ORIENTIERTE

ENTWICKLUNG

NIMMT RAUM FÜR

INNOVATIONEN –

BEI DIGITALEN

LÖSUNGEN

BRAUCHT ES DEN

MUT, RISIKEN

EINZUGEHEN

Dr. Donatus Weber,

Geschäftsführer Jagenberg

Digital Solutions,

Stream Leader DIW e.V.

und Vorstandsmitglied

VDMA e.V.

Testen zeitlich begrenzt und kostenlos

zur Verfügung gestellt wird, ist sinnvoll.

Digitalisierung ist kein Hexenwerk, aber

sie erfordert, dass man sich den Herausforderungen

stellt und die Bedürfnisse

seiner Kunden ernst nimmt. Und vor

allem: Offenbleiben für neue Ansätze und

nicht von kurzfristigen ROI-Zielen

bremsen lassen.

www.jagenberg.com


SOFTSTARTER

OP-MIKROSKOP GEWINNT MANUS-AWARD

Ein mobiles OP-Mikroskop des Unternehmens Prechtl Tech Solutions für strukturschwache

Länder hat den Manus Kunststoffgleitlager-Wettbewerb 2025 gewonnen.

Eine Fachjury würdigte die Ingenieure, die schmierfreie Polymerlager

eingesetzt haben und damit die Ausfallsicherheit des Mikroskops erhöhen

konnten. Zu den weiteren Gewinnern des Wettbewerbs zählen ein Fahrradauflieger

für die Paketzustellung, eine KI-Hacke für die Landwirtschaft und eine

Agri-Photovoltaikanlage mit Bewässerung- und Bewirtschaftungssystem. Sie alle

haben durch den Umstieg auf schmierfreie Gleitlager aus Hochleistungskunststoff

ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Vorteile geschaffen.

Mit dem grünen Manus und 3.000 Euro Preisgeld würdigt Igus Projekte, die sich

durch einen besonders nachhaltigen Ansatz auszeichnen. In dieser Kategorie hat

2025 das französische Unternehmen TSE gewonnen. Das Produkt ist eine Agri-Photovoltaikanlage für Landwirte, die von großen

Igubal-Stehlagern aus Hochleistungskunststoff profitieren. Die Jury betonte hier den Vorteil, dass durch den Verzicht auf Schmiermittel

eine Kontamination des Bodens durch austretende Schmierstoffe ausgeschlossen sei.

www.igus.de

JAT KOOPERIERT MIT

PRECISIONEERS GROUP

Ihr Nutzen ist unser Antrieb

Die Jenaer Antriebstechnik

GmbH (JAT) erweitert ihr

Geschäft und arbeitet künftig

mit der US-amerikanischen

Precisioneers Group zusammen.

Diese Partnerschaft ermöglicht

es, die Antriebssysteme von JAT

gezielt auf dem nordamerikanischen

Markt anzubieten. Durch

die Zusammenarbeit mit der

Precisioneers Group ergänzt JAT

deren Angebot um essenzielle

Bausteine, um umfassende

Komplettlösungen bereitzustellen.

Die hochpräzisen Antriebslösungen

des Jenaer Herstellers

sind unverzichtbar für exakte

Positionier- und Bewegungsprozesse

in der Photonik-,

Optik- und Halbleiterindustrie.

Damit trägt JAT entscheidend

dazu bei, dass Precisioneers ein

vollständiges Lösungsangebot

für den US-Markt anbieten kann.

Die Zusammenarbeit wurde in

der vergangenen Woche offiziell

besiegelt – mit der Unterzeichnung

durch Simon Schwinger

(links), Geschäftsführer der

JAT, und Stefan Götz (rechts),

Geschäftsführer der

Precisioneers Group und der

Piezosystem Jena GmbH.

www.jat-gmbh.de

WELLENKUPPLUNGEN

starr | drehstarr | drehelastisch

www.ringspann.de

SOFTSTARTER

60 JAHRE NORD

G.A. Küchenmeister und Günter Schlicht gründeten am

1. April 1965 die Firma Nord Drivesystems. Seitdem hat sich das

Familienunternehmen zu einem bedeutenden Systemanbieter

für mechanische und elektronische Antriebstechnik mit

weltweit über 4.800 Beschäftigten entwickelt. In diesem Jahr

feiert das Unternehmen sein 60-jähriges Firmen jubiläum.

Im Jahr 1977 begann der Bau des heutigen Zahnradwerks

Nord in Glinde für die Fertigung von Verzahnungsteilen.

1979 wurden die ersten Tochtergesellschaften im Ausland

gegründet, in den USA, Frankreich und Schweden. Heute ist das

Unternehmen mit 48 Tochtergesellschaften in 36 Ländern und

weiteren Vertriebspartnern in über 50 Ländern präsent. Nord

erweiterte seine Produktion um die Eigenfertigung von

Elektromotoren und begann kurz darauf mit der Herstellung

von Elektronikkomponenten in Aurich. Aufgrund der hohen

Nachfrage ist das Tochterunternehmen Nord Electronic

Drivesystems im niedersächsischen Aurich seither stetig

gewachsen. Im Jahr 1991 entstand in Gadebusch die Fertigungstechnik

Nord, ein Werk für die spanende Bearbeitung zur

Herstellung von Gehäusen und Wellen. Die Werke in Deutschland,

Italien, Polen, den USA und China werden ständig

erweitert und modernisiert. Am Stammsitz in Bargteheide

entstand zuletzt ein modernes Verwaltungsgebäude. 1981 hat

Nord das Blockgehäuse-Konzept entwickelt, eine bahnbrechende

Erfindung für die industrielle Fertigung von Getriebe

ge häusen. Kurz vor dem Jahreswechsel 2022/23 konnte Nord

erstmals die Umsatz grenze von 1 Mrd. Euro überschreiten.

www.nord.com

VERNETZEN SIE SICH MIT

www.antriebstechnik.de

digital.antriebstechnik.de

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www.antriebstechnik.de/xing

NEUER CEO FÜR LMT TOOLS GROUP

Die LMT Group hat Oliver Thomas,

Geschäftsführer von LMT Fette

Werkzeugtechnik und LMT Kieninger,

zum neuen CEO der LMT Tools Group

ernannt. Oliver Thomas ist seit

April 2022 Geschäftsführer von

LMT Fette Werkzeugtechnik und

LMT Kieninger und verfügt über

umfassende Erfahrung in der

Unternehmens führung. In seiner

neuen Rolle wird er die strategische

Neuausrichtung von LMT Tools weiter vorantreiben und das

Unternehmen für die Zukunft ausrichten. „Ich freue mich

darauf, gemeinsam mit unserem engagierten Team die Zukunft

von LMT Tools aktiv zu gestalten. Unsere Strategie wird darauf

ausgerichtet sein, unsere Stärken gezielt einzusetzen, um

innovative Lösungen für unsere Kunden zu entwickeln und das

Unternehmen nachhaltig zu stärken“, sagt Oliver Thomas.

Seit Oktober 2024 hatte Joachim Dittrich, CEO von Fette

Compacting, übergangsweise die Geschäftsführung von

LMT Tools übernommen, nachdem sein Vorgänger das Unternehmen

verlassen hatte. Joachim Dittrich wird Oliver Thomas

und das Führungsteam in der Übergangsphase weiterhin

begleiten, um eine reibungs lose Übergabe und Kontinuität in

der Unternehmensführung sicherzustellen.

www.lmt-tools.com

SCHAEFFLER MIT STABILEM

GESAMTERGEBNIS

Die Schaeffler

Gruppe hat ihre

Zahlen für das

Geschäftsjahr

2024 veröffentlicht.

Der

Umsatz lag bei

18,2 Milliarden

Euro (Vorjahr:

16,3 Milliarden

Euro). Das währungsbereinigte Umsatzwachstum lag bei

12,9 Prozent und ist auf den Umsatzbeitrag der Tochtergesellschaften

der infolge der Verschmelzung erloschenen

Vitesco Technologies Group zurückzuführen. Diese werden

seit dem 1. Oktober vollständig in den Konzernabschluss

einbezogen. Deren Umsatzbeitrag betrug 1.949 Millionen

Euro. Schaeffler erzielte ein Ergebnis vor Finanzergebnis,

Ertragssteuern (EBIT) und Sondereffekten von 811 Millionen

Euro (Vorjahr: 1.187 Millionen Euro). Dies entspricht einer

EBIT-Marge vor Sondereffekten von 4,5 Prozent (Vorjahr:

7,3 Prozent). Der Free-Cash-Flow vor Ein- und Auszahlungen

für M&A-Aktivitäten lag bei 363 Millionen Euro (Vorjahr: 421

Millionen Euro) und übertraf damit die angepasste Prognose

von 200 bis 300 Millionen Euro. Das Konzernergebnis lag bei

minus 632 Millionen Euro (Vorjahr: 309 Millionen Euro) und

war durch Sondereffekte in Höhe von 725 Millionen Euro

belastet, die unter anderem aus Restrukturierungskosten

resultierten. Das Ergebnis je Aktie lag bei minus 0,86 Euro

(Vorjahr: 0,46 Euro), das Konzernergebnis vor Sondereffekten

bei 93 Millionen Euro (Vorjahr: 623 Millionen Euro).

www.schaeffler.com


ZIEHL-ABEGG ERHÄLT

PLUS X AWARD

Die neue Generation der

Ventilatoreinheit ZAplus von

Ziehl-Abegg wurde mit dem

renommierten Plus X Award

ausgezeichnet. Das Produkt überzeugte die Fachjury

in gleich fünf Kategorien: Innovation, High Quality,

Bedienkomfort, Funktionalität und Ökologie.

Mit der Weiterentwicklung des erfolgreichen ZAplus-

Systems setzt das Unternehmen neue Maßstäbe in

der Energieeffizienz und Geräuschreduktion.

„Die Schallemission und der Energieverbrauch sind

deutlich gesenkt“, erklärt Joachim Ley, Vorstandsvorsitzender

von Ziehl-Abegg. „Damit können in vielen

Fällen zusätzliche Schalldämmungen entfallen und

Lärmgrenzwerte problemlos eingehalten werden.“

Besonders für Betreiber von Supermärkten oder

industriellen Rückkühlsystemen sind leise und

effiziente Lüftungslösungen von großer Bedeutung.

Mit der Auszeichnung beim Plus X Award unterstreicht

Ziehl-Abegg erneut seine führende Rolle

in der Luft-, Regel- und Antriebstechnik. „Diese

Anerkennung bestätigt unsere Innovationskraft und

unseren Anspruch, energieeffiziente und geräuscharme

Lösungen für die Industrie zu entwickeln“, so Ley.

www.ziehl-abegg.com

NEUGART ERÖFFNET HOCHMODERNES WERK

KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18

Neugart hat ein

hochmodernes

Werk am Stammsitz

in Kippenheim

eröffnet und will

damit ein Zeichen

für Wachstum,

Innovation und

Effizienz in der Produktion setzen. Der Hersteller von Präzisionsgetrieben

und Antriebssystemen investierte mehr als 25 Millionen Euro.

Rund 7.000 Quadratmeter Nutzfläche hat der Neubau, der dank seiner

energieautarken Gebäudetechnik über eine herausragende Nachhaltigkeitsbilanz

verfügt: 100 Prozent der benötigten Energie stammen aus

Ökostrom, und eine Photovoltaik-Anlage auf dem Gründach erzeugt

leistungsstarke 550 kWp, was dem Bedarf von etwa 360 Haushalten

entspricht. Mit seiner fast hundertjährigen Tradition fokussiert sich das

Familienunternehmen auf Zukunft, Digitalisierung und internationale

Expansion. Werk 3 soll ein Symbol für diese langfristige Vision sein.

www.neugart.com

Zahnriemen

[ unsere große Liebe! ]

Der neue

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Zahnriementechnik aus Porta Westfalica. Das ist Bewegung.

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SOFTSTARTER

ZAHLREICHE FACHKOLLOQUIEN IN FREIBERG

Das 76. BHT – Freiberger

Universitätsforum findet vom

4. bis 6. Juni 2025 an der

TU Bergakademie Freiberg statt

und bietet eine interdisziplinäre

Plattform für den Austausch

zwischen Wissenschaft, Wirtschaft

und Gesellschaft. Die Veranstaltung

widmet sich aktuellen Themen wie nachhaltiger Ressourcennutzung, Kreislaufwirtschaft,

Digitalisierung und Energiewende. Ein besonderes Highlight ist die Eröffnung mit

dem 34. Krüger-Kolloquium, in dem Prof. Dr. Birte Platow (TU Dresden, ScaDS.AI) in ihrer

Keynote die Auswirkungen von Künstlicher Intelligenz auf das menschliche Selbstverständnis

beleuchtet. Neben dieser zukunftsweisenden Diskussion präsentieren zahlreiche

Fachkolloquien neueste Forschungsergebnisse, darunter zur elektrischen Antriebstechnik,

nachhaltigen Glasproduktion, Robotik sowie zur internationalen Zusammenarbeit

mit Japan und Afrika. Das Kolloquium „Elektrische Antriebstechnik“ umfasst

15 Beiträge von Referenten deutscher Universitäten und Unternehmen. Das Forum

knüpft an die Tradition des „Berg- und Hüttenmännischen Tags“ von 1947 an.

www.tu-freiberg.de/bht

FLENDER: KLIMAZIELE WISSEN-

SCHAFTLICH BESTÄTIGT

Die Science Based Targets Initiative (SBTi) hat

die Klimaziele von Flender geprüft und

bestätigt. Bis 2025 strebt das Unternehmen

Netto-Null-Emissionen an. Der Anbieter von

technologiegetriebenen Antriebslösungen

verpflichtet sich, seine absoluten Treibhausgas

(THG)-Emissionen für Scope 1 und 2 bis

2030 um 63 Prozent im Vergleich zu 2021 zu

senken. Zudem sollen die Emissionen für

Scope 3 im gleichen Zeitraum pro Tonne

verkauftes Produkt um 51,6 Prozent sinken.

Um diese Ziele zu erreichen, setzt Flender auf

Energieeffizienz und den Einsatz erneuerbarer

Energien. Der Standort Bocholt nutzt beispielsweise Abwärme aus der Härterei zur

Beheizung, was jährlich 2,4 Millionen Kilowattstunden Erdgas spart. Die Standorte in

Nordrhein-Westfalen beziehen grünen Strom aus Wind- und Solarparks über ein Power

Purchase Agreement. Zusätzlich produziert das Unternehmen in Indien und Deutschland

seinen eigenen Strom mit Photovoltaikanlagen und stellt weltweit Ladestationen für

Elektrofahrzeuge bereit.

www.flender.com

IFM LEGT BILANZZAHLEN

FÜR 2024 VOR

Nachdem in

den vergangenen

Jahren der

Umsatz stets

gestiegen war,

musste IFM

für 2024

gemäß

vorläufigem

Konzernabschluss

einen

Rückgang von 2,9 Prozent auf jetzt

1,37 Mrd. Euro hinnehmen. Dass das

Unternehmen einen vergleichsweise

geringen Umsatzrückgang zu verzeichnen

hat, liege an der weltweiten

Ausrichtung der Gruppe, wodurch im

abgelaufenen Geschäftsjahr die

europäische und asiatische Marktschwäche

durch Absatzsteigerung im

nord- sowie südamerikanischen Raum

teilweise kompensiert werden konnte.

Das Ergebnis (EBIT) liegt mit 4,8 Prozent

nur leicht unter den Vorjahreswert

(5,8 Prozent). Die Personalstärke

blieb im Vergleich zum Vorjahr mit

rund 8.750 Mitarbeitern nahezu

unver ändert. Davon sind rund 1.500 in

Forschung und Entwicklung beschäftigt.

Dadurch sieht sich die IFM-

Unternehmensgruppe auch gut

für die Zukunft gerüstet, wie CFO

Christoph von Rosenberg betont:

„Zwar sind die weltpolitischen

Entwicklungen, die Auswirkungen

auf unsere wichtigen Absatzmärkte

haben, schwer vorherzusehen.

Aber wenn sich die gesamtwirtschaftliche

Lage wieder positiv entwickelt,

werden wir auf jeden Fall davon

überdurchschnittlich profitieren, da

wir auch 2024 konsequent in Innovation

und Wachstum investiert haben.“

www.ifm.com

MODERATER UMSATZRÜCKGANG BEI IGUS UND 277 NEUHEITEN

Trotz der herausfordernden geopolitischen und wirtschaftlichen Lage im

Jahr 2024 konnte Igus die Anzahl der aktiven Kunden um fünf Prozent

steigern und die Umsatzmilliarde halten. Mit einem Umsatz von

1,105 Milliarden Euro verzeichnete das Unternehmen einen vergleichsweise

moderaten Umsatzrückgang von 2,5 Prozent. „Die sich verändernden

politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen gehen auch

an uns nicht spurlos vorbei“, erklärt Tobias Vogel, Geschäftsführer Gleit -

lager- und Lineartechnik bei Igus. „Auch wir schauen – wie viele unserer

Kunden – auf Einsparungen und gesteigerte Effizienz, zum Beispiel durch

verstärkte Automatisierung in unserer Fabrik. Unser Fokus liegt aber immer auf der Frage: Was hat der Nutzer davon?

Die Herausforderungen sind für uns erst recht ein Ansporn, neue Wege zu gehen und die Innovationskraft ‚made in Germany‘

unter Beweis zu stellen, um sowohl unsere als auch die Wettbewerbsfähigkeit unserer Kunden zu stärken.“ In diesem Jahr

präsentiert das Kölner Unternehmen mit 277 Motion-Plastics-Neuheiten eine Rekordzahl an Innovationen – und investiert

dafür weiter in die Forschung, Entwicklung und Produktion neuer technischer Lösungen.

www.igus.de


DIGITALES RETROFIT EINER 60-JÄHRIGEN FRÄSE

SKILLMILL: ZURÜCK IN DER ZUKUNFT

SOFTSTARTER

Grüner Schlaglack und 1,5 Tonnen schwer, es ist

eine Maschine wie sie zu Tausenden in deutschen

Betrieben steht. Doch die hier vorgestellte Fräse

von Friedrich Korradi hat nun Skills und kann

mehr. Einige Hardwareumbauten und vor allem

ein Digitaler Zwilling ermöglichen bisher

undenkbare Erweiterungen, Zeitersparnis und

Präzision. Zudem unterstützt der Digitale Zwilling

die Integration in Industrie 4.0-Anwendungen.

Vor zwei Jahren wurde die 60 Jahre alte Friedrich Korradi-

Fräse angeliefert. Mit einem Retrofit liebäugelt Andreas

Wagner von der RPTU Kaiserslautern-Landau schon

länger. Seine Idee: Die Maschine so umzurüsten, dass

sie skillbasiert arbeiten kann. Er promoviert zum Thema Skills

und sieht Retrofitting als günstige Option, um neueste Technologien

mit alten Maschinen zu verbinden. „Viele Unternehmen

nutzen die Möglichkeiten von Industrie 4.0-Technologien nicht,

weil sie denken, sie müssen dann neue Maschinen anschaffen“,

erklärt er. „Ich will zeigen, dass das nicht richtig ist. Die Digitalisierung

kann überall Einzug halten.“

Die Maschine wurde mit Vorschubmotoren, Digitalem Zwilling

und CNC-Steuerung ausgestattet. Die Fähigkeiten der Fräse sind

nun als Skills aufrufbar, wie etwa das Fräsen von Rechteck- oder

Kreistaschen. Sie sind über eine einheitliche OPC UA-Schnittstelle

ansteuer- und parametrisierbar. Der Digitale Zwilling kalkuliert

vor Arbeitsbeginn unter anderem Kosten und Energiebedarf,

plant die Trajektorie und prüft diese auf Kollisionen. Somit übernimmt

er die Rolle eines CAM-Systems und gibt Informationen

zurück, die zum Beispiel zur Erstellung eines Angebots genutzt

werden können. Der Digitale Zwilling hilft, den ganzen Planungsprozess

zu automatisieren und zu optimieren. Geometrische

Features eines Bauteils können nun mithilfe modernster

Industrie 4.0-Paradigmen direkt aus dem CAD heraus gefertigt

werden. Das spart zeitaufwendige Programmierarbeit. Bei der

Suche nach passenden Maschinen für einen bestimmten Auftrag,

meldet sich die Skillmill wie auch alle weiteren Maschinen mit

ähnlichen Fähigkeiten im Maschinenpark gemäß dem skillbasierten

Ansatz automatisch zurück. Um sicherzustellen, dass

ein Skill mit seinen spezifischen Parametern ausführbar ist, führt

der Digitale Zwilling im Vorfeld einen Feasibility-Check durch.

„Alte Maschinen stehen auch heute noch in Produktionshallen

herum“, sagt Wagner. Das Beispiel zeigt, dass auch solche Maschinen

durch ein Retrofitting in die Zukunft transferiert werden

können. „Denkbar wäre, dass sie über den Digitalen Zwilling in

Datenräume eingebunden werden, wie sie mit Gaia-X oder Manufacturing-X

angedacht sind“, erklärt Wagner. „Dann könnte die

Maschine ihre Skills dort anbieten und diese dann von anderen

Unternehmen gemietet werden.“ Durch den Digitalen Zwilling

kann die Maschine einen anfragenden Kunden zudem exakt über

die Arbeitsdauer, den CO 2

-Fußabdruck, den Energiebedarf oder

den Preis informieren.

Bild: A. Sell/Smartfactory-KL

www.smartfactory.de

SAFETY

DREHGEBER

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TITEL


TITEL


ZYKLOIDGETRIEBE

100 JAHRE CYCLO-PRINZIP:

DIE INNOVATION GEHT WEITER

Sumitomo Drive Technologies feiert

100 Jahre Zykloidgetriebe und damit ein

Jahrhundert deutscher Ingenieurskunst.

Seit der Erfindung des Cyclo-Prinzips durch

den Norddeutschen Lorenz Braren im Jahr

1925 steht diese Technologie für Präzision,

Zuverlässigkeit und Effizienz. Seit 1937

hat Sumitomo die Lizenzen für das

Cyclo-Prinzip, welches nicht nur die

industrielle Automatisierung revolutioniert,

sondern auch die Robotik nachhaltig

geprägt hat. Die antriebstechnik sprach mit

Michael Berger, Produkt Manager Motion

Control Drives, über Gegenwart und

Zukunft der Zykloidgetriebe.



TITEL

Herr Berger, Zykloidgetriebe spielen eine wichtige Rolle in

der Robotik, aber sind nicht nur dort im Einsatz. In welchen

Anwendungen können Zykloidgetriebe ihre Stärken noch

ausspielen?

BERGER: Zykloidgetriebe, auch als Cyclo-Getriebe bekannt,

sind aus der modernen Robotik kaum wegzudenken. Ihre

hohe Präzision, Wiederholgenauigkeit und Kompaktheit machen

sie zur ersten Wahl für anspruchsvolle Anwendungen.

Die Stärken dieser Antriebstechnologie reichen aber weit über

die Robotik hinaus. Gerade in Bereichen, in denen Robustheit,

Stoßbelastbarkeit und Langlebigkeit gefordert sind,

entfalten Zykloidgetriebe ihr Potenzial. Dazu gehören Werkzeugmaschinen,

Verpackungsanlagen, die Medizintechnik

sowie automatisierte Lager- und Fördersysteme. Die Zukunft

der Cyclo-Getriebe liegt in der Integration

in intelligente, vernetzte Syste-

02

me. Mechatronische Einheiten,

die Getriebe, Motor sowie die

02 Die DA-Serie stellt die

neueste Generation von

Cyclo-Präzisionsgetrieben bei

Sumitomo dar

03 TUAKA Aktuatoren von

Sumitomo eignen sich

hervorragend für

Cobot-Anwendungen

Sensorik kombinieren, eröffnen neue Möglichkeiten für dezentrale

Automatisierungslösungen.

Der moderne Maschinenbau lebt häufig von Individualisierung.

Wie flexibel sind die Zykloidgetriebe von Sumitomo

Drive Technologies?

BERGER: Richtig, der moderne Maschinenbau fordert zunehmend

maßgeschneiderte Lösungen. Unsere Cyclo-Getriebe

sind in hohem Maße flexibel einsetzbar. Einerseits realisieren

wir individuelle Kundenlösungen, die exakt auf spezielle Anforderungen

zugeschnitten sind. Andererseits bieten wir ein

durchdachtes modulares Baukastensystem, welches unseren

Kunden maximale Flexibilität bei der Konfiguration ihrer Antriebslösungen

ermöglicht – ohne dabei auf bewährte Standards

verzichten zu müssen.

Auch die Interaktion mit Komponenten anderer Hersteller ist

problemlos und für uns Alltag. Die enge Zusammenarbeit mit

Kunden und Partnern spielt dabei eine zentrale Rolle – denn

nur im Dialog entstehen Lösungen, die in der Praxis wirklich

überzeugen.

Wie integriert Sumitomo Drive Technologies die Prinzipien

von Industrie 4.0 und die Digitalisierung in seine Produkte

und Lösungen?

BERGER: Bei Sumitomo Drive Technologies ist Industrie 4.0

längst gelebte Realität. Wir verbinden hundert Jahre Erfahrung

im Getriebebau mit modernsten digitalen Technologien.

Ein Beispiel dafür ist unsere hochintegrierte Aktuator-Serie

TUAKA. Die Serie vereint Getriebe, Motor, Sensorik und An-

03

Die Dreherei der Cyclo Getriebebau Lorenz Braren KG im Jahre 1948


TITEL


triebsregler in einem kompakten Design und ist daher ideal

für Anwendungen geeignet, bei denen es auf Präzision, Dynamik

und Echtzeitfähigkeit ankommt – etwa in der Robotik

oder Medizintechnik. Performance-Daten können hier

durch ein ausgereiftes Thermomanagement, einen integrierten

Drehmomentsensor sowie ein erweiterbares

Sicherheitssystem überwacht werden.

Im Bereich der Industriegetriebe setzen wir auf unser

Condition Monitoring System EYE. Dieses System

erfasst eine Vielzahl relevanter Betriebsparameter

wie Vibration, Temperatur, Drehzahl oder

Ölqualität und ermöglicht so eine kontinuierliche

Bewertung des Getriebezustands.

Wichtig ist es, zu verstehen, dass nicht jede Art von

Sensordaten alleine für sich genommen aussagekräftig

ist. Es kommt vielmehr auf die Kombination und

den Kontext an. Gerade Vibrationsdaten liefern in Verbindung

mit Temperatur- und Betriebsverhalten wertvolle

Hinweise auf Verschleiß oder potenziellen Wartungsbedarf,

müssen aber korrekt interpretiert werden. Und genau das

leisten unsere Systeme.

Welche Fortschritte gibt es bei Materialien zur Steigerung

der Effizienz oder Reduktion von Reibungsverlusten?

BERGER: Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Materialien

und Fertigungsverfahren ist ein zentraler Bestandteil

unserer Innovationsarbeit bei Sumitomo Drive Technologies.

Wir setzen gezielt auf neue Werkstoffkonzepte und moderne

Herstellungsverfahren. Die Optimierung von Getriebebauteilen

durch aufeinander abgestimmte Materialkombinationen

01 Michael Berger,

Produkt Manager Motion

Control Drives, Sumitomo

und Oberflächenbehandlungen reduzieren Verluste und erhöhen

gleichzeitig die Lebensdauer sowie Leistungsdichte.

Auch in der Wärmebehandlung und Beschichtungstechnologie

sehen wir große Potenziale, um die Belastbarkeit unserer

Komponenten weiter zu steigern.

Gleichzeitig evaluieren wir kontinuierlich neue Fertigungsmethoden,

wie etwa im Bereich der additiven Fertigung, um

komplexe Geometrien effizienter realisieren zu können und

INSPIRIERT VOM KAMERAVERSCHLUSS

Mit Mut zur Innovation legte Lorenz Konrad Braren im Jahr 1925 den Grundstein für die Erfolgsgeschichte

der Zykloidgetriebe. Der 1886 auf der nordfriesischen Insel Föhr geborene Ingenieur schöpfte

aus seiner Erfahrung, die er bei Stationen in den USA, Deutschland und als Chefkonstrukteur bei der

Firma Friedrich Deckel in München sammelte. Inspiriert durch den präzisen „Compur“-Kameraverschluss

von Deckel, entwickelte er eine neue Getriebetechnologie, die sich durch höchste Präzision und

Zuverlässigkeit auszeichnet.

Nach der Erfindung durch Braren im Jahr 1925 führte seine visionäre Arbeit bereits 1937 zu einer

Kooperation mit der heutigen Sumitomo Heavy Industries, die eine Lizenz für den Bau des Cyclo-

Getriebes in Japan erwarben. Trotz Sprachbarrieren war es die gemeinsame Faszination für Technologie,

die eine Allianz begründete.

Heute vereint Sumitomo Drive Technologies sämtliche Aktivitäten im Bereich der Antriebstechnik unter

einer bekannten Marke. Mit jüngsten Akquisitionen, wie die der Lafert-Gruppe und Invertek Drives, hat

sich Sumitomo Drive Technologies von einem Komponentenhersteller zu einem Komplettanbieter für

Antriebslösungen entwickelt. Das Portfolio reicht von Präzisionsantrieben, Industriegetrieben, Zentrifugen,

Aktuatoren, Motoren, Frequenzumrichtern bis hin zu vernetzten Lösungen für die Industrie 4.0.

100 JAHRE INNOVATION UND QUALITÄT

Die Unternehmenskultur ist von Leidenschaft für Technik und einem starken Teamgeist geprägt.

Sie bietet Raum für stetige Weiterentwicklung. „Wir sind stolz darauf, seit 100 Jahren weltweit industrielle

Prozesse zu bewegen und zu verbessern. Dieses Jubiläum ist ein Meilenstein, der sowohl unsere

Innovationskraft als auch unser Engagement für Qualität und Nachhaltigkeit unterstreicht“,

so Florian Butzmann, CEO von Sumitomo Drive Technologies EMEIA.



TITEL

04 Das Cyclo-Prinzip sichtbar gemacht

gleichzeitig Gewicht zu minimieren. Diese Entwicklungen zielen

direkt auf die Themen Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und

Performance ab und bieten unseren Kunden klare Vorteile im

Wettbewerb.

Wichtig ist uns, dass diese Innovation nicht isoliert geschieht,

sondern im engen Austausch mit Kunden, Partnern und internen

Experten.

Wie unterstützt Sumitomo Drive Technologies Anwender bei

der Integration von Zykloidgetrieben in ihre Systeme?

BERGER: Eine erfolgreiche Integration einer Antriebslösung

erfordert enge Zusammenarbeit. Bereits in der frühen Projektphase

arbeiten wir intensiv mit unseren Kunden zusammen, um

ihre Anforderungen exakt zu verstehen und maßgeschneiderte

Lösungen zu entwickeln, die sowohl technisch als auch wirtschaftlich

überzeugen. Unsere Cyclo-Getriebe sind grundsätzlich

darauf ausgelegt, sich problemlos in bestehende Systeme zu

integrieren – das ist unser Anspruch. Mit unseren Plug-and-

Play-Lösungen ermöglichen wir somit eine einfache, reibungslose

Implementierung bei maximaler Leistungsfähigkeit.

DAS CYCLO-PRINZIP VERÄNDERTE DIE

INDUSTRIELLE WELT

Es gibt bahnbrechende Technologien wie das Automobil,

die Dampfmaschine, den Buchdruck oder auch

Telefon und Internet, die jeder kennt und welche die

Gesellschaft nachhaltig geprägt haben. Das Cyclo-

Prinzip, auch bekannt als Zykloidgetriebe, ist weniger

sichtbar, hat jedoch im Hintergrund die industrielle

Welt revolutioniert und ist heute ein unverzichtbarer

Bestandteil moderner Antriebslösungen. Das Zykloidgetriebe,

das Herzstück des Produktportfolios von

Sumitomo Drive Technologies, hat die Antriebstechnik

mit seiner einzigartigen Bauweise verändert. Anders

als herkömmliche Zahnräder verteilt das Cyclo-Prinzip

die Last gleichmäßig über mehrere Bolzen und

Scheiben. Diese Konstruktion minimiert den Verschleiß,

erhöht die Belastbarkeit und reduziert dabei

gleichzeitig den Wartungsaufwand erheblich.

Dank dieser herausragenden Eigenschaften sind

Zykloidgetriebe heute in einer Vielzahl von Branchen

unverzichtbar. In Robotik und Automation als

spielfreie Präzisionsgetriebe für maximale Genauigkeit

und Effizienz. In Werkzeugmaschinen und

Medizintechnik für Anwendungen, die höchste

Präzision erfordern. In Intralogistik und Produktion

bieten Zykloidgetriebe zuverlässige und kompakte

Antriebslösungen für autonome mobile Roboter und

fahrerlose Transportsysteme.

Welche aktuellen technologischen Innovationen treibt

Sumitomo Drive Technologies bei den Zykloidgetrieben voran?

Wo sehen Sie Zykloidgetriebe in 10 Jahren?

BERGER: Das Cyclo-Getriebe hat sich seit einem Jahrhundert als

präzises und robustes Antriebskonzept bewährt. Bei Sumitomo

Drive Technologies setzen wir auf stetige Weiterentwicklung.

Aktuell beschäftigen wir uns intensiv mit Sensorintegration,

KI-gestützter Zustandsüberwachung und IoT-Anbindung, um

das klassische Getriebe zu einem intelligenten, vernetzten System

weiterzuentwickeln. Dies erhöht die Effizienz und Leistung

von Maschinen erheblich.

In Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Präzision und

Positionierbarkeit, wie in der Robotik, Medizintechnik und anspruchsvollen

Separationstechniken, bleiben Zykloidgetriebe

unverzichtbar. Auch bei schockbelasteten Anwendungen, bei

denen konventionelle Getriebe oft an ihre Grenzen stoßen,

können wir mit unserer Cyclo-Technologie punkten.

In zehn Jahren werden Zykloidgetriebe nicht nur mechanisch

überzeugen, sondern auch als Teil eines intelligenten, adaptiven

Gesamtsystems agieren – vernetzt, lernfähig und bereit für die

nächste Stufe der industriellen Automatisierung.

Bilder: Sumitomo Drive Technologies

www.sumitomodrive.com

Einstige Produktion von Cyclo-Getrieben


MARKTPLATZ

REGELT BIS ZU VIER ACHSEN

Stöber präsentiert mechanische

und elektronische Komponenten

für ein komplettes Antriebssystem

aus einer Hand. Auf der Messe All

About Automation in Heilbronn am

14. und 15. Mai zeigt der Antriebsspezialist

unter anderem den neuen

Antriebsregler SB6. Dieser eignet

sich für Anwendungen mit bis zu

vier Achsen. Die neue Stand-alone

Lösung bietet zahlreiche Konfigurationsmöglichkeiten,

die eine

Bewegungssteuerung über CiA 402

und Profidrive ermöglichen. Eine

weitere Besonderheit ist die Anzahl der digitalen und analogen

Ein- und Ausgänge. Der Antriebsregler kann außerdem um die

Sicherheitsstandards STO und SS1 via Fail Safe over EtherCAT und

Profisafe bis SIL 3, PL e (Kat. 4) erweitert werden. Betreiber regeln

damit sowohl lineare als auch rotative Synchron-Servo- und

Lean-Motoren. Dazu kommt das Sicherheitsmodul SX6, das der

Hersteller in Kooperation mit Pilz entwickelt hat. Damit lassen

sich die Antriebsregler der Baureihen SC6 und SI6 optional

ausstatten und für sicherheitsrelevante Anwendungen bis SIL 3,

PL e (Kat. 4) nach DIN 61800-5-2 oder DIN EN ISO 13849-1

einsetzen. Das SX6 wird über Fail Safe over EtherCAT (FSoE)

angesteuert. Ein Highlight: Auch bei Mehrachs-Reglern lässt sich

die Sicherheitsfunktion STO für jede Achse individuell aktivieren.

www.stoeber.de

OBERFLÄCHENSCHUTZ FÜR ALUMINIUM

NXD ist die Oberflächenveredelung

von Getriebebau

Nord für Getriebe,

Glattmotoren und

Frequenzumrichter

aus Aluminium. Sie

bietet Anwendern

eine wirtschaftliche

und wirkungsvolle

Alternative für den Oberflächenschutz von Antriebslösungen,

die durch extreme Umgebungsbedingungen beansprucht

werden. NXD erhöht die Langlebigkeit dieser Systeme und

verlängert dadurch die Anlagenverfügbarkeit. Die Oberflächen

sind Chromat- und PFAS-frei. Diese werden galvanisiert,

was sie besonders korrosionsbeständig und langlebig macht.

Die neueste Generation der Oberflächenveredelung ist in

zwei Varianten erhältlich. NXD Basic besteht aus der galvanisch

erzeugten Grundschicht, die durch eine Lackschicht

ergänzt wird. Der Korrosionsschutz bleibt auch bei Beschädigungen

des Lacks erhalten. Die Version eignet sich unter

anderem für den Einsatz unter anspruchsvollen Umwelteinflüssen,

wie zum Beispiel im Offshore-Bereich. Die zweite

Variante ist die lebensmittelkonforme NXD tupH. Bei ihr wird

die galvanische Grundschicht mit einem Sealer versiegelt.

Aufgrund dieser Verarbeitung kommt es nicht zum Abblättern

oder zu keimanfälligen Mikrorissen.

www.nord.com

DÜNNRINGLAGER BIETEN HOHE LEISTUNG AUF

KLEINSTEM RAUM

Die Kaydon-Dünnringlager

von Rodriguez vereinen

eine schlanke, leichte

Konstruk tion mit Robustheit.

Ob Miniaturisierung,

Platz ersparnis oder

Gewichts reduktion – Dünnringlager

sind sehr gut für

anspruchsvolle Anwendungen

geeignet. Rodriguez

bietet mehr als 250

verschiedene Dünnringlager

der Reali-Slim-Serie von Kaydon an. Im Vergleich zu herkömm lichen

Lagern ermöglichen die Präzisionskomponenten eine Gewichts- und

Platz ersparnis von bis zu 80 Prozent, ohne dabei an Leistung oder Genauigkeit

einzubüßen. Beim Dünnringlager sorgen mehr und kleinere Wälzkörper,

verteilt über eine größere Fläche als beim Standardkugellager, für eine hohe

Tragfähigkeit und Steifigkeit. Durch den großen Bohrungsdurchmesser

sparen sie Gewicht und ermöglichen die Durchführung von Luft- und

Hydraulikleitungen, Verkabelungen oder Wellen. Der schlanke Querschnitt

über alle Größen hinweg erlaubt den Einsatz von Hohl- statt Vollwellen.

In der Vierpunktlager-Bauform kann ein Reali-Slim bis zu zwei Standardkugellager

ersetzen. Als noch kompaktere Lösung bietet Rodriguez die

Ultra-Slim-Dünnringlager an. Diese korrosionsbeständigen und vakuumtauglichen

Leichtgewichte bestehen aus Edelstahlringen und Keramikkugeln.

Sie besitzen Durchmesser von 35 bis 200 mm und Querschnitte

von 2,5 bis 3 mm.

www.rodriguez.de

ELEKTROMOTOREN

Michael Schmidt,

(M. Eng.),

wissenschaftlicher

Mitarbeiter am

Institut ELSYS

SONDERMOTOREN

SYNCHRON-RELUKTANZMASCHINE

ZUR EFFIZIENZSTEIGERUNG

Die Elektromotorenschmiede BEN Buchele ist Experte für Sondermotoren mit

individuellen Anforderungen, die Normmotoren nicht erfüllen. Da ist der Schritt zu

Forschungsinstituten, die ihrerseits neue Lösungen zur Optimierung bestehender

Standards erarbeiten, nicht weit. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit

dem Institut ELSYS (Institut für leistungselektronische Systeme) der TH Nürnberg

Georg Simon Ohm ging es um eine Synchron-Reluktanzmaschine. Wie es zu der

Kooperation kam und was die Anforderungen der Hochschule waren, erläutert

Michael Schmidt (M. Eng.), wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut ELSYS.


ELEKTROMOTOREN

Herr Schmidt, beschreiben Sie doch bitte das Forschungsprojekt

SynchronBlow.

MICHAEL SCHMIDT: In unserem Forschungsprojekt

SynchronBlow arbeiten wir an der Optimierung eines Querstromfahrtwindgebläses

für Fahrsimulationen in Automobilprüfständen.

Das bestehende Gebläse lieferte eine Ausblasgeschwindigkeit

von 160 km/h, die auf 180 km/h erhöht werden

sollte, um den Einfluss höherer Geschwindigkeiten auf das Auto

zu untersuchen. Mit den beiden bisher verbauten Asynchronmotoren

(beide mit 18,5 kW) war eine solche Leistungssteigerung

nicht möglich, sodass wir eine neue Antriebslösung

be nötigten und das Forschungsprojekt mit den Partnern

BEN Buchele und WMB Ventilatoren GmbH ins Leben riefen.

WMB stellt das Gebläse her, während BEN Buchele die neu

entwickelte Synchron-Reluktanzmaschine baut. Wir vom

Institut kümmern uns um die elektromagnetische Auslegung

und Berechnung des Motors sowie die Optimierung auf die

geforderten Zielgrößen.

Wie kam es zu der Idee, eine Synchron-Reluktanzmaschine

einzusetzen?

MICHAEL SCHMIDT: Die Synchron-Reluktanzmaschine ergab

sich folgerichtig aus den Anforderungen, die wir an den Antrieb

stellten. Ein wichtiges Kriterium war die höhere Leistung, für

die wir auch eine Asynchronmaschine hätten nutzen können –

die aber eine größere Baugröße als die bisherige Größe 160 erfordert

hätte. Das war aufgrund beengter Platzverhältnisse im

Gebläse nicht realisierbar. Zudem wollten wir effizienter werden

und einen höheren Wirkungsgrad sowie die Energieeffizienzklasse

IE4 erreichen. Mit Asynchronmaschinen, die Stromwärmeverluste

im Rotor aufweisen, ist es nur mit viel Entwicklungsaufwand

möglich, den Wirkungsgrad noch weiter zu optimieren.

Eine Synchron-Reluktanzmaschine verspricht aufgrund ihrer

Funktionsweise einen hohen Wirkungsgrad, da im Rotor kaum

Ummagnetisierungsverluste und keine Strom wärmeverluste

auftreten – und das bei kompakter Baugröße.

01 Schnittansicht des Synchron-Reluktanzmotors

Können Sie die Vorteile der Synchron-Reluktanzmaschine im

Hinblick auf Ihre Anwendung näher erläutern?

MICHAEL SCHMIDT: Entscheidend ist der höhere Wirkungsgrad

der Synchron-Reluktanzmaschine im Teillastbereich, da im

Rotor nahezu keine Ummagnetisierungsverluste und auch keine

Stromwärmeverluste auftreten. Bei vergleichsweise kleiner

Baugröße erzielt die Synchron-Reluktanzmaschine dabei eine

hohe Leistung und kann so für die gewünschte Erhöhung der

Ihr Kooperationspartner BEN Buchele ist auf Asynchronmaschinen

mit individueller Auslegung spezialisiert.

Wie konnte die Firma Sie bei der Entwicklung der Synchron-

Reluktanzmaschine unterstützen?

MICHAEL SCHMIDT: Der Motorbauer BEN Buchele hat sich als

passender Projektpartner erwiesen, da die Firma sich mit Individualmotoren

für besondere Anforderungen bestens auskennt.

Die Technologie der Synchron-Reluktanzmaschine schlummerte

bei BEN Buchele in der Schublade. Angesichts sich verschärfender

gesetzlicher Anforderungen bei der Energieeffizienz

liebäugelte man dort mit einer Reaktivierung der Technik.

Hemmschuhe waren bis vor einigen Jahren die mangelnde

Netzanlauffähigkeit, die einen zu früheren Zeiten aufwendigen

und kostenintensiveren Frequenzumrichter erforderlich machte.

Heute gehören Frequenzumrichter zum Stand der Technik.

Und auch die für Synchron-Reluktanzmaschinen erforderliche

Regelungstechnik hat sich so weiterentwickelt, dass auch

BEN Buchele ihren Einsatz gerade in diesem Projekt als sehr

vielversprechend einschätzte. Das Unternehmen unterstützte

uns mit der mechanischen Auslegung, der fertigungstechnischen

Umsetzung sowie Untersuchungen zum Schwingungsverhalten.

BEN Buchele zeigte sich zudem immer offen für

forschungsorientierte Ansätze, um einen anderen Rotor oder

andere Materialien auszuprobieren, um so zum besten Ergebnis

zu kommen.


ELEKTROMOTOREN

02 Auf dem Prüfstand entsprechen die ermittelten Ergebnisse des Prototyps bei

Wirkungsgrad, Bemessungspunkt, Drehmoment sowie Drehzahl der Auslegung,

durch weitere Geometrieoptimierungen am Rotorschnitt soll die Energieeffizienz

noch verbessert werden

03 Die einzelnen Rotorbleche einer Synchron-Reluktanzmaschine

verfügen über eine spezielle Blechschnittgeometrie

aus Flussführungen und Flusssperren,

die dafür sorgen, dass eine Drehbewegung entsteht

Ausblasgeschwindigkeit sorgen, ohne dass der Bauraum verändert

werden musste. Ein weiterer bedeutender Vorteil ist, dass

für die entwickelte Maschine keine Permanentmagneten aus

Seltenen Erden verwendet wurden.

Nachteilig für manche Anwendungen kann die etwas ausgeprägtere

Drehmomentwelligkeit der Synchron-Reluktanz maschine

sein, die aber zum Beispiel bei Lüftern, wozu auch unsere Anwendung

zählt, akzeptiert werden kann. Der zusätzliche Umrichterbetrieb,

den die Maschine erfordert, war für unser Querstromfahrtwindgebläse

kein Problem, da auch vorher schon ein

Frequenzumrichter vorhanden war. Dieser kann sogar Vorteile

haben, wenn unterschiedliche Drehzahlen gefahren werden

sollen. Asynchronmaschinen laufen bei Netzbetrieb mit einer

festen Drehzahl, es sei denn, sie sind polumschaltbar, dann

haben sie gewisse Abstufungen in der Drehzahl. Beim

Frequenz umrichter können unterschiedliche Drehzahlen frei

gewählt werden, und mit einer intelligenten Regelung dahinter

lässt sich auch ein hoher Effizienzgrad erreichen.

Hätte eine permanenterregte Synchronmaschine eine

Alternative dargestellt?

MICHAEL SCHMIDT: Eine permanenterregte Synchronmaschine,

wie sie vielfach in Industrie oder Elektrofahrzeugen eingesetzt

wird, wäre bezüglich des Wirkungsgrads die beste Wahl

gewesen. Hier ist sie nicht zu schlagen, das muss man klar betonen.

Deshalb setzen auch viele Anwendungen und Branchen

auf diese Technologie, wenn es um hohe Wirkungsgrade geht.

Jedoch hat sie einen entscheidenden Nachteil: Sie enthält zum

einen sehr teure Neodym-Eisen-Bohr-Magnete, die Mehr kosten

verursachen. Zum anderen greifen hier die Gegenargumente

Nachhaltigkeit und Rohstoffabhängigkeit: In den Magneten sind

Seltene Erden verarbeitet, die eine starke Abhängigkeit von bestimmten

Staaten mit entsprechenden Rohstoffvorkommen

bedeuten. Außerdem sind diese Vorkommen endlich, sodass wir

von vornherein auf diese Art Antrieb verzichten wollten und

eine nachhaltigere Lösung anstrebten.

Erfüllen sich Ihre Erwartungen nach derzeitigem Projektstand?

MICHAEL SCHMIDT: Ja. Auf dem Prüfstand entsprachen die

ermittelten Ergebnisse bei Wirkungsgrad, Bemessungspunkt,

Drehmoment sowie der Drehzahl der Auslegung. Eine Herausforderung

war die mechanische Belastbarkeit, da die Maschine

deutlich schneller dreht als die ursprüngliche Maschine.

BEN Buchele spricht hier immer von einem Optimierungsproblem,

das heißt einerseits soll der Wirkungsgrad möglichst

hoch sein, was dafür spricht, Abschnitte im Rotorschnitt wegzulassen

– diese Blechabschnitte werden jedoch für die mechanische

Festigkeit benötigt, damit der Motor den Belastungen

standhält. Entsprechend werden die Abschnitte kleiner gestaltet,

dürfen aber auch nicht zu klein sein. So versuchten wir, das

Optimum aus Wirkungsgrad und Festigkeit herauszuholen.

Die Leistungssteigerung erreichen wir über die höhere Drehzahl,

was auch eine höhere Frequenz bedeutet. Entsprechend steigen

Verlustanteile, was die Ummagnetisierungsverluste angeht.

Insofern sahen wir ein wenig unsere IE4-Ambitionen in Gefahr.

Doch diese Befürchtungen haben sich nicht bestätigt, im Gegenteil:

Als Vergleichsmaschine erzielte die Asynchronmaschine

einen Wirkungsgrad von 93,5 %, während die neue Synchron-

Reluktanzmaschine bei exakt gleicher Baugröße im gleichen

Gehäuse einen Wirkungsgrad von 94,1 % erreicht. Dabei ist bei

der Energieeffizienz noch Potenzial nach oben, da wir gemeinsam

mit BEN Buchele weitere Geometrieoptimierungen an dem

Rotorschnitt vornehmen werden, um die Drehmomentwelligkeit

der Maschine zu reduzieren.

Bilder: BEN Buchele Elektromotorenwerke GmbH

www.benbuchele.de


OHNE ZWISCHENLAGERUNG: DISTANZKUPPLUNGEN

ÜBERBRÜCKEN BIS ZU 6 METER

Um weit auseinander liegende

Wellen kraftschlüssig zu

verbinden, hat Enemac Distanzkupplungen

entwickelt, die eine

direkte Verbindung ohne

zusätzliche Zwischenlagerung

ermöglichen. Das reduziert den

Montageaufwand und Materialkosten.

Durch den Einsatz eines

längenvariablen Zwischenrohrs

können die Distanzkupplungen Achsabstände von bis zu 6 m überbrücken. Das

Rohr wird nach kundenspezifischen Vorgaben gefertigt und angepasst. Diese

Kupplungssysteme können als spielfreie Verbindungs-, Gelenk- oder Synchronwellen

fungieren und erlauben so eine hochpräzise Kraftübertragung, und

zwar ohne zusätzliche Lagerstellen. Enemac hat die Baureihe EWLM speziell zur

Kompensation von Fluchtungsfehlern konzipiert, insbesondere von Axial- und

Radialversatz. Sie besteht aus zwei torsionssteifen Metallbalgkupplungen, die

durch ein hochfestes Aluminiumrohr verbunden sind. Diese Bauweise bewahrt

die Vorteile der Metallbalgkupplung, wie hohe Verdrehsteifigkeit und niedrige

Massenträgheit, und ist für hohe Betriebsdrehzahlen optimiert. Für Anwendungen

mit erhöhten Temperaturanforderungen bis 300 °C steht ebenfalls eine

Variante zur Verfügung.

www.enemac.de

BAUMA-NEUHEIT: WARTUNGSFREIE GLEITLAGER

In Baumaschinen werden Wälzlager

unter anderem zur Lagerung von Achsschenkeln

und Fahrwerksgelenken

eingesetzt. Diese mit hohen Kräften

und starken Stößen beanspruchten

Lagerungen zeichnen sich besonders

durch ihre Schwenkbewegungen bei

niedrigen Geschwindigkeiten aus.

Unter diesen Einsatzbedingungen

kann an Wälzlagern eine Riffelbildung

(False Brinelling) auftreten – ein

Verschleißphänomen aufgrund

mangelnder Schmierung im Wälzkontakt.

Der Einsatz von Gleitlagern scheiterte bislang oftmals an der zu hohen

Verschleißrate und an zu kurzen Nachschmierintervallen. Auf der Bauma 2025

hat Schaeffler nun ein neues Konzept vorgestellt, mit dem Kegelrollenlager an

Achsschenkeln und Fahrwerksgelenken durch wartungsfreie und trockenlaufende

Gleitlager 1∶1 ersetzt werden können. Die Gleitlager sind mit der

Hochleistungsschicht Elgoglide ausgerüstet, das hohen dynamischen Flächenpressungen

von bis zu 300 N/mm 2 widersteht. Praxisnahe Dauerlauftests

haben extrem niedrige Verschleißraten gezeigt. Der bei Elgoglide-Lagern

übliche Einlaufverschleiß, bei dem sich Festschmierstoff-Partikel von der

Gleitschicht auf die metallische Gegenlauffläche übertragen, wird durch eine

entsprechende Vorspannung der Lagerung vorweggenommen. Die Lager laufen

nach der Einlaufphase spielfrei und mit sehr geringem Reibmoment.

Timo Linkert, Application Engineering bei Schaeffler, sagt: „Wir sehen ein großes

Potenzial für unsere Elgoglide-Lager in Achsschenkeln und Radaufhängungen,

weil dort Schwenkbewegungen vorherrschen, für die sich die Elgoglide-Lager

auch unter hohen mechanischen Belastungen bewährt haben. Der Schichtaufbau

der Elgoglide-Gleitschicht dämpft außerdem Stöße hervorragend.“

Darüber hinaus laufen diese Gleitlager trocken, sparen so die regelmäßige

Nachschmierung, erhebliche Mengen an Schmierfett und schonen die Umwelt,

da kein Schmierfett ins Erdreich gelangen kann. Die auf der Bauma gezeigten

Lager entsprechen in ihren Außenmaßen denen von Kegelrollenlagern.

www.schaeffler.com

PRÄWEMA Antriebstechnik

1000 Maschinen

Ein Maßstab für Präzision.

Mit der Auslieferung der 1000.

SynchroFine-Maschine unterstreicht

PRÄWEMA seine Position als Technologieführer

in der Zahnradbearbeitung.

Seit Jahrzehnten steht der Name

PRÄWEMA für Präzision, Prozesssicherheit

und Innovation.

Zhejiang Shuanghuan Driveline Co.,

Ltd. in China – langjähriger Partner mit

60 installierten PRÄWEMA Maschinen

– vertraut auf höchste Qualität „Made

in Eschwege“.

PRÄWEMA-Maschinen prägen die

Mobilität von morgen – weltweit.

PRAEWEMA.DE

DVS-TECHNOLOGY.COM


ÖL- UND GASFEDERN

FAHRKOMFORT

MIT SICHERHEIT

Robert Timmerberg, Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf

im Auftrag der HAHN Gasfedern GmbH, Aichwald

Anhänger für Fahrräder gibt es viele. Aber wie macht man deren

Sicherheit und Fahrkomfort einzigartig? Antworten darauf gibt das

Projekthaus Aidoo e. k. aus Seelbach bei Lahr im Schwarzwald.

Der Spezialist für Fahrradanhänger hat sich seit 2012 einen sehr guten

Ruf erarbeitet. Der ist auch darauf begründet, dass man großen Wert auf

Materialauswahl und Fertigung nahezu aller Baugruppen in Deutschland

legt, wie die Ölbremsen der Hahn Gasfedern GmbH beispielhaft zeigen.

Individuelle Beweglichkeit in Einklang mit umweltgerechtem

Verhalten zu bringen, ist ein Leitgedanke hinter der Firma und

der gleichnamigen Marke Aidoo. Gegründet vom Ehepaar

Pascale und Turan Dardagan, entwickelt, produziert und vertreibt

das Unternehmen innovative, zukunftsfähige Mobilitätsund

Transportkonzepte rund um den Bereich Fahrradanhänger.

Die unter anderem mit dem Brandnew-Finalisten-Award im Bereich

E-Bike auf der Sportmesse Ispo in München 2013 ausgezeichneten

Lösungen sind äußerst vielfältig und ermöglichen

Zuladungen von 40 kg bis 100 kg.

DÄMPFUNGSLÖSUNG OHNE FEDERSPITZEN

Die Kunden von Aidoo beschreibt Erfinder, Entwickler und Konstrukteur

Turan Dardagan im Interview als Zweit-Anhängerkäufer,

die mit ihrer Erstanschaffung in Bezug auf das Fahrverhalten

nicht zufrieden waren. Dass er vor dem Start von Aidoo

selbst dieser Zielgruppe angehörte, merkt er kurz an und erläutert:

„Handelsübliche Fahrradanhänger haben entweder gar

keine Federung oder arbeiten mit Elastomeren, die im Laufe der

Zeit zum Verhärten neigen, oder sie sind mit Blattfedern ausgestattet.

Falls Teleskopfedern verwendet werden, gibt es immer

ein Losbrechmoment, und eigentlich wollen wir ja auf der Straße

die kleinen Schwingungen abfedern, was die Gummi-Torsions-

feder eben macht.“ Dass Gummi zwar generell gut federt und

speziell Gummi-Torsionsfedern auch wartungsfreie und langlebige

Produkte sein können, die sogar den zusätzlichen Einbau

von Lagern kompensieren, stellte der Experte bei seinen frühen

Modifikationen von Anhängern schnell fest. Er führt aus: „Gummi

dämpft aber nur bedingt und kann zum Aufschaukeln des

Fahrgestells beitragen. Also brauchten wir etwas, das die Federspitzen

des Gummis wegbügelt. Hier haben wir zunächst mit

Produkten von Lieferanten für Dämpfer von Mountainbikes experimentiert.

Diese nahmen aber einerseits von den Einbaugrößen

her zu viel Platz ein und andererseits dämpften sie zu stark,

weil immer für nur ein Laufrad, nämlich das Hinterrad, ausgelegt.“

Da die Aidoo-Anhänger von Anfang an mit zwei Laufrädern

konzipiert wurden, gingen die Recherchen weiter, bis ihm der

örtliche Fachhandel für Autoteile während der Prototypenphase

im Jahr 2012 einen wichtigen Tipp gab.

KOOPERATIONSPARTNER FÜR ÖLBREMSEN

Die Empfehlung der Kfz-Spezialisten lautete, für die Integration

in die einzigartige Einzelradaufhängung von Aidoo auch Industriegasfedern

und Ölbremsen in Erwägung zu ziehen. Da lag es

für Geschäftsführerin Pascale Dardagan nicht nur geografisch

nahe, mit der Hahn Gasfedern GmbH aus Aichwald bei Stuttgart



01 Fahrradanhänger-Spezialist

Aidoo setzt auf Fahrwerkstechnologie

aus der Automobilbranche

und integriert Hahn-Ölbremsen in

einzigartiger Konstruktion

Kontakt aufzunehmen. Die seit 2016 zur Stabilus-Gruppe gehörende

Expertenmarke zählt dank kompromissloser Qualität, innovativer

Produkte und absoluter Kundenorientierung zu den

führenden Unternehmen der Branche. Der Spezialist für Gasdruckfedern,

Gaszugfedern und Dämpfer bestätigt diese Position

seit den 1960er Jahren kontinuierlich. Ermöglicht wird dies durch

das inzwischen über 250 Köpfe starke, hochqualifizierte Team.

Das steht Firmen aller Größen weltweit mit nachgewiesener Erfahrung

und Know-how sowie einem hochmodernen Maschinenpark

zur Seite. Dass die besondere Stärke von Hahn in der

Entwicklung kundenspezifischer Lösungen liegt, veranschaulicht

auch der weitere Verlauf in der Kooperation mit Aidoo.

Auf die Erfahrungen mit Hahn angesprochen, weist Pascale

Dardagan auf einen gemeinsamen Lernprozess hin und sagt:

„Wenn Stückzahlen über allem stehen, kann Innovation nicht in

Serie gehen. Sobald ein Industriebetrieb das versteht, ergeben

sich für beide Seiten neue Geschäftspotenziale.“ Im Fall der Beziehung

zwischen einer Manufaktur wie dem Projekthaus Aidoo

und der Hahn Gasfedern GmbH als Tochtergesellschaft von

Stabilus, dem Weltmarktführer für Gasfedern, kamen die Geschäftspartner

überein, die Öldämpfer nicht mehr ausschließlich

als Zubehörteil, sondern als serienmäßigen Bestandteil der

Aidoo-Fahrradanhänger anzubieten. Damit ließen sich Stückzahlen

und Preise in ein stimmiges Gesamtkonzept für eine

Kleinserie einbinden, zu der auch das maschinelle Aufbringen

des Logos von Aidoo auf jeden einzelnen Dämpfer gehört.

Danach befragt, auf welche Weise Hahn überdies technisch

überzeugen konnte, antwortet Turan Dardagan: „Diese Serie ist

kundenspezifisch in Kolben und Gehäuse anpassbar, konnte also

in die Aidoo-Einzelradaufhängung integriert werden, ohne in

bestehende Konstruktionszeichnungen eingreifen zu müssen.

Die Serie lässt sich mittels unterschiedlicher Düsenbohrung für

unterschiedliche Dämpfungsraten nutzen. So kann man beispielsweise

bei Aidoo zwischen Zuladungen von 40 kg bis 100 kg

wählen und erhält für jede beförderte Masse die passenden Öldämpfer.

Das gibt es außer bei uns meines Wissens nach an keinem

anderen Fahrradanhänger. Und wer dann zum ersten Mal

mit einem Aidoo fährt, spürt gar nicht, dass man noch etwas hin-

NEU!

Tempo-

Jäger

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Der Maßreihe K mit Innen- oder Außengewinde

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02

02 Die Hahn Gasfedern GmbH berechnet

und entwickelt Ölbremsen genau nach

Anforderung und liefert dadurch perfekte

Lösungen für jede gewünschte Anwendung

03 Ölbremsen der Hahn Gasfedern GmbH

sind mit Bremskräften von 5 N bis 2.500 N

und in verschiedensten Ausführungen auch

in Kleinserien lieferbar

03

Zugstufe sinnvoll einsetzbar. Das können wir in Zukunft zusammen

mit Hahn ausprobieren. Und auch das Thema Schräglenkerachse

wird aktuell bei uns im Haus diskutiert.“

Eines ist auch bei diesen Innovationen sicher: Egal, welche davon

das Projekthaus Aidoo e. k. aus Seelbach bei Lahr im

Schwarzwald in Zukunft realisieren wird, das Erfolgsrezept der

leckagefreien Schnell-Kupplung, mit deren Hilfe ein Fahrradanhänger

von Aidoo in Sekunden an das Zugfahrzeug an- und abgekoppelt

werden kann, wird fortgeführt. Und auch auf die weitere

Integration von kundenspezifisch angepassten Brems- und

Dämpfungslösungen der Hahn Gasfedern GmbH aus Aichwald

in Baden-Württemberg darf man gespannt sein.

Bilder: ACE, Aidoo e. k.

www.ace-ace.de

www.hahn-gasfedern.de

DIE IDEE

ter sich herführt. Es ist eher das Fahrgefühl wie man es von einem

Auto kennt, kein Ruckeln, immer Bodenkontakt, kein Aufschaukeln

des Fahrwerks, und höhere Fahrgeschwindigkeiten

sind möglich bei gleichzeitig höherer Fahrsicherheit. Das macht

unsere Kunden vor allem zum Beispiel beim Mitfahren von Hunden

oder beim Transport von empfindlichen Gütern wie Elektronik

oder Glasflaschen zu 100 Prozent zufrieden.“

GEPLANT: GEBREMSTE SCHRÄGLENKERACHSE

Dass es die Öldämpfer von Hahn auch in Edelstahlausführungen

wahlweise mit V2A- oder V4A-Legierungen gibt, spricht Konstrukteur

Dardagan als Zusatzvorteil an. Auf die Frage nach weiterem

Optimierungs- und Wachstumspotenzial antwortet er,

dass es dieses immer gäbe und führt aus: „Aktuell bieten wir für

Fahrrad-Camper eine eigene Achskonstruktion an, die alle Vorteile

des Aidoo-Fahrwerks vereint und bei der die Camper ihren

eigenen Aufbau dazu konstruieren können. Die Lieferung der

Komponenten hierfür ist noch optimierbar, um für kundenspezifische

Aufbauten eine große Befestigungsvielfalt anbieten zu

können. So wären hier Öldämpfer mit einstellbarer Druck- und

„Mobilität und Verkehrswende sind

vor allem im urbanen Raum ein

Top-Thema, für das dringend neue

Lösungen gesucht werden. Mit der

Ölbremse von Hahn kann die Aidoo

Fahrwerkstechnologie einen

innovativen Beitrag für mehr

Lastentransport mit dem Fahrrad

leisten. Ein Paradebeispiel für

erfolgreiche Zusammenarbeit aus

Industrie und Fahrradbranche.“

Turan Dardagan, Consultant

Projekthaus Aidoo, Seelbach


MARKTPLATZ

GUT GESCHÜTZT: ENERGIEKETTEN FÜR RAUE UMGEBUNGEN

Die Vollkunststoff-Ketten der TKA-Serie von Tsubaki Kabelschlepp sind durch ihre glatte

Oberfläche besonders schmutzabweisend. Sie halten Staub, Späne und Spritzwasser

zuverlässig ab und verhindern so unter anderem das Eindringen von Kühl- und Schmiermitteln.

Auch in den Anschlussbereichen verfügen sie über eine ausgezeichnete

Dichtigkeit. Durch die Kapselung des Anschlagsystems und der Bolzen-Bohrungsverbindung

sind selbst große Mengen an versprühtem Öl und umherfliegende Partikel bei der

Reinigung des Arbeitsraumes kein Problem mehr. Dieser besonders hohe Schutz der

verlegten Leitungen bis in den Anschlussbereich wurde für die Typenreihe TKA55 in den

Breiten 50-175 mm vom TÜV Nord nach IP54 geprüft und bestätigt. Weitere wesentliche

Produkteigenschaften der Serie sind eine optimierte Geometrie der Kettenglieder, eine hohe Torsionssteifigkeit und ein

dreifaches Anschlagsystem, das auch große freitragende Längen ermöglicht. Durch die horizontale und vertikale Aufteilungsmöglichkeit

lässt sich der Innenraum der Energieketten optimal nutzen.

www.kabelschlepp.de

NETZQUALITÄT BESTIMMEN UND ENERGIEEFFIZIENZ ERHÖHEN

Elektrische Antriebssysteme und Leistungselektronik reagieren

empfindlich auf Unreinheiten, die durch verzerrte Sinusverläufe

entstehen können. Die Qualität der Netze muss daher jederzeit

zuverlässig überwacht sein. Um Fachkräfte fit für die Zukunft zu

machen, sind Weiterbildungen unverzichtbar. Die Power

Up-Academy, ein Schulungsangebot von MBS-Hodde und

MBS-Sonel gibt Fachkräften das nötige

Rüstzeug an die Hand, um die Energieeffizienz

im Unternehmen zu erhöhen

und durch die Messungen ungenutzte

Potenziale zu identifizieren. Den

Auftakt machte die erste Masterclass

am 9. April in Stemwede. Die Masterclass

Messtechnik bietet eine fundierte

und praxisnahe Schulung, die sich

intensiv mit den aktuellen Herausforderungen

der Netzqualität und deren Lösungen beschäftigt.

Ein zentraler Bestandteil der Schulung ist die Auswahl geeigneter

Messmittel und die präzise Bestimmung der Messpunkte.

Entscheidend ist jedoch die Interpretation der Daten sowie die

Ableitung passender Maßnahmen. Darüber hinaus wird der

Einsatz von Hardware zur Verbesserung der Netzqualität

thematisiert. „Weiterbildung ist der

Schlüssel zu langfristigem Erfolg.

Die Power Up Academy stellt für uns

eine Premiere dar, doch durch die

geballte Power der MBS Gruppe sind

wir nun in der Lage, innovative Schulungsformate

zu entwickeln und

langfristig zu etablieren“, erklärt

Vertriebsleiter Jens Haake.

www.mbs-hodde.de

IMPRESSUM

erscheint 2025 im 64. Jahrgang,

ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991

REDAKTION

Chefredakteur: Miles Meier (mm),

Tel.: 06131/992-208,

E-Mail: m.meier@vfmz.de

(verantwortlich i.S.d. $ 18 Abs. 2 MStV / i.S.d. Presserechts)

Redakteur:

Felix Berthold, M.A. (be),

Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de

Redaktionsassistenz:

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,

(Redaktionsadresse siehe Verlag)

GESTALTUNG

Anette Fröder, Sonja Daniel, Conny Grothe

SALES

Andreas Zepig,

Tel.: 06131/992-206,

E-Mail: a.zepig@vfmz.de,

Oliver Jennen

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de

Anzeigenpreisliste 2025, gültig ab 01.10.2024

LESERSERVICE

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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor

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SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK IN DER AUTOMATION

BISS-SCHNITTSTELLE

ZERTIFIZIERUNG SICHERT INTEROPERABILITÄT

Seit über zwei Jahrzehnten bietet das BiSS Interface eine Lösung

für die bidirektionale Sensor-Aktor-Kommunikation. Die

leistungsfähige Open-Source-Alternative zu proprietären

Schnittstellen in Motor-Feedback-Systemen erfreut sich weltweit

großer Verbreitung. Rund 650 Hersteller unterstützen das

Protokoll derzeit. Wie durch eine unabhängige Zertifizierung die

Interoperabilität sichergestellt wird und gleichzeitig

applikationsspezifische Anpassungen zum Beispiel für Drehgeber

möglich sind, beschreibt der Artikel der Nutzerorganisation.

Die BiSS-Schnittstelle (Bidirectional Synchronous Serial Interface) wurde im

Jahr 2003 von dem deutschen Halbleiterhersteller iC-Haus GmbH als offener

Standard eingeführt. Ziel war die Etablierung einer kostenfreien und leistungsfähigen

Alternative zu den bestehenden, teils proprietären Schnittstellen

in Motor-Feedback-Systemen. Über 650 Hersteller weltweit setzen das Protokoll

heute ein, darunter Encoder, Antriebs- und Robotikhersteller. Zur Verbreitung beigetragen

haben vor allem die niedrigen Hürden bei der Implementierung, wie zum Beispiel

durch den freien Zugang zur technischen Dokumentation.

Der einfache Zugang, die Funktionsvielfalt und fehlende Kontrollmechanismen für

die Nutzer der BiSS-Schnittstelle bergen jedoch auch die Gefahr, dass Geräte mit unterschiedlichen

Funktionen implementiert und in den Markt eingeführt werden. Um die

Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten sicherzustellen, hat die Nutzerorganisation

BiSS Association e. V. daher ein Zertifizierungsverfahren entwickelt. Darüber

hinaus wurde eine Zertifizierungsstelle eingerichtet und „BiSS Certified“ als Konformitätszeichen

eingeführt.

GEMEINSAMER STANDARD PLUS X

In der ersten Phase können Sensorgeräte mit einer BiSS-C-Slave-Schnittstelle zertifiziert

werden. Als Basis für diese Sensorgeräte dienen häufig integrierte Schaltungen, zum

Beispiel Sensor-ICs, Mikrocontroller und FPGAs, die mit vielen Freiheitsgraden implementiert

und sehr flexibel auf verschiedenste Anwendungen eingestellt werden können.

Um die Kompatibilität durch die Zertifizierung sicherzustellen, werden Standardanwendungen

wie zum Beispiel Drehgeber betrachtet und Anforderungen dafür definiert.

Mit der Zertifizierung steht der Gegenstelle, wie zum Beispiel einer Antriebseinheit,

ein einheitliches Kommunikationsverhalten und ein von allen Drehgebern unterstützter

leistungsfähiger Funktionsumfang zur Verfügung. Die einheitliche Funktionsweise

DIE IDEE

„Das BiSS-Protokoll bietet zahlreiche

Funktionen zur Implementierung

einer schnellen isochronen Kommunikationsschnittstelle

für Sensoren

und Aktoren. Die Zertifizierung stellt

sicher, dass alle Geräte einen

einheitlichen Funktionsumfang

besitzen. Eine Profilierung wird

durch applikationsspezifische

elektronische Datenblätter und

BiSS-Profile erreicht. Dadurch

können Geräte innerhalb der

Anwendungsgruppe einfach

über Produktgenerationen und

Herstellergrenzen hinaus

getauscht werden.“

Marcel Reuter, Geschäftsführer,

BiSS Association e. V., Bodenheim



ist die Grundlage für die kompatible Implementierung des BiSS-

Masters im Antrieb. Die BiSS Association stellt Geräteherstellern

eine BiSS C-Master-VHDL-IP kostenfrei zur Verfügung. Damit

kann der Antrieb als Gegenstück des zertifizierten Drehgebers

sehr einfach implementiert werden. Zusätzliche Funktionen können

optional realisiert werden, um die Antriebseinheit im jeweiligen

Markt zu differenzieren.

OFFEN FÜR BELIEBIGE SENSOREN UND

AKTOREN KONZIPIERT

01

01 Erste zertifizierte

BiSS-C-Geräte mit

Konformitätszeichen

02 Dank des

kompakten Designs

des BiSS-Testers, kann

die Zertifizierung auch

direkt beim Geräte-

Hersteller erfolgen

02

DAS TESTEN DER SCHNITTSTELLE

UNTERSTÜTZT DIE ENTWICKLUNG

Basis für eine erfolgreiche Zertifizierung bilden dabei die „BiSS C

Certification Test Cases“ mit über 80 Messverfahren, die jeweils

mit Testaufbau, der Testprozedur und den erwarteten Testergebnissen

beschrieben sind. Die Messverfahren wurden auf Grundlage

der Protokollbeschreibung definiert. Sie beschreibt detailliert

den vollständigen Funktionsumfang der Schnittstelle, und

zwar mit all seinen Features zur schnellen, isochronen und dabei

gleichzeitig bidirektionalen Kommunikation in beliebigen Sensor-Aktor-Systemen.

Dennoch ist die Protokollbeschreibung

stets technologieoffen, denn die Schnittstelle kann grundsätzlich

für beliebige Sensoren und Aktoren verwendet werden.

Erst durch applikationsspezifische elektronische Datenblätter

und BiSS-Profile werden die zu übertragenen Daten konkret auf

eine bestimmte Anwendung wie zum Beispiel Drehgeber spezifiziert.

Durch das Feedback der Schnittstellennutzer haben sich in

den Jahren seit der Einführung des Protokolls eine Reihe von

Basisfunktionen sowie weitere, optionale Funktionen herauskristallisiert.

Für die Zertifizierung wurden diese Basisfunktionen

festgelegt. Dazu gehört für Drehgeber a) der Fokus auf eine

Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einem BiSS-Master-Gerät

und einem BiSS-Slave-Gerät, b) die Überprüfung der spezifizierten

Eigenschaften (wie Protokollaufbau, Leitungslaufzeiten, Sensorverarbeitungszeiten,

Timeouts) sowie c) die Möglichkeit, per

Registerkommunikation auf den Speicher des Sensors zuzugreifen.

Letzteres ist ein wesentlicher Bestandteil des Protokolls und

ermöglicht nicht nur die Konfiguration und Kalibrierung eines

Sensors während des Produktionsprozesses, sondern zudem das

Auslesen von Temperaturdaten, das Setzen eines Presets oder

auch Plug-and-Play.

FLEXIBEL UND ANWENDUNGSORIENTIERT

Durch Implementierung eines elektronischen Datenblatts bietet

ein Standard BiSS-C-Sensor die Möglichkeit der Profilierung. Die

Antriebseinheit wiederum kann die protokollspezifischen

Timings und die zu übertragenden Daten automatisch auslesen

und sich entsprechend konfigurieren; hierbei handelt es sich beispielsweise

um Multiturnwerte (Anzahl ganzer mechanischer

Umdrehungen) und Singleturnwerte (Winkel innerhalb einer

mechanischen Umdrehung).

Der Großteil der Zertifizierung ist unabhängig von der konkreten

Anwendung. Kommen neue Anwendungen zum Beispiel zur

Übertragung von Drehmoment- und Beschleunigungswerten

hinzu, lässt sich die Zertifizierung dafür durch Einführung einer

weiteren applikationsspezifischen Version des elektronischen

Datenblatts sehr einfach erweitern.

ERSTE UNABHÄNGIGE ZERTIFIZIERUNGSSTELLE

Der BiSS-IP-Rechteinhaber iC-Haus und die Nutzerorganisation

BiSS Association haben das BiSS Competence Center Scherer

Technology UG als erste unabhängige Zertifizierungsstelle mit

einer Lizenz autorisiert. Diese hat die „BiSS C Certification Test

Cases“ in einem kompakten Zertifizierungsgerät implementiert

und eine Software für die einfache Auswertung und grafische

Darstellung der Ergebnisse entwickelt. Das Zertifizierungsgerät

wird weiteren Zertifizierungsstellen zur Verfügung stehen, die

sich derzeit im Aufbau befinden, unter anderem in China, den

USA und Japan.

Der erste Kontakt kann daher direkt mit der jeweiligen Zertifizierungsstelle

vor Ort erfolgen. Hier können die Rahmenbedingungen

geklärt werden. Denn häufig befindet sich das Gerät, das

zertifiziert werden soll, noch im Entwicklungs- oder Prototypenstadium.

Das Testen der implementierten Schnittstelle ist daher

eine willkommene Unterstützung für alle, die am Produktzyklus

beteiligt sind, und ganz besonders für die Entwicklungs- und

Test ingenieure.

Dank des kompakten Designs des Zertifizierungsgeräts kann

die Zertifizierungsstelle auch Hausbesuche anbieten. So können

Messungen an mehreren Produkten oder Produktfamilien vor

Ort durchgeführt und Implementierungshinweise direkt umgesetzt

werden. Im besten Fall kann so die Konformität ohne weitere

Verzögerung bescheinigt und die Erlaubnis zum Führen des

Konformitätszeichens „BiSS Certified“ erteilt werden.

PERSPEKTIVEN

Namhafte Firmen aus der Drehgeber- und Antriebstechnik wie

Baumer, Maxon und Posital haben bereits von dem unkomplizierten

Zertifizierungsprozess ihrer Produkte profitiert und können

sie nun weltweit als „BiSS Certified“ bewerben. Die Nachfrage

nach standardisierten BiSS-Geräten ist hoch, sodass die Zertifizierung

entsprechend den Marktanforderungen in den nächsten

Jahren auf weitere Applikationen ausgeweitet wird.

Bilder: BiSS Association

Marcel Reuter, Geschäftsführer, BiSS Association e. V., Bodenheim

www.biss-interface.com



LINEARAKTUATOREN

MODULARES KONZEPT FÜR

HOCHFLEXIBLEN ANTRIEB

Effizient, präzise und integrationsfreundlich – dies sind drei der wichtigsten

Leistungsversprechen der neuen elektromechanischen Linearaktuatoren-Serie

Cyber force line von Wittenstein cyber motor. Die modular konfigurierbaren

Spindelaktuatoren überzeugen zudem durch reduzierte Gesamtbetriebskosten und

verringerten Wartungsaufwand. Damit bieten sie beste Voraussetzungen für

optimale Servoantriebslösungen – beispielsweise in umformenden

Werkzeugmaschinen, in der Kunststoff- und Gummiverarbeitung oder in der

Nahrungsmittel- und Verpackungsindustrie.

Die neue Produktreihe Cyber force line basiert auf der

langjährigen Expertise der Wittenstein cyber motor

GmbH in der Entwicklung von kundenspezifischen

Linearaktuatoren: bei den Cyber force actuators und bei

der Standardvariante Cyber dynamic actuator L bei kleineren

Kräften.

Von der hohen Modularität der neuen Cyber force line profitieren

zahlreiche Anwendungsfelder. So können die Linearaktuatoren

mit in den Motor integrierter Spindel in einer Vielzahl von

Applikationen eingesetzt werden. In der Metallbearbeitung etwa

zum Biegen, Stanzen, Schweißen oder Nieten, bei anspruchsvollen

Füge- und Einpressvorgängen oder zur Zustellung von

Anna Sauer, Produktmanagement, Wittenstein cyber motor GmbH, Igersheim

Werkzeugen, in der Kunststoffverarbeitung bei Tiefziehprozessen

oder als hochkompakte Auswerfer-, Einspritzer-, Schließ- und

Dosierantriebe in Spritzgießanlagen oder auch in Verschließsystemen

beim Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln und

Getränken.

So vielfältig wie die Einsatzmöglichkeiten sind, so unterschiedlich

sind die Anforderungen, die jeweils an „den optimalen“

Linearaktuator gestellt werden. Durch das modulare Konzept

kann die Funktionalität jedes Linearaktuators der Cyber force

line für die Performance im Optimum ausgelegt werden. Es bietet

die Auswahl und Kombinationsmöglichkeit zwischen Kraftund

geschwindigkeitsorientierten Spindelsteigungen, verschiedenen

Hublängen, verschiedenen Gebervarianten sowie jeweils

optionaler Haltebremse und Verdrehsicherung oder unterschiedlichen

Farblackierungen der Antriebe je nach Kundenwunsch.

Darüber hinaus erwarten Maschinenbauer wie auch Maschinenbetreiber

über die grundlegende Lösung einer Antriebsauf-


01 Die Aktuator-Produktfamilie ist in unterschiedlichen

Hublängen von 100 mm, 200 mm, 300 mm und 400 mm verfügbar

gabe hinaus eine Reihe von prozess- und betriebstechnischen sowie wirtschaftlichen

Mehrwerten – wie sie die Linearaktuatoren der Cyber force line erfüllen.

MODULARES KONZEPT PASST FÜR VIELE APPLIKATIONEN

Die Linearaktuatoren der Cyber force line bieten als Plug-and-play-Lösung hohe

Leistungsdichte und Dynamik. Neben der Reduktion von Kosten und der Optimierung

der Prozessqualität ermöglichen sie in mehrfacher Hinsicht signifikante

Effizienzsteigerungen. Dies betrifft zum einen die Integration kompakter und

drehmomentstarker Linearantriebe sowie deren Installation und Inbetriebnahme.

Zum anderen verbessern sie die Durchsatzraten von Maschinen und deren

Produktivität sowie die Qualität von Prozessen und Produkten. Möglich wird dies

durch Aktuator-Komponenten, die höchste Genauigkeitsklassen erfüllen, durch

minimiertes Spiel, sowie eine motorintegrierte und damit platzsparende Ausführung

der Spindel – die ihrerseits entweder für hohe Geschwindigkeiten bis

1.250 mm/s oder für große Kräfte bis 25 kN beziehungsweise Massen bis 2,5 t ausgelegt

werden kann. Die hohen Genauigkeitsanforderungen in Entwicklung, Fertigung

und Montage der Linearaktuatoren sowie ihre anwendungsorientierte

Konfigurierbarkeit gewährleisten zudem eine hohe Zuverlässigkeit, eine lange

Lebensdauer und eine besondere Positionier- und Wiederholgenauigkeit – und

damit eine hohe Präzision und Qualität in Produktionsprozessen.

VERHÄLTNIS VON PERFORMANCE UND BAURAUM

Leistung allein reicht als Kriterium oftmals nicht aus – es kommt gerade auch bei

Linearaktuatoren auf die Leistungsdichte an, das heißt das Verhältnis von Performance

und Platzbedarf. Hier überzeugt die Cyber force line durch ihre bauraumoptimierte

und einbaufertige Auslegung – was sowohl der Neuentwicklung

als auch dem Retrofitting von Maschinen zugutekommt. Die leistungsdichte Bauweise

ermöglicht die Integration als komplettes System auch in enge Räume –

was die Konstruktion der Maschine flexibler macht und kompaktere Maschinendesigns

unterstützt. Bestehende Anlagen können bei existenten Einbauverhältnissen

gegebenenfalls von Hydraulik oder Pneumatik auf Linearaktuatorik umgestellt

oder in ihren bereits vorhandenen servoantriebstechnischen Funktionen

weiter verbessert werden.

VERRINGERTE GESAMTBETRIEBSKOSTEN

Maschinenbauer und noch stärker deren Kunden haben auch in der Servoantriebstechnik

nicht nur die Anschaffungs-, sondern vor allem die Gesamtbetriebskosten

im Blick. Zu diesen TCO (Total Cost of Ownership) gehören insbesondere

Kosten für die Inbetriebnahme und den laufenden Betrieb, für die Wartung

und Instandhaltung sowie für den Energieverbrauch. Sie alle sind letztlich

abhängig von der Qualität des jeweiligen Linearaktuators. Wittenstein cyber motor

positioniert die neuen Linearaktuatoren daher bewusst im High-Perfomanceund

High-Quality-Segment. So werden in der Cyber force line ausschließlich

hochpolige Servo-Synchronmotoren eingesetzt, die durch ihren hohen Wirkungsgrad

und ihre geringe Verlustleistung einen hochgradig energieeffizienten

Betrieb ermöglichen. Das Plug-and-play-Konzept gewährleistet minimierte Integrations-

und Inbetriebnahmekosten. Im Betrieb gewährleisten der konstruktive

Precision

Precision

PRÄZISIONSLAGER

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Kundenspezifische

Systemlösungen

werden von der

Entwicklung über das

Design bis hin zur

Herstellung in den eigenen

Produktionsstätten

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In fast nahezu allen automatisierten Prozessen

sorgen Wälzlager für Bewegung.

Unsere Kunden aus allen Bereichen des

Maschinenbaus profitieren bei der Entwicklung

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jahrzehntelangen Erfahrung unseres Teams

in Bezug auf Dünnring-, Präzisions- und

Sonderlagern sowie unterschiedlichen

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03

02

02 Die Linearaktuatoren kommen in der Kunststoffverarbeitung

bei Tiefziehprozessen oder als hochkompakte Auswerfer-,

Einspritzer-, Schließ- und Dosierantriebe in Spritzgießanlagen

zum Einsatz

03 Die neue Cyber force line findet Anwendung in der Lebensmittel-

und Verpackungsindustrie, zum Beispiel beim Abfüllen

und Verpacken von Lebensmitteln und Getränken

echte Kundenmehrwerte bieten. Dadurch sind sie in der Lage,

für eine Vielzahl von Prozessen ein neues Optimum zu definieren

und so deren Effizienz zu steigern – zumal besondere Qualitätsstandards

in der Konstruktion, Fertigung und der Funktionsprüfung

höchste Zuverlässigkeit gewährleisten.

Bilder: Wittenstein

www.wittenstein.de

Aufbau, die Verwendung sorgfältig ausgewählter Komponenten

wie Spindel und Lager sowie hochpräzise Fertigungsverfahren

eine hohe Produktivität bei minimierten Wartungs- und

Instandhaltungskosten.

REDUZIERTER WARTUNGSAUFWAND

Immer wieder ermöglichen Linearaktuatoren wie die der

Cyber force line einen einfachen Technologiewechsel, wenn

sie als Servomotoren die Aufgaben bislang eingesetzter Hydraulik-

oder Pneumatikantriebe übernehmen. Ein Grund dafür

sind prozesstechnische Vorteile, denn Servoantriebe lassen

sich genauer und zudem stufenlos regeln – und ermöglichen

somit schnellere und präzisere Prozesse. Zudem kann durch

die Verwendung geschwindigkeits- oder kraftoptimierter Spindelvarianten

die Systemsteifigkeit weiter erhöht werden. Ein

weiterer Grund ist der erheblich geringere Wartungsbedarf

elektromechanischer Linear antriebe. Druckluft zählt industrieweit

nicht nur zu den teuersten Energieformen – sie benötigt

zudem, ebenso wie das Druckmedium Hydrauliköl, eine

zusätzliche Infrastruktur in einer Maschine. Diese muss gewartet

werden, ist im Betrieb leckagegefährdet und potenziell umweltgefährdend

sowie mit einem höheren Reparaturrisiko behaftet.

All dies entfällt bei den Linear aktuatoren der Cyber

force line – sie begnügen sich über ihre lange Lebensdauer mit

einem minimalen Nachschmieraufwand. Darüber hinaus können

sie mit üblichen Servoreglern betrieben werden und verursachen

dadurch keine Umstellkosten. Schließlich ist auch

die Kompatibilität zu Normzylindern nach DIN ISO 15552 gegeben.

OPTIMUM NEU DEFINIERT

Die neuen elektromechanischen Linearaktuatoren der Cyber

force line sind platzsparende, einbaufertige und auch wirtschaftlich

überzeugende Lösungen, die die Anforderungen der

jeweiligen Applikation in vollem Umfang erfüllen und zudem

DIE IDEE

„Die Akutatoren der neuen Cyber

force line haben ein modulares

Konzept und sind dadurch hochgradig

flexibel einsetzbar. Anwender

können Spindelsteigungen, Hublängen,

Gebervarianten, Bremsen

und sogar die Lackierung kombinieren.

Die Modularität und die aus

unserer Sicht niedrigen Gesamtlebenskosten

sind starke Argumente

für die Cyber force line gerade bei

geplantem Technologiewechsel von

Pneumatik oder Hydraulik auf

elektrische Antriebssysteme.“

Anna Sauer, Produktmanagement,

Wittenstein cyber motor GmbH,

Igersheim


MARKTPLATZ

UNIVERSELLER GEWINDEBOHRER MIT OPTIMALER SPANABFUHR

Der neue Gewindebohrer Easytap von LMT Tools zeigt alle wichtigen Qualitäten in einer Produktreihe

und ermöglicht eine leistungsfähige Gewindebearbeitung in unterschiedlichsten Werkstoffen.

Er ist ein echter Allrounder für die prozesssichere Gewindefertigung in Grundloch- und

Durchgangsbohrungen. Die Easy-Produktreihe des Herstellers umfasst universelle Plug-und-Play-

Werkzeuge für verschiedenste Fertigungsverfahren und Anwendungsfelder. Der neue Gewindebohrer

wurde mit Blick auf die zentralen Herausforderungen bei der Fertigung von Gewinden

entwickelt. Er zeich et sich durch eine optimierte Spanabfuhr, lange Standzeiten, ein breites

Einsatzspektrum sowie sehr hohe Prozesssicherheit aus und ermöglicht eine signifikante Reduktion

von Zeit und Kosten in der Produktion. Der Easytap erzeugt lehrenhaltige Gewinde bis 3xD und deckt ein besonders breites

Anwendungsspektrum ab. Er ist für Grundloch- und Durchgangsbohrungen geeignet und lässt sich in nahezu allen Materialien

einsetzen – sei es Stahl, rostfreier Stahl, Gusseisen oder Aluminium. Die Herstellung aller gängigen Gewindearten ist möglich,

wie metrische Regel- und Feingewinde, UNC, UNF, NPT (Grundloch), G und EG-M. Der Standardbereich umfasst Durchmesser von

1 bis 30 mm / 1 Zoll. Größere Durchmesser oder andere Längen können angefragt werden. Der Easytap ist universell einsetzbar in

Synchro- und Ausgleichsfutter oder Spannzangen und kompatibel mit Öl, Emulsion sowie Minimalmengenschmierung.

www.lmt-tools.com

SMARTE

HEAVY-DUTY-

DREHGEBER

Mit der HOG800-Serie präsentiert

Baumer die nächste

Generation seiner Heavy-Duty-

Drehgeber. Sie bieten einen

erweiterten Schutz vor Fehlverdrahtung,

Wellenströmen,

Überspannung und mechanischer

Beanspruchung. Die Serie

erfüllt hohe Anforderungen an

Zuverlässigkeit und Präzision.

Mit ihrer kompakten Bauweise

und den vielseitigen Schutzfunktionen

ist die Serie eine

Lösung für die Drehzahlerfassung

in Asynchronmotoren in

rauen Umgebungen. Integrierte

smarte Funktionen erleichtern

Inbetriebnahme und Wartung:

Mithilfe der Sensor-Suite des

Herstellers lassen sich elektronische

Typenschilder einfach

auslesen und beschriften,

Auflösung und Ausgangsschaltung

parametrieren sowie

Statusmeldungen abfragen.

Das Monitoring-System

über wacht kontinuierlich den

Sensorstatus sowie Ausgänge,

Temperaturen und die Lebensdauer.

Die Drehgeber überzeugen

zudem durch ihre platzsparende

Bauweise mit einer

Gehäusebreite von 84 mm.

www.baumer.com



INTEGRIERT IN FLACHE DC-MOTOREN

INDUKTIVE ENCODER,

DIE PLATZSPARENDE ALTERNATIVE

Eine präzise Messung der Motordrehzahl und -position ist für viele

Anwendungen essenziell. Die Bauweise der Sensoren spielt dabei eine

entscheidende Rolle. Sie beeinflusst sowohl die Präzision als auch die

Zuverlässigkeit. Induktive Sensoren können hier klare Vorteile gegenüber

optischen und magnetischen Encodern bieten. Das gilt besonders in der

Robotik und Medizintechnik, wo Baugröße und Form oftmals wichtige

Konstruktionsaspekt darstellen. Der Beitrag erklärt, wie induktive Encoder

funktionieren und wie ihre Integration in bürstenlose DC-Motoren gelingt.

Bei typischen Encoder-Anwendungen spielt die zusätzliche

Länge durch den Sensor meist eine untergeordnete

Rolle. Zur Ermittlung der Drehzahl und/oder Position

des Motors kommen dabei verschiedene Sensortechnologien

infrage. Flache BLDC- oder „Pancake“-Motoren werden

hier aber gerade wegen ihres geringen Platzbedarfs ausgewählt.

Herkömmliche Encoder würden diesen Vorteil wieder zunichtemachen.

MIKROMETERGENAUE STEUERUNG

Handgeführte chirurgische Geräte, Medizinroboter und andere

miniaturisierte Motionsysteme benötigen kompakte Motorantriebe

für präzise Bewegungen. Hierbei sind Encoder unerlässlich,

denn sie liefern das Feedback für eine mikrometergenaue

Steuerung. Induktive Encoder ermöglichen hochpräzise

Kompakt lösungen und erschließen das volle Potenzial von

BLDC-Motoren.

Induktive Encoder arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen

Induktion und verwenden Spulen in Kombination mit

einem metallischen Target zur Bestimmung von Position und

Drehzahl. Dieser grundlegende Unterschied zu optischen oder

magnetischen Encodern hat mehrere Vorteile, von denen die

Leistung von BLDC-Motoren unmittelbar profitiert.

Wenig Platz ist in der modernen Technik eine ständige Herausforderung.

Induktive Encoder sind in der Regel kleiner und leichter

als optische Encoder. Daher eignen sie sich besonders für

Anwendungen, bei denen jeder Millimeter zählt. Durch ihren

kompakten Formfaktor lassen sie sich ohne Leistungseinbußen

auf kleinstem Raum unterbringen.

Sayali Shinde, Produktentwicklerin bei Portescap, West Chester, PA, USA

BAUARTBEDINGTE VORTEILE

Die punktgenaue Positionierung wie bei Roboterarmen oder

CNC-Maschinen setzt höchste Präzision voraus. Induktive Encoder

liefern hochauflösendes Feedback zur flüssigen und präzisen

Steuerung von BLDC-Motoren. Dies führt zu höherer Effizienz,

besserer Produktqualität und weniger Fehlern im Betrieb.

Induktive Sensoren erreichen sehr schnelle Reaktionszeiten,

weil sich Positions- oder Drehzahländerungen unmittelbar auf

die induzierten Wirbelströme auswirken und damit direkt auf die

Induktivität der Sensorspule. Dieses direkte Zusammenspiel von

Feld und Objekt ermöglicht Erkennung und Feedback in Echtzeit.

Darüber hinaus sind induktive Sensoren dank ihrer Bauart

äußerst langlebig und resistent gegen Umgebungsfaktoren wie

Staub, Schmutz und Feuchtigkeit. Da die induktiven Kodiermechanismen

ohne physischen Kontakt auskommen, minimiert sich

der Verschleiß. Dies verlängert die Lebensdauer des Encoders.

Induktive Encoder sind bauartbedingt widerstandsfähiger

gegen über elektromagnetischen Störungen als magnetische Encoder.

Das liegt an ihrer hohen Betriebsfrequenz. Dies macht sie

zu einer besonders stabilen und zuverlässigen Option für eine

hochpräzise Motorsteuerung.

AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE

Die Vorteile induktiver Encoder ergeben sich aus der innovativen

Bauweise. Sie bestehen aus zwei Hauptkomponenten: dem Stator

(Sensor) mit Primär- und Sekundärspule sowie dem Rotor beziehungsweise

der Kodierscheibe. Die Primärspule erzeugt ein

hochfrequentes Magnetfeld, typischerweise von 1 bis 2 MHz, das

in der Sekundärspule eine Spannung induziert. Wie hoch die in

der Sekundärspule erzeugte Spannung ist, hängt davon ab, wie

schnell sich der Strom in der Primärspule ändert. Wenn sich die

Motorwelle dreht, ändert sich die Induktivität; die Frequenz



01Präzise, kompakt und zuverlässig:

Flacher bürstenloser DC-Motor mit

integriertem induktiven Encoder

02 Eine fachkundige Unterstützung bei

der Auswahl der Feedback-Sensorik

beschleunigt die Entwicklung

01

dieser Änderungen entspricht der Drehzahl. Alternativ kann diese Art von

Sensor die exakte Winkelposition messen, indem er die Phase der Induktivitätsschwankungen

bei der Wellenrotation genau verfolgt.

Die allgemeine Encoderleistung hängt im Wesentlichen von der Gestaltung

der Kodierscheibe (Rotor) ab. Sie besteht in der Regel aus einer ringförmigen

Leiterplatte mit eingebetteten Kupferstreifen. Diese sind in

einem Muster sehr exakt so angeordnet, dass sie die jeweiligen Anforderungen

an die Auflösung und die Motorbaugröße erfüllen. Die exakte

Positionierung dieser Kupferstreifen ist enorm wichtig, weil sie unmittelbaren

Einfluss auf die Verlässlichkeit und Präzision der vom Encoder gelieferten

Feedback-Informationen hat.

DIE IDEE

02

MIT FEEDBACK-SENSORIK ZUM ERFOLG

Induktive Sensoren bieten in Anwendungen mit Miniaturmotoren viele Vorteile.

Wichtig ist jedoch eine sorgfältige Spezifikation unter Berücksichtigung

der Betriebs- und Umgebungsbedingungen. Fachkundige Unterstützung

bei der Auswahl der richtigen Feedback-Sensorik sichert den langfristigen

Anwendungserfolg und beschleunigt die Produktentwicklung.

Die Industrie stellt immer höhere Anforderungen an die Effizienz und Zuverlässigkeit

von Motion-Control-Systemen. Induktive Encoder werden daher

immer attraktiver. Da sie dauerhaft präzises und störungs resistentes

Feedback liefern, unterstützen sie eine Vielzahl von Anwendungen – von

der industriellen Automatisierung bis hin zu Elektrofahrzeugen.

Bilder: Portescap, Aufmacherbild: hooyah808 – stock.adobe.com

www.portescap.com

„Mit induktiven Encodern können

Hersteller die Leistung ihrer

BLDC-Motoren steigern, Ausfallzeiten

reduzieren und die Zuverlässigkeit

des Gesamtsystems erhöhen.

In einer Welt, in der Präzision und

Effizienz immer wichtiger werden,

sind diese innovativen Sensoren

Wegbereiter für die Zukunft der

Motion-Control-Technologie.“

Sayali Shinde, Produktentwicklerin

bei Portescap

MARKTPLATZ

PIONIER EINER NEUEN

STECKVERBINDERGENERATION

Der Rundsteckverbinder Epic

M23P A3 Quickflex von Lapp ist

für Spannungen bis 1.000 V

ausgelegt und kann direkt am

Servomotor eingesetzt werden.

Mit der neuen, drehbaren

Epic M23 Power Winkeleinbaudose

bringt der Weltmarktführer

nun erstmals einen

Steckverbinder für den direkten

Anschluss am Servomotor

inklusive Signal übertragung auf den Markt, speziell für raue

Umgebungen, in denen elektromagnetische Verträglichkeit

(EMV) gefordert ist, mechanisch robust und global lieferbar.

Die M23-Motorsteckverbindung verfügt über ein Quickflex-

Schnellverriegelungssystem, das ein einfaches Verbinden mit

dem Gegenstück möglich macht. Die Verriegelung erfolgt

bereits nach einer Achtelumdrehung und ist mit Steckverbindern

des Marktstandards steckbar. Der drehbare Abgang

am Motor erlaubt einen einstellbaren, definierten Abgangswinkel

und bietet somit hohe Flexibilität beim Anschluss.

Das innovative Design des M23-Motorsteckverbinders erlaubt

Spannungen bis zu 1.000 V oder kann bis in 5.000 m Höhe

eingesetzt werden.

www.lapp.com

NEUE FUNKTIONEN UND GERÄTEOPTIONEN

Mit dem aktuellen

Update der Software

TwinCAT 3 Motion

Designer stehen nun

noch mehr Funktionen

und Geräteoptionen

zur Verfügung.

Das leistungsfähige

Tool ermöglicht eine

optimale Auslegung

von Beckhoff-Antriebstechnik

nach individuellen Anforderungen. Die Antriebsauslegung

ist die Basis für eine effiziente Maschinenkonstruktion.

Hierzu gehört vor allem die Dimensionierung von Antriebsachsen,

verbunden mit der Auswahl von Motor, Getriebe, Antriebsreglern

und Zubehör. Das Auslegungstool ist wahlweise in die

Automatisierungsplattform TwinCAT integriert oder es kann als

eigenständiges Projektierungswerkzeug für die Antriebsauslegung

verwendet werden. Die Software bietet in der neuen

Version nun folgende neuen Features: 1) Dateiimport für

lineare und rotative Motoren inklusive einer Motorträgheits-

Kompensation, 2) Dreiecklastfall für lineare Anwendungen

sowie 3) die Variablennutzung für eine einfache Änderung von

Parametern. Außerdem sind weitere Produkte des Herstellers

integriert worden, wie unter anderem das Einachsmodul

AX8128 und die universelle Netzrückspeisung AX8820.

www.beckhoff.com

UL-ZERTIFIZIERUNG VEREINFACHT DEN

EXPORT NACH NORDAMERIKA

Die digitalen

Positionsanzeigen

von Lenord+Bauer

für schnelle und

kontrollierte

Formatwechsel sind

nun UL-zertifiziert.

Das erleichtert die

Maschinenabnahme

in Nordamerika.

Um individuelle

Automatisierungsanforderungen zu erfüllen, lassen sie sich

flexibel mit den ebenfalls zertifizierten Stellantrieben SeGMo-

Positioning kombinieren. Die Zulassung von Maschinen und

Produktionsanlagen in den USA oder Kanada ist mit vielen

Hürden verbunden. Jedes Bauteil sowie die verbauten Kabel

müssen den Anforderungen der Underwriters Laboratories Inc.

(UL) genügen. Um die dortige Maschinenzulassung für seine

Kunden zu vereinfachen und um ihnen aufwendige Einzelprüfungen

zu ersparen, ließ der Hersteller seine digitale Positionsanzeigen

durch die UL untersuchen. Damit ist neben den

Lösungen zur Vollautomatisierung jetzt auch die Teilautomatisierungslösung

SeGMo-Assist zertifiziert. Die Positionsanzeige

digitalisiert manuelle Formatverstellungen und ermöglicht

prozesssichere rotatorische und lineare Positionsmessungen.

Sie tauscht via Busschnittstelle Daten mit der Steuerung aus.

Hierdurch lassen sich die an die SPS angebundenen Achsen

sicher überwachen.

www.lenord.com

20 KOSTENFREIE FUNKTIONSBLÖCKE FÜR

ANTRIEBE VERFÜGBAR

Mehr Flexibilität und

Effizienz für maschinenspezifische

Funktionen:

Sinamics DCC (Drive Control

Chart) von Siemens

erweitert Umrichter mit

anpassbaren Regelungs-,

Rechen- und Logikbausteinen.

Zusammen mit

Sinamics G220-Antrieben

stehen Anwendern jetzt

20 kostenfreie Blöcke zur Verfügung, die zusätzliche Anpassungen

ohne Mehrkosten ermöglichen. Das TIA-Portal unterstützt

die einfache grafische Integration der Blöcke. Als Option für die

Inbetriebnahmesoftware Sinamics Startdrive im TIA Portal

eröffnen sich neue Möglichkeiten für individuelle Anpassungen.

Der neue Sinamics G220 Hochleistungsfrequenzumrichter

wurde entwickelt, um die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen

mit digitaler Antriebstechnologie zu meistern.

Er macht Anwendungen effizienter, sicherer und zukunftssicher.

Dank der Clean-Power-Technologie mit niedrigen Oberschwingungen

(THDi < 2 Prozent) und durch eine verbesserte Motorsteuerung

kann der Energieverbrauch reduziert werden.

Integrierte Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 / PL e und

Kategorie 4 nach IEC 62061 und ISO 13849-1 stellen sicher,

dass Maschinen den höchsten Sicherheitsanforderungen

entsprechen.

www.siemens.com


MARKTPLATZ

SICHERER AUFSATZ-BREMSWIDERSTAND

Die Michael Koch

GmbH präsentierte

auf der diesjährigen

Hannover

Messe einen neuen

sicheren Bremswiderstand

für die

Montage auf

Schaltschränken.

Die Grundfläche

des Widerstandes

in der Dimension 550 x 440 mm passt direkt auf das Dach

gängiger Schaltschränke. Die Dauerleistung kann in

400-Watt-Schritten bis 8 kW reichen, was bei 35-facher

Bremsleistung bei einem Prozent Einschaltdauer bei 120 s

Zykluszeit bis 280 kW Spitzenleistung für 1,2 s entspricht.

Das Spektrum der Widerstandswerte reicht von unter

einem bis mehrere Tausend Ohm, ist also sehr flexibel auf

die elektrischen Anforderungen des Antriebs und dessen

Bremstransistors anpassbar. Die Zuleitung wird nach

Kundenwunsch ausgeführt. Ihre Stärke und Länge wird

applikationsgerecht festgelegt und kann zum mechanischen

Schutz mit einer Ummantelung versehen werden.

Angeschlossen wird die Zuleitung in einem geräumigen

Klemmenkasten. Insgesamt wird eine hohe Schutzart

erreicht, der Einsatz ist somit auch in raueren Umgebungen

möglich. Der sichere Aufsatz-Bremswiderstand kann

mit einem passenden Berührschutz ausgestattet werden,

wodurch er eine Höhe von 275 mm erreicht. Ohne sie ist er

252,5 mm hoch. Zudem sind weitere mechanische

Abdeckungen möglich, wodurch der sichere Bremswiderstand

sehr individuell an die Umgebungsbedingungen

angepasst werden kann.

www.bremsenergie.de

EINACHS-DRIVEMODUL FÜR HOHE LEISTUNG

Das modulare, dynamische

Multiachs-Servosystem

DIAS-Drive 2000

von Sigmatek bekommt

eine leistungsstarke

Verstärkung. Mit dem

Einachs-Modul MDP

2200-L-01 zur Ansteuerung

von Synchron -

servomotoren stehen

bis zu 20 A Nenn -

strom zur Verfügung. Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand

und Zwischenkreis sind ebenfalls an Bord – und das auf nur

150 x 240 x 219 mm (Baugröße 2). Das kombinierte Versorgungs-/

Achsmodul wird dreiphasig 400-480 VAC betrieben und schafft bis

zu 60 A Spitzenstrom. Der Überlastfaktor liegt somit bei bis zu

300 Prozent. Im Standard enthalten sind zahlreiche Safety-Funktionen

wie STO, SS1, SOS, SBC sowie sichere Geschwindigkeits-,

Beschleunigungs-, Positions- und Drehrichtungs-Funktionen – alle

bis zu SIL 3, PL e, Kat. 4 und TÜV-zertifiziert. Wie alle MDP-Module

der MDD 2000er-Serie kann auch der Einachs-Drive stand-alone

oder im Verbund mit beliebig vielen MDD 2000-Achsmodulen

beider Baugrößen eingesetzt werden. So ist eine passgenaue

Auslegung des Antriebskonzepts einfach möglich. Im Standard

kommt die digitale Motorfeedback-Schnittstelle Hiperface DSL zum

Einsatz, das spart Kabel und Zeit bei der Inbetriebnahme. Neben

der Einkabellösung werden zahlreiche Gebervarianten unterstützt:

EnDat 2.1, Hiperface, Resolver, Sin/Cos, TTL, BiSS-C oder Tamagawa.

Die Module lassen sich dank Anreihtechnik schnell und werkzeuglos

mit DCB „DC Connection Block“ und BCB „Bus Connection

Block“ verbinden. Dadurch entfällt eine aufwendige Einzelverdrahtung

für Strom, Zwischenkreiskopplung und Echtzeit-Ethernet-

Kommunikation mit VARAN-Bus.

www.sigmatek-automation.com

Geräteserie SD4S

High-Speed

Drive Controller

auf einem neuen

Level

Extrem kompakte Baugröße

Bis 360.000 1/min

Feldbus on board

Regelung von IPM-Motoren

Umfangreiche

Parametrierung

über drivemaster4

www.sieb-meyer.de


Gerhard Schuy, Leiter Vertriebsinnendienst,

AMO GmbH, St. Peter am Hart (Österreich)

EX-GESCHÜTZTE LÄNGEN- UND WINKELMESSGERÄTE

HOCHGENAU MESSEN OHNE RISIKO

Längen- und Winkelmessgeräte von AMO

erfassen Positionsdaten mit höchster Präzision.

Die inkrementellen Ausführungen der Geräte

verfügen zudem über eine Atex-Zertifizierung.

Sie können daher auch in explosionsgefährdeten

Bereichen eingesetzt werden, wie zum Beispiel in

Druckmaschinen, Autogen-Brennschneidanlagen

oder in der Öl- und Gasfördertechnik.

Es ist laut in der Halle, denn die Tiefdruckrotation läuft auf

Hochtouren. Im Inneren der Maschine arbeitet das Druckwerk.

Es besteht aus einem Druckformzylinder, einem Gegendruckzylinder

und einem Rakel, das überschüssige

Farbe vom Druckformzylinder abstreift.

Für ein gestochen scharfes Druckbild ist die exakte Ausrichtung

der einzelnen Komponenten des Druckwerks zueinander

entscheidend. Das funktioniert nur, wenn die Maschinensteuerung

die genaue Position dieser Komponenten jederzeit „kennt“.

In den Druckmaschinen eines bekannten Herstellers erfassen

deshalb hochgenaue inkrementelle Winkelmessgeräte von AMO

kontinuierlich die Winkelstellung der Zylinder, Walzen und Rakel.

Abhängig vom Durchmesser des Messflansches erreichen

die Messgeräte eine Positioniergenauigkeit von wenigen Winkelsekunden

bei einer maximalen Drehzahl von 26.000 U/min.

INDUKTIVE ABTASTUNG

Alle Längen- und Winkelmessgeräte von AMO arbeiten nach dem

patentierten induktiven Amosin-Abtastprinzip. Eine planare

Spulenstruktur tastet ein hochgenau strukturiertes Edelstahlband

ab. Es wird in einem speziellen Herstellungsprozess zu einem

geschlossenen Messring geformt, der entweder auf einem

Teilungsträger als Winkelmessflansch oder als dünnwandiger

Messring verfügbar ist. Da das Edelstahlband berührungslos abgetastet

wird und die Messgeräte keine magnetischen Teile enthalten,

sind sie unempfindlich gegenüber elektromagnetischen

Störungen sowie Schmutz.

INKREMENTELL ODER ABSOLUT

Die Messgeräte des Herstellers werden in einer absoluten und einer

inkrementellen Ausführung gefertigt. Beim absoluten Messverfahren

steht der Positionswert unmittelbar nach dem Einschalten

des Messgerätes zur Verfügung und kann jederzeit von

der Folgeelektronik ausgelesen werden. Ein Verfahren der Achsen

zum Ermitteln der Bezugsposition ist nicht notwendig.

Die inkrementellen Modelle gewinnen die Positionsinformation

dagegen durch Zählen der einzelnen Inkremente der periodischen

Teilung. Da zum Bestimmen von Positionen ein absoluter

Bezug erforderlich ist, verfügt die Maßverkörperung über eine

zusätzliche Spur mit Referenzmarke. Die mit der Referenzmarke

festgelegte absolute Position des Maßstabes ist genau einem

Messschritt zugeordnet.

In Druckmaschinen werden allerdings nicht die Standardausführungen

der inkrementellen Winkelmessgeräte eingesetzt. Das



hängt damit zusammen, dass viele der beim Druckprozess verwendeten

Farben Lösungsmittel enthalten. Deren Dämpfe können

sich ab einer bestimmten Konzentration in der Umgebungsluft

zusammen mit Sauerstoff (O 2

) zu einem explosionsfähigen

Gemisch verbinden.

EXPLOSIONSSCHUTZ AN DRUCKMASCHINEN

Die Explosionsgefahr wird zwar durch zahlreiche Sicherheitsmaßnahmen

so gering wie möglich gehalten. So leiten zum Beispiel

Absauganlagen über dem Trockner die Lösemitteldämpfe

ab und führen sie einer Abluftbehandlungsanlage zu. Da sich die

Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre im Umfeld von

Druckmaschinen aber nicht hundertprozentig verhindern lässt,

müssen einige Komponenten der Anlagen die strengen Anforderungen

der Atex-Richtline 2014/34/EU erfüllen.

So befinden sich die Bereiche zwischen den Druckwerksseitenwänden

und im Bedienungsgang zwischen den Druckwerken in

der Atex-Zone 1. Hier kann bei Normalbetrieb gelegentlich eine

explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren

Gasen, Dämpfen oder Nebeln entstehen.

MESSGERÄTE SIND ATEX-ZERTIFIZIERT

Inkrementelle Winkel- und Längenmessgeräte von AMO wurden

vom TÜV Austria für den Einsatz in den Atex-Zonen 1 und 2 im

Temperaturbereich zwischen –10 °C ≤ Tamb ≤+70 °C zertifiziert

(Ex mb IIC T4 Gb). Damit können die Geräte auch in Anwendungen

verbaut werden, die eine Oberflächentemperatur von bis zu

135 °C erreichen. Möglich wurde das durch eine einfache konstruktive

Veränderung: „Wir haben die zündfähigen Komponenten

der Geräte mit einer speziellen Vergussmasse gekapselt, sodass

eine eventuell vorhandene explosionsfähige Atmosphäre

nicht mit der Elektronik in Berührung kommen kann“, sagt Engelbert

Hager, kaufmännische Leiter bei AMO.

SELBSTENTZÜNDUNG VERHINDERN

Die Kapselung begrenzt zudem die maximale Oberflächentemperatur

der Geräte. Diese muss kleiner sein als die Zündtemperatur

des Gas- oder Dampf-Luft-Gemisches, in dem es eingesetzt

wird. Bei der Ermittlung der maximalen Oberflächentemperatur

wird stets ein Sicherheitsabstand zur kleinsten Zündtemperatur

der in der jeweiligen Temperaturklasse zusammengefassten Stoffe

eingerechnet. In der Atex-Zone 1 darf die maximale Oberflächentemperatur

nur selten 80 Prozent der geringsten Zündtemperatur

der in der Temperaturklasse definierten Gas- oder

Dampf-Luftgemische überschreiten. In der Zone 2 darf die Zündtemperatur

nur in Sonderfällen erreicht werden.

KUNDENSPEZIFISCHE ANPASSUNGEN

AMO bietet der Industrie übrigens nicht nur explosionsgeschützte

inkrementelle Messgeräte von der Stange. Das Unternehmen passt

die Atex-konformen Produkte – wie auch alle anderen – zudem an

die Anforderungen des Kunden an. „Ich erinnere mich zum Beispiel

an einen Druckmaschinen-Hersteller, für den wir eine spezielle

Gehäuseform für unser Messgerät entwickelt haben“, erzählt

Hager. Genau für diese Kombination aus hochpräziser, robuster

Messtechnik und individuellem Service schätzen die Kunden die

Automatisierungsspezialisten.

Bild: AMO

www.amo-gmbh.com

DIE IDEE

„Inkrementelle Winkel- und Längenmessgeräte

von AMO wurden vom

TÜV Austria für den Einsatz in den

Atex-Zonen 1 und 2 zertifiziert.

Die Geräte können in Anwendungen

verbaut werden, die eine Oberflächentemperatur

von bis zu 135 °C

erreichen. Möglich wurde das durch

eine einfache konstruktive Veränderung.

Wir haben die zündfähigen

Komponenten der Geräte mit einer

speziellen Vergussmasse gekapselt,

sodass eine eventuell vorhandene

explosionsfähige Atmosphäre nicht

mit der Elektronik in Berührung

kommen kann.“

Engelbert Hager, kaufmännischer

Leiter bei AMO, St. Peter am Hart

WEITERE ANWENDUNGSBEREICHE

Die Atex-Zertifizierung ermöglicht auch den Einbau der Messgeräte

in Anwendungen der Metallindustrie. Ein Beispiel sind Autogen-Brennscheidmaschinen

mit Acetylen (C 2

H 2

). Acetylen kann

mit Luft und Sauerstoff eine explosionsfähige Atmosphäre bilden.

Da die Elektronik der Längenmessgeräte von AMO gekapselt ist,

besteht allerdings keine Gefahr: Es gelangen weder Funken nach

außen noch Gas-Sauerstoff-Gemische ins Innere der Geräte-

Elektronik.

Eine weitere charakteristische Eigenschaft der inkrementellen

Messgeräte ist ihre Robustheit: Dank der Schutzart IP67 können

ihnen Staub und Schmutz nichts anhaben. Mögliche Einsatzgebiete

sind deshalb auch Anlagen für die Öl- und Gasförderung –

sowohl Onshore als auch Offshore. So messen Längenmessgeräte

in Bohrtürmen den Hub des Bohrgestänges, damit die Pipe-

Handling-Anlage rechtzeitig neue Bohrstangen nachliefern kann.


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

GETRIEBEAUSLEGUNG

GEOMETRIEN ZEITEFFIZIENT ERMITTELN

Das Racing Team der Technischen Universität Graz ermöglicht es,

angehenden Ingenieuren Studien mit Praxisbezug zu erfahren.

Im Jahr 2020 stellte das Team auf reinen Elektrobetrieb um. Im Laufe dieser

Entwicklung wurde der Antriebsstrang komplett neu entwickelt.

Eine wichtige Rolle in diesem Prozess spielte die Software Kisssoft.

Das TU Graz Racing Team ist ein beeindruckendes Beispiel

für Leidenschaft, Innovation und Teamgeist im

Motorsport. Was 2002 aus einer studentischen Eigeninitiative

an der TU Graz begann, entwickelte sich zu

einer internationalen Erfolgsgeschichte. Bereits 14 Monate nach

der Gründung präsentierte das Team seinen ersten Rennwagen.

Schon mit dem zweiten Fahrzeug, dem „Tankia 2005“, gelang ein

sensationeller Doppelsieg bei den Wettbewerben in Deutschland

und Italien.

Über die Jahre hat das Team durch kontinuierliche Weiterentwicklung

und technische Innovation zahlreiche Siege und Podestplätze

eingefahren. Ein entscheidender Meilenstein war der

Umstieg auf ein Einzylinderkonzept im Jahr 2012, welcher den

Grundstein für historische Erfolge legte – gekrönt vom 1. Platz in

der Weltrangliste im Jahr 2018 unter über 600 Teams.

WECHSEL AUF ELEKTRO PUR

Mit dem Wechsel auf einen reinen Elektroantrieb im Jahr 2020

stellte sich das TU Graz Racing Team einer neuen Herausforderung

und beweist seither eindrucksvoll, dass es stets am Puls der

technologischen Entwicklungen agiert.

Nachdem man 2023 in Ungarn den ersten Gesamtsieg in der

Elektrokategorie einfahren konnte, wurde für die Saison 2024 mit

den Erkenntnissen der ersten drei Elektro-Rennwagen des Teams

eine neue Generation an Elektrofahrzeugen eingeläutet. Im Zuge

der Erarbeitung eines neuen Gesamtfahrzeugkonzepts blieb

keine Baugruppe unberührt. Dementsprechend wurden für den

Tankia 2024 auch sämtliche Komponenten des Antriebsstrangs,

bestehend aus vier Radnabenmotoren, mit dem Hauptziel, Zuverlässigkeit

bei möglichst großer Gewichtsersparnis zu gewährleisten,

neu durchdacht.

Als zentraler Bestandteil des Radpakets wurde im Zuge dessen

die Entwicklung der Radnabengetriebe neu aufgerollt. Das mit

Abstand wichtigste Werkzeug für die Getriebeauslegung stellt für

das TU Graz Racing Team das Programm Kisssoft dar. Das Softwarepaket

der Kisssoft AG – A Gleason Company ermöglicht es,

die zu erwartenden Belastungen sehr genau abzubilden und damit

mögliche Verzahnungsvarianten bis ins kleinste Detail zu

optimieren.

Durch die Implementierung neuer Konzepte an den Schnittstellen

zwischen Verzahnungskomponenten und anderen Bauteilen

der Baugruppe, konnten bisherige konstruktive

Ein schränkungen der realisierbaren Zahnraddurchmesser

eliminiert werden.

50 PROZENT GEWICHTSERSPARNIS

Im Laufe des Entwicklungsprozesses wurde sehr schnell klar,

dass keine genormte Verzahnungsgeometrie eine Lösung bietet,

die die Mindestanforderungen an das Radnabengetriebe erfüllt

und dem Ziel einer möglichst leichten und kompakten Umsetzung

gerecht wird. Dementsprechend wurden nicht nur Basisdaten

wie Modul oder Eingriffswinkel, sondern auch Bezugs-

Simon Taschler,

TU Graz Racing Team


01 Das TU Graz Racing

Team besteht aus rund 80

motivierten Studierenden,

die Jahr für Jahr ein neues

Rennauto auf die Straße

bringen

02 Explosionsansicht des

Radpakets mit

Radnabengetriebe

01

02

profile und Flankenmodifikationen an die individuellen Anforderungen

angepasst. Durch die einfache Handhabung von Kisssoft

war das zuständige Entwicklungsteam in der Lage, zeiteffizient

verschiedenste potenzielle Geometrien zu ermitteln. Die ins Berechnungsprogramm

eingelesenen Dauerfestigkeitsdaten des

verwendeten Werkstoffs erlaubten eine genaue Abschätzung der

Tragfähigkeiten der verschiedenen Varianten über die Lebensdauer

des Systems und die daraus folgende Auswahl einer finalen

Verzahnungsgeometrie. Damit wurde in der Entwicklung über

50 % an Gewicht beim Bauteil eingespart!

Mithilfe des Radnabengetriebes kann an jedem Rad im Tankia

ein Radnabenmotor verbaut werden. Dieses Zusammenspiel ermöglicht

dem TU Graz Racing Team auf eine innovative Technologie

zu setzen, die einen sehr hohen Wirkungsgrad mitbringt.

Durch die Versuche und Tests am Prüfstand und im Renngeschehen,

lassen sich wertvolle Daten sammeln, die später auch

in der Serienentwicklung zum Einsatz kommen. Damit wird ein

entscheidender Beitrag zur Zukunft der Elektromobilität und

alternativen Antriebskonzepten geleistet.

Die Saison 2024 markierte einen Meilenstein in der Geschichte

des TU Graz Racing Teams. Dank zahlreicher technischer Innovationen

und einem umfassend überarbeiteten Fahrzeugkonzept

konnte das Team eine beeindruckende Erfolgsbilanz vorweisen:

ein Gesamtsieg, ein Overall-Podium, zehn Einzelsiege und weitere

acht Podestplätze in verschiedenen Disziplinen sowie ein neuer

Weltrekord in der Skidpad-Disziplin. Diese herausragenden

Leistungen führten das Team auf Platz 5 der Weltrangliste und

unterstreichen eindrucksvoll das außergewöhnliche Engagement

und die Innovationskraft des TU Graz Racing Teams im internationalen

Motorsport.

Bilder: Kisssoft AG

www.kisssoft.com

DIE IDEE

Im Zuge des Wechsels von Verbrenner-

zu Elektroantrieb

gestaltete das Racing Team der

TU Graz den Antriebsstrang ihres

Rennwagens neu. Ein völlig neu

entwickeltes Radnabengetriebe

ermöglicht den Einsatz von

Radnabenmotoren in jedem Rad.

Eine Kisssoft-Software unterstützte

die Ingenieure bei dieser Leistung.



SCHLÜSSEL DER TRANSFORMATION

DIGITALE GETRIEBE-ZWILLINGE ENTWICKELN

Wie die Getriebedesignsoftware FVA-Workbench als Basis für digitale Zwillinge von

Industriegetrieben eingesetzt werden kann, zeigt eine Abschlussarbeit am Institut für

Produktentwicklung und Maschinenelemente der TU Darmstadt. Das Ergebnis:

Die Kombination aus detaillierter Modellierung, kontinuierlicher Echtzeitberechnung und

Dashboard-Visualisierung bietet eine effiziente und zugleich benutzerfreundliche Lösung für

die Entwicklung digitaler Zwillinge. Live-Daten können in die Modelle und Simulationen

integriert werden, was die Lösung für vielfältige Industrie 4.0-Anwendungen interessant

macht – und zwar über den gesamten Lebenszyklus eines Getriebes.

Die digitale Transformation verändert die Industrie

grundlegend und digitale Zwillinge spielen dabei eine

zentrale Rolle. Sie ermöglichen die Echtzeitüberwachung

physischer Systeme, die Simulation ihres Verhaltens

und fundierte Entscheidungsfindung. Digitale Zwillinge

technischer Systeme bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

und große Potenziale [1]. Der Begriff beschreibt die digitale

Repräsentation eines konkreten physischen Systems.

In diesem Artikel wird der digitale Zwilling als eine digitale

Abbildung des physischen Modells mit Livedaten-Anbindung

betrachtet. Während des Betriebs werden dessen Sensor- und Betriebsdaten

kontinuierlich erfasst und dem digitalen Zwilling bereitgestellt.

Die Daten dienen als Eingangsgrößen von Modellen,

die das reale System nachbilden und dessen Verhalten beschreiben.

Damit wird das Verhalten live berechnet oder simuliert, was

Voraussagen und Rückschlüsse ermöglicht [2, 3, 4].

PRÜFAUFBAU FÜR FORSCHUNGSPROJEKT

Im Rahmen des FVA-Projekts FVA 889 II – „Digitaler Zwilling II“

wird die Thematik der digitalen Zwillinge und deren Erstellung

vom Institut für Produktentwicklung und Maschinenelemente

(pmd) der TU Darmstadt gemeinsam mit dem KTmfk der FAU

Erlangen-Nürnberg intensiv erforscht. Ein zentraler Bestandteil

dieses Projekts ist die Entwicklung eines Demonstrators für einen

digitalen Zwilling eines zweistufigen Industriegetriebes des Typs

X2FS100e von SEW-Eurodrive. Dieses Getriebe ist Teil eines

Prüfaufbaus an der TU Darmstadt und kann gezielt mit Drehzahlen

und Drehmoment belastet werden. Zur Erfassung der Betriebsdaten

werden im und am Getriebe verschiedene Sensoren

verbaut. In diesem Fall sind vor allem Drehzahl und Drehmoment

relevant. Die Messdaten werden in Echtzeit auf einem

Messdatenserver der Universität abgelegt.



01

01 Für das Forschungsprojekt wurde ein

Digital-Twin-Demonstrator eines zweistufigen

Industriegetriebes von SEW-Eurodrive entwickelt

02 Beispielhaftes Windkraftgetriebe mit Berechnungsergebnissen

für Welle, Lager und Verzahnung

02

DREI SCHRITTE ZUM DIGITALEN ZWILLING

Die digitale Beschreibung und Repräsentation des Getriebes

wird durch die Modellierung und Berechnung des Getriebes in

der FVA-Workbench adressiert. Die Umsetzung dessen fand im

Rahmen der Abschlussarbeit mit dem Titel „Creation of a Digital

Twin through real time integration of the FVA-Workbench“

von William Gunawan am pmd der TU Darmstadt statt. Betreut

wurde die Abschlussarbeit von Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kirchner

und Michel Fett. Das Vorhaben kann in drei Schritte aufgeteilt

werden: 1. Das Modellieren des Getriebes, 2. der Aufbau einer

Live-Berechnung und 3. die Visualisierung in einem Dashboard.

Im Folgenden wird eine Übersicht über das Vorgehen

und die Erkenntnisse gegeben.

SCHRITT 1: MODELLIERUNG

Zunächst wird das Getriebe, von welchem der digitale Zwilling

erstellt werden soll, in der FVA-Workbench modelliert. Hierzu

werden die beiden Zahnradpaarungen des zweistufigen Getriebes

implementiert. Neben den Materialparametern wird

vor allem die Geometrie der einzelnen Zahnräder beschrieben.

Dies beinhaltet beispielsweise Zähnezahl, Modul, Schrägungswinkel,

Kopfkreisdurchmesser und Teilkreisdurchmesser der

einzelnen Zahnradstufen. Weiter werden die drei Wellen der

Getriebestufen beschrieben, indem unter anderem Materialparameter,

Achsabstände und Geometrien der einzelnen Wellenabsätze

hinterlegt werden. Die Lager können als Normteile

aus der Bibliothek der Software ausgewählt werden. Gleiches

gilt für das Getriebeöl. Das Gehäuse des Getriebes wird vernachlässigt

und nicht modelliert, da in dem Projekt keine CAD-

Daten des Gehäuses zur Verfügung standen.

SCHRITT 2: LIVE-BERECHNUNG

Die reguläre Benutzung der FVA-Workbench sieht vor, dass das

Verhalten und die Eigenschaften des modellierten Getriebes

einmalig simuliert werden und aus den Ergebnissen ein Report

erstellt wird. Für die Funktionalität eines digitalen Zwillings ist

allerdings eine durchgängige, zyklisch wiederkehrende Live-

Berechnung notwendig. Dies kann in der Software über die

Scripting-Funktion erreicht werden, welche die Durchführung

von Berechnungen automatisiert.

Zu diesem Zweck wird ein Skript erstellt, das alle 10 s auf den

Messdatenserver der TU Darmstadt zugreift und dort die neusten

Messdaten der am Getriebe verbauten Sensoren importiert.

Diese Messdaten beinhalten die aktuellen Werte des Drehmoments

und der Drehzahl, welche dann als Eingangsgrößen für

die Berechnungen in der FVA-Workbench dienen. Damit wird

alle 10 s das aktuelle Verhalten und der Zustand des Getriebes

berechnet.

SCHRITT 3: VISUALISIERUNG

Für die Benutzbarkeit des digitalen Zwillings ist eine Erstellung

von Ergebnis-Reports alle 10 s nicht zielführend. Stattdessen

werden die Berechnungsergebnisse als Excel-Dateien

exportiert. Mithilfe von VBA (Visual Basics for Applications)

wird direkt in der Excel-Anwendung ein Live-Dashboard aufgebaut,

welches sich regelmäßig aktualisiert und mit den

neusten Berechnungsergebnissen den aktuellen Zustand des

Getriebes anzeigt.

So wird beispielsweise die Lastverteilung der Zahnflanken

sowie das Belastungsverhältnis C/P der Lager visualisiert.

Nach jeder neuen Berechnung in der FVA-Workbench werden

die Plots im Dashboard aktualisiert.



03 Scripting ermöglicht in der FVA-Workbench auch zyklisch

wiederkehrende Live-Berechnungen für digitale Zwillinge;

im Forschungsprojekt wird dafür alle 10 s auf einen universitären

Messdatenserver mit aktuellen Sensordaten zurückgegriffen

DATEN ÜBER GESAMTEN LEBENSZYKLUS

SAMMELN UND ANALYSIEREN

Die FVA-Workbench geht weit über grundlegende Funktionen

einer typischen Software für das Getriebedesign hinaus und bietet

zahlreiche Erweiterungsmöglichkeiten, die ihre Vielseitigkeit

in unterschiedlichen Anwendungsszenarien steigern. Benutzer

können individuelle Skripte implementieren, um spezifische Berechnungen

zu automatisieren und maßgeschneiderte Lösungen

zu entwickeln. Damit kann die Software zu einem zentralen Baustein

im Lifecycle-Management von Getrieben werden.

Zudem ermöglicht die Kombination der FVA-Workbench mit

moderner Datenerfassung eine tiefere Analyse der erfassten

Sensordaten physischer Systeme. Dadurch können Anomalien

im Betrieb frühzeitig erkannt und die Auswirkungen von Systemveränderungen

schnell identifiziert werden. Dies eröffnet neue

Potenziale für die vorausschauende Wartung und Optimierung

von Maschinen. Die Softwarelösung erweist sich somit nicht nur

als leistungsstarkes Werkzeug zur Auslegung und Berechnung

von Getrieben, sondern ebenso als leistungsfähiges Fundament

für innovative Industrie 4.0-Anwendungen.

Besonders die Integration von Live-Daten, etwa über OPC UA,

ermöglicht eine präzisere Berechnung, da die Messdaten einzelner

Getriebeelemente direkt eingespeist werden und Berechnungen

auf Basis realer Daten statt nur nominaler Werte erfolgen.

Diese neuen Modelle sowie die Auswertung von Live-Daten führen

dazu, dass ein digitaler Zwilling des Getriebes entsteht, der

sämtliche Daten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg

enthält.

MASSGEBLICH FÜR INDUSTRIE 4.0

Fazit: Die Abschlussarbeit von William Gunawan am pmd der

TU Darmstadt zeigt: Die FVA-Workbench kann effektiv für die

Live-Berechnung von Getrieben eingesetzt werden. Sie eignet

sich nicht nur hervorragend zur Auslegung von Getrieben, sondern

kann zudem als solide Grundlage zur Erstellung und kontinuierlichen

Aktualisierung digitaler Zwillinge dienen. Dank der

benutzerfreundlichen Standardfunktionen für die Modellierung

und Berechnung können selbst Studierende mit wenig Praxiserfahrung

die Software problemlos bedienen.

Darüber hinaus eröffnet die Scripting-Funktion zahlreiche

weitere Anwendungen und ermöglicht individuelle Anpassungen.

Die Erkenntnisse bieten eine vielversprechende Perspektive,

indem sie aufzeigen, wie die FVA-Workbench zur Entwicklung

innovativer Lösungen im Bereich digitaler Zwillinge beiträgt.

Fortschrittliche Industrie 4.0-Lösungen können damit maßgeblich

vorangetrieben werden.

Interop4X (www.interop4x.de) ist ein Spezialist für Interoperabilität

und digitale Lösungen in der Industrie und eine Marke der

FVA GmbH. Mit dem Fokus auf den internationalen Kommunikationsstandard

OPC UA hilft er Unternehmen, ihre Fertigungsprozesse

zu optimieren und die digitale Transformation erfolgreich

umzusetzen.

Bilder: FVA

www.fva-service.de/fvaworkbench

Literatur:

[1] Attaran, Mohsen; Celik, Bilge Gokhan (2023): Digital Twin: Benefits, use cases,

challenges, and opportunities. In: Decision Analytics Journal 6, S. 100165. DOI:

10.1016/j.dajour.2023.100165.

[2] Czwick, Cordula; Martin, Georg; Anderl, Reiner; Kirchner, Eckhard (2020):

Cyber-Physische Zwillinge. In: Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 115

(s1), S. 90–93. DOI: 10.3139/104.112310.

[3] Stark, Rainer; Anderl, Reiner; Thoben, Klaus-Dieter; Wartzack, Sandro

(2020): WiGeP-Positionspapier: „Digitaler Zwilling“. In: Zeitschrift für wirtschaftlichen

Fabrikbetrieb 115 (s1), S. 47–50. DOI: 10.3139/104.112311.

[4] Wilking, Fabian; Schleich, Benjamin; Wartzack, Sandro (2021): Digital

Twins – Definitions, classes and business scenarios for different industry sectors.

In: Proc. Des. Soc. 1, S. 1293–1302. DOI: 10.1017/pds.2021.129.

DER AUTOR

M. Sc. Michel Fett,

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am

Fachgebiet für Produktentwicklung

und Maschinenelemente an der

TU Darmstadt


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antriebstechnik 3/2025

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