KEM Konstruktion 10.2025

Ausgabe 10 | 2025

www.kem.de

Konstruktion

Automation

WIS-

Prozesssimulation im

Industrial Metaverse

Produktentwicklung

» Seite 16

Drohnensteuerung im

Smart Farming

Mobile Maschinen

» Seite 56

„Gefragt sind All-in-One-

Antriebslösungen“

Eugen Elmiger,

CEO maxon Gruppe

» Seite 30

Engineering-Tipps für Produkt- und Produktionsentwicklung

» IM FOKUS

Engineering-Ideen

für mehr Nachhaltigkeit

» Seite 10

TITELSTORY

Kleine Objekte

und Spaltmaße

in der Produktion

sicher erfassen

» Seite 42

| EC20G |

Bis zu 60 % mehr

Rechenperformance

Embedded-PCs CX5300 mit neuer Generation Intel Atom ®

Mit Intel Atom ® CPUs der Serie x6000 (Elkhart Lake) bringt der Embedded-PC CX5300 eine stark

verbesserte Rechen- und Grafikleistung auf die Hutschiene. Dadurch erreicht der CX5300 im

Vergleich zur Vorgängergeneration CX5200 kürzere Zykluszeiten bei Automatisierungsaufgaben

wie z. B. SPS oder Motion Control und eine Geschwindigkeitssteigerung für komplexe Bedienoberflächen

unter TwinCAT HMI. Die baugleichen Nachfolger des CX5200 erfordern keine konstruktiven

Änderungen bestehender Anlagen und schützen mit einer Langzeitverfügbarkeit von

mindestens 10 Jahren die Investitionen der Anwender.

CX5330: mit Intel Atom ® x6214RE (1,4 GHz, 2 Kerne)

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einfache Erweiterung durch ein Schnittstellenmodul

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» EDITORIAL

Ingenieurtechnische DNA

Nachhaltigkeit ist mehr denn je eine Kernaufgabe im Maschinen- und

Anlagenbau. Ingenieur*innen verantworten Entscheidungen über

Materialien, Konstruktionen und Prozesse, die maßgeblich den

Ressourcenverbrauch, die Energieeffizienz und die ökologische Wirkung

ganzer Produktionsketten mitbestimmen. Gerade die Konstruktionsphase

ist dabei entscheidend. Hier werden die Weichen gestellt – für die Wahl

geeigneter Materialien, für modulare Designs, die eine spätere Wieder -

verwertung erleichtern, und für Konzepte, die den gesamten Lebenszyklus

eines Produkts im Blick behalten. Wer heute konstruiert, gestaltet nicht

nur Technik, sondern aktiv die Zukunftsfähigkeit unserer Industrie.

Genau aus diesem Grund haben wir den KEM Sustainability Award ins

Leben gerufen und zum ersten Mal verliehen. Damit würdigen wir

technische Leistungen zu Produkten, Lösungen und Strategieansätzen, die

echte Innovation im Bereich Nachhaltigkeit bieten. Denn: Nachhaltigkeit

ist kein Nice-to-have, sondern Teil der ingenieurtechnischen DNA.

Wer durch die Jury nominiert wurde und wer in der Online-Abstimmung

den KEM Sustainability Award gewonnen hat, erfahren Sie ab S. 10.

Weitere Highlights dieser Ausgabe: Die Antriebstechnik ist auch unter

extremen Bedingungen gefordert – etwa im Weltraum. Im Interview

berichtet Eugen Elmiger, CEO der maxon Gruppe, von Temperaturen

zwischen -150 und +120 °C sowie einer hohen Belastung mit Blick auf

Strahlung und die Mechanik. Er wirft zudem einen Blick auf Entwicklungstrends

bei Kleinantrieben. Treiber sind hier Hightech-Anwendungen von

der humanoiden Robotik über die Medizintechnik bis hin zur industriellen

Automation. Interessant ist vor diesem Hintergrund auch die strategische

Minderheitsbeteiligung, die maxon an Synapticon erworben hat. KI

ermöglicht schließlich auch in der Antriebstechnik tiefergehende Einblicke.

Übrigens: Technik ist auch auf der Erde rauen Einsatzbedingungen

gewachsen. Und so werfen wir im Sonderteil zu mobilen Maschinen im

Smart Farming einen Blick auf dauerhafte Kabelbinder (S. 62) und robuste

Steuerungstechnik für zivile Drohnen (S. 56).

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Korrespondent

KEM Konstruktion|Automation

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» INHALT 10 | 2025 62. JAHRGANG

TITELSTORY

Kleine Objekte

und Spaltmaße

in der Produktion

sicher erfassen

» Seite 42

Mit dem LED-Mikrometer

optoControl

2700 erweitert Micro-

Epsilon die Möglichkeiten

der Prozess- und Qualitätskontrolle

hinsichtlich der Erfassung

der Dimensionen sehr kleiner Objekte

und Spaltmaße.

Bild: Micro-Epsilon / M2L/stock.adobe.com / KEM Konstruktion|Automation

» ANTRIEBSTECHNIK

Getriebe, Kupplungen & Bremsen

Bild: KEM Konstruktion|Automation

KEM Sustainability Award | Das Engineering

hat es in der Hand – hier werden die wesentlichen

Weichen für die Nachhaltigkeit gestellt.

Unsere Leser:innen haben Ansätze und

Produktideen bewertet – und den Gewinner

des 2025er Awards gewählt.

» Seite 10

» TRENDS

Nachhaltigkeit/Unternehmen

Schneider Electric will Renewables leichter integrieren 6

KEM SUSTAINABILITY AWARD

Der Gewinner des 2025er Awards steht fest 10

Alle Einreichungen im Überblick 11

KEM PERSPEKTIVEN

Integration von Sensorik in Kupplungen:

Smartere Kupplungen, höhere Prozesssicherheit 22

Überlastkupplungen mit

kürzeren Einrück- und Montagezeiten 25

Zykloid- und Wellgetriebe

für mehr Präzision in der Automatisierung 26

Elektrische Antriebe

IM GESPRÄCH

maxon-CEO Eugen Elmiger zu Trends

in der modernen Antriebstechnik 30

Wälz- & Gleitlager

Wartungsfreie und langlebige Gleitlager 34

Schäden an Wälzlagern

bestimmen und verstehen 36

Linearführungen/Wälzlager

Leichtgewichtige Linearführungen

– flexibel und präzise 39

News zur Antriebstechnik 31

Digitalisierung/Engineering

Engineering von Sick setzt auf

Simulation im Industrial Metaverse 16

» METHODEN & SOFTWARETOOLS

Produktentwicklung

STEP-Modelle ohne Medienbrüche

als zentrale Infoquelle nutzen 20

» MOBILE MASCHINEN

Smart Farming

Ground Control Stations (GCS)

für die Drohnensteuerung 56

Radar als Game Changer

für raue Outdoor-Anforderungen 60

Kabelbinder mit 20 Jahren Lebensdauer 62

4 KEM Konstruktion|Automation » 10 | 2025

SPS Nürnberg

25. - 27. November 2025

Halle 3, Stand 468

Schadensanalyse | Wer Schäden an Wälzlagern bestimmen und verstehen

will, kann auf das Dienstleistungsangebot eines Spezialisten

zurückgreifen und mehr zu den Ursachen erfahren.

» Seite 36

Bild: Findling Wälzlager

» AUTOMATISIERUNG

Sensorik & Messtechnik

TITELSTORY

LED-Mikrometer erschließt Qualitätssicherung neue

Anwendungsbereiche für kleinste Objekte und Spaltmaße 42

Den eigenen Datenschatz mit der LOCC-Box heben 46

Elektrotechnische Bauelemente

Wärme raus – Leistung rein:

Simulationsservice für Elektronikgehäuse 48

Steuerungstechnik

Produktiver mit

schneller Kommunikation und einfacher Diagnose 51

News zur Automatisierung 54

» KOMPONENTEN

Maschinenelemente

Mehrfach-Spannsystem

für unterschiedliche Werkstücke 64

News zu Komponenten 66

RUBRIKEN

Editorial 3

Impressum 66

Hochpräzise,

kompakt und

effizient

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

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Konstruktion

Automation

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Precision Drive Systems

KEM Konstruktion|Automation » 10 | 2025 5

Bild: Schneider Electric/Gruppe C Photography

Blick in den EUREF-Campus, der auch den angrenzenden Baggersee thermisch nutzt – und auf diese Weise in Kombination mit Photovoltaik, Fernwärme und

Second-Life-Batteriespeichern eine vollständig CO 2 -neutrale Energieversorgung sicherstellt.

Schneider Electric eröffnet Innovation Hub auf dem EUREF-Campus in Düsseldorf

„Energiepreise mit softwaredefinierter

Automation im Griff behalten“

Können erneuerbare Energien auch die Basis für eine wettbewerbsfähige Produktion in Deutschland legen?

Schneider Electric will diese Frage mit einem klaren Ja beantworten und sieht den Schlüssel dazu in einem

Power&Process-Ansatz, der softwaredefiniert mehr Flexibilität in der Automatisierung und bei der Energie -

nutzung ermöglicht. Mit ihrem neuen Headquarter auf dem EUREF-Campus in Düsseldorf unterstreichen

die Automatisierungsspezialisten ihren Anspruch, Nachhaltigkeit und Effizienz voranzubringen.

Welche Rolle digitale Transformation, Energie -

management und Automatisierung auf dem

Weg zu mehr Nachhaltigkeit spielen, will Schneider

Electric an seinem neuen Standort auf dem EUREF-

Campus in Düsseldorf zeigen. „Integriert haben wir

unseren ‚Innovation Hub‘, der auf einer Fläche von

660 m ² Lösungen für die Bereiche Home, Building, Infrastructure,

Data Center und Industry präsentiert“,

freut sich CEO DACH Mike Hughes. „Jeder, der an unserem

Weg der Elektrifizierung, Automatisierung und

Digitalisierung interessiert ist, ist eingeladen zu einer

Tour durch den Hub – es lohnt sich!“ Der neue Standort

vereint intelligente Technologien, klimaneutrale

Infrastruktur und zukunftsweisende Bildung unter einem

Dach.

Der EUREF-Campus erfüllt bereits heute die Klimaziele

der Bundesregierung für das Jahr 2045 und ist

ein Reallabor für die Energie- und Mobilitätswende,

deren technologische Basis Schneider Electric liefert.

Nach dem Berliner Standort ist dies das zweite Modellquartier

dieser Art in Deutschland, das mit intelligenter

Architektur und konsequenter Digitalisierung


Nachhaltigkeit/Unternehmen « MAGAZIN

aller Gebäudefunktionen zeigt, dass eine CO 2 -neutrale

Energieversorgung heute bereits möglich ist. „Es ist alles

erfunden – wir müssen es nur einsetzen“, sagt dazu

Reinhard Müller, Vorstand der EUREF AG, „und bei

Heiz- und Kühlkosten kann man dabei sogar sparen!“

Kann die Energiewende erfolgreich sein?

Welches Potential die Energiewende tatsächlich bietet,

erläuterte anlässlich der Eröffnung des Innovation

Hubs anschaulich Dr. Tim Meyer, Autor des gerade erschienenen

Buchs „Strom“. Der studierte Elektrotechniker

betonte, dass heute erneuerbare Energien, Batteriespeicher

und Elektro -

autos weltweit die Märkte

auf den Kopf stellen und wir

die Möglichkeit haben, dies

als Chance für Wirtschaft

und Klima zu nutzen – wenn

wir „vor die Welle“ kommen.

Konkret verwies er unter

anderem auf zwei Punkte:

• Solar- und Windstrom

wachsen schneller als

alles zuvor in der

Menschheitsgeschichte:

Nach der Nutzung von

Biomasse mit dem Feuer

folgten mit Kohle, Erdöl

und schließlich Erdgas

drei Energierevolutionen.

Vergleicht man, wie

schnell sich die Nutzung

der jeweiligen Energieträger

entwickelte, liegt erneuerbare

Energie aus

Photovoltaik und Wind

bereits klar in Führung.

Und: Die Hoffnungen, mit

der Atomenergie eine

weitere Energierevolution

zu ermöglichen, wurden

nicht erfüllt.

• Primärenergie-Irrtum – bereits in wenigen Jahren

wird die Menschheit mehr Energie aus Wind

und Sonne als aus Erdöl „nutzen“: Über die Hälfte

der Nutzenergie, die die Menschheit aus Erdöl

zieht, bezog sie im Jahr 2023 bereits auch aus

Wind und Sonne – und das nach nur gut 20 Jahren

industrieller Skalierung. Bleibt die Wachstumsrate

weiter so hoch, übertreffen Wind und Sonne das

Erdöl bereits im Jahr 2027. Entscheidend ist dabei

die hohe Effizienz, mit der sich elektrische Energie

nutzen lässt, während bei Erdöl und anderen fossilen

Energien nur ein Bruchteil wirklich als Nutz-

INFO

Anmeldung zu Touren

im Innovation Hub von

Schneider Electric:

a.kon2.de/

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MAGAZIN » Unternehmen/Nachhaltigkeit

Bild: Dr. Tim Meyer/www.strom-das-buch.de

Die Erzeugung von Solar- und Windstrom wächst mit einer Geschwindigkeit,

die es in der Menschheitsgeschichte bisher nicht gab. Das zeigt, dass wir uns in

einer vierten Energierevolution befinden.

energie bleibt. Der Verbrennungsmotor erschließt

beispielsweise nur rund ein Drittel der Primärenergie

im Erdöl – der Rest geht unter anderem über

Abwärme verloren (Primärenergie-Irrtum – Primary

Energy Fallacy). Anders formuliert: Wir brauchen

deutlich weniger erneuerbare Energien als heute

Primärenergie in Form fossiler Energieträger.

Diese und weitere Zusammenhänge erläutert Meyer

auch anschaulich in seinem Buch Strom. Er ist der

Überzeugung, dass die industrielle Massenfertigung

von „Clean Tech“ das Alte überrollt – und in Deutschland

deswegen Markt und Netze vor einer Herausforderung

stehen, zu deren Bewältigung auch ein Kultur-

Update erforderlich sei.

Was hat das alles mit der

industriellen Produktion zu tun?

Die Industrie stehe vor einer Reihe von Herausforderungen

– „neben dem sich schneller verändernden

Konsumentenverhalten müssen auch Unsicherheiten

bezüglich Lieferketten sowie Wirtschaftslage bewältigt

werden“, fasst Jessica Bethune, Vice President Industrial

& Process Automation DACH bei Schneider

Electric die Herausforderungen speziell für produzierende

Unternehmen zusammen. „Ein entscheidender

Aspekt sind dabei auch schwankende Energiekosten

– beispielsweise in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit

regenerativer Energien: Wer hier schnell seine Produktionsprozesse

anpassen und günstigen Strom einsetzen

kann, hat einen Wettbewerbsvorteil.“

Der Schlüssel zur Umsetzung liegt für Schneider

Electric in der softwaredefinierten Automatisierung,

die ebenfalls im neuen Innovation Hub präsentiert

wird. Heißt konkret: „Zusammen mit weiteren

Unternehmen entkoppeln wir Hard- und Software,

schaffen Schnittstellen auf Basis von Standards und

ermöglichen es so, die bestehende Infrastruktur auf

Basis digitaler Lösungen so flexibel wie möglich einzusetzen“,

erläutert Bethune, „und eine entscheidende

Voraussetzung dafür ist, genau zu wissen, wie viel

Energie ich an welcher Stelle verwende, wo gegebenenfalls

Abwärme nutzbar ist und wie die Verbräuche

schwanken.“ Auch die Kenntnis der Spitzenlasten sei

hilfreich.

Power&Process-Ansatz

stellt Zusammenhänge dar

„All das legt die Basis dafür, per Software die Produktionsprozesse

entsprechend flexibel anpassen und

damit auch optimieren zu können – wiederum mit

dem Ziel, meine finanziellen Belastungen zu reduzieren

und meine Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern“,

Jessica Bethune,

Vice President Industrial & Process Automation DACH,

Schneider Electric

Bild: Schneider Electric

»Ich bin fest davon überzeugt, dass wir mit

Blick auf die Nutzung regenerativer Energien

vor einer unglaublich faszinierenden Reise

stehen und tatsächlich jetzt schon alles haben,

was es dafür braucht – wir müssen nur den

Mut haben, es zu tun.«


Nachhaltigkeit/Unternehmen « MAGAZIN

Zum Primärenergie-Irrtum: Erneuerbare Energien produzieren Strom, der sich deutlich

effizienter nutzen lässt als fossile Energieträger. Um Vergleichbarkeit zwischen den Zahlen

herzustellen, wurde hier angenommen, dass die gesamte Stromproduktion aus Wind und

Sonne für die Mobilität genutzt würde.

so Bethune weiter. Schließlich sei eine Erkenntnis aus

der zurückliegenden Energiekrise, dass häufig Energieeinkäufer

und Energienutzer in der Produktion gar keine

Kommunikationsebene hätten. „Deswegen bringen

wir über unseren Power&Process-Ansatz zunächst die

Verantwortlichen in Kontakt.“ So könne entschieden

werden, wann sich welche Energiequellen sinnvoll

nutzen lassen. „Genau diese organisatorische Zusammenführung

ist aus meiner Sicht die Voraussetzung

dafür, die technische Umsetzung auch effizient gestalten

zu können.“

Auf der praktischen Seite ist übrigens zunächst die

Messtechnik gefragt, um die Energieverbräuche aller

Art zu erfassen und zu überlegen, ob sich möglicherweise

regenerative Quellen besser einbinden lassen –

einschließlich derjenigen im Unternehmen, womit

auch das Gebäude und bei der Umsetzung die Gebäudeautomation

eine Rolle spielen. „Hier bieten wir entsprechende

Beratungsdienstleistungen für die Umsetzung

an – genauso wie das entsprechende Lösungsportfolio

in Form unserer EcoStruxure-Plattform für

den Maschinenbau auf der Automatisierungs- und IT-

Seite inklusive OT-IT-Kopplung“, betont die Automatisierungsspezialistin.

„Häufig lassen sich etwa die Voraussetzungen

für die Erfassung zusammen mit einem

Retrofit einer Maschine oder Anlage schaffen.“

Wer die Verbräuche kennt und damit Angebot und

Nachfrage an Energie in Einklang bringen kann, ist also

im Vorteil. Schneider Electric spricht deswegen an

dieser Stelle auch von softwaredefinierter Power, bei

der Prozesssteuerung sprich Industrieautomation und

Gebäudeautomation ineinander greifen. „So lässt sich

auch das eigene Energieangebot einbinden – die eigene

PV-Anlage, möglicherweise Klein-Windkraftanlagen

oder auch vorhandene Energiespeicher“, betont

Bethune. Technisch ermöglicht das ebenfalls die Eco-

Struxure-Plattform, insbesondere in Verbindung mit

dem Automation Expert. „In immer mehr Unternehmen

begegnet uns hier übrigens bereits auf dem C-Level

ein Chief Sustainability Officer – eine Mischung

aus Chief Digitalization Officer und Chief Finance Officer.

Das zeigt die zunehmende Wichtigkeit der Themen

Nachhaltigkeit und Energie in vielen Unternehmen

– bewusst mit Blick auf den Energiepreis.“ (co)

Bild: Dr. Tim Meyer/www.strom-das-buch.de

Eplan Plattform 2026

The Benchmark, Redefined

Die Eplan Plattform vereint Software-Lösungen für verschiedene

Engineering-Disziplinen: Mit Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema,

Schaltplan, 3D-Schaltschrank-Layout und 3D-Verkabelung entsteht hier

ein Digitaler Zwilling des Automatisierungssystems Ihrer Maschine oder

Anlage. Schon lange gilt Eplan als Standard in der Elektrokonstruktion.

Mit der Eplan Plattform 2026 haben wir diesen jetzt neu definiert.

Wir bieten: ein radikal vereinfachtes Portfolio, mehr Automatisierung,

mehr Integration und mehr Zusammenarbeit. Vom ersten Entwurf bis

zum Betrieb werden Prozesse smarter und schneller.

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TRENDS » KEM Sustainability Award

Ergebnis

Eco Calculator von Barlog Plastics gewinnt KEM Sustainability Award 2025

And the Winner is...

Der KEM Sustainability Award zeichnet sowohl Produkte und Lösungen als auch Strategieansätze aus, die echte

Innovation im Bereich Nachhaltigkeit bieten. Diese erfüllen beispielsweise Kriterien zu Aspekten wie Ressourceneinsatz,

Ressourcenverbrauch, Kreislaufwirtschaft, Langlebigkeit oder Reparierbarkeit. Der diesjährige

Gewinner, Barlog Plastics mit dem Eco Calculator, unterstützt Anwender, den Product Carbon Footprint (PCF)

ihrer Kunststoffkomponenten bereits in der frühen Produktentwicklungsphase zu berechnen.

Nico Schröder, Korrespondent KEM Konstruktion|Automation, Augsburg

Mit dem Eco Calculator hat sich Barlog Plastics in der Online-Abstimmung der Leserschaft

von KEM Konstruktion|Automation deutlich durchgesetzt.

Bild: NAUM/stock.adobe.com / KEM Konstruktion|Automation

Award-Jury & Leser-Wahl

Alle bis zum 30. Juni 2025 eingegangenen

Bewerbungen sind von der Jury des

KEM Sustainability Award bewertet worden.

Die fünf besten Produkte, Lösungen oder

Strategieansätze sind nominiert worden.

Anschließend haben die Leser*innen der

KEM Konstruktion|Automation im September

2025 in einer Online-Abstimmung die

Wahl gehabt und letztlich den Gewinner

des KEM Sustainability Award bestimmt.

Barlog Plastics hat mit dem Eco Calculator

den ersten KEM Sustainability

Award gewonnen. Als Online-Tool zur

schnellen und präzisen Berechnung des

Product Carbon Footprint (PCF) von

Kunststoffkomponenten in der frühen

Produktentwicklungsphase hat das Tool

(Details auf S. 12) sowohl die vierköpfige

Award-Jury (siehe Kasten) als auch die

Leserschaft von KEM Konstruktion|Automation

in einer Onlineabstimmung überzeugt.

Die Award-Jury hatte neben Barlog

Plastics mit seinem Eco Calculator zwei

Ansätze sowie zwei weitere Produkte in

die finale Abstimmung um den KEM Sustainability

Award geschickt.

Das Institut für Nachhaltige Technische

Systeme (Inatech) der Albert-Ludwigs-

Universität Freiburg hat die Jury mit seiner

Methode des Circular System Design

überzeugt, bei welcher der Prozess der

Produktentwicklung von Anfang an auf

die ganzheitliche Betrachtung relevanter

Systeme eines kreislauffähigen Lebens -

Bild: Glück

Prof. Markus Glück

vertritt das Lehrgebiet

Robotik und Automa -

tion im Studienbereich

Mechatronik der

Hochschule Aalen. Er

war zuvor Chief Innovation

Officer bei

Schunk.

Bild: VDMA

Frederike Krebs

repräsentiert den

Verband Deutscher

Maschinen- und

Anlagenbau (VDMA)

in Frankfurt am Main

und ist Referentin

für Umwelt und

Nachhaltigkeit.

zyklus ausgerichtet wird (S. 15). Ebenfalls

ins Rennen um den Award gegangen ist

Kendrion mit seinem Lösungsansatz zur

CO 2 -Reduktion bei Permanentmagnetbremsen

als essenzieller Bestandteil moderner

Antriebstechnik (S. 11). Mit seinem

Angebot zum Refurbishing von Drahtwälzlagern

(S. 13), um Wälzlager besonders

nachhaltig und kostensparend einzusetzen,

ist Franke Teil der Finalistenrunde

und Onlineabstimmung gewesen. Zudem

schaffte es Weidmüller Interface mit seinen

Klippon-Connect-Endwinkeln aus

100 % aus recyceltem Material in die

Endauswahl.

Alle Einreichungen zum KEM Sustainability

Award 2025 stellen wir Ihnen auf

den folgenden Seiten vor.

Bild: ZVEI/

Maren Strehlau

Christian Eckert

vertritt den Verband

der Elektro- und Digitalindustrie

(ZVEI) in

Frankfurt am Main

und ist dort Bereichsleiter

Nachhaltigkeit

& Umwelt.

Bild: Konradin

Mediengruppe

Nico Schröder

ist Korrespondent

bei KEM Konstruktion|Automation

und hat den KEM

Sustainability

Award redaktionell

initiiert.


Einreichungen « KEM Sustainability Award « TRENDS

Kendrion (Villingen): Nachhaltigere Bremsen

Lösungsansatz zur CO 2 -Reduktion bei Permanentmagnetbremsen

Permanentmagnetbremsen sind ein essenzieller Bestandteil

der modernen Antriebstechnik. Die Optimierung

der Nachhaltigkeit der Bremsen hat – bedingt

durch die global hohen Stückzahlen – einen

signifikanten Einfluss auf die Umwelt. Zur Ermittlung

der Umwelteinflüsse einer Permanentmagnetbremse

wurde deshalb eine Lebenszyklusanalyse (LCA) einer

bestehenden Bremse durchgeführt. Die hierbei ermittelten

Werte dienen als Ausgangspunkt für die

angestrebten Optimierungen. Die LCA analysiert den

gesamten Lebenszyklus der Bremse, wobei alle Phasen

– von der Gewinnung der Materialien bis zur Behandlung

am Ende des Lebenszyklus (sog. „End-of-

Life-Treatment“) – berücksichtigt werden.

Der Fokus der Untersuchung liegt auf dem ausgestoßenen

Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) der Bremse, dem sogenannten

GWP(100). Die angenommene Nutzungsdauer

beträgt 10.000 Stunden. Die Resultate sind in

der nachfolgenden Grafik dargestellt. Die Reduktion

des ausgestoßenen CO 2 konnte durch folgende Maßnahmen

erzielt werden:

• Optimierung der elektrischen Ansteuerung

(Haltestromabsenkung)

• Verwendung grüner Materialien

(„green steel“ & „green aluminum“)

• Optimierung der Herstellungsprozesse hin zu

mehrstufigen Prozessen (Materialeinsparung)

• Reduktion der Transportwege

Bild: Kendrion (Villingen)

Die Implementierung der zuvor beschriebenen Optimierungsmaßnahmen

resultiert in einer Reduktion des ausgestoßenen CO 2 um ca. 51 %.

Bild: Kendrion (Villingen)

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Einreichungen

Barlog Plastics: Online-Tool ECO Calculator

Berechnung des PCF in der frühen Entwicklungsphase

Mit dem Online-Tool lässt sich der Product

Carbon Footprint (PCF) von Kunststoffkomponenten

bereits in der Entwicklungsphase

bestimmen. Das ermöglicht es dem Entwickler,

frühzeitig Einfluss auf den PCF zu

nehmen. Heute wird der PFC meist erst bei

laufender Serienfertigung bestimmt. Oft

geschieht dies durch spezialisierte Software

und Datenbanken, die viele Datenpunkte

erfordern, welche teilweise gemessen oder

in der Lieferkette abgefragt werden müs-

Bild: Barlog Plastics

sen. Eine nachträgliche Optimierung des

PCF in der Serienfertigung ist sehr teuer

oder sogar unmöglich. Daher ist es umso

wichtiger, bereits in der Entwicklung eine

hinreichend genaue Abschätzung des PCF

zu ermöglichen um Einflussfaktoren identifizieren

und gezielt verändern zu können.

Mit dem ECO Calculator wurde speziell für

Entwickler von Kunststoffspritzgussteilen

eine einfache Möglichkeit geschaffen, mit

wenigen verfügbaren Daten den PCF zu berechnen

und die wichtigsten Einflussfaktoren

zu ermitteln. Somit erhält der Ingenieur

einen konkreten strategischen Ansatz, wie

das Kunststoffteil nachhaltiger gestaltet

werden kann.

igus: chainge Plattform

Online-Plattform für das Recycling von Kunststoffenergieketten

Bild: igus

Das chainge Programm zielt darauf ab,

technische Kunststoffe zu recyceln und will

damit einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft

leisten – denn es bewahrt das Material vor

der thermischen Verwertung. Dazu bietet es

eine Online-Plattform, die Anbieter und

Käufer zusammenbringt. Im Rahmen des

Programms recycelt igus ausrangierte Energieketten

– herstellerunabhängig. Endkunden

können ihre Ketten einfach zurückgeben.

Die Kunststoffe werden sortenrein getrennt,

gereinigt und zertifiziert regranuliert.

Dadurch wird das Material wiederverwendbar.

Zusätzlich ermöglicht die Plattform

die Anmeldung weiterer technischer

End-of-Life-Kunststoffe zur Rücksendung.

Der digitale Marktplatz bietet zudem Zugang

zu ausgewählten Rezyklaten, was die

Nutzung von recycelten Materialien fördert

und die Umweltbelastung reduziert.

Genutzt wird das Rezyklat beispielsweise

für die Produktion der Serie E2.1. Die Energieketten

aus diesem Werkstoff haben

nicht nur vergleichbare mechanische Eigenschaften

wie das Standardmaterial bei

einem 80 % geringeren CO 2 -Fußabdruck,

sondern sie warten selbst im Verschleißverhalten,

in der Stabilität oder im Dauerbiegewechsel

mit der gleichen Qualität auf.

RS Components: RS Better World Produkte

Produkte mit nachweislich geringeren Umweltauswirkungen

Die Produkte dieses Sortiments wurden im

Hinblick auf die Nachhaltigkeit optimiert.

Dies belegen jeweils vertrauenswürdige

Zertifizierungen und Öko-Labels. Kunden

erleichtert das neue Sortiment, sich

über die Charakteristika der gesuchten Produkte

zu informieren und dann fundierte

Einkaufsentscheidungen zu treffen. Jedes

Produkt in der Reihe trägt das Better-

World-Label und ein Klick genügt, um mehr

über den Nachhaltigkeits- oder Energieeffizienznachweis

zu erfahren. Das Bewertungsschema

gewährleistet eine klare und

solide Kategorisierung von Produktnachhaltigkeitsaussagen

im Einklang mit der Entwicklung

von Rechtsvorschriften für Aussagen

über Umweltauswirkungen, einschließlich

der Einhaltung des Industriestandards

ISO 14021. Das Rahmenwerk deckt die

Schlüsselbereiche des Produktlebenszyklus

ab. Alle Aussagen werden gemäß drei

Hauptkategorien eingeteilt:

• Produkte basierend auf nachhaltigeren

Materialien oder Herstellungsprozessen.

• Produkte, die Kunden helfen, ihre Aktivitäten

nachhaltiger zu gestalte.

• Produkte mit einer längeren Lebensdauer

oder solche, die wiederverwendet, repariert

oder recycelt werden können.

Bild: RS Components


Franke: Refurbishing von Drahtwälzlagern

Wälzlager nachhaltig und kostensparend einsetzen

Bild: Franke

Drehverbindungen mit integrierten Drahtwälzlagern

besitzen eine lange Lebensdauer.

Doch auch wenn das Drahtwälzlager

das Ende seiner Lebensdauer erreicht

hat, können die aufwändig gefertigten

Gehäuseteile weiterverwendet werden.

Sie sind den Beanspruchungen des Lagers

nicht unmittelbar ausgesetzt und daher

oftmals noch in gutem Zustand. Oftmals

genügt ein Austausch einzelner Komponenten

wie

• Laufringe,

• Wälzkörper und

• Käfig,

um das Lager wieder vollständig funktionsfähig

zu machen. Abgenutzte Laufringe

können einfach ausgetauscht werden.

Eine weitere Alternative ist die regelmäßige

Überprüfung vor Erreichen der Lebensdauer,

um einen möglichen Ausfall zu verhindern.

Nähern sich Drehverbindungen

im Einsatz dem Ende der veranschlagten

Lebensdauer, wird das Lager ausgebaut

und zur Begutachtung an Franke gesandt.

Dort erfolgt eine erste Sicht- und Funk -

tionsprüfung zur Einschätzung der Möglichkeiten

einer Runderneuerung. Nach

der Montage wird das Lager nach aktuellen

Qualitätsstandards untersucht und

absolviert bei Bedarf Testläufe auf geeigneten

Prüfständen. Werden alle Spezifikationen

zuverlässig erfüllt, geht das Lager

an den Kunden zurück. Die instandgesetzte

Drehverbindung entspricht funktional

einem neuen Lager.

Gemü: Ventil der Zukunft

Multifunktionales Gerät als Kombination aus Ventil und Messgerät

Das elektrisch angetriebene Membranventil

für sterile Prozesse in der Pharma- und Lebensmittelbranche

bietet eine innovative

Lösung mit intelligenten Funktionen:

• Elektrischer Antrieb – spart Energie

im Betrieb (ohne Druckluft)

• Multifunktionaler Ventilkörper –

spart Platz in der Anlage durch

integrierte Sensorik

• Live-Daten aus dem Prozess

direkt im Ventil – spart

Ressourcen speziell bei

regelmäßigen Reinigungs -

vorgängen in der Anlage

Ein elektrisches Spannmodul ermöglicht eine

schnelle Trennung zwischen Antrieb und

Körper, was einen werkzeuglosen Membranwechsel

erlaubt. Die im Ventilkörper

integrierte Fluidsensorik misst zudem

Temperatur, Druck und Volumenstrom.

Damit vereint dieses multifunktionale

Ventil mehrere Produkte in einem, was

Ressourcen-, Integrations- und Wartungsaufwand

erheblich reduziert.

Der BLDC-Motor sorgt für eine

kompakte Bauweise und

hohe Leistungsdichte und

ermöglicht ein schonendes

Bild: Gemü

Schließverhalten der Membrane, was die

Lebensdauer wesentlich erhöht und Abfall

reduziert. Kombiniert mit einer intelligenten

Elektronik, vollständigen Zerlegbarkeit

und Verzicht auf Klebstoffe ist das Ventil

der Zukunft strategisch für den Einstieg in

die Circular Ecocomy vorbereitet.

Live-Daten aus dem Prozess optimieren insbesondere

bei Reinigungsprozessen die

Prozessparameter und ermöglichen eine

exakte Trennung einzelner Reinigungsphasen,

was zu vor allem zu einer signifikanten

Einsparung von Energie und Ressourcen

führen kann.

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Einreichungen

Masterflex: Spiralschlauch

Biologisch abbaubares und Cradle-to-Cradle-konformes Polymer

Beim Transport von festen Medien in

Schläuchen kommt es unweigerlich über

den Abrieb zur Entstehung von Mikroplastik

– was es aber zu verhindern gilt, da ubiquitäres

Mikroplastik zunehmend zum Problem

für Mensch und Umwelt wird. Der

Einsatz von abriebfestem Kunststoff (wie

z. B. Polyurethan) verringert den Abrieb

zwar etwas, verhindert ihn aber nicht

grundsätzlich. Masterflex hat deswegen

jetzt einen ersten Cradle-to-Cradle-konformen

Spiralschlauch entwickelt. Für diesen

werden nur Materialien eingesetzt, die keine

human- oder ökotoxische Wirkung haben

– und die zudem als Nährstoff für Mikroorganismen

dienen sowie vollständig

kompostierbar (nach DIN EN 13432) und

recyclebar sind. Aktuell wird der Schlauch

bei ausgewählten Pilotkunden eingesetzt,

die ein hohes Nachhaltigkeitsbewusstsein

oder eine große Nachfrage nach nachhaltigeren

Produkten haben, und schrittweise in

die Serienreife überführt.

Bild: Masterflex

Lenord+Bauer: SeGMo-System

Reduzierte Life Cycle Costs dank batterielosem System

Bild: Lenord+Bauer

Das elektrisch wartungsfreie

SeGMo-

System mit integriertem

Multiturn-Absolutwertgeber

umfasst

Stellantriebe und digitale

Positionsanzeigen.

Diese effizienzsteigernden

Lösungen

zur Voll- und Teilautomatisierung

von

Verstellungen benötigen keine Pufferbatterien. Die

entfallenden Batteriewechsel bieten dabei neben

ökologischen auch ökonomische Vorteile: Die Anwender

sparen Betriebskosten und vermeiden unge-

plante Stillstandzeiten der Anlage aufgrund mangelnder

Spannungsversorgung der Geräte. Der batterielose

Ansatz wird von Lenord+Bauer bereits seit der

Markteinführung des SeGMo-Systems verfolgt. Jedes

neue Produkt wird weiterhin konsequent ohne Batterie

entwickelt. Dies ist ein signifikanter Unterschied

zu den meisten Wettbewerbsprodukten, die häufig

noch auf Batterien angewiesen sind.

Für den Maschinenhersteller und den Anwender entfällt

somit auch die Notwendigkeit, sich mit kommenden

Regelungen der Batterieverordnung und den

damit verbundenen Rücknahmeverpflichtungen für

Inverkehrbringer von Batterien auseinanderzusetzen.

Dies macht das SeGMo-System nachhaltig und zukunftssicher.

Lütze: intelligentes Lüftersystem AirBlower Compact

Bedarfsgerechte Kühlung für kleine Schaltschränke

Mit dem Lüftersystem AirBlower Compact

bietet Lütze eine Lösung zur bedarfsgerechten

Klimatisierung von kleinen Schaltschränken.

Der AirBlower ist integriert in

das Verdrahtungssystem AirStream und

verhindert effektiv Hotspots, indem er

durch gezielte Luftführung die Wärme

gleichmäßig verteilt. Ergänzt durch Luftleitelemente

und intelligente Regeltechnik

wird ein konstanter Temperaturverlauf sichergestellt.

Besonders nachhaltig sind die

kleinen Lüfter, weil sie den Energiever-

brauch gegenüber aktiven Kühlmedien minimieren.

Das reduziert nicht nur Betriebskosten,

sondern auch CO 2 -Emissionen und

den Einsatz von Kältemitteln. Weniger

Kühlkomponenten bedeuten auch geringeren

Materialaufwand sowie vereinfachte

Recycling- und Rückbauprozesse. Das Ergebnis

sind geringere Wärmeschwankungen,

keine Hot-Spots, eine längere Lebensdauer,

seltenerer Wartungsbedarf – und so

ein Beitrag zur Ressourcenschonung.

Bild: Lütze


Inatech/Universität Freiburg: Circular System Design

Ein Beitrag zur nachhaltigen Produktentwicklung

Convergent Creation Model zur ganzheitlichen,

nachhaltigen Entwicklung eines kreislauffähigen Systems

Die Entwicklung kreislauffähiger und nachhaltiger

Produkte erfordert eine Veränderung

der Entwicklungsmethodik. Der hier

vorgestellte Ansatz nimmt sich dieser Herausforderung

an. Mit der Methode des

Circular System Design wird der Prozess

der Produktentwicklung von Anfang an auf

die ganzheitliche Betrachtung der relevanten

Systeme des kreislauffähigen Lebenszyklus

ausgerichtet. Die Entwicklungsmethodik

beschreibt somit den Prozess eines

nachhaltigen Produktdesigns, das darauf

abzielt, Kreisläufe und soziale Aspekte als

integralen Bestandteil in den Designprozess

zu integrieren. Die Grundlage dafür ist ein

neu definiertes Entwicklungsziel, das sog.

Circular System, welches aus drei von -

Bild: Inatech/Universität Freiburg

Bild: Inatech/Universität Freiburg

einander abhängigen Elementen besteht:

Der Entwicklungshorizont erweitert sich

um das Life Cycle System und das Context

System. Dadurch rückt im Unterschied zum

klassischen Ansatz der Produktentwicklung

nicht das Produkt, sondern die Zirkularität,

das heißt die Entwicklung eines

kreislauffähigen Systems, in den Fokus.

Aufbauend auf dieser zentralen Veränderung

wurde das Convergent Creation

Model entworfen. Es hilft, den Planungsund

Entwicklungsprozess von Beginn

ganzheitlich zu denken und somit die

Komplexität zu strukturieren und zu kontrollieren.

Kontakt: Nathanael Nafz

(nathanael.nafz@web.de)

Weidmüller Interface: Klippon Connect Endwinkel

Mehr Kreislauf dank 100 Prozent recyceltem Material

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Mit den Endwinkeln ist ein Produkt verfügbar,

welches zu 100 % aus recyceltem Material

besteht. In Sachen Funktionalität

steht der Endwinkel herkömmlichen Pendants

in nichts nach: In allen Arten von industriellen

Schaltschränken vermeidet die

recycelte Variante zuverlässig das Verschieben

von Komponenten auf der Tragschiene

– und liefert darüber hinaus einen Beitrag

zur Kreislaufwirtschaft. Generell

werden ausführlicher Lebenszyklusanalysen

durchgeführt.

Dabei lassen sich

das Potential zur Dekarbonisierung

ermitteln

und konkrete und

verbindliche Maßnahmen zur Umsetzung

erarbeiten – Teil des Eco-Design-Workshop,

der ein verbindlicher Baustein im

Entwicklungsprozess ist. Im Sinne einer

zirkulären Wertschöpfung werden so Produktionsabfälle

wiederverwendet und in

der Produktion Material-Kreisläufe geschlossen.

Etwa durch sortenreines Erfassen,

Aufbereiten und Regranulieren der

Kunststoffabfälle, wodurch diese

wieder als Rohstoff nutzbar

werden. Bereits heute

verarbeitet Weidmüller

bei der Herstellung

seiner Produkte bis zu

20 % Regranulat.

Bild: Weidmüller


Bild: Gorodenkoff/stock.adobe.com

Im Industrial Metaverse lassen sich komplexe Zusammenhänge visualisieren und simulieren. Auf diese Weise

entstehen neue Entwicklungsumgebungen unter Einschluss kollaborativer und verteilter Plattformen.

Virtuelle Produkt- und Prozesssimulation im Industrial Metaverse

„So können wir unsere Lösungen

effizient testen und optimieren“

IM INTERVIEW

Dr. Jan Jarvis,

Head of Virtualization,

Sick AG,

Waldkirch

Das Industrial Metaverse ermöglicht es, die Produktentwicklung breiter auf -

zustellen und domänenübergreifend enger zusammenzuarbeiten. Das nutzt

der Komponentenhersteller und Lösungsanbieter Sick, um sensorbasierte

Applikationen noch intensiver zu validieren. Von Vorteil ist dabei das

Simulationstool Issac Sim, das als Teil des Omniverse-Ökosystems von

Nvidia das Testen und Optimieren von autonomen Systemen wie Robotern

vereinfacht. Dabei lassen sich Testszenarien generieren, die speziell mit

Blick auf die optoelektronische Sensorik auch dynamisch Lichtreflexionen,

Materialien und Umgebungsbedingungen berücksichtigen.

KEM Konstruktion|Automation: Um

das Industrial Metaverse ist es stiller

geworden, doch Sick setzt die Technik

auf Basis der Omniverse-Plattform von

Nvidia bereits ein. Was genau macht ein

Komponentenhersteller damit?

Dr. Jan Jarvis (Sick): Das Industrial

Metaverse ist kein einzelnes Projekt, das

irgendwann fertiggestellt und dann angeschaltet

wird. Vielmehr handelt es sich

um eine gemeinsame Richtung, in die

verschiedene Domänen und Industrien

zusammenarbeiten. Auf diesem Weg ent-

stehen zahlreiche Technologien, die bereits

heute einen hohen Nutzen stiften

und effektiv eingesetzt werden können.

Ein Beispiel dafür ist Nvidia Omniverse –

eine kollaborative 3D-Plattform, die großen

Wert auf Interoperabilität und offene

Standards legt.

Mit Omniverse können wir 3D-Workflows

und -Anwendungen entwickeln,

denn die Plattform bildet ein skalierbares

Ökosystem, das eine Brücke zwischen

unterschiedlichen Engineering-Tools

schlägt. Konkret bedeutet das: Anwender

verschiedener Konstruktions- und Simulationstools

können synchronisiert und

domänenübergreifend zusammenarbeiten.

Darauf aufbauend nutzen wir die

Simulationsplattform Isaac Sim von

Nvidia, die speziell für das Entwickeln,

Testen und Optimieren autonomer Systeme

– wie beispielsweise Robotern – in

virtuellen Umgebungen konzipiert wurde.

Isaac Sim bringt die notwendigen Technologien

mit, um unsere optoelektronischen

Sensoren auch in dynamischen

Umgebungen effizient zu simulieren. So

können wir bereits im Entwicklungsprozess

komplexe Interaktionen und Szena-


Interview « Digitalisierung/Engineering « TRENDS

»Das Industrial Metaverse verändert Arbeit und

Methodik in den Konstruktionsabteilungen –

wir können auf diese Weise nicht nur Zeit und

Kosten sparen, sondern zugleich nachhaltiger

produzieren und schneller am Markt sein.«

Bild: Sick

Dr. Jan Jarvis, Head of Virtualization, Sick AG, Waldkirch

rien modellieren, unsere Lösungen

testen und optimieren.

Das eröffnet eine Reihe

von Möglichkeiten, wie die

• effiziente Konfiguration

und Validierung von Sensoren

und Automatisierungslösungen,

• die Generierung von Trainingsdaten

für KI-gestützte

Vision-Systeme sowie

die

• Reduzierung von Entwicklungszeit

und Kosten,

da viele Tests virtuell

erfolgen können.

Kurz gesagt: Diese Technologien

sind ein wichtiger

Schritt in Richtung Industrial

Metaverse – und sie liefern

uns schon heute echten

Mehrwert.

KEM Konstruktion|Automation:

Das Industrial Metaverse

beeinflusst also umfassend

die Arbeit in Ihren

Konstruktionsabteilungen?

Jarvis: Ich würde noch einen

Schritt weiter gehen – das

Industrial Metaverse besitzt

ein hohes disruptives Potential

für Entwicklung, Projektierung,

Simulation und Inbetriebnahme

von technischen

Produkten; von der Mega-

Maschine bis hin zum smarten

Sensor. Grund ist, dass

immer mehr Tätigkeiten vir-

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TRENDS » Digitalisierung/Engineering » Interview

tuell erfolgen können – und das Industrial

Metaverse schlägt sehr effektiv die Brücke

zwischen der virtuellen und der realen

Welt.

Einer der wesentlichen Vorteile ist, dass

sich komplexe Zusammenhänge so visualisieren

und simulieren lassen – oftmals

lange bevor entsprechende Hardware zur

Verfügung steht. Für Engineering-Tools

wie CAx-Software und CAx-basierte Simulationsplattformen

bedeutet dies, dass

sie sich aus dem reinen Entwicklungs- und

Konstruktionsumfeld lösen. Sie werden

zunehmend durch kollaborative und verteilte

Plattformen ergänzt, woraus neue

Entwicklungsumgebungen entstehen.

All das verändert Arbeit und Methodik

in den Konstruktionsabteilungen, denn

Teams anderer Standorte oder Fachdisziplinen

wie Produktmanagement, Marketing,

Vertrieb oder Service ist es damit bereits

in der Produktentwicklung möglich,

aus ihrer Sicht relevante Aspekte in die

Entwicklungsprozesse einfließen zu lassen.

Hersteller wie wir können auf diese

Weise nicht nur Zeit und Kosten sparen,

sondern zugleich nachhaltiger produzieren

und schneller am Markt sein. Das Industrial

Metaverse bringt also viel in Bewegung

– selbst in eher traditionell ausgerichteten

Industrie- und Maschinenbauunternehmen.

KEM Konstruktion|Automation: Können

Sie an einem Beispiel erläutern, wie

sich Prozesse beschleunigen und Produkte

verbessern lassen?

Testszenario im Industrial Metaverse für eine Verpackungslinie: Speziell die Sensorik kann hier

eingehend auf Funktion geprüft werden – lange bevor ein realer Versuchsaufbau erforderlich ist.

Bild: Sick

Jarvis: Die Simulation – eigentlich die

Nachbildung realer Szenarien – ist im industriellen

Kontext die virtuelle Vorwegnahme

dessen, was sich oft nicht einfach

hardwaremäßig oder prozesstechnisch

darstellen lässt. So sind beispielsweise

Hersteller großer Maschinen und Anlagen

– die nicht oder nur mit großem Aufwand

transportiert werden können – in der Lage,

diese anhand eines virtuellen dreidimensionalen

Modells auf Messen zu zeigen

und Kunden zu präsentieren. In Projekt-

und Planungsgesprächen ist es

möglich, verschiedene Maschinenkonfigurationen

oder arbeitssicherheitsrelevante

Installationen ohne mechanische

Umbauten darzustellen – und in ihren

Funktionen zu visualisieren und zu validieren.

Aber auch Komponentenhersteller wie

Sick – als Lösungsanbieter für sensorbasierte

Applikationen – eröffnen sich mit

dem Industrial Metaverse vielfältige Vorteile.

So lassen sich beispielsweise Sensoren

in unterschiedlichen Anschluss- und

Schnittstellenversionen als 3D-Modelle

zeigen oder direkt in virtuelle Montage -

situationen von Maschinen integrieren, in

ihrer Funktionsfähigkeit testen und in ihrem

Arbeitsabstand oder ihrer Ausrichtung

optimieren. Dadurch können Sensor -

applikationen nicht nur präsentiert, sondern

auch konkrete Herausforderungen

gelöst werden – und das mit einer größeren

Flexibilität als in der Realität.

KEM Konstruktion|Automation: Welche

Voraussetzungen müssen für den

erfolgreichen Einsatz digitaler Engineering-Tools

im Industrial Metaverse gegeben

sein?

Jarvis: Hauptvoraussetzung ist Interoperabilität!

Zukunftsfähige Engineering-

Tools und Simulationsplattformen müssen

offen, also nicht proprietär sein und

die Kollaboration über Datenformate und

Domänengrenzen hinweg unterstützen.

Ist dies gegeben, muss natürlich auch das

Simulations-Tool selbst passen. Für Sick

beispielsweise bedeutet dies, dass es in

der Lage sein muss, die komplexen physikalischen

Prozesse moderner optischer

Sensormesstechnik realitätsnah darzustellen.

Da geht es dann unter anderem

um Lichtreflexionen, Materialien und

Umgebungsbedingungen – vor allem in

dynamischen Umgebungen. Diese und

andere Parameter sind entscheidend für

die virtuelle Entwicklung, Optimierung

und Inbetriebnahme von Sensorlösungen,

insbesondere im Zusammenhang mit

Kundenapplikationen.

Um die Grundanforderung an Offenheit

und Interoperabilität im Industrial Metaverse

zu erfüllen, setzen wir auf OpenUSD

(Universal Scene Description) als zukunftsfähiges

Format für den Austausch

von 3D-Daten. Es erfüllt gleichermaßen

die Anforderungen aus der Konstruktion

und ermöglicht darüber hinaus anspruchsvolle

Renderinganwendungen.

OpenUSD bildet aus unserer Perspektive

einen wesentlichen Baustein, um das Industrial

Metaverse auch in der Automatisierungsindustrie

einzusetzen, in der es

sich zunehmend etabliert. Und in Kombination

mit der Omniverse-Plattform können

wir wie von uns gewünscht nahtlos

OpenUSD-basierte 3D-Workflows und

-Anwendungen generieren.


KEM Konstruktion|Automation: Bei

welchen Sensortechnologien nutzen Sie

die Technik bereits?

Jarvis: Aktuell stehen in Omniverse die

LiDAR-Sensoren, multiScan156, pico -

Scan150 und TiM781, sowie der Sicherheitslaserscanner

nanoScan3 zur Verfügung

– weitere Produktfamilien wie etwa

MRS1104C oder die Vision-Sensoren

Inspector83x werden folgen. Auf diese

Weise lassen sich virtuelle Sensormodelle

direkt in bestehende Projekte mit Isaac

Sim integrieren und ohne zusätzliche Anpassungen

nutzen.

KEM Konstruktion|Automation: Letztlich

ermöglicht es also das Industrial

Metaverse, den digitalen Zwilling vom

Entwicklungsprozess bis hinein in die

Anwendung einzusetzen?

Jarvis: Exakt! Der digitale Zwilling ist die

virtuelle, digitale Repräsentanz des – aktuell

oder später – physisch greifbaren

Objekts. Gleichzeitig stellt er die vereinheitlichte,

standardisierte Schnittstelle

zwischen virtuellen Lösungen und der

realen Welt dar und ermöglicht so einen

nahtlosen Datenaustausch. Die Simula -

tion erweckt nun den digitalen Zwilling

zum Leben – und ermöglicht es virtuellen

Systemkomponenten, auf Basis von physikalischen

oder logischen Modellen

dynamisch mit der Umgebung zu interagieren

und zu kommunizieren.

Eine Besonderheit des Industrial Metaverse

ist es, dass hier über Domänengrenzen

hinweg kollaborativ und immersiv

gearbeitet werden kann – über den digitalen

Zwilling können also aus unterschiedlichen

Bereichen Daten und Merkmale,

wie beispielsweise die Orientierung

oder Parametrierung des Sensors, dynamisch

angepasst und mittels Simulation

überprüft werden. Bei der Projektierung

oder virtuellen Inbetriebnahme eröffnet

sich so die Möglichkeit, bereits in einer

frühen Phase und engmaschig Funktionsund

Integrationstests zu fahren und beispielsweise

Sensoren bei Bedarf anders zu

platzieren, auszurichten oder in ihrer

Funktion anzupassen. Mit einem digitalen

Zwilling im Industrial Metaverse können

also Änderungen an virtuellen Modellen

realitätsnah geprüft und validiert werden,

bevor sie in der physischen Welt umgesetzt

werden.

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METHODEN & TOOLS » Produktentwicklung

KI-basierte Erfassung und Zuordnung von Zeichnungsinformationen

STEP-Modelle ohne Medienbrüche

als zentrale Infoquelle nutzen

Mit dem neuen Software-Modul classmate DRAW von simus systems gelingt die nahtlose Integration

von digitalen Zeichnungsinformationen in die IT-Systeme der Produktentwicklung und Fertigung.

Classmate DRAW ordnet die 2D-Zeichungsinformationen sogar der 3D-Geometrie eines STEP-Modells

richtig zu. Vollständige Produktdaten mit genauer Klassifizierung, bessere Ergebnisse der Bauteilsuche

und genauere Kalkulationen sind nur einige der Vorteile, die sich damit erreichen lassen.

Seit Leonardo da Vinci (1452 – 1519)

sind detaillierte technische Zeichnungen

in mehreren Ansichten das „maßgebliche“

Medium bei der Kommunikation

zwischen Planenden und Ausführenden.

Kein Wunder, wenn 2D-Ansichten in Zeiten

von 3D-CAD und Digitalisierung in

vielen Betrieben immer noch als verbindliches

Medium für die Fertigung gelten.

Diese Zeichnungen enthalten oft mehr Informationen

als das 3D-Modell, von dem

sie heute meistens abgeleitet werden. Die

Gründe dafür sind vielfältig: So wird die

Product Manufacturing Information (PMI)

am 3D-Modell selten vollständig eingepflegt

– oder geht bei Datenübergaben

verloren. Dann werden auf weiteren Stufen

der Prozesskette, etwa in Einkauf oder

Mit künstlicher Intelligenz integriert

classmate DRAW Product Manufacturing

Information (PMI) mit 3D-Modellen.

Bild: simus systems

Arbeitsvorbereitung, Entscheidungen getroffen

und wichtige Informationen hinzugefügt.

Zu diesen Informationen gehören

etwa Toleranzen, 3D-Annotationen

wie Gewindeinformationen, Materialspezifikationen,

Anforderungen bezüglich

Oberflächengüte und auch (partielle)

Nachbehandlungen. Ohne sie ist ein Bauteil

nicht vollständig definiert und lässt

sich nicht exakt herstellen.

Darin erkannte simus systems eine Herausforderung.

Der Spezialist beschäftig

sich seit der Gründung 2002 mit der Erfassung

von Produktinformationen und

unterstützt heute Industrieunternehmen

bei der Aufbereitung, Strukturierung und

Klassifizierung der Datenbestände in

CAD-, PDM-, und ERP-Systemen. Dazu

wurde die Software-Suite simus classmate

entwickelt. Die einzelnen Module sorgen

dafür, Materialstamm- oder CAD-Daten

optimal zu strukturieren und zu klassifizieren

oder die zukünftigen Herstellkosten

eines Bauteils anhand einer sekundenschnellen

Analyse seines CAD-

Modells zu kalkulieren. Die Erfassung der

PMI sollte der Genauigkeit dieser Kalkulation

die Krone aufsetzen. Mit der neuen

künstlichen Intelligenz und bewährten

Routinen entwickelte simus systems nun

ein Verfahren zur Erkennung und Zuordnung

von Zeichnungsinformationen.

Zeichnungserkennung mit KI

Das neue Modul classmate DRAW analysiert

Zeichnungsdateien automatisch per

KI. Sie liest den Schriftfeldblock und die

Annotationen, interpretiert die Inhalte

und speichert sie strukturiert ab. Dazu gehören

Passungen, Form- und Lagetoleranzen,

Gewindeangaben, Oberflächenangaben

und andere Fertigungshinweise. Alle

Bemaßungen werden in eine standardisierte

Datenstruktur gebracht. Im Hintergrund

schafft classmate DRAW zu jeder

Zeichnungsdatei eine Datenbasis, die sich

in gängige CAD-, CAM-, PDM- und ERP-

Systeme integrieren lässt. Bisher führte

der einzige Weg in diese Systeme unweigerlich

über eine Tastatur. Mit classmate

DRAW kann man nun durchgängig digitale

Prozesse schaffen.

Für Hersteller ergibt sich daraus ein hoher

Nutzen, denn die Zeichnungsinformationen

werden an vielen Stellen ge-


Die geometrische Ähnlichkeitssuche in classmate CAD wird mit dem neuen Modul noch feinmaschiger.

Bild: simus systems

Plötzlich

300.000

statt

80.000

Artikel?

braucht: Für Bestellungen im Einkauf, zur

Nachkalkulation, für die Qualitätssicherung,

bei Nachbestellungen, für die Herstellung

von Varianten oder bei Ersatzteilbedarf.

Die Software ordnet die PMI

automatisch einem CAD-Modell im

S3D-Format von simus systems zu, das als

Vorschaumodell und bei der Suche nach

Ähnlichteilen unterstützt.

Über ein STEP-Modell

zur CAM-Bearbeitung

Damit wird classmate DRAW hochinteressant

für Hersteller und Zulieferer. Denn

das Programm kann nicht nur ein 3D-Modell

um Zeichnungsinformationen ergänzen,

sondern dieses auch in ein neutrales

STEP-Modell verwandeln. Wenn das 3D

CAM-System dieses einlesen kann, könnte

es zur Grundlage der NC-Programmierung

werden. Wer also bisher ein 3D-Modell

und eine Zeichnungsdatei zur Erstellung

von CAM-Programmen verschickt

oder erhalten hat, kann nun ein vollwertiges

STEP-Modell als zentrale Informa -

tionsquelle ohne Medienbrüche nutzen.

Durchgehende Digitalisierung

Die neue KI-basierte Zeichnungserkennung

entfaltet ihren Nutzen als Einzelprodukt,

aber auch in Verbindung mit anderen

Lösungen von simus classmate:

• Das Modul classmate CAD dient etwa

der vollautomatischen Analyse und

Klassifikation von 3D-Modellen und

fördert die Wiederverwendung von

Bauteilen durch eine geometrische

Ähnlichkeitssuche. Die Software integriert

sich nahtlos in führende CAD-

Systeme. Durch die Informationen aus

der automatischen Zeichnungserkennung

werden Beschreibung, Klassifizierung

und Suchkriterien der Modelle

nun noch genauer.

• Mit der Suchmaschine classmate

FINDER finden Konstrukteure gefragte

Eigenschaften, Geometrien und Bauteile

noch schneller und treffsicherer

im Modellbestand. Die resultierende

höhere Wiederverwendungsrate von

Bauteilen und die Reduzierung von

Dubletten führen zu Einsparungen

entlang der gesamten Prozesskette.

• Die Kalkulationslösungen classmate

PLAN und costing24 im Internet arbeiten

wesentlich genauer und vorherige

manuelle Schritte wie das Anfügen

von Annotationen entfallen, da sie

mehr relevante Informationen zielgerichtet

berücksichtigen. Davon profitieren

Einkäufer und Arbeitsvorbereiter

in den Unternehmen, aber auch Zulieferer

und Fertigungsdienstleister.

Mit der Software classmate DRAW ist es

simus systems gelungen, den KI-Einsatz

bis zu den Wurzeln der Wertschöpfung in

der Fertigung auszudehnen, um durchgängig

digitale Prozesse zu schaffen. Die

smarten Lösungen von simus classmate

erschließen auf diese Weise die Potentiale

der Digitalisierung und bringen echte

Produktivitätsgewinne.

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Sie mit immer komplexeren

Anforderungen konfrontiert.

Gleichzeitig sollen Sie schneller,

kostensparender und nachhaltiger

konstruieren.

Was es braucht, sind Lösungen, die

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mit unserem übergreifenden Verständnis

für Digitalisierung und der

Kompetenz, Lösungen für Sie individuell

zusammenzuführen.

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TRENDS » Getriebe, Kupplungen & Bremsen » Perspektiven

Kupplungen als Datenquellen:

Sensordaten in Verbindung mit

KI lassen sich nutzen, um eine

(Selbst-)Optimierung des

Antriebsstrangs zu erreichen.

Integration von Sensorik in Kupplungen

Smartere Kupplungen,

höhere Prozesssicherheit

IM ÜBERBLICK

Durch Sensorik werden

Kupplungen zu intelligenten

Systemkomponenten, die

zusätzlich wertvolle

Betriebsdaten liefern.

Die Integration von Sensorik in Kupplungen gewinnt insbesondere im Kontext von Industrie 4.0,

Predictive Maintenance und smarter Antriebstechnik an Relevanz. Kupplungen gelten traditionell als rein

mechanische Maschinenelemente, die Drehmoment und Bewegung übertragen. Durch Sensorik werden sie zu

intelligenten Systemkomponenten, die zusätzlich wertvolle Betriebsdaten liefern. Details zu aktuellen Entwicklungen

erläutern Ferdinand Etschmann, Produktmanager bei mayr Antriebstechnik, und Lukas Dominik,

Technical Sales & Projects bei R+W Antriebselemente.

Bild: stock.adobe.com/Looker_Studio

Nico Schröder, Korrespondent KEM Konstruktion|Automation, Augsburg

Roba drive checker ist eine drehmomentmessende

Wellenkupplung –

abgestimmt auf die Prozess- und

Zustandsüberwachung von Maschinen.

Bild: mayr Antriebstechnik

KEM Konstruktion|Automation: Inwieweit setzen

Sie auf die Integration von Sensorik in Kupplungen

und welche Vorteile sehen Sie?

Ferdinand Etschmann, mayr Antriebstechnik:

Wir haben vor mittlerweile über 15 Jahren begonnen,

unsere Wellenkupplungen „smart“ zu machen und

mit integrierten Sensoren auszustatten. Das spart

Platz und zusätzliche Komponenten. Dieser Ansatz

ist gerade im Bereich der Prozessüberwachung

attraktiv, wo neben der Genauigkeit auch die Wirtschaftlichkeit

eine wichtige Rolle spielt. Wir grenzen

uns damit bewusst ab zur Messtechnik und Messsystemen

aus dem Prüfumfeld, die ein anderes Ziel verfolgen.

Hinter unserem Roba drive checker steckt die

Idee der industriellen Prozessüberwachung. Er muss


Ferdinand Etschmann

ist Produktmanager

bei mayr Antriebstechnik

in Mauerstetten.

Bild: mayr Antriebstechnik

ES IST NICHT NUR

EINE WELLEN,

ES IST EINE LÖSUNG

FÜR IHRE ANWENDUNG

»Die Sensorik der smarten

Kupplungen hilft dabei, Fehler

und Ausfallzeiten zu reduzieren

oder ganz zu vermeiden.«

also als Gesamtpaket rentabel für die Kunden sein.

Die Sensorik der smarten Kupplungen hilft dabei,

Fehler und Ausfallzeiten zu reduzieren oder ganz zu

vermeiden. Denn durch das Monitoring im Antriebsstrang

besteht die Chance, Fehler und Verschleiß, die

sich schleichend ankündigen, frühzeitig zu erkennen

und dann auch vorausschauend zu handeln. Auch bei

der Planung von Wartungszeiträumen können zum

Beispiel im Vorfeld die richtigen Verschleißteile geordert

werden. So verkürzt sich die Zeit der Wartung

und damit insgesamt die Stillstandzeit der Anlage.

Gerade sich verändernde Drehmomente bei immer

gleichen Prozessabläufen sind hier ideale Signalgeber

beziehungsweise Indizien. Auch Belastungszustände,

die über die Sensorik (Drehmoment) im

Antriebsstrang erfasst werden, ermöglichen dem

Betreiber der Anlage das Wartungsintervall gegebenenfalls

früher oder später durchzuführen und besser

zu planen. Neben der Lebensdauer der Maschine

steigt der Output und auch die Qualität des Endprodukts

lässt sich so gegebenenfalls verbessern.

Lukas Dominik, R+W Antriebselemente: Kupplungen

sind traditionell rein mechanische Elemente,

die Drehmoment übertragen und Wellenversätze

ausgleichen. Mit der Integration von Sensorik erweitern

sie sich jedoch zu intelligenten Systemkomponenten.

Da die Kupplung direkt im Kraftfluss sitzt,

liefert sie reale Daten über Drehmomente, Drehzahlen

oder Temperaturen. Diese Werte lassen sich

nahezu in Echtzeit erfassen und in digitale Monitoring-Systeme

einbinden. Der Vorteil liegt darin, dass

Unternehmen nicht länger auf externe, schwer integrierbare

Messtechnik angewiesen sind. Stattdessen

können sie Betriebsdaten unmittelbar im Antriebsstrang

gewinnen, um Anlagen besser zu dimensionieren,

präziser zu steuern, Schwachstellen frühzeitig

zu erkennen und Wartungen bedarfsgerecht zu

planen.

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TRENDS » Getriebe, Kupplungen & Bremsen » Perspektiven

Die iPK kann Betriebsdaten direkt

im Antriebsstrang erfassen. Das

Baukastenprinzip erlaubt den Anbau

verschiedener Kupplungsvarianten.

Bild: R+W Antriebselemente

KEM Konstruktion|Automation: Welche weiteren

Trends und Entwicklungen verfolgen Sie aktuell?

KEM Konstruktion|Automation: Können Sie die

Sensordaten in Verbindung mit KI nutzen, um eine

(Selbst-) Optimierung des Antriebsstrangs zu

erreichen?

Etschmann, mayr Antriebstechnik: Unsere Robadrive-checker-Technologie

ist offen für viele Schnittstellen

(analog/digital). Letztendlich fließen alle

Daten aus dem Antriebsstrang ja beim Kunden

zusammen. Daten aus der Kupplung helfen, den

Antriebsstrang zu optimieren und dieser beeinflusst

natürlich auch unsere Kupplung hinsichtlich ruhigem

(schwingungsarmen) Lauf. Um hier ein Optimum zu

erreichen, ist es denkbar, dies mit KI auszuwerten

und Regelprozesse zu entwickeln.

Dominik, R+W Antriebselemente: Unser Fokus

liegt auf der zuverlässigen Erfassung physikalischer

Messgrößen wie Drehmoment und Drehzahl, auf

strukturierter Data Acquisition sowie der

bedarfsgerechten Bereitstellung der Daten. Diese bilden

die Grundlage, um KI-gestützte Simulationen im

Antriebsstrang zu ermöglichen und zugleich reale

Produktionsprozesse mit modernen Analyse- und KI-

Methoden auszuwerten. So lassen sich Lastprofile

analysieren, die Leistung anforderungsspezifisch

abrufen, Verschleißtrends vorhersagen und die

Dimensionierung einzelner Komponenten optimieren.

Die Kupplung liefert den entscheidenden Input,

während die eigentliche Auswertung flexibel in den

Systemen unserer Kunden erfolgt. So können Produktivität

gesteigert, Ausfälle reduziert und Energieeffizienz

erhöht werden.

Etschmann, mayr Antriebstechnik: Wir arbeiten

unter anderem an der sensorlosen Überwachung

unserer mechanischen Komponenten, um diese fit für

die IoT-Welt zu machen. Außerdem werden wir weitere

Funktionen in unseren Roba drive checker integrieren,

um den Kunden noch mehr Informationen

rund um den Antriebsstrang zur Verfügung zu stellen.

Dominik, R+W Antriebselemente: Ein zentraler

Trend ist die Standardisierung und Modularisierung

sensorintegrierter Kupplungen. Mit unserer iPK-

Modellreihe haben wir ein Baukastensystem

geschaffen, das sich flexibel mit Balg-, Elastomer-,

Lamellen- und Sicherheitskupplungen kombinieren

lässt. Diese modulare Bauweise erleichtert Montage,

Anpassung und Wiederverwendung in verschiedenen

Anwendungen – von Prüfständen bis hin zu Serienanlagen

in der Produktion. Mit diesem Ansatz sind

wir bereits erfolgreich und arbeiten daran, die iPK

mittelfristig, um weitere Baureihen mit kleinerem,

aber auch größerem Drehmoment zu erweitern. So

wird die Kupplung zum strategischen Datensammler

und Schlüsselbauteil der smarten Antriebstechnik.

www.mayr.com

www.rw-kupplungen.de

Bild: R+W Antriebselemente

Lukas Dominik,

Technical Sales & Projects, R+W Antriebselemente

»Da die Kupplung direkt im Kraftfluss sitzt, liefert sie reale Daten

über Drehmomente, Drehzahlen oder Temperaturen.«


Messe Frankfurt Group

Getriebe, Kupplungen & Bremsen « TRENDS

Lässt sich eine Überlastkupplung nach dem Auslösen schnell wieder einrücken,

kann die Produktion schneller wieder aufgenommen werden.

Bild: KBK Antriebstechnik

Die neue starre Kupplung KBST1

ermöglicht eine einfachere Montage

als die bisherigen Modelle.

Überlastkupplungen mit neuer Eigenschaft

Kürzere Einrückund

Montagezeiten

Bild: KBK Antriebstechnik

Zur Messe SPS 2025 stellt KBK Antriebstechnik eine freischaltende

Überlastkupplung vor, deren neuer Einrückmechanismus eine besonders

komfortable Bedienung ermöglichen soll.

18. – 21.11.2025

FRANKFURT / MAIN

10 JAHRE FORMNEXT

Wo AM-Fortschritt

Ihre Produktion

transformiert

Konstruktives Merkmal einer neuen,

freischaltenden Überlastkupplung

von KBK Antriebstechnik soll ein besonderes

komfortabler Einrückmechanismus

sein. „Ein vergleichbares Produkt gibt es

bislang nicht auf dem Markt“, erläutert

KBK-Geschäftsführer Sven Karpstein.

„Damit kann die Kupplung nach der Beseitigung

des Überlastfalls sehr schnell

und mit wenig Kraft wieder eingerückt

werden – und der Betrieb wieder aufgenommen

werden.“ KBK will den neuen

Einrückmechanismus für alle freischaltende

Sicherheitskupplungen in seinem

Produktprogramm anbieten.

Mit dabei in Nürnberg sind zudem zwei

neue Baureihen der Überlastkupplungen:

• Eine Variante mit angebauter

Gelenkkupplung gleicht selbst einen

hohen Versatz problemlos aus.

• Die Ausführung mit integrierter

Schlitzkupplung macht die Überlastkupplung

noch etwas robuster als die

Versionen mit Metallbalg.

Die Überlast- beziehungsweise Sicherheitskupplungen

basieren auf dem Kugel-

Rast-Prinzip und sind durch die spezifische

Anordnung der Kugeln als Sperrkörper

spielfrei. Jede Überlastkupplung wird

ab Werk auf das gewünschte Auslösemoment

eingestellt und getestet. Nach der

Inbetriebnahme kann dieses kundenseitig

stufenlos nachgestellt werden.

Einfache Installation

Im Fokus des Messeauftritts steht darüber

hinaus eine neue Baureihe der starren

Kupplungen. Die KBST1 besitzt durchgängige

Bohrungen und wird mit Gewindestiften

und einer Passfedernut befestigt.

Damit unterscheidet sie sich von den bisher

verfügbaren Varianten, die entweder

mit Klemmnabe oder Halbschalen montiert

wird. Die KBST1 mit Drehmomenten

von 4 bis 490 Nm lässt sich noch einfacher

installieren, sodass Maschinen- und

Anlagenbauer wertvolle Zeit sparen.

www.kbk-antriebstechnik.de

Auf der Formnext präsentieren

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Entwicklungen entlang der gesamten

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TRENDS » Getriebe, Kupplungen & Bremsen

Zykloid- und Wellgetriebe punkten im Team bei der Präzision in der Automatisierung

Unschlagbares Doppel

mit weitem Drehmomentspektrum

Die Kombination von Zykloid- und Wellgetrieben ermöglicht mit Blick auf Präzision, Drehmomentkapazität und

Drehmomentdichte eine hohe Performance. Ein Beispiel sind Roboter, deren große Achsen mit Zykloidgetrieben

ausgestattet sind, während im Bereich des Endeffektors Wellgetriebe zum Einsatz kommen. Nabtesco hat beide

Getriebebauarten im Angebot und deckt damit ein Drehmoment spektrum von 7 bis 70.000 Nm ab – was

effizientere Prozesse und eine hohe Wirtschaftlichkeit ermöglicht.

Jennifer Hagmeyer, Team Lead Marketing, Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf

Das Produktportfolio von Nabtesco umfasst Zykloidgetriebe sowie Well getriebe

und bietet eine vollständige Skalierbarkeit von 7 bis 70.000 Nm.

Das Konstruktionsdesign steht und die

technischen Spezifikationen der

Komponenten sind bekannt. Doch welches

Getriebe erfüllt die Anforderungen

am besten? Wie lassen sich Schnittstellenprobleme

bei der Motoranbindung vermeiden?

Welche Möglichkeiten zur Kostenreduzierung

gibt es im Bereich Antriebstechnik?

Antworten auf diese und

weitere Fragen will die Nabtesco Precision

Europe GmbH geben, einer der Spezialisten

für Präzisionsgetriebe. Das Produktportfolio

umfasst sowohl Wellgetriebe –

entwickelt und produziert in Limburg an

der Lahn (Standort Ovalo GmbH) – als

auch Zykloidgetriebe.

„Ist Präzision eine zentrale Anforderung,

sind Präzisionsgetriebe das Mittel

Bild: Nabtesco

der Wahl“, erläutert Christian Otto, Senior

Application Engineer bei Nabtesco. „Mit

Zykloidgetrieben und Wellgetrieben haben

wir zwei extrem leistungsstarke

Technologien im Programm, die sich optimal

ergänzen und zu einer vollständigen

Skalierbarkeit von 7 bis 70.000 Nm führen.“

Auf diese Weise lassen sich Auslegungsprozesse

optimieren und Entwicklungszyklen

beschleunigen. Während Zykloidgetriebe

aufgrund ihrer herausragenden

Steifigkeit Spezialisten für höhere

Drehmomente sind, sind die spielfreien

Wellgetriebe vor allem im unteren Drehmomentbereich

zuhause und kommen

überall dort zum Einsatz, wo eine hohe

Performance gefordert ist, aber nur wenig

Bauraum zur Verfügung steht.

Doch was macht die Kombination

Zykloid- und Wellgetriebe für die Automatisierung

so interessant? Ist es die sehr

gute Übertragungs- und Wiederholgenauigkeit?

Die hohen Untersetzungen in

einer Stufe? Die große Schockbelastbarkeit

(bis zu 500 % des Nenndrehmoments)?

Die kompakte Bauweise? Die lange

Lebensdauer? „All diese Punkte sind

zutreffend und gleichzeitig nur ein Teil

der Wahrheit“, so Otto weiter. „In puncto

Präzision, Drehmomentkapazität und

Drehmomentdichte ermöglichen die beiden

Technologien im Zusammenspiel eine

hohe Performance. Werden die größeren

Achsen eines Roboters beziehungsweise

einer Maschine mit Zykloidgetrieben ausgestattet

und die kleineren im Bereich des

Endeffektors mit Wellgetrieben, lässt sich

bezüglich der Gesamtverkettung aller

Achsen die bestmögliche Präzision erreichen.“

Keine andere Getriebe art könne da

mithalten.

Verdrehspiel ist entscheidend

Um das zu verstehen, lohnt ein Blick auf

die Frage, was ein Präzisionsgetriebe ist.

Die Genauigkeit eines Getriebes wird in

hohem Maße durch das Verdrehspiel und

den Hystereseverlust charakterisiert. Je

geringer der Wert ist, umso präziser arbeitet

das Getriebe. Zykloid- und Wellgetriebe

liegen hier mit großem Abstand an

der Spitze. Wellgetriebe sind absolut

spielfrei, das Verdrehspiel ist also gleich

Null. Zykloidgetriebe sind spielreduziert

beziehungsweise nahezu spielfrei mit einem

reinen Verdrehspiel von lediglich 0,1


Wellgetriebe bieten absolute Spielfreiheit, eine außerordentliche

Übertragungsgenauigkeit und eine hohe Torsionssteifigkeit.

Bild: Nabtesco

Zykloidgetriebe zeichnen sich durch eine hohe Dynamik und Präzision

sowie einen geringen Verschleiß über die gesamte Lebensdauer aus.

Bild: Nabtesco

bis 0,2 arcmin. Der Hystereseverlust beträgt

bei beiden Technologien maximal

1 arcmin. Zum Vergleich: Herkömmliche

spielreduzierte Planetengetriebe haben

normalerweise ein Verdrehspiel von 1 bis

3 arcmin, Standard-Planetengetriebe sogar

von ≥ 7 arcmin.

Zykloidgetriebe punkten

bei höheren Drehmomenten

Eine typische Anwendung für das Zusammenspiel

von Zykloid- und Wellgetriebe

ist der 6-Achs-Roboter. Die Achsen 1 bis

3 werden in der Regel mit Zykloidgetrieben

bestückt. Hier kommt es auf hohe

Verdrehsteifigkeit, Robustheit und Strapazierfähigkeit

an. Das zweistufige Untersetzungsprinzip

sorgt für ein exzellentes

Verhalten hinsichtlich Dynamik und

Laufruhe sowie eine hohe Wiederhol- und

Bahngenauigkeit. Die integrierten Schräg -

kugellager nehmen axiale sowie radiale

Lasten und Biegemomente auf und tragen

zur hohen Kippsteifigkeit sowie Widerstandsfähigkeit

gegen Stoß- und Überbelastung

(bis zu 500 % des Nenndrehmoments)

bei. Durch die Kraftübertragung

über Kurvenscheiben und Rollen ist ein

fast vollständiger Kontakt sowie eine

gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb

des Getriebes gegeben, was eine hohe

Steifigkeit zur Folge hat. So lassen sich

sehr hohe Drehmomente mit hoher Präzision

und Laufruhe übertragen. Auch über

einen langen Zeitraum ist die Spielzunahme

verschwindend gering.

Wellgetriebe sind

kompakt und spielfrei

In den Handachsen 4 bis 6 sind oft Wellgetriebe

verbaut (bei den kleineren

Cobots übrigens auch in den anderen

Achsen). Die kompakten Präzisionsgetriebe

zeichnen sich durch absolute Spielfrei-

heit, sehr gute Wiederholgenauigkeit,

Wartungsfreiheit über die gesamte

Lebensdauer sowie eine hohe Drehmomentkapazität

(bis zu 15 % höher im Vergleich

zu herkömmlichen Wellgetrieben)

aus – und das bei kleinen Abmessungen

und geringem Gewicht. Sie werden nach

Automotive-Standard am Standort von

Ovalo gefertigt und erfüllen damit hohe

Qualitätsstandards.

Alle Wellgetriebe können zusätzlich individuell

ausgelegt und Performance,

Geometrie, Material sowie Schnittstellen

exakt auf die jeweilige Applikation abgestimmt

werden, bei Bedarf inklusive

Funktions-, Bauteil- und Systemintegra -

tion. Die Basis bildet ein flexibler Produktbaukasten

mit einer großen Auswahl

an Baugrößen, Bauformen, Werkstoffen

und Zusatzbauteilen wie Motoren, Lagern,

Wellen, Dichtungen, Gehäusen, Sensorik,

Bremsen und ECUs. Auch Getriebe-

Problemlösungskompetenz

Komponenten, Werkzeuge und Hilfsmittel für technische

Anwendungen in Industrie und Handwerk

Spezial- und Nischenprodukte für industrielle Hochtemperaturanwendungen

Pneumatik-Module zur Erzeugung von bis zu -55° C kalten Luftströmen und -barrieren

Spezialmatten zur Bindung von Staub- und Schmutzpartikeln in Rein- und Sauberräumen

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10 | 2025 27

TRENDS » Getriebe, Kupplungen & Bremsen

Bild: Nabesco/Industrial Arts/stock.adobe.com

Zykloidgetriebe im Werkzeugtisch,

Wellgetriebe

im Werkzeugkopf –

so erreichen Werkzeugmaschinen

maximale

Präzision.

Eigenschaften lassen sich anpassen – beispielsweise

Rücktreibmoment, Überlastfähigkeit,

Übertragungsgenauigkeit sowie

Haupt lagerung, Wirkungsgrad, Gewicht

und Massenträgheits moment. So müssen

Anwender keine Kompromisse bei der

Konstruktion eingehen.

Eingespieltes Team

für Werkzeugkopf und -tisch

Auch im Werkzeugmaschinenbau bittet

sich das Getriebedoppel an. Während die

drehmomentstarken Zykloidgetriebe im

Schwenktisch eine punktgenaue Positionierung

der Bauteile gewährleisten, stellen

die spielfreien Wellgetriebe im Werkzeugkopf

die Präzision bei der Bearbeitung

sicher. Eine hohe Untersetzung hat

den Vorteil, dass das Massenträgheitsverhältnis

von Anwendung zu Motor sehr

gering ist. Dadurch wird die Regelqualität

des Motors besser und das Risiko von Vibrationen

im Antriebsstrang geringer.

Folglich kann sehr dynamisch positioniert

werden. Dies reduziert die Nebenzeiten

und macht den Bearbeitungsprozess in

der Summe wirtschaftlicher.

Ähnlich verhält es sich bei Laser- und

Wasserstrahlschneidmaschinen. Zykloidgetriebe

eignen sich für die große Achse

unter dem Bearbeitungstisch und Wellgetriebe

für den Bearbeitungskopf, der den

Laser beziehungsweise Wasserstrahl

führt. Auf diese Weise lassen sich hohe

Präzision und Dynamik effizient erzielen.

Auch Applikationen wie C-Bogen-Scanner

in der Medizintechnik, Antennen,

Drehtische, Fräsmaschinen oder Schweißpositionierer

profitieren von der gemeinsamen

Stärke beider Technologien.

Steer-by-Wire-Plattform

für autonomes Fahren

Eine weitere interessante Anwendung ist

das CV-EPS von Nabtesco (CV-EPS =

Commercial Vehicle Electronic Power

Steering). Dabei handelt es sich um eine

modulare Steer-by-Wire-Plattform für

das autonome Fahren. Zur Verfügung

steht neben einem Hochvolt-System

AxCu (Axle steering Control Unit) auch

eine Niedervolt-Lösung (24 bis 48 V) für

Trucks, Lkw und Busse. In dieser übernimmt

ein Zykloidgetriebe die Übertragung

des Haupt-Drehmoments für die

Lenkung, ein Wellgetriebe dient als Vorstufe

zwischen Lenkrad und Zykloid -

getriebe. „Elektromechanische Lösungen

wie das CV-EPS haben im Vergleich zur

Hydraulik entscheidende Vorteile. Sie

kommen ohne Öl, Pumpen oder Ölleitungen

aus, ermöglichen die Integration von

Assistenzfunktionen und erlauben kundenspezifische

Einstellungen, beispielsweise

beim Lenkgefühl“, betont Jonas

Kinzel, Product Manager Wave Gears bei

Nabtesco. „Dank der Kombination aus

Well- und Zykloidgetriebe erfolgt die

Kraftübertragung auf engstem Raum bei

hoher Steifigkeit und Übertragungsgenauigkeit.

Das führt zu einer ausgesprochen

kompakten Bauweise.“

Natürlich gibt es die Zykloid- und Well -

getriebe des Herstellers nicht nur im Doppelpack.

Auch einzeln lassen sie sich einsetzen.

Meist ist die geometrische Größe

das ausschlaggebende Kriterium für beziehungsweise

gegen eine der beiden

Technologien. Doch es gibt auch einen

Bereich, in dem beide Getriebearten infrage

kommen. „Bei Außendurchmessern

zwischen 100 und 150 mm und/oder

Drehmomenten zwischen 250 und 450 Nm

können wir Lösungen auf Basis sowohl

von Zykloid- als auch Wellgetrieben realisieren.

Welches die passende Technologie

ist, hängt entscheidend von der Kundenapplikation

ab. Stehen hohe Drehmomente

im Fokus, eignen sich Zykloidgetriebe

ideal. Kommt es auf Spielfreiheit an, sind

Wellgetriebe optimal“, fährt Kinzel fort.

„Viele unserer Kunden haben weder die

Möglichkeiten noch die Ressourcen, sich

intensiv mit unterschiedlichen Getriebetechnologien

zu beschäftigen. Wir optimieren

nach Kundenvorgaben in Bezug

auf Kosten, Leistung, Gewicht, Bauraum

und entwickeln passgenaue Antriebskonzepte

– für einzelne Achsen oder komplette

Maschinen.“

Ob Robotik, Werkzeugmaschinenbau,

Medizintechnik, Logistik, Mobilität oder

Positionierung: In fast jeder Applikation,

Maschine beziehungsweise Anlage gibt es

größere und kleinere Achsen. Zykloidund

Wellgetriebe sind in allen Branchen

zuhause und erzielen eine hohe Präzision.

Gemeinsam sind sie der Schlüssel zu mehr

Effizienz, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit.

„Die Kombination aus Zykloid- und

Wellgetrieben eröffnet neue Möglichkeiten

in Bezug auf Präzision, Leistungsdichte

sowie Integration und ist ein Garant

für effiziente, zukunftssichere Prozesse“,

bringt Otto die Vorteile auf den Punkt. (jg)

www.nabtesco.de

INFO

Mehr Informationen zu den

Wellgetrieben von Nabtesco:

koninfo.de/LgeiJ


News « ANTRIEBSTECHNIK

BLDC-Motor

Kompakter Antrieb in mobilen Anwendungen

Mit dem BG95x120 dPro erweitert Dunkermotoren

die BG95-Reihe um eine neue

Baulänge und seinen bislang leistungsstärksten

Motor mit 4,4 kW Spitzenleistung

bei nur 48 V DC. Der kompakte

BLDC-Motor eignet sich für mobile Anwendungen

mit minimalem Querschnitt

und in Kombination mit Inline-Getriebelösungen

(Planetengetrieben) für AGVs,

AMRs und Transportrobotik. Die hohe

Leistungsdichte macht den Antrieb be-

Bild: Dunkermotoren

sonders für batteriebetriebene Systeme

attraktiv, in denen Energieeffizienz und

kompakte Bauweise entscheidend sind.

Weitere Einsatzgebiete sind mobile Aufzüge

für enge Räume, die Leitern in Schulen,

Büros oder Industriegebäuden ersetzen.

Auch in mobilen Hydraulikanwendungen

kann der Motor den Zylinder ersetzen

und Bewegungen elektrisch übernehmen,

etwa in Agrartechnik oder Baumaschinen

wie kippbaren Anhängern. Als

dPro-Version ermöglicht er eine einfache

Integration in bestehende Systeme via

CANopen oder Ethernet-Schnittstellen.

Keramiklager

Langlebig und chemikalienresistent

Für Anwendungen mit Chemiekontakt hat igus zwei chemikalienresistente

und besonders langlebige Xiros-Kugellager

entwickelt. Sie sind bis zu 65 mal verschleißfester als Lager

aus reinem Polyetheretherketon (PEEK). Möglich wird dies

durch eine Materialkombination: Laufringe und Kugeln bestehen

aus technischer Keramik, der Käfig aus einem PEEKbasierten

igus-Material. Von der langen Lebensdauer profitieren

vor allem Konstrukteure in Chemie- und Prozessindustrie,

Luft- und Raumfahrt sowie Automobilbau. Die neuen

Lager sind zunächst in drei DIN-Abmessungen mit 8, 10

und 12 mm erhältlich, weitere Größen auf Anfrage.

DC-Motoren

Konfigurierbare Kraftpakete

Faulhaber erweitert sein Produktportfolio

um mehrere neue DC-Kleinstmotoren: die

leistungsstarken GXR-Modelle 1437 mit

Kupfer-Graphit-Kommutierung sowie die

edelmetallkommutierten SXR-Motoren in

den Größen 1424 und 1437. Mit 14 mm

Durchmesser sind die Motoren auf das modulare

Baukastensystem des Anbieters abgestimmt

und kombinierbar mit Planetengetrieben

sowie magnetischem Encoder. Die RoHS-konformen

GXR- und SXR-Motoren zeichnen sich durch eine robuste Bauweise,

langlebige hexagonale Wicklung, hohe Leistungsdichte, flexible

Spannungsvarianten und vielfältige Anschlussoptionen aus. Modifikationen

an Front- und Rückwelle sowie optimierte Rotorwuchtung

sind ebenfalls möglich. Die Motoren eignen sich nach Angaben

des Herstellers für High-End-Optical-Systems, Teleskope,

Mikroskope sowie medizinische Anwendungen wie chirurgische

Roboter oder Infusionspumpen.

Bild: Faulhaber

Bild: igus

We couple the drive.

Tests im Labor bestätigen neben der hohen Verschleißfestigkeit

auch Vorteile gegenüber Metalllagern: Die neuen Lager

sind rund 40 % leichter, arbeiten dank Trockenlauf wartungsfrei

und kommen ohne Schmierstoffe aus. Zudem sind

sie nicht magnetisch und nicht elektrisch leitfähig. Angeboten

werden zwei Varianten: Lager aus weißem Zirkoniumoxid

mit höherer Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit sowie

aus schwarzem Siliziumnitrid mit besonderer thermischer

Stabilität, das sich für Heißdampfumgebungen und

starke Temperaturschwankungen eignet.

Bei uns bekommen Sie die optimale

Präzisionskupplung für Ihre Anwendung.

Metallbalgkupplungen

Schlitzkupplungen

Elastomerkupplungen

Gelenkkupplungen

Kreuzschieberkupplungen


ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe » Interview

Innovationen für die nächste Generation der Antriebstechnik

„Gefragt sind All-in-One-Lösungen –

bevorzugt mit kabelloser Anbindung“

Die Anforderungen an moderne Antriebslösungen steigen kontinuierlich. Gefragt sind unter anderem

Miniaturisierung, funktionale Sicherheit sowie integrierte Sensorik – und das bei gleichzeitig steigender

Leistungsfähigkeit. Impulsgeber und Partner für unterschiedlichste Hightech-Anwendungen – von der

humanoiden Robotik über Medizintechnik und Raumfahrt bis hin zur industriellen Automation – ist die

maxon Gruppe. Im Sommer erwarben die Schweizer Antriebsspezialisten eine strategische Minderheits -

beteiligung an Synapticon – was schon bald den Kunden zugute kommen soll.

Interview: Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion|Automation

KEM Konstruktion|Automation: Vor

Kurzem hat sich maxon an Synapticon

beteiligt, das vor allem die Software

im Bereich der Bewegungssteuerung

in den Vordergrund stellt. Welche

Ziele verfolgen Sie damit?

Eugen Elmiger (maxon Gruppe): Für

uns steht im Fokus, die funktionale Sicherheit

unserer Produkte weiter zu verbessern

– insbesondere mit Blick auf die Software,

die einen immer größeren Einfluss auf unsere

Antriebslösungen hat. Mit Synapticon haben wir hier

einen Partner gefunden, über den wir die funktionale

Sicherheit gezielt integrieren können. Bereits auf der

kommenden Messe SPS werden wir unsere Antriebe der

IDX-Serie mit entsprechenden Lösungen vorstellen.

Darüber hinaus bietet sich uns so die Möglichkeit, die

Funktionalitäten unseres neuen Programmes ‚MIND –

Motion Insights and Diagnostics‘ für das Condition

Monitoring von Antriebslösungen

inklusive Predictive Maintenance

zu erweitern, das auf

großes Interesse stößt. Bei

MIND handelt es sich um

eine innovative Lösung für

Datenaustausch, Lebensdauerprognosen

und die Optimierung

der Antriebe im Betrieb –

unterstützt durch den Einsatz

künstlicher Intelligenz (KI). Durch die

umfangreiche Datenauswertung können wir

die Antriebslösung gezielt an die jeweilige Applikation

anpassen und unseren Anwendern so einen echten

Mehrwert bieten. Das gilt zudem nicht nur für die Antriebe

aus unserem Portfolio – auch andere Motoren

lassen sich auf diese Weise überwachen. Betonen

möchte ich aber: KI ist hier ein wichtiges Werkzeug und

beschleunigt die Entwicklungsarbeit, ersetzt aber nicht

den Ingenieur.

IM GESPRÄCH

Eugen Elmiger lenkt seit

2011 als CEO die maxon Gruppe.

Der studierte Elektrotechniker ist

seit 1991 im Unternehmen

und hat unter anderem das

Asiengeschäft maßgeblich

mitaufgebaut.

KEM Konstruktion|Automation: Welche

Rolle spielt bei all dem die Entwicklung

humanoider Roboter?

Bild: maxon Gruppe

Im Bereich der Kleinantriebe bietet

maxon ein breites Portfolio an

Antrieben – inklusive Sensorik wie

hier beim EC-4pole-Motor mit

EMT-Encoder.

Elmiger: Eine sehr wichtige – hier ist

maxon ja bereits seit 1998 aktiv und hat

viel in die Forschung investiert; unter anderem

wurden unsere Antriebe im humanoiden

Roboter Asimo von Honda eingesetzt. In der humanoiden

Robotik und bei mobilen Robotern gehen

wir zudem noch weiter in Richtung Miniaturisierung

und Effizienzsteigerung – mit teils 30 Prozent

kleineren, leichteren und leistungsfähigeren Systemen,

die wir ebenfalls zur SPS vorstellen. Da steckt viel


Eugen Elmiger, CEO der maxon Gruppe

Bild: Eveline Beerkircher/maxon Gruppe

Know-how und Entwicklungsarbeit drin – aber die

Fortschritte sind beachtlich. Gleichermaßen interessieren

wir uns übrigens auch für vierbeinige Roboter, wie

sie Anybotics in Zürich entwickelt. Pro Vierbeiner steuern

wir hier zwölf Antriebe bei.

Eine weitere wichtige Anwendung sind zudem Exoskelette:

Uns treibt an, Menschen mit Einschränkungen

durch Unfall oder Krankheit zu helfen. Deswegen waren

wir seit 2016 an dem Projekt Cybathlon der ETH Zürich

beteiligt. Dies verdeutlicht auch die hohe Bedeutung

der funktionalen Sicherheit – sobald solch ein System

in Serie geht, muss die Sicherheit natürlich gewähr -

leistet sein.

KEM Konstruktion|Automation: Gewinnt mit dem

Fokus auf Software die Steuerungstechnik generell

an Bedeutung?

»Auf großes Interesse stößt unser Programm

‚MIND – Motion Insights and Diagnostics‘,

eine innovative Lösung für Datenaustausch,

Lebensdauerprognosen und die Optimierung von

Antrieben im Betrieb – unterstützt durch den

Einsatz künstlicher Intelligenz (KI).«

Elmiger: Definitiv – ausgehend von klassischen linearen

Antriebsreglern über Drehzahlregler und die Posi -

tionskontrolle bis hin zum Condition Monitoring integrieren

wir immer mehr Funktionen direkt in die Antriebe.

Gefragt sind AIl-in-One-Lösungen – bevorzugt

übrigens mit kabelloser Anbindung, auch wenn das oft

eher Wunschdenken bleibt, da Kabel gerade bei Robotern

oft im Weg sind. Daten für die Steuerung drahtlos

zu übertragen ist heute kein Problem mehr – vorausgesetzt,

man hat die äußeren Einflüsse im Griff. All die

mobilen Geräte machen es uns vor.

Angesichts von Problemen mit einer zunehmenden

Zahl von Kabeln – etwa durch die Einbindung von Sensoren

– sind zudem Zwei-Draht-Lösungen für die

gleichzeitige Übertragung von Energie und Daten interessant,

allerdings noch in der Leistung begrenzt. Für


ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe » Interview

kleine Antriebe reicht es, aber bei hochdynamischem

Betrieb und Spitzenleistungen stößt man an Grenzen.

Auch dem Einsatz von Batterien sind angesichts Integration

und Miniaturisierung Grenzen gesetzt.

KEM Konstruktion|Automation: Zusammen mit

Fraba Posital haben Sie ja bereits einen 22-mm-Multiturn-Drehgeber

mit Wiegand-Draht für das Energy

Harvesting entwickelt, der im Falle einer Störung

oder eines Stromausfalls die zuletzt erreichte Position

speichert. Markiert das derzeit die Grenzen der

Miniaturisierung?

Elmiger: In der Robotik setzen wir bereits 22-mm-Antriebe

ein. Wir wollen aber noch kleiner werden – unser

kleinster Motor liegt aktuell bei 4 mm Außendurchmesser,

inklusive Sensorik und Getriebe. Diese extrem

kompakten Antriebe sind für minimalinvasive Roboteranwendungen

gedacht. Noch kleinere Antriebe sind

grundsätzlich möglich, etwa bis 2 mm. Während sich

aber die 4-mm-Antriebe noch kostendeckend fertigen

lassen, stoßen wir bei 2 mm an prozesstechnische

Grenzen mit Blick auf unsere Supply Chain und den

Maschinenpark. Im Labor ist vieles möglich, aber bei

der Serienfertigung wird es anspruchsvoll.

Dennoch konnten wir beispielsweise bei den 4-mm-

Antrieben durch eine 4-Pol-Ausführung das Drehmoment

fast verdoppeln und damit in einigen minimal -

invasiven Anwendungen einen 6-mm-Antrieb ersetzen.

Kleinere Antriebe helfen hier, die Patienten zu schonen.

Gleichwohl stoßen wir natürlich an physikalische Grenzen:

Über eine 2-mm-Welle lassen sich keine 10 Nm

übertragen – hier sind dann innovative Getriebe gefragt,

mit denen sich die mechanische Belastbarkeit erhöhen

lässt, etwa aus Keramik. Das ist einer der Gründe,

warum wir uns auch mit Getrieben aus Keramik beschäftigen.

Generell bleibt aber die Aufgabe, stets eine

Balance zwischen Miniaturisierung und Leistungsübertragung

zu finden. Auch bei dem genannten Wiegand-

Sensor arbeiten wir weiter daran, die Größe zu reduzieren

und eruieren auch andere Sensor-Technologien.

KEM Konstruktion|Automation: Können Sie das

etwas näher erläutern?

Elmiger: Wir untersuchen die Potentiale von magnetischen,

optischen und induktiven Drehgebern vor allem

mit Blick auf eine möglichst weitgehende Integration

in unsere Antriebe. Ein Fokus liegt derzeit etwa auf der

Sensorik für den Automotive-Bereich mit seinen hohen

Anforderungen – denn die Nachfrage nach Feedbacksystemen

steigt hier stetig. Unsere Aufgabe ist es,

Miniaturisierung und hohe Stückzahlen zu verbinden.

Die Nachfrage nach Feedbacksystemen ist aber generell

hoch – sie sind etwa bei autonomen Systemen

wie AMRs oder AGVs unerlässlich, etwa zur Positionsbestimmung

oder Navigation. Im Bereich Medizintechnik,

etwa in Operationsrobotern, sind sie ohnehin

Pflicht. Und auch Luft- und Raumfahrtanwendungen

verlangen ein Feedback – etwa bei der Positionskontrolle

in Business-Class-Sitzen im Flugzeug. Selbst bei

E-Bikes ist die Sensorik entscheidend, damit das Antriebssystem

harmonisch mit dem Fahrer interagiert.

Insgesamt nutzen etwa 95 Prozent unserer Antriebe

irgendeine Form von Feedback.

KEM Konstruktion|Automation: Sie hatten das Thema

Getriebe bereits angesprochen – ist dieses also

häufig Bestandteil des gelieferten Antriebssystems?

Elmiger: Über 50 Prozent unserer Antriebslösungen

beinhalten Getriebe in unterschiedlichsten Varianten –

seien es Planeten-, Stirnrad- oder auch spezielle Wellgetriebe,

die wir selbst entwickeln. Gerade in der Robotik,

insbesondere bei humanoiden Systemen, sind zudem

spielarme und effiziente Getriebe gefragt. Häufig

entwickeln wir hier gemeinsam mit unseren Kunden in-

Bild: maxon Gruppe

Mit dem Encoder ENX 22 EMT (rechts am

Ende) hat maxon einen Multiturn-Drehgeber

mit nur 22 mm Durchmesser im Angebot, der

aufgrund des integrierten Wiegand-Sensors in

der Lage ist, bei Stromausfall die jeweilige

Position des Motors zu speichern.


Der bürstenlose DC-Motor ECX SPEED 4 M ist mit 4 mm

Außendurchmesser derzeit der kleinste BLDC-Motor im

Portfolio von maxon – machbar wären bei entsprechender

Nachfrage aber auch nur 2 mm.

Bild: maxon Gruppe

dividuelle Lösungen – und je früher wir in die Entwicklung

eingebunden werden, desto besser können wir die

Antriebslösung als Gesamtsystem optimieren. Sind wir

schon bei der ersten Idee mit an Bord, können wir frühzeitig

auf Dimensionierung, Leistungsanforderungen

und Miniaturisierung Einfluss nehmen. Unsere Erfahrung

aus 60 Jahren Entwicklung hilft uns, innovative

und passgenaue Lösungen zu finden – egal ob für Medizintechnik,

Luft- und Raumfahrt oder die Industrie.

Ein gutes Beispiel ist der erste Mars-Helikopter, der

mit unseren DC-Motoren flog. Hier konnten wir das

Gewicht mit speziellen Materialien und Konstruktionsweisen

auf ein Minimum reduzieren. Der Konstruk -

tionsaufwand war enorm, denn die Luft auf dem Mars

ist extrem dünn und vergleichbar mit den Bedingungen

auf der Erde in einer Höhe von 30 km. Bezieht man

noch die geringere Anziehungskraft des Mars mit ein,

musste der Helikopter besonders leicht sein und konnte

deshalb nur mit sehr kleinen Batterien ausgestattet

werden – was dazu führte, dass alle verwendeten Bauteile

äußerst energieeffizient sein mussten. Teil eines

solchen bahnbrechenden Marsprojekts gewesen zu

sein, macht uns unglaublich stolz und glücklich.

KEM Konstruktion|Automation: Verständlich – und

weitere Projekte werden sicher folgen. Welche Rolle

spielt denn bei den Getrieben Keramik als Werkstoff?

Elmiger: Wir setzen Keramik in verschiedenen Komponenten

ein, um Leistung und Effizienz zu steigern – sowohl

in den Getrieben als auch in den Antrieben selbst.

Keramik hat Vorteile – es ist ein sehr guter Isolator, leicht

und hat wenig Verschleiß –, bringt aber auch Herausforderungen

mit sich – etwa beim Wärmemanagement.

Aber gerade für Anwendungen, bei denen es auf Miniaturisierung

und hohe Leistungsdichte ankommt, sind solche

Materialinnovationen von großer Bedeutung.

Gleichwohl ist es wichtig, stets das Gesamtsystem im

Blick zu haben, um etwa mit einem cleveren Design bei

gleicher Baugröße mehr Leistung zu realisieren. Dazu

gehört etwa der Wechsel von 2-Pol- auf 4-Pol-Antriebe.

Allerdings ist dabei die Umsetzung – etwa das Einbringen

extrem feiner Drähte in die Wicklung – eine

besondere Herausforderung. Unsere Stärke ist an dieser

Stelle das Zusammenspiel aus innovativen Ideen und

der Fähigkeit, diese auch in die Produktion überführen

zu können. Entwicklung und Fertigung arbeiten deshalb

bei uns sehr eng zusammen. Um auch hier ein konkretes

Beispiel zu nennen: Bei E-Bike-Antrieben konnten

wir das Drehmoment im gleichen Bauraum von 40 auf

90 Nm steigern. Essenziell sind dabei sowohl die konstruktive

Idee als auch die Umsetzung in der Fertigung.

KEM Konstruktion|Automation: Sie hatten bereits

die Raumfahrt als Anwendung genannt – wie lassen

sich die teils extremen Anforderungen beherrschen?

Elmiger: Die Herausforderungen sind tatsächlich

enorm – etwa extreme Temperaturen von -150 oder

+120 °C, eine hohe Strahlungsbelastung und enorme

mechanische Anforderungen. Das erfordert den Einsatz

spezieller Materialien mit angepassten Ausdehnungskoeffizienten

und geht über enge Fertigungstoleranzen

bis hin zu speziellen Schmierstoffen, die für diese Weltraumbedingungen

ausgelegt sind. Meistens gehen wir

so vor, dass wir unsere Standardantriebe adaptieren

und sie mit modifizierten Komponenten für den Weltraumeinsatz

anpassen. Ein Highlight ist unsere Beteiligung

an Projekten auf der ISS, aber auch Kooperationen

mit NASA, ESA und der indischen Raumfahrtbehörde

zusammen.

Die Anforderungen sind aber nicht nur in der Raumfahrttechnik

extrem. Unsere Antriebe kommen auch bei

der Olivenernte zum Einsatz – und wer einen Olivenschüttler

im Einsatz sieht, versteht, dass diese Geräte

sehr robust sein müssen. Darüber hinaus sind sie batteriebetrieben,

was wiederum die Energieeffizienz fordert.

Auch in der Medizintechnik zählen Robustheit

und Zuverlässigkeit: Antriebe müssen Vibrationen,

Schocks, Temperaturwechsel und aggressive Reinigungsprozesse

aushalten. Und da generell die Anwender

sehr kreativ sind, werden wir Konstrukteure schnell

vor besondere Herausforderungen gestellt.

www.maxongroup.com


Bild: PBC Linear Europe/Rodriguez

Rodriguez liefert die Gleitlager in verschiedenen Ausführungen, auch als Baugruppe mit Gehäuse und Welle und der Bearbeitung nach Zeichnung.

IM ÜBERBLICK

Die mit Frelon

beschichteten Gleitlager

zeichnen sich durch

geringen Verschleiß,

geringe Reibung und hohe

Festigkeit aus.

Selbstschmierende Gleitlager

Wartungsfrei und langlebig

Die selbstschmierenden Präzisionsgleitlager von Rodriguez zeichnen sich durch geringen

Verschleiß, geringe Reibung und hohe Festigkeit aus. Ihre besondere Frelon-Beschichtung

bewirkt eine fortlaufende Selbstschmierung über die gesamte Lebensdauer. Die

Gleitlager finden im industriellen Bereich überall dort Anwendung, wo Wälzlager aufgrund

von Schmutz, Temperatur oder notwendiger Schmierung nicht eingesetzt werden können.

INFO

Zum Überblick über das

branchenübergreifende

Sortiment, online unter:

kon2.de/AUMdx

Im Gegensatz zu Wälz- beziehungsweise Kugellagern

enthalten Gleitlager keine beweglichen Teile,

sind einfacher aufgebaut und langfristig wirtschaftlich.

Zum einen sind sie robust und schmutzunempfindlich

und damit die perfekte Lösung für widrige

Umgebungen, etwa in der Schwerindustrie, in landwirtschaftlichen

Betrieben oder in der Schifffahrt.

Hier kommt es darauf an, dass zum Beispiel Turbinen

oder Kompressoren zuverlässig und ohne Unterbrechungen

laufen. Zum anderen gleichen die Lager

Belastungen aus und sorgen für einen ruhigen,

geräuscharmen Arbeitsablauf. Sie gewährleisten eine

gute Dämpfung bei Erschütterungen und Vibrationen,

da die Last vollflächig aufgenommen

wird. Gleitlager eignen

sich auch ideal für Anwendungen,

bei denen es auf eine kompakte,

leichte Bauweise ankommt, beispielsweise

im Automobilbau.

Wälzlager hingegen stehen zwar

für eine präzise, reibungsarme Leistung,

sind jedoch anfällig für Verunreinigungen.

Der direkte Kontakt

des Wälzelements (Kugel) und dem

Wellen- oder Schienenmaterial erfordert, dass stets

Schmierfett oder Öl vorhanden ist, damit keine Reibungs-

und Verformungsschäden entstehen. Auch

bei nicht selbstschmierenden Gleitlagern ist ein

externes oder internes Schmiersystem erforderlich.

Selbstschmierende Gleitlager

Mit der Verwendung selbstschmierender Gleitlager

kann auch in den schwierigen Umgebungen der

reibungslose, dauerhafte Betrieb von Anlagen sichergestellt

werden. Selbstschmierende Gleitlager benötigen

keine zusätzlichen Schmierfette und Öle und

damit auch keine Wartung – sie verursachen also

keine Zusatzkosten. Im Gegensatz zur externen

Schmierung ist bei Lagern mit Selbstschmierung das

Schmiermedium wesentlicher Bestandteil des Lagermaterials

und muss eben nicht zusätzlich aufgebracht

werden.

Der Materialtransfer ist eine fortlaufende dynamische

Funktion und findet während der gesamten

Lebensdauer des selbstschmierenden Lagers statt.

Die Schmierung wird nicht aufgebraucht und altert

nicht, bleibt also durchgängig effektiv. Wie viel

Material bei einer Anwendung jeweils übertragen


Wälz- & Gleitlager « ANTRIEBSTECHNIK

wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise

von der Geschwindigkeit, Belastung und

Hublänge. Eventuell vorhandene Schmutzpartikel,

die die Welle beschädigen könnten, werden dabei

einfach von der Frelon-Beschichtung absorbiert und

entstehende Hitze über das Lager wieder abgeleitet.

Gleitlager mit Frelon-Beschichtung

Das selbstschmierende Gleitlager von Rodriguez ist

ein Präzisionsgleitlager aus Aluminiumlegierung

AlMg1 SiCu mit Frelon-Beschichtung. Es ist im Vergleich

zu anderen Lagern deutlich leistungsfähiger.

Das Frelon in der obersten Gleitschicht ist ein Verbundmaterial

aus Teflon und Füllstoffen, welches

sich zum ersten Mal in der sogenannten Einlauf -

phase in einem mikroskopischen Film auf der Gegenfläche

beziehungsweise Welle ablagert. Es passt sich

den Vertiefungen in der Oberfläche an und erzeugt

einen Frelon-auf-Frelon-Laufzustand, der für dauerhafte

Schmierung sorgt und die Reibung verringert.

Der erste Übertragungsprozess ist nach 50 bis 100

Hüben im Dauerbetrieb abgeschlossen.

„Prinzipiell sind die selbstschmierenden Gleitlager

überall da einsetzbar, wo feiner Staub auftritt, zum

Beispiel in der Papier- und Holzbearbeitung, aber

auch dort, wo generell kein Schmiermittel eingesetzt

werden darf oder ein Wälzlager aufgrund von

Schmutz, Temperatur oder notwendiger Schmierung

nicht eingesetzt werden kann“, erläutert Timo Hermann,

Niederlassungsleiter Süddeutschland und Produktmanager

Lineartechnik und Präzisionslager bei

Rodriguez.

In der holzverarbeitenden Industrie werden die

Gleitlager meist in Aluminium-Gehäusen auf gehärteten

Präzisionsstahlwellen eingesetzt, die ebenfalls

bei Rodriguez erhältlich sind. Rodriguez bietet die

rost- und korrosionsbeständigen Lager in offener und

geschlossener Form an. Um Verspannungen und

Klappern im Betrieb zu vermeiden, gibt es die Lager

mit „Krone“ auf dem Außenring, welche einen Winkelfehlerausgleich

von 1° ermöglicht. Die Lagergehäuse

sind auch aus rostfreiem Stahl erhältlich.

Die Lager werden in Standardgröße (5 mm bis

100 mm Durchmesser) und dünnwandiger Kompaktgröße

(6 mm bis 50 mm Durchmesser) angeboten.

Aufgrund ihrer kompakten Bauweise benötigen die

Gleitlager wenig Platz. Sie sind vergleichsweise

leicht, dabei verschleißfest und hochbelastbar und

für sehr hohe wie auch sehr niedrige Temperaturen

geeignet. Für extrem hohe Temperaturen, die mit

einem höheren Laufspiel einhergehen, empfiehlt

Rodriguez die Lagervariante mit ausgleichendem

Innendurchmesser (FMC). Alle Gleitlager sind auch in

zölligen Abmessungen erhältlich, erfüllen die


Das selbstschmierende Gleitlager von Rodriguez ist ein Präzisionsgleitlager

aus Aluminiumlegierung AlMg1 SiCu mit Frelon-Beschichtung.

ISO-Norm 8015 und bieten die von Rodriguez gewohnte

Präzision: Alle kritischen Oberflächen wurden

auf Präzisionsschleifgeräten für Lager geschliffen.

Lieferung nach Maß

Rodriguez liefert die Gleitlager auch als Baugruppe

zusammen mit Gehäuse und Welle inklusive der Bearbeitung

nach Zeichnung. Grundsätzlich ist man bei

Rodriguez dazu bereit, aus jedem Standardlager ein

Sonderlager zu fertigen. Lösungen jenseits des Standards,

die Value Added Products (VAP), sind bei Rodriguez

Programm: „Bezüglich Sonderlösungen sehe

ich unsere Stärke in der Integration von Umbauteilen

in das Lager, wo wir individuell auf die Kundengeometrie

eingehen können“, betont Produktmanager

Timo Hermann. Diese kunden- beziehungsweise

anwendungsorientierte Modifikation kann zum Beispiel

eine angepasste Länge sein. Für Rodriguez sprechen

weiterhin kurze Antwortzeiten und kurzfristige

Verfügbarkeit von Komponenten sowie eine kompetente

technische Beratung vor Ort.

(sc)

www.rodriguez.de

Großdrucker sind ein Beispiel

für die Anwendung der

selbstschmierenden Gleitlager

von Rodriguez.



ANTRIEBSTECHNIK » Wälz- & Gleitlager

Abbildung 1: Beginnende Ermüdungsschälung auf der Laufbahn eines Kegelrollenlagers

INFO

Details zu den Findling-

Services rund um die

Wälzlager- Schadensanalyse:

kon2.de/CdiHJ


Wälzlager-Schadensanalyse

Schäden an Wälzlagern

bestimmen und verstehen

Die Schadensanalyse gehört zum umfangreichen Dienstleistungsportfolio von Findling Wälzlager:

Dabei fungieren die Experten als unabhängige Gutachter, die die Ursachen der Schäden von

Kugellagern erforschen und bei der Behebung der Probleme helfen. Entsprechend umfangreich ist

der Erfahrungsschatz der Experten in diesem Bereich.

Klaus Findling, Geschäftsführer Findling Wälzlager

Das natürliche Ende der Lebensdauer eines Wälzlagers

wird von der sogenannten „Materialermüdung

aus der Tiefe“ bestimmt. Die Belastung im

Betrieb reicht in der Regel nicht aus, um das Material

zu zerstören. Eine hochdynamische Belastungssituation

in Kombination mit teilweise mehreren Millionen

Umdrehungen wird jedoch früher oder später

feinste Mikrorisse im Material bewirken. Der Bereich

der höchsten Belastungen im Wälzlager liegt unter

der Laufbahnoberfläche. Deshalb beginnen die Schäden

an dieser Stelle und breiten sich aus, bis sie die

Oberfläche erreichen. Es entsteht ein kleiner Materialausbruch,

den man als Grübchenbildung oder Pitting

bezeichnet.

Ab diesem Punkt verstärken die ständige Überrollung

und hochdynamische Belastungssituation das

Fehlerbild der sogenannten Ermüdungsschälung, wie

Abbildung 1 zeigt. Der Schaden breitet sich exponentiell

bis zum Ausfall des Lagers aus. Dieser Prozess ist

die natürliche Materialermüdung eines Wälzlagers. Es

ist wichtig, diesen als solchen zu erkennen und von

anderen Schadensbildern unterscheiden zu können.

V-Pitting: ähnlich der

Materialermüdung

Ganz einfach ist das aber nicht – denn das sogenannte

V-Pitting zeigt ein ähnliches Schadensbild,

hat jedoch einen anderen Ursprung: Wenn gehärtete

Partikel im Betrieb überrollt werden, werden diese in

die Laufbahn des Wälzlagers gedrückt und hinterlassen

hier Eindrückungen. Diese Partikel können entweder

als Fremdkörper in das Lager eindringen oder

durch einen anderen Schaden aus geschädigten, aber

gehärteten Komponenten (Verzahnung oder Wälzkörper)

stammen. Die so entstandene Eindrückung

stellt eine Schädigung des Materials dar, die sich bei

der Vermessung der Oberfläche durch das aufgeworfene

Material um die Eindrückung herum zeigt.



Abbildung 2: V-Pitting an der Laufbahn eines Rillenkugellagers

Bei weiterer Überrollung kann diese Schädigung

der Ursprung einer Materialabschälung sein. Diese

breitet sich charakteristisch V-förmig in Rollrichtung

von der Eindrückung aus. Dieses Phänomen wird als

das bereits erwähnte V-Pitting bezeichnet (Abbildung

2). Die daraus entstehende Materialabschälung

ähnelt in Struktur und Form stark der Ermüdungsschälung.

Das größte Unterscheidungsmerkmal ist

einerseits die V-förmige Ausbreitung. Andererseits

breitet sich eine Materialermüdung aus der Tiefe für

gewöhnlich zuerst quer zur Laufbahn aus, bis sie

schlussendlich um den Umfang der Laufbahn anwächst.

Wälzkörpereindrückungen

versus Reibkorrosion

Wenn sich auf der Laufbahn eines Wälzlagers Eindrückungen

in Form und Größe der Wälzkörper abzeichnen,

erscheint der Grund zunächst logisch. Es

sieht so aus, als wären die Wälzkörper mit hoher

Kraft in die Laufbahn gedrückt worden und hätten

dort eine Eindrückung hinterlassen, wie es auch bei

gehärteten Partikeln auftreten kann, die in das Lager

gelangen und dort überrollt werden. Die eigentliche

Ursache kann jedoch komplexer sein. Man unterscheidet

hier zwischen dem oben beschriebenen einfachen

Fall der Wälzkörpereindrückungen und der

sogenannten Reibkorrosion. Im Englischen wird hier

auch von „true brinelling“, beziehungsweise „false

brinelling“ gesprochen. Der Ursprung dieser Bezeichnung

kommt aus der Härteprüfung nach Brinell, bei

dem eine Kugel unter einer Prüfkraft in eine Oberfläche

eingedrückt wird, um die Härte dieser Oberfläche

zu bestimmen.

Wälzkörpereindrückungen entstehen in zu hoch

belasteten Wälzlagern. Diese Belastung kann sowohl

im Betrieb als auch bei einer unsachgemäßen Handhabung

in der Montage auftreten (z.B. Hammerschläge).

Diese Belastungen drücken folglich den

Wälzkörper, welcher in der Regel 1–2 HRC härter als

die Lagerringe gefertigt wird, in die Laufbahnoberfläche.

Charakteristisch hierfür ist der Materialaufwurf

um die Eindrückung, der durch die plastische Verformung

der Laufbahnoberfläche entsteht. Zusätzlich

dazu kann man eine Wälzkörpereindrückung als solche

identifizieren, da sie in Form und Größe exakt

zum Wälzkörper passt.

Schäden durch

Vibrationen im Stillstand

Die sogenannte Reibkorrosion, oder auch Stillstandsmarkierung

genannt, beschreibt einen anderen Fall.

Wenn das Wälzlager im Stillstand Vibrationen ausgesetzt

ist, sorgen Mikrobewegungen im Wälzlager

dafür, dass der Schmierstoff nach und nach aus dem

Wälzkontakt verdrängt wird. Dies geschieht so lange,

bis es zu einem reinen Metall-Metall-Kontakt zwischen

Wälzkörper und Laufbahn kommt. Weitere Vibrationen

sorgen infolgedessen für feinsten Abrieb

an der Laufbahnoberfläche. Langfristig beginnt diese

zu korrodieren und wird so Stück für Stück abgetragen.

Abbildung 3 zeigt den Beginn einer solchen

Reibkorrosion in einem Zylinderrollenlager als

schwarze, axial verlaufende Linien im Wälzkörperabstand.

Die Reibkorrosion kann durch verschiedene Merkmale

als solche klassifiziert werden. Zum einen gibt

es keinen Materialaufwurf um die Schadstelle und

zum anderen passt die Schadstelle in Form und Größe

nicht perfekt zum Wälzkörper. Durch die Vibrationen

ist die Schadstelle in der Laufbahnoberfläche

größer als der Wälzkörper, was durch eine Wälzkörpereindrückung

nicht möglich wäre.

Abbildung 3: Beginnende

Reibkorrosion an der

Außenringlaufbahn eines

Zylinderrollenlagers



ANTRIEBSTECHNIK » Wälz- & Gleitlager


Abbildung 4: Hitzeverfärbungen an einer Zylinderrolle

in Folge von Heißlauf

Verfärbungen durch Heißlauf

Es gibt verschiedenste Arten, wie ein Wälzlager ausfallen

kann. Manche Arten sind schwerer zu identifizieren

und zu erkennen, andere zeigen sich ganz klar

durch die Verfärbung einer Komponente. Diese Verfärbung

kann jedoch wiederum diverse Ursachen haben.

„Normale“ Verfärbungen durch Verschmutzung

oder Fremdstoffe lassen sich in der Regel durch die

Reinigung in einem Ultraschallbad in Kombination

mit einem Abschwischvorgang entfernen und gelten

somit nicht als Schadensbild eines Wälzlagers.

Anders ist das beim sogenannten Heißlauf. Er lässt

sich durch Verfärbungen erkennen, die meist blau/

braun/rötlich ausfallen und eine erhöhte Reibung im

Wälzkontakt zeigen. Der Wärmeverlauf ist dann oft

mit einem verwaschenen Farbverlauf feststellbar, wie

Abbildung 4 zeigt. Beim Heißlauf handelt es sich um

kein eigenes Schadensbild, sondern um die Folge eines

Schadens oder ungünstigen Betriebsbedingungen,

die zum Schmierfilmabriss und/oder starken Erhöhung

der Reibung führen. Die Verfärbung entsteht

dann durch die Hitzeverfärbung des Stahls. Der

Hauptgrund für einen Heißlauf ist der langfristige

Abriss des Schmierfilmes. Dies kann passieren, wenn

der Schmierstoff nicht auf die Betriebsbedingungen

angepasst, zu alt, oder in ungenügender Menge vorhanden

ist. Auch eine unzulässige Vermischung/

Nachschmierung verschiedener Schmierstoffe kann

zum Schmierfilmabriss führen.


Abriss des Schmierfilms

hat verschiedene Ursachen

Des Weiteren sorgen höhere Temperaturen für das

Absinken der Schmierstoffviskosität. Der Schmierstoff

wird dünnflüssiger, was den Abriss des

Schmierfilmes begünstigen kann. Ist dieser Fall eingetreten,

steigt die Reibung stark an und die Temperatur

erhöht sich erheblich, was sich bis zum Totalausfall

des Lagers gegenseitig beschleunigt.

Abseits des Schmierstoffes können sowohl die

Temperaturausdehnung/-komprimierung der Umgebungskonstruktion

(bspw. Alugehäuse mit höherer

Wärmeausdehnung als Wälzlagerstahl), als auch Verschleiß

zu verändertem Betriebsspiel im Lager führen.

Dadurch ist der Schmierstoff im schlimmsten

Fall nicht mehr auf die aktuellen Bedingungen angepasst,

was dessen Abriss durch Überbelastung oder

Schlupf/Gleitbewegungen verursacht. Auch in diesem

Fall steigt die Reibung im Lager stark an und es

kommt zum Heißlauf.

Schmierstoffverfärbungen abgrenzen

Es gibt es auch andere Gründe für die Verfärbung der

Kontaktflächen in einem Wälzlager, welche optisch

nur schwer von oben beschriebenem Heißlauf zu unterscheiden

sind. Sogenannte Schmierstoffverfärbungen

entstehen, wenn sich der Schmierstoff auf

der Stahloberfläche der Wälzkörper und/oder Laufbahnen

ablagert. Dies kann durch eine starke Alterung

des Schmierstoffes, diversen Additiven oder der

Einwirkung von Wärme auf den Schmierstoff verursacht

werden. Abbildung 5 zeigt eine solche Verfärbung.

Ein klares Unterscheidungsmerkmal zum Heißlauf

bietet die Ausbreitung der Verfärbung. Eine Schmierstoffverfärbung

kann je nach Kontaktfläche der

Wälzkörper auf der Laufbahn scharf abgegrenzt auftreten.

Dies ist beim Heißlauf nicht möglich, da die

Wärme vom Entstehungsort abgeleitet wird und so

einen Verlauf bildet.

Die Beispiele zeigen, wie schwierig Schadensbilder

zu bestimmen und voneinander abzugrenzen sind.

Kein Wunder also, dass die meisten Unternehmen

mit einer detaillierten Schadensanalyse überfordert

sind. Bei Findling Wälzlager liegt die Verantwortlichkeit

für Schadensanalysen in der Abteilung Anwendungstechnik.

Damit gewährleisten die Experten einen

ganzheitlichen Ansatz bei der Ursachenforschung.

Fakt ist: Wenn Kugellagerdefekte passiert

sind, so gilt es, schnellstmöglich die Ursachen zu erforschen

und dauerhaft zu beseitigen. (sc)

Abbildung 5: Schmierstoffverfärbungen an den Nadelrollen eines Massiv-Nadellagers

www.findling.com


Lineartechnik/Wälzlager « ANTRIEBSTECHNIK

IM ÜBERBLICK

Das Franke-Prinzip:

Linearführungen übertragen

das geniale Prinzip des

Drahtwälzlagers auf lineare

Bewegungen.

Bild: Franke

Die abnehmbaren Laufwagen der Linearführungen bieten Anwendern eine Kombination aus Flexibilität, einfacher Handhabung und hoher Präzision.

Leichtbau-Linearführungen sind zugleich flexibel und präzise

Flexible und präzise Leichtgewichte

Linearführungen von Franke übertragen das Funktionsprinzip der eingelegten Laufbahnen aus den

Drahtwälzlagern auf lineare Achsen. Die Linearführungen sind besonders leicht und Industriekunden

schätzen diese insbesondere wegen der einfachen Montage, der schnellen Reinigung und der hohen

Tragzahlen der abnehmbaren Laufwagen.

Das Funktionsprinzip der eingelegten Laufbahnen

aus den Drahtwälzlagern ist bei Linearführungen

von Franke auf lineare Achsen übertragen worden.

Sie bestehen aus einem leichten Aluminium-

Grundkörper mit nadel- oder kugelgelagerten Laufrollen

aus Stahl oder Niro und sind völlig wartungsfrei.

Spezielle Deckscheiben an den Laufrollen dichten

die Lagerung nach außen ab. Laufrollen in O-Anordnung

gewährleisten eine gleich hohe Belastbarkeit

aus allen Richtungen. Die Laufrollen sind mit einer

Nut versehen, die an das Profil der Laufbahn angepasst

ist. Durch dieses System der geführten Rolle

werden die Laufrollen seitlich geführt und es wird ein

gleichmäßig leichter und leiser Lauf erreicht. Schienen-

und Kassettenprofile können darüber hinaus

kundenspezifisch angepasst werden.

Zudem kommt es bei Linearsystemen auf geringe

bewegte Massen an. Die Aluminium-Rollenführung

von Franke überzeugt dabei durch ihre Leistungsdaten:

Geschwindigkeiten von 10m/s sowie Beschleunigungen

von 40m/s² können realisiert werden. Die

Führungen besitzen ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten

bei hohen Wiederholraten. Stick-Slip-

Effekte treten nicht auf und die Laufwagen bringen

sofort volle Leistung. Das niedrige Gewicht der Aluminium-Komponenten

ermöglicht hohe Geschwindigkeiten

bei geringer Antriebsenergie.

Leichte und wartungsfreie

Linearführungen

Wartungsfreie Systeme werden verstärkt angefragt.

Zielvorgaben beim Verpacken von Lebensmitteln,

Pharmazie-, Chemie- oder Technikprodukten sind

hohe Flexibilität und Produktivität bei geringen Wartungs-

und Stillstandzeiten. Der Trend geht in der

Verpackungsindustrie aus diesen Gründen immer

mehr in Richtung Wartungsfreiheit. Franke-Linearführungen

erfüllen diese Anforderungen.

Die Nadellager der Laufrollen besitzen eine

Lebensdauerschmierung. Durch die geschlossene

Bauform wird der Austritt von Schmierstoffen vermieden

und ein Nachschmieren überflüssig. Völlig

schmierstofffreie Varianten der Führung sind für spezielle

Einsatzfälle ebenfalls erhältlich und helfen

somit, die Produktionssicherheit zu garantieren. Speziell

eingesetzte Niro-Komponenten machen die

Führung auf Wunsch lebensmitteltauglich und


ANTRIEBSTECHNIK » Lineartechnik/Wälzlager

Bild: Franke

Die Gestaltung der Laufwagen ist frei

definierbar und kann um zusätzliche

Komponenten wie Spindelgehäuse oder

Adapterplatten ergänzt werden.

Bei seinen Linearführungen

überträgt Franke das Funktionsprinzip

der eingelegten Laufbahnen

aus den Drahtwälzlagern in lineare

Achsen.

Bild: Franke

Die Linearführungen

sind mit geschlossenen

Rollenlagern aus -

gestattet – entweder

mit Nadellagern oder

Kugellagern.

abwaschbar. Selbst aggressive Medien wie Salz, Molke

oder Säure können der Führung nichts anhaben.

Hohe hygienische Anforderungen für das Verpacken

von Lebensmitteln werden durch eine Reinraum-Zertifizierung

erfüllt.

Aluminium-Rollenführungen sind in sechs Größen

erhältlich: von der kompakten Größe 12 bis zur kräftigen

Größe 45. Alle Größen sind in Schienenlängen

bis 4 m einteilig lieferbar. Lange Hubstrecken sind

problemlos umsetzbar durch koppelbare Schienen.

Zubehör wie Klemmung, Faltenbalg, Metallabstreifer

ergänzen das Sortiment. Wesentlich ist auch, dass

Franke-Laufbahnen in jedes vom Kunden gewünschte

Aluprofil eingebracht werden können. Auch die

Gestaltung der Laufwagen ist frei definierbar und

kann um zusätzliche Komponenten wie Spindelgehäuse

oder Adapterplatten ergänzt werden.

Schwachstellen klassischer

Kugelumlaufführungen

Vergleicht man die Linearführungen von Franke mit

herkömmlichen Kugelumlaufführungen, treten gravierende

Unterschiede zutage. Klassische Systeme

funktionieren nach dem Prinzip eines Kugellagers,

allerdings in linearer Ausführung.

Die Kugeln oder Zylinderrollen laufen direkt auf

der Schiene und sind für ihre Bewegung auf eine

Fettschmierung angewiesen – was nicht nur

Schmutz anzieht, sondern auch die Wartung aufwändig

macht. In staubigen oder schmutzbehafteten

Umgebungen können Verunreinigungen direkt in die

Laufbahn eindringen, was den Verschleiß erhöht und

die Laufruhe beeinträchtigt.

Bild: Franke

Vorteile abnehmbarer Laufwagen

In vielen industriellen Anwendungen sind Linearführungen

unverzichtbar – sei es in Verpackungsmaschinen,

Portalsystemen oder hochpräzisen Medizingeräten.

Doch herkömmliche Systeme bringen oft Einschränkungen

mit sich, insbesondere wenn der Laufwagen

von der Schiene entfernt werden muss.

Genau hier setzt Franke mit einer innovativen

Lösung an: Die abnehmbaren Laufwagen der Franke-

Linearführungen bieten eine einzigartige Kombination

aus Flexibilität, einfacher Handhabung und hoher

Präzision. Damit heben sie sich deutlich von klassischen

Kugelumlaufführungen ab und eröffnen neue

Möglichkeiten für Konstruktion, Montage und Wartung.

Es gibt zahlreiche Szenarien, in denen es erforderlich

ist, einen Laufwagen von der Schiene zu entfernen.

Beispielsweise erleichtert dies die Konstruktion

und Montage von Portalsystemen oder Aufzugsanlagen,

da die Schienen oft erst nachträglich in eine

bestehende Struktur integriert werden. Auch in der

Instandhaltung bietet sich ein entscheidender Vorteil:

Laufwagen können ohne vollständige Demontage

der Führung ausgetauscht oder gewartet werden.

Besonders interessant ist die Möglichkeit, mit den

Franke-Linearführungen Spalten zwischen Schienen

zu überbrücken – ein Szenario, das bei herkömmlichen

Kugelumlaufführungen problematisch wäre.

Ein weiteres zentrales Problem tritt auf, wenn der

Laufwagen von der Schiene entfernt wird: Die Kugeln

oder Rollen fallen heraus. Das macht eine Demontage

extrem aufwendig und führt dazu, dass herkömmliche

Kugelumlaufführungen nur in seltenen Fällen

abgenommen werden können, ohne das System zu

beschädigen oder erneut einzurichten.

Spezielle Konstruktion

der Linearführungen

Franke setzt auf eine völlig andere Konstruktion. Die

Linearführungen sind mit geschlossenen Rollenlagern

ausgestattet – entweder mit Nadellagern oder

Kugellagern. Das bedeutet, dass es kein Herausfallen


Spindelhubgetriebe

Bild: Franke

Kassette zur Verschraubung

von unten – Kassetten

werden auch als Laufwagen

oder Führungswagen

bezeichnet.

von Kugeln oder Rollen gibt, selbst wenn der Laufwagen

von der Schiene genommen wird. Dadurch

bleibt die gesamte Einheit stabil und kann jederzeit

wieder auf die Führung aufgesetzt werden. In Kombination

mit einer spezielle Einlaufschräge an den

Schienenenden zentrieren sich die Laufwagen automatisch

– ein erheblicher Komfortgewinn für

Monteure und Servicetechniker.

Branchen und Industrieanwendungen

Die Vorteile dieser Technologie machen sich in vielen

Branchen bemerkbar, insbesondere dort, wo modu -

lare oder flexible Systeme gefordert sind. In manchen

Fällen ist es beispielsweise erforderlich, dass Laufwagen

über einen Spalt – beispielsweise eine Drehweiche

– hinweggeführt werden können. Mit herkömmlichen

Kugelumlaufführungen wäre dies unmöglich.

Franke-Linearführungen hingegen ermöglichen eine

nahtlose Überbrückung dieser Lücke. In der Handling-

und Verpackungsindustrie ermöglichen die

abnehmbaren Laufwagen eine besonders schnelle

Wartung, ohne lange Stillstandzeiten. Portalsysteme

und Aufzugsanlagen profitieren von der einfachen

Montage, da Laufwagen auch nachträglich aufgesetzt

oder ausgetauscht werden können. Auch in

hochspezialisierten Bereichen wie der Medizintechnik

spielt die Franke-Technologie ihre Stärken aus.

Die Rückmeldungen aus der Industrie sind eindeutig:

Kunden schätzen die abnehmbaren Laufwagen

der Franke-Linearführungen insbesondere wegen der

einfachen Montage, schnellen Reinigung und der

hohen Tragzahlen. Franke setzt mit dieser

Technologie neue Maßstäbe in der linearen

Bewegungstechnik und bietet eine

Lösung, die herkömmlichen Kugelumlaufführungen

in vielen Bereichen überlegen

ist. Wer auf maximale Flexibilität, Wartungsfreundlichkeit

und ein clever durchdachtes

System setzt, kommt an den

Linearführungen von Franke nicht vorbei.

(sc)

www.franke-gmbh.de

INFO

Weitere Details zum Prinzip

der Linearführungen von

Franke, online unter:

kon2.de/pkXuu

• Wahlweise mit Trapezoder

Kugelgewindetriebe

• Hubkräfte von 2,5 bis

500 kN realisierbar

• Einsatzmöglichkeit für

alle Einbaulagen

• großes Zubehörprogramm

SPS Nürnberg

Halle 3 Stand 358

25.11.-27.11.2025

Wir freuen

uns auf Ihren

Besuch!

NEFF Gewindetriebe GmbH

Karl-Benz-Str. 24

71093 Weil im Schönbuch


www.neff-gewindetriebe.de

AUTOMATISIERUNG » Sensoren & Messtechnik » Titelstory

Der „optoControl 2700“

ist der neueste Sensor

der optoControl-Reihe,

der für einen Messbereich

von 40 oder

10 mm konzipiert ist.

Bild: Micro-Epsilon / M2L/stock.adobe.com / KEM Konstruktion|Automation

Neue Anwendungsbereiche in der Qualitätssicherung erschließen

Kleine Objekte und

Spaltmaße im Griff

Mit dem LED-Mikrometer optoControl 2700 erweitert Micro-Epsilon die Möglichkeiten

der Prozess- und Qualitätskontrolle hinsichtlich der Erfassung der Dimensionen sehr kleiner

Objekte und Spaltmaße. Die türkisfarbene LED ermöglicht dabei auch das Messen roter,

rot leuchtender sowie rotglühender Objekte. Das Gerät eignet sich damit für nahezu alle

industriellen Branchen und Applikationen, so dass sich Abläufe rationalisieren sowie

eine hohe Qualität der Produktion sicherstellen lassen.

Dietmar Kögler, Produktmanager Optische Mikrometer, Micro-Epsilon Eltrotec GmbH, Göppingen


Mit dem Mikrometer „optoControl 2700“ hat

Micro-Epsilon die Baureihe um ein weiteres

Modell erweitert. Es steht in zwei Varianten mit den

Messbereichen 10 und 40 mm zur Verfügung. Letztere

überzeugt insbesondere bei „flatternden“ Messobjekten

oder wenn mehrere Segmente zu vermessen

sind. Das Modell mit einem Messbereich von 10 mm

ermöglicht hingegen eine noch höhere Genauigkeit,

insbesondere beim Vermessen sehr kleiner Objekte

oder Spaltmaße. So können Walzenspalte mit Abständen

unter 50 µm zuverlässig bestimmt werden.

Auch Glasfasern oder feinste Drähte lassen sich

selbst bei hoher Vibration zuverlässig vermessen.

Ein entscheidender Vorteil beider Modelle ist die

telezentrische Optik, die sich positiv auf die Messgenauigkeit

auswirkt. Zudem ist aufgrund des integrierten

Controllers kein externes Steuergerät nötig

und die Zeit für Verkabelung und Montage reduziert

sich auf ein Minimum. Von Vorteil ist auch, dass die

optoControl-Serie ohne einen rotierenden Spiegel

und daher nahezu verschleißfrei arbeitet. Hochwertige

Komponenten in der Sende- und Empfangsoptik

sorgen für eine sehr hohe Genauigkeit und prädestinieren

die Mikrometer für den Einsatz in hochpräzisen

Anlagen. Beide Modelle arbeiten mit einer hohen

digitalen Auflösung von 10 nm, einer Abtastrate von

15 kHz, einer Messrate von 5 kHz sowie einer schnellen

Belichtungszeit von 8,5 µs. Zudem erreicht das

neue Modell mit 10 mm Messbereich eine deutlich

verbesserte Linearität von 0,5 µm und vermisst Objekte

ab einem Durchmesser von 50 µm.

Neigungskorrektur in Echtzeit

Die geringe Belichtungszeit von 8,5 µs ermöglicht

hochpräzise Messungen von vibrierenden oder sich

mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Messobjekten.

Als Lichtquelle dient beiden Modellen eine türkisfarbene

LED mit einer Wellenlänge von 508 nm.

Im Gegensatz zu Lasersensoren sind durch den Einsatz

einer LED keine hiermit verbundenen Schutzmaßnahmen

nötig. Zudem ermöglicht die türkisfarbene

LED das Messen roter, rot leuchtender sowie

rotglühender Objekte und sorgt für eine hohe Unempfindlichkeit

gegenüber Störeinflüssen wie Staub

oder Fremdlicht.

Ein weiteres Highlight des optoControl 2700 ist die

Echtzeit-Neigungskorrektur des Messobjektes, die eine

exakte Ausrichtung des zu messenden Objektes

überflüssig macht und eine zuverlässige Messung

selbst bei gekippten oder schräg platzierten Messobjekten

sicherstellt. Die Neigungskorrektur gilt über

die gesamte Messrate von 5 kHz. Weiterhin ist beispielsweise

eine zuverlässige Winkelmessung bis zu

45 Grad zur XY-Ebene möglich.

Die optoControl-2700-40-Sensoren führen eine berührungslose Konturvermessung

von Gewinden, Hinterschnitten oder Konen an gedrehten Wellen aus.

Die Lichtquelle ist über ein integriertes Kabel mit

8-poliger M12-Buchse mit dem Empfänger verbunden.

Dieser ist wiederum über 4-, 12- oder 17-polige

M12-Anschlüsse erreichbar. Montieren lässt sich das

optoControl 2700 über die integrierte Montageschiene

mit bereits vorgefertigten Montagebohrungen. Für

den Einsatz in verschiedensten Umgebungen ist das

System für Temperaturen zwischen 0 und +50 °C ausgelegt

und dank umfangreicher Qualifizierungen gemäß

Schock- und Vibration sowie Schutzart IP67

auch für raue Industriebedingungen geeignet.

Bild: Micro-Epsilon Messtechnik

Das Messprinzip

Das optoControl

2700-40 verfügt über zwei

Messfelder. Es erreicht seine

maximale Präzision in der Mitte des

Messbereiches. Im Messfeld 1 in der Messbereichsmitte

ist das eine Linearität von 1 μm. Im Messfeld 2 wird über den

gesamten Messbereich von 40 mm eine Linearität von 3 μm erreicht.

Optische Mikrometer arbeiten meist nach dem Durchlichtprinzip,

deshalb auch ThruBeam-Mikrometer genannt. Hierbei erzeugt die

Sendeeinheit einen parallelen Lichtvorhang, der mit Hilfe spezieller

Optiken in die Empfängereinheit übertragen wird. Befindet

sich ein Objekt im Strahlengang, wird der Lichtstrahl unterbrochen.

Die Empfangsoptik erfasst diese Abschattung, wandelt sie

in eine Messgröße um und gibt das Ergebnis beispielsweise als

Analogwert von 0 bis 10 V aus. Micro-Epsilon setzt bei seinen

Mikrometern auf drei verschiedene Technologien: Lichtmengenmessung,

Kollimation und die telezentrische Messmethode.

Typische Einsatzgebiete optischer Mikrometer sind dimensionelle

Messungen in der Produktion, die Überwachung von Maschinen

sowie die Inline-Qualitätssicherung. Hiermit lassen sich

Parameter wie Durchmesser, Spalt, Kante und Segment mit hoher

Genauigkeit erfassen.



AUTOMATISIERUNG » Sensoren & Messtechnik » Titelstory

Technische Daten

des optoControl 2700

• Linearität: ≤ 1 µm (Modell ODC2700-40);

≤ 0,5 µm (Modell ODC2700-10)

• Reproduzierbarkeit:

≤ 0,1 µm (Modell ODC2700-40);

≤ 0,03 µm (Modell ODC2700-10)

• Abtastrate: 15 kHz

• Messrate: 5 kHz

• Belichtungszeit: 8,5 µs

• Auflösung: 10 nm

• Versorgungsspannung: 11 bis 30 V DC

• Maximale Stromaufnahme: ≤ 1 A

• Schnittstellen: Ethernet, RS422, Ethercat,

EtherNet/IP, Profinet

• Analogausgang: 0 bis 10 V DC, 4 bis 20 mA

Zusätzlich ist die neue Mikrometer-Reihe mit den

Schnittstellen Ethercat, EthernetIP und Profinet ausgestattet.

Somit können Anwender das Mikrometer

einfach in bereits bestehende Infrastrukturen einbinden.

Vier Status-LEDs fungieren als Bedien- und Anzeigenelemente

und visualisieren „Power“, „Status“,

„Link“ und „Speed“.

Die Konfiguration des LED-Mikrometers erfolgt

ohne zusätzliche Software über ein integriertes

Webinterface. Dieses wird per Ethernet-Verbindung

und einer speziellen IP-Adresse direkt am PC aufgerufen.

Dort lassen sich zentrale Parameter wie Mittelung

oder Messrate schnell anpassen. Sechs voreingestellte

Presets ermöglichen eine schnelle Einrich-

tung auf die jeweilige Messaufgabe. Parameter wie

die Neigungskorrektur, eine Verschmutzungsanzeige

sowie applikationsspezifische Setups lassen sich visualisieren.

Die Positionierung des Messobjektes im

Lichtstrahl erfolgt mithilfe eines Schwarz-Weiß-Bildes,

was die Einrichtung deutlich vereinfacht. Nutzer

können zudem von Beginn an die Micro-Epsilon-

Software „sensorTool“ zum Aufnehmen und Verarbeiten

von Daten nutzen, außerdem steht die Programmierdatenbank

„MedaQLib“ zur Verfügung.

Darüber hinaus verfügt der Sensor über eine integrierte

Datenanalyse, die Schmutz im Bereich der

Optik identifiziert und dadurch verfälschte Messergebnisse

auf Anfrage erkennt. Auf diese Weise lassen

sich Ausfälle oder Störungen des Mikrometers analysieren.

Das optoControl 2700 gibt die Information

über den Status der Verschmutzung auf Anfrage über

die integrierten Schnittstellen aus. Die intelligente

Auswerteeinheit ist in der Lage, selbst kleinste Partikel

wie Staub oder feine Ölspritzer auf der Glasscheibe

oder im Messfeld zu detektieren, die für das

menschliche Auge nicht erkennbar sind. So lassen

sich Verunreinigungen und Fremdkörper auf der

Messfläche proaktiv erkennen und beseitigen.

Breites Anwendungsspektrum

Die optoControl-Serie deckt ein breites Spektrum an

Applikationen ab: Sie eignet sich unter anderem für

• Messungen transparenter Materialien wie

Glas oder Glaswafer,

• die Vermessung von Stangen und

Extruder-Erzeugnissen,

• Rundlaufprüfungen von Elektromotoren sowie

• High-Speed-Messungen beim Drahtziehen.


Die Konfiguration des optoControl 2700 wird über ein einfach zu bedienendes Webinterface durchgeführt. Dieses lässt sich über

eine Ethernet-Verbindung aufrufen und ermöglicht das schnelle und einfache Einstellen von Mittelung, Messrate oder Presets

und bietet umfangreiche Parametriermöglichkeiten für jede Messaufgabe.


Auch hochspiegelnde Objekte wie Walzen lassen sich

präzise messen. Eingesetzt werden die Sensoren in

Branchen wie der Glas- und Automobilindustrie, im

Maschinenbau oder in der komplexen Fertigungs -

automation, wie die folgenden Beispiele zeigen:

• Bahnkantensteuerung in der Glasproduktion:

Im Herstellungsprozess von Glasscheiben ist zum

Beispiel die exakte Positionierung beim Vereinzeln

eine wichtige Voraussetzung, um die exakte Größe

der Glasscheibe zu erhalten und somit die Verarbeitungsqualität

zu steigern. Dabei messen zwei

optoControl 2700 an beiden Seiten der Glasscheibe

die exakte Position und geben das Signal an die

Produktionssteuerung weiter. Diese korrigiert aufgrund

des Positionssignals die Ausrichtung der

Scheibe, so dass sich diese an der exakt vorge -

gebenen Stelle beim Vereinzeln befindet.

• Vermessen von Drehteilen:

Neben dem Herstellen von Glasscheiben ist die

Inline-Konturmessung von Drehteilen ein weiterer

wichtiger Einsatzbereich. Hierbei ermöglichen

optoControl-2700-40-Sensoren aufgrund ihrer

Eigenschaften die optische und kontaktlose Konturvermessung

von Gewinden, Hinterschnitten

oder Konen an gedrehten Wellen, ohne das Messobjekt

zu beeinflussen. Das Vermessen von Drehteilen

erfolgt unter anderem direkt in der Maschine

nach dem Drehen oder Fräsen. Auf diese Weise

lässt sich eine Analyse der Form und Dimension

von Werkstücken aller Art durchführen.

• Durchmessermessung

von extrudierten Erzeugnissen:

Bei der Durchmessermessung wird mit dem

optoControl 2700-40 heißes extrudiertes Material

direkt nach dem Extruder auf dessen exakte Dicke

überprüft. Dies ermöglicht eine kontinuierliche

100-Prozent-Qualitätsprüfung von Endlosprofilen

und Schläuchen mit einem Durchmesser von

bis zu 40 mm.

• Mehrsegmentmessung an Edelstahlbändern:

Beim kontinuierlichen Längsteilen dünner, kalt -

gewalzter Aluminium- oder Edelstahlbänder mit

Dicken von 0,1 und 0,5 mm überprüft der opto-

Control 2700-40 unmittelbar nach der Schneidwalze

die Einhaltung der Breitentoleranzen. Hiermit

wird eine 100-Prozent-Qualitätsprüfung in

der Produktionslinie ermöglicht.

• Messung und Überwachung von Kanülen:

Bei der Herstellung von Kanülen sind die genaue

Ausrichtung und exakte Maßhaltigkeit wichtige

Qualitätsmerkmale. Bereits kleinste Abweichungen

können das Gewebe beim Patienten unnötig

verletzen sowie Blutungen oder Infektionen fördern.

Mit dem optoControl 2700 lassen sich alle

Drahtziehen ist ein Gleitziehen, bei dem ein Draht größerer Abmessung durch einen Ziehring

kleinerer Abmessung gezogen wird. Dabei erhält der Draht die Form und die Querschnittsmaße

des Ziehrings. Das optoControl 2700-40 prüft direkt nach dem Ziehstein

den Durchmesser des gezogenen Drahtes. Die Vibration und die schnelle Geschwindigkeit

des Drahtes stellen dank der hohen Belichtungszeit von 8,5 µs keine Probleme dar.

relevanten Parameter von Kanülen inline und

berührungslos messen. Dazu zählen der Außendurchmesser

der Kanülen (Gauge), der Überstand

über den Glaskörper sowie die Spitzengeometrie

der Nadel (Winkel, Länge und Form). So wird eine

kontinuierliche Qualitätskontrolle während des

Fertigungsprozesses ermöglicht.

• Glasfasermessung:

Glasfasern besitzen sehr kleine Durchmesser –

zum Beispiel zwischen 30 und 125 μm. Die vielfältigen

Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise

in der Datenübertragung als Lichtwellenleiter

oder als Konstruktionswerkstoff in Form von glasfaserverstärkten

Kunststoffen, stellen besonders

hohe Qualitätsanforderungen. Mit dem Mikrometer

optoControl 2700-10 sind Hersteller in der Lage,

einzelne Fasern zu erfassen und deren Durchmesser

zu bestimmen, um den hohen Qualitätsstandards

zu entsprechen.

Weitere Einsatzbereiche der Sensoren sind beispielsweise

die Drahtmessung beim Drahtziehen, die Messung

des Außendurchmessers an Stents sowie die

Spaltmessung an Kalanderwalzen in der industriellen

Produktion.

Einsetzbar in zahlreichen Branchen

Das Mikrometer optoControl 2700 eignet sich aufgrund

seiner Eigenschaften für nahezu alle industriellen

Branchen und Applikationen. Vor allem die

aktive Neigungskorrektur sowie die Winkelmessung

bis zu 45 Grad ermöglichen den Einsatz auch in

schwierigen Einbaulagen. Hinzu

kommen das gute Preis-Leistungs-Verhältnis

und die Präzision

mit einer Linearität von ≤ 0,5 bzw.

1 µm sowie einer digitalen Auflösung

von 10 nm. Micro-Epsilon

entwickelt und fertigt die Mikrometer

in den hauseigenen Produktionsstätten

in Deutschland.

www.micro-epsilon.de

INFO

Mehr Infos zum Mikrometer

optoControl 2700:

koninfo.de/RgEoV



Der Weg zum Datenschatz in der Produktion kann kürzer sein als gedacht: Wird zur Stromüberwachung eine LOCC-Box von Lütze verwendet,

lassen sich mit dieser auch eine Reihe weiterer Daten erfassen.

Bild: olegganko/stock.adobe.com (generiert mit KI)

Den eigenen Datenschatz mit der LOCC-Box heben

Von der Lastüberwachung zum

Fischen im Datenfluss

In vielen Schaltschränken ist die LOCC-Box (Lütze Overload Current Control) der Quasi-Standard in puncto

intelligenter Überlast- und Kurzschlussüberwachung. Doch das Gerät kann deutlich mehr und im Sinne der

Industrie 4.0 weitere Produktionsdaten erfassen. Diese lassen sich für Aufgaben der Predictive Maintenance

verwenden oder zum Energiemonitoring. Beides macht Anwender Metz Connect – und profitiert auf diese Weise

von der Vielseitigkeit der Stromüberwachung. Mit dem Modul lassen sich so nicht nur 24-V-Kreise flexibel

absichern, sondern auch Daten tracken – und damit der Rohstoff der Industrie 4.0 gewinnen.

Jessica Stoll, Vertriebsingenieurin, Friedrich Lütze GmbH

wieder zu Lagerschäden. Anhand der Nennströme können

die Mitarbeitenden aber schon vorab auf mechanische

Beschädigungen schließen. Eine grobe Abweichung

mit Stromanstieg kann etwa ein schwergängiges

Lager signalisieren – so dass sich die Wartung anstoßen

lässt, bevor das Band stillsteht.

Rückschlüsse für den 24/7-Betrieb

Bild: Metz Connect

Intelligente Stromüberwachung

mit

der LOCC-Box.

Eine erhöhte Sensibilität für Informationsflüsse liegt

Metz Connect in den Genen – schließlich ist das

Familienunternehmen spezialisiert auf Produkte für die

Gebäude- sowie Industrieautomation und -vernetzung.

So werden mit der LOCC-Box von Lütze zur Stromüberwachung

die Verbrauchsdaten von Maschinen und Anlagen

in den fünf Blumberger Werken erfasst. Dabei ist

jeder einzelne 24-V-Kreis überwachbar mit via IO-Link

eingestellten Charakteristiken. Beispiel Kleinförderbänder:

Da diese lange durchlaufen, kommt es immer mal

„Wir erfassen alle möglichen Daten – wie Kilometerlaufleistungen

von Achsen, Hauptnutzungszeiten oder

die Temperatur in den Schaltschränken“, berichtet Lukas

Schultz, Elektrokonstrukteur bei Metz Connect. „Es

ist super, dass die LOCC-Box dazu beträgt, diese ganze

Datendichte zu liefern.“ Daraus ließen sich wertvolle

Rückschlüsse ziehen, besonders für den 24/7-Betrieb.

Das Wartungspersonal hat so die Chance, sich die relevanten

Infos direkt am HMI anzusehen – Schnittstellen-unabhängig.

So lässt sich beispielsweise erkennen,

dass ein bestimmter Zylinder alle zwei Millionen Hübe

ausfällt – was den Impuls geben kann, eine langlebigere

Lösung zu suchen. „So kommen wir weg von Erfahrungswerten

hin zu belastbaren Zahlen – und können

geplant Bauteile vor dem Ausfall tauschen“, fasst Johannes

Lohberger zusammen, Head of Automation.


Sensoren & Messtechnik « AUTOMATISIERUNG

Energieverbrauch erkennen und senken

Ähnlich effektiv ist der Einsatz des Gerätes beim Energiemonitoring

– insbesondere in Zeiten hoher Energiepreise

und beschleunigt durch diverse Nachweispflichten,

Energieaudits oder -managementsysteme. „Zunächst

fällt es leicht, jedes Jahr ein paar Prozent einzusparen

– irgendwann jedoch sind die größten Leckagen

beseitigt und alle Leuchtstoffröhren ersetzt“, fährt

Lukas Schultz fort. Dann müsse man wissen, wo noch

Potential zu heben sei.

Bei Metz Connect brechen sie so das Energiedatenlogging

der ganzen Halle herunter auf einzelne Verbraucher.

„Die LOCC-Box hat da definitiv ihre Stärken

und ist eine tragende Säule unseres Überwachungs -

systems“, betont Schultz. „Auch wegen ihres Feldbussystems,

über das wir viele Prozessdaten auslesen können.“

Selbst bei nicht-intelligenten Komponenten wie

kleinen Elektromotoren werde deren Zustand erfassbar

und Trends ließen sich feststellen. „Wir merken frühzeitig,

wenn sich etwas im Prozess verändert“, ergänzt Johannes

Lohberger. Man könne sogar Kostenersparungen

sehen, zum Beispiel bei der Pneumatik: Reduziere

sich der Luftverbrauch nach einer Wartung um 20 %,

könne man gegenrechnen mit den Wartungskosten hin

zur Amortisationsdauer.

Produktionsdatenerfassung mit an Bord

Im Sinne der Produktionsdatenerfassung bietet die

LOCC-Box weitere Vorzüge und „ist mit dem bereitgestellten

Funktionsumfang preislich attraktiv“, freut sich

Lukas Schultz. Zudem baue man die eigenen Anlagen

und Sondermaschinen sehr kompakt – was baulich die

Möglichkeiten deutlich begrenze. „Da passt die LOCC-

LOCC-Box für die

intelligente Stromüberwachung

Die elektronische Überlast- und Kurzschluss-Überwachung LOCC-Box

erfüllt Forderungen nach selektiver Abschaltung bei hoher Leitungsdämpfung

und hinsichtlich der Einbindung in die vorhandene Kommunikationsebene

(im Sinne der Industrie 4.0). Die Fehlerdiagnose erfolgt

per Hardware oder über Gateway zu verschiedenen Feldbussystemen.

Die LOCC-Box zeichnet sich durch einen besonders kompakten

Systemaufbau aus – das Gerät ist verfügbar als 1– und 2-kanalige Version

auf 8,1 mm Baubreite und ermöglicht bis zu 50 Einstellvarianten

in einem Modul. Zusätzlich ist das Gerät als LOCC-Box-M (Mini) und

LOCC-Box-M-I (Mini-Intelligent) auch im Miniaturformat erhältlich.

Diese beiden Versionen zeichnen sich durch eine äußerst geringe Einbautiefe

aus und eignen sich vor allem für flache Einbausituationen –

wie beispielsweise in kleinen Schaltschränken und Schaltkästen. Über

den Direktanschluss der Last lassen sich Verteilerklemmen einsparen.

a.kon2.de/GGnMC

Box mit gerade mal 8,1 mm Baubreite perfekt – und sie

ist passend zur Anwendung modular erweiterbar.“ In

Verbindung mit dem IO-Link-Gateway sind zudem bis

zu 15 LOCC-Box-Net-Module koppelbar. Auf diese

Weise ist Metz Connect auch beim Thema Datenlogging

ein Vorreiter – und lebt im eigenen Unternehmen vor,

was man mit seinen Produkten ermöglicht. Dann das Erfassen

von Produktionsdaten ist nach Ansicht des Unternehmens

ein echter Zukunftsmarkt – und wirft damit

ein Schlaglicht auf die Zukunft des Maschinenbaus.

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Halle 6

Stand 428


Bild: Phoenix Contact

Integrierbare Kühlkörper und thermischer

Simulationsservice für Elektronikgehäuse

Wärme raus –

Leistung rein

Kühlkörper für die passive Kühlung

in Elektronikgehäusen lassen sich

mit Hilfe thermischer Simulationen

passgenau planen, so dass sich die

Elektronik sicher betreiben lässt.

Moderne Leistungselektronik unterliegt dem Anspruch, gleichzeitig leistungsstärker und kleiner zu werden.

Diesen scheinbaren Zielkonflikt kann nur eine integrierte Entwärmung – gekoppelt mit einer professionellen

Planung – effektiv auflösen. Wichtig sind deshalb nicht nur hochwertige Elektronikgehäuse mit integrierten

passiven Kühlkörpern, sondern auch Simulationsservices, um die thermische Effizienz des Geräts zu maximieren.

Patrick Hartmann, M.Sc., Produktmanager Device Connector Solutions, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg


Elektronikleergehäuse müssen weit mehr als nur

die Leiterplatte mit der elektronischen Schaltung

aufnehmen. Die elektrischen Anschlüsse zur Energieversorgung

und Signalführung müssen von außen in

das Gehäuse zur Leiterplatte und wieder zurückgeführt

werden. Das Gehäuse soll möglichst kompakt

sein – und dabei einen Schutz gegen das Eindringen

von Schmutz sowie gegen das versehentliche Berühren

spannungsführender Teile im Innern bieten. Zusätzlich

können Probleme mit einer zu starken Erwärmung

der Bauteile auftreten. Werden auf der Leiterplatte

Prozessoren mit hohem Leistungsvermögen

oder sogar Leistungshalbleiter mit nicht vermeidbarer

Verlustleistungsabgabe eingesetzt, kann es unzulässig

warm werden und zu Ausfällen von Elektronik -

applikationen führen.

Phoenix Contact bietet im Bereich des Thermomanagements

unterschiedliche Werkzeuge und Produkte

an. So kann die thermische Herausforderung des

Kunden bewertet und mittels Thermosimulation und

einem gezielten Kühlkörper-Design-in gelöst werden.

Bild 1: Thermische Betrachtung eines Platinenlayouts

Relevanz einer

thermischen Betrachtung

Die Leiterplatten in Gehäuseapplikationen sind

oftmals vollständig mit Bauelementen bestückt. Nahezu

immer sind dabei auf beiden Platinenseiten

Bauelemente unterschiedlicher Leistungen verbaut.

Bei der thermischen Betrachtung ist nicht nur der

Blick auf die Einzelkomponenten und deren maximale

Erwärmung entscheidend. Vielmehr geht es um

das gesamte thermische Verhalten der Platine und

des Geräts. Die warmen Bauelemente und Hotspots

auf unterschiedlichen Seiten der Platine beeinflussen

sich gegenseitig. So erwärmt ein warmes Bauelement

auch andere Bauelemente. Gleichzeitig können

sperrige Komponenten ohne Erwärmung einen Strömungswiderstand

darstellen. Eine detaillierte thermische

Simulation hilft dabei, die Gesamtantwort

des erwärmten Gerätes herauszufinden (Bild 1).

Hitzequellen

lokalisieren und vermeiden

Eine thermische Betrachtung der Applikation ist bereits

frühzeitig im Entwicklungsprozess sehr hilfreich.

So können erste Entwürfe des Platinen-Layouts

einen Aufschluss über das spätere thermische

Verhalten des kompletten Geräts geben. Durch einfaches

Umpositionieren und Drehen von Bauelementen

sowie durch das Einfügen von optionalen Lüftungsschlitzen

zur Verbesserung der Konvektion können

Hitzequellen frühzeitig lokalisiert und vermieden

werden. Mit der Thermosimulation lassen sich über

den farblichen Verlauf der Temperatur verschiedene

Platinen-Layouts leicht miteinander vergleichen und

bewerten.


Elektrotechnische Bauelemente « AUTOMATISIERUNG

Das Ergebnis dieser frühzeitigen Betrachtung führt

nach einfacher Simulation zu einer Reduzierung der

entstehenden Wärme. Der Anwender spart so viel

Zeit und somit auch Kosten, da er bereits früh im

Prozess sein späteres Layout und die Einbindung in

das Gehäuse thermisch prüft.

Bei der Auswahl der richtigen Gehäusekonfiguration

ist dann eine Aussage über die theoretisch maximal

abführbare Wärmemenge aus einem Elektronikgehäuse

hilfreich. In aufwendigen Simulationsstudien

und Laborversuchen wurden für das Gehäuseportfolio

von Phoenix Contact die entsprechenden Diagramme

erzeugt (Bild 2). Der PCB-Designer bekommt

somit schnell eine Antwort darauf, ob seine gewünschte

Applikation mit den gegebenen Verlustleistungen

der Bauelemente auf der Platine in dem

angebotenen Gehäusesystem thermisch funktionieren

könnte. Diese Vorabschätzung kann frühzeitig einen

Aufschluss darüber geben, ob zum Beispiel ein

breiteres Gehäuse, optionale Lüftungsschlitze oder

ein zusätzlicher Kühlkörper für den späteren Betrieb

notwendig sind.

Online-Thermosimulation

Als Service bietet Phoenix Contact die Online-Thermosimulation

an. Der Nutzer hat dabei die Möglichkeit,

sein konfiguriertes Elektronikgehäuse im Nachgang

thermisch zu simulieren. Dieser Service ist bereits

für einige Gehäuseserien verfügbar und wird in

den nächsten Ausbaustufen auch weitere Gehäusefamilien

mit Kühlkörpern umfassen. Der Ablauf einer

Online-Thermosimulation ist intuitiv:

• Der Bediener konfiguriert sein Gehäuse inklusive

benötigter Anschlusstechnik im Online-Gehäuse-

Bild 2: Verlustleistungsdiagramm für eine erste thermische Betrachtung

konfigurator. Anschließend erhält er eine Stückliste,

3D-Daten und die PCB-Outline der Konfiguration.

• Nun folgt der Übergang in die Online-Simulationsoberfläche.

Hier definiert der Kunde zusätzlich

die thermischen Randbedingungen seines Geräts.

Dazu gehören die Einbausituation sowie die Umgebungstemperatur.

Außerdem hat der PCB-Designer

die Möglichkeit, die Wärmeleitfähigkeit seiner

Leiterplatte zu variieren. So wird der spätere

Wärmespreizeffekt der Leiterplatte nachgebildet.

• Im nächsten Schritt kann der Anwender bis zu

drei Hotspots auf der Leiterplatte platzieren, ihnen

eine Geometrie zuweisen und eine zu erwartende

Verlustleistung mitgeben. Nach spätestens

drei Werktagen erhält er das Simulationsergebnis

und damit den individuell definierten Lastfall

seiner Applikation.

Dieser kostenlose Service kann ein wichtiger Indikator

bei der frühzeitigen Erkennung von thermischen

Herausforderungen in der Applikation sein. Die On-


Ketten, Kabel, Konfektionen:

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realisieren wir für Sie Standard- und Sonderlösungen im eigenen Haus –

von der einzelnen Leitung bis zur einbaufertigen Energiekette.

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AUTOMATISIERUNG » Elektrotechnische Bauelemente

line-Thermosimulation kann auch sehr gut als Vorstufe

zu einer Kundensimulation des detaillierten

Platinen-Layouts genutzt werden (Bild 3).

Als Simulationsdienstleistung ist die thermische

Betrachtung und Optimierung eines Elektronikgehäuses

von Phoenix Contact inklusive Anschlusstechnik

und der kundenindividuellen Platine zu verstehen.

Gerade dann, wenn die Online-Simulation

bereits in Anspruch genommen wurde und die groben

thermischen Parameter geklärt sind, bietet sich

eine detaillierte thermische Betrachtung des Geräts

an. Der Kunde liefert hier als Eingangsparameter sein

konfiguriertes Elektronikgehäuse inklusive der Anschlusstechnik

sowie der Umgebungsbedingungen

und der technischen Daten der Platine und der Hotspots.

Dabei werden alle Layoutdaten der Platine in

Form von ODB++-Daten oder anderen Formaten für

die Simulation berücksichtigt, um eine möglichst

exakte Aussage über das spätere thermische Verhalten

der Gesamtapplikation zu erlangen. Anschließend

können die Ergebnisse bei unterschiedlichen

Lastfällen und Umgebungsbedingungen ermittelt

werden. Dieser kostenpflichtige Service ist für alle

Gehäusefamilien von Phoenix Contact verfügbar. Als

Ergebnis erhält der Kunde das Simulationsergebnis

seiner individuellen Anwendung in einem tiefen Detaillierungsgrad.

Thermisches Kühlkörper-Design-in

Ein Ergebnis der detaillierten Simulation kann sein,

dass die Erwärmung der Applikation unzulässig hoch

ist. Für diesen Fall bietet Phoenix Contact integrierbare

passive Kühlkörper für die Gehäusefamilien ICS,

ME-IO, BC und UCS an. Diese Kühlkörper können per

Simulation thermisch in die Kundenapplikation integriert

werden. Das Design-in verläuft im engen Austausch

zwischen dem Kunden und den Thermoexper-

Bild 3: Online-Simulation für

Elektronikgehäuse mit thermischem Ergebnis

ten. Phoenix Contact übernimmt dabei auch die am

Kühlkörper notwendige Fräsbearbeitung, um diesen

optimal an die Bauelementstruktur der Kundenapplikation

anzupassen (Bild 4).

Phoenix Contact bietet eine Vielzahl an integrierbaren

Kühlkörpern an. Dabei kann zwischen Kühlkörpern

unterschiedlicher Breite und Länge sowie verschiedenen

Lamellenhöhen gewählt werden. Jede

Applikation hat in der Regel ihre eigenen individuellen

Randbedingungen. Somit können je nach Anforderung

Kühlkörper optional auch verkürzt oder verlängert,

der Rippenabstand verändert oder der Emissionsgrad

angepasst werden. Das Ziel sollte dabei

immer sein, die bestmögliche Entwärmung aus dem

Gehäusesystem zu erreichen.

Von der frühzeitigen Auswahl der richtigen Gehäusekonfiguration

bis hin zur thermischen Freigabe im

Labortest liefert Phoenix Contact die notwendigen

Informationen in Form von Diagrammen, Verlustleistungsdaten

und den dazugehörigen thermischen Simulationssupport.

Das optionale Design-in der integrierbaren

passiven Kühlkörper rundet das Angebot ab.

www.phoenixcontact.com


Funktion eines passiven Kühlkörpers

Ist ein Hotspot auf der Platine des Elektronikgehäuses verbaut,

kann dieser die Wärme nur sehr schlecht über Konvektion und

Strahlung abgeben. Durch die Integration eines passiven Kühlkörpers

in das System kann die Wärme gezielt abgeführt werden. Voraussetzung

dafür ist die korrekte Anbindung des warmen Bauelements

an den Kühlkörper. Der Kontaktbereich zwischen dem Bauelement

und dem Kühlkörper wird dabei mit Hilfe eines TIM (Thermal

Interface Materials) ausgefüllt. Bei korrekter Anbindung erhält man

eine gezielte Wärmeabfuhrsteuerung durch den Kühlkörper. Hintergrund

ist die deutliche Oberflächenvergrößerung und der damit einhergehende

Konvektions- und Strahlungseffekt im System.


Kühlkörper für

die Gehäuse serien

ICS, ME-IO, UCS

und BC


Steuerungstechnik « AUTOMATISIERUNG

Bild: ZF

Das intelligente

Transportsystem XTS

von Beckhoff hat in

besonderem Maß zur

gesteigerten Produktionseffizienz

bei ZF in

China beigetragen.

PC-basierte Automatisierung mit Transportsystem sichert Flexibilität in der Montage

Produktiver mit schneller

Kommunikation und einfacher Diagnose

Die PC-basierte Steuerungslösung von Beckhoff macht insbesondere in Verbindung mit dem Transportsystem

XTS Produktionslinien bei ZF leistungsstark und anpassungsfähig. Mit schnelleren Taktzeiten, effizienter

Plattformintegration, Multiuser-Inbetriebnahme und fortschrittlichen Steuerungsfunktionen ließen sich

erhebliche Verbesserungen sowohl in der Produktivität als auch in der Produktqualität erreichen.

Stefan Ziegler, Editorial Management PR, Beckhoff Automation

Der Automobilzulieferer ZF setzt bei seinen Brake-by-Wire-Produkten

auf fortschrittliche Fertigungstechnologien,

um noch schneller, effizienter

und mit höherer Qualität zu produzieren. Die entsprechende

Produktionslinie in China umfasst zahlreiche

Montagelinien mit komplexen Kernprozessen.

Um die damit zusammenhängenden Herausforderungen

zu bewältigen, kommt ein umfangreiches Spektrum

an Automatisierungs-Komponenten und -Lösungen

von Beckhoff zum Einsatz. Neben dem leistungsfähigen

Schaltschrank-Industrie-PC C6675 mit

der Software Twincat nutzt die neue Produktionslinie

auch Ethercat-I/Os mit XFC-Technologie, Servo -

verstärker der Serien AX5000 und AX8000 sowie das

intelligente Transportsystem XTS.

„Das Erste, was uns nach der Implementierung der

Lösung von Beckhoff auffiel, war eine bemerkenswerte

Reduzierung der Produktionstaktzeit bei Magnetventilkartuschen

von 2,6 auf nur noch 2,4 s pro

Einheit“, berichtet Bu Yuli, verantwortlich für Advanced

Manufacturing Engineering im Bereich Magnetventilkartuschen

bei ZF in China. „Diese Verbesserung

stellt einen signifikanten Produktivitätsanstieg

dar, der einfach durch den Wechsel zu einem Controller

von Beckhoff und zu Ethercat erreicht wurde.“

Das zeigt die Leistungsfähigkeit der durchgängigen

und PC-basierten Steuerungstechnologie.

Die Steuerung von Beckhoff ist industriegerecht

aufgebaut und nutzt Standard-PC-Hardware wie etwa

Mehrkernprozessoren sowie in diesem Fall die

leistungsstarke Performance der x86-Architektur, um

eine hohe Rechenleistung zu bieten. Dies ermöglicht

es dem System, komplexe Steuerungsaufgaben und

große Datensätze zu verwalten sowie den hohen

Leistungsanforderungen der modernen industriellen

Automatisierung gerecht zu werden. Zudem minimiert

Ethercat in Kombination mit der ultraschnellen

Echtzeitreaktion und der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung

erheblich bisherige Verzögerungen

durch Signalinteraktionen. Und die Oversampling-

Technologie und das Software-Oszilloskop Twincat 3

Scope helfen dabei, potentielle Optimierungen

schnell zu identifizieren und bei der Programmierung

Engpassprozesse effektiv zu verkürzen.

Plattformintegration

und Kosteneinsparungen

„Die PC-basierte Steuerungsplattform ermöglicht

nicht nur die nahtlose Integration von Manufacturing

Execution Systems (MES) und IoT-Anwendungen,

sondern sie arbeitet auch nahtlos mit den Prüfsystemen

von ZF zusammen“, ergänzt Shi Wenjie, zuständig

für Tests im Bereich Advanced Manufacturing

Engineering bei ZF. „Diese plattformbasierte Lö-


AUTOMATISIERUNG » Steuerungstechnik

Die zahlreichen, ergänzend zu XTS realisierten Servoachsen werden unter

anderem von Servoverstärkern AX5203 angesteuert.

Bild: ZF

Das breite Spektrum der Ethercat-I/Os von Beckhoff umfasst auch direkt vor

Ort montierbare IP67-Box-Module.

Bild: ZF

sung vereinfacht die Systemeinrichtung und -wartung,

liefert signifikante Kosteneinsparungen und

verbessert die gesamte Betriebseffizienz.“

ZF wählte für diese Produktionslinie den Schaltschrank-Industrie-PC

C6675 – aufgrund seines standardisierten

und modularen Hardware-Designs, das

eine flexible und bedarfsorientierte Konfiguration und

Aufrüstung ermöglicht. Durch die hohe Performance

konnten zudem bisher getrennte Softwaresysteme für

Datenerfassung, Analyse und Bewegungssteuerung in

den C6675 integriert und damit die Gesamtkosten reduziert

werden. Darüber hinaus werden über Twincat

Interface for Labview oder die I/Os beziehungsweise.

Servoverstärker von Beckhoff Aufgaben ermöglicht,

die bislang andere Steuerungsplattformen erfordert

haben. In Zukunft sollen auch KI-basierte Qualitätstools

über Twincat 3 Machine Learning integriert

werden, um die Produktivität weiter zu steigern.

Effiziente Multiuser-Inbetriebnahme

Da immer mehr Maschinen- und Gerätefunktionen

über Software implementiert werden, ist es mittlerweile

Standard, dass mehrere Programmierteams am

Steuerungscode und an der Inbetriebnahme arbeiten.

Dies kann während des Inbetriebnahmeprozesses zu

Herausforderungen führen, beispielsweise durch begrenzten

Zugriff auf das Versionskontrollsystem,

durch Diskrepanzen zwischen dem aktuellen Stand

der Software auf der Maschine und dem lokalen System

sowie aufgrund von fehlerhaften, nicht rückgängig

zu machenden Änderungen. „Unsere umfangreiche

Produktionslinie erfordert oft die Integration und

Inbetriebnahme durch mehrere Ingenieure, was in der

Vergangenheit zu Kollaborationsproblemen geführt

hat“, erläutert Tian Xiaofei, verantwortlich für Advanced

Manufacturing Engineering bei der Produktions -

linien-Entwicklung.

Twincat ermöglicht es hier mit seiner Multiuser-Inbetriebnahme-Funktion

nun mehreren Ingenieuren,

gleichzeitig am selben Projekt zu arbeiten – und zwar

ohne über spezifische Kenntnisse der Versionskontrolle

verfügen zu müssen. Die Versionskontrolle ist in

den Standard-Workflow integriert und überträgt automatisch

den aktuellen Projektstatus auf das Zielsystem,

während eine Historie aller Änderungen erstellt

wird – einschließlich Benutzernamen, Zeitstempeln

und Kommentaren zu jeder Änderung. „Mit der

Multiuser-Funktion haben wir sowohl Effizienz als

auch Zeitersparnis während der Inbetriebnahme erreicht.

Und die Historien-Funktion hilft uns dabei,

Änderungen im gesamten Programmverlauf nachzuverfolgen“,

bestätigt Tian Xiaofei.

Flexible und effiziente Montage mit XTS

„Wir haben das intelligente Transportsystem XTS von

Beckhoff auf mehreren Produktionslinien implementiert,

um kritische Teile zu montieren und gleichzeitig

Flexibilität und Effizienz zu gewährleisten“, sagt Shi

Anton, Advanced Manufacturing Manager bei ZF.

„Durch die Nutzung der unabhängig, präzise und

schnell positionierbaren XTS-Mover können wir eine

hochwertige Montage der Teile erreichen. Darüber

hinaus ermöglichen die individuell ansteuerbaren

Mover dynamische Konfigurationen der Produktionslinien.

Durch das Laden unterschiedlicher Rezepte

können die Mover in vorbestimmten Positionen bleiben,

um einen One-Touch-Produkttransfer in der Produktionslinie

zu ermöglichen. Zusätzlich erleichtert

die spezielle Topologie-Unterstützung des XTS ein

kompaktes Liniendesign und maximiert den Platz auf

der Fertigungsfläche.“

Im Montageprozess, bei dem ein kleiner Prozentsatz

der Produkte defekt sein kann, ist die Echtzeitinspektion

entscheidend, um die Zuverlässigkeit der


Für hochdynamische Bewegungen sorgen auch die Servomotoren AM8000 mit One Cable

Technology (OCT).

Bremssteuerungssysteme zu gewährleisten. XTS verbessert

hier die Inspektionseffizienz durch die schnelle

und präzise Steuerung von Position und Geschwindigkeit

der Mover. Durch die flexiblen Mover-Bewegungen

lassen sich defekte Produkte zum Beispiel zu

einer Analyse-Station für eine

manuelle Überprüfung ausleiten

– ein Vorteil, der mit herkömmlichen

Transportsystemen

schwer zu erreichen ist.

„Der Einsatz von XTS in unserer

Montagelinie hat die

Produktion erheblich flexibler

gemacht“, erläutert Li Xiao,

Advanced Manufacturing Manager

bei ZF. „Mit seiner Bewegungssteuerung

erreichen

wir schnellere Taktzeiten und

die programmierbare Flexibilität

ermöglicht eine nahtlose

Anpassung an verschiedene

Positionen. Der großzügige Laderaum

und das vielseitige

Tian Xiaofei, ZF China

Layout von XTS ermöglichen es uns außerdem, komplexere

Produktionsprozesse zu testen, ohne Produkte

von ihren Paletten entfernen zu müssen.“ So sieht ZF

weiteres Potential für die Zukunft auch darin, das

Planarmotorantriebssystem XPlanar zur Verbesserung

bestehender Montage- und Fertigungsprozesse zu

nutzen. Hier werde man noch Zeit benötigen, um es

für spezifische Anwendungen zu validieren. „ZF fühlt

sich zu kontinuierlicher Innovation verpflichtet, um

die Wettbewerbsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit

zukünftiger Produktionslinien durch die Integration

neuer Technologien zu steigern – wie etwa XPlanar,

Twincat Vision, das MX-System und XFC“, so Li Xiao.

www.beckhoff.com/automotive

»Unsere umfangreiche Produk -

tionslinie erfordert oft die

Integration und Inbetriebnahme

durch mehrere Ingenieure, was in

der Vergangenheit zu Kollabora -

tionsproblemen geführt hat – mit

der Multiuser-Inbetriebnahme-

Funktion von Twincat können

sie nun gleichzeitig am selben

Projekt arbeiten, was effizienter

und zeitsparender ist.«

Bild: ZF

RELIABLE

CONNECTOR

SYSTEM

SOLUTIONS

FOR YOUR

TEST &

MEASUREMENT

APPLICATIONS


AUTOMATISIERUNG » News

Bild: Kendrion

Ohne Hardware-Bindung

Lösungen für den sicheren Roboterbetrieb

Kendrion bietet mit Sicherheitssteuerungen,

Greiflösungen und Verriegelungen

ein breites

Portfolio für den sicheren

und effizienten Roboterbetrieb.

Die Safety

PLC (Ethercat/SIL3)

überwacht mehrere Roboter

gleichzeitig und

stoppt sie sofort, sobald

Personen oder Objekte in den Arbeitsbereich gelangen.

Ihre Floating-Point-Unit ermöglicht schnelle Positionsberechnungen

und damit hohe Handling-Geschwindigkeiten.

Dank offenem System ohne Hardware-Bindung

können Hersteller eigene Funktionen

und Kinematiken integrieren. Über FSoE (FailSafe

over Ethercat) unterstützt die Steuerung Antriebe

mit Sicherheitsfunktionen wie STO, SS1 oder SLS.

Safety I/Os binden zusätzliche Sensoren wie Laserscanner

oder Encoder ein. Als Ergänzung schützt das

Robotic Joint Locking (Pin Brake) Roboterarme bei

Stromausfall. Die High-Performance-Version widersteht

Querkräften bis 1700 N, während eine kostengünstige

Variante für Cobots verfügbar ist.

Für Greifanwendungen bietet Kendrion den Haftmagnetgreifer

HMG mit Haltekräften bis über 700 N,

basierend auf Permanent-Elektrohaftmagneten der

Serie GTN050. Er ist in verschiedenen Größen verfügbar,

nahtlos in Cobots integrierbar und kundenspezifisch

anpassbar. Ergänzend steht mit dem Fingergreifer

MFG eine Lösung für Pick-and-Place-Anwendungen

bereit. Sie nutzt leistungsstarke Hubmagnete der

LHP-Serie mit bis zu 160 N, schnellen Schaltzeiten

und hoher Lebensdauer.

u-OS Data Hub

Vernetzt bis in die kleinste Variable

Weidmüller erweitert sein Betriebssystem

u-OS mit dem Data Hub, der ab Version

2.2.0 verfügbar ist. Der Data Hub vernetzt

auf u-OS installierte Applikationen mit -

einander und erleichtert es, Variablen einer

App für andere sichtbar und nutzbar

zu machen. Der Data Hub dient als zentrale

Schnittstelle zur übersichtlichen Anzeige

und Verwaltung von Datenpunkten.

Anwendungen wie Procon-Connect sen-

den ihre Variablen an den Data Hub, der

verschiedene Treiber unterstützt. Nutzer

wählen dort gezielt Variablen aus, legen

fest, ob diese les- oder schreibbar sind

und sehen Datentyp, Zeitstempel und aktuelle

Werte. Möchte etwa ein Automatisierer

Informationen aus einer Codesys-

Steuerung in Node-RED nutzen, vernetzt

er die Variable im Data Hub per Klick und

definiert in Node-RED die Reaktion der

Anlage. Das spart Zeit und reduziert Fehlerquellen.

Auch heterogene Systeme ohne

OPC UA lassen sich durch HTTP-Requests

einbinden – interessant besonders

für gemischte Fertigungsumgebungen.

Bild: Weidmüller

Bild: Helukabel

Energieführungssysteme

Modularer Baukasten für bewegte Anwendungen

Mit dem Heluchain System bietet Helukabel

eine Systemlösung für lineare Bewegungsanwendungen

im Maschinen- und

Anlagenbau sowie der industriellen Automation.

Weil in diesen Bereichen die Anforderungen

an Effizienz, Verfügbarkeit

und Wartungsfreundlichkeit

stetig stetig, können modulare,

anschlussfertige Komplettsysteme

eine Antwort

sein, denn sie vereinfachen

Planung, Beschaffung und

Montage deutlich. Der modulare

Baukasten kombiniert

Energieketten, flexible Leitungen,

individuelle Konfek-

tionen und Zubehör zu exakt abgestimmten

Komplettsystemen. Das Ergebnis: maximale

Betriebssicherheit, geringerer Planungsaufwand

und optimierte Beschaffungsprozesse.

Das System ist in drei sogenannten

Assembly Levels erhältlich:

• Level 1 umfasst eine Basislösung mit

Energieführungskette und Leitung – gut

bei geringen Planungsanforderungen.

• Level 2 bietet zusätzlich konfektionierte

Leitungen oder Hydraulikschläuche

für eine schnelle Plug-and-Play-

Installation.

• Level 3 ist ein vollintegriertes System

mit Zubehör wie Rinnen, schwimmenden

Mitnehmern oder Stützkonsolen.


Energieeffiziente Schaltschrankverdrahtung

der nächsten Generation

M12-Steckverbinder

Für hohe Spannungen in engen

Bauräumen

Modular, einfach,

energieeffizient!

Mit der Miniaturisierung

moderner

Maschinen steigt der

Bedarf an leistungsfähigen,

aber platzsparenden Steckverbindern.

Binder setzt daher auf M12-Power-Steckverbinder, die hohe Spannungen

auch in engen Bauräumen sicher übertragen und zunehmend die größeren

7/8-Zoll-Steckverbinder ablösen. Diese bleiben jedoch für bestehende

Anlagen und in Märkten wie den USA unverzichtbar, wo der Trend zur Miniaturisierung

weniger ausgeprägt ist. Die Nachfrage nach M12-Lösungen

wächst, da sie kompakt und zugleich leistungsfähig sind. Sie übertragen

Spannungen bis 630 V, lassen sich leicht konfektionieren und durch normierte

Kodierungen wie S, K, T und L flexibel in unterschiedlichsten Anwendungen

einsetzen – von Wechselspannungsmotoren und Frequenzumrichtern bis

hin zu LED-Beleuchtungen und Netzwerkgeräten. Dank kompakter Bauweise

ermöglichen sie eine sichere und stabile Energieversorgung auch in platzkritischen

Maschinen. Für Bestandsanlagen bleiben 7/8-Zoll-Steckverbinder die

robuste Lösung, während Adapter und Zubehör nahtlose Übergänge zwischen

beiden Standards schaffen. Binder erweitert dafür sein Portfolio um

neue T-Verteiler und Adapter, die den Aufbau leistungsfähiger Netzwerke

unterstützen und hybride Systemarchitekturen ermöglichen. Alle Produkte

sind nach IP67 oder IP68 geschützt, erfüllen die UL-Normen UL2237 und

UL2238, bieten mehr als 100 Steckzyklen und sind für Temperaturen von -40

bis +85 °C ausgelegt.

Digitalisierung in 30 Minuten

IIoT-Plattform jetzt im Abonnement

Bild: ifm

Predictive-Maintenance- und IIoT-Projekte

scheitern häufig an komplexen Integrationen,

hohen IT-Anforderungen und

langen Laufzeiten. Mit moneo im Abonnement

will ifm diese Hürden beseitigen

und den schnellen Einstieg in digitale Zustandsüberwachung

und Prozessoptimie-

Bild: Binder

rung ermöglichen – und zwar ohne Programmieraufwand

und ohne zusätzliche

IT-Ressourcen. Die IIoT-Plattform wird als

vollständig gemanagte Lösung betrieben.

Betrieb, Wartung und Updates übernimmt

ifm, sodass sich Anwender auf ihre Produktion

konzentrieren können. Gleichzeitig

bietet moneo eine offene, skalierbare

Plattform, die sich einfach in bestehende

Infrastrukturen einfügt.

Ein Vorteil liegt in der Komplettlösung aus

einer Hand: ifm liefert Sensorik, Edge-

Gateways und die benutzerfreundliche

IIoT-Plattform. Dadurch sollen sich Anwendungen

wie Predictive Maintenance

oder Energiemonitoring innerhalb von nur

30 Minuten implementieren und sofort

produktiv nutzen lassen, verspricht der

Anbieter.

Das System AirSTREAM für die

kanallose Schaltschrankverdrahtung:

• Optimierung der passiven Schaltschrankkühlung

durch intelligente

Luftführung

• Mehr Platz im Schaltschrank

• Verringerung der Gefahr von Hot-Spots

• AirTEMP 2.0 Temperatursimulation

• Neue Maßstäbe bei Stabilität,

Modularität und Energieeffizienz

• Großes Einsparpotential bei Energie

und CO2

• AirSTREAM Compact für kleine

Schaltschränke

• Homogenes Klima im Schaltschrank mit

AirBLOWER + AirBLOWER Compact

• Condition Monitoring im Schaltschrank

mit AirTEMP Controller

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Wärmeanalyse

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Bild: eleonora_os/stock.adobe.com (generiert mit KI)

Die Leistungsfähigkeit von Drohnen hängt entscheidend von der Qualität der Bodenkontrollsysteme ab. Die Ground Control Stations (GCS) von TL Electronic

sind speziell auf die besonderen Einsatzbedingungen abgestimmt.

Ground Control Stations (GCS) für die Drohnensteuerung

Bodyguard mit Bodenhaftung

Ob intelligente Landwirtschaft, automatisierte Wasserqualitätskontrolle in Flüssen und Häfen oder modere

Inspektion von Offshore-Windparks mit Drohnenschwärmen: Unbemannte Drohnen zu Land, zu Wasser und in

der Luft benötigen für den reibungslosen Betrieb robuste und zuverlässige Steuerungssysteme. Professionelle

Ground Control Stations (GCS) funktionieren auch an entlegenen Standorten, halten rauen Umgebungs -

bedingungen stand und lassen sich intuitiv bedienen.

Lucian Binder ist Industrie-PC-Experte und Sales-Berater bei der TL Electronic GmbH in Bergkirchen-Feldgeding

Die Ground Control

Station G101TG bietet

eine geringe Latenz

mit hardwarebasierter

IT-Sicherheit sowie

OPAL-SSDs für verschlüsselte

Daten -

speicherung.

Professionelle Steuerungssysteme müssen im harten

Alltag mehr aushalten als die Drohne selbst

– denn sie sichern den Betrieb unter allen Bedingungen.

Mehr noch: Die Leistungsfähigkeit der Drohne

hängt entscheidend von der Qualität der Bodenkontrollsysteme,

der Ground Control Stations (GCS) ab.

Damit sich komplexe Drohnenoperationen bei den

Bild: TL Electronic

unterschiedlichen Einsatzbedingungen optimal steuern

lassen, zeichnen sich deshalb moderne Controller

wie die GCS-Serie von TL Electronic durch besondere

Kernmerkmale aus. Dazu zählen Konnektivität, niedrige

Latenzzeit, Widerstandsfähigkeit, Sicherheitsmerkmale,

Batterielebensdauer, Bedienfreundlichkeit

sowie bei Sonnenlicht ablesbare Touchscreens.

Die Experten aus Bergkirchen bei München kennen

die vielfältigen Herausforderungen und ihre Unterschiede.

Das Unternehmen der Winmate-Gruppe

stellt kompakte und mobile Ground Control Stations

(GCS) mit Displaydiagonalen von 5 bis 15,6 Zoll her.

Der Rugged Handheld Controller G101TG wurde etwa

speziell als robuste Bodenkontrollstation für zivile

und militärische Anwendungen entwickelt. Er trotzt

auch extremen Bedingungen wie Temperatur, Staub,

Feuchtigkeit oder Vibrationen und arbeitet dabei

zum Beispiel in der Landwirtschaft hochpräzise. Im

Betriebstemperaturbereich von -10 bis +50 °C erbringt

die Steuerung gleichbleibend zuverlässige

Leistungen.

Der G101TG hält Schock, Vibrationen und Stürzen

aus 1,2 m stand, die nach dem hohen Militärstandard

MIL-STD-810H Methode 516.6 gemessen wurden.


Mobile Maschinen/Smart Farming « TRENDS

Darüber hinaus verfügt die Steuereinheit über die

hohe Schutzart IP65 gemäß der internationalen

Norm DIN EN 60529 (IEC 60529) und ist somit vollständig

staubdicht und strahlwassergeschützt. Die

Prüfung erfolgt mit Feinstaub (Talkumpuder) der

Korngrößen zwischen zirka 1 und 75 μm und ist das

Maximum für Festkörper. Beim Wasserstrahl-Test

hält das Gerät einem Wasserdruck von 30 kPa aus

3 m Entfernung stand.

Echtzeitverarbeitung gesichert

Ein zentraler Punkt ist die niedrige Latenzzeit – etwa

beim Streaming von Videobildern in Echtzeit – sowie

die Integration sicherheitsrelevanter Funktionen wie

TPM-ICs (Trusted Platform Module Integrated Circuit),

also hardwarebasierte IT-Sicherheit sowie

OPAL-SSDs für verschlüsselte Datenspeicherung.

Diese Aspekte sind insbesondere bei sensiblen Anwendungen,

etwa in der Katastrophenhilfe oder im

militärischen Bereich, von hoher Bedeutung. Zudem

lässt sich bei der Bodenkontrollstation G101TG kundenspezifische

Hardware einbetten.

Bei Ground Control Stations ist die Rechengeschwindigkeit

entscheidend, damit die Steuerung

große Datenmengen in Echtzeit verarbeitet und so

genaue, schnelle Reaktionen der Drohne erfolgen. Eine

hohe Latenz, also die Zeit, die ein Befehl vom

Controller zur Drohne und wieder zurück benötigt,

kann die Entscheidungsfindung verzögern und die

Ausführung beeinträchtigen. Solche Verzögerungen

reduzieren nicht nur die Effizienz der Drohnenoperationen,

sondern riskieren die Sicherheit für Mensch

und Umfeld. Es muss also eine geringe Latenzzeit erreicht

und gleichzeitig eine hohe Verarbeitungsleistung

aufrechterhalten werden, was eine zentrale Herausforderung

bei Drohnensystemen darstellt.

Videoverarbeitung mit an Bord

Die Bodenkontrollstation G101TG bietet eine solch

geringe Latenz in Kombination mit der starken CPU-

Rechenleistung (CPU, Central Processing Unit). Der

leistungsstarke Prozessor Tiger Lake Core i5-1135G7

von Intel verfügt zudem über einen integrierten

Video-Software-Decoder für hochauflösende Echtzeit-Videowiedergabe.

Damit werden die Videodaten

von den Teleoperations-Kameras dekomprimiert und

verarbeitet. Ein Hardware-Decoder nutzt dedizierte

Chips oder spezialisierte Komponenten zur Umwandlung

der Videodaten – im Gegensatz dazu verarbeitet

ein Software-Decoder die komprimierten Video -

formate rein über die CPU. Dabei decodiert die Software

komprimierte Video-Stream-Formate wie

H.264, H.265 oder MJPEG in Rohdaten auf die CPU

des Controllers.

Das Extra ist wichtig, denn: Drohnen, ob im manuellen

oder im autonomen Betrieb, verfügen über eingebaute

Kameras für maschinelles Sehen, zur Umgebungs-

und Objekterkennung, Navigation oder Qualitätsprüfung.

Durch den softwarebasierten Decoder

werden diese Bilddaten im Controller in Echtzeit verarbeitet,

so dass der Anwender schneller und besser

Entscheidungen treffen kann. Diese Technik ist entscheidend

für die Manövrierfähigkeit, um beispielsweise

den stabilen Flug der Drohne in schwierigen,

dynamischen Umgebungen, wie engen Räumen, bei

starkem Wind und bei Hindernissen zu sichern.

Selbst wenn die Drohne über ein fortschrittliches

Flugstabilisierungssystem und adaptive Steuerungsalgorithmen

verfügt, profitieren Anwender von der

Echtzeitverfolgung und Zielerfassung durch die

hochauflösende Videoübertragung. Zudem lässt sich

der Software-Decoder leicht durch Updates oder

Konfigurationen an neue Videoformate anpassen und

ist so flexibler als bei Hardware-Decodern.

Unbemannte Drohnen finden sich in der Landwirtschaft auch als Bodenfahrzeuge.

Auch sie benötigen eine leistungsfähige Steuerung.

Klarer Blick, präzise Kontrolle

Im Steuergerät selbst ist eine 2-Megapixel-Kamera

frontseitig integriert. Mit seinem reflexionsarmen

10,1-Zoll-Multi-Touch-Display (ca. 26 cm) bietet der

G101TG auch unter starker Sonneneinstrahlung hervorragende

Ablesbarkeit – dank 800 cd/m² Leuchtdichte

serienmäßig. Für besonders anspruchsvolle

Umgebungen ist sogar eine Variante mit bis zu

1750 cd/m² erhältlich. Das Display lässt sich aus fast

jedem Winkel betrachten – bis zu 85 Grad von der

senkrechten Sichtachse aus – und der Bildinhalt

bleibt klar erkennbar. Das projiziert-kapazitive

Touchpanel ist handschuhbedienbar und damit prädestiniert

für den Einsatz im freien Feld.

Bild: TensorSpark/stock.adobe.com (generiert mit KI)


TRENDS » Mobile Maschinen/Smart Farming

Der G156AD-SUIT von TL Electronic

im Schutzgehäuse erfüllt die Normen

MIL-STD-810H und ist für extreme

Umgebungsbedingungen ausgelegt sowie

zugelassen für Militäranwendungen.

Entspricht dem Sichtfeld des Menschen

Das Display im 16:10-Format entspricht dem natürlichen

Sichtfeld des Menschen – eine Eigenschaft, die

laut Studien die visuelle Erfassung verbessert. In

Kombination mit der hohen Auflösung von 1920 ×

1200 Pixeln sorgt es für die präzise Darstellung von

Telemetriedaten, Karten und Kamerafeeds – und damit

für mehr Kontrolle, Sicherheit und Effizienz bei

der Steuerung unbemannter Systeme.

Über die zahlreichen Schnittstellen lässt sich die

GCS-Serie von TL Electronic leicht in den Prozess

verschiedener Inspektionsszenarien integrieren und

Anwender können optimal mit der Drohne kommunizieren.

Dafür stehen zwei Micro-HDMI-Interfaces,

eine USB-2.0-Schnittstelle, ein M8-LAN-Stecker für

Fast Ethernet mit 10/100 bis maximal 250 MBps

sowie ein Micro-SD-Karten-Slot zur Verfügung.

Maximale Performance und Datenaustausch in Echtzeit

sichern darüber hinaus die kabellose Kommunikationsmöglichkeiten

per WLAN nach IEEE 802.11

a/b/g/n im Frequenzband 2,4 GHz beziehungsweise

5 GHz, Bluetooth 5.0 sowie auf Wunsch über verschiedene

Telekommunikationsnetze der vierten und

fünften Generation (4G/5G LTE). Das integrierte GPS-

Modul ermöglich zusätzlich die Lokalisierung des

Standorts.

Alles im Griff:

Zahlreiche Bedienelemente

Professionelle UAV-Operatoren wissen: Wenn es auf

Reaktionsschnelligkeit und Prozesssicherheit ankommt,

sind physische Bedienelemente durch nichts

zu ersetzen. Der G101TG überzeugt daher mit einer

Vielzahl klar definierter, ergonomisch angeordneter

Steuerelemente, die sich auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen

und mit Handschuhen zuverlässig

betätigen lassen. Auf beiden Frontseiten des

robusten Gehäuses stehen dem Nutzer insgesamt zur

Bild: TL Electronic

Leistungsfähige Prozessoren dekodieren per Software

hochauflösende Videoformate in Echtzeit und ermöglichen

damit die präzise Drohnensteuerung.

Verfügung:

• 2 Joysticks

• 3 Roller Switches

• 2 Zwei-Positions-Kippschalter

• 9 frei belegbare Funktionstasten

auf der Frontseite

• 2 rückseitige Steuerknöpfe sowie

• ein Power-Button.

Anwender können die Komponenten taktil gut unterscheiden

und intuitiv ohne Blickwechsel bedienen,

was die Aufmerksamkeit bei kritischen Einsätzen auf

das Drohnensystem und die Umgebung lenkt.

Vorteile bei zeitkritischen Missionen

Die umfassenden Bedienelemente haben große Vorteile:

Während man etwa bei der Überwachung eines

Industrieareals mit dem linken Joystick die Kamera -

neigung steuert, lässt sich mit dem rechten Joystick

präzise die Drohnenposition einstellen. Gleichzeitig

wird mit den Roller Switches die Zoomstufe der Kamera

und das Geschwindigkeitsprofil geregelt. Über

eine der Funktionstasten löst man direkt ein Foto mit

Zeitstempel aus – ohne Verzögerung, ohne Umwege

über das Touch-Menü. Gerade in zeitkritischen Missionen

– etwa bei Such- und Rettungseinsätzen, Inspektionen

unter Zeitdruck oder im sicherheitskritischen

Umfeld – schaffen diese haptisch erfassbaren,

fest zugewiesenen Steuerelemente einen echten Unterschied

in Präzision und Effizienz.

Fazit

Der Trend zu unbemannten Drohnen wird sich in den

kommenden Jahren weiter verstärken. Ob Präzisionssteuerung

in der Landwirtschaft, Echtzeit-Konnektivität

beim Inspektionsflug oder robuste Hochseetauglichkeit:

Durch die hohe Effizienz, Ergonomie

und Leistungsstärke ist der Controller G101TG aus

der GCS-Serie von TL Electronic die zentrale Schnittstelle

und Intelligenz zwischen Menschen und allen

Arten von Drohnen.

(co)

www.tl-electronic.de

Bild: TL Electronic


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© MOBA Mobile Automation

Flache Bodenbearbeitung spart Kosten und schont den Boden – doch nur bei konstanter Arbeitstiefe. Genau hier setzt ein neuer Ultraschallsensor

von MOBA an: Er misst die Tiefe selbst bei Störvegetation zuverlässig und liefert präzise Echtzeitdaten – ideal für eine automatische Regelung.

AGRI-SONIC für flache Bodenbearbeitung

Flache Bodenbearbeitung schont die Bodenstruktur und senkt die Kosten. Doch nur bei konstanter

und sauber geführter Bearbeitungstiefe entfaltet sie ihre Wirkung – und genau hier liegt die

Herausforderung: Denn wechselnde Bodenverhältnisse und Werkzeugverschleiß erschweren das.

Mit dem neuen AGRI-SONIC bietet MOBA Mobile Automation nun eine smarte Lösung.

Konstante Arbeitstiefe ist entscheidend für flache

Bodenbearbeitung – in der Praxis jedoch schwer

einzuhalten. Beispielsweise bei Grubbern wird die

Tiefe meist über Stützräder eingestellt, womit aber

eigentlich nur die Position der Werkzeuge relativ zum

Rad festgelegt wird. Das Problem: In feuchten, lockeren

Böden sinken die Stützräder stärker ein, in trockenen

kaum. Auch Werkzeugverschleiß bleibt unberücksichtigt

– die Folge: eine ungleichmäßige Bodenbearbeitung.

Hier setzt der neue AGRI-SONIC an. Der Ultraschallsensor

misst die tatsächliche Arbeitstiefe kontinuierlich

und verschleißfrei. Selbst bei Störvegetation,

Stoppeln oder Ernterückständen arbeitet er zuverlässig:

Ein Algorithmus filtert aus den Echos eines Ultraschallimpulses

(vom Boden, Stoppeln oder Störvegetation)

gezielt das Bodensignal heraus und bestimmt

daraus die tatsächliche Arbeitstiefe. Auf einem Display

dargestellt, können Abweichungen sofort erkannt

und ausgeglichen werden. Sogar eine automatische

Regelung der Bearbeitungstiefe wird möglich.

Speziell für raue Umgebungen konstruiert, überzeugt

der neue AGRI-SONIC mit robustem Aluminiumgehäuse,

vergossener Elektronik sowie Schutzart IP67.

Dank standardisierter CAN-Schnittstelle lässt er sich

zudem nahtlos in bestehende Maschinensysteme integrieren

– ideal für smarte Maschinenkonzepte.

Überzeugen Sie sich selbst:

AGRITECHNICA Halle 17, Stand B18!

KONTAKT

MOBA Mobile Automation AG

Kapellenstraße 15

65555 Limburg

Ansprechpartner: Mathias Lorenz

E-Mail: mlorenz@moba.de

www.moba-automation.de


TRENDS » Smart Farming

Bild: Turck

„Radarsensoren lösen viele Aufgaben, bei denen

vergleichbare Technologien wie Ultraschall

oder Laser an ihre Grenzen kommen“, erläutert

Raphael Penning, Produktmanager bei Turck.

Radar als Game Changer für schwierige Umgebungen

Prädestiniert für

raue Outdoor-Anforderungen

Gerade bei rauen Outdoor-Einsätzen lohnt ein Blick auf die Radartechnologie. Sie ermöglicht auch unter

widrigen Einsatzbedingungen wie etwa einem hohen Staubanfall die zuverlässige Abstandsmessung und

3D-Objekterkennung. Anwendungen in der Agrartechnik, aber auch an mobilen Maschinen generell oder

die Fabrikautomation profitieren davon. Radarsensoren sind hier häufig klassischen Ultraschall- und

Lasermessungen überlegen – und sie sind robust und zunehmend wirtschaftlich.

Radarsensoren machen da weiter, wo

Ultraschallsensoren aufgrund starken

Winds, Staub oder Regen ihren

Dienst versagen – insbesondere bei mobilen

Anwendungen wie beim Smart Farming,

im Straßenbau sowie im AGV, in

Hochregallagern oder bei Hafenkranen.

Auch Lasersensoren haben oft Probleme,

etwa in Offshore-Anlagen oder Wüstengegenden.

„Mit der Radartechnologie

haben wir für all diese Anwendungsfälle

physikalisch eine echte Alternative zur

Verfügung“, berichtet Raphael Penning,

Produktmanager bei der Turck GmbH. Die

Technik sei auf Schiffen oder Flughäfen

seit Langem im Einsatz und bewährt –

allerdings mit recht großen Antennen.

„Dank moderner Halbleitertechnik sind

diese heute aber auf wenige Zentimeter

geschrumpft und aufgrund des Einsatzes

im Auto ist die Technik auch erschwinglich

geworden.“

FMCW-Messprinzip

liefert technische Basis

Alle drei hier vorgestellten Radarsensortypen

nutzen physikalisch das FMCW-

Prinzip (Frequency Modulated Continuous

Wave). Hierbei sendet der Sensor

kontinuierlich ein frequenzmoduliertes

Signal aus und analysiert die Rückstreusignale

per Frequenzanalyse. „Das ermöglicht

nicht nur die Ausblendung von

Störkörpern – etwa Fallgitter oder Schäkel

im Messbereich –, sondern auch eine

zuverlässige Separierung relevanter Prozessdaten“,

betont Penning. Ein zentrales

Feature der Sensoren ist an dieser Stelle

die Integration von IO-Link als Kommunikationsschnittstelle.

„Wir kommunizieren

hier größtenteils über IO-Link, weil

wir darüber einfach mehr Daten aus dem

Prozess herausbekommen. Das Backend –

die Turck Automation Suite (TAS) – ermöglicht

dabei die Visualisierung und

Analyse der Radardaten und unterstützt

die schnelle Inbetriebnahme gemeinsam

mit dem Anwender.“ Die Parametrierung

erfolgt einfach über Dropdown-Felder.

Radarsensoren im Überblick

Turck hat heute eine Reihe moderner Radarsensoren

im Angebot – etwa zur Distanzkontrolle

(DR), 3D-Objekterfassung

(MR) sowie Füllstandsmessung (LRS-Serie).

Die verschiedenen Radarsensoren

adressieren dabei jeweils unterschiedliche

Anwendungen

• Distance Radar (DR) – smarte

Sensoren für raue Umgebungen:

Radarsensoren der DR-Serie eignen

sich für die Abstandsmessung bis

30 m – und das unter rauen Bedingungen

wie etwa Outdooreinsätzen

mobiler Maschinen wie beim Smart

Farming, im Straßenbau oder der Hafen-Logistik.

Von Vorteil ist, dass sich


Mobile Maschinen « TRENDS

Bild: Turck

Mit 100 g Schockbeständigkeit und Edelstahlgehäuse

eignen sich die Distanz-Radarsensoren der DR-Serie auch

für raue Outdoor-Applikationen.

Bild: Turck

Radarsensoren der LRS-Serie lassen

sich bei der Füllstandmessung von

Störfaktoren wie Staub, Wind oder

Lichteinfall nicht beeinflussen.

Der 3D-Radarscanner

MR15-Q80 erkennt auf bis

zu 15 m Objekte und ihre

Bewegung im Raum.

Bild: Turck

über die Linsenausprägung eine Vielzahl

von Anwendungen abdecken lässt

– von reinen Abstandsmessungen mit

fokussierter Linse bis zur Kollisionsvermeidung

mit breiter Radarfront. Das

ermöglicht die punktgenaue Detektion

auf große Distanzen, etwa zur Abstandskontrolle,

genauso wie die

breite Flächenüberwachung, etwa

zur Kollisionsvermeidung.

„Wir bieten beispielsweise eine Variante,

die auf 2,5 Grad fokussiert und

damit 30 Meter weit schauen – oder

eine elliptische Linse, die 45 Grad ausleuchten

kann“, führt Raphael Penning

aus. Zusätzlich sind Retroreflektoren

verfügbar, sogenannte Corner Cubes,

die die Signalqualität bei anspruchsvollen

Anwendungen verbessern.

„Mit beiden Varianten können wir

sehr genau messen – in einem statischen

Umfeld über 15 Meter hinweg

etwa den Abstand auf einen Millimeter

genau.“ Die Systeme arbeiten mit

122 GHz (Millimeterwellen), wobei

100 mW Sendeleistung bereits ausreichen.

Zudem sind die Geräte im Edelstahlgehäuse

in Schutzart IP67/69K

ausgeführt und schockbestandig

bis 100 g.

• Multi-Radar (MR)

– 3D-Objekterkennung:

Der Multi-Radar-Scanner markiert den

Sprung in die 3D-Objekterkennung.

Über ein Antennen-Array werden Objekte

nicht mehr nur auf einer Linie,

sondern auch in ihrer Position erfasst.

„Der riesige Vorteil gegenüber LiDAR

ist, dass dabei keine beweglichen Teile

zum Einsatz kommen“, betont der Produktmanager.

Weil bewegliche Spiegel

entfallen, bietet der rein elektronisch

und mit 60 bis 64 GHz arbeitende

Radarscanner so ebenfalls 100 g

Schockresistenz.

Anwendung findet der Radarsensor

zum Beispiel bei Kolonnenfahrten

mobiler Maschinen – sei es bei der

Ernte in der Agrartechnik oder im

Straßenbau. „Gegenüber den früher

eingesetzten Lasersensoren profitieren

diese Anwendungen von der Unem -

pfindlichkeit der Radartechnologie

gegenüber Staub – womit der je -

weilige Arbeitsprozess kontinuierlich

weiterlaufen kann und nicht durch

Sensorstörungen unterbrochen wird“,

so Penning weiter.

• Level Radar Sensor (LRS)

– Füllstandsmessung am Limit:

Ergänzend ist die LRS-Serie vor allem

für klassische Füllstandsanwendungen

geeignet – insbesondere da, wo etwa

Schwimmer oder kapazitive Messstäbe

aufgrund der Viskosität des Mediums,

Verschmutzung oder fehlender Hygieneeignung

versagen. Radar punktet

hier mit medienfreier Messung, Robustheit

und Präzision. Reichweiten

von bis zu 10 m ermöglichen Anwen-

dungen in Kleintanks, wie sie etwa

bei der Überwachung von Ketchup-

Lagertanks oder Öltanks in der Lebensmittelverarbeitung

üblich sind.

Diese Anwendungen profitieren zudem

wieder von der Ausblendung von Störkörpern

per Signalverarbeitung – etwa

über dem Tank montierten Fallgittern.

Ein normaler Ultraschallsensor würde

das Gitter erfassen und keine korrekten

Werte liefern.

Grenzen und Zukunftsausblick

Auch Radarsensoren müssen allerdings

innerhalb der Grenzen der Physik eingesetzt

werden. So lassen sich beispielsweise

dünne Drähte oder sehr kleine organische

Ziele nicht zuverlässig per Radar

erkennen. „Wir unterstützen deshalb

bei der Inbetriebnahme – denn zusammen

mit unseren Kunden können wir dabei

auf die Visualisierung der Rohdaten

schauen und das System entsprechend

parametrieren“, so Raphael Penning.

„Entscheidend ist, dass man genau weiß,

was zu detektieren ist.“

Turck setzt sich zudem aktiv mit dem

Thema funktionale Sicherheit auseinander.

„Die Komplexität der Anwendungen

stellt hohe Anforderungen an die technische

Umsetzung, aber wir werden auch

hier Lösungen anbieten können“, so der

Produktmanager abschließend.

www.turck.de


TRENDS » Mobile Maschinen/Smart Farming

Komplexe Maschinen erfordern strukturierte und langlebige Kabelführung

20 Jahre Lebensdauer

unter Outdoor-Bedingungen

IM INTERVIEW

Ferhat Peker,

Territory Account Manager,

Panduit

UV-beständiges Nylon 6.12 ist für Panduit der Werkstoff der Wahl mit Blick auf die neue Kabelbinder-Serie

PLT4S-M6120. Das Material, dem im Prüflabor eine Lebensdauer von 20 Jahre testiert wird, widersteht

Sonneneinstrahlung und saurem Regen und versieht bei Umgebungstemperaturen von -60 bis 90 °C zuverlässig

seinen Dienst. Das ermöglicht ein dauerhaftes Kabelmanagement bei Außenanwendungen – sowohl

im Bereich von Photovoltaikanlagen als auch mobilen Maschinen.

Fragen: Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion|Automation

KEM Konstruktion|Automation: Kommt

die neue Kabelbinder-Serie bereits bei

mobilen Maschinen zum Einsatz?

Ferhat Peker (Panduit): Absolut – unsere

Lösungen werden bereits umfassend

von führenden Landmaschinenherstellern

zur Befestigung von Kabeln und Leitungen

eingesetzt. Gerade zur strukturierten Kabelführung

in vernetzten Sensor- und

Steuerungssystemen kommt es auf Verlässlichkeit

und Langlebigkeit unter extremen

Umwelteinflüssen und Schmutz an.

Wir haben hier sowohl mit Nylon 12 Kunden

im OEM-Bereich als auch bereits mit

dem neuen Nylon 6.12, die uns die Qualität

bestätigen und gezielt auf die Lang -

lebigkeit setzen. Für die besonders dauerhafte

Materialmischung Nylon 6.12 bieten

wir unseren Kunden mit einer 20-Jahres-Garantie

die notwendige Sicherheit –

das zeigt die außergewöhnliche Materialbeständigkeit

gegenüber UV-Strahlung,

Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen

unter Outdoor-Bedingungen.

Bild: Panduit

Ferhat Peker,

Territory Account Manager, Panduit

Aus Nylon 6.12 sind die Kabelbinder-

Serie PLT4S-M6120 und die zugehörigen

Befestigungen. Die Materialmischung ist

sehr smart – im Gegensatz zu dem üb -

lichen Nylon 6.6 nehmen unsere Nylon-6.12-Kabelbinder

nur 0,4 statt 1,2 %

Wasser über 24 Stunden auf. Und die Lebenserwartung

bei UV-Einstrahlung liegt

mit 20 Jahren deutlich über den 1 bis 9

Jahren bei Nylon 6.6 – je nach Ausprägung.

Wir sehen also vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

und Panduit ist am

»Unsere neuen Kabelbinder

aus Nylon 6.12 ermöglichen

eine dauerhafte strukturierte

Kabelführung unter

Outdoor-Bedingungen –

gerade in der Agrartechnik

mit vernetzten Sensor- und

Steuerungssystemen ein

entscheidender Vorteil.«

Markt der Einzige, der dieses Material

auch für den Einsatz in mobilen Maschinen

nutzt. Die Werkstoffeigenschaften

sind essenziell gerade für Maschinen in

der Agrartechnik, denn die Kabelbinder

sind auch chemisch beständig gegen

Konzentrationen von Salzen, Kohlenwasserstoffe,

chlorierte Kohlenwasserstoff -

basen und sauren Regen.

KEM Konstruktion|Automation: Wie

lässt sich die UV-Beständigkeit des Materials

erklären?

Peker: Die UV-Beständigkeit von Nylon

6.12 basiert auf seiner chemischen Struktur:

Die längeren Kohlenstoffketten im

Bild: Panduit

Der neuen Kabelbinder-Serie PLT4S-M6120

aus dem UV-beständigen Nylon 6.12 wurde

im Prüflabor unter Außenbedingungen eine

Lebensdauer von 20 Jahren testiert.


fsg-sensors.de

Die schwarzen Kabelbinder sind einteilig aufgebaut

mit einem Verriegelungskeil sowie einer gebogenen,

verjüngten Spitze, die sich mit weniger

Kraft einführen lässt. Damit lassen sich die Kabelbinder

einfach und zuverlässig installieren.

Bild: Panduit

Vier Produkte – ein System: Edge Clip für

Befestigungen an Kanten, Kabelbinderzange

GTH-E, Wellschlauch (ebenfalls UV-beständig

erhältlich) sowie der neue, widerstandsfähige

Kabelbinder aus Nylon 6.12.

Bild: Panduit

Immer

auf der

richtigen

Seite.

Der neue SL00-R von FSG:

Durch beidseitige Encoder-Montage

setzen wir neue Flexibilitätsstandards.

Polymer sorgen für eine höhere Stabilität

gegenüber UV-Strahlung im Vergleich zu

Nylon 6.6 oder Nylon 12. Zusätzlich werden

bei Panduit spezielle Additive eingesetzt,

die die Alterung durch Sonnenlicht

weiter verzögern. Dies macht Nylon 6.12

besonders geeignet für den Außeneinsatz.

Zusätzlich verhindert die geringe Feuchtigkeitsaufnahme

von Nylon 6.12 eine

vorzeitige Versprödung und Material -

ermüdung und sorgt dafür, dass das Material

auch unter hohen Temperaturen sowie

an feuchten Tagen zuverlässig stabil

bleibt.

KEM Konstruktion|Automation: Warum

ist die Verfügbarkeit von Nylon 12

begrenzt und wie lässt sich der Preisvorteil

von Nylon 6.12 gegenüber Nylon 12

erklären?

Peker: Die Verfügbarkeit von Nylon 12 ist

durch eine eingeschränkte globale Produktionskapazität

limitiert. Nylon 6.12

hingegen kann aus alternativen Rohstoffquellen

hergestellt werden, was die Lieferketten

stabiler macht – auch das ist

wichtig für Hersteller mobiler Maschinen.

Der Preisvorteil ergibt sich aus niedrigeren

Rohstoffkosten und effizienteren Produktionsprozessen.

Panduit nutzt diese

Vorteile, um ein hochwertiges Produkt zu

einem marktfähigen Preis anzubieten.

Neben dem Preisvorteil in der Beschaffung

profitieren Kunden aber vor allem

auch durch weniger Austauschzyklen. Das

reduziert nicht nur die Zahl neuer Käufe,

sondern auch die Arbeitskosten für jeden

Austausch. Gleichzeitig wird das technische

Risiko eines vorzeitigen Versagens

eliminiert – ein entscheidender Faktor in

anspruchsvollen Anwendungen.

KEM Konstruktion|Automation: Sie

betonen auch Vorteile bei der Installa -

tion – können Sie das etwas näher

erläutern?

Peker: Die neuen Kabelbinder zeichnen

sich durch eine besonders glatte Oberfläche

und eine optimierte Verzahnung aus.

Dadurch lassen sich die Komponenten

schneller und sicherer installieren. Darüber

hinaus können Anwender die Kabelbinder

leicht mit Standardwerkzeugen

verarbeiten und erreichen eine hohe Zugfestigkeit

bei gleichzeitig geringer Reibung

– ideal für den Einsatz in komplexen

Maschinenstrukturen. Zudem minimieren

sie das Risiko von Kabelbeschädigungen,

was in der Agrartechnik besonders wichtig

ist. Die Kabelbinder verfügen über eine

gebogene Spitze sowie eine integrierte

Einfädelhilfe, was die Prozesssicherheit

bei der Montage deutlich erhöht. Die Ein-

Teil-Konstruktion mit drei Zähnen gewährleistet

auf diese Weise zuverlässigen

Halt auch bei Vibration und mechanischer

Belastung. Gleichzeitig reduziert die glatte

Oberfläche die Montagekräfte, schont

Werkzeuge und minimiert das Risiko von

Nacharbeiten.

www.panduit.com

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V2A-Edelstahlausführung.

Mehr unter:

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KOMPONENTEN » Maschinenelemente

Mehrfach-Spannsystem

Werkstücke ganz zuverlässig spannen

Das Heinrich Kipp Werk bringt ein neues Mehrfach-Spannsystem auf den Markt, mit dem das zuverlässige

Spannen von unterschiedlichen Werkstücken möglich ist. Es eignet sich für alle Losgrößen und erlaubt sehr

hohe Spannkräfte. Die Präzisionsverzahnung des Systems gewährleistet eine exakte Wiederholgenauigkeit.

Nicht zuletzt ist der Umbau von Einfach- zu Mehrfachaufspannungen schnell und einfach zu bewerkstelligen.

Yannik Umbrecht, Technischer Berater Spanntechnik, Heinrich Kipp Werk

pratzenset erlaubt es, Spannschienen

über den seitlichen Spannrand an jeder

beliebigen Position zu befestigen.

Passend zum Kipp-Rastersystem

können Anwender das Mehrfach-

Spannsystem flexibel abstecken und

fixieren. Rasterabstände mit 40 mm

und 50 mm sind möglich. Dafür steht

eine große Auswahl an Rasterpaletten,

Aufspannwinkeln und Aufspannwürfeln sowie

Kreuztürmen und Aufspanntürmen 6-Kant und

8-Kant für jede Maschinentischgröße zur Verfügung.

Bild: Kipp

Das Mehrfach-Spannsystem ist auf eine Wechselpalette mit Rastersystem montiert,

die auf einem Nullpunkt-Spannsystem abgesteckt ist. (Bild 1)

INFO

Das Spanntechnik-Programm

von Kipp im Überblick,

online unter:

kon2.de/QMFQs

Das Mehrfach-Spannsystem besteht aus variablen

Elementen: Spannschienen, Anschläge und Keilspanner

– mit oder ohne Festbacke – sind miteinander

kombinierbar. Spannschienen sind in den Längen

130, 300, 400, 500, 600 und 700 mm erhältlich.

Durch mehrere Spannschienen hintereinander können

flexibel Spannbereiche in der Länge erweitert

werden. Bei einer Montage nebeneinander lassen sich

die Spannbereiche für große Bauteile verbreitern.

Flexible Einstellung

Die Befestigung von Spannschienen erfolgt flexibel

über verschiedene Schnittstellen. Auf Maschinentischen

mit T-Nuten lassen sie sich entweder in

Längs- oder Querrichtung zur T-Nut ausrichten und

fixieren. Somit kann der Maschinentisch optimal

abgedeckt werden. Das Spann -

Kombination mit

Nullpunkt-Spannsystemen

Zusätzlich haben die Spannschienen Aufnahmebohrungen

D25H6 für die gängigen Nullpunkt-Spannsysteme

mit Systemabständen von 200 mm sowie

Aufnahmebohrungen D16H6 für mechanische Nullpunkt-Spannsysteme

mit Systemabständen von

96 mm. Sämtliche Spannschienen können durch Einschrauben

der Spannbolzen mit dem Nullpunkt-

Spannsystem verbunden werden. Es ist möglich, das

Mehrfach-Spannsystem direkt auf ein Nullpunkt-

Spannsystem abzustecken oder über eine Wechselpalette

mit Rastersystem zu montieren. Somit ist das

KIPP Mehrfach-Spannsystem für den Einsatz bei vertikalen

und horizontalen Bearbeitungszentren sowie

5-Achs-Bearbeitungen sehr flexibel einsetzbar und

für jeden Anwendungsfall geeignet.

Einsatz auf einer 5-Achs-Fräsmaschine

Bild 1 zeigt einen Anwendungsfall, bei dem das

Mehrfach-Spannsystem auf einer Hermle-C250-

5-Achs-Fräsmaschine montiert wurde. Direkt auf den

Maschinentisch ist eine 4-fach Nullpunktspannstation

zum schnellen Tausch von Vorrichtungen adaptiert.

Das Mehrfach-Spannsystem wurde auf eine

Wechselpalette mit Rastersystem montiert, auf die

sich die unterschiedliche Spannsysteme und Spannelemente

von Kipp aufspannen lassen. Eine Kombination

aus Keilspannern doppelseitig und Keilspanner

mit Festbacke innerhalb des Systems ist ebenso

möglich wie die Kombination aus Festbacke mit einer

beziehungsweise zwei Befestigungsschrauben. Je

nach Spannkraftanforderung und Platzverhältnissen

können Anwender beliebig kombinieren.

Einen weiteren Anwendungsfall auf der Hermle

C250 zeigt Bild 2: Hier ermöglicht das Mehrfach-

Spannsystem die Bearbeitung von Formeinsätzen

für den Werkzeugbau. Durch den schnellen Umbau


Maschinenelemente « KOMPONENTEN

Bild: Kipp

Bild: Kipp

Das Mehrfach-Spannsystem mit Spannbolzen direkt auf einem Nullpunkt-Spannsystem

montiert. Das Spannen des Werkstücks erfolgt

mit Festbacke, rechts, und Keilspanner mit Festbacke, links. (Bild 2)

Mehrfach-Spannsystem mit Keilspanner mit Festbacke (Bild 3)

des Systems können vorbearbeitete Normalien sehr

schnell fertig bearbeitet werden. In diesem Fall

wurde das Mehrfach-Spannsystem mittels Spannbolzen

mit dem Nullpunkt-Spannsystem verbunden.

Angeschlagen wird der Einsatz mit einer Festbacke

ES, als Spannelement dient ein Keilspanner mit

Festbacke.

Keilspanner und Festbacken

Grundsätzlich ermöglichen Keilspanner doppelseitiges,

die Modelle mit Festbacke einseitiges Spannen.

Beide Ausführungen der Keilspanner gewähren ein

prozesssicheres Fixieren durch die hohe Spannkraft.

Letztere lässt sich mittels Drehmomentschlüssel genau

einstellen. Eine maximale Spannkraft von 30 kN

ist ausreichend für eine Grobzerspanung. Bei der

Systemgröße 50 mm erreichen die Keilspanner eine

Spannkraft von 30 kN bei einem Anziehdrehmoment

von 85 Nm.

Die Keilspanner gibt es entsprechend den unterschiedlichen

Anforderungen mit glatter Spannbacke

für vorgefertigte Werkstücke, Spannbacken mit Riffelung

für Rohteile oder mit Spannbacken samt

Bearbeitungszugabe zum Einarbeiten einer Werkstückkontur.

Abgesetzte Keilspanner sind mit einer

Absatztiefe von 2 und 5 mm verfügbar. Nicht zuletzt

sind Ausführungen mit integrierten Spann-Pins

erhältlich – sie sind mit einer Ringschneide ausgestattet,

die eine formschlüssige Verbindung mit dem

Werkstück bildet.

Auch Festbacken gibt es in glatten, geriffelten und

abgesetzten Ausführungen. Der Typ ES zeichnet sich

durch eine schmale Bauweise aus und ist somit ideal

für Aufspannungen mit kleineren Werkstücken und

größeren Stückzahlen geeignet. Festbacken des Typs

DS mit zwei Befestigungsschrauben werden bevorzugt

bei größeren Bearbeitungskräften eingesetzt.

Die Präzisionsverzahnung bewirkt ein hochgenaues

Positionieren der Festbacken, sodass sich diese sicher

und exakt befestigen lassen. Durch das Anziehen der

Befestigungsschraube wird eine formschlüssige Verbindung

mit der Spannschiene erreicht.

Durch die beidseitige Skalierung an den Spannschienen

und Festbacken lässt sich jede Position der

Festbacken genau dokumentieren und im Wiederholfall

identisch einstellen. Das verbessert die Wiederholgenauigkeit

und spart Zeit. Festbacken werden

entsprechend der Spannsituation auf den Schienen

positioniert. An den seitlichen Gewindebohrungen

der Spannschienen können Werkstückanschläge

montiert werden (Bild 3).

(sc)

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KOMPONENTEN » News

IMPRESSUM

Bild: AGCreative/stock.adobe.com (generiert mit KI)

Für Anwendungen im Maschinen-, Anlagen- und Schiffbau

hat Enemac die ECR-Baureihe konzipiert.

Antriebstechnik für mobile Maschinen

Sicherheitskupplung auf Tauchgang

Ob im maritimen Maschinenbau, in der

Offshore-Technik oder im Bereich automatisierter

Unterwasserfahrzeuge – wo

mechanische Antriebe unter extremen

Umweltbedingungen zuverlässig funktionieren

müssen, sind hochwertige Sicherheitskomponenten

gefragt. Mit der Sicherheitskupplung

ECR bietet der Antriebsspezialist

Enemac eine robuste Lösung

zur Drehmomentbegrenzung, die

speziell für den Einsatz in rauen Umgebungen

entwickelt wurde. Die Baureihe

wurde für den Einsatz in indirekten An-

Fußpedal im flachen Gehäuse

Gemacht für den robusten Kick

Ihre kompakte Bauweise

ermöglicht eine platzsparende

Integration, etwa in Verbindung

mit Zahnscheiben, Gelenkwellen

oder Flanschanbindungen.

trieben konzipiert und deckt stufenlos

einstellbare Ausrückmomente von 15 bis

350 Nm ab. Die Kupplung ist in fünf Baugrößen

erhältlich, für Drehzahlen bis

3000 min -1 ausgelegt und für einen breiten

Temperatureinsatzbereich von -30 bis

+150 °C spezifiziert. Die gekapselte Ausführung

des Drehmomentbegrenzers

schützt die innenliegenden Funktionskomponenten.

Die Rastkugeln sind mit einer

langlebigen Spezialschmierung versehen,

die den Anforderungen der NSF-Registrierung

entspricht.

Bediengeräte von FSG sind in vielen Industriebereichen im Einsatz, dazu gehören auch

die Fußpedale. Sie werden unter anderem in Bau-, Hafen- und Mobilkränen, Sonderfahrzeugen

sowie in Maschinen der Agrar- und Forstwirtschaft verwendet. Auffällig ist

das nur 16 mm flache Gehäuse mit integrierter Elektronik auf Basis eines Hall-Sensors.

Es benötigt wenig Bauraum, reduziert den

Montageaufwand und erleichtert die Integration

in kompakte Maschinenkonstruktionen. Das

System wurde seit den frühen 2000er-Jahren

entwickelt, das ältere induktive Messprinzip

wird auf Wunsch weiterhin angeboten. Die

Fußpedale sind auf lange Einsatzdauer

ausgelegt. Metallgehäuse

nach IP67 schützen

vor Umwelteinflüs-

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Bild: Enemac

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ISSN 1612–7226

Herausgeberin: Katja Kohlhammer

Verlag:

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,

Ernst-Mey-Straße 8,

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany

Geschäftsführer: Peter Dilger

Verlagsleiter: Peter Dilger

Redaktion:

Chefredakteur:

Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417

Korrespondent:

Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879

Newsdesk:

Frederick Rindle (Leitung, fr), Bettina Tomppert (bt),

Evelin Eitelmann (eve), Dr. Ralf Beck (bec)

Redaktionsassistenz:

Carmelina Weber

Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257

carmelina.weber@konradin.de

Layout:

Helga Nass, Phone +49 711 7594–278

Anja Carolin Graf, Phone +49 711 7594–297

Gestaltungskonzept:

Katrin Apel

Gesamtanzeigenleiter:

Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472

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werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine

Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.

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Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256

862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info

USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox,

5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,

Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,

detleffox@comcast.net

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eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in KEM

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Leinfelden-Echterdingen.


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06_November 2024

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auf Bestellung Seite 38

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unserer Erde

Der gebrochene Zauber - Zur Bildungs-

und Forschungspolitik der gescheiterten

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Rundschau

Die Ursache von quasiperiodischen

Eruptionen • Die Entdeckung neuer

Vogelarten • Effizientes Verfahren zum

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Gesellschaft Deutscher

Naturforscher und Ärzte

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wirken über Jahrzehnte hinweg

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Licht ins Dunkel der Beutelmulle •

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» Seite 26

E-Procurement

nach Maß spart

Prozesskosten

» Seite 38

in neuer Dimension

» Seite 20

bei volatilen Märkten

» Seite 52

Professionell. Innovativ. Einkauf.

Einkauf

Materialwirtschaft

Logistik

des BME

» Seite 16

Energiewende zu meistern ist

» Seite 18

06.2024

Nachhaltigkeit

Lösungen für die Energiewende

» Seite 21

Batterietechnik

» Seite 29

Was Automotive-Entwicklungen

Topp-Dämpfung erhalten

» Seite 44

Wissen für Entscheider in der Produktion

10 24

Dekarbonisierung

» Seite 30

06-2024

34 TITEL

Next Level:

Maschinenbau vereinfacht

07-2024

12 TITEL

Innovation in der spanenden Fertigung

05-2024

Special

Innovative Werkzeuglösungen

Trend Zerspaner suchen neue Märkte Seite 22

WIS-

Innovation Automatisierter Werkzeugwechsel an der Drehmaschine Seite 92

IFW-Projekt KI-Überwachungssystem steigert Prozesssicherheit Seite 132 Perspektiven

» Seite 24

» IM FOKUS

von Wälzlagern

» Seite 36

www.mav-online.de | € 27,-

Seite 61

Konstruktion

Automation

» Seite 48

Naturwissenschaftliche

» Seite 14

Rundschau

2Monat 2025

78. Jahrgang

NR 920

der Medizintechnik bringen

Tübinger Mediziner suchen Kontakt

zur Medtech-Industrie Seite 12

Automatisierung: Mitarbeiterdaten,

Laser, Roboter plus EEG Seite 61

Neue Produkte und Trends

11. – 14. 11.2024 Seite 15

38 TREND

Wissen schafft Vertrauen – eine gute Wahl

für Kinderaugen. HOYA MiYOSMART

28 TREND

Nachhaltiger mit

schmierfreien

Hochleistungskunststoffen

» Seite 20

+++Augenoptik +++ Einkauf, Logistik +++ Genuss, Lebensart +++ Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin+++

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KEM Konstruktion 10.2025

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