16.10.2023 Aufrufe

DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023

DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023

DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

<strong>11</strong>-<strong>12</strong><br />

19073<br />

Nov./Dez. <strong>2023</strong><br />

€ 14,50<br />

AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />

SICHER ZUHALTEN<br />

Welche Schutztürabsicherung für<br />

welchen Anwendungsfall?<br />

DerKonstrukteur.de


Jahre Leidenschaft<br />

für Technologie<br />

und Innovation<br />

30<strong>11</strong>439069<br />

All Electric Society Park<br />

Zukunft erleben, entdecken, erforschen<br />

In diesem Technologiepark wird die nachhaltige Welt von morgen gezeigt mit den Technologien von heute.<br />

Wie zuverlässig sind regenerative Energiequellen? Woher kommt die Energie, wenn die Sonne nicht scheint<br />

und der Wind nicht weht? Warum gibt es verschiedene Arten, ein Elektroauto zu laden? Und wie kommt<br />

der grüne Strom eigentlich in das Auto, in ein Gebäude oder in die Produktion?<br />

Antworten auf diese und weitere Fragen gibt der All Electric Society Park von Phoenix Contact in Blomberg.<br />

Der interaktive Park zeigt, wie Energie gewonnen, gespeichert und verteilt wird, wie der Energieeinsatz<br />

optimiert wird und wie all diese Bereiche zusammenhängen.<br />

Mehr Informationen unter phoenixcontact.com/aespark


EDITORIAL<br />

ZEIT FÜR INNOVATIONEN<br />

Es geht los oder besser gesagt, wir sind schon mittendrin im Trubel<br />

der Herbstmessen. Immer wieder hört man zwar, dass man doch<br />

gar keine Messe besuchen müsse, es ist ja alles im Internet zu<br />

finden. Aber so ist es nicht. Denn Messen bieten nicht nur<br />

Neuheiten, sondern wertvolle Kontakte und sehr oft auch reelle<br />

Business-Chancen. Bevor Sie also eine aufwändige Internet-<br />

Recherche starten, präsentieren wir Ihnen schon jetzt Highlights,<br />

die Sie dann vor Ort an den Ständen genau unter die Lupe nehmen<br />

können. Mit dabei sind ganzheitliche Sicherheitskonzepte, die nicht<br />

nur die Maschinensicherheit, sondern auch die Industrial Security,<br />

also den Schutz von Produktions- und Industrieanlagen vor<br />

Angreifern und Risiken berücksichtigen. In unserer Titelstory lesen<br />

Sie, warum dies besonders in automatisierten Anlagen unerlässlich<br />

ist und welche Lösungen sich eignen. Kommen dann noch<br />

EMV-Aspekte hinzu und die strengen Auflagen für Produktionsanlagen<br />

in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, braucht es<br />

Expertenwissen im Hygienic Design. In unserem Special ab Seite 86<br />

finden Sie Kabelführungen, sichere Bedienelemente für die Mensch-<br />

Maschine-Schnittstelle, Getriebemotoren und einiges andere mehr.<br />

Aber auch umweltfreundliche Lösungen, die den Energieverbrauch<br />

reduzieren und Ressourcen schonen, spielen eine immer größere<br />

Rolle. Und diese reichen von energieeffizienten Antriebssystemen<br />

über intelligente Kupplungen bis hin zu neuen Verbundwerkstoffen<br />

für den Leichtbau. Apropos: Können Kunststoffe nachhaltig sein?<br />

Auf Seite 6 lesen Sie einen interessanten Standpunkt dazu.<br />

NIE WIE<strong>DER</strong><br />

UNERWARTETE<br />

AUSFALLZEITEN<br />

Schäden erkennen, bevor sie auftreten: Mit<br />

dem innovativen Condition Monitoring<br />

System „eye“ schaffen Sie technische Klarheit<br />

und behalten die Wärmeentwicklung,<br />

Vibration und den Ölzustand Ihres Getriebes<br />

im Auge.<br />

Die enthaltene Ölfilterung bietet Ihnen zudem<br />

die Möglichkeit das vorhandene Getriebeöl<br />

über mehrere Zyklen hinweg zu nutzen. Somit<br />

sparen Sie nicht nur Nerven, sondern auch<br />

Kosten und senken das Risiko kostenintensiver<br />

Ausfallzeiten auf ein Minimum.<br />

Ich wünsche Ihnen eine informative und inspirierende Ausgabe, die<br />

Sie nachhaltig auf neue Ideen in der Konstruktion und Entwicklung<br />

bringt und auf Ihren Messebesuch einstimmt. Digital finden Sie die<br />

Innovationen übrigens unter digital.derkonstrukteur.de<br />

Ihre<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

n.steinicke@vfmz.de<br />

BESUCHEN SIE UNS<br />

HALLE 3 · STAND 364


INHALT<br />

10<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Zeit für Innovationen<br />

06 Standpunkt: Kunststoffe und Nachhaltigkeit –<br />

passt das zusammen?<br />

08 Konstruktion 2030: Zukunft Wasserstoff:<br />

Fluid-Control von H 2<br />

10 INTERVIEW<br />

Innovationen in der Welt der leitungsgebundenen<br />

Verbindungstechnik vorantreiben<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

84<br />

MESSE SPS<br />

<strong>12</strong> TITELSTORY<br />

Schutzeinrichtung und Verriegelung – eine Symbiose<br />

15 SPS <strong>2023</strong>: Die smarte Welt der Automatisierung<br />

16 Bürstenmotor bewegt Minilabor im All<br />

20 Waferdicken exakt messen<br />

22 AS-Interface: (Zukunfts-)sichere Lösung<br />

26 Schwenkmodule in allen Varianten<br />

30 Große Kräfte smart messen<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

38 Innovative Wellgetriebe mit hoher Performance<br />

42 Flanschgetriebe: Flink und präzise zugleich<br />

38<br />

KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

58 Metallfedern – früher, heute und in Zukunft<br />

62 Das volle Sortiment für Getriebebauer<br />

64 Datengold aus der Kupplung<br />

67 Stromregelventil: Synchron in Bewegung<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

68 ASi-3-Gateways – einfach genial<br />

70 Elektroventile: Vielseitige Multitalente<br />

72 Kabeldurchführungen: Köpfchen statt Muckis<br />

SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

74 Warum die Dämpfung eine wichtige Rolle<br />

bei der Konstruktion von Getrieben spielt<br />

78 Sensoren, Messtechnik und Simulation unterstützen<br />

applikationsspezifische Dämpfungstechnik


WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK<br />

82 Intelligente Wärme für Verbundwerkstoffe<br />

84 Technische Keramik – ein außergewöhnlicher<br />

Werkstoff mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten<br />

SPECIAL<br />

HYGIENIC DESIGN<br />

86 Mit Hygienic Design und EMV auf der sicheren Seite<br />

90 KLARTEXT<br />

Herausforderung Hygienic Design<br />

92 Edelstahlservomotoren in der Lebensmittelindustrie:<br />

Vom Konsumenten rückwärts gedacht<br />

96 Bedienelemente unter Hygienebedingungen<br />

SPECIAL<br />

PFLITSCH<br />

GmbH & Co. KG,<br />

Hückeswagen<br />

86<br />

ANZEIGE<br />

ANZEIGE<br />

SERVICE<br />

98 Impressum<br />

TITELBILD<br />

Pilz GmbH & Co.<br />

KG, Ostfildern<br />

SPS Nürnberg<br />

14.– 16. November <strong>2023</strong><br />

Halle 1, Stand 224<br />

Es geht noch kleiner<br />

Unglücklicherweise können wir Ihnen unsere kleinsten DC-Motoren nicht zeigen. Sie sind schlicht<br />

zu winzig für Werbeanzeigen. Finden Sie jetzt die passende Grösse für sich: shop.maxongroup.de<br />

Precision Drive Systems


STANDPUNKT<br />

KUNSTSTOFFE UND<br />

NACHHALTIGKEIT –<br />

PASST DAS ZUSAMMEN?<br />

Rund 150 Millionen Tonnen: So viel Plastikmüll hat sich derzeit<br />

laut Schätzungen allein in den Weltmeeren angesammelt. Und<br />

damit höchste Zeit, begrenzte Ressourcen und die Umwelt<br />

zu schonen. Am Beispiel von Hochleistungskunststoffen für<br />

die Industrie zeigen wir, dass die Kreislaufwirtschaft positiv<br />

beeinflusst werden kann: Von Produkten aus Regranulat und<br />

der ersten Energiekette aus 100 Prozent Rezyklat über ein neues<br />

Heizsystem in der hauseigenen Produktion und eine eigene<br />

Recycling-Plattform bis hin zur Investition in ein zukunftsweisendes<br />

Recyclingverfahren für Kunststoffabfälle. Der Nutzen<br />

von Kunststoff kann vielfältig und nachhaltig sein und deshalb<br />

ist er für die Igus GmbH als Hersteller von Hochleistungskunststoffen<br />

und Produkten wie Gleitlager und Energieketten, nicht<br />

einfach ein Werkstoff, sondern eine Technologie.<br />

FÜR UNS IST KUNSTSTOFF<br />

NICHT NUR EIN WERKSTOFF,<br />

SON<strong>DER</strong>N EINE TECHNOLOGIE!<br />

Fragt man nach, was genau Kunststoff interessant macht, erhält<br />

man verschiedene Antworten. Zum einen ist es der Verzicht auf<br />

zusätzliche Schmiermittel. Dass sich ablösende Fette die Umwelt<br />

belasten, leuchtet ein, bis zu 22,7 Millionen Tonnen sind es<br />

jährlich weltweit. Ein anderer Vorteil ist die geringe Reibung,<br />

die hier entwickelte Kunststoffe verursachen. Auch das Gewicht<br />

wirkt sich positiv aus, ein Gleitlager aus Kunststoff wiegt bis<br />

zu 75 Prozent weniger als das gleich große Pendant aus Metall.<br />

Und weniger Gewicht bedeutet weniger Energieverbrauch,<br />

um etwas anzutreiben, ob Maschine, Auto oder Flugzeug.<br />

Industrielle Produkte aus Kunststoff sind wirtschaftlich und<br />

ökologisch sinnvolle Alternativen. Bei Igus wissen wir<br />

aber, dass nicht jedes Teil aus Metall pauschal durch<br />

Kunststoff ersetzt werden kann.<br />

Machine Heat Recovery System (MHRS) von Igus. Es nutzt<br />

die Abwärme der Spritzgussmaschinen zum Heizen der Hallen.<br />

Ein besonderes Projekt, das wir mit Start-Up-Investitionen unterstützen,<br />

ist das des Unternehmens Mura Technology Ltd. Die<br />

Ingenieure dort haben eine Technologie entwickelt, mit der<br />

unsortierte, nicht klassisch recycelbare Plastikabfälle mittels<br />

Wasser, hoher Temperatur und Druck wieder in Rohöl umgewandelt<br />

werden. Gerade einmal 30 Minuten dauert dieser<br />

Prozess. Und zuletzt kümmern auch wir selbst uns um das<br />

Recycling, jedoch von technischen Kunststoffen. Im Rahmen<br />

des „chainge“-Programms werden ausrangierte Energieketten<br />

sowie andere Bauteile herstellerunabhängig recycelt. Und wir<br />

gehen noch einen Schritt weiter: Auf Basis von „chainge“ ist<br />

die erste Energiekette aus 100 Prozent recyceltem Material<br />

entstanden. Diese Beispiele zeigen, dass es möglich ist, sowohl<br />

Kunststoffproduzent und -lieferant, Montagedienstleister und<br />

Entsorger als auch Produzent und Lieferant von recyceltem<br />

Material zu sein, aus dem wieder neue Produkte entstehen.<br />

Unser Angebot ist in dieser Form einzigartig und ermöglicht es,<br />

gemeinsam mit unseren Kunden, Kunststoff zu einer<br />

nachhaltigen Ressource zu machen.<br />

www.igus.de<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Das Bestreben, selbst auch nachhaltig zu agieren,<br />

treibt uns als Unternehmen an: Bis 2025 wollen wir<br />

mit unseren Gebäuden und der Produktion CO 2<br />

-<br />

neutral sein. Wir sind auf einem guten Weg. So<br />

haben wir das Programm „clean igus“ ins Leben<br />

gerufen, im Rahmen dessen wurden zahlreiche<br />

Maßnahmen in der Produktion umgesetzt: An<br />

den Maschinen wurden Förderbänder fixiert und<br />

Leitbleche und Magnetfolien eingesetzt, um die<br />

Teile besser zu lenken und keinen Produktionsausschuss<br />

zu verschwenden. Auch sind wir gerade<br />

dabei, mit Experten den CO 2<br />

-Abdruck zu ermitteln,<br />

und das weltweit. Ungeachtet des ausstehenden<br />

Ergebnisses wird der Energieverbrauch der Spritzgussmaschinen<br />

gemessen und reduziert, in energieeffizientere<br />

Maschinen investiert. Auch die Belegung<br />

der Maschinen wird genauer geprüft. Und auch Gas<br />

wird bei uns jetzt deutlich eingespart. Dafür sorgt das<br />

MICHAEL BLASS, GESCHÄFTSFÜHRER<br />

E-KETTENSYSTEME BEI IGUS IN KÖLN<br />

6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


HEINZ SCHMERSAL ALS IMPULSGEBER GEWÜRDIGT<br />

Die Fakultät für Wirtschaftswissenschaft<br />

der Schumpeter School of Business and<br />

Economics der Bergischen Universität<br />

Wuppertal hat Heinz Schmersal die<br />

Ehrendoktorwürde verliehen. Damit<br />

würdigt sie seinen steten Einsatz für<br />

den Austausch zwischen Wissenschaft<br />

und Praxis sowie sein Engagement für<br />

die Fakultät und die Bergische Universität.<br />

In den rund fünfzig Jahren ihres Bestehens<br />

hat die Fakultät nur sechs Ehrendoktorwürden verliehen. Prof. Peter Witt,<br />

Vorstandsvorsitzender der Schumpeter School Stiftung und Lehrstuhlinhaber für<br />

Technologie- und Innovationsmanagement: Heinz Schmersal, geschäftsführender<br />

Gesellschafter der Schmersal Gruppe seit 1982, trage immer wieder Impulse<br />

und Fragestellungen in die Fakultät hinein und teile sein praktisches Wissen auf<br />

vielfältige Weise mit dem Lehrpersonal und den Studierenden. Die Wichtigkeit<br />

dieser Vermittlungsfunktion unterstrich auch Prof. Birgitta Wolff, Rektorin der<br />

Universität: Dass ein „Brückenbauer zwischen Theorie und Praxis“ zum Ehrendoktor<br />

ernannt werde, freue sie ganz besonders.<br />

www.schmersal.com<br />

ERLEBEN SIE DIE ZUKUNFT IM ALL ELECTRIC SOCIETY PARK<br />

Der All Electric Society Park steht für den<br />

nachhaltigen Umgang mit Ressourcen und<br />

bildet ein Beispiel für die Realisierung der All<br />

Electric Society. Entlang der Zufahrt zu Phoenix<br />

Contact am Standort in Blomberg ist auf rund<br />

7.600 m² ein neuer Eingangsbereich entstanden,<br />

der seit September <strong>2023</strong> für Besuchende<br />

frei zugänglich. Anhand des Energieflusses von<br />

der Gewinnung über die Wandlung, Speicherung<br />

und Verteilung bis hin zum optimierten<br />

Energieeinsatz zeigt der Park, welche Möglichkeiten unsere Technologien bieten.<br />

Dabei veranschaulichen reale Applikationen, wie Sektorenkopplung funktioniert<br />

und welche Technologien diese ermöglichen. Der Park stellt in verkleinerter Form<br />

ein Abbild der realen Welt dar. Kuben aus Glas für die jeweiligen Applikationen,<br />

Freiflächenanlagen sowie ein Pavillon mit Leitwarte und Besprechungsräumen<br />

bilden die Ausstellungsbereiche des Parks. Dieser zeigt ein ganzheitliches Bild des<br />

schonenden Ressourcenverbrauchs basierend auf vorhandenen Entwicklungen.<br />

Unter bit.ly/AllElectricSociety erhalten Interessierte umfangreiche Informationen.<br />

www.phoenixcontact.com<br />

KOSTENFREIES<br />

PRODUKTMUSTER<br />

ANFOR<strong>DER</strong>N<br />

Bis zu 30 % weniger<br />

Montagezeit bei der<br />

Installation im Feld<br />

ermöglicht einen<br />

effizienten Gerätewechsel.<br />

Han ® Push-In erweitert die größte<br />

Vielfalt an Anschlusstechniken für<br />

Industrie-Steckverbinder.<br />

DRESSELHAUS NIMMT PROJEKT LOGISTIK 2.0 IN BETRIEB<br />

In Herford, Stammsitz der Dresselhaus-Gruppe,<br />

hat das neu konfigurierte Logistikzentrum<br />

seinen Betrieb aufgenommen. Die weitreichende<br />

Modernisierung der Logistik in Herford ist Teil<br />

eines Gesamtkonzepts, mit dem Dresselhaus<br />

die Versorgung der Kunden aus Industrie und<br />

Handel mit C-Teilen, Werkzeugen und weiteren<br />

Produkten auf ein neues Niveau hebt. „Der<br />

Umbau des Logistikzentrums Herford ist das<br />

bisher größte Investment der Firmengeschichte“, so Dresselhaus-CEO Markus<br />

Schörg. „Mit dem Projekt Logistik 2.0 setzen wir ein klares Zeichen, dass wir<br />

weiterhin zu den Impulsgebern der Branche gehören.“ Mit der Inbetriebnahme<br />

des Behälter-Shuttle-Regals und eines Fahrerlosen Transportsystems avanciert<br />

Herford zum zentralen Logistik-Hub mit den Schwerpunkten Kanban-Fulfillment<br />

und automatisierter Paketversand. Durch die umfangreiche Modernisierung<br />

der gesamten Logistik sieht sich Dresselhaus für die Zukunft gut aufgestellt.<br />

Zusätzlich erweitert das Unternehmen sein Sortiment in großem Maßstab mit<br />

mehr als 40.000 neuen Artikeln im Bereich Dresselhaus Werkzeug und Technik.<br />

www.dresselhaus.de<br />

■ Bis zu 30 % weniger Montagezeit<br />

durch direktes Einführen des Leiters in<br />

die Kontaktkammer<br />

■ Einfache Handhabung durch werkzeuglosen<br />

Anschluss<br />

■ Kosteneinsparungen im Vergleich zu<br />

alternativen Anschlusstechniken<br />

■ Maximale Flexibilität - geeignet für<br />

Aderendhülsen, Litzen- und Massivdrähte<br />

■ Steckkompatibiltät mit baugleichen<br />

Produkten mit anderen Anschlusstechniken<br />

One Range. No Limits:<br />

www.HARTING.com/push-in


KONSTRUKTION 2030<br />

ZUKUNFT WASSERSTOFF:<br />

FLUID-CONTROL VON H 2<br />

Lee Ventile<br />

können für<br />

H -Anwendungen<br />

2<br />

optimiert<br />

werden<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Warum sollten sich Konstrukteure mit Fluid-Control-Lösungen<br />

für Wasserstoffanwendungen befassen?<br />

Wasserstoff kann in vielen Industrien als klimaschonender<br />

Ersatz zu fossilen Brennstoffen eingesetzt werden – falls er<br />

nachhaltig produziert wird. Dazu gehören Mobilitätsanwendungen<br />

wie Kfz- und Nutzfahrzeugantriebe auf Brennstoffzellen-<br />

Basis, aber auch in der Luftfahrt sind entsprechende Serienlösungen<br />

bis Ende des Jahrzehnts zu erwarten. Zudem kommt<br />

in der Stationärindustrie Wasserstoff schon lange zum Einsatz,<br />

beispielsweise in der Düngemittelproduktion oder in anderen<br />

prozesstechnischen Applikationen. Um die nationalen wie<br />

globalen Klimaziele zu erreichen, wird der Umstieg auf wasserstoffbasierte<br />

Prozesse von der Politik stark gefördert.<br />

Welche Herausforderungen gehen mit dem<br />

Wasserstoff-Handling einher?<br />

Wasserstoff ist ein Gas, das besonders hohe Anforderungen an<br />

die verwendeten Komponenten stellt. Wasserstoff diffundiert<br />

sehr schnell durch andere (Dichtungs-) Materialien hindurch<br />

und ist zudem nur unter Hochdruck oder bei extrem niedrigen<br />

Temperaturen speicherbar. Darüber hinaus führt Wasserstoffkontakt<br />

bei vielen Materialien zur Versprödung, die wiederum<br />

zu Rissen führen kann. Das macht die Materialauswahl der<br />

gasberührenden Komponenten zum elementaren Faktor.<br />

Hinzu kommt, dass die Systeme in der Regel für den Einsatz<br />

in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert sein müssen.<br />

Für Konstrukteure bedeutet dies, dass sie einerseits um diese<br />

schwierigen Rahmenbedingungen wissen müssen, andererseits<br />

aber auch Lösungen kennen sollten.<br />

Wo sehen sie konkrete Lösungen für diese<br />

Zukunftstechnologien auf Wasserstoff-Basis?<br />

8 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de<br />

The Lee Company ist seit Beginn der Raumfahrt in nahezu<br />

allen relevanten Missionen im All mit Fluid-Control-Komponenten<br />

vertreten. In der Raumfahrt wird seit eh und je Wasserstoff<br />

als Treibstoff eingesetzt. Insofern wissen wir seit vielen<br />

Dekaden um die Herausforderungen dieses Mediums. Wir führen<br />

Ventile, Siebe und Drosseln in Miniaturbauweise, die für<br />

den Hochdruck betrieb – auch von Wasserstoff – ausgelegt sind.<br />

Unser spezialisierter Maschinenpark ist für die Bearbeitung<br />

anspruchsvollster und für das Handling von Wasserstoff geeigneter<br />

Materialien optimiert. Das betrifft auch die Produktion<br />

von Kleinstbauteilen für diese Anwendungen. Wir verfügen in<br />

Sachen Fluid-Control von Wasserstoff über jahrzehntelange<br />

Erfahrung. Dieses Knowhow nutzen wir gerne, um unsere Kunden<br />

dabei zu unterstützen, die Energiewende marktgerecht zu<br />

begleiten.<br />

Bilder: Aufmacher AA+W – stock.adobe.com, Ventil + Porträt Lee<br />

www.theleeco.com<br />

JÜRGEN PROCHNO,<br />

Geschäftsführer der Lee Hydraulische<br />

Miniaturkomponenten GmbH, Sulzbach


HARTING AUF JUBILÄUMSKURS MIT KLARER VISION<br />

Drei Tochtergesellschaften der Technologiegruppe feiern ihr jeweiliges<br />

Jubiläum: Harting Deutschland, der Standort Korea und die 1983<br />

gegründete Tochtergesellschaft in der Schweiz leben seit insgesamt 90<br />

Jahren die Unternehmensvision des Connectivity-Experten. 1979 begann<br />

die Internationalisierung des Unternehmensverbundes mit der Gründung<br />

der Landesgesellschaft in Frankreich. „Dann ging es Schlag auf Schlag:<br />

In den nächsten 10-15 Jahren haben wir uns immer weiter internationalisiert.<br />

Angefangen bei Japan über Hongkong bis hin zu Amerika“,<br />

erinnert sich Dietmar Harting, Vorstand der Technologiegruppe. Heute<br />

sind es weltweit 44 Vertriebsgesellschaften, 14 Produktionsstätten und<br />

sechs Entwicklungsstandorte. Philip Harting, Vorstandsvorsitzender<br />

der Unternehmensgruppe, freut sich nach wie vor, dass sein Vater sich vor Jahren für die Internationalisierung entschieden hat:<br />

„Gesellschaftliche Herausforderungen wie die De-Globalisierung führen uns heute wieder ganz konkret vor Augen, wie wichtig es<br />

ist, als Ansprechpartner nah am Kunden zu sein und nah am Kunden zu produzieren. So bleiben wir unserer Vision treu: ‚Wir wollen<br />

Werte für Menschen schaffen‘.“ Bild: In der Schweiz befindet sich die älteste internationale Landesgesellschaft der Gruppe.<br />

www.harting.com<br />

FLEN<strong>DER</strong> BAUT<br />

PRÄSENZ IN<br />

AUSTRALIEN AUS<br />

Der Antriebsspezialist Flender<br />

baut seine Produktions- und<br />

Servicekapazitäten in Australien<br />

mit der Eröffnung eines neuen<br />

Standorts in Sydney aus. Damit<br />

soll die lokale Präsenz und<br />

Kundennähe weiter erhöht<br />

werden. Die Gebäude sind<br />

mehr als 1.800 Quadratmeter<br />

groß und haben die strukturelle<br />

Kapazität für einen 50-Tonnen-<br />

Kran. Sie verfügen über das<br />

Japanese origin & quality – trusted worldwide since 1921<br />

Bearings<br />

for durability<br />

komplette Equipment, das für<br />

die Lieferung von OEM-Standards<br />

an Kunden erforderlich<br />

ist. Flender kann hier Getriebe<br />

bis zu 40 Tonnen sowie<br />

Komponenten wie Hauptwellen<br />

für Windkraftanlagen,<br />

Schmiersysteme, Flüssigkeitskupplungen<br />

und Bremsen<br />

reparieren. Sydney ist neben<br />

den Standorten in Perth,<br />

Rockhampton und Melbourne<br />

das vierte Servicezentrum des<br />

Antriebsspezialisten auf dem<br />

australischen Kontinent. Die<br />

Flender-Servicestandorte sind<br />

darauf ausgelegt, den gesamten<br />

Lebenszyklus eines Produkts<br />

von der Installation bis zur<br />

Außerbetriebnahme und<br />

Überholung zu unterstützen.<br />

www.flender.com<br />

to<br />

rebranding<br />

• Koyo<br />

JTEKT<br />

JTEKT<br />

Koyo<br />

•<br />

to<br />

rebranding to<br />

Our legacy:<br />

Our Future:<br />

rebranding<br />

JTEKT • Koyo<br />

Official Date:<br />

April 1, 2022<br />

JTEKT<br />

• Koyo<br />

rebranding<br />

to<br />

Get to know our bearings at jtekt-bearings.eu<br />

Formerly sold as


XXX<br />

INNOVATIONEN IN <strong>DER</strong> WELT <strong>DER</strong> LEITUNGSGEBUNDENEN VERBINDUNGSTECHNIK VORANTREIBEN<br />

FERTIGUNGSTIEFE IM FOKUS<br />

Verbindungslösungen transportieren und verbinden Daten, Signale und Energie. Die Energie- und<br />

Nervenbahnen sind in unserer industrialisierten Welt und vor allem im industriellen Fertigungsumfeld<br />

unver zichtbar. Und die Nachfrage steigt – vor allem im Bereich der zunehmenden<br />

Automatisierung, der Intralogistik, der Infrastruktur mit Erneuerbaren Energien und überall dort,<br />

wo digitalisiert wird. Für Lapp bieten sich dadurch große Chancen, aber auch die Herausforderungen<br />

in der Produktion wachsen. Wir sprachen mit Hubertus Breier, Vorstand für Technik und Innovation<br />

bei Lapp, über Visionen, Strategien und Ziele.<br />

INTERVIEW<br />

Lapp ist ein global agierendes Technologieunternehmen und<br />

pflegt gleichzeitig eine sehr werteorientierte Unternehmenskultur.<br />

Was hat Sie motiviert, die Herausforderung als Vorstand<br />

für Technik und Innovation anzunehmen?<br />

Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke, Chefredakteurin, <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

Lapp lebt eine unglaublich offene Unternehmenskultur. Alle<br />

Mitarbeitenden sind „open-minded“, wie man heute so schön<br />

sagt, geben untereinander Feedback und der tägliche Austausch<br />

findet auf Augenhöhe statt. Ich konnte mich gleich zu Beginn<br />

meiner Tätigkeit mit vielen Mitarbeitenden auf der ganzen Welt<br />

austauschen, habe bereits 19 Standorte besucht, und überall ist<br />

die ONE Lapp-Kultur zu spüren. Das gab mir die Möglichkeit<br />

schnell in die Themen hineinzuwachsen und das Unternehmen<br />

als globale dezentrale Organisation zu verstehen. Lapp hat im<br />

Geschäftsjahr 2021/22 ein Wachstum von 31 Prozent verzeichnet.<br />

Wenn ein Unternehmen schnell wächst, können die Strukturen<br />

oft nicht genauso schnell und stark mitwachsen. Hier<br />

bringe ich meine Erfahrungen ein: ich durfte bereits in ganz<br />

großen, aber auch in ganz kleinen und mittleren Unternehmen<br />

mitwirken und Erfahrung sammeln. Ich kenne diese unterschiedlichen<br />

Unternehmenswelten gut und gerade deshalb ist<br />

es für mich ein großer Ansporn und eine Freude, die Zukunft<br />

von Lapp in den Bereichen Technik und Innovation, Produktion,<br />

IT und Prozesse mitgestalten zu dürfen. Denn die Reise und der<br />

Wandel bei Lapp haben gerade erst begonnen.<br />

Mit Ihrer technischen Expertise werden Sie bei Lapp eine<br />

Vorreiterrolle übernehmen. In welchen Geschäftsfeldern sehen<br />

Sie in den nächsten Jahren besonders großes Potenzial?<br />

Die Wachstumsfelder von Lapp sind sehr vielseitig. Blicken wir in<br />

den Bereich der Verbindungstechnologien, da werden beispielsweise<br />

elektronische Antriebe über eine Motoranschlussleitung an<br />

einen Aktor angeschlossen. Hierfür sind Stecker erforderlich, die<br />

sehr spezifisch, ausfallsicher und zuverlässig sind. Unser Ziel ist<br />

also die Entwicklung und Herstellung einer optimierten Steckverbindung.<br />

Bleiben wir bei der Motoranschlussleitung, geht es am<br />

anderen Ende in den Schaltschrank zum Frequenzumrichter.<br />

Auch hier brauchen wir effiziente und zuverlässige Verbindungen<br />

mit unterstützenden Eigenschaften in Hinblick auf elektromagnetische<br />

Verträglichkeit. Ebenso im Bereich der Leistungsverteilung<br />

werden spezifische Leitungen und Stecker benötigt. Im nächsten<br />

Schritt folgt die Datenkommunikation, die noch mehr Gestaltungsmöglichkeiten<br />

mit sich bringt: von Datenleitungen verschie-<br />

10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


IM DIALOG<br />

Nicole Steinicke im Gespräch mit Hubertus Breier,<br />

Vorstand für Technik und Innovation bei der Lapp Holding SE<br />

Marktradarthemen. Wir beobachten Trends wie Robotik, KI und<br />

Quantencomputing, aber auch konkrete Technologiefelder wie<br />

die Supraleitung. Die effiziente Nutzung dieser Technologie<br />

erfordert robuste und eventuell neuartige Verbindungslösungen.<br />

Der Effekt der Supraleitung ist beispielsweise für Quantencomputer<br />

essenziell. Der vermehrte Einsatz von supraleitenden<br />

Energieleitungen wird aber auch im Bereich Wasserwirtschaft<br />

diskutiert – die Kühlung kommt durch den flüssigen Wasserstoff<br />

quasi mit. Für den Einsatz des supraleitenden Effektes in der<br />

Niederspannung sind die Kosten und auch der Aufwand für<br />

Kühlung im großskaligen Einsatz aber noch absolut unwirtschaft -<br />

lich und viel zu teuer. Ein anderes Beispiel ist die zunehmende<br />

Urbanisierung. Hier sind Infrastruktur-Leitungen im Mittelspannungsbereich<br />

gefragt. Darüber hinaus sehen wir weiterhin<br />

viel Entwicklungspotenzial im klassischen Anlagenbau, in der<br />

Automatisierung sowie im Bereich Food & Beverage. In der Verbindungstechnologie<br />

steckt also noch viel Innovationspotenzial.<br />

dener Leistungsklassen bis hin zu Netzwerksteckern, die im Feld<br />

benötigt werden und den Umschwung auf eine Ethernet-basierte<br />

Verbindung von der Cloud bis zum Sensor ermöglichen. Das heißt,<br />

wir brauchen Verbindungslösungen, die absolut zuverlässig sind.<br />

Das eine ist die Produktentwicklung, das andere sind die<br />

Produktionsprozesse. Welche Rolle nimmt hierbei aus Ihrer<br />

Sicht die Fertigungstiefe ein, die sicher von Zeit zu Zeit neuen<br />

Bedingungen angepasst werden sollte?<br />

Bei unseren Produktionsprozessen beschäftigt uns sehr die<br />

Fertigungstiefe und natürlich auch unser Eigenproduktionsanteil.<br />

Unser Ziel ist es, das Potenzial bestmöglich auszuschöpfen. Wir<br />

bauen auf ein sehr gutes Lieferantennetzwerk. Dabei stehen wir<br />

immer vor der Frage: Make or Buy. Um maximal flexibel agieren<br />

zu können, steht die Wertschöpfungskette von Lapp auf vier<br />

Säulen: Eigenfertigung (Make) – wir spezifizieren, entwickeln<br />

und fertigen. Die zweite Säule ist, wir spezifizieren und entwickeln,<br />

lassen dann aber nach Zeichnungen fertigen (Contract<br />

Manufacturing). Weitere Säule ist das ODM (Original Design<br />

Manufacturing), das heißt wir spezifizieren ein Produkt und ein<br />

anderes Unternehmen entwickelt und produziert dieses im<br />

Rahmen einer Auftragsfertigung. Und die vierte Säule ist der<br />

Zukauf (Buy) von fertigen Produkten, die wir dann über unser<br />

effizientes Logistiknetzwerk vertreiben. Somit stellen wir eine<br />

resiliente Lieferkette sicher und können uns ausbalanciert an<br />

sich ändernde Bedingungen anpassen. Unsere Fertigungstiefe<br />

ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen und daran<br />

wollen wir weiterarbeiten. Geplant ist beispielsweise, unsere<br />

Compoundierung, also die Herstellung von Kunststoffwerkstoffen<br />

in Indien weiter auszubauen. Hierdurch können wir<br />

unsere Compounds, die Kernbestandteil unserer Kabel und<br />

Leitungen sind, eigenständig anpassen und entwickeln.<br />

In Zukunft möchte sich Lapp noch stärker als Lösungsanbieter<br />

positionieren. In diesem Zusammenhang bringen Sie wertvolle<br />

Erfahrungen im Bereich Value Added Services mit. Inwiefern<br />

profitieren Ihre Kunden davon, Stichwort „Mehrwert“?<br />

Ich bin ein Verfechter der Lean-Start-up-Methode, bei der sich<br />

alles um den Innovationsprozess dreht. Das heißt, wir wollen<br />

Kunden bereits in einer frühen Entwicklungsphase am Innovationsprozess<br />

beteiligen. Gutes Beispiel ist unser Zustandsüberwachungsgerät<br />

Etherline Guard für Ethernet-basierte Datenleitungen.<br />

Das Gerät haben wir mit Schlüsselkunden entwickelt<br />

und unsere ersten Prototypen frühzeitig von diesen testen<br />

lassen. Zusätzlich pilotieren wir einen Health-Check-Service,<br />

mit dem wir Maschinen- und Produktionsbetreiber dahingehend<br />

unterstützen, indem wir den „Gesundheitszustand“ seiner<br />

aktiven und passiven Netzwerktechnik überprüfen und<br />

Schwachstellen lokalisieren. Und genau das ist der Value<br />

Added Service. Ein weiteres Beispiel ist Ölflex Connect. Wir<br />

übernehmen die komplette Kabelkonfektion und bieten damit<br />

einen Rundum-Service von der Konfektion von Leitungen und<br />

Steckern bis hin zur komplexen Energieführungskette,<br />

die just-in-time geliefert<br />

wird. Dabei geht es auch sehr viel um<br />

die Beratung und das Engineering.<br />

Kurzum: Wir wollen die technische<br />

Beratungsleistung unserer Experten<br />

noch stärker für integrierte Kundenlösungen<br />

einsetzen.<br />

Bilder: Lapp<br />

www.lapp.com<br />

Schon heute besetzt Lapp mit seinen Innovationen<br />

Trendthemen wie Gleichstrom oder EMV. Wo sehen Sie in den<br />

nächsten Jahren deutliches Entwicklungspotenzial?<br />

Lapp ist in vielen Märkten und Branchen aktiv, vorrangig der<br />

industriellen Automatisierungstechnik und Intralogistik. Unseren<br />

Technologieradar nutzen wir als Indikator für kommende


TITELSTORY<br />

SPS <strong>2023</strong><br />

SCHUTZEINRICHTUNG UND<br />

VERRIEGELUNG – EINE SYMBIOSE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Erich Wagner, Product Management /<br />

Sensors, Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern<br />

<strong>12</strong> <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

Bei vielen industriellen Anwendungsfällen ist es notwendig,<br />

die erforderliche Sicherheit über sogenannte beweglich trennende<br />

Schutzeinrichtungen zu gewährleisten. Dabei muss diese Schutztür aber nicht<br />

nur die erforderliche Sicherheit garantieren, sie muss auch mit Blick<br />

auf die Produktion durch Effizienz glänzen. Wann welche Sicherheitszuhaltung<br />

Sinn macht, erfahren Sie in diesem Beitrag.<br />

Tatsächlich ist es der Anwendungsfall, der vorgibt, welche<br />

Schutztürart die richtige ist. Die Norm EN ISO 14<strong>11</strong>9 „Sicherheit<br />

von Maschinen – Verriegelungseinrichtungen in<br />

Verbindung mit trennenden Schutzeinrichtungen – Leitsätze<br />

für Gestaltung und Auswahl“ weist den Weg: Sie verbindet<br />

das Thema Sicherheit eng mit den sehr vielfältigen Anwendungssituation.<br />

Es muss also gut überlegt sein, welche Schutztürart –<br />

Schwenk- und Schiebetüren, Hauben, Klappen oder Rolltore –<br />

passend ist. Betrachtet werden muss auch die Art der Überwachung,<br />

der Schaltertyp sowie die passende Sicherheitszuhaltung<br />

für die Schutztür.<br />

MANIPULATION DEN RIEGEL VORSETZEN<br />

Ein wesentliches Kriterium für die Entscheidung findet sich in<br />

der Einbausituation selbst: zum Beispiel der verdeckte Einbau<br />

oder die Platzsituation. Für platzkritische Situation eignen sich<br />

Sicherheitszuhaltungen wie der neue Sicherheitsschalter mit Zuhaltung<br />

PSENmlock mini von Pilz. Dieser etwa besitzt eine kompakte<br />

Bauform.<br />

Überdies muss bedacht werden, ob besonders raue Umgebungsbedingungen<br />

herrschen. Dann ist eine robuste Zuhaltung<br />

wie etwa die neue Sicherheitszuhaltung PSENslock 2 von Pilz gefragt,<br />

die ein hygienisches Design aufweist beziehungsweise mit<br />

Edelstahlelementen erhältlich ist. Mit ihr kann eine sichere<br />

Schutztürüberwachung mit Prozesszuhaltung auch in widrigsten<br />

Umgebungsbedingungen umgesetzt werden, da sie die Schutzart<br />

IP 67 / IP 6K9K erfüllt. Bei dieser Zuhaltung kann dazu die Rastkraft,<br />

also die Kraft, die einen Sicherheitsschalter mit dem Betätiger<br />

verbindet, über einen RFID-Tag individuell eingestellt werden,<br />

was die Sicherheit passgenau für die jeweilige Maschine<br />

umsetzbar macht.<br />

VERRIEGELUNG MIT ZUHALTUNG<br />

Wird die Sicherheit über beispielsweise eine Verriegelungseinrichtung<br />

umgesetzt, muss diese unter anderem die gefahrbringende<br />

Bewegung einer Maschine so lange verhindern, wie die beweglich<br />

trennende Schutzeinrichtung, etwa eine Schutztür, geöffnet<br />

ist. Praktisch gesprochen muss die gefährliche Maschinenbewegung<br />

bei Öffnen der Schutzeinrichtung sofort stoppen und<br />

auch der Wiederanlauf verhindert werden, solange sie geöffnet ist.<br />

Anders, wenn von der Maschine nach dem Stoppbefehl noch<br />

eine Gefahr ausgehen kann. Dann brauchen Anwender für eine<br />

adäquate Sicherheit eine Verriegelungseinrichtung mit Zuhaltungsüberwachung.<br />

Das betrifft etwa Maschinen, die noch nachlaufen,<br />

wie beispielsweise auch bei Roboteranwendungen. Die<br />

Schutzeinrichtung darf hier erst entsperren, wenn sich die<br />

Maschine in einem sicheren Zustand befindet und komplett<br />

gestoppt hat. Erst dann, wenn keinerlei Gefahr mehr von der<br />

Maschine ausgeht, lässt sich die Schutztür öffnen. Technisch<br />

funktioniert das, indem der Stillstand durch Encoder oder Stillstandswächter<br />

überwacht wird und dieser das Signal an die Steuerung<br />

übermittelt. Erst dann darf die Zuhaltung entsperrt und<br />

die Schutzeinrichtung geöffnet werden.<br />

PROZESS- UND PERSONENSCHUTZ<br />

Die Frage nach der Art der Zuhaltung ist abhängig von der Nachlaufzeit.<br />

Ist die Zeit bis zum Erreichen der Gefahrenstelle länger<br />

als die Nachlaufzeit, ist eine Prozesszuhaltung ausreichend. Ist<br />

die Eingriffszeit allerdings kürzer als die Nachlaufzeit, wird eine<br />

sichere Zuhaltung, auch Personenschutz genannt, erforderlich.<br />

Für den Prozessschutz (also dem Verhindern einer ungewollten<br />

Unterbrechung des Fertigungsablaufs) ist eine Zuhaltung<br />

zum Beispiel nach dem Arbeitsstromprinzip ausreichend. Dabei<br />

erfolgt die Zuhaltung durch einen Magneten – für die Entsperrung<br />

wird der Magnet wieder deaktiviert. Ein Funktionsprinzip,<br />

wie es zum Beispiel die elektromagnetische Sicherheitszuhal-<br />

01 Sowohl einzeln als auch in Reihe ist die Sicherheitszuhaltung<br />

PSENslock 2 für die Schutztür-Absicherung universell einsetzbar<br />

und bis zur höchsten Sicherheitskategorie PL e, Kat. 4 nach EN ISO<br />

13849 ausgelegt<br />

02 Mit ihrer kleinen Bauform von gerade mal 30x30x159 mm<br />

– 60 Prozent kleiner als der „große“ PSENmlock – findet die<br />

Sicherheitszuhaltung PSENmlock mini auch in platzkritischen<br />

Anwendungen immer einen Platz<br />

01<br />

01<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 13


03<br />

03 Das bistabile Prinzip sorgt für die sichere Zuhaltung<br />

in der Anwendung, das heißt verriegelt oder entriegelt wird<br />

nur, wenn beide Kanäle sicher geschaltet haben<br />

04 Eine Maschinenbewegung muss beim Öffnen der<br />

Schutzeinrichtung sofort stoppen und der Wiederanlauf<br />

verhindert werden, solange sie geöffnet ist<br />

TITELSTORY<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

04<br />

tung PSENslock 2 von Pilz bietet. Sie kombiniert die sichere<br />

Schutztürüberwachung mit einem integrierten Elektromagneten<br />

und bietet damit eine sichere Stellungsüberwachung mit Prozesszuhaltung<br />

in nur einem System.<br />

Eine andere Situation liegt vor, wenn die Maschine vom Bedienpersonal<br />

betreten werden kann oder muss, zum Beispiel bei notwendigen<br />

Wartungen oder für Eingriffe in den laufenden Produktionsprozess.<br />

Oder wenn überdies gefährliche Nachlaufbewegungen<br />

bestehen, die das Bedienpersonal verletzen könnten.<br />

Dann muss neben dem Prozessschutz auch der Personenschutz<br />

berücksichtigt werden: Eine Sicherheitszuhaltung nach EN ISO<br />

13849-1 ist bei diesem Anwendungsfall zwingend notwendig.<br />

UMSETZUNG <strong>DER</strong> NEUEN MVO<br />

Pilz unterstützt Hersteller von Maschinen mit einem<br />

umfassenden Dienstleistungsangebot für die Maschinensicherheit<br />

von der Sicherheits analyse über die Validierung<br />

bis zur CE-Kennzeichnung. Die Experten beraten Kunden<br />

bei wesent lichen Veränderung an Maschinen und<br />

Anlagen nach den Anforderungen der Maschinenverordnung<br />

(MVO). Auch die neuen normativen Anforderungen<br />

an die Security sind dabei im Blick – denn Industrial<br />

Security stellt an der Maschine die Integrität der Safety<br />

sicher: dafür können Interessenten das umfassende<br />

Dienstleistungsangebot inklusive Schulungen im Bereich<br />

Industrial Security nutzen.<br />

Hören Sie im aktuellen Podcast „Sicherheitszuhaltungen<br />

für den Prozess- und Personenschutz“ mit Philipp<br />

Beißwenger, Project Manager Sales International bei Pilz,<br />

wie Sie die für Ihre Anwendung optimale Sicherheitszuhaltung<br />

finden, um sicher und wirtschaftlich zu arbeiten.<br />

bit.ly/3FpGI<strong>12</strong><br />

DIE PASSENDE SCHUTZEINRICHTUNG<br />

FÜR JEDEN PERFORMANCE LEVEL<br />

Die Wahl der passenden Schutzeinrichtung erfolgt hier auf Basis<br />

des durch die Risikoanalyse bestimmten Performance Levels (PL).<br />

Die sichere Zuhaltung kann in diesem Fall beispielsweise durch<br />

das Ruhestromprinzip erreicht werden. Im Gegensatz zum Arbeitsstromprinzip<br />

wird hier für das Aktivieren der Zuhaltung eine<br />

Feder verwendet, für das Öffnen der Zuhaltung kommt eine Magnetspule<br />

zum Einsatz. Die mechanische Sicherheitszuhaltung<br />

PSENmech von Pilz etwa ermöglicht solch eine sichere Zuhaltung<br />

bis PL c, mit Fehlerausschluss auch bis zu PL d. Diese elektromechanischen<br />

Sicherheitsschalter sorgen für die Zuhaltung<br />

der Schutztür, bis der gefährliche Produktionsprozess beendet<br />

und die Maschine oder Anlage sicher gestoppt ist.<br />

Neben dem Ruhestromprinzip ist es das bistabile Prinzip, das<br />

ebenfalls für die sichere Zuhaltung sorgt. Diese zweikanalige Ansteuerung<br />

der Zuhaltung verriegelt oder entriegelt nur, wenn beide<br />

Kanäle sicher geschaltet haben. Es erkennt zudem Fehlerfälle,<br />

wie Kurz- oder Querschluss, die zum Abschalten der OSSD-Ausgänge<br />

(Output Signal Switching Device) führen, aber ein unbeabsichtigtes<br />

Öffnen der Tür, sogar im Fehlerfall, verhindert. Bei Pilz<br />

wird dieses Prinzip mit den Sicherheitszuhaltungen PSENmlock<br />

und PSENmlock mini umgesetzt, die auf Basis dieser Technologie<br />

eine sichere Verriegelung und sichere Zuhaltung bis PL e<br />

beziehungsweise bis PL d umsetzen kann.<br />

EINE SMARTE DIAGNOSE BRINGT AUCH<br />

DIE PRODUKTIVITÄT IN SCHWUNG<br />

Wenn auch eine Diagnoselösung wie Safety Device Diagnostics<br />

(SDD) von Pilz genutzt wird, dann lassen sich neben umfangreichen<br />

Diagnose- und Statusinformationen zudem eine sichere<br />

Reihenschaltung und gleichzeitig die gezielte Ansteuerung einzelner<br />

Sensoren umsetzen. Vorteil: Es lässt sich exakt definieren,<br />

welche Türen nach dem Abschalten entriegelt und geöffnet werden<br />

dürfen, wenn in einer Anlage zum Beispiel Wartungsarbeiten<br />

anstehen. Ansonsten würden bei Anforderung der Entriegelungsfunktion<br />

alle in Reihe geschalteten Schutztüren auf einmal<br />

aufgehen, was zum Sicherheitsproblem werden kann, weil unbemerkt<br />

eine Person an einer weiteren Schutzeinrichtung den Gefahrenraum<br />

betreten könnte.<br />

Eine Standardsituation für die Sicherheit gibt es somit nicht,<br />

eine Faustformel für den Schutz von Mensch und Maschine jedoch<br />

schon: Je gefährlicher die Situation „hinter“ einer Schutztür,<br />

desto sicherer muss der Schutz beziehungsweise die Überwachung<br />

der trennenden Schutzeinrichtung ausgelegt sein.<br />

Bilder: Pilz<br />

DIE LÖSUNGEN BIETEN<br />

PASSGENAUE SICHERHEIT<br />

FÜR DIE JEWEILIGE MASCHINE,<br />

AUCH IM HYGIENIC DESIGN<br />

www.pilz.com<br />

14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

DIE SMARTE WELT<br />

<strong>DER</strong> AUTOMATISIERUNG<br />

Praxisnah und zukunftsweisend: Vom 14. – 16.<strong>11</strong>.<strong>2023</strong> trifft sich die Automatisierungsbranche<br />

wieder in Nürnberg. Auf der 32. Fachmesse SPS werden in 16 Messehallen<br />

über 1.200 Aussteller aus der ganzen Welt erwartet. Präsentiert werden Innovationen<br />

und Trends, die dazu einladen sich vor Ort mit Experten auszutauschen und<br />

praxisnahe und zukunftsweisende Technologien zu erleben.<br />

Automatisierungsaufgaben erfordern Innovation und Entwicklung.<br />

Genau diesen Leitsatz verkörpert auch die<br />

diesjährige SPS-Fachmesse. Besucher erwartet ein breites<br />

Spektrum an Ausstellern. Unter ihnen internationale<br />

Firmen, sowie kleinere Unternehmen und Start-Ups. Die SPS gliedert<br />

sich in acht Themenschwerpunkte. Darunter zählen die Fachbereiche<br />

elektrische Antriebstechnik, mechanische Infrastruktur,<br />

Sensorik & Systemlösung, Industrielle Kommunikation, Software<br />

& IT in der Fertigung, Interfacetechnik, Steuerungstechnik und<br />

Mensch-Maschine-Interface, welche auf drei Geländeteile verbreitet<br />

vorzufinden sind. Allerdings rücken auch Themen wie Künstliche<br />

Intelligenz und IT-Security weiter in den Vordergrund. Dabei<br />

wird ein besonderer Schwerpunkt auf fokussierte Besucherführung<br />

sowie fachlichen und persönlichen Austausch gelegt. Für dieses<br />

umfangreiche Programm wird die Ausstellungsfläche von<br />

14 auf insgesamt 16 Messehallen erweitert. So stehen im Vergleich<br />

zur SPS 2022 zwei weitere Hallen zur Verfügung.<br />

INNOVATION BRAUCHT WACHSTUM<br />

Neben der Inbetriebnahme von zwei zusätzlichen Messehallen<br />

zeigen sich im Kontrast zum Vorjahr neben wachsenden Buchungszahlen<br />

eine hohe Wiederbuchungsrate. Hierbei sei die<br />

große Nachfrage der Grund des erweiterten Messegeländes. Der<br />

Fokus auf Wachstum lässt sich dieses Jahr also nicht nur in den<br />

Ausstellungen finden: Mit rund 1.300 gebuchten Ausstellern liegt<br />

die Automationsmesse über dem Erwartungsniveau aus 2022.<br />

Auch die Anzahl internationaler Besucher sollen, mit einem Anteil<br />

von rund 29 Prozent im vergangenen Jahr, wieder umfangreich<br />

vertreten sein. „Nach dem erfolgreichen Restart im vergangenen<br />

Jahr hat sich das Interesse an der SPS weiterhin verstärkt<br />

und die Rückmeldungen liegen bereits deutlich über Vorjahresniveau<br />

zum gleichen Zeitpunkt. Zudem sind wir derzeit mit vielen<br />

weiteren Unternehmen in Kontakt, was uns sehr positiv<br />

stimmt und darauf hindeutet, dass sich die SPS wieder in Rich-<br />

tung Vor-Corona-Niveau entwickelt,“ so Sylke Schulz-Metzner,<br />

Vice President SPS bei Mesago Messe Frankfurt.<br />

DIGITALES KONZEPT „SPS ON AIR“<br />

BLEIBT BESTEHEN<br />

Auch in diesem Jahr wird weiterhin das digitale Konzept „SPS on<br />

air“ in Begleitung zu dem Rahmenprogramm angeboten. Dabei<br />

können sich Besucher bereits ab September digital an der Messe<br />

beteiligen. „SPS on air“ erlaubt Interessenten sich über Angebote<br />

zu informieren, Termine zu vereinbaren und Kontakte zu knüpfen.<br />

Auch das digitale Pre-Heat-Event findet wieder statt. Dieses<br />

bietet Besuchern am 08. November <strong>2023</strong> die Option erste Eindrücke<br />

zu erlangen und die verschiedenen Angebote der Aussteller<br />

kennenzulernen. Zuletzt seien 2022 vor allem die Fachbeiträge<br />

und Podiumsdiskussionen aus dem Messeforum gewinnbringend<br />

gewesen, sodass auch diese beibehalten werden.<br />

Bilder: Mesago Messe Frankfurt GmbH / Arturo Rivas Gonzalez<br />

sps.mesago.com<br />

SPS EXPANDIERT IN DIE USA<br />

Nach dem Erfolg der Schwesterveranstaltungen in Italien<br />

und China, soll die SPS im Jahr 2024 erstmals in den<br />

USA vertreten sein. Hierfür wird im Rahmen der ITMS –<br />

International Manufacturing Technology Show – eine<br />

Sonderschaufläche bereitgestellt werden. Die Marke<br />

SPS tritt dort als „Automation Sector powered by<br />

SPS – Smart Production Solutions“ auf. Ab 2025 soll<br />

alle zwei Jahre eine eigenständige Fachmesse in Atlanta<br />

abgehalten werden.<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 15


SPS <strong>2023</strong><br />

BÜRSTENMOTOR<br />

BEWEGT MINILABOR<br />

IM ALL<br />

Forschung im Weltraum ist teuer.<br />

Um Kosten zu sparen, werden mithilfe<br />

von kompakten Satelliten mehrere<br />

Experimente gleichzeitig ins All<br />

befördert. Der begrenzte Bauraum<br />

erfordert jedoch eine durchdachte<br />

Miniaturisierung. Kleinstmotoren<br />

können hier punkten.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bemannte Raumfahrt-Missionen sind teuer und viele Parameter<br />

müssen, gerade für Langzeitflüge wie zum Mars,<br />

vorher untersucht werden. Hier bieten kompakte Satelliten<br />

wie die sogenannten Cubesats Möglichkeiten für eine<br />

preiswerte Grundlagenforschung, da viele Experimente gleichzeitig<br />

ins All befördert werden können. Die geringe Baugröße erfordert<br />

aber eine durchdachte Miniaturisierung, so wie beim Biolabor<br />

des Bammsat-Teams der Universitäten Cranfield und Exeter.<br />

In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und<br />

Raumfahrt (DLR), der schwedischen SNA und der ESA zur Erforschung<br />

der kosmischen Strahlung werden im Minilabor unter-<br />

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen, Leiter Marketing, Faulhaber, Schönaich;<br />

Ellen-Christine Reiff, M.A, Redaktionsbüro Stutensee<br />

schiedliche Proben über einen Faulhaber-Kleinstmotor in einem<br />

Revolvermagazin vorgehalten und nach Wunsch bewegt.<br />

QUA<strong>DER</strong>FÖRMIGEN MODULE<br />

Die Würfelsatelliten der Cubesat-Serie basieren auf standardisierten<br />

quaderförmigen Modulen für Kleinsatelliten mit geringem<br />

Startgewicht und entsprechend niedrigen Startkosten. Sie sind<br />

seit 2004 im Einsatz und bilden eine Art Niedrigpreissegment in<br />

der Raumfahrt. Der kleinste Würfel wird als 1U (one unit – eine<br />

Einheit) bezeichnet und misst rund <strong>11</strong> × 10 × 10 cm bei einer Masse<br />

von maximal 1,33 kg. Die skalierbaren Würfelsatelliten können<br />

als Vielfaches der Einzelgröße gebaut werden, bei einem 3U<br />

Cubesat sind es dann 34 × 10 × 10 cm und 4 kg Gewicht. Für einen<br />

Raketenstart werden mehrere Cubesats, auch in unterschiedlichen<br />

Größen zusammengefügt; die Nutzlast wird so optimal<br />

16 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong> / <strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

01 Das Bio-Minilabor<br />

des Bammsat-Teams hat<br />

bereits seinen ersten<br />

Probeflug in die<br />

Stratosphäre erfolgreich<br />

überstanden<br />

DIE SKALIERBAREN<br />

KLEINST SATELLITEN MACHEN<br />

VERSUCHE IM WELTRAUM<br />

INZWISCHEN ERSCHWINGLICH<br />

ausgeschöpft und die Transportkosten geteilt. „Die Folgen von<br />

Schwerelosigkeit und kosmischer Strahlenbelastung lassen sich<br />

auf der Erde nur bedingt und unvollständig untersuchen“, erläutert<br />

Aqeel Shamsul, der das Bammsat-Projekt an der englischen<br />

Cranfield University leitet. „Experimente im All stellen uns vor<br />

besondere Herausforderungen und sind an den ziemlich teuren<br />

Raketentransport einschließlich Astronautenzeit und Logistik geknüpft.<br />

Das wiederum schränkt die Möglichkeiten für die Forschung<br />

an biologischen Systemen unter Weltraumbedingungen<br />

stark ein.“ Ein Minilabor in einem 3U-Gehäuse brachte die<br />

Lösung. Als Versuchstier für die Experimente dient Caenorhabditis<br />

elegans, ein nur einen Millimeter langer Fadenwurm, der normalerweise<br />

im Erdboden gemäßigter Klimazonen lebt. Rund<br />

83 Prozent seiner Gene sind mit menschlichen Genen vergleichbar,<br />

daher ist er ideal geeignet zur Erforschung zahlreicher Weltraumfaktoren<br />

wie zum Beispiel den Einfluss der Strahlung auf<br />

die DNS von Lebewesen. Da er auch auf der Erde häufig für Studien<br />

in Bereichen wie Alterungsforschung, Muskelphysiologie<br />

und Radiobiologie verwendet wird, sind zudem ausreichend<br />

Daten für vergleichende Studien vorhanden. Im All reagieren<br />

die Zellen des Fadenwurms auf Schwerelosigkeit und Strahlenbelastung<br />

weitgehend ähnlich wie menschliche Zellen; die gewonnenen<br />

Daten sind daher leicht übertragbar.<br />

CLEVERE RAUMAUFTEILUNG<br />

Um möglichst viele Experimente pro Start ausführen zu können,<br />

war eine durchdachte Raumaufteilung essenziell. Zentrales Element<br />

des kleinen Weltraumlabors ist ein Revolvermagazin; eine<br />

drehbare, runde Scheibe mit mehreren Kammern, in denen die<br />

biologischen Proben untergebracht sind. Die Probenbehälter<br />

haben Ein- und Ausflussöffnungen, durch die kleinste Flüssigkeitsmengen<br />

zugeführt oder entnommen werden können, um<br />

die Würmer mit Nahrung zu versorgen oder sie von ihren Ausscheidungen<br />

zu befreien. Zudem lassen sich unterschiedliche<br />

Stoffe wie pharmazeutische Substanzen zuführen, um deren<br />

Wirkung unter Weltraumbedingungen zu untersuchen.<br />

Durch Drehung der Scheibe können die einzelnen Probe-<br />

Kammern vor die Linse eines Mikroskops bewegt werden. Über<br />

Spektrometer können die Wissenschaftler dann biochemische<br />

Der Leistungsstarke<br />

SD4M mit Drei-Level-Technologie<br />

SPS | Nürnberg | 14.-16.<strong>11</strong>.<br />

Halle 4 | Stand 230<br />

Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />

bis 2.000 Hz bzw. im Leistungsbereich bis 470 kVA<br />

Kundenspezifische<br />

Lösungen möglich<br />

www.sieb-meyer.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 202 3/ <strong>11</strong>-<strong>12</strong> 17


SPS <strong>2023</strong><br />

03 Der bürstenkommutierte<br />

DC-Motor<br />

fährt die Probenkammern<br />

exakt in die gewünschte<br />

Position<br />

02 Die biologischen<br />

Proben sind in einem<br />

Revolvermagazin mit<br />

mehreren Kammern<br />

untergebracht<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Eigenschaften des Kammerinhalts unter anderem über den Brechungsindex<br />

bestimmen, zum Beispiel den Anteil von Proteinen.<br />

So lassen sich zahlreiche unterschiedliche Versuche auf einem<br />

Flug durchführen. Dabei ist das Forschungsobjekt nicht festgelegt,<br />

außer dem Fadenwurm sind auch andere kleine Versuchsorganismen<br />

wie Mikrobenkulturen möglich. Die Untersuchungsdaten<br />

sammelt ein Bordcomputer und überträgt sie zur Erde.<br />

ROBUSTER BÜRSTENMOTOR<br />

„Bei diesem Projekt kam es nicht zuletzt darauf an, mit möglichst<br />

wenig Gewicht und Raum auszukommen“, erzählt Aqeel Shamsul.<br />

„Nur so konnten wir das Modul in den 3U Cubesat einpassen und<br />

wirtschaftliche Startkosten sichern. Eines der wichtigen Elemente<br />

war hier der Antrieb der Probenscheibe. Er muss nicht nur sehr<br />

klein und sehr leicht sein, sondern gleichzeitig ein hohes Drehmoment<br />

liefern und während der geplanten Einsatzzeit von mehreren<br />

Monaten bis zu einem Jahr sehr präzise arbeiten.“<br />

Der ursprünglich vorgesehene Schrittmotor des Bammsat-<br />

Teams wurde in Zusammenarbeit mit den Experten der britische<br />

Faulhaber-Tochter EMS verworfen. Die Kleinstantriebsspezialisten<br />

brachten eine andere Lösung ins Spiel: Für die<br />

besonderen Anforderungen der Anwendung erwies sich ein<br />

bürstenkommutierter DC-Motor der Serie SR mit 22 mm<br />

Durchmesser als besser geeignet. Ein Encoder des Typs IEH3-<br />

4096 liefert die nötige Auflösung für die fein abgestimmte Steuerung;<br />

ein Untersetzungs-Planetengetriebe der Ausführung<br />

20/1R sorgt für die Maximierung des Drehmoments und verbessert<br />

dabei die Positionsauflösung weiter. So ist sichergestellt,<br />

dass die Probenkammern immer exakt in die gewünschte Position<br />

fahren und die Versuche wie geplant durchgeführt werden<br />

können. Die gesamte Antriebeinheit ist mechanisch so robust<br />

aufgebaut, dass die Vibrationen und Beschleunigungskräfte<br />

beim Start keine Auswirkungen auf die Funktion haben.<br />

PROBEFLUG BESTANDEN<br />

Den ersten Probeflug hat das Minilabor im Herbst 2022 bestanden.<br />

Am 21. Oktober wurde es in Nordschweden mit einem preiswerten<br />

Höhen-Ballon in die Stratosphäre befördert. Dort blieb es fünf<br />

Stunden, während alle Bordsysteme ihre Testläufe unter weltraumähnlichen<br />

Bedingungen absolvierten. Am Fallschirm landete das<br />

Würfel-Modul nach erfolgreicher Experimentalphase unversehrt<br />

in Finnland. Der erste Raketenstart ist für 2024 geplant. „Ich<br />

glaube, dass wir mit unserer Technologie einiges zur Weiterentwicklung<br />

der bemannten Raumfahrt beitragen können“, fasst<br />

Aqeel Shamsul zusammen. „Mit unserem Minilabor eröffnen<br />

sich ganz neue und vor allem finanzierbare Möglichkeiten, ausgiebige<br />

Versuchsreihen im Bereich Biochemie unter Weltraumbedingungen<br />

durchzuführen.“<br />

Bilder: Aufmacher + 03 Faulhaber, sonstige Bammsat<br />

www.faulhaber.com<br />

18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong> / <strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


XXX<br />

perfecting your<br />

performance<br />

» EMG ELDRO ® – seit 90 Jahren am Markt<br />

» Über 2 Millionen gebaute Einheiten<br />

» Tausende zufriedene Kunden weltweit<br />

EMG ELDRO ® – Elektrohydraulische Aktuatoren<br />

Erfolgskonzept aus der industriellen Bremstechnik<br />

» Failsafe – Rückstellung durch C-Feder<br />

bei Störung oder Stromausfall<br />

» Kräfte bis 7 kN bei 50 – 200 mm Hubweg<br />

» Stellzeiten variabel einstellbar durch<br />

Drosselventile<br />

» Plug & play – nur elektrischer Anschluss<br />

nötig<br />

» Erhältlich auch mit Ex-Schutz sowie mit<br />

gängigen Zertifikaten CE / UKCA / CSA /<br />

UL / EAC<br />

» Positionsrückmeldung durch innenoder<br />

außenliegende Endlagenschalter<br />

» Anschlussmasse nach DIN-Industriestandard<br />

Rückstellkraft:<br />

200 bis 3000 N<br />

Hubwege:<br />

50 bis 200 mm<br />

Hubkraft:<br />

200 bis 6300 N<br />

Sprechen Sie uns an! Erfahren Sie mehr<br />

über den ELDRO ® Aktuator für Ihre<br />

Anwendung.<br />

emg.elexis.group<br />

EMG Automation GmbH<br />

Tel.: +49 2762 6<strong>12</strong>-318<br />

eldro@emg-automation.com<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/04 19


SPS <strong>2023</strong><br />

WAFERDICKEN<br />

EXAKT MESSEN<br />

Bei der Produktion von Halbleiterwafern kommt es auf hohe Präzision an.<br />

Einer der entscheidenden Schritte ist das Läppen der Rohlinge, die dabei auf<br />

eine einheitliche Dicke gebracht werden. Um die Schichtdicke fortlaufend<br />

zu kontrollieren, eignen sich Weißlichtinterferometer von Micro-Epsilon.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bevor aus Silizium Halbleiter-Chips entstehen, sind viele<br />

Prozessschritte notwendig. Zunächst werden aus einem<br />

kristallinen Silizium-Ingot etwa 1 mm dicke Scheiben geschnitten,<br />

die anschließend geläppt werden. Dabei erhalten<br />

sie die gewünschte Dicke und Oberflächengüte. Erst dann<br />

können aus den Wafern mit weiteren Verfahren Halbleiter-Chips<br />

gefertigt werden.<br />

LÄPPVORGANG ÜBERWACHEN<br />

Mit Läppmaschinen lassen sich Oberflächen präzise bearbeiten.<br />

Bei Silizium-Wafern sind Ungenauigkeiten der Oberfläche im<br />

Nanometer-Bereich notwendig. Dazu wird zwischen Läppscheibe<br />

und Wafer ein Gemisch aus Flüssigkeit und Schneidkörnern<br />

gebracht, die die Oberfläche spanend bearbeiten. Dadurch dass<br />

sich Läppscheibe und die Wafer gegeneinander um verschiedene<br />

Achsen drehen, wird Material abgetragen und die Oberfläche geglättet.<br />

Um die geforderten Genauigkeiten bei Oberflächengüte<br />

und Dicke zu erreichen, muss die Dicke des Wafers gemessen<br />

werden. Idealerweise passiert dies während des Verfahrens, das<br />

sich dadurch auf Basis der Messwerte exakt steuern lässt. Eine<br />

Messmethode, die Dickenmessungen mit Genauigkeiten im Nanometerbereich<br />

ermöglicht, ist die Interferometrie, die auf der<br />

Dr.-Ing. Alexander Streicher, Produktmanager<br />

Sensorik, Micro-Epsilon, Ortenburg<br />

Wellennatur des Lichts basiert. Werden zwei Wellen überlagert so<br />

kann konstruktive Interferenz entstehen, wenn Wellenberg auf<br />

Wellenberg beziehungsweise Wellental auf Wellental trifft, oder<br />

destruktive Interferenz, wenn Wellenberg auf Wellental trifft.<br />

INDUSTRIELLE PRÄZISIONSMESSTECHNIK<br />

Um die Interferometrie als messtechnische Verfahren einzusetzen,<br />

wird ein Lichtstrahl aufgeteilt, sodass die beiden Teilstrahlen<br />

unterschiedliche Wege zurücklegen. Anschließend werden<br />

die Teilstrahlen überlagert, und die entstehende Interferenz wird<br />

beobachtet. Wenn sich nun die Länge einer der beiden Teilstrahlen<br />

ändert, ist dies im Interferenzmuster sichtbar. Ändert sich<br />

diese Länge um eine halbe Wellenlänge des verwendeten Lichts,<br />

so führt das zu einem kompletten Wechsel von konstruktiver<br />

Interferenz zu destruktiver Interferenz. Soll das Verfahren zur<br />

Dickenmessung eingesetzt werden können die beiden Strahlen<br />

miteinander interferieren, die von der Vorder- und der Rückseite<br />

der Schicht reflektiert werden. Dadurch ist das Messergebnis<br />

gleichzeitig unabhängig vom Abstand zum Messobjekt.<br />

WEISSLICHT-INTERFEROMETER MIT SLD<br />

Die Interferenz funktioniert mit monochromatischem Licht –<br />

beispielsweise aus einem Laser. Bei Änderung der gemessenen<br />

Länge wechselt das Interferenzmuster abwechselnd von Hell zu<br />

Dunkel. Prinzipiell funktioniert Interferometrie aber auch mit<br />

weißem Licht. Wichtig ist lediglich, dass eine kohärente Licht-<br />

20 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

Für die Weißlicht-Interferometrie eignen sich<br />

Superlumineszenz-Dioden, die die Vorteile von<br />

Laserdioden und herkömmlichen LED kombinieren<br />

und über eine hohe Ausgangsleistung und<br />

gleichzeitig ein breites Spektrum verfügen<br />

quelle verwendet wird. Für die Weißlicht-Interferometrie eignen<br />

sich Superlumineszenz-Dioden (SLD). Diese kombinieren die<br />

Vorteile von Laserdioden und herkömmlichen LED. SLD haben<br />

eine hohe Ausgangsleistung und zugleich ein breites Spektrum.<br />

Micro-Epsilon bietet Interferometer an, die mit SLD arbeiten.<br />

Der Lichtstrahl wird geteilt, die Teilstrahlen durchlaufen die beiden<br />

Wege und interferieren. Für die Messung wird das interferierende<br />

Licht zunächst in seine spektralen Bestandteile aufgespalten<br />

und danach auf eine Sensorzeile abgebildet, die das gesamte<br />

Spektrum aufnimmt. Zur Auswertung dieses Signals wird eine<br />

Fouriertransformation durchgeführt. Die einzelnen Peaks im Frequenzspektrum<br />

stehen für eine konstruktive Interferenz, woraus<br />

BEI <strong>DER</strong> HERSTELLUNG VON<br />

HALBLEITERWAFERN MÜSSEN<br />

DICKE UND OBERFLÄCHENQUALITÄT<br />

NANOMETERGENAU SEIN<br />

sich die Differenz der beiden Wege ergibt. Wenn die Teilstrahlen<br />

durch Reflektion an der Vorder- und Rückseite eines transparenten<br />

Materials entstehen, wird so die Dicke exakt bestimmt.<br />

GERÄTE SPEZIELL FÜR HALBLEITER-WAFER<br />

Weißlicht-Interferometer hat Micro-Epsilon bereits seit einigen<br />

Jahren im Portfolio. Für die Anwendung in der Waferherstellung<br />

mussten die vorhandenen Geräte aber grundlegend überarbeitet<br />

werden. Hintergrund ist die optische Transparenz der Siliziumwafer,<br />

die lediglich in einem Wellenlängenbereich um die<br />

1.100 nm so hoch ist, dass sie für die Interferometrie geeignet ist.<br />

Bei diesen Wellenlängen weisen sowohl undotiertes Silizium als<br />

auch dotierte Wafer eine ausreichende Transparenz auf. Die<br />

Herausforderung bei der Konstruktion der neuen Interferometer<br />

war die Auswahl der passenden Komponenten. So mussten<br />

neben neuen SLD mit dem passenden Wellenlängenbereich<br />

auch neue Gitter sowie eine passende Detektorzeile verwendet<br />

werden, die für diesen Wellenlängenbereich geeignet sind. Die<br />

Transparenz des Siliziums ermöglicht eine Dickenmessung von<br />

Wafern bis zu etwa 1 mm. Da die Transparenz mit der Dotierung<br />

abnimmt, verringert sich die maximal messbare Dicke bei hochdotierten<br />

Wafern auf etwa 0,8 mm.<br />

AZ_210 x 75 Gummi.qxp_Layout 1 28.02.23 08:48 Seite 2<br />

Die Weißlichtinterferometer bestehen jeweils aus einem kompakten<br />

Sensor und einem Controller, der in einem robusten<br />

Gehäuse untergebracht ist. Eine im Controller enthaltene aktive<br />

Temperaturregelung sorgt für eine stabile Messung. Für die Dickenmessung<br />

von Wafern bietet Micro-Epsilon zwei verschiedene<br />

Gerätetypen an. Für die Integration in Läppmaschinen ist eine<br />

hohe Schutzart erforderlich, sodass die Sensoren durch das verwendete<br />

Gemisch aus Flüssigkeit und Schneidkörnern nicht in<br />

Mitleidenschaft gezogen werden. Bei diesem Typ erfüllen sowohl<br />

der Sensor als auch die Controller-Einheit die Schutzart IP67. Die<br />

Dickenmessung kann aber auch in den weiteren Prozess-Schritten<br />

der Halbleiterfertigung, etwa zur Qualitätskontrolle, eingesetzt<br />

werden. Hier gelten andere Bedingungen: Es wird im Reinraum<br />

und gegebenenfalls auch im Vakuum gearbeitet. Hier bietet<br />

Micro-Epsilon ein Gerät an, dessen Sensor vakuumtauglich ist.<br />

Die Anbindung an den Controller, der in einem Schaltschrank installiert<br />

werden kann, erfolgt dabei über einen Lichtwellenleiter.<br />

ERFOLGREICHE REFERENZPROJEKTE<br />

Die neuen Interferometer von Micro-Epsilon zur Dickenmessung<br />

von Wafern konnten bereits in Referenzprojekten in der Halbleiterindustrie<br />

ausführlich getestet werden. Dabei wurden auch<br />

herausfordernde Anwendungen gemeistert: In den Läppmaschinen<br />

messen die Geräte auch dann zuverlässig, wenn sich Flüssigkeit<br />

mit den Schneidkörnern auf der Wafer-Oberfläche befindet.<br />

Bei der Reinraumvariante kommt die Reinraumtechnologie von<br />

Micro-Epsilon zum Einsatz, wodurch beispielsweise eine reinraumtaugliche<br />

Verpackung der Komponenten möglich ist.<br />

Bilder: Micro-Epsilon<br />

www.micro-epsilon.de<br />

PERFEKTION NACH WUNSCH UND MASS:<br />

GUMMIFORMTEILE GUMMITEILEPROGRAMM<br />

GUMMI-METALLVERBINDUNGEN<br />

MEHR ERFAHREN<br />

www.layher-ag.de<br />

Flexible Technologie


SPS <strong>2023</strong><br />

(ZUKUNFTS-) SICHERE LÖSUNG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Haltbarkeit, Sicherheit, Qualität und Anwenderfreundlichkeit sowie<br />

Zukunftssicherheit sind für Spax, Hersteller von Schrauben und<br />

Verbindungstechnik, elementare Faktoren – vor allem dann, wenn es um<br />

die Maschinen geht, mit denen das Unternehmen seine Produkte herstellt.<br />

Nicht zuletzt deshalb hat sich der hausinterne Maschinenbau, der die<br />

Produktionsmaschinen – vor allem Pressen und Walzen – wartet und<br />

erneuert, für Lösungen mit ASi Safety und ASi-5 entschieden.<br />

Jeder kennt sie, die Spax-Schraube, die es in unzähligen<br />

Varianten und Größen gibt. Aber wie und mit welchen<br />

Maschinen wird sie produziert? Der Herstellungsprozess<br />

einer Spax-Schraube beginnt mit der Ablängung des Ursprungsmaterials<br />

von einem gerollten Drahtcoil. In einer Presse<br />

wird anschließend der Kopf der Schraube durch Stauchen und<br />

Thomas Rönitzsch, Bihl+Wiedemann GmbH, Mannheim<br />

Pressen erzeugt. Dabei wird auch der sogenannte Kraftangriff<br />

festgelegt, also zum Beispiel der Kreuzschlitz. Anschließend<br />

werden in einer Walze das Gewinde und die Spitze auf den sogenannten<br />

Pressnagel gewalzt. Zum Schluss wird die Schraube<br />

dann noch gehärtet und veredelt, bevor sie ihren Weg zum Kunden<br />

antreten kann.<br />

22 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

03<br />

04<br />

03 Prozess- und Diagnosedaten von IO-Link Sensoren für<br />

Druck, Temperatur und Durchfluss können jetzt über ASi-5 für<br />

eine vorausschauende Wartung genutzt werden<br />

04 Die Einbindung von IO-Link Sensoren erfolgt über die ASi-5<br />

Module mit integriertem IO-Link Master mit vier Master Ports<br />

SICHERHEITSTECHNIK AN<br />

VERSCHIEDENEN STELLEN<br />

Bei den eingesetzten Maschinen von Spax spielt die Sicherheitstechnik<br />

an verschiedenen Stellen eine wichtige Rolle. Direkt an<br />

der Maschine ist es wichtig, dass das Bedienpersonal Schutztüren<br />

und Abdeckungen nur dann öffnen kann, wenn keine gefahrbringende<br />

Bewegung mehr stattfindet. Das garantiert zum einen<br />

der Aktive Verteiler ASi Safety (BWU3565) in IP67, der direkt an<br />

der Maschine angebracht ist und mit dem der sichere Türschalter<br />

einfach, schnell und sicher über das Profilkabel in das ASi Netzwerk<br />

integriert werden kann. Zum anderen erfolgt eine sichere<br />

Überwachung von Stillständen. Diese wird entweder über einen<br />

Safety Basis Monitor (BWU2700 beziehungsweise BWU2852)<br />

oder ein Safety Gateway von Bihl+Wiedemann realisiert, die jeweils<br />

im Schaltschrank montiert sind. Weitere sicherheitstechnische<br />

Aufgaben, die ebenfalls über das ASi Safety Gateway gelöst<br />

werden, sind die Zwei-Hand-Bedienung der Pressen und Walzen<br />

sowie die Anbindung von Not-Halt-Tastern.<br />

AUF AN<strong>DER</strong>E MASCHINEN ÜBERTRAGBAR<br />

Für Spax hat die Sicherheitstechnik über ASi Safety at Work – abgesehen<br />

von der einfachen, flexiblen und kostengünstigen Verdrahtungstechnik<br />

– mehrere Vorteile. Da ein Großteil der Pressen<br />

beziehungsweise Walzen nahezu identisch ist und sich nur durch<br />

Sonderausstattung unterscheidet, die separat freigeschaltet werden<br />

kann, ist die Lösung von einer Maschine auf die andere übertragbar.<br />

Das bedeutet erstens, dass für alle Maschinen in der Regel<br />

die gleichen Produkte mit der gleichen Funktionalität an der<br />

gleichen Stelle eingesetzt werden können. Das bedeutet zweitens,<br />

dass Schaltschränke schon vorab komplett aufgebaut und getestet<br />

und somit schon funktionstüchtig eingelagert werden können.<br />

Wenn eine Maschine dann mechanisch und elektronisch überholt<br />

worden ist, kann der Schaltschrank direkt angeschlossen<br />

werden, was eine Menge Zeit spart. Das bedeutet drittens, dass<br />

auch das Safety-Programm für eine Maschine, das einmal in der<br />

Software-Suite Asimon360 angelegt worden ist, ohne großen Änderungsaufwand<br />

einfach für andere Maschinen kopiert werden<br />

kann. Und das bedeutet viertens, dass es die Mitarbeiter, die für<br />

die Wartung und Modernisierung der Pressen und Walzen zuständig<br />

sind, etwa bei der Störungssuche möglichst einfach haben.<br />

Warum? Weil sie ihr in regelmäßigen Schulungen mit dem<br />

Außendienst von Bihl+Wiedemann erworbenes Wissen über ASi<br />

und ASi Safety von einer Maschine direkt auf eine andere übertragen<br />

können.<br />

ZEITGLEICHE ÜBERWACHUNG VON DRUCK,<br />

TEMPERATUR UND DURCHFLUSS<br />

Neben der Sicherheitstechnik war die Überwachung von Druck,<br />

Temperatur und Durchfluss ein zweites Thema, das über AS-Interface<br />

gelöst wurde. Gerade bei Pressen und Walzen, wo es<br />

wichtig ist, dass die Maschine immer ausreichend geölt ist, um<br />

effizient zu funktionieren und keinen Schaden zu nehmen, müssen<br />

diese Parameter ständig kontrolliert werden. Hier hat man<br />

sich zu Beginn der Zusammenarbeit entschieden, dafür ASi Digitalmodule<br />

von Bihl+Wiedemann einzusetzen, weil man sie parallel<br />

zur Sicherheitstechnik auf der gleichen ASi Leitung nutzen<br />

und über das gleiche ASi Gateway überwachen konnte.<br />

24 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

PREDICTIVE MAINTENANCE UND INDUSTRIE 4.0<br />

Wie vorausschauend die Entscheidung war, die Sicherheitstechnik und die<br />

Überwachung von Druck, Temperatur und Durchfluss mit AS-Interface zu lösen,<br />

hat sich im Jahr 2019 gezeigt. Damals hatte man sich bei Spax dafür entschieden,<br />

die Produktion Industrie-4.0-fähig machen zu wollen. In diesem Zusammenhang<br />

wurde auch die Instandhaltung von Spax beauftragt, ein Konzept zu<br />

entwickeln, wie man die Pressen und Walzen für Predictive Maintenance, also<br />

eine vorausschauende Wartung, vorbereiten könnte. Ziel sollte es sein, aus den<br />

Maschinen mehr Informationen über deren Zustand zu bekommen und diese<br />

Daten über ein standardisiertes Protokoll einer IT-Lösung zuzuführen, um daraus<br />

den aktuellen Zustand der Maschine und gegebenenfalls entsprechende<br />

Handlungsempfehlungen ableiten zu können. Und das im Idealfall mit möglichst<br />

geringen Veränderungen an der bestehenden Ausstattung der Pressen<br />

und Walzen und ihren Schaltschränken. Nach intensiven Gesprächen und<br />

DANK ASi-5 UND OPC UA IST JETZT<br />

AUCH EINE VORAUSSCHAUENDE<br />

WARTUNG MÖGLICH<br />

Tests wurde zusammen mit Bihl+Wiedemann eine Lösung erarbeitet, mit der<br />

fast alle formulierten Anforderungen realisiert werden konnten. Mit dazu beigetragen<br />

hat zum einen, dass Ende 2018 mit ASi-5 die neueste AS-Interface Generation<br />

auf den Markt kam, die abwärtskompatibel zu allen vorherigen ASi<br />

Generationen ist und die über die notwendige hohe Datenbandbreite sowie<br />

kurze Zykluszeiten verfügt, um auch die Daten von IO-Link Sensoren zu übertragen.<br />

Zum anderen hat Bihl+Wiedemann zwischenzeitlich alle seine neuen<br />

ASi Gateways mit einer OPC UA-Schnittstelle ausgestattet, mit der Daten an der<br />

Steuerung vorbei direkt der IT zur Verfügung gestellt werden können.<br />

GERINGER KONFIGURATIONSBEDARF<br />

Für die Pressen und Walzen bedeutet das: die komplette Sicherheitstechnik<br />

kann so belassen werden wie sie vorher war, es muss lediglich das bisherige ASi<br />

Safety Gateway durch das ASi-5/ASi-3 Profinet Gateway (BWU3863) mit integriertem<br />

Sicherheitsmonitor und OPC UA-Server ersetzt werden. Der hierfür<br />

anfallende Konfigurationsaufwand ist gering. Und anstelle der ASi Digitalmodule<br />

werden jetzt die ASi-5 Module (BWU4067) mit integriertem IO-Link Master<br />

mit vier Master Ports eingesetzt, an die die bisher schon in der Maschine verbauten<br />

IO-Link-fähigen Sensoren für Druck, Temperatur und Durchfluss angeschlossen<br />

und ebenfalls über die Software Asimon360 parametriert werden.<br />

Durch diese wenigen und einfachen Änderungen ist nun eine vorausschauende<br />

Wartung möglich, weil von den angeschlossenen IO-Link Devices nicht mehr<br />

nur digitale Werte, sondern auch Prozess- und Diagnosedaten zur Verfügung<br />

stehen, die über den OPC UA-Server im ASi-5/ASi-3 Gateway an die IT übertragen<br />

werden. So kann Spax zum Beispiel frühzeitig erkennen, ob und wie sich<br />

Druck, Temperatur und Durchfluss verändern, und bei Bedarf schnell reagieren.<br />

Bereits 2020 hat Spax begonnen, die ersten Maschinen entsprechend der gemeinsam<br />

gefundenen Lösung ready for Predictive Maintenance zu machen,<br />

und seitdem geht der Umbau der Pressen und Walzen schrittweise voran. Und<br />

nach der bisher so erfolgreichen Zusammenarbeit steht für Roloff bereits heute<br />

fest: „Auch beim nächsten großen Projekt, wo es um Robotik-Anwendungen<br />

geht, setzen wir wieder auf die Lösungen unseres Partners Bihl+Wiedemann“.<br />

Bilder: Bihl+Wiedemann<br />

www.bihl-wiedemann.de<br />

NEU<br />

One fi ts all –<br />

Sicherheitsschalter CTS<br />

Transpondercodierter Sicherheitsschalter<br />

mit Zuhaltung<br />

Hohe Zuhaltekraft von F max 3900 N bei<br />

kompakter Bauweise<br />

Nachrüstbare Fluchtentriegelung<br />

Schwimmend gelagerter Betätiger:<br />

toleriert Vibrationen und Versatz<br />

Flexible Montagemöglichkeiten: für<br />

Schiebe- oder Schwenktüren optimal<br />

geeignet<br />

Industrie 4.0-ready: in Kombination mit<br />

einem EUCHNER IO-Link Gateway<br />

Höchste Sicherheit gemäß<br />

EN ISO 13849-1 Kat. 4 / PL e und<br />

EN ISO 14<strong>11</strong>9<br />

SPS Nürnberg<br />

14. – 16.<strong>11</strong>.<strong>2023</strong> · Halle 7 / Stand 280<br />

www.euchner.de


SPS <strong>2023</strong><br />

Die Schwenkeinheit<br />

mit einem<br />

Zentrischgreifer<br />

legt eine fertig<br />

bearbeitete Buchse in eine<br />

Zuführschiene ab<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SCHWENKEN IN ALLEN VARIANTEN<br />

Kleinere Anlagen – kürzere Taktzeiten. Ein Sondermaschinenbauer nutzt für<br />

seine kompakten Automatisierungszellen die hohe Leistungsdichte einer<br />

Schwenkeinheit von Schunk und erzielt maximale Performance – dank der<br />

jeweils richtigen Baugröße für alle Anwendungsfälle.<br />

Holger Roth, Head of Product Sales Pneumatics, Gripping Technology &<br />

Automation Technology, Schunk SE & Co. KG, 74348 Lauffen/Neckar<br />

26 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

Zuführen und wenden, wenden und abführen – in vielen<br />

Prozessabläufen sind Schwenkeinheiten erforderlich, um<br />

Bauteile anwendungsspezifisch zu drehen und zu positionieren.<br />

Hierfür hat Schunk die robuste Schwenkeinheit<br />

SRM im Portfolio, die Maßstäbe in Sachen Leistungsdichte, Langlebigkeit,<br />

Inbetriebnahme und Wartung setzt. Sie ist mittlerweile<br />

Standard beim pneumatischen Schwenken bis 180 ° und überzeugt<br />

Maschinen- und Anlagenbauer durch die Kombination aus<br />

hohen Drehmomenten und hohen Massenträgheitsmomenten<br />

bei kurzen Schwenkzeiten, großer Mittenbohrung, robuster Lagerung<br />

und zugleich schlanker Störkontur. Der Automatisierungsexperte<br />

Schunk hat nun die SRM-Serie in allen Baugrößen<br />

abgestuft und komplettiert. Anwender können jetzt die jeweils<br />

für ihre Anforderungen passende Größe einsetzen und profitieren<br />

von maximaler Performance bei kompakten Baumaßen.<br />

KONSEQUENT MODULAR AUFGEBAUT<br />

Bei Drehmodul SRM ermöglicht eine sowohl in axialer als<br />

auch in radialer Richtung spielfrei vorgespannte Lagerung<br />

die Aufnahme hoher Momente und Querkräfte. Die<br />

innenliegenden Dämpfer sind voreingestellt, was die<br />

Inbetriebnahme beschleunigt. Bei einem Wechsel der<br />

Stoßdämpfer bleiben sowohl der Schwenkwinkel als auch<br />

die Dämpferhubeinstellung erhalten, Wartungsarbeiten<br />

sind so schnell erledigt. Die große Mittenbohrung<br />

ermöglicht die Durchführung von Pneumatikleitungen<br />

und vorkonfektionierten Kabeln mit angegossenen<br />

Steckern. Installationskomfort bietet die pneumatische<br />

oder elektrische Mediendurchführung: Bei der pneumatischen<br />

Mediendurchführung bleibt die große Mittenbohrung<br />

vollständig erhalten. Bei der elektrischen<br />

Mediendurchführung lassen sich die Sensorkabel<br />

unmittelbar am Modul einstecken. Seit Anfang <strong>2023</strong><br />

stellt Schunk die SRM-Baureihe in allen Baugrößen und<br />

Varianten differenziert abgestuft zur Verfügung.<br />

AUTOMATISIERUNGSZELLE MIT<br />

LEISTUNGSSTARKER SCHWENKEINHEIT<br />

In einer kundenspezifischen Automatisierungszelle hat der Sondermaschinenbauer<br />

Black Forest Smart Automation (BFSA) mit<br />

Sitz in Löffingen neben verschiedenen Schunk-Greifern auch eine<br />

Schwenkeinheit SRM 25 verbaut. In dieser Zelle werden gedrehte<br />

Rohteile vereinzelt einer Rändelmaschine zugeführt. Nach<br />

dem Rändelvorgang wird das Bauteil vom Roboter entnommen<br />

und per Absaugung vom Kühl-Öl gereinigt. Anschließend führt<br />

der Roboter das Bauteil über eine Messstation, die das Rändelergebnis<br />

dynamisch überprüft. Sodann übergibt er es über einen<br />

Universalgreifer PZN-plus 64 der Wendestation, damit es wieder<br />

Nach der Galvanisierung werden fertige Drehteile von<br />

einem Parallelgreifer an einem Schwenkmodul aufgenommen,<br />

mit einem Linearschlitten ausgehoben, an einem Sensor zur<br />

Anwesenheitskontrolle vorbeigeführt und um 180° gedreht<br />

aus der Zelle abgeführt werden kann. An dieser Stelle erfüllt die<br />

Dreheinheit SRM eine maßgebliche Funktion: Bei der Entnahme<br />

aus der Rändelmaschine weist der gerändelte Bauteilbereich<br />

nach unten; zur Ablage auf dem wegführenden Förderband wird<br />

er durch die Schwenkeinheit um 180 ° nach oben gedreht.<br />

Der Bauraum an dieser Pick-and-Place-Station ist äußerst<br />

knapp. Beim Zellenaufbau fokussiert BFSA die Kompaktheit –<br />

möglichst viel Leistung bei möglichst wenig Platzbedarf, so der<br />

Grundgedanke der Zellenkonstruktion. Deshalb hatte BFSA an dieser<br />

engen Stelle zunächst das selbst ausgelegte Schwenkmodul<br />

SRU-plus verbaut, das allerdings für das, was es leisten musste, unterdimensioniert<br />

war. Nun hat das pneumatische Schwenkmodul<br />

SRM 25 den Wendepart übernommen. Da Schunk die SRM-Baureihe<br />

aktuell in allen Baugrößen sauber abgestuft und mit gleichmäßigem<br />

Drehmomentwachstum komplettiert hat, kann BFSA<br />

eine kleinere, leichtere Einheit für denselben Anwendungsfall<br />

einsetzen und zugleich eine höhere Leistung nutzen: Dank des<br />

größeren Drehmoments des SRM-Moduls und der hohen Energieaufnahme<br />

der Stoßdämpfer werden die Bauteile präzise und schonend<br />

abgesetzt. „Diese kompakte, robuste Schwenkeinheit SRM 25<br />

hat uns an dieser eng ausgelegten Pick-and-Place-Station richtig<br />

weitergeholfen“, bestätigt Rudolf Martin, Konstruktions- und Fertigungsleiter<br />

bei BFSA. „Wir erhalten eine höhere Leistung bei gleichem<br />

Bauraum und bewältigen das Schwenken der exzentrischen<br />

Last über den Zwölf-Uhr-Punkt hinaus problemlos.“<br />

FLEXIBILITÄT SORGT FÜR HOHE<br />

WERKSTÜCKVARIANZ<br />

In der Rändelzelle spielen mehrere Schunk-Greifer perfekt zusammen<br />

und übergeben das Bauteil reibungslos von einer zur nächsten<br />

Station. Die Zelle kann bis zu acht verschiedene Bauteiltypen in unterschiedlichen<br />

Größen und Geometrien bearbeiten. Dank eines<br />

Backenwechselschnellsystems und verschiedener Wechselsätze<br />

kann BFSA die Greiferfinger flexibel umrüsten. Auf diese Weise<br />

KON_Anzeige_Toss_185x30mm_<strong>2023</strong>_02.indd 1 www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 15.02.<strong>2023</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 14:<strong>12</strong>:25 27


SPS <strong>2023</strong><br />

DREI FRAGEN AN MARCO ROMBACH,<br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong> UND PROJEKTLEITER<br />

BEIM SON<strong>DER</strong>MASCHINENBAUER BFSA<br />

Herr Rombach, aus welchem Grund haben Sie<br />

von dem bewährten Schwenkmodul SRU-plus<br />

auf die SRM-Einheit gewechselt?<br />

In unseren flexiblen Zellen handhaben wir ganz kleine und<br />

auch größere Teile, und dieses Leistungsspektrum muss<br />

ein- und dieselbe Automatisierungslösung an einer Maschine<br />

abdecken können. Die SRU-plus hatten wir selbst ausgelegt,<br />

allerdings war sie einfach zu klein und konnte die nötige<br />

Leistung nicht bringen. Aber bei dem beengten Bauraum<br />

konnten wir keine größere Einheit verbauen. Dann kam die<br />

rettende Lösung, als Schunk uns die neu dimensionierte<br />

SRM empfohlen hat. Dieses Schwenkmodul liegt jetzt in<br />

allen Baugrößen abgestuft vor, sodass wir auf die für uns passende<br />

Größe zugreifen konnten. Die SRM leistet trotz des<br />

vergleichsweise kleinen Bauraums eine hohe Momentenaufnahme<br />

und eine bessere Dämpfung und läuft absolut stabil.<br />

Setzen Sie die Schwenkeinheit SRM auch<br />

in anderen Applikationen ein?<br />

Die SRM ist seither bei uns im ganzen Haus gesetzt. Weil mit<br />

ihr ein Baugrößensprung nach unten möglich ist bei zugleich<br />

größerer Leistungsdichte. Da es unser Kernkonzept ist, kompakte<br />

Zellen zu bauen, die sich auch platzmäßig easy beim<br />

Kunden einbinden lassen, ist der Bauraum bei uns immer ein<br />

Thema. Wir brauchen immer die volle Leistung auf kleinstem<br />

Raum. Deshalb kommt uns die SRM wie gerufen.<br />

Es fällt auf, dass in jeder Anlage jeweils mehrere<br />

Schunk-Module eingesetzt sind, sowohl Greifer in<br />

allen Ausführungen als auch Schwenkeinheiten.<br />

Gibt es für Sie keine Alternativen?<br />

Vielleicht gibt es Alternativen. Aber was wir brauchen,<br />

ist absolute Zuverlässigkeit, und die finden wir bei<br />

den Schunk-Komponenten. Unsere Kunden sind auf<br />

Zuverlässigkeit angewiesen. Ihre Anlagen laufen 24/7 das<br />

ganze Jahr. Maximaler Durchsatz, keine Stillstände und<br />

hohe Flexibilität sind die Vorgaben. Die Ausfallsicherheit<br />

steht ganz oben, hier machen wir keine Experimente, denn<br />

der Kunde braucht eine bestmögliche Lieferperformance.<br />

Und die erreichen wir nur mit Top-Qualität, deshalb setzen<br />

wir auf Schunk.<br />

lassen sich in der Zelle unterschiedliche Bauteile mit denselben<br />

Greifern und derselben Schwenkeinheit SRM 25 handhaben.<br />

PROZESSABLÄUFE OPTIMIERT<br />

Auch in einer kundenspezifisch konzipierten Beschriftungszelle<br />

hat BFSA mehrere SRM-Module eingesetzt, die für einen einwandfrei<br />

ablaufenden Prozess sorgen: Zunächst werden fertige<br />

Drehteile nach der Galvanisierung von einem Parallelgreifer<br />

PGN-plus-P an einem Schwenkmodul SRM 16 aufgenommen.<br />

Dann wird die Einheit über einen Linearschlitten ausgehoben<br />

und einem Sensor zur Anwesenheitskontrolle vorgeführt. Anschließend<br />

dreht das Modul SRM 16 das Werkstück horizontal<br />

um 180 °, um es für den Beschriftungsvorgang korrekt auszurichten.<br />

Jetzt übernimmt der Roboter über den Dreibackengreifer<br />

PZN-plus das Bauteil, führt es vor den Beschriftungslaser und anschließend<br />

zur Abführstation. Hier übernimmt ein weiterer Parallelgreifer<br />

an einer Schwenkeinheit SRM 16 das fertig beschriftete<br />

Bauteil. Es wird um 180 ° gewendet, wiederum vom Sensor<br />

kontrolliert und zum nächsten Bearbeitungsschritt abgeführt.<br />

Bilder: Schunk<br />

www.schunk.com<br />

Modulare Systeme in der Automatisierung sind beliebt, denn sie<br />

bieten Anwendern sowie auch Herstellern wichtige Vorteile. Sind die<br />

modularen Strukturen erst einmal vorhanden, können sie speziell für<br />

den individuellen Prozess konfiguriert werden. Dies bringt sowohl Zeitals<br />

auch Kostenersparnis auf beiden Seiten mit sich. Konstrukteuren<br />

erlauben Baukastensysteme zudem eine höhere Flexibilität bei der<br />

Umgestaltung von Prozessen, Herstellern schnellere Lieferzeiten<br />

sowie eine größere Vielfalt im Produktportfolio, denn auch Weiteroder<br />

Neuentwicklungen einzelner Module sind jederzeit möglich.<br />

INGA RONSDORF, Redakteurin, <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

STANDARDISIERUNG UND<br />

FLEXIBILITÄT IN BALANCE<br />

Auch angesichts des<br />

Fachkräftemangels<br />

möchte Harting die<br />

Installation von<br />

Elektrotechnik so<br />

einfach und sicher wie<br />

möglich machen. Eine<br />

solche Lösung ist der<br />

Han ORV3, ein Power-Steckverbinder für Rechenzentren. Bei<br />

der Anschlusstechnik der Han-Push-in-Module DD/E/EE/C/CC<br />

protected handelt es sich um eine Weiterentwicklung der<br />

Käfigzugfeder. Die Litzen für den Anschluss können direkt in die<br />

Kontaktkammern eingeführt werden, eine innenliegende<br />

Klemmfeder sichert den zugfesten Kontakt. Werden Aderendhülsen<br />

verwendet, ist die Anschlusstechnik komplett werkzeugfrei.<br />

Bei abisolierten Litzen genügt ein Schraubendreher.<br />

So lassen sich Montagezeiten um bis zu 30 Prozent reduzieren.<br />

Mit dem Han ORV3 bietet Harting zudem erstmals einen<br />

OCP-konformen AC-Steckverbinder, der auch als Teil kompletter<br />

Power Shelf v3 Rack-Kabelkonfektionen erhältlich ist.<br />

Rechenzentren können kompakter ausgelegt werden, da im<br />

Vergleich zu klassischen Rack-Lösungen bis zu 50 Prozent<br />

weniger Bauraum benötigt wird.<br />

www.harting.com<br />

ULTRASCHALLSENSOREN ALS VIELSEITIGE<br />

MULTITALENTE MIT DREHBAREN ELEMENTEN<br />

Die neuen Cube-Ultraschallsensoren<br />

lassen sich<br />

komfortabel in verschiedenste<br />

Applikationen im<br />

Maschinenbau integrieren<br />

und sind dabei flexibel und<br />

äußerst vielseitig. Durch den<br />

drehbaren Sensorkopf<br />

können die Sensoren in fünf<br />

Abstrahlrichtungen ausgerichtet<br />

werden und sind somit ideal an die jeweilige Applikation<br />

und Einbaubedingung anpassbar. Mit der Quicklock-<br />

Montagehalterung lässt sich der Sensor schnell und einfach<br />

montieren. Dies ermöglicht einen Austausch ohne Werkzeug.<br />

Die LED-Anzeige am Sensor ist in allen Montagepositionen<br />

gut sichtbar, sodass der Anwender den Sensorstatus stets gut<br />

im Blick hat. Die Cube-Sensoren haben ein kleines quaderförmiges<br />

Einbaumaß (40 × 40 × 40 mm) und decken mit drei<br />

Tastweiten einen Messbereich von 65 mm bis 5 m ab. Die voll<br />

ausgestattete Variante ist werkseitig mit einem Push-Pull-<br />

Schaltausgang und einem Analogausgang eingestellt. Der<br />

Analogausgang kann bei Bedarf mit Linkcontrol oder IO-Link<br />

deaktiviert und ein zweiter Schaltausgang aktiviert werden.<br />

www.microsonic.de<br />

IN PUNCTO FEHLERDIAGNOSE NOCH BESSER AUF ZACK<br />

Schmersal bringt eine neue Variante des SD-Gateways für ihren SD-Bus auf den Markt. Das Gerät<br />

steht für eine verbesserte Fehlerdiagnose und ist benutzerfreundlich sowie einfach zu installieren.<br />

Die Diagnoseinformationen werden getrennt von den Sicherheitssignalen übertragen. Warnmeldungen<br />

ermöglichen ein kontrolliertes Herunterfahren und eine gezielte Wartung ohne Prozessunterbrechung.<br />

Die neue Variante des SD-Gateways bietet zudem einen Webserver und verfügt über eine<br />

MicroSD-Speicherkarte. Ereignisprotokolle lassen sich live auswerten und die Diagnosedaten aller<br />

angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte werden im Klartext im Browser angezeigt. Über die<br />

Webschnittstelle können zum Beispiel Zuhaltungen und Bedienfelder direkt angesteuert werden<br />

und die MicroSD-Karte erlaubt es, Protokolle zur Auswertung und Langzeitspeicherung zu exportieren.<br />

Außerdem wird dort die die Konfiguration der Reihenschaltung gespeichert, sodass im Fehlerfall<br />

ein reibungsloser Gerätetausch sichergestellt ist.<br />

www.schmersal.com<br />

Your Global Automation Partner<br />

H2-Projekte – schnell und sicher!<br />

Mit dezentralen Automatisierungslösungen von Turck verkürzen Sie die<br />

Time-to-Market Ihrer Wasserstoffprojekte deutlich und nachhaltig – bis<br />

in Zone 0.<br />

MEHR ERFAHREN<br />

www.turck.de/h2


SPS <strong>2023</strong><br />

GROSSE KRÄFTE SMART MESSEN<br />

Dehnungssensoren sind eine intelligente<br />

Alternative zu Kraftsensoren, besonders<br />

bei großen Kräften. Sie sind deutlich<br />

leichter in Maschinen und Anlagen zu<br />

integrieren und von Blechbearbeitung<br />

bis Thermopressen vielseitig<br />

einsetzbar. Wo bringen die<br />

smarten Kraftmesser den<br />

größten Nutzen und wie lassen<br />

sich große Kräfte intelligent und<br />

einfach messen?<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Kräfte misst man mit einem Kraftsensor, ist doch klar.<br />

Oder? Tatsächlich ist das nicht so offensichtlich, wie es<br />

auf den ersten Blick scheint. Denn Dehnungssensoren<br />

können in vielen Fällen eine intelligente Alternative zur<br />

konventionellen Kraftmessung sein. Gerade bei großen Kräften<br />

sind sie oft die kosteneffizientere und leichter integrierbare Alternative.<br />

Im Folgenden erklären wir, wie Dehnungsmessung funktioniert,<br />

in welchen Bereichen sie eine interessante Alternative zu<br />

Kraftsensoren sind und wo die Vorteile liegen.<br />

KRAFTMESSUNG MIT KRAFTSENSOREN<br />

Kraftmessung ist in vielen industriellen Anwendungen eine gängige<br />

Methode, um Maschinen und Anlagen zu überwachen.<br />

Kraftsensoren messen den Pressdruck in der Blechbearbeitung,<br />

die Belastung der Lager an Förderanlagen, die Kräfte zwischen<br />

Walzen und vieles mehr. Für zahlreiche Anwendungen sind<br />

Kraftsensoren die richtige Lösung. Bei höheren Kräften ab<br />

10.000 N, die auch größere und teurere Kraftsensoren erfordern,<br />

können aber Dehnungssensoren aus verschiedenen Gründen die<br />

bessere Wahl sein.<br />

DEHNUNGSMESSUNG ALS ALTERNATIVE –<br />

WIE FUNKTIONIERT DAS?<br />

Im Gegensatz zu Kraftsensoren, die man direkt in den Kraftfluss<br />

installieren muss, sind Dehnungssensoren einfach an<br />

Stefan Brönnimann, Business Unit Leiter<br />

Kraft-/Dehnungssensoren bei Baumer<br />

dem beanspruchten Maschinenteil montiert. Ein Dehnungssensor<br />

ermittelt also nicht die direkt einwirkende Kraft,<br />

sondern erfasst die Verformungen, die bei der Belastung einer<br />

Maschinenstruktur auftreten. Dabei misst er die Dehnung zwischen<br />

den Aufschraubflächen. Aus dieser Dehnung kann die<br />

Kraft abgeleitet werden, da die beiden Größen proportional<br />

zueinander sind. Bei großen Kräften verschaffen die kompakten<br />

und schnell installierten Dehnungssensoren Anwendern<br />

enorme Vorteile. Die aufschraubbaren Dehnungssensoren von<br />

Baumer sind einfach zu montieren und können kleinste Dehnungen<br />

im Mikrometerbereich abgreifen. Sie werden mit Standardschrauben<br />

fest auf dem Bauteil fixiert und sind nach der<br />

Installation sofort einsatzbereit.<br />

ZAHLREICHE EINSATZMÖGLICHKEITEN<br />

Wo können Dehnungssensoren wie der DST53/76 konventionelle<br />

Kraftsensoren ersetzen oder Kraftmessung erst ermöglichen?<br />

Die Anwendungsmöglichkeiten gehen weit über den Werkzeugmaschinen-<br />

und Anlagenbau hinaus und erstrecken sich über<br />

zahlreiche Branchen und Applikationsbereiche. Dehnungssensoren<br />

liefern beispielsweise bei der Regelung der Haltekraft, der<br />

Prozessüberwachung oder der Blechdickenmessung schnell aussagekräftige<br />

Messergebnisse. Dank der miniaturisierten Bauform<br />

ermöglicht der Baumer DST20 die Messung von großen Kräften<br />

selbst bei limitierten Platzverhältnissen. Hier einige Beispiele,<br />

bei denen mit Dehnungssensoren von Baumer Kräfte smart und<br />

präzise gemessen werden:<br />

Der Biegeprozess kann mit Dehnungssensoren überwacht und<br />

zu Qualitätszwecken protokolliert werden.<br />

Die Stanzkraft überwachen Dehnungssensoren, um frühzeitig<br />

eine Abnutzung der Form- und Stanzwerkzeuge zu erkennen.<br />

Beliebte Anwendungen sind Thermopressen oder Stanz- und<br />

Prägemaschinen.<br />

30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPS <strong>2023</strong><br />

01<br />

01 Dehnungssensoren erfassen die<br />

Verformungen, die bei der Belastung<br />

einer Maschinenstruktur auftreten.<br />

Dabei messen sie die Dehnung<br />

zwischen den Aufschraubflächen und<br />

leiten daraus die Kraft ab<br />

02 Dehnungssensoren sind eine<br />

intelligente Alternative zur<br />

konventionellen Kraftmessung mit<br />

Kraftsensoren; der kompakte DST20<br />

(Mitte unten) findet sogar bei sehr<br />

beengtem Bauraum Platz<br />

Zuhause in der Welt<br />

anspruchsvoller<br />

Bewegung.<br />

Antriebsregler<br />

Getriebe<br />

02<br />

SPS <strong>2023</strong><br />

Nürnberg<br />

In Fügeprozessen überwachen Dehnungssensoren kontinuierlich die Kraft, damit die<br />

erstellte Verbindung die hohen Anforderungen an Stabilität und Langlebigkeit erfüllt.<br />

Die Anpresskraft stellen Dehnungssensoren fest, zum Beispiel an Schweißzangen<br />

für Roboter beim Aluminiumschweißen.<br />

Zur Werkzeugüberwachung eignen sich die aufgezeichneten Messdaten des Dehnungssensors.<br />

Hieran lassen sich Abnutzungen von Komponenten erkennen oder<br />

Maximalbelastungen auslesen.<br />

In Haltevorrichtungen überwachen Dehnungssensoren die Kraft, mit der das Material<br />

fixiert wird. Somit kann es mit maximaler Geschwindigkeit bewegt werden,<br />

ohne dass es verrutscht oder Abdrücke darauf entstehen.<br />

Die Lastüberwachung können Dehnungssensoren übernehmen, etwa an führerlosen<br />

Gabelstaplern. Sie zeigen an, ob sich die Ladung während der Fahrt ändert.<br />

DEHNUNGSSENSOREN LIEFERN<br />

NICHT NUR PRÄZISE MESSDATEN,<br />

SON<strong>DER</strong>N SIND DANK IO-LINK<br />

AUCH FLEXIBEL EINSETZBAR<br />

Durch Überwachung der Bauteilbelastung vermeiden Dehnungssensoren frühzeitige<br />

Ausfälle wegen Überbeanspruchung von Maschinenkomponenten.<br />

Den optimalen Pressdruck können Dehnungssensoren messen. Eine Anwendung<br />

sind Wurst-Abfüllmaschinen. Mithilfe von Dehnungssensoren werden die Verschlussclips<br />

exakt so stark verpresst, dass sie dichthalten, aber die Wursthaut nicht<br />

verletzen.<br />

Für die Schwingungsdämpfung, etwa bei großen Autobetonpumpen, liefern robuste<br />

Dehnungssensoren das Basissignal.<br />

Bei der automatischen Blechdickenmessung werden mit den hochempfindlichen<br />

Dehnungssensoren Abweichungen der Blechdicke detektiert und kompensiert. Der<br />

Sensor erkennt exakt den Touch-Down-Punkt, also den Moment, wenn der Werkzeugstempel<br />

das Blech berührt und die Biegekraft ansteigt. Das stellt jederzeit die<br />

höchstmögliche Winkelgenauigkeit des Werkstückes sicher.<br />

Motoren<br />

14.-16. NOV<br />

Halle 3A<br />

Stand 446<br />

Getriebemotoren<br />

Wir sind STÖBER.<br />

Empathisch.<br />

Engagiert.<br />

Familiär.<br />

www.stober.com


SPS <strong>2023</strong><br />

03 Die Einsatzmöglichkeiten von<br />

Dehnungssensoren sind grenzenlos und<br />

reichen von der Gewichtsmessung für<br />

Baufahrzeuge über die Schwingungsdämpfung,<br />

Blechdickenmessung sowie<br />

der Regelung der Haltekraft und<br />

Kraftüberwachung im Fügeprozess<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DIE VORTEILE <strong>DER</strong> DEHNUNGSMESSUNG<br />

GEGENÜBER EINER KRAFTMESSUNG<br />

Dehnungssensoren können bei höheren Kraftbereichen und großen<br />

Konstruktionen die bessere Wahl sein als Kraftsensoren. Als<br />

wichtigste Vorteile haben sich im Praxisalltag diese Punkte herausgestellt:<br />

Keine aufwendige Bauteilanpassung: Bei der direkten Kraftmessung<br />

muss der Sensor dort sitzen, wo die Kraft einwirkt. Um<br />

den Sensor zu integrieren, muss das Bauteil daher aufwendig angepasst<br />

werden. Ein aufschraubbarer Dehnungssensor dagegen<br />

lässt sich deutlich einfacher integrieren und ist schneller einsatzbereit.<br />

Warum? Die Kraft wird nicht direkt im Kraftfluss gemessen,<br />

sondern aus der Oberflächendehnung des beanspruchten<br />

Maschinenteils ermittelt. Der Dehnungssensor wird einfach ohne<br />

weiteren Umbau auf der Oberfläche des entsprechenden Bauteils<br />

im Kraftnebenfluss aufgeschraubt.<br />

Schneller einsatzbereit: Weil ein Dehnungssensor einfach an der<br />

passenden Stelle aufgeschraubt wird, ist er schneller einsatzbereit<br />

als ein Kraftsensor, der immer Konstruktionsaufwand erfordert.<br />

Ein einziger Sensor für unterschiedliche Bereiche: Dehnungssensoren<br />

decken aufgrund des Messprinzips mit nur einem Sensor<br />

unterschiedliche Kraftbereiche ab. Man kann – anders als bei<br />

Kraftsensoren – mit dem gleichen Dehnungssensor die Presskraft<br />

bei kleinen und großen Pressen messen, obwohl die Kräfte der<br />

verschiedenen Pressen deutlich variieren.<br />

Geringere Kosten bei gleicher Leistung: Die Messwerte von<br />

Baumer-Dehnungssensoren sind so genau wie die von Kraftsensoren.<br />

Zugleich können die Kosten von Dehnungssensoren je<br />

nach Größe des entsprechenden Kraftsensors deutlich geringer<br />

ausfallen. Ab Messwerten von 20 kN wird der Sensorkörper des<br />

Kraftsensors größer als ein Dehnungssensor. Bei beispielsweise<br />

400 kN ist das mechanische Teil um ein Mehrfaches teurer als ein<br />

Dehnungssensor. Dehnungssensoren sind aufgrund des geringeren<br />

Materialaufwands darum auch ressourcenschonender.<br />

Langlebigkeit: Baumer Dehnungssensoren sind wie Kraftsensoren<br />

dauerfest.<br />

Einfache Funktionstests möglich: Bei bestehenden Maschinen<br />

oder neuen Projekten können einfach erste Funktionstests<br />

durchgeführt werden für die spätere Serienintegration.<br />

SMARTE DEHNUNGSSENSOREN,<br />

EGAL OB DIGITAL O<strong>DER</strong> ANALOG<br />

Dehnungssensoren liefern nicht nur präzise Messdaten, sondern<br />

sind aufgrund der IO-Link Schnittstelle sehr flexibel einsetzbar<br />

und bieten weitere anwenderfreundliche Zusatznutzen. Dazu<br />

zählt zum Beispiel die Steuerungsanbindung digital direkt über<br />

IO-Link. Zudem kann das Messsignal optimal auf die Messaufgabe<br />

skaliert werden. Auch lässt sich eine hohe Maschinenperformance<br />

durch Zusatzfunktionen wie Maximalwertspeicher,<br />

Sample & Hold, Filter oder Signal-Komparatoren erreichen. Die<br />

Inbetriebnahme und Parametrierung ist mit der intuitiv zu bedienenden<br />

PC-basierten Software „Baumer Sensor Suite“ sehr<br />

komfortabel und auslesbare Zusatzdaten ermöglichen eine<br />

schnelle Diagnose und Zustandsüberwachungen.<br />

Bilder: Baumer<br />

www.baumer.com/c/3<strong>11</strong><br />

32 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SENSORLOSES BREMSENMONITORING<br />

SPS <strong>2023</strong><br />

Roboterarme müssen bei Not- oder Sicherheitshalt schnellstmöglich zum Stillstand<br />

kommen und dürfen nach Abschalten des Stroms oder bei Stromausfall nicht unkontrolliert<br />

absinken. Für die nötige Sicherheit sorgen schlanke, leichtbauende Roboterbremsen<br />

von Mayr Antriebstechnik. Denn mit der Roba-Servostop-Baureihe hat das<br />

Unternehmen Federdruckbremsen für Servomotoren entwickelt, die speziell an die<br />

hohen Anforderungen der Robotik angepasst sind. Für die Sicherheit von Mensch und<br />

Maschine sind auch zuverlässige Monitoring-Lösungen wichtig. Bislang waren Servobremsen<br />

aufgrund der kleinen Luftspalte oder aber ihrer Einbausituation gar nicht<br />

überwachbar. Mayr Antriebstechnik bietet mit dem Roba-Brake-Checker eine intelligente<br />

Lösung für sensorloses Bremsenmonitoring. Die drehmomentmessende Wellenkupplung<br />

Roba-Drive-Checker macht durch permanente Zustandsüberwachung Kenngrößen und Auffälligkeiten im Prozess schnell und<br />

zuverlässig sichtbar. Dank des M8-Netzwerkanschlusses ist die Integration in Fernwartungssysteme auf einfachste Weise möglich.<br />

Dies sind wichtige Vorteile, nicht nur für die vorausschauende Wartung, sondern auch um Instandhaltungskosten zu senken und<br />

technische Defekte und Stillstandszeiten zu reduzieren. Der Roba-Drive-Checker ist nicht nur unempfindlich gegen äußere Störungen,<br />

sondern bietet dank seiner robusten Bauweise mit IP6X-Zertifizierung auch eine hohe Funktionssicherheit.<br />

www.mayr.com<br />

DIGITALER ZWILLING<br />

ERLEICHTERT DIE<br />

VERKABELUNG<br />

Kabel im Feld sind häufig zu<br />

kurz oder zu lang ausgelegt.<br />

Abhilfe schafft die Software<br />

Eplan Harness proD, über die<br />

sich ein digitaler Zwilling der<br />

gesamten Maschinenverkabelung<br />

erstellen lässt. Der digitale<br />

Zwilling kann als 3D-Baugruppe<br />

in der mechanischen<br />

Konstruktion verwendet oder<br />

EXPERIENCE<br />

THE FUTURE TODAY<br />

DIE NEUE ÄRA IN <strong>DER</strong> ANTRIEBSTECHNIK.<br />

mit den ergänzten Kabelinformationen<br />

in das elektrotechnische<br />

Projekt übertragen<br />

werden. In Eplan Harness proD<br />

abgebildet, ist diese eindeutige<br />

Produktdatenquelle sowohl<br />

für die Fertigung als auch für<br />

Montage und Service nutzbar –<br />

in Kombination von Elektrotechnik<br />

und Mechanik. Die<br />

gemeinsame Artikeldatenbank<br />

der Eplan-Systeme sichert eine<br />

eindeutige Datenquelle.<br />

Kabelwege lassen sich<br />

so systemgestützt planen und<br />

routen. Dabei arbeiten die<br />

Konstrukteure mit jeweils<br />

eigener Sicht auf die Maschine.<br />

Änderungen, zum Beispiel bei<br />

der Erstellung eines Prototyps,<br />

können mit wenigen Mausklicks<br />

am PC erledigt werden.<br />

Das reale Pendant in der<br />

Fertigung respektive Werkstatt<br />

wird nicht benötigt.<br />

www.eplan.de<br />

www.rw-kupplungen.de


SPS <strong>2023</strong><br />

SCHAFFT PLATZ.<br />

UND BEWEGUNGS-<br />

FREIHEIT.<br />

Das REX-System<br />

NACHHALTIGKEIT UND DIGITALISIERUNG IM FOKUS<br />

Mit den Geschäftseinheiten Motion und Elektrifizierung<br />

setzt ABB an seinem Stand auf der SPS den<br />

Fokus auf die Themen Nachhaltigkeit und Digitalisierung.<br />

Lösungen wie Synchron-Reluktanzmotoren<br />

senken beispielsweise den Energieverbrauch im<br />

Prozess um bis zu 25 Prozent. Auch für das intelligente<br />

Management aller Energieströme liefert ABB<br />

Lösungen. Der ABB Ability Energy und Asset Manager<br />

unterstützt Anwender beim Erkennen und Verstehen<br />

von Ineffizienzen, Schwachstellen und Zusammenhängen. Er ermöglicht die Erfassung,<br />

Analyse und Visualisierung des Energieflusses einzelner Anlagen und ganzer Standorte. Für<br />

eine nachhaltige Produktion ist es zudem wichtig, auf elektrische Energie umzustellen und<br />

in erneuerbare Energiequellen zu investieren. Für CO2-neutrales elektrisches Heizen bietet<br />

ABB effiziente thyristorbasierte Powercontroller. Für die umfassende Dekarbonisierung der<br />

Industrie ist die wachsende Wasserstoffwirtschaft entscheidend. Mit zuverlässiger DC-<br />

Technologie ist ABB Technologie- und Integrationspartner für die Produktion von grünem<br />

Wasserstoff mittels Elektrolyse. Auch profitieren nachhaltige Gleichstromnetze von dem<br />

neuen Sace Infinitus, einem Halbleiter-Leistungsschalter von ABB mit 100-mal höherer<br />

Lebensdauer als herkömmliche Unterbrecher.<br />

www.abb.com<br />

STECKBARE GLASFASERVERBINDUNG<br />

Um steckbare Glasfaserverbindungen zu<br />

vereinfachen, hat Lapp die neuen feldkonfektionierbaren<br />

Epic Data FFC-LC-Steckverbinder und<br />

Epic Data FFC-SC-Steckverbinder für GOF-Lichtwellenleiter<br />

entwickelt. Diese sind für unterschiedliche<br />

Faserkategorien (OM3/OM4 und<br />

OS2), Schliffarten (APC, UPC oder PC) und<br />

Varianten erhältlich. Die Lucent Connector (LC)<br />

und Subscriber Connector (SC) Steckverbinder verfügen über ein Fibre-Fast-Connect-System<br />

(FFC), das die Konfektion von GOF-Lichtwellenleitern einfach, schnell und flexibel ermöglicht.<br />

Dank eines Brechungsindex-Gels sind konstante und sehr gute optische Werte sichergestellt.<br />

Die feldkonfektionierbaren LC- und SC-Steckverbinder sind ab Werk vorbereitet, getestet und<br />

einsatzbereit für die Montage vor Ort. Seriennummern auf den einzelnen Steckverbindern<br />

sorgen für lückenlose Rückverfolgbarkeit. Zudem können die Steckverbinder bis zu dreimal<br />

konfektioniert werden.<br />

www.lapp.com<br />

Profitieren Sie vom aufeinander<br />

abgestimmten Komplettpaket für<br />

die DC 24 V-Steuerspannungsebene.<br />

Das modulare REX-System passt<br />

sich flexibel an Ihre Anwendung an.<br />

Dabei spart es bis zu 60 % Platz<br />

im Schaltschrank ein und ist<br />

durch eine patentierte Verbindungstechnik<br />

einfach zu installieren.<br />

e-t-a.de/schafftplatz<br />

PLATZSPARENDE UND VIELSEITIGE ENERGIEKETTE<br />

Die Energiekette Uniflex Advanced 1775 von<br />

Tsubaki Kabelschlepp ist ein leichter, leiser<br />

Allrounder. Die vierteiligen Kettenglieder sind<br />

so konzipiert, dass die Einzelteile mit minimalem<br />

Lagervolumen auskommen. Angewendet<br />

wird sie in der Automobilproduktion, im<br />

Bereich Portale und Achsen, in der Intralogistik,<br />

im Materialfluss und -handling, bei Kranen, im<br />

Werkzeugmaschinenbau, in der Holzindustrie,<br />

der Agrartechnik und bei Nutzfahrzeugen.<br />

Die Energiekette ermöglicht eine einfache<br />

Leitungsbelegung: Die Verbindungsbügel<br />

lassen sich sehr schnell öffnen und wieder schließen. Dazu sind jeweils nur zwei Handgriffe<br />

und ein Schraubendreher notwendig. Die UA1775 ist für die Bauarten 020 (geschlossener<br />

Rahmen), 030 (mit außen aufklappbaren und lösbaren Bügeln) und 040 (mit innen aufklappbaren,<br />

lösbaren Bügeln) in Baubreiten zwischen 100 und 400 mm verfügbar. In Kombination<br />

mit dem Trennstegsystem TS3 ergeben sich im Werkzeugmaschinenbau und bei gleitenden<br />

Anwendungen mehr Einsatzbereiche. Das Trennstegsystem ist im Querschnitt komplett<br />

verschiebbar. Es kann auch einzeln als TS0 fixierbar oder als TS1 mit durchgehender Höhenunterteilung<br />

eingesetzt werden.<br />

www.kabelschlepp.de


SPS <strong>2023</strong><br />

BENUTZERFREUNDLICHE UND INTUITIVE<br />

3D-MESSSOFTWARE<br />

Ein Upgrade an seiner 3D-Messsoftware-Plattform hat<br />

Creaform mit VXelements <strong>11</strong> vorgestellt. Neu sind der<br />

Aufbau des VXinspect-Moduls, erweiterte Qualitätskontrollen<br />

und Interoperabilität mit Robotik-Systemen. Das Modul<br />

für Abmessungsprüfungen wurde in zwei Teile aufgegliedert:<br />

VXinspect Analysis und VXinspect Quality Control. Das<br />

erstere ist eine intuitive Prüfsoftware, die Designs und<br />

Ursachenanalysen rund um die Maßhaltigkeit in der<br />

Fertigung vereinfacht. Zweiteres ist eine 3D-Prüfsoftware für<br />

die erweiterte<br />

Qualitätskontrolle<br />

in<br />

späteren<br />

Produktionsphasen.<br />

Das<br />

Scan-zu-<br />

CAD-Modul<br />

für Reverse<br />

Engineering<br />

und ergänzende Fertigungsabläufe der Software, VXmodel,<br />

ist jetzt mit Fusion 360 kompatibel. Außerdem wurde die<br />

Interoperabilität zwischen VXscan-R, dem Softwaremodul<br />

mit digitaler Zwillingsumgebung, und neuen Robotermodellen<br />

erweitert. Zudem wurden die Anwendungsmodule der<br />

Plattform benutzerfreundlicher, ergonomischer und intuitiver<br />

gestaltet.<br />

www.creaform3d.com<br />

AUSGEKLÜGELTE SENSORLÖSUNGEN<br />

AUS <strong>DER</strong> TOOLBOX<br />

Prädestiniert für die<br />

Fabrik- und Prozessautomation:<br />

Baumer<br />

präsentiert Neuerungen<br />

aus der Sensor<br />

Solution Toolbox,<br />

darunter einen<br />

Multi-Code-Leser,<br />

Präzisions-Laserdistanzsensoren<br />

und<br />

lagerlose Drehgeber.<br />

Der Multicode-Leser<br />

IDC200 ist kompakt gebaut und in wenigen Sekunden per<br />

USB-C-Kabel einsatzbereit. Neu bei Lichtschranken und<br />

Lichttastern ist die O330-Reihe und weitere Ultraschall- und<br />

Induktivsensoren komplettieren die aktuelle Baumer Sensor<br />

Solution Toolbox für die Montagetechnik. Auch zur Qualitätsinspektion<br />

bietet Baumer eine Auswahl an Sensoren und<br />

Kameras – etwa die Präzisions-Laserdistanzsensoren OM20 und<br />

OM30 sowie neue OX-Profilsensoren. Diese Produkte sollen<br />

Messgenauigkeiten von 1,0 µm erreichen. EB200E bezeichnet<br />

die nächste Generation an kompakten, lagerlosen Drehgebern<br />

mit IO-Link, die sich für Anwendungen wie Drehzahlmessung,<br />

-überwachung und Winkelposition parametrieren lassen.<br />

Lösung für raue Umgebungen ist der ebenfalls neue, kontaktlose<br />

Drehgeber EB360.<br />

www.baumer.com<br />

NEUE STARKE LÖSUNGEN<br />

FÜR ZAHNSTANGENANTRIEBE<br />

Erweitertes Sortiment für montierte Ritzel: Das neue PM2<br />

JETZT MEHR ERFAHREN:<br />

WWW.NEUGART.COM/DE-DE/<br />

NEU<br />

• Ideal für leistungsstarke Ritzel-Zahnstangenantriebe<br />

• Für mehr Vorschubkraft und höchste Positioniergenauigkeit<br />

• Werksseitig montiert an Getriebe mit Flansch-Abtriebswelle<br />

• Erweiterte Auswahl für die perfekte Getriebe-Ritzel-Kombination<br />

Besuchen Sie uns!<br />

Nürnberg<br />

14.–16.06.<strong>2023</strong><br />

Halle 4 | Stand 280<br />

KONTAKT:<br />

Neugart GmbH<br />

Keltenstr. 16 | 77971 Kippenheim<br />

Tel.: +49 7825 847-0<br />

Email: sales@neugart.com | www.neugart.com/de-de/


SPS <strong>2023</strong><br />

MINIMALER PLATZBEDARF<br />

UND STARK BEIM HUB<br />

Das neue Telescopic System TLS von Rollon<br />

überzeugt durch effiziente Raumnutzung.<br />

Die 2- und 3-stufigen Systeme mit Zahnstangen-<br />

und Zahnriemen-Antrieb ermöglichen<br />

auch bei begrenztem Bauraum Hübe<br />

bis 3.000 mm. Damit ist das teleskopische<br />

Linearachssystem für Lasten bis 450 kg<br />

eine Lösung für Anwendungen, bei denen<br />

der Verfahrweg der Achse den Abstand<br />

zwischen Maschine und Decke oder Wand<br />

übersteigt. Es besteht aus Aluminium-<br />

Strangpressprofilen in Verbindung mit<br />

hochsteifen Kugelumlaufführungen und<br />

Zahnstangenantrieb. Abriebfeste Polyurethan-Zahnriemen<br />

dienen zur Synchronisierung<br />

der einzelnen Stufen. TLS ist sowohl<br />

für den vertikalen als auch für den horizontalen Einbau geeignet.<br />

Während zum Beispiel bei einem Hub von 1.200 mm die Einbaulänge<br />

mit einer herkömmlichen Achse aus dem Plus-System (SC160)<br />

2.000 mm beträgt, sind es beim TLS280 lediglich 1.095 mm. Das<br />

System lässt sich nahtlos in Konfigurationen mit mehreren Achsen<br />

integrieren. Bei den 3-stufigen Varianten erfolgt die Synchronisierung<br />

der Stufen ausschließlich über Zahnriemen. Das prädestiniert<br />

sie für den Einsatz in hochdynamischen Anwendungen, etwa zur<br />

Beladung von Pressenwerkzeugen. Sind hingegen hohe Massen<br />

gefordert, empfehlen sich 2-stufige Systeme.<br />

www.rollon.de<br />

PLATZSPARENDE VERDRAHTUNG<br />

IN KLEINEN VERTEILERKÄSTEN<br />

Mit den Klippon-<br />

Connect-Reihenklemmen<br />

mit seitlichem<br />

Push-in-Anschluss<br />

hat Weidmüller eine<br />

neuartige Lösung zur<br />

effizienten und sicheren<br />

Verdrahtung in engen<br />

Verteilerkästen entwickelt.<br />

Die Klemmen<br />

kombinieren die Vorteile der Schraubanschlusstechnologie<br />

mit der einfachen Bedienung via Push-in-Technologie.<br />

Auf diesem Wege ist eine werkzeuglose, übersichtliche<br />

Verdrahtung ohne ausladenden Biegeradius<br />

realisierbar. Die seitliche Einführung der Leiter in die<br />

Klemme reduziert die Einbauhöhe und erhöht die<br />

Anschlusssicherheit, ohne dass das Kabel gebogen<br />

werden muss. Aufgrund der Übersichtlichkeit der<br />

seitlichen Leitereinführung sind die Reihenklemmen<br />

auch im verdrahteten Zustand für Testsysteme zugänglich.<br />

Gleichzeitig bietet der Push-in-Anschluss eine<br />

vibrationssichere, gasdichte und dauerhaft zuverlässige<br />

Verbindung. Muss der Leiter wieder gelöst werden,<br />

genügt ein Druck auf den Pusher. Außerdem sind<br />

Markierungen und Funktionsbereiche auch im verdrahteten<br />

Zustand klar erkennbar.<br />

www.weidmueller.com<br />

Kählig Antriebstechnik GmbH<br />

Pappelweg 4, 30179 Hannover<br />

info@kag-hannover.de<br />

www.kag-hannover.com<br />

KÄHLIG ANTRIEBSTECHNIK<br />

SPS FAIR - NUREMBERG<br />

14 - 16 NOVEMBER <strong>2023</strong><br />

SAVE THE DATES AND JOIN US - HALL 1, BOOTH 249<br />

EXCELLENT DC DRIVES<br />

MADE TO MEASURE<br />

PROFILSCHIENENFÜHRUNGEN<br />

ONLINE AUSLEGEN<br />

Linearachsen und<br />

Kugelgewindetriebe<br />

auslegen kann jeder<br />

– zumindest im<br />

Online-Portal von<br />

Hiwin. Nun rüstet<br />

der Spezialist für<br />

lineare Antriebstechnik<br />

nach: Ab sofort<br />

können auch<br />

Profilschienenführungen<br />

direkt online<br />

ausgelegt und wie gewohnt bestellt werden. Mittels<br />

abgestimmter Auswahloptionen wird der Anwender hierbei<br />

zielgerichtet durch die Auslegung geführt. Nach der<br />

Eingabe von berechnungsrelevanten Daten, wird anhand<br />

abgefragter Belastungsdaten das zukünftige Einsatzgebiet<br />

der Linearführung genauer spezifiziert. Vordefinierte<br />

Bewegungsprofile unterstützen bei der Auswahl. Auf Basis<br />

dieser Angaben wird die passende Profilschienenführung<br />

angeboten und kann nahtlos bis zum bestellfertigen<br />

Produkt weiter konfiguriert werden. Der anwenderorientierte<br />

Auslegungsprozess macht die Auswahl und den<br />

Bestellvorgang der richtigen Linearführung damit jetzt<br />

noch einfacher. Auslegungstools sind ein wichtiger Bestandteil<br />

der digitalen Konstruktions- und Beschaffungskette.<br />

Hiwin unterstützt Anwender sowohl durch das durchdachte<br />

Auslegungstool als auch durch den hauseigenen<br />

Konfigurator.<br />

www.hiwin.de<br />

36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


CHATBOT-TECHNOLOGIE FÜR DAS TWINCAT-ENGINEERING<br />

Für die Engineeringumgebung TwinCat XAE hat<br />

Beckhoff den TwinCat Chat Client entwickelt.<br />

Damit lassen sich Large Language Models (LLMs)<br />

wie ChatGPT komfortabel für die Entwicklung<br />

eines TwinCat-Projekts nutzen. Anwender sind<br />

produktiver in der Steuerungsprogrammierung<br />

und eröffnet Optimierungspotenzial für den<br />

Direkt-Support. Der TwinCat Chat Client ermöglicht<br />

ein KI-unterstütztes Engineering und<br />

automatisiert damit beispielsweise das Erstellen<br />

oder Ergänzen von Codes für Funktionsbausteine,<br />

optimiert diese sowie deren -Dokumentation und -Umstrukturierung. Dieser im TwinCat<br />

XAE implementierte Client verbindet die Host-Cloud der jeweiligen LLM, bietet ein User-<br />

Interface und stellt über das Automation-Interface die Kommunikation zur PLC-Entwicklungsumgebung<br />

bereit.<br />

www.beckhoff.com<br />

FLEXIBLE ENERGIEFÜHRUNG<br />

FÜR ENGSTE BAURÄUME<br />

SPS <strong>2023</strong><br />

Speziell für wenig beanspruchte und flache<br />

Leitungspakete hat Igus jetzt die Snapchain 2.0<br />

entwickelt. Die Energieführung besteht aus nur<br />

einem Seitenband, auf dem sich die Leitungen<br />

mithilfe von Kabelbindern fixieren lassen. Dank<br />

100 Prozent Rezyklat ist sie zudem eine nachhaltige<br />

Lösung. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung<br />

der Snapchain, die das Unternehmen<br />

vor 20 Jahren eingeführt hat und die sich seither<br />

tausendfach als Energieführung für engste<br />

Bauräume weltweit bewährt hat. „Wir möchten<br />

unseren Kunden noch mehr Flexibilität in der Konfektionierung der Kette geben. Daher<br />

haben wir das Design so verändert, dass sich die Leitungen nun ganz einfach mit handelsüblichen<br />

Kabelbindern fixieren lassen“, erklärt Kira Weller, Produktmanagerin E-Ketten bei Igus.<br />

Dazu wird der Kabelbinder einfach in das Seitenteil eingesteckt, um das Leitungspaket<br />

herumgeführt und zugeschlossen. Eine weitere Besonderheit der Snapchain 2.0 ist ihr<br />

Material: Sie besteht serienmäßig aus dem Recycling-Werkstoff Igumid CG, der zu 100 Prozent<br />

aus recycelten Energieketten stammt. Im Rahmen des Chainge-Programms nimmt das<br />

Unternehmen seit 2019 ausgediente Energieketten herstellerunabhängig zurück. Das<br />

Material wird anschließend sortenrein sortiert, gereinigt und in einem Prozess auf Neuwarenqualität<br />

aufbereitet. Es ist die zweite Kettenserie, die Igus standardmäßig aus recyceltem<br />

Material herstellt. Nach ihrem Lebensende kann sie ebenfalls vollständig recycelt werden.<br />

www.igus.de<br />

Zielsicher.<br />

Infrarotkameras. Pyrometer. Zubehör. Software.<br />

Berührungslose Temperaturmessung<br />

von -50 °C bis +3000 °C.<br />

Besuchen Sie uns: www.optris.com<br />

Tel: +49 30 500 197-0<br />

Unsere kostengünstigen kurzwelligen und langwelligen<br />

Infrarotkameras mit einem umfangreichen Softwarepaket<br />

sind ideal für industrielle Temperaturmessungen.<br />

Wir bieten technischen Support, um Sie schnell zur<br />

besten Temperaturmesslösung zu führen.<br />

PROFILE ZUR KABELEINFÜHRUNG<br />

BEI SCHALTSCHRÄNKEN<br />

Damit Anlagenbauer ihre Kabel über die modularen<br />

Elemente im Sockel des Schaltschranks einfach und<br />

flexibel einführen und sicher verbauen können,<br />

bietet Rittal spezielle Profile zur Kabeleinführung<br />

mit einem elastischen Klemmprofil aus PU-Schaum.<br />

Wichtigster Aspekt ist dabei, dass die Schutzart des<br />

Schaltschranks immer sicher eingehalten wird. Das<br />

Profil wird an den Bodenblechen aufgesteckt. So kann der Anwender beim Einbau der<br />

Montageplatte in einer vorgezogenen Einbaustellung die Kabel ohne größere Biegeradien<br />

direkt auf eine Kabelabfangschiene führen. Damit erfolgt eine optimale Anpassung zwischen<br />

Kabeleinführung und Montageplatte und alles sitzt an der richtigen Stelle. Neben den<br />

Schaumstoffprofilen bieten die Zubehör-Elemente von Rittal auch die Möglichkeit, Tüllen zu<br />

verwenden, die in ein Kabeleinführungsblech gesteckt werden. Hier sorgen unterschiedlich<br />

große Einführungen für die optimale Abdichtung verschiedener Kabeldurchmesser.<br />

www.rittal.de<br />

when temperature matters


ANTRIEBSTECHNIK<br />

MEHR LEISTUNG,<br />

MEHR<br />

MÖGLICHKEITEN<br />

Die moderne Industrie wird von<br />

technologischen Fortschritten und<br />

Innovationsdrang angetrieben. In diesem<br />

Streben nach Höchstleistung und Präzision ist<br />

die Wahl der richtigen Antriebslösungen von<br />

entscheidender Bedeutung. Wir stellen Ihnen<br />

eine aktuelle Generation Wellgetriebe vor,<br />

die neue Maßstäbe in Bezug auf Leistung,<br />

Modularität und Präzision setzt und damit<br />

einen wichtigen Schritt in die Zukunft<br />

leistungsfähiger Antriebstechnik ebnet.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mit einer beeindruckenden Leistungssteigerung von<br />

mehr als 30 Prozent gegenüber den Vorgängermodellen<br />

setzt die weiterentwickelte ECY-Getriebe-Generation<br />

neue Maßstäbe in der Welt der Präzisionsgetriebetechnologie.<br />

Denn die Präzisionsgetriebeserie erhält ein<br />

umfassendes Update. Zudem wurde die Serie mit einem innovativen<br />

modularen Anschlusssystem für einen Plug & Play-Anbau<br />

an nahezu jeden Motor ausgestattet.<br />

Die Grundlage für die Leistung der neuen ECY-Wellgetriebe-Serie<br />

liegt in der gezielten Erhöhung der Drehmomentdichte. Dafür<br />

haben die Entwickler von Sumitomo Drive Technologies den inneren<br />

Aufbau der Getriebe weiterentwickelt, um eine deutliche Leistungssteigerung<br />

zu erreichen. Bei den neuen Modellen ECY 203<br />

und ECY 205 erstrecken sich die Steigerung der Leistung um jeweils<br />

30 Prozent sowohl auf das Nennmoment als auch auf das Beschleunigungsmoment<br />

sowie auf das Not-Aus-Drehmoment. Ein<br />

bedeutender Meilenstein, der bei unveränderten Getriebeabmessungen<br />

und -prinzipien erzielt wurde. Die ECY-Getriebe definieren<br />

die Leistungsfähigkeit neu, ohne dabei Kompromisse bei der Zuverlässigkeit<br />

einzugehen. Zusätzlich zu dieser beachtlichen Leis-<br />

Michael Berger, Produktmanager Motion Control Drives<br />

bei Sumitomo Drive Technologies.<br />

tungssteigerung ermöglicht die Serie je nach Baugröße maximale<br />

Antriebsdrehzahlen von bis zu 8.500 Umdrehungen pro Minute.<br />

PLUG & PLAY: MEHR FLEXIBILITÄT<br />

UND KÜRZERE LIEFERZEITEN<br />

In der schnelllebigen Industrie von heute sind Flexibilität und<br />

kurze Lieferzeiten von unschätzbarem Wert. Sumitomo Drive<br />

Technologies hat diesen Aspekten Rechnung getragen und die<br />

neue Generation der ECY-Wellgetriebe mit einem innovativen<br />

modularen Anschlusssystem ausgestattet. Damit können Anwender<br />

die Getriebe direkt ab Werk an nahezu jeden Motor<br />

anbauen – ein echtes Plug & Play-Erlebnis. Der Grundkörper<br />

DIE AKTUELLE ECY-WELL-<br />

GETRIEBE-SERIE SETZT EIN<br />

AUSRUFEZEICHEN HINSICHTLICH<br />

LEISTUNG UND FLEXIBILITÄT<br />

des Getriebes wird ab Lager geliefert und die Flanschmontage<br />

erfolgt entsprechend den Anforderungen des Kunden. Neben<br />

der Verkürzung der Lieferzeiten, trägt diese Modularität auch<br />

dazu bei, die Effizienz bei der Integration der Getriebe in verschiedene<br />

Anwendungen zu steigern. Einheitliche Anbauvorrichtungen<br />

und kürzere Montagezeiten erleichtern Konstrukteuren<br />

die Arbeit und beschleunigen den Weg von der Idee zur<br />

Realisierung.<br />

38 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

02<br />

01 Die neue Generation<br />

ECY-Getriebe steht für höchste<br />

Präzision mit mehr Modularität<br />

02 Das Getriebe als Schnittbild zeigt<br />

die Technologie jenseits herkömmlicher<br />

Wellgetriebe<br />

HOHE VERDREHSTEIFIGKEIT FÜR<br />

ANSPRUCHSVOLLE ANWENDUNGEN<br />

Eine bemerkenswerte Eigenschaft der neuen ECY-Wellgetriebe<br />

ist ihre außergewöhnliche Verdrehsteifigkeit. Diese ist doppelt so<br />

hoch wie bei herkömmlichen Wellgetrieben gleicher Baugröße.<br />

Die hohe Verdrehsteifigkeit wird durch die Verwendung von<br />

Zylinderrollenlager erreicht. Die Antriebswelle gibt die elliptische<br />

Form an zwei Zylinderrollenlagern weiter. Zylinderrollenlager<br />

können die Radialkraft besser übertragen als Kugellager, die<br />

üblicherweise verwendet werden. Ein elastisches Planetenzahnrad<br />

wird durch die Lagerbewegung verformt und überträgt durch<br />

zwei weitere Zahnräder mit Innenverzahnung die Drehmomente<br />

an zwei symmetrisch gegenüberliegenden Zahneingriffsbereichen.<br />

Diese ausgeklügelte Konstruktion gewährleistet, dass immer<br />

rund 30 Prozent der Zähne, aber im Vergleich zu anderen<br />

Wellgetrieben 100 Prozent der Zahnflächen, im Eingriff sind, was<br />

die Verdrehsteifigkeit und das verfügbare Drehmoment des Getriebes<br />

erheblich steigert. Die im Vergleich zu Topfgetrieben<br />

deutlich größere Zahnkontaktfläche verhindert zudem das Auftreten<br />

sogenannter Ratcheting-Effekte, also das unerwünschte<br />

Durchrutschen der Zähne. Durch diesen Vorteil kann unter Um-<br />

Besser geschützt<br />

EAS ® -compact ® —<br />

die perfekte Sicherheitskupplung<br />

für zuverlässigen Überlastschutz<br />

Besuchen Sie uns auf der SPS: Halle 4, Stand 278<br />

www.mayr.com<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 39


ANTRIEBSTECHNIK<br />

03<br />

03 In der Medizintechnik sorgt die neue Getriebe-<br />

Generation dank der hohen Steifigkeit für formgenaue<br />

Konturen und saubere Oberflächen<br />

04 Die Roboterwelt vertraut auf die Vielseitigkeit der<br />

ECY-Getriebe und die breite Hohlwelle für eine optimale<br />

Kabelführung im Cobot; das Getriebe im Präzisionshohlwellenaktuator<br />

in einem Leichtbauroboter<br />

04<br />

cher Komponenten. In der Messtechnik tragen sie zur exakten<br />

Ausrichtung optischer Komponenten bei und verbessern die<br />

Bildqualität. Auch in der anspruchsvollen Diamantschleiftechnik<br />

erzielen die ECY-Getriebe optimale Ergebnisse. Denn gerade<br />

das Diamantschleifen erfordert höchste Präzision: Selbst<br />

kleinste Unebenheiten, Kratzer oder Unregelmäßigkeiten können<br />

das Erscheinungsbild und die Funktion des Endprodukts<br />

erheblich beeinträchtigen.<br />

Besonders beeindruckend ist der Einsatz in kollaborativen Robotern,<br />

kurz Cobots genannt: beispielsweise im Präzisionshohlwellenaktuator<br />

Tuaka von Sumitomo Drive Technologies. Der<br />

Antrieb umfasst Getriebe, Motor, Encoder und Sicherheits-Driver<br />

in einer vollständig integrierten Lösung und hat im vergangenen<br />

Jahr den renommierten Hermes-Award gewonnen. Moderne Roboter<br />

sind auf eine präzise und zuverlässige Leistung angewiesen.<br />

Hier glänzen die ECY-Getriebe durch ihre Konfigurationsvielfalt<br />

und einer Hohlwelle mit einem großen Innendurchmesser bis zu<br />

26,5 Millimeter. Diese Hohlwelle ermöglicht die einfache Durchführung<br />

von Kabeln oder Medien, was die Integration und den<br />

Betrieb der Roboter erleichtert.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ständen sogar eine Baugröße kleiner verwendet werden als bei<br />

herkömmlichen Wellgetrieben. Damit zeichnen sich ECY-Getriebe<br />

durch eine herausragende Robustheit und Präzision aus.<br />

VIELSEITIGE ANWENDUNGEN FÜR<br />

PRÄZISION UND LEISTUNG<br />

Die ECY-Getriebe eignen sich besonders für hochpräzise Anwendungen<br />

und Bewegungen mit höchster Wiederholgenauigkeit.<br />

Weitere Vorteile bieten sie bei Anwendungen mit sehr geringem<br />

Einbauraum und Gewichtsanforderungen oder wenn<br />

eine Hohlwelle erforderlich ist. Die Einsatzgebiete sind vielfältig<br />

und reichen von der Medizintechnik über die Halbleiterfertigung<br />

bis hin zur Messtechnik. In der Medizintechnik sorgen die<br />

Getriebe beim Fräsen für saubere Oberflächen. In der Halbleiterfertigung<br />

das präzise Bewegen und Positionieren empfindli-<br />

EIN BLICK IN DIE ZUKUNFT<br />

Die Einführung der neuesten Generation der ECY-Wellgetriebe<br />

markiert einen wichtigen Schritt in der Entwicklung von Präzisionsgetrieben.<br />

Sumitomo Drive Technologies bleibt seinem Ruf als Innovationstreiber<br />

treu und setzt neue Maßstäbe in Bezug auf Leistung,<br />

Modularität und Präzision. Die gesteigerte Leistungsfähigkeit,<br />

und das innovative Plug & Play-Anschlusskonzept machen diese<br />

Getriebe zur idealen Wahl für anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen<br />

Branchen. Die ECY-Wellgetriebe tragen dazu bei, die<br />

Effizienz und Flexibilität von Maschinen und Anlagen zu steigern<br />

und gleichzeitig höchste Präzision zu gewährleisten.<br />

Bilder: Aufmacher istockphoto / kynny, 01 istockphoto / Andriy Bocko,<br />

04 Synapticon, sonstige Sumitomo Drive Technologies<br />

www.sumitomodrive.com<br />

Mit unserer leistungsgesteigerten Generation von<br />

Präzisionsgetrieben verfolgen wir einen Plug & Play-Ansatz.<br />

Der Anwender profitiert von einem hochkompakten<br />

Leistungspaket direkt für den Einsatz.<br />

MICHAEL BERGER, Produktmanager<br />

Motion Control Drives bei Sumitomo Drive Technologies<br />

40 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

VERTIKALE ACHSEN SICHER BETREIBEN<br />

Mayr Antriebstechnik bietet ein breites Spektrum an elektromagnetischen,<br />

pneumatischen und hydraulischen Vertikalachsenbremsen. Diese Systeme sichern<br />

Gefährdungssituationen ab, die beim Betrieb von schwerkraftbelasteten Achsen<br />

auftreten können. Mit einer Checkliste bietet das Unternehmen zudem Unterstützung<br />

bei der Validierung der Sicherheitsbremsen – übersichtlich und strukturiert nach<br />

DIN EN ISO 13849-2. Für Anwendungen mit vertikalen Achsen sind Sicherheitsbremsen<br />

nach dem Fail-Safe-Prinzip die erste Wahl. Sie erzeugen die Bremskraft<br />

durch Druckfedern, sind im energielosen Zustand geschlossen und erfüllen somit<br />

das grundlegende Sicherheitsprinzip der Energietrennung. Je nach Konstruktion<br />

ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, Sicherheitsbremsen zu integrieren oder<br />

auch nachzurüsten. Die Sicherheitsbremsen der Baureihen Roba-topstop, Robaguidestop<br />

und Roba-linearstop erfüllen die Anforderungen an ein sicheres Haltebeziehungsweise<br />

Bremssystem. Alle Baureihen arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip. Gelüftet werden die Bremsen je nach Baureihe<br />

elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch. Eingesetzt werden sie sowohl als Einzelbremse als auch in Kombination mit<br />

einer zweiten Bremse als zweikanaliges oder redundantes System zur Absicherung hoher Gefährdungen.<br />

www.mayr.com<br />

ENERGIEEFFIZIENT<br />

UND EX-GESCHÜTZT<br />

ABB hat ihre Familie von IE5-<br />

Synchronreluktanzmotoren<br />

(SynRM) um ein neues Mitglied<br />

erweitert: den IE5-SynRM<br />

mit erhöhter Sicherheit. Die<br />

Motoren haben bis zu 40 Prozent<br />

weniger Energieverluste<br />

im Vergleich zu gängigen<br />

IE3-Motoren und können für<br />

explosionsgefährdete Bereiche<br />

eingesetzt werden. So verbinden<br />

sie Sicherheit und höchste<br />

Driving the world<br />

Energiekonzepte –<br />

sicher und effizient<br />

Energieeffizienz. Die neue<br />

Variante zeichnet sich durch<br />

eine präzise Regelung und hohe<br />

Effizienz über den gesamten<br />

Drehzahlbereich aus – auch bei<br />

Teillast. Damit eignet die sich<br />

zur Aufrüstung von Standard-<br />

Asynchronmotoren mit erhöhter<br />

Sicherheit für Pumpen, Lüfter<br />

und Kompressoren in Sektoren,<br />

wo explosive Gase, Dämpfe oder<br />

Stäube auftreten können. Ein<br />

wesentlicher Vorteil ist der<br />

kühlere Betrieb im Vergleich<br />

zu Standarddesigns. Die Lagertemperatur<br />

wird um bis zu 15 °C<br />

gesenkt, die Wicklungstemperatur<br />

um bis zu 30 °C. Das erhöht die<br />

Zuverlässigkeit, verlängert die<br />

Motorlebensdauer und verringert<br />

den Wartungsbedarf.<br />

www.abb.com<br />

Effizient und sicher unterwegs –<br />

in der Industrie und im öffentlichen Raum<br />

• Die kontaktlose Energieübertragung MOVITRANS® spot mit Suchund<br />

Lademodus ermöglicht energie-effiziente Ladekonzepte.<br />

• Die intelligente Sicherheitsfunktion SAFS – Safe AC Field Stop –<br />

realisiert bei Bedarf ein fehlersicher abgeschaltetes Magnetfeld.<br />

Leistungsfähige und sichere Infrastruktur – auch im Personenumfeld.<br />

www.sew-eurodrive.de/movitrans


ANTRIEBSTECHNIK<br />

FLINK UND PRÄZISE ZUGLEICH<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mehrere hundert Bewegungen pro Minute, mit hoher Präzision und auf kleinem<br />

Raum: Delta-Roboter leisten Außergewöhnliches. Das gilt auch für ihre Antriebe.<br />

Planetengetriebe bieten dabei besondere Vorteile, wie Neugart aktuell mit einem<br />

neuentwickelten Flanschgetriebe beweist.<br />

Ob in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie oder in<br />

vielen anderen Branchen: Wo schnelle und präzise<br />

Handhabungsschritte automatisiert werden, bieten<br />

Delta-Roboter eine ideale Lösung. Zum Beispiel in<br />

Verpackungsanlagen oder in Logistikzentren übernehmen sie<br />

vielfältige Pick&Place-Aufgaben. Sie verpacken Pralinen, sortieren<br />

Päckchen oder bestücken Leiterplatten und das hundertfach<br />

pro Minute.<br />

Möglich macht dies die charakteristische Kinematik dieses<br />

Robotertyps: Alle Achsen seiner Stab-Roboterarme sind parallel<br />

angeordnet. Die Enden der in alle Richtungen beweglichen Arme<br />

sind durch eine kleine Plattform verbunden, die beispielsweise<br />

einen Sauggreifer trägt. Da die Antriebe nicht in den Gelenken<br />

sitzen, sind die Arme bei einem Delta-Roboter extrem leicht. Es<br />

muss also nur wenig Masse bewegt werden, was hohe Geschwindigkeiten<br />

und eine große Dynamik mit sehr starken Beschleunigungen<br />

ermöglicht.<br />

BESON<strong>DER</strong>E ANTRIEBSTECHNISCHE<br />

ANFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />

Marcel Geurts, Produktmanagement Neugart GmbH, Kippenheim<br />

Im Gegenzug bedeutet die konstruktive Entlastung der Roboterarme<br />

folgendes: Die Servomotoren der Hauptantriebe und mit<br />

ihnen die Getriebe, die sie mit den Roboterarmen verbinden,<br />

sind starken Belastungen ausgesetzt. Sie müssen hochdynamisch<br />

in ständig wechselnder Drehrichtung und dabei sehr präzise<br />

42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

rere Zahneingriffe (je nach Anzahl der Planeten sechs oder<br />

mehr) gleichzeitig stattfinden, bietet dieser Typ den höchsten<br />

Wirkungsgrad unter allen Getriebeformen, ein enorm hohes<br />

übertragbares Drehmoment in sehr kompakter Bauform und<br />

somit eine große Leistungsdichte.<br />

FLANSCHGETRIEBE ALS<br />

LEISTUNGSFÄHIGE LÖSUNG<br />

Damit ein Planetengetriebe seine Vorteile auch in Delta-Robotern<br />

voll ausspielen kann, sind jedoch einige spezielle Anpassungen<br />

in der Konstruktion notwendig. Diese betreffen insbesondere<br />

die Punkte maximale Verdrehsteifigkeit (Torsionssteifigkeit),<br />

minimales Verdrehspiel, reduzierte Massenträgkeit, niedriges<br />

Losbrechmoment und ein angepasstes Dichtungskonzept.<br />

DAS GETRIEBE MUSS IN STÄNDIG<br />

WECHSELN<strong>DER</strong> DREHRICHTUNG<br />

HOCHDYNAMISCH UND DABEI SEHR<br />

PRÄZISE ARBEITEN<br />

arbeiten. Planetengetriebe, bei denen mindestens drei Zahnräder<br />

(Planetenräder) in einem Hohlrad ein gehärtetes Zentralrad<br />

(Ritzel oder Sonnenrad) umkreisen, sind für diese Aufgabe generell<br />

gut geeignet. Denn weil bei einem Planetengetriebe meh-<br />

Wie eine solche leistungsfähige Lösung aussehen kann, zeigt<br />

Neugart mit dem neuen Flanschgetriebe NDF. Dieses verfügt<br />

zum Beispiel über einen besonders verdrehsteif ausgeführten<br />

Planetenträger-Käfig sowie über speziell ausgelegte Planetenräder.<br />

Das Verdrehspiel der Getriebeverzahnung ist standardmäßig<br />

auf weniger als 1 arcmin begrenzt. Dementsprechend hoch ist<br />

die Positioniergenauigkeit des Roboters. Hierdurch reduziert<br />

sich die Nachregulierung des Systems auf ein Minimum und verkürzt<br />

die Taktzeit des Roboters. Darüber hinaus zeichnet sich das<br />

NDF im Detail noch durch eine ganze Reihe von weiteren Besonderheiten<br />

an der Eingangs- wie an der Abtriebsseite aus.<br />

14. - 16.<strong>11</strong>.<strong>2023</strong><br />

SPS<br />

Halle 4 | Stand 248<br />

SAUBER<br />

GEMACHT!<br />

harmonicdrive.de<br />

Mit dem neuen Edelstahlaktuator für<br />

Hygienebereiche der Baureihe HHA haben<br />

Keime und Bakterien keine Chance:<br />

Verlässliche Präzision in höchster Reinheit.


ANTRIEBSTECHNIK<br />

Häufig werden Flanschgetriebe in der Robotik und Werkzeugmaschinen<br />

eingesetzt, da sie mit einer kurzen Einbaulänge<br />

punkten und zudem sehr belastbar sind. Durch den großen<br />

Durchmesser der Abtriebswelle sind sie besonders verdrehsteif.<br />

Gefragt ist das vor allem in Applikationen mit dynamisch<br />

wechselnden Bewegungsrichtungen.<br />

VANESSA SENDROWSKI, Redakteurin, <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

KONSTRUKTIONSMERKMALE<br />

AN EINGANG UND ABTRIEB<br />

So verringert in der Eingangsstufe ein Klemmring aus Aluminium<br />

die Massenträgheit am Spannsystem. Ein reibungsarmer Radialwellendichtring<br />

reduziert zudem das Losbrechmoment. Dieses<br />

„Dynamic Antriebssystem“ ermöglicht sehr schnelle Richtungswechsel<br />

und entlastet zugleich den Motor. Es ist also weniger<br />

Kraft notwendig, um das Getriebe anzutreiben. Damit kann ein<br />

kleinerer und leichterer Motor eingesetzt werden.<br />

Als weitere Maßnahme sind in der Eingangsstufe des NDF drei<br />

Planetenräder verbaut, was sowohl die Massenträgheit gering hält<br />

als auch die Reibung an der schnelldrehenden Eingangsstufe<br />

mindert. Das Getriebe wird thermisch entlastet. Es entsteht weniger<br />

Wärme, speziell am sich schnell drehenden Getriebeantrieb.<br />

Außerdem werden Planschverluste im Ölbad gesenkt. Den drei<br />

01 Als Option kann das Flanschgetriebe mit einer Abtriebswelle<br />

aus Edelstahl und einem vernickelten Abtriebsflansch (rechts)<br />

ausgestattet werden<br />

02 Das neue Flanschgetriebe wurde speziell für<br />

Delta-Roboter entwickelt<br />

01<br />

02<br />

Planetenrädern am Eingang stehen vier Planetenrädern in der<br />

Abtriebsstufe gegenüber. Dadurch erhöhen sich die Torsionssteifigkeit<br />

und das übertragbare Drehmoment deutlich. Neben<br />

Steigerungen bei Dynamik, Positioniergenauigkeit und Taktzeit<br />

verbessern sich zudem die Regelgüte des Antriebs sowie Schnelligkeit<br />

und Präzision beim Anfahren des Zielpunkts.<br />

Ebenfalls abtriebsseitig wird ein spezieller Radialwellendichtring<br />

(RWDR) eingesetzt. Dieser ist gezielt auf die schwierige<br />

Schmierungssituation ausgelegt, denn die Getriebe-Abtriebswelle<br />

dreht sich bei Delta-Robotern applikationsbedingt immer nur<br />

um wenige Grad hin und her, was die Schmierung erschwert. Der<br />

verwendete RWDR zeigt darüber hinaus ein optimiertes Walk-<br />

Verhalten bei schnellen Drehrichtungswechsel und sorgt damit<br />

dauerhaft und zuverlässig für eine optimale Abdichtung der Welle.<br />

Die Flanschabtriebswelle mit Torque Interface verfügt über<br />

zwölf Gewindebohrungen in M6, der Abtriebsflansch über 16<br />

Bohrungen (jeweils anstelle der standardmäßigen acht). Die Steifigkeit<br />

der Schnittstellenverbindung nimmt damit zu und es können<br />

höhere Drehmomente übertragen werden.<br />

BAUGRÖSSEN UND WEITERE OPTIONEN<br />

Das NDF ist in Baugröße 090 und mit insgesamt vier jeweils zweistufigen<br />

Übersetzungen zwischen i=22 und i=55 verfügbar. Als<br />

Option ist für das NDF eine lebensmitteltaugliche Öl-Schmierung<br />

erhältlich. Der verwendete Schmierstoff ist nach NSF H1<br />

und ISO 21469 zertifiziert. Als weitere Option kann das NDF mit<br />

einer Abtriebswelle aus Edelstahl und einem vernickelten Abtriebsflansch<br />

ausgestattet werden. Diese erhöhen die Korrosionsbeständigkeit<br />

des Getriebes. Dadurch toleriert es auch häufiges<br />

Reinigen mit aggressiven Medien, wie es in der Lebensmittelund<br />

Pharmaindustrie unerlässlich ist. Eine große Auswahl an<br />

Standardgetrieben aus dem Neugart Programm ermöglicht darüber<br />

hinaus einen individuell ausgelegten Antrieb für die Drehachse<br />

des Delta-Roboters.<br />

FAZIT<br />

Nach dem NGV, dem Planetengetriebe für industrielle Flurförderfahrzeuge,<br />

und dem hygienegerechten HLAE stellt Neugart<br />

mit dem neuen NDF eine weitere Getriebelösung für einen besonderen<br />

Einsatzbereich vor. Es wurde gezielt für den Einsatz in<br />

Delta-Robotern entwickelt und zeichnet sich insbesondere durch<br />

eine reduzierte Massenträgheit, eine sehr hohe Torsionssteifigkeit,<br />

ein minimales Verdrehspiel und ein hohes übertragbares<br />

Drehmoment aus.<br />

Bilder: Neugart<br />

www.neugart.com<br />

44 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

KURVENROLLEN MIT ZWEI<br />

BESCHICHTUNGSVARIANTEN<br />

Kurvenrollen müssen nicht<br />

nur hohe Radialkräfte aufnehmen,<br />

sondern sind<br />

häufig auch aggressiven<br />

Umgebungsmedien ausgesetzt.<br />

Für diesen Anwendungsbereich<br />

stellt Findling<br />

Wälzlager seine Kurvenrollen<br />

KR und KRV in zwei Varianten<br />

zur Verfügung: als Zink-<br />

Eisen- und als Zink-Nickel-Legierung. Die Zink-Eisen-Variante<br />

(Schichtdicke 3-6 µm) mit anschließender Dickschichtpassivierung<br />

ist ein kathodischer Korrosionsschutz, der bei sämtlichen Lagertypen<br />

verwendet werden kann. Die Salzsprühbeständigkeit gemäß<br />

DIN EN ISO 9227 beträgt zwischen 48 und 360 Stunden gegen<br />

Rotrostbildung. Bei den Zink-Nickel-Ausführungen (Schichtdicke<br />

3-6 µm) mit anschließender Dickschichtpassivierung liegt die<br />

Salzsprühbeständigkeit gemäß DIN EN ISO 9227 bei 360 bis<br />

720 Stunden gegen Rotrostbildung. Diese Beschichtung findet<br />

vor allem in der Automobilindustrie und anderen Outdoor-Applikationen<br />

mit sehr starken Witterungseinflüssen Verwendung. Die<br />

Kurvenrollen von Findling verfügen über einen dickwandigen<br />

für hohe Belastungen optimal profilierten Außenring. Sie sind<br />

beid seitig abgedichtet und lassen sich über einen Gewindezapfen<br />

einfach mit der Anschlusskonstruktion verbinden. Wahlweise<br />

gibt es Varianten mit einem Schlitz für einen Schraubendreher<br />

oder für einen Innensechskantschlüssel.<br />

www.findling.com<br />

GENAUIGKEIT GEHT VOR<br />

Auf hohe Genauigkeit ausgelegt ist die Getriebebaureihe<br />

Galaxie Accuracy Line von Wittenstein. Kinematik,<br />

Lagerung, Übersetzungen und Baugröße wurden speziell<br />

für Hochpräzisionsanwendungen konzipiert. Die Linie<br />

umfasst Flanschgetriebe, Hohlwellengetriebe und<br />

ausgelegte Servoaktuatoren. Die Baureihe ist in fünf<br />

Baugrößen verfügbar und ausgelegt für Drehmomente<br />

von 150 bis 6000 Nm. Wie die Schwestern-Baureihe<br />

Galaxie Robustness Line zeichnet sie sich durch Spielfreiheit,<br />

maximale Torsionssteifigkeit, eine hohe Drehmomentdichte,<br />

Laufruhe und eine große Hohlwelle aus.<br />

Bei der Accuracy<br />

Line wurde die<br />

Anzahl der Zähne<br />

im Getriebe –<br />

und damit die<br />

Übersetzung und<br />

die Drehrichtung – geändert. So werden größere Übersetzungsverhältnisse<br />

erreicht und die Positionierung in<br />

kleinsten Winkelbereichen verbessert. Dadurch können<br />

beispielsweise Präzisions-Werkzeugmaschinen oder<br />

Roboter auch kleinste Bewegungen ohne Ruckgleiten<br />

durchführen. Zur Baureihe gehören auch zwei miniaturisierte<br />

Produktvarianten, die in der Baugröße einbaukompatibel<br />

zu Wellgetrieben sind. Eingesetzt werden<br />

diese Getriebe in Medizin- und Präzisionsrobotern,<br />

in Handlingsystemen für Halbleiter und Wafer oder<br />

in High-End-Werkzeugmaschinen.<br />

www.wittenstein.de<br />

LEICHTATHLET<br />

INTELLIGENTE GLEITLAGERLÖSUNGEN –<br />

FÜR EINEN REIBUNGSFREIEN ABLAUF UND MEHR EFFEKTIVITÄT<br />

PASSION FOR TECHNOLOGY.


ANTRIEBSTECHNIK<br />

KLEINTEILE BIS 100 GRAMM<br />

DYNAMISCH HANDHABEN<br />

IEF-Werner hat die<br />

Minispin-Baureihe<br />

weiterentwickelt, sodass<br />

kleine Komponenten<br />

jetzt auch bis 100 g<br />

automatisiert bewegt<br />

werden können. Zudem<br />

ist die Handlingseinheit<br />

flexibler bei Motoren und Steuerungen. Mit der Minispin-<br />

Baureihe lassen sich Kleinbauteile dynamisch und schnell<br />

umsetzen und transportieren. Bisher war dies in Zykluszeiten<br />

von 200 ms nur bei Komponenten mit einem Gewicht bis 20 g<br />

möglich. Neu ist zudem die Option, das Gerät mit einem<br />

Winkelgetriebe auszustatten. Dieses lenkt den Servomotor<br />

um 90 o um. Somit benötigt die Einheit in axialer Richtung<br />

weniger Bautiefe. Mehr Freiheit erhalten Anwender auch bei<br />

der Auswahl der Motoren und Steuerungen. Denn ab sofort<br />

lassen sich auch Lösungen von Dritt anbietern integrieren.<br />

Im Vergleich zu Robotersystemen, die für ähnliche Anwendungen<br />

zum Einsatz kommen, ist der Minispin außerdem<br />

einfacher programmierbar und Nutzer können zum Beispiel<br />

die Drehachse direkt über die Gradvorgabe positionieren.<br />

Neben den technischen Neuerungen wurde der Fokus auch<br />

auf unterstützende Informationen gelegt. Anwender haben<br />

die Möglichkeit, via IEF-Website auf Video-Tutorials zu<br />

unterschiedlichen Themen zugreifen – unter anderem zum<br />

Aufbau und zur Funktionsweise des Minispin, seines Hubsaugers<br />

sowie zur Antriebstechnik.<br />

www.ief.de<br />

AUFLÖSUNG BEI EINBAUGEBERN<br />

UM FAKTOR 16 ERHÖHT<br />

Lenord+Bauer erweitert seine Minicoder um eine Variante mit<br />

MHSSI-Schnittstelle (Mitsubishi High Speed Serial Interface),<br />

die eine Auflösung bis 67.108.864 Positionen pro Umdrehung<br />

(26 Bit) bietet. Die Verwendung von MHSSI ermöglicht im Vergleich<br />

zur klassischen 1 Vss-Schnittstelle die direkte Einbindung<br />

der lagerlosen Einbaugeber in CNC-Systeme von Mitsubishi.<br />

Eine zusätzliche Signalwandler-Box sowie Stecker entfallen<br />

und die Verkabelung<br />

wird vereinfacht. Bei den<br />

neuen digitalen Minicodern<br />

wurde die Auflösung<br />

gegenüber der<br />

ersten Generation um<br />

das 16-fache erhöht.<br />

Diese steht bis zu einer<br />

maximalen Drehzahl<br />

von 100.000 min -1 zur<br />

Verfügung. Beim Einsatz in Hochgeschwindigkeitsspindeln<br />

kann eine bessere Oberflächenqualität durch die gesteigerte<br />

Regelgüte erzielt werden. Die Signalwandlung erlaubt zudem<br />

eine präzise Positionierung im Bereich weniger Winkelsekunden.<br />

Die Minicoder erfassen neben der Drehzahl und der<br />

Position auch die Temperatur am b-seitigen Lager. Dies ermöglicht<br />

die Zustandsüberwachung des Lagers im Warmlauf- sowie<br />

Spindelbetrieb unter Last. Die zusätzliche Übertragung von<br />

Warn- und Fehlermeldungen über das digitale MHSSI-Protokoll<br />

unterstützt beim Condition Monitoring. Als Maßverkörperung<br />

kommen drehzahlfeste Messzahnräder zum Einsatz.<br />

www.lenord.com<br />

Zum Film:<br />

ANTRIEBSTECHNIK FÜR FÖR<strong>DER</strong>SYSTEME<br />

Nord Drivesystems unterstützt mit maßgeschneiderten Antriebslösungen<br />

Betreiber von Paketverteilzentren dabei, die Energieeffizienz<br />

ihrer Förderanlagen zu steigern und damit Kosten und CO2-<br />

Emissionen zu senken. Die Branchenspezialisten beraten Kunden bei<br />

der Auslegung von individuellen Antriebslösungen auf Basis des<br />

Nord-Produktbaukastens. Neben der Leistung werden dabei auch<br />

Faktoren wie die Betriebssicherheit, Total-Cost-of-Ownership und<br />

Energieeffizienz berücksichtigt. Basis vieler Antriebslösungen ist der hocheffiziente IE5 Synchronmotor,<br />

der die höchste normierte Wirkungsgradklasse IE5 noch übersteigt. Nord bietet ihn<br />

sowohl als Einzelmotor als auch in integrierten Systemlösungen an. Beim DuoDrive-Getriebemotor<br />

ist der Motor in ein Kegelradgetriebe integriert und spart damit nochmals Energie,<br />

Schnittstellen und Bauraum. Beim LogiDrive-Antriebssystem ist die Konfiguration ergänzt um<br />

einen Frequenzumrichter; er wird dezentral platziert, was den Verdrahtungsaufwand reduziert.<br />

www.nord.com<br />

FREQUENZUMRICHTER IN NEUEN VARIANTEN<br />

· Edelstahl<br />

· 5 m Anschlussleitung<br />

· verschiedene Modelle<br />

Robuster Maschinengriff<br />

+ integrierter Taster<br />

= FH15<br />

Sieb & Meyer hat seine SD4x-Produktfamilie weiter ausgebaut und<br />

präsentiert unter anderem die neuen Varianten und Features der<br />

SD4S- und SD4M-Serien. Die Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />

bieten verschiedene Vorteile. Die SD4S Serie ist in<br />

Baugrößen der 50, der 230 und der 400 V-Klasse zu erhalten. Die verfügbare<br />

Prozessorperformance ermöglicht eine Erhöhung der maximalen<br />

Ausgangsfrequenz auf 4.000 Hz für Synchron- und 6.000 Hz für Asynchronmotoren<br />

sowie neue Regelungsfunktionen. Die SD4M zeigt ihre<br />

Stärken beim Einsatz in Turboverdichtern und Turbokompressoren. Hier<br />

bewährt sich die geringe Motorerwärmung in Kombination mit dem hohen Systemwirkungsrad.<br />

Es stehen Versionen für AC- und DC-Einspeisung in einem Leistungsbereich von 70-500 kVA<br />

zur Verfügung. Beide dieser Serien bieten eine Regelungsfunktion für IPM-Motoren.<br />

www.sieb-meyer.de<br />

www.krausnaimer.com


ANZEIGE<br />

No 10_10/<strong>2023</strong><br />

Mechatronicnews®<br />

AUTOMATISIERUNG | ANTRIEBSTECHNIK | TECHNOLOGIETRENDS<br />

MIT DEN MECHATRONISCHEN<br />

LANGHUBGREIFERN VON SMW<br />

GROSSE LASTEN BEWEGEN<br />

Mehr dazu auf<br />

SEITE 2<br />

IMPRESSUM<br />

HERAUSGEBER<br />

Köhler + Partner GmbH<br />

Brauerstraße 42<br />

2<strong>12</strong>44 Buchholz i.d.N.<br />

Tel.: +49 4181 92892-0<br />

Fax: +49 4181 92892-55<br />

info@koehler-partner.de<br />

GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />

Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes<br />

BILDNACHWEIS<br />

Archiv, Köhler + Partner GmbH<br />

www.koehler-partner.de


ANZEIGE<br />

MECHATRONISCHER LANGHUBGREIFER<br />

MX-L 520 VON SMW-AUTOBLOK<br />

Große Lasten sicher und präzise bewegen<br />

Überall dort, wo im Automatisierungsprozess große<br />

Lasten sicher und präzise bewegt werden müssen,<br />

ist der mechatronische Langhubgreifer MX-L 520 von<br />

SMW-AUTOBLOK eine gute Wahl. Der 2-Finger-Parallelgreifer<br />

aus der MOTIACT-Serie bietet einen großen<br />

Backenhub und garantiert bei Energieausfall den<br />

Greifkrafterhalt durch mechanische Selbsthemmung,<br />

Federspeicher und Motorbremse. Kombiniert mit den<br />

optionalen induktiven Koppelsystemen des Herstellers<br />

sind die Langhubgreifer unter anderem für den Einsatz<br />

in EOAT-Anwendungen prädestiniert.<br />

Höchste Flexibilität bei maximaler Sicherheit: Auf die mechatronischen<br />

Langhubgreifer MX-L 520 von SMW-AUTOBLOK<br />

ist bei der Prozessautomatisierung Verlass. Ob in Schwerlastoder<br />

in Robotik-Applikationen – der MX-L erledigt gewichtige<br />

Bewegungsaufgaben zuverlässig und bietet dem Anwender<br />

dabei ein hohes Maß an gestalterischem Freiraum. Die Prozesseinbindung<br />

des Großhubgreifers erfolgt über eine Profinet-Schnittstelle.<br />

Maximale Prozesssicherheit garantieren zum<br />

einen die integrierte Positionsabfrage und chung und zum anderen den Greifkrafterhalt bei Energie-<br />

Greifkraftüberwaausfall<br />

durch mechanische Selbsthemmung, Federspeicher<br />

und Motorbremse (STO-Signal). Weitere Vorteile bieten die<br />

mögliche Vorpositionierung des Greifers und die sensitive<br />

Greifkrafteinstellung.<br />

Die Kombination mit dem optionalen induktiven Koppelsystem<br />

F180 Ethernet von SMW ermöglicht die 360°-Rotation<br />

des Greifers und eröffnet dadurch unter anderem vielfältige<br />

Einsatzmöglichkeiten im Bereich End-of-Arm-Tooling<br />

(EOAT) in Robotik-Applikationen. Durch die berührungslose,<br />

sichere Übertragung von Energie und Signalen zwischen bewegten,<br />

rotierenden und unbewegten Komponenten wird<br />

Kabelbruch ausgeschlossen und die Verfahrgeschwindigkeit<br />

und Störkontur des Roboters nicht durch Leitungen limitiert.<br />

Das induktive Koppelsystem ist verschleiß- und wartungsfrei,<br />

verfügt über Temperaturüberwachung, Fremdobjekterkennung<br />

und Verpolschutz und ist unter anderem auch für<br />

Anwendungen im Reinraum oder unter Wasser geeignet.<br />

SMW-AUTOBLOK SPANNSYSTEME GMBH<br />

Wiesentalstrasse 28 | 88074 Meckenbeuren | Tel.: +49 7542 405-0<br />

info@smw-autoblok.de | www.smw-electronics.de<br />

MN 2


ANZEIGE<br />

EDELSTAHL-MONTAGE-SYSTEM<br />

FÜR GESTELLBAUTEN<br />

Einfache Montage und Demontage ohne Spezialkenntnisse<br />

Gestelle aus Edelstahl sind der Standard für<br />

Installationen in allen korrosionsgefährdeten<br />

Bereichen, im Reinraum sowie im lebensmittelnahen<br />

Bereich. Diese mussten<br />

allerdings bisher aufwendig durch das Verschweißen<br />

von Edelstahlrohren hergestellt<br />

werden. Das neue Edelstahl-Montage-System<br />

EMS von RK Rose+Krieger gestattet durch<br />

eine spezielle Spanntechnik nun die einfache,<br />

schnelle und sichere Montage sowie Demontage<br />

industrieller Gestellbauten mit wenigen<br />

Handgriffen.<br />

Geländer oder Gestelle aus Edelstahl werden<br />

typischerweise durch das Verschweißen von Rundoder<br />

Vierkantrohren zeitaufwendig hergestellt.<br />

Abhilfe schafft hier das neue Edelstahl-Montage-<br />

System EMS: Mit diesem können Gestellbauten<br />

aus Vierkant- oder Rundrohren der gängigen<br />

Baugröße 40 schnell, sicher und ohne besondere<br />

Fachkenntnisse mittels einer speziellen Spanntechnik<br />

montiert werden. Die Demontage ist gegenüber<br />

Schweißverbindungen ebenfalls einfach<br />

möglich.<br />

Die EMS-Elemente sind inklusive Spannverbinder<br />

aus Edelstahlguss. Das Verbinden bzw. Lösen der<br />

Anschlussrohre erfolgt dabei mittels nur einer<br />

Schraube. Aktuell sind sowohl in der Rundrohrals<br />

auch in der Vierkantrohrausführung folgende<br />

EMS-Elemente lieferbar: Ecken, T-Stücke, Kreuzverbinder,<br />

3-strahlige Verbinder und Fußelemente<br />

mit Stellfußanbindung.<br />

Mehr erfahren:<br />

RK ROSE+KRIEGER GMBH<br />

Potsdamer Str. 9 | 32423 Minden | Tel.: +49 571 9335-0<br />

info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com<br />

MN 3


ANZEIGE<br />

ROTOCLAMP – STARKE KLEMMUNG<br />

FÜR SICHERE FERTIGUNG<br />

Sichere und präzise Produktionsabläufe mit pneumatischen Klemmsystemen<br />

von HEMA<br />

Die leistungsstarken RotoClamp-Klemmsysteme von<br />

HEMA eignen sich ideal für rotatorische Positionsklemmungen<br />

in Achsen, Tischen und Schwenkköpfen<br />

von Maschinen. Da das Klemmsystem nach dem Fail-Safe-<br />

Prinzip arbeitet, klemmt es Achsen auch bei einem<br />

Energieausfall schnell und mit großer Kraft.<br />

Viele Maschinen und Anlagen in der industriellen Fertigung<br />

verfügen über Achsen und Spindeln, die in verschiedenen<br />

Arbeitspositionen sicher geklemmt werden müssen. Für diese<br />

Anwendungen bietet HEMA die RotoClamp: ein rotatorisches<br />

Klemmsystem, das auch als Fail-Safe-Sicherung eingesetzt<br />

werden kann. RotoClamp zeichnet sich durch hohe Klemmkräfte<br />

bei relativ niedrigen Betriebsdrücken aus. Möglich wird<br />

dies durch das pneumatische Funktionsprinzip des Klemmsystems,<br />

das auf einem Federspeicher beruht.<br />

Durch Entlüften der inneren Arbeitskammer und Belüften<br />

der äußeren Arbeitskammer wird das Federblech entspannt.<br />

Das Klemmelement wird dadurch im Bereich der Klemmfläche<br />

elastisch verformt und drückt auf die zu fixierende<br />

Welle. Durch zusätzliche Druckluftbeaufschlagung der äußeren<br />

Arbeitskammer mit der Booster-Funktion kann bei Bedarf<br />

die Klemmkraft weiter erhöht werden.<br />

Bei einem Druckausfall wird die Achse sofort geklemmt<br />

(Fail-Safe-Version). Die Reaktionszeit ist dank der Pneumatik<br />

besonders kurz. Mit dem Schnellentlüftungsventil und dem<br />

direkt am Spannmechanismus angebrachten Schnellverschluss<br />

lassen sich extrem kurze Spannzeiten realisieren.<br />

RotoClamp ist in einer innen- und einer außenklemmenden<br />

Version lieferbar, kompatibel zu allen in der Industrie üblichen<br />

Wellengrößen und lässt sich leicht und schnell montieren.<br />

- Über 20 Jahre Erfahrung und Know-how in<br />

pneumatischen Klemmsystemen<br />

- Weltweit über 150.000 RotoClamp im Einsatz<br />

- Über 80 Baugrößen verfügbar, auch<br />

als Tandemausführung für besonders<br />

hohe Haltekräfte<br />

- Konzipiert und präzise gefertigt für<br />

schnelle Reaktion bei geringer<br />

Störanfälligkeit<br />

- Besondere Ausführung für<br />

Reinraumanwendung möglich<br />

- Hohe Haltemomente auch bei<br />

0 bar durch Federspeicher<br />

- Boosterfunktion zur Steigerung der<br />

Haltemomente und Schließgeschwindigkeiten<br />

- Hervorragende Torsionssteifigkeit<br />

- B10d-Werte >= 5 Millionen Schaltzyklen<br />

HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH<br />

Am Klinggraben 2 | 63500 Seligenstadt | Tel.: +49 6182 773-0<br />

info@hema-group.com | www.hema-group.com<br />

MN 4


ANZEIGE<br />

FÜR INDUSTRIELLE<br />

ANWENDUNGEN VON<br />

160 °C BIS ZU 1.000 °C<br />

Zuverlässig bei großer Hitze:<br />

Hochtemperaturlager von Findling Wälzlager<br />

Um Wälzlager für den Einsatz unter hohen Temperaturen<br />

nutzbar zu machen, müssen zahlreiche Parameter<br />

berücksichtigt werden. Die Experten von<br />

Findling Wälzlager wissen, worauf es ankommt und<br />

haben zahlreiche geeignete Produkte im Sortiment.<br />

Hochtemperaturlager werden zum Beispiel in der Hütten-,<br />

Glas- oder Keramikindustrie benötigt, in Ziegelbrennereien<br />

herrschen sogar Temperaturen von über 1.000 °C. Der<br />

reguläre Wälzlagerstahl 100Cr6 ist jedoch nur bis <strong>12</strong>0 °C<br />

ohne Einschränkungen einsetzbar. Deshalb sind in diesem<br />

Bereich andere Werkstoffe gefragt, darunter spezielle<br />

Stähle und Keramik. Auch Hybridlager, bei denen nur die<br />

Wälzkörper aus Keramik bestehen, sind in vielen Fällen<br />

eine gute Option. Ein Wälzlager besteht jedoch noch aus<br />

anderen Komponenten, die den extremen Temperaturen<br />

ebenfalls trotzen müssen: Pflicht sind spezielle Dichtungsmaterialien<br />

aus verschiedenen Elastomeren und hitzebeständige,<br />

mit Additiven versetzte, Schmierstoffe.<br />

ABEG ® -Wälzlager der Xtemp-Serie<br />

Diese speziellen Hochtemperaturlager sind in verschiedenen<br />

Ausführungen von -54 °C bis über 1.000 °C einsetzbar.<br />

Sie bestehen aus wärmebehandeltem Stahl oder<br />

Edelstahl und sind zum Beispiel mit widerstandsfähigem<br />

FKM/FPM Material gedichtet. Eine Befettung mit besonders<br />

hitzeresistenten Schmierstoffen gewährleistet<br />

einen optimalen Lauf. Doch damit nicht genug:<br />

Mit durchdachten Modifikationen konnte Findling<br />

zusätzlich die Lebensdauer im Vergleich<br />

zu Standardlagern um das 1,2- bis 1,5-fache<br />

verlängern.<br />

Große Übersichtstabelle<br />

auf:<br />

www.findling.com/<br />

xtemp-rillenkugellager<br />

© iStock.com/Eugenio Opitz und © iStock.com/buto<br />

FINDLING WÄLZLAGER GMBH<br />

Schoemperlenstr. <strong>12</strong> | 76185 Karlsruhe | Tel.: +49 721 55999-0<br />

info@findling.com | www.findling.com<br />

MN 5


ANZEIGE<br />

PROFILKÜHLKÖRPER FÜR<br />

LEISTUNGSELEKTRONIK<br />

Robust, langlebig und wartungsarm<br />

Vielfältig<br />

Zuverlässig<br />

Beim Einsatz von Leistungselektronik muss immer auf eine effektive Wärmeabfuhr geachtet<br />

werden. Das optimale Thermomanagement richtet sich dabei nach Größe, vorhandenem<br />

Bauraum, Einsatzgebiet und Leistung der elektronischen Komponente. Profilkühlkörper von<br />

CTX Thermal Solutions sind immer dann die Lösung, wenn die Anforderungen an Robustheit,<br />

Wartungsarmut und Langlebigkeit besonders hoch sind.<br />

Kostengünstig<br />

Profilkühlkörper – nach ihrem Herstellungsverfahren auch<br />

Strang- oder Extrusionskühlkörper genannt – sind der Klassiker<br />

bei der Kühlung von Leistungselektronik. Sie werden<br />

in der Regel aus einer Aluminium-Stranggusslegierung mit<br />

einer Wärmeleitfähigkeit von 180 W/mK gefertigt. Dabei wird<br />

das zähflüssige Metall unter hohem Druck durch eine Matrize<br />

gedrückt und der so entstehende, bis zu 18 Meter lange<br />

Profilstrang, nach dem Abkühlen auf Länge zugeschnitten.<br />

Das Kühlkörperdesign und damit auch die Kühlleistung erfolgt<br />

durch die individuelle Gestaltung des Extrusionswerkzeugs.<br />

Einmal angefertigt, können mit einer Matrize beliebig<br />

viele Kühlkörper produziert werden.<br />

Die Rippen von Profilkühlkörpern sorgen für eine große<br />

Kühlkörperoberfläche und damit für eine effektive Wärmeabfuhr<br />

durch natürliche Konvektion. Auf diese Weise<br />

sichern Profilkühlkörper den stabilen Betrieb von Elektronikbauteilen<br />

und erhöhen deren Lebensdauer. Auf Wunsch<br />

übernimmt CTX bei Bedarf auch die nachträgliche CNC-Bearbeitung<br />

nach Zeichnungsvorgabe sowie die professionelle<br />

Oberflächenveredlung der Profilkühlkörper durch Lackierung,<br />

Chromatierung, Eloxierung oder Pulverbeschichtung.<br />

Eine Beschriftung per Siebdruck oder Lasergravur sowie<br />

sand- bzw. glasperlgestrahlte Oberflächen sind ebenfalls<br />

problemlos realisierbar.<br />

Zu den Standard-Profilkühlkörpern von CTX gehören Lamellen-,<br />

Kammprofil- und Fingerkühlkörper sowie Kleinstkühlkörper.<br />

Die Größe der Standard-Profilkühlkörper reicht<br />

von <strong>12</strong>,4 mm bis 750 mm Breite, das Gewicht beträgt zwischen<br />

130 g/m und 75,1 kg/m und der Wärmewiderstand<br />

liegt bei R th<br />

-Werten zwischen 81,6 K/W und 0,04 K/W. Zudem<br />

realisiert CTX projekt- und anwendungsbezogene<br />

Kühllösungen.<br />

CTX THERMAL SOLUTIONS GMBH<br />

Lötscher Weg 104 | 41334 Nettetal | Tel.: +49 2153 7374-0<br />

info@ctx.eu | www.ctx.eu<br />

MN 6


ANZEIGE<br />

BEDARFSGERECHTE UND<br />

EFFIZIENTE ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />

NORD: Wir unterstützen den Erfolg unserer Kunden<br />

NORD ist ein verlässlicher, kompetenter Partner für An-<br />

triebslösungen und unterstützt seine Kunden weltweit mit<br />

maßgeschneiderten, hocheffizienten Antrieben aus dem<br />

Produktbaukasten sowie umfassendem Anwendungs- und<br />

Branchen-Know-how.<br />

Unter dem Claim: „Our Solution. Your Success.“<br />

bietet NORD innovative Antriebe bzw. System-<br />

lösungen aus Getriebe, Elektromotor und<br />

Antriebselektronik für über 100 Branchen<br />

an. Darüber hinaus profitieren Kunden von der Expertise<br />

und Beratung des Herstellers sowie einem exzellenten<br />

Service. Um die Energieeffizienz ihrer Anlagen zu steigern,<br />

können Unternehmen zudem den NORD ECO-Service<br />

nutzen.<br />

OUR SOLUTION.<br />

YOUR SUCCESS.<br />

Energieeffiziente Lösungen wie das patentierte DuoDrive<br />

oder die IE5+ Motoren von NORD, aber auch die Industrie-<br />

getriebe MAXXDRIVE XD oder die Frequenzumrichter<br />

NORDAC ON<br />

zeichnen sich durch zahlreiche Vorteile aus<br />

und kommen in verschiedenen Applika-<br />

tionen und Branchen zum Einsatz.<br />

„Wir machen unsere Kundinnen und Kun-<br />

den erfolgreich“, erklärt Jörg Niermann,<br />

Bereichsleiter Marketing bei NORD. „Da-<br />

für bieten wir effiziente Antriebe und branchenspezifische<br />

Lösungen, die wir exakt auf die Anforderungen unserer Kun-<br />

dinnen und Kunden zuschneiden.“ Eine Steigerung der Ener-<br />

gieeffizienz oder die Reduzierung der Total Cost of Ownership<br />

(TCO) bringen dabei einen besonderen Kundennutzen.<br />

Weitere VERPACKUNGSINDUSTRIE<br />

Branchenschwerpunkte:<br />

- Backindustrie<br />

- Verpackungsindustrie<br />

- Lagerlogistik<br />

- Flughafenlogistik<br />

- Schüttguthandling<br />

- Logistik/Kran<br />

MISCHER/RÜHRWERKE<br />

GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = <strong>DER</strong> ANTRIEB.<br />

GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG<br />

Getriebebau-Nord-Straße 1 | 22941 Bargteheide | Tel.: +49 4532 289-0<br />

info@nord.com | www.nord.com<br />

MN 7


ANZEIGE<br />

SON<strong>DER</strong>- UND ZEICHNUNGSTEILE<br />

VON DRESSELHAUS<br />

Darf es etwas Spezielles sein?<br />

Sonder- und Zeichnungsteile, exakt nach Kundenvorgaben<br />

gefertigt – für die Mehrwertmacher von Dresselhaus zählt<br />

das zum Kerngeschäft für Industriekunden. Weltweit stehen<br />

Dresselhaus hochqualifizierte Produzenten zur Verfügung,<br />

welche die geforderten Qualitätsstandards inklusive<br />

aller Prüfungen und Abnahmezeugnisse (DIN EN ISO<br />

9001:2008 und VDA 6.2) zu wirtschaftlichen Bedingungen<br />

gewährleisten.<br />

Kunden erhalten Verbindungselemente aus allen gängigen<br />

Werkstoffen und Sondermaterialien, die perfekt<br />

den gewünschten Spezifikationen entsprechen. Hier sind<br />

kaum Grenzen gesetzt: Nahezu alle Durchmesserbereiche,<br />

Längen und Gewindeformen, verschiedene Oberflächenbehandlungen<br />

sowie eine große Auswahl an Werkstoffen<br />

stehen zur Wahl. Bereits in der Entwicklungsphase der Befestigungslösungen<br />

können Kunden auf das Know-how von<br />

Dresselhaus zählen: Auf Wunsch übernehmen die Mehrwertmacher<br />

z.B. die Erstellung von 3D-Zeichnungen für<br />

Produktion und Qualitätskontrolle.<br />

Sonder- und Zeichnungsteile<br />

von Dresselhaus:<br />

DIREKT RFID Kanban – das beste System am Markt!<br />

Inzwischen haben sich die C-Teile-Spezialisten zu einem<br />

Komplettanbieter für Industrie und Handel entwickelt. So<br />

hat Dresselhaus mit dem DIREKT RFID Kanban System eine<br />

der momentan besten Lösungen im Angebot, um die fortlaufende<br />

C-Teile-Versorgung sicherzustellen – automatisiert,<br />

hocheffizient, skalierbar und mit maximaler Transparenz<br />

aller Bestellvorgänge. Neue Sortimente im Bereich Chemie,<br />

Werkzeuge und Verbrauchsmaterialien haben das Portfolio<br />

um über 30.000 neue Produkte erweitert. Mit der umfassenden<br />

Modernisierung der eigenen Logistik gelingt es Dresselhaus<br />

zudem, seine Kunden noch schneller mit C-Teilen,<br />

Werkzeugen und Verbrauchsmaterialien zu versorgen.<br />

- Kalt- und Warmumformteile<br />

- Dreh- und Frästeile<br />

- Stanz-, Laser- und Biegeteile<br />

- Zinkdruckgussteile<br />

- Baugruppen und Montageteile<br />

- u.v.m.<br />

Jetzt Video<br />

ansehen<br />

JOSEPH DRESSELHAUS GMBH & CO. KG<br />

Zeppelinstraße 13 | 32051 Herford | Tel.: +49 5221 932-0<br />

info@dresselhaus.de | www.dresselhaus.de<br />

MN 8


ANZEIGE<br />

INTELLIGENTE PRODUKTE<br />

FÜR MEHR SICHERHEIT<br />

Arretierbolzen und neue Positionierbuchsen mit Zustandssensor von norelem<br />

norelem baut sein umfangreiches Sortiment im Bereich von<br />

Produkten mit Zustandssensor weiter aus und bietet neben<br />

Arretierbolzen ab sofort auch Positionierbuchsen mit Zustandssensor<br />

an. Mit diesen neuen, intelligenten Produkten<br />

ist norelem einer der Vorreiter am Markt: Die Integration von<br />

induktiven Sensoren verringert Materialverluste und erhöht<br />

deutlich die Prozesssicherheit.<br />

Fertigungsprozesse sollen stabiler, präziser und zuverlässiger<br />

gestaltet werden. Einen klaren Vorteil bieten hier Produkte<br />

mit sensorgestützter Zustands- und Positionsüberwachung,<br />

wie die norelem Arretierbolzen und Positionierbuchsen mit<br />

Zustandssensoren.<br />

Bei den Arretierbolzen mit Zustandssensor erfasst ein in den<br />

Griff integrierter Sensor den Zustand des Bolzens. Der Sensor<br />

ist per dreiadrigem PVC-Kabel mit der Maschinensteuerung<br />

verbunden. Der Zustand (verriegelt oder gezogen) kann präzise<br />

erfasst werden, auf diese Weise ist eine betätigungsabhängige<br />

Prozesssteuerung möglich. Länge, Höhe und Position<br />

von beweglichen Komponenten lassen sich damit noch<br />

genauer einstellen. Die Arretierbolzen von norelem sind als<br />

Ausführung in Stahl oder Edelstahl erhältlich.<br />

Bei den Positionierbuchsen mit Zustandssensor befindet<br />

sich ein variabel einstellbarer Sensor an der Buchse. An die<br />

Modelle „für Zustandssensor“ kann der Anwender einen handelsüblichen<br />

induktiven Sensor mit 3 mm Durchmesser montieren.<br />

Der induktive Sensor erfasst das Signal und überträgt<br />

es an die Maschinensteuerung, die beispielsweise den Produktionszyklus<br />

erst dann startet, wenn sich alle Bedien- oder<br />

Rastelemente in der richtigen Position befinden. Eingesetzt<br />

wird die elektronische Zustandsüberwachung unter anderem<br />

in der Verpackungsindustrie, insbesondere bei der Formatverstellung<br />

von Verpackungsmaschinen.<br />

Neben Arretierbolzen und Positionierbuchsen hat norelem<br />

auch federnde Druckstücke mit Zustandssensor und Zustandssensoren<br />

Edelstahl mit Halter für Schnellspanner im<br />

Programm.<br />

norelem GETRIEBEBAU Normelemente NORD GMBH GmbH & CO. & KG Co. KG<br />

Volmarstrasse 1 | 71706 Markgröningen | Tel.: +49 7145 206-0<br />

info@norelem.de | www.norelem.de<br />

MN 9


ANZEIGE<br />

MEHR EFFIZIENZ IN <strong>DER</strong> FERTIGUNG<br />

Absolute Messgeräte von AMO ermöglichen den sicheren Einsatz von Cobots<br />

Roboter und Menschen arbeiten in immer mehr Fertigungsprozessen<br />

Hand in Hand. Um Verletzungen durch Kollisionen<br />

auszuschließen, erfassen absolute Messgeräte von AMO die<br />

Distanz zwischen den Akteuren hochgenau und zuverlässig.<br />

So lassen sich auch herkömmliche Industrieroboter schnell<br />

und sicher zu Cobots umrüsten.<br />

Cobots haben gegenüber herkömmlichen Industrierobotern<br />

einige Vorteile: Sie können nicht nur flexibler eingesetzt werden,<br />

sondern sind auch günstiger in der Anschaffung. Die<br />

Mensch-Roboter-Kollaboration schafft zudem wertvolle Synergieeffekte,<br />

denn sie kombiniert die Stärken menschlicher<br />

Arbeiter mit denen von Robotern. So kann die Effizienz des<br />

Gesamtprozesses gesteigert werden.<br />

Damit es bei der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Cobot<br />

nicht zu Kollisionen kommt, muss die Robotersteuerung<br />

immer die aktuelle Entfernung beider Akteure voneinander<br />

kennen. Unterschreitet diese eine kritische Grenze, verlangsamt<br />

oder stoppt der Cobot seine Bewegungen. Das funktioniert<br />

allerdings nur, wenn hochgenaue Messgeräte jederzeit<br />

die exakte Distanz zwischen Mensch und Roboter erfassen.<br />

Die absoluten Längen- und Winkelmessgeräte von AMO eignen<br />

sich optimal für diese Aufgabe, denn sie messen Positionswerte<br />

mit Abweichungen von weniger als 1 Mikrometer pro<br />

Signalperiode. Dadurch ist die hochgenaue Positionierung<br />

von Roboter-Achsen möglich, sodass Cobots auch in unmittelbarer<br />

Nähe zu menschlichen Arbeitern sicher arbeiten<br />

können. Da bei jeder Messung zwei voneinander unabhängige<br />

Werte im Geber erzeugt werden, ist jeder Wert zudem<br />

redundant. Die Übertragung von Fehlerbits an die Steuerung<br />

schließt darüber hinaus Abweichungen bei der Übermittlung<br />

der Positionsdaten aus.<br />

Die absoluten Längenmessgeräte LMKA 2010 und LMKA<br />

3010 sowie die absoluten Winkelmessgeräte WMKA 2010<br />

und WMKA 2<strong>11</strong>0 von AMO sind für den Einsatz in sicherheitsgerichteten<br />

Anwendungen zertifiziert (SIL2, PL d). Um<br />

die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung zwischen<br />

Messgerät und Antrieb sicherzustellen, hat AMO zudem einen<br />

mechanischen Fehlerausschluss entwickelt. Dieser aufwändige<br />

Prozess entfällt somit für die Cobot-Hersteller.<br />

Auch die Produzenten klassischer Industrieroboter profitieren<br />

von den absoluten Messgeräten: Als Secondary Encoder<br />

verbessern diese nämlich die Positioniergenauigkeit des Tool<br />

Center Points deutlich. Die Roboter können deshalb mithilfe<br />

der Messgeräte von AMO auch in Anwendungen verwendet<br />

werden, für die sie bis dahin nicht geeignet waren.<br />

© adobestockk.com/zapp2photo<br />

AMO AUTOMATISIERUNG MESSTECHNIK OPTIK GMBH<br />

Nöfing 4 | A-4963 St. Peter am Hart | Tel.: +43 7722 65856-0<br />

office@amo.at | www.amo-gmbh.com<br />

MN 10


ANZEIGE<br />

PERFEKTER SCHUTZ<br />

ROSE Systemtechnik fertigt robuste Gehäusesysteme für Anwendungen<br />

im Maschinenbau, in der Industrie und der Verkehrstechnik.<br />

Die Erfolgsgeschichte des Unternehmens begann 1969:<br />

Damals entwickelte Friedhelm Rose das weltweit erste Aluminium-Industriegehäuse.<br />

Das Konstruktionsprinzip war so<br />

innovativ, dass sich viele andere Hersteller bis heute daran<br />

orientieren. Inzwischen fertigt ROSE drei Aluminiumgehäuse-Serien<br />

für verschiedenste Einsatzgebiete. Die Gehäuse<br />

bieten einen EMV-Basisschutz und sind schlagfest bis 10<br />

Joule (IK09).<br />

Neben den Alu-Gehäusen gehören auch Industriegehäuse<br />

aus Kunststoff und Edelstahl, Bedien- und Anzeigegehäuse,<br />

Verteilergehäuse, Industrial PCs sowie Control Stations<br />

zum Produktprogramm von ROSE. Der Gehäusespezialist<br />

fertig nach allen gängigen Verfahren und betreibt Werke in<br />

Deutschland, Ungarn und Indien.<br />

Sämtliche Gehäuse werden auf Wunsch kundenspezifisch<br />

bearbeitet: Zu den Services zählen z. B. Gravuren, Laserbearbeitung,<br />

das Anschweißen von Außenlaschen, das Aufschweißen<br />

von Gewindebolzen sowie das Einbringen von<br />

Gewindebohrungen, das Gewindeschneiden und die Rückwärtssenkung<br />

von Bohrungen. Lackierungen und Oberflächenveredelungen<br />

sind ebenfalls möglich.<br />

ROSE übernimmt darüber hinaus die Bestückung der Gehäuse<br />

mit Elektronik sowie das Einkleben von Folientastaturen<br />

und Sichtscheiben, die Voll- oder Teilverdrahtung und<br />

den Einbau von Dichtungen. Die Gehäuse werden zudem<br />

nach allen einschlägigen Normen zertifiziert.<br />

ROSE GETRIEBEBAU SYSTEMTECHNIK NORD GMBH& CO. KG<br />

Erbeweg 13–15 | 32457 Porta Westfalica | Tel.: +49 571 5041-151<br />

hmisolutions@rose-pw.de | www.rose-systemtechnik.com<br />

MN <strong>11</strong>


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

METALLFE<strong>DER</strong>N –<br />

FRÜHER,<br />

HEUTE UND<br />

IN ZUKUNFT<br />

Die Entwicklungsgeschichte der Metallfeder erstreckt sich über<br />

Jahrhunderte und zeigt die fortschreitende Evolution von einfachen<br />

mechanischen Konstruktionen hin zu hochspezialisierten Metallfedern.<br />

Heute ist der Einsatz von Metallfedern aus vielen Branchen nicht mehr<br />

wegzudenken. Seit wann gibt es Metallfedern, welche Rolle spielen sie<br />

in der Gegenwart, und was erwartet uns in der Zukunft?<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Entwicklungsgeschichte der Metallfeder spiegelt die<br />

fortschreitende Komplexität der Technologie und die<br />

kontinuierliche Verbesserung der Fertigungstechniken<br />

wider. Frühe Kulturen verwendeten natürliche Materialien<br />

wie Tierhaare und Pflanzenfasern, um rudimentäre Federn herzustellen.<br />

Metallfedern wurden wahrscheinlich zuerst in einfachen<br />

mechanischen Vorrichtungen wie Waffen, Werkzeugen und<br />

Verriegelungsmechanismen eingesetzt. Sie bestanden oft aus Metallstücken,<br />

die in Form gebogen und mit Feuer bearbeitet wurden.<br />

ERSTE MECHANISCHE PRINZIPIEN<br />

In der Zeit der Renaissance begannen Ingenieure und Erfinder<br />

wie Leonardo da Vinci, sich intensiver mit Mechanik zu befassen.<br />

Die Ideen und Konzepte dieser Zeit trugen zur Entwicklung mechanischer<br />

Prinzipien bei, die auch Federn betrafen. Metallfe-<br />

Jürgen Mugrauer CMO, Gutekunst Federn, Metzingen<br />

dern wurden in Uhrwerken verwendet, um kontrollierte Bewegungen<br />

zu erzeugen.<br />

Während der industriellen Revolution wurden fortschrittliche<br />

Metallverarbeitungstechniken entwickelt, die die Massenproduktion<br />

von präzisen Metallfedern ermöglichten. Federn finden<br />

sich in Dampfmaschinen, Textilmaschinen und der Eisenbahn.<br />

Im 19. Jahrhundert fanden immer präziser gefertigte Metallfedern<br />

Eingang in komplexere Konstruktionen, beispielsweise im<br />

Automobilbau, der Elektronik und in Haushaltsgeräten. Mit<br />

Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern, Form- und Blattfedern<br />

stand eine breite Palette von Metallfederntypen zur Verfügung.<br />

Fortschritte in Materialwissenschaften, Fertigungstechniken und<br />

Design ermöglichen seit dem 20. Jahrhundert die Entwicklung<br />

hochspezialisierter Metallfedern und Federsysteme für eine Vielzahl<br />

von Anwendungen, darunter Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt,<br />

Medizintechnik, Elektronik und viele mehr.<br />

PRODUKTION UND EINSATZ HEUTE<br />

Die moderne Federnproduktion stellt hochwertige Metallfedern<br />

für eine breite Palette von Anwendungen effizient her. So werden<br />

58 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


NEU<br />

Metallfedern aktuell auf CNC-gesteuerten Winde- und Biegeautomaten in einer<br />

hohen Präzision hergestellt, die den spezifizierten Anforderungen der industriellen<br />

Anwender entsprechen. Dabei reduzieren automatisierte Fertigungsprozesse<br />

die frühere Notwendigkeit manueller Arbeitsschritte. Somit können Metallfedern<br />

heute mit einer hohen Wiederholgenauigkeit und gleicher Qualität in größeren<br />

Mengen hergestellt werden. Moderne Fertigungsanlagen bieten zudem die Herstellung<br />

komplexer Federgeometrien, die in früheren Jahren schwer umzusetzen<br />

waren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für innovative Federdesigns. In der Materialauswahl<br />

gibt es eine Vielzahl von verbesserten und weiterentwickelten Materialien.<br />

Durch hochwertigere Rohstoffe und Legierungsbestandteile, moderne<br />

Schmelz- und Walzverfahren werden heute Federstahlsorten hergestellt, die bis zu<br />

METALLFE<strong>DER</strong>N SIND EIN INTEGRALER<br />

BESTANDTEIL VON ZAHLREICHEN<br />

PRODUKTEN UND TECHNOLOGIEN, DIE<br />

UNSER MO<strong>DER</strong>NES LEBEN PRÄGEN<br />

30 Prozent höhere Anforderungen/Auslastungen bei Metallfedern als früher ermöglichen.<br />

Komplette Überwachungssysteme während der Produktion bieten zudem<br />

eine optimale Qualitätskontrolle, womit Qualitätsstandards bis hin zur<br />

100 %igen Prüfung automatisiert durchgeführt werden.<br />

Metallfedern werden heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die<br />

von industriellen bis hin zu alltäglichen Bereichen reichen. Sie werden heute<br />

vorwiegend zur Bereitstellung von Rückstell-, Haft-, Ausgleichs-, Gewichts-, Antriebs-<br />

sowie Schwingungs- und Dämpfungskräften verwendet. Neben einfachen<br />

Federgeometrien und Federeigenschaften für allgemeine Anwendungen werden<br />

häufig auch komplexe Federformen mit zusätzlichen Eigenschaften hergestellt:<br />

verbesserte Dauerfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, medizinische Reinheit, Lebensmittel<br />

geeignet oder aus leitfähigen Materialien/Oberflächen zur optimalen<br />

GN 3971, GN 3975<br />

Kegelrad- und<br />

Schneckengetriebe<br />

∙ Hohe Drehmomentübertragung<br />

∙ Robust und langlebig, da im<br />

Aluminium-Gehäuse gekapselt<br />

∙ Wartungsfrei<br />

∙ Vielseitig einsetzbar<br />

Überzeugen Sie sich:<br />

Anwendungsbeispiele,<br />

CAD-Daten und Bestellung.<br />

Einfach QR-Code scannen.<br />

SPS in Nürnberg<br />

14. - 16. September <strong>2023</strong><br />

Halle 4A, Stand 510<br />

ganternorm.com


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

02<br />

01 Heute werden Metallfedern auf CNC-gesteuerten Windeund<br />

Biegeautomaten in einer hohen Präzision hergestellt, die<br />

den spezifizierten Anforderungen der Anwender entsprechen<br />

01<br />

02 Technische Federn werden als Speicherelemente, Messelemente,<br />

Schwingungselemente, Ruheelemente und Lagerelemente verwendet<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Kontaktierung. Heute kommen Metallfedern in nahezu allen<br />

Branchen zum Einsatz. Dabei zählen unter anderem die Maschinen-<br />

und Fahrzeugindustrie, die Elektrotechnik, die Medizintechnik,<br />

die Luft- und Raumfahrttechnik sowie die Chemie- und Pharmaindustrie<br />

zu den wichtigsten Abnehmern für Metallfedern.<br />

DIE TRENDS <strong>DER</strong> FE<strong>DER</strong>NTECHNIK<br />

Die Zukunft von Metallfedern wird von technologischen Fortschritten,<br />

neuen Anwendungen und sich verändernden Anforderungen<br />

in verschiedenen Industrien geprägt sein. Nachfolgend<br />

einige Trends:<br />

Materialentwicklung: Fortschritte in der Materialwissenschaft<br />

führen zur Entwicklung neuer Legierungen mit verbesserten Eigenschaften<br />

wie höherer Festigkeit und geringeres Gewicht.<br />

Neue Materialien werden die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer<br />

von Metallfedern weiter steigern.<br />

Leichtbau und Effizienz: In Branchen wie der Luft- und Raumfahrt,<br />

dem Fahrzeugbau und der Energietechnik wird der Trend<br />

zum Leichtbau die Nachfrage nach leichten, aber dennoch starken<br />

Metallfedern erhöhen.<br />

3D-Druck: Die additive Fertigung oder der 3D-Druck von Metallkomponenten<br />

hat das Potenzial, die Art und Weise der Federherstellung<br />

zu revolutionieren. Dies könnte komplexere Geometrien<br />

ermöglichen und die Prototypenentwicklung beschleunigen.<br />

Miniaturisierung und Mikrofederung: Die Nachfrage nach<br />

kleineren und leistungsfähigeren Geräten führt zu Entwicklungen<br />

von Mikrofedern, die in Bereichen wie Elektronik, Medizintechnik<br />

und Präzisionsmechanik eingesetzt werden.<br />

Smarte Federn: Die Integration von Sensoren und Elektronik in<br />

Metallfedern ermöglicht die Überwachung des aktuellen Zustands<br />

und der Lastverteilung über eine drahtlose Kommunikation.<br />

Die Zukunft der Metallfeder wird also von einer Kombination<br />

aus technologischem Fortschritt, Innovation und sich wandelnden<br />

Industrieanforderungen geprägt sein.<br />

<strong>DER</strong> WEG ZUR PASSENDEN<br />

METALLFE<strong>DER</strong><br />

Das Internet bietet für den individuellen Metallfedernbedarf<br />

eine Vielzahl an Shops aber auch Portallösungen, die den<br />

gesamten Metallfedernbedarf von der Berechnung, Auswahl,<br />

Bestellung, Anfrage, Dokumentation bis hin zum CAD-Daten-<br />

Generator anbieten. Wenn unter den verschiedenen Anbietern<br />

eine passende Metallfeder gefunden ist, kann die Spezifikationen<br />

anhand der Produktinformationen geprüft werden. Dabei<br />

sollte auf die Materialvorgaben, Abmessungen und maximalen<br />

Belastungsgrenzen geachtet werden. Passt alles, kann die Metallfeder<br />

normalerweise direkt über den Internetshop bestellt<br />

oder angefragt werden.<br />

Gutekunst Federn biete unter Federnshop.com ein umfangreiches<br />

Metallfedernangebot mit 25 verschiedenen Metallfedernarten<br />

zum Auswählen, Anfragen und teils auch zum Berechnen.<br />

Dabei hat Gutekunst Federn nicht nur eine riesige Katalogauswahl<br />

mit aktuell <strong>12</strong>.603 Federbaugrößen ab Lager, sondern bietet<br />

auch die Herstellung von kundenspezifischen Metallfedern bis<br />

<strong>12</strong> mm Drahtstärke nach Baumaßdaten, Zeichnung oder CAD-<br />

Daten an. Enthält das Katalogprogramm keine passende Metallfeder,<br />

so kann mithilfe der gewünschten Such- oder Anfrageparameter<br />

ein Anfrageformular versendet werden.<br />

Darüber hinaus bietet der Federnshop zahlreiche Artikel- und<br />

Produktinformationen, Datenblätter, CAD-Daten-Generator,<br />

Weg-Kraft-Daten und vieles mehr rundum Metallfedern. Als Besonderheit<br />

kann direkt aus dem eProcurement-System über eine<br />

OCI-Punchout-Schnittstelle (Open Catalog Interface) auf den Federnshop<br />

zugegriffen werden.<br />

Bilder: Aufmacher HP_Photo - stock.adobe.com,<br />

sonstige Gutekunst<br />

www.federnshop.com<br />

60 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

HISTORISCHE FE<strong>DER</strong>N-RECHENSCHIEBER<br />

Das Buch „Federn-Rechenschieber“ gibt einen Überblick über verschiedene Arten von Federn-<br />

Rechenschieber aus der Zeit von 1930 bis 1974. Die mathematischen Hilfsmittel wurden sowohl zur<br />

Dimensionierung neuer Federn als auch zur Nachrechnung vorhandener Federn verwendet. Herausgeber<br />

waren oft Federnhersteller oder Hersteller von Federwickelmaschinen. In den 1970er-Jahren<br />

übernahmen Software und Online-Funktionen zur Federnberechnung ihre Aufgaben und läuteten<br />

das Ende der Rechenschieber-Ära ein. Im Buch vorgestellt werden unter anderem Rechenscheiben,<br />

Rechenstäbe und nomografische Rechenblätter. Die Spanne reicht vom Sonderrechenschieber bis<br />

zur etablierten und im Laufe der Jahre weiterentwickelten Rechenhilfe, vom europäischen Fabrikat<br />

bis zum USA-Modell. Neben der Beschreibung der einzelnen Rechenschieber, ihrer Konstruktion<br />

und ihrer Erfinder ist auch der technisch-naturwissenschaftliche Hintergrund anhand historischer<br />

Fachliteratur beschrieben. Ein Literaturverzeichnis von rund 200 Monografien, Sammelwerkbeiträgen,<br />

Zeitschriftenaufsätzen und Internetdokumenten schließt das Buch ab.<br />

Das Buch kann kostenpflichtig unter bestellung@edition-greis.de bestellt werden.<br />

1. Auflage 2020; Softcover, Format DIN A4; XII + 191 Seiten; 358 Abbildungen; ISBN 978-3-941937-30-7; Preis 20,00 EUR (inkl. MwSt.)<br />

www.edition-greis.de<br />

GEWINDEANSCHLÜSSE<br />

FLEXIBEL PLATZIEREN<br />

Schallenkammer bringt<br />

NdFeB-Magnetsysteme auf den<br />

Markt, die fest in rechteckige<br />

Gummiblöcke eingebettet sind<br />

und über Gewindeanschlüsse<br />

verfügen, die sich ortsflexibel<br />

anbringen und wieder lösen<br />

lassen. Die neue Variante an<br />

Magnetsystemen der Reihe<br />

Graviflex stellt eine verbindungstechnische<br />

Doppellösung<br />

dar: Sie besteht aus einem<br />

metallischen Träger mit<br />

haftstarken Magneten der<br />

Sorte Neodym-Eisen-Bor<br />

(NdFeB) und parallel aus je<br />

einem oder je zwei Gewindestiften<br />

oder Gewindebuchsen.<br />

Beide Bestandteile sind<br />

fest in einen rechteckigen,<br />

flachen Gummimantel aus<br />

schwarzem oder weißem TPE<br />

eingebettet. Die Gummiummantelung<br />

schont empfindliche<br />

Oberflächen und unterstützt<br />

zudem die Verschiebesicherheit<br />

der magnetischen<br />

Verbindung. Das metallische<br />

Trägerblech im Inneren der<br />

Gummiblöcke verstärkt das<br />

magnetische Kraftfeld und die<br />

Formgebung ermöglicht ein<br />

kantengenaues Positionieren<br />

und Einpassen.<br />

www.schallenkammer.de<br />

CRASH DÄMPFER REDUZIEREN<br />

STILLSTANDSZEITEN<br />

• Zuverlässiger Schutz<br />

vor unnötigen Maschinenschäden<br />

• Hohe Schadensreduzierung<br />

durch geringe Stützkräfte<br />

• Hohe Energieaufnahme<br />

mit bis zu 98 % Energieabbau<br />

• Einfache Montage und Austausch<br />

sparen wertvolle Zeit<br />

• Hervorragendes<br />

Preis-Leistungsverhältnis<br />

YOUR LOCAL<br />

SALES CONTACT:<br />

ACE Stoßdämpfer GmbH · Langenfeld · Germany · www.ace-ace.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

DAS VOLLE SORTIMENT<br />

FÜR GETRIEBEBAUER<br />

Für die Anbindung eines Getriebes an die Motorwelle gibt es eine Reihe von<br />

Optionen. Bei KBK finden Anwender eine große Bandbreite an spielfreien<br />

Welle-Nabe-Verbindungen. Das Antriebstechnik-Produktprogramm<br />

umfasst dabei nicht nur zahlreiche Kupplungsvarianten, sondern auch<br />

Schrumpfscheiben und Klemmringe<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Gerade bei Anwendungen im hohen Drehmoment-<br />

Bereich sind Schrumpfscheiben die beste Wahl. Müssen<br />

allerdings gar nicht so hohe Drehmomente übertragen<br />

werden und verfügt das Getriebe über eine geschlitzte<br />

Hohlwelle, sind Klemmringe eine gute Alternative – diese Welle-<br />

Nabe-Verbindung baut zudem etwas kompakter und lässt sich<br />

noch leichter montieren als Schrumpfscheiben. KBK bietet Anwendern<br />

eine individuelle Kalkulation und Auslegung von<br />

Klemmringen an. Der Service stößt auf reges Interesse, denn viele<br />

Anwender finden am Markt nicht die Klemmringe, die ihren Anforderungen<br />

entsprechen.<br />

KUPPLUNGEN MIT SPREIZNABE<br />

Um Hohlwellengetriebe und Motorwelle spielfrei miteinander zu<br />

verbinden, sind Metallbalgkupplungen mit Spreiznabe bzw. Elastomerkupplungen<br />

mit Spreiznabe geeignet. Die Metallbalgkupplung<br />

mit Spreiznabe (KB8) eignet sich für Wellen mit Durchmessern<br />

von 10 bis 60 mm und überträgt Drehmomente zwischen 18<br />

und 500 Nm, die Elastomerkupplung mit Spreiznabe (KBE4) ist<br />

für Wellen mit Durchmessern von 4 bis 62 mm geeignet und kann<br />

Drehmomente zwischen 4 und 655 Nm übertragen.<br />

Bei Vollwellen-Getrieben ist die Kupplung über eine Montage-<br />

Glocke direkt in das Getriebe integriert. KBK bietet für diese Vollwellen-Getriebe<br />

eine große Bandbreite spielfreier Kupplungen an.<br />

Die Metallbalg-, Elastomer- und Schlitzkupplungen übertragen<br />

Drehmomente zwischen 0,05 Nm und 5.000 Nm und eignen sich<br />

für Wellendurchmesser von 1 mm bis 100 mm.<br />

Sven Karpstein, Geschäftsführer KBK Antriebstechnik, Klingenberg am Main<br />

PRÄZISE, DYNAMISCH UND<br />

SCHNELL MONTIERT<br />

Für hochpräzise bzw. hochdynamische Anwendungen empfiehlt<br />

sich der Einsatz von Metallbalgkupplungen, denn sie weisen eine<br />

hohe Verdrehsteifigkeit auf. Die Metallbalgkupplungen der Serie<br />

KB4K können hohe Drehmomente übertragen, bauen zugleich<br />

aber mit Längen von 35 mm bis 96 mm und Außendurchmessern<br />

von 32,5 bis <strong>12</strong>2 mm sehr kompakt. Ebenfalls beliebt bei Getriebebauern<br />

ist die KB4LV. Die Kupplung lässt sich in der Länge verstellen<br />

und kann deshalb aus der Montage-Glocke herausgezogen<br />

werden, um die Klemmschraube frei zugänglich zu haben.<br />

Montagebohrungen oder -öffnungen sind nicht erforderlich. Eine<br />

weitere Besonderheit ist die Metallbalgkupplung der Serie<br />

KB4FA für Roboter: Hier liefert KBK einen Adapterflansch als<br />

Standardteil, der genau auf die genormte Schnittstelle passt.<br />

Optimal geeignet für die Anbindung von Servomotoren ist die<br />

Metallbalgkupplung KB4P. Diese Kupplung überträgt Drehmomente<br />

zwischen 18 Nm und 500 Nm und eignet sich für Wellendurchmesser<br />

von 10 mm bis 70 mm. Die KB4P lässt sich durch<br />

axiales Stecken ganz einfach montieren und demontieren. Die<br />

KB4P wird aus hochfestem Aluminium gefertigt und mit einer<br />

speziellen Beschichtung versehen. Sie besitzt eine hohe Torsionssteifigkeit,<br />

gleicht Wellenversatz aus und erzeugt nur minimale<br />

Rückstellkräfte.<br />

In Applikationen, in denen geringer Wellenversatz nicht kritisch<br />

ist, können auch die etwas günstigeren Elastomerkupplungen<br />

(Klauenkupplungen) verwendet werden. Diese<br />

Kupplungen lassen sich ebenfalls ganz einfach durch axiales Stecken<br />

montieren.<br />

Bilder: KBK<br />

www.kbk-antriebstechnik.de<br />

62 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

MULTILAYER-FOLIE ZUR VISUALISIERUNG<br />

VON UV-STRAHLUNGSBELASTUNGEN<br />

Die messtechnische Überwachung von<br />

UV-Strahlenbelastungen spielt in der Klebe-,<br />

Verpackungs- und Lebensmitteltechnik eine<br />

wichtige Rolle. Als Standardlösung für diese<br />

Aufgabe bietet Kager die Multilayer-Systemfolie<br />

des Typs UV-Scale an. Die Folie ist auf<br />

die einfache Messung und Visualisierung von<br />

Belastungen durch UV-Strahlung ausgelegt.<br />

Zur Überwachung, Prüfung und Kontrolle der<br />

UV-Belastung von Oberflächen kommt sie vor allem als Werkzeug der Qualitätssicherung<br />

in der Verpackungs-, Lebensmittel- und Klebetechnik zum Einsatz.<br />

Ihre Funktionsweise basiert auf einer UV-lichtempfindlichen Beschichtung mit<br />

farbgebenden Mikrokapseln. Die Variante UV-Scale LM erfasst ultraviolettes<br />

Licht in einem Messbereich von 4 bis 7.000 mJ/cm 2 , die mehrlagige Variante<br />

UV-Scale H deckt einen Messbereich von 800 bis 100.000 mJ/cm 2 ab. Beide<br />

Varianten visualisieren die Intensität der erfassten UV-Strahlung durch einen<br />

gut sichtbaren Farbverlauf von Hell- bis Dunkelblau.<br />

www.kager.de<br />

BEWEGUNG!<br />

MIKROPUMPEN FÜR TRAGBARE MEDIZINTECHNIK<br />

Medizinische Geräte, die früher schwer und unbeweglich<br />

waren, sind heute klein und tragbar – und werden<br />

zunehmend am Körper getragen. Hierfür braucht es<br />

sehr kompakte, leise und trotzdem leistungsstarke<br />

Komponenten wie die Disc-Pump-Miniaturpumpen<br />

von Lee Ventus. Dank ihrem bauraumsparenden<br />

Scheibendesign und einem Gewicht von lediglich 5 g<br />

werden diese Kleinstpumpen Herstellern medizinischer<br />

Geräte gerecht. Die Pumpen stehen in Drücken<br />

von 160 mbar bis 600 mbar, die hochgenau dosierbare<br />

Durchflussrate liegt zwischen 0,1 l/min und 2 l/min. Sie arbeiten vibrationsund<br />

geräuschlos und eignen sich somit für eine Vielzahl medizinischer Anwendungen,<br />

in denen der Nutzer möglichst wenig störenden Einflüssen ausgesetzt<br />

sein soll. Hierzu zählen etwa tragbare Blutdruckmessgeräte oder Pipettoren.<br />

Neben medizinischen Applikationen reicht das Anwendungsspektrum von der<br />

Automobilbranche über die Luftfahrt bis hin zur Umwelt- und Prozesstechnik.<br />

www.theleeco.com/de/<br />

STERNGRIFFE MIT SICHERHEITSFUNKTION<br />

Die neuen Sterngriffe mit Sicherheitsfunktion<br />

von Kipp bieten überall dort eine optimale<br />

Lösung, wo Veränderungen an der Klemmstelle<br />

durch unbeabsichtigtes Öffnen oder<br />

Schließen verhindert werden sollen und<br />

gleichzeitig Griffigkeit und Benutzerfreundlichkeit<br />

gefragt sind. Der Sterngriff lässt sich<br />

im Ausgangszustand frei drehen und besitzt<br />

keine Verbindung zur Klemmstelle. Erst durch Drücken des Griffs rastet die<br />

Verzahnung ein und die Klemmung kann über eine Gewindebuchse beziehungsweise<br />

einen Gewindebolzen – wahlweise aus Stahl oder Edelstahl – gelöst oder<br />

angezogen werden. Die Rückstellung erfolgt unmittelbar nach Loslassen des<br />

Sterngriffs über eine stabile Feder aus Edelstahl. Diese Sicherheitsfunktion<br />

verhindert, dass eingestellte Positionen unbeabsichtigt verstellt werden. Die<br />

ergonomische Formgebung der Sterngriffe orientiert sich an der DIN 6336 und<br />

sorgt für eine angenehme Handhabung. Durch den Einsatz langlebiger Materialien<br />

sind die Sterngriffe den hohen Anforderungen industrieller Umgebungen<br />

bestens gewachsen. Die Griffe gibt es in verschiedenen Größen wahlweise mit<br />

Innen- oder Außengewinde M4 bis M10 in den Farben rot oder schwarz.<br />

www.kippwerk.de<br />

FRIZLEN Brems- und Anlasswiderstände<br />

sorgen weltweit für Dynamik<br />

bei Hub- und Fahrantrieben in<br />

Krananlagen, im Logistikbereich<br />

sowie bei mobilen Systemen<br />

im Hafenbereich und Offshore.<br />

Leistungen von 10 W bis 500 kW<br />

Bis IP67, mit UL / CE<br />

FRIZLEN Leistungswiderstände<br />

Belastbar<br />

Zuverlässig<br />

Made in Germany<br />

Tel. +49 7144 8100-0<br />

www.frizlen.com


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DATENGOLD<br />

AUS <strong>DER</strong> KUPPLUNG<br />

Daten sind das Gold des 21. Jahrhunderts – das gilt im Zeitalter des Industrial<br />

Internet of Things insbesondere für maschinengenerierte Informationen.<br />

Kupplungen mit integrierter Sensorik vereinfachen die Erfassung und Analyse<br />

von Maschinendaten direkt im Antriebsstrang. So lassen sich Wartungsarbeiten<br />

im Sinne der Predictive Maintenance proaktiv planen.<br />

Jan van Helt, Communications Manager<br />

R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main<br />

64 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Kompakte<br />

Metallbalgkupplung<br />

mit integrierter<br />

Sensorik<br />

Beispiel ein Drehmoment von 150 Nm übertragen kann, wird<br />

dies auch weiterhin übertragen können. Die Sensorik wird entsprechend<br />

kalibriert, um einen optimalen Messbereich in dieser<br />

Drehmomentsklasse abzudecken“, betont Frank Kronmüller,<br />

Managing Director bei R+W.<br />

Neben Lamellenkupplungen, Gelenkwellen sowie Flanschen<br />

ist seit dem Frühjahr auch das Standardprodukt von R+W, die<br />

Balgkupplung, mit integrierter Sensorik verfügbar. Der Hauptunterschied<br />

zu den bisherigen Kupplungsmodellen ist die wesentlich<br />

kompaktere Bauweise der iBK, was sie noch platzsparender<br />

macht. Die iBK bietet alle Eigenschaften der Standardkupplung<br />

und fungiert gleichzeitig als kabellose Messeinheit.<br />

Mithilfe der integrierten Sensortechnik werden wichtige Parameter<br />

wie Drehmoment, Drehzahl, Beschleunigung und optional<br />

auch Axialkraft und Querkraft direkt aus dem rotierenden Antriebsstrang<br />

an ein Gateway übertragen. Von dort aus können die<br />

Sensorsignale in nachgelagerten Messregel- oder Datenverarbeitungssystemen<br />

erfasst und verarbeitet werden. Eine direkte<br />

Anbindung an eine Cloud-Lösung ist mittels LTE-Messverstärker<br />

alternativ möglich. Zusätzlich lassen sich die Daten der Messkette<br />

auf mobilen Endgeräten in der speziell entwickelten App darstellen<br />

und abspeichern.<br />

ANWENDUNGSORIENTIERTE<br />

ENERGIEVERSORGUNG<br />

Die Energieversorgung erfolgt neben einer Lösung mit wiederaufladbarem<br />

Akku oder Induktion nun auch autonom über Energy<br />

Harvesting. Für leicht zugängliche Einbausituationen und<br />

periodische Messungen eignet sich die Versorgung über einen<br />

Akku. Je nach Abtastrate und Anzahl der Messgrößen sind mehrere<br />

tausend Stunden Betriebszeit möglich. Die Ladezeit über<br />

den Magnetstecker beträgt zwischen zwei und drei Stunden.<br />

Für Dauermessungen kann die Sensorik über eine Induktionsspule<br />

(Pick-up) mit Strom versorgt werden. Dabei wird das Pickup<br />

kontaktlos nahe der Kupplung mit einem Abstand von<br />

≤ 10 mm montiert. Für die Energieübertragung werden ISM-<br />

Bänder genutzt. Die Spannungsversorgung erfolgt durch den<br />

Anschluss an ein R+W-Gateway oder durch Nutzung einer vorhandenen<br />

<strong>12</strong>-V-Lösung.<br />

Der Übergang vom Konzept der vorbeugenden Wartung<br />

von Maschinen und Anlagen zur vorausschauenden<br />

Wartung gilt als Schlüsselmoment der digitalen und vernetzten<br />

Produktion. Erst mit der Nutzung verlässlicher<br />

Daten aus dem Antriebsstrang ist eine solche prädikative Instandhaltung<br />

möglich. Die Komponente Kupplung ist prädestiniert<br />

qualitativ hochwertige Informationen zu liefern – also das<br />

Datengold zu schürfen – da Antriebe, Kupplungen und Gelenkwellen<br />

in nahezu jeder Maschine verbaut sind.<br />

KABELLOS INTEGRIERTE SENSORIK<br />

R+W hat den rotierenden Antriebsstrang kabellos angebunden<br />

und für das Industrial Internet of Things (IIoT) digital erschlossen.<br />

Die am Markt bewährte integrierte Sensorik des Lösungspezialisten<br />

lässt sich problemlos in bereits verbaute Kupplungen<br />

integrieren. Die Montage gestaltet sich dabei ebenso einfach wie<br />

schnell, was den Integrationsaufwand und die Anschaffungskosten<br />

minimiert. Dank der Kompatibilität mit vorhandenen<br />

Komponenten sind weder zusätzlicher Bauraum noch Hilfskonstruktionen<br />

erforderlich. „Die mechanischen Eigenschaften der<br />

Kupplung werden dabei nicht verändert: eine Kupplung, die zum<br />

DIE SENSORIK VERWANDELT<br />

EINE MECHANISCHE KUPPLUNG<br />

IN EINE SMARTE KOMPONENTE<br />

Beim Energy Harvesting wird die vorhandene Rotationsenergie<br />

durch miniaturisierte Energiewandler in elektrische Energie<br />

umgewandelt. Die Mindestdrehzahl liegt bei 200 U/min, um<br />

eine ausreichende Spannungsversorgung zu gewährleisten.<br />

Energy Harvesting eignet sich speziell für Anwendungen und<br />

Einbausituationen, bei denen Stillstandzeiten vermieden werden<br />

sollen, sowie für schwer zugänglich Stellen und horizontale<br />

Einbausituationen.<br />

Ist die smarte Komponente im Antriebsstrang installiert und<br />

liefert die integrierte Sensorik der Kupplung Daten, spielen diese<br />

insbesondere im Bereich der Instandhaltung von Maschinenund<br />

Anlagen eine zentrale Rolle.<br />

EVOLUTION <strong>DER</strong> WARTUNG<br />

Die grundlegendste Form der Wartung ist sehr einfach erklärt:<br />

Bei der reaktiven Methode wird erst eingegriffen, wenn ein Teil<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 65


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

Die iBK als<br />

Variante mit<br />

induktiver<br />

Energieversorgung<br />

mittels Pick-up<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

des Systems bereits defekt ist, um die normalen Betriebsbedingungen<br />

wiederherzustellen. Obwohl diese Strategie keine<br />

anfänglichen Kosten verursacht und jede Komponente voll ausnutzt,<br />

birgt sie gleichzeitig das Risiko einer Beeinträchtigung der<br />

Benutzersicherheit und einer Verlängerung der technischen<br />

Reparaturzeit. Dies resultiert aus der Unvorhersehbarkeit des<br />

Defekts selbst.<br />

Die präventive Instandhaltung hingegen umfasst planmäßige<br />

Austauscheingriffe in regelmäßigen Abständen, die auf der<br />

Grundlage der erwarteten Nutzungsdauer und des daraus resultierenden<br />

Lebenszyklus der Komponente geschätzt werden. Das<br />

Ziel besteht darin, Ausfälle durch den frühzeitigen Austausch<br />

von Komponenten zu verhindern. Allerdings ergeben sich aus<br />

dieser Praxis zwei miteinander verbundene Probleme: Zum<br />

einen kann es vorkommen, dass die Nutzungsdauer der Komponente<br />

überschätzt und seine Lebensdauer unterschätzt wird,<br />

wodurch es unnötig ersetzt wird, obwohl es sich noch in gutem<br />

Zustand befindet. Zum anderen kann eine falsche Analyse des<br />

Verschleißes oder das Auftreten einer unvorhergesehenen<br />

Müdigkeitserscheinung dazu führen, dass die Komponente zu<br />

spät ausgetauscht wird. In beiden Fällen treten die Nachteile auf,<br />

die auch bei der reaktiven Instandhaltung zu beobachten sind.<br />

Zwei weitere proaktive Strategien, die darauf abzielen, Ausfälle<br />

zu verhindern, anstatt auf deren Auftreten zu warten, ist die zustandsbasierte<br />

sowie die vorbeugende Wartung. Beide basieren<br />

auf der Verwendung von Messwerten und Anlageninformationen<br />

– Daten, die mittels integrierter Sensortechnik von der Kupplung<br />

erhoben werden. Beim Condition Based Monitoring oder Condition<br />

Monitoring werden Daten, die von Sensoren erfasst werden,<br />

überwacht und in Echtzeit auf kritische Parameter wie Drehmoment<br />

oder Axial- beziehungsweise Querkräfte überprüft, um potenzielle<br />

Ausfälle vorherzusagen.<br />

DATENANALYSE ÜBER DIE AKTUELLEN<br />

BEDINGUNGEN HINAUS<br />

Ein noch exakteres Präzisionsniveau erreicht die vorausschauende<br />

Wartung im IIoT, im Industrial Internet of Things. Bei laufendem<br />

Betrieb erlaubt die Analyse des von Maschinen erzeugten<br />

Datenstroms eine Optimierung der Prozesse: Betriebskritische<br />

Daten sind jederzeit transparent im Blick, sodass Unregelmäßigkeiten<br />

leicht identifiziert und Wartungsarbeiten vorausschauend<br />

geplant werden können. Diese prädikative Instandhaltung oder<br />

Predictive Maintenance lernt aus historischen und in Echtzeit<br />

verfügbaren Daten und verspricht erhebliche Kosteneinsparungen<br />

gegenüber zeitgesteuerten Instandhaltungsmaßnahmen.<br />

In speziellen Business Cases erarbeitet der Technologieführer<br />

zusammen mit dem Partner Core Sensing, angepasste Lösungen,<br />

um abzubilden, was in der Anlage des Kunden beziehungsweise<br />

im Antriebsstrang passiert oder passieren wird. Indem historische<br />

Daten einbezogen werden, geht die Analyse über die aktuellen<br />

Bedingungen hinaus und versucht, zukünftige Ereignisse mithilfe<br />

komplexer Algorithmen vorherzusagen. Dadurch ist es<br />

möglich, nicht nur drohende Ausfälle zu erkennen, sondern auch<br />

den Zustand der Systemkomponenten beziehungsweise der Anlage<br />

selbst sowie ihre verbleibende Lebensdauer, die Remaining<br />

Useful Lifetime, äußerst präzise zu prognostizieren.<br />

Die Neuheiten sind auf der Messe SPS in Halle 3A, Stand <strong>12</strong>1 zu sehen.<br />

Bilder: R+W<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

ONLINESEMINARE<br />

Die Onlineseminare von R+W vermitteln Expertenwissen<br />

leicht verständlich und praxisnah. So erfahren Sie<br />

beispielweise, wie aus einer Serienkupplung eine smarte<br />

Komponente wird und welche Maschinendaten sich<br />

dadurch direkt im Antriebsstrang gewinnen lassen.<br />

Vorgestellt werden unter anderem mögliche<br />

Awendungen der integrierten Sensortechnik<br />

sowie Konzepte zur Datenanalyse.<br />

www.rw-kupplungen.de/onlineseminare<br />

Es können unmittelbar Rückschlüsse zum Zustand von Maschinen<br />

und Anlagen gezogen werden. Im Sinne einer Predictive-Maintenance-<br />

Strategie ist es möglich, den voraussichtlichen Verschleiß zu ermitteln<br />

und frühzeitig proaktiv notwendige und sinnvolle Wartungs- und<br />

Instandhaltungsmaßnahmen zu planen beziehungsweise umzusetzen.<br />

SASCHA MARKERT, Team Leader Research & Development bei R+W<br />

66 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


KONSTRUKTIONSELEMENTE XXX<br />

Bild: Hawe Hydraulik<br />

Steigern Sie die<br />

Lebensdauer mit<br />

massgeschneiderten<br />

Gewindetrieblösungen<br />

von Eichenberger<br />

SYNCHRON IN BEWEGUNG<br />

Für das gleichförmige Heben und Senken von<br />

Palettenwechslern in Laserschneidanlagen ist<br />

entscheidend, dass sich sämtliche Hubzylinder<br />

synchron bewegen. Wir stellen Ihnen eine neue<br />

dezentrale Lösung vor, die Bewegungen mit<br />

höchster Präzision gewährleistet.<br />

Palettenhubtische versorgen Laserschneidanlagen mit<br />

den zu schneidenden Blechen. Sie sind so konzipiert,<br />

dass ein Schneiden parallel zum Be- und Entladevorgang<br />

möglich ist. Bei den teils sehr großen und schweren<br />

Blechen ist ein synchroner Hub eine wichtige Voraussetzung.<br />

Und genau das ist mit der neuen hochpräzisen dezentralen<br />

Steuerungseinheit Liftax von Hawe Hydraulik möglich. Sie<br />

realisiert die synchrone Bewegung mit höchster Präzision und<br />

bietet dabei noch Vorteile bei Einbau und Inbetriebnahme.<br />

Die Plug&Play-Einheit aus Hubzylinder und Hydraulikaggregat<br />

wird an jedem Hubpunkt des Palettenwechslers montiert.<br />

Mit einem Außenmaß von 415 ´ 338,5 mm ist sie sehr<br />

kompakt gebaut. Eine separate Verrohrung der einzelnen Hubeinheiten<br />

untereinander entfällt. Durch die anschlussfertige<br />

Lieferung erfolgen die Montage und Inbetriebnahme sehr<br />

schnell. Zudem überzeugt der geringe Ölverbrauch von 0,7 l je<br />

Aggregat. Im Vergleich: Bei Verwendung von vier Liftax Modulen<br />

in einem Palettenwechsler würde nur ein Gesamtvolumen<br />

von ca. 3 l Öl benötigt. Der Aufbau und die Funktionsweise der<br />

dezentralen Steuerungseinheit sind sehr komfortabel: Jedes<br />

Aggregat besteht aus einem Tank samt 1,75-kW-Motor und Außen-Zahnradpumpe.<br />

Der erforderliche Systemdruck wird an<br />

einem Druckbegrenzungsventil eingestellt. Mittels eines<br />

Stromregelventils und intelligenter Schaltung wird sichergestellt,<br />

dass das definierte Durchlaufvolumen sowohl beim Ausfahren<br />

als auch Einfahren der Zylinder exakt eingehalten wird.<br />

Das im Liftax eingesetzte Hawe-Stromregelventil arbeitet<br />

lastunabhängig und mit einer im Marktvergleich außerordentlich<br />

hohen Präzision. Tests ergaben eine Toleranz von unter<br />

± 5 Prozent. Das gewährleistet die sehr gute Synchronisation<br />

der Hubzylinderbewegungen. Weiteres Plus: Das hochpräzise<br />

Stromregelventil ist auch für weitere Anwendungen aus dem<br />

Hawe-Baukasten lieferbar.<br />

www.hawe.com<br />

100% Swiss made<br />

Eichenberger Gewinde AG<br />

5736 Burg · Schweiz<br />

T: +41 62 765 10 10<br />

www.eichenberger.com<br />

Ein Unternehmen der Festo Gruppe<br />

Passion for Perfect Motion


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ASi-3-GATEWAYS – EINFACH GENIAL<br />

Das innovative<br />

KE5-ASi-3-Gateway ist<br />

vielseitig und kompakt<br />

und spart Platz im<br />

Schaltschrank<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

AS-Interface 3 (ASi-3) hat sich in der industriellen Automation erfolgreich<br />

etabliert. Es ist eine einfache und robuste Kommunikationstechnologie, die<br />

von Pepperl+Fuchs eingesetzt wird. Die ASi-Gateways punkten dabei mit<br />

ihrer schlanken Bauform, mit einem intuitiven Webserver zur Konfiguration<br />

und Diagnose sowie die Möglichkeit zur Integration ins IIoT.<br />

Um mehr Platz im Schaltschrank zu schaffen, hat das ASi-3-<br />

Gateway ein schmales Gehäuse. Mit einer Breite von nur<br />

37,9 mm bietet es im Vergleich zu den bisherigen K20-<br />

Geräten eine Platzersparnis von über 55 Prozent. Dies ist<br />

besonders vorteilhaft für enge Schaltschränke, in denen jeder Zentimeter<br />

zählt. Die geringere Größe des Gateways ermöglicht auch<br />

eine Gewichtsreduktion, was insbesondere in Anwendungen von<br />

Lukas Pogoda, Produktmanager Industrielle<br />

Kommunikation, Pepperl+Fuchs, Mannheim<br />

Vorteil ist, bei denen beengte Platzverhältnisse herrschen. Darüber<br />

hinaus zeichnet sich das neue ASi-Gateway durch die deutliche<br />

Vereinfachung der Anschlüsse aus. Alle erforderlichen Schnittstellen<br />

befinden sich auf der Vorderseite des Geräts. Die ASi-Stränge<br />

und die AUX-Versorgung sind mit Push-in-Steckverbindern<br />

ausgestattet, sodass ein werkzeugloser Anschluss möglich ist.<br />

Zur Interaktion mit dem Gateway steht ein Taster zur Verfügung.<br />

Mit diesem Taster können Benutzer schnell zwischen Betriebsmodi<br />

wechseln, ASi-Stränge einfacher einlernen oder das<br />

Gateway auf Werkseinstellungen zurücksetzen. Dies macht die<br />

Bedienung des Gateways besonders einfach und benutzerfreundlich,<br />

wie man es von der ASi-3-Technologie gewohnt ist.<br />

68 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


EINFACHE INBETRIEBNAHME DURCH<br />

MO<strong>DER</strong>NES BEDIENKONZEPT<br />

Ein modernes Bedienkonzept ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme. Die veraltete<br />

4-zeilige monochrome Anzeige mit komplexer Menü-Struktur und schlechter<br />

Lesbarkeit gehört der Vergangenheit an. Anstelle dieser wird nun auf mobile<br />

Endgeräte wie Smartphones, Tablets oder Laptops gesetzt, die man heutzutage<br />

stets bei sich trägt. Dies ermöglicht den Kunden eine intuitive Bedienung. Zusätzlich<br />

zur Bedienung über mobile Endgeräte ermöglicht Pepperl+Fuchs auch die<br />

vollständige Konfiguration des ASi-Gateways sowie aller angeschlossenen ASi-<br />

Teilnehmer über den Webserver. Durch diese Optimierung konnte nicht nur die<br />

Diagnosefähigkeit verbessert werden, sondern auch die Fehlerdarstellung ist nun<br />

wesentlich klarer. Insbesondere im Störungsfall sind gezielte Informationen von<br />

großer Bedeutung, um Ausfallzeiten zu minimieren.<br />

DIE NEUE GENERATION:<br />

INKREMENTALE DREHGEBER<br />

Unser ASi-Gateway setzt mit<br />

Funktionen wie Anzeige, Webserver<br />

und IIoT-Optionen neue Maßstäbe<br />

und ist einzigartig durch seine<br />

einfache Anschlusstechnik mit<br />

Front-Push-in-Klemmen und einem<br />

separaten Diagnose-Netzwerk.<br />

LUKAS POGODA, Produktmanager Industrielle Kommunikation,<br />

Pepperl+Fuchs, Mannheim<br />

Inkrementalgeber –<br />

jetzt noch besser<br />

Exakt nach Ihren Vorgaben gefertigt<br />

MULTIPROTOKOLLFÄHIGKEIT UND REST-API<br />

FÜR FLEXIBLE ANBINDUNG<br />

Die Multiprotokollfähigkeit und die Rest-API der KE5-ASi-Gateways ermöglichen<br />

eine flexible Anbindung an verschiedene Kommunikationsprotokolle in der Steuerungswelt<br />

als auch der IIoT-Welt. Kunden benötigen nur ein einziges Gerät, um<br />

verschiedene Protokollanforderungen abzudecken, was das Anlagendesign deutlich<br />

vereinfacht.<br />

Zusätzlich ermöglicht die Rest-API den einfachen Zugriff auf Daten aus der Feldebene.<br />

Steuerungsprotokolle wie Profinet oder EtherNet/IP sind aufgrund ihres<br />

starren Determinismus und harten Systemgrenzen nicht optimal für IIoT-Anwendungen<br />

geeignet. Die Rest-API der ASi-Gateways stellt strukturierte Daten zur Verfügung<br />

und eignet sich durch ihr schlankes Design ohne Overhead-Daten besonders<br />

gut für Machine-to-Machine-Kommunikation und IIoT-Lösungen.<br />

DURCHDACHTES SOFTWAREKONZEPT<br />

VEREINFACHT DIE HANDHABUNG<br />

Dank des durchdachten Softwarekonzepts der KE5-Gateways wird die Handhabung<br />

für Kunden abgerundet. Durch kontinuierliche Updates wird das Gerät auf<br />

dem aktuellen Stand der Technik gehalten und neue Funktionen implementiert,<br />

ohne dass die Hardware ausgetauscht werden muss. Dadurch können Stillstände<br />

der Anlage stark reduziert werden.<br />

Auch bei der Modernisierung bestehender Anlagen durch den Einsatz der neuen<br />

KE5-Gateways wird darauf geachtet, dass der zeitintensive Austausch von Geräten<br />

einfach gehalten werden kann. Die KE5-Gateways bieten ein Datenmapping, das<br />

mit dem der vorherigen Gerätegeneration identisch ist. Kunden müssen lediglich<br />

die neue GSD / EDS einspielen, können aber weiterhin auf ihre bestehenden Software-Lösungen<br />

und Steuerungsprogramme aufbauen und gleichzeitig von den<br />

Vorteilen der neuen Gateways profitieren.<br />

100% kompatibel zu Vorgängermodellen<br />

Höhere Auflösung und weniger<br />

Energieverbrauch –<br />

dank TMR-Technologie<br />

Programmierbar –<br />

kompatibel mit dem UBIFAST-Tool<br />

Einfach online bestellen:<br />

Testen Sie unseren Webshop –<br />

ab Losgröße 1!<br />

www.posital.com<br />

Besuchen Sie uns auf der<br />

SPS <strong>2023</strong> in Nürnberg!<br />

Bilder: Pepperl+Fuchs<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

Halle 4A / Stand 300


VIELSEITIGE MULTITALENTE<br />

Moderne Regelungs- und Steuerungselektronik für pneumatische und elektropneumatische<br />

Komponenten sollte kompakt und flexibel sein. Wenn sie dann auch noch die gängigsten<br />

Kommunikationsprotokolle wie Profinet unterstützt, ist sie nahezu perfekt. Wir<br />

stellen Ihnen eine neue Generation Elektroventile vor, die genau das leistet und für<br />

viele Branchen – von der Automobil- bis zur Verpackungsindustrie – einsetzbar ist.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die technologische Entwicklung von Lösungen, die eine<br />

immer stärker integrierte und leistungsfähigere Elektronik<br />

erfordern, veranlasste Pneumax S.p.A., eine neue<br />

Generation von Elektroventilen zu entwickeln, genannt<br />

EVO. Ihr gemeinsames Merkmal ist, dass sie alle das neue multiserielle<br />

Modul der Serie PX verwenden und somit die gleichen<br />

Steuerungslogiken aufweisen. Dieses Konzept wurde gewählt,<br />

um eine Regelungs- und Steuerungselektronik für pneumatische<br />

und elektropneumatische Komponenten anbieten zu können,<br />

die kompakt und flexibel ist und die am weitesten verbreiteten<br />

Kommunikationsprotokolle wie CANOpen, Profibus, EtherCAT,<br />

EtherNet/IP, Profinet IO, IO-Link, CC-Link unterstützt.<br />

STAND-ALONE-VERSION O<strong>DER</strong> EINBAUMODUL<br />

Daraus ist die Kampagne „We speak EVO“ entstanden, in der<br />

Pneumax die einheitliche Elektronik PX in allen ihren Varianten<br />

Pierre Wagner, Mitglied der Geschäftsleitung, Pneumax GmbH, Gelnhausen<br />

vorstellt. Die neue Elektroventile-Serie PX ist nicht nur als eine<br />

eigenständige Version, sondern auch als Einbaumodul für die gesamte<br />

Palette von Ventilinseln der neuen EVO-Versionen (Serie<br />

3000 EVO, Serie Optyma EVO, Serie 2700 EVO) verwendbar. Bei<br />

den Konfigurationen, die mit der Serie PX möglich sind, lassen<br />

sich sowohl digitale als auch analoge E/A-Module integrieren,<br />

oder es kann die Stand-alone-Lösung verwendet werden, die mit<br />

einem SUB-D-Kabel an alle Verteilerblöcke anschließbar ist. Je<br />

nach gewähltem Kommunikationsprotokoll stehen digital bis zu<br />

maximal <strong>12</strong>8 Eingänge + <strong>12</strong>8 Ausgänge und analog bis zu 8 Eingänge<br />

+ 8 Ausgänge zur Verfügung.<br />

LEICHT UND FLEXIBEL<br />

Dank der Vielseitigkeit der verschiedenen Serien von EVO-Ventilinseln<br />

ist es außerdem möglich, für jede Anwendung die je nach<br />

den Konstruktionsmerkmalen und den geforderten Durchflüssen<br />

am besten geeignete Lösung zu finden, mit einer Bandbreite, die<br />

von 200 Nl/min bei der Serie 3000 in der Baugröße 10,5 mm bis<br />

zu 1.000 Nl/min bei der Serie 2700 reicht.<br />

Gehäuse und Grundplatte der Serie PX sind aus Technopolymer<br />

gefertigt, während das kompakte Design speziell darauf ausgelegt<br />

ist, die Gesamtabmessungen des Systems zu optimieren.<br />

70 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

02<br />

Dies macht die Serie PX extrem leicht und garantiert größtmögliche<br />

Einsatzflexibilität in allen wichtigen Bereichen der Industrieautomatisierung.<br />

Um den Anforderungen der Automobilindustrie<br />

zu entsprechen, wurde eigens eine vollständig aus Metall<br />

gefertigte Version der Serie PX entwickelt, die beim Einbau in die<br />

Ventilinseln der Serie 2700 maximale Robustheit und Zuverlässigkeit<br />

auch unter rauen Bedingungen garantiert.<br />

INDIVIDUELLE HERAUSFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />

MEISTERN<br />

Jeder Industriezweig besitzt seine speziellen Herausforderungen.<br />

So ist zum Beispiel in der Verpackungsindustrie Flexibilität, in<br />

der Montage Schnelligkeit und in der Werkstoffbearbeitung Präzision<br />

gefragt. Bei Werkzeugmaschinen steht dagegen die effiziente<br />

Regelung von hohen Durchflüssen und bei Fertigungslinien<br />

die effektive Nutzung von erfassten Produktionsdaten im Mittelpunkt.<br />

Mit der neuen Generation an Elektroventilen hat Pneumax<br />

die passende Antwort für jede Branche. Die Bandbreite an<br />

Modulen und Zubehör, die in allen Varianten verfügbar sind,<br />

macht es möglich, den Besonderheiten des jeweiligen Industriebereichs<br />

bestmöglich Rechnung zu tragen.<br />

Bilder: Pneumax<br />

www.pneumaxspa.com<br />

01 Multiserielles Modul: eine einheitliche Elektronik,<br />

die sowohl als Stand-alone-Version verwendbar als<br />

auch in Ventilinseln integrierbar ist<br />

02 Übersicht über die Palette der EVO-Ventilinseln mit<br />

integrierter PX-Elektronik


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

KÖPFCHEN<br />

STATT MUCKIS<br />

Maschinen und Anlagen müssen mit Strom versorgt<br />

werden. Herkömmliche Kabeldurchführungen lassen<br />

jedoch oft wenig bis keinen Bewegungsspielraum zu.<br />

Flexible Kabeleinführungen geben dem Konstrukteur die<br />

Möglichkeit, größere Klemm- und Dichtbereich vorzusehen<br />

und somit Montageprobleme vor Ort zu vermeiden.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Einspeise- oder Versorgungsleitungen werden in der Regel<br />

mittels herkömmlicher Kabelverschraubung in den Schaltschrank,<br />

Steuerkasten oder direkt in die Maschine eingeführt<br />

und abgedichtet. Teilweise werden bei großen Querschnitten<br />

teure Kabelverschraubungen verwendet. Bei Größen<br />

oberhalb M63 sind diese ausschließlich aus Messing vernickelt<br />

erhältlich, was sich auch preislich entsprechend niederschlägt.<br />

In der Regel ist für die Versorgungsleitung ein örtliches Elektrounternehmen<br />

zuständig. Welche Größe die Kabeldurchführung<br />

haben muss, wird oft erst bei der Montage vor Ort entschieden,<br />

da dies vom Kabeldurchmesser abhängt. Die eingeplante<br />

Kabeldurchführung oder Kabelverschraubung ist daher oft zu<br />

groß oder zu klein und somit nicht passrecht. Herkömmliche<br />

Kabeldurchführungen lassen wenig bis keinen Bewegungsspielraum<br />

zu. Dieser Umstand lässt es für den Monteur, der die<br />

Stephan Buchner, Marketing Manager, Icotek GmbH & Co. KG, Eschach<br />

Maschine anschließen muss, regelmäßig und buchstäblich zur<br />

Qual werden, starre Kabel durch eine exakt positionierte Kabelverschraubung<br />

hindurchzuführen.<br />

FLEXIBLE WEITBEREICHS-KABEL-<br />

DURCHFÜHRUNGEN<br />

Icotek, Entwickler und Hersteller verschiedenster Kabel Management<br />

Systeme, hat deshalb flexible Kabeleinführungen entwickelt.<br />

Hier hat der Konstrukteur die Freiheit, eine Kabeleinführung<br />

mit sehr großem Klemm- und Dichtbereich vorzusehen und<br />

somit jedwede Montageprobleme vor Ort zu vermeiden.<br />

Mit nur sieben unterschiedlichen Baugrößen der Kabeldurchführungstülle<br />

KEL-DPF werden Leitungen mit einem Durchmesser<br />

von 3 bis 70 mm zuverlässig eingeführt. Zum Beispiel<br />

erstreckt sich bei der Größe M63 der Klemm- und Dichtbereich<br />

von 27 bis 50 mm Kabeldurchmesser. Die Kabeltülle besteht aus<br />

einem Polyamidkorpus mit metrischem Gewinde, der mit einer<br />

pyramidenförmigen Tülle aus Elastomer umspritzt wird. Die flexible<br />

Pyramide bietet dem Monteur beim Einführen der Leitung<br />

72 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

einen großen Spielraum. Auch wenn eine unflexible Leitung im<br />

Bogen in die Maschine oder in den Schaltschrankboden eingeführt<br />

werden muss, passt sich die Tülle der Biegung des Kabels<br />

an und dichtet es mit der Schutzart IP65, IP66, IP67 und IP68 als<br />

auch Type 4x (Nema4X) ab.<br />

Die Tülle kann vor Ort entsprechend den Anforderungen abgeschnitten<br />

und bedarfsgemäß gekürzt werden. Eine Skalierung an<br />

der Oberfläche der Pyramide dient hierbei als Orientierungshilfe.<br />

Als Praxisempfehlung gilt der tatsächliche Kabeldurchmesser abzüglich<br />

ca. 20 Prozent. An dieser Stelle wird die Pyramide abgeschnitten<br />

und das Kabel ist nun durchführbar. Erhältlich ist diese<br />

Kabeleinführungstülle in den metrischen Größen M25, M32,<br />

M40, M50, 63, M75 und M85. Für die Größen M75 und M85 bietet<br />

Icotek passendes Montagewerkzeug zum Festziehen der Kunststoff<br />

Gegenmutter an.<br />

DICHT AUCH OHNE GROSSE<br />

KRAFTANSTRENGUNG<br />

Für noch größere Leitungen oder Wellschläuche, insbesondere<br />

zur Einführung von Versorgungsleitungen in Schaltschränken,<br />

hat der Hersteller die Kabeldurchführungstülle KEL-Ultra Flex<br />

entwickelt. Sie wird für Leitungen mit einem Durchmesser von 25<br />

bis <strong>11</strong>5 mm eingesetzt. Bei größeren Kabelquerschnitten ist es<br />

meist so, dass die Leitungen kaum bis gar nicht versetzt oder bewegt<br />

werden können. Die Kabelverschraubung muss daher sehr<br />

genau positioniert werden, andernfalls stellt sich das Anschließen<br />

vor Ort als äußerst schwierig dar. Hier verfügt die Kabeldurchführungstülle<br />

KEL-Ultra Flex über Spielraum und das Einführen<br />

der Leitung artet somit nicht zum Gewaltakt aus.<br />

Die Tüllen sind hochflexibel und bewirken somit eine sehr hohe<br />

Dichtigkeit (bis IP66). Zudem ist die Einführung der Leitungen<br />

sehr einfach. Die Tülle lässt sich, dem Kabeldurchmesser<br />

entsprechend, anpassen. Die Schutzart IP66 und Nema <strong>12</strong> ist zertifiziert.<br />

Die spezielle Geometrie der Kabeleinführung fängt auch<br />

mechanische Kräfte auf, ohne dass die Schutzart darunter leidet.<br />

<strong>DER</strong> KABELSCHUH EIN HEMMSCHUH?<br />

Mit Presskabelschuh oder Rohrkabelschuh verpresste Kupferleiter<br />

in Gehäuse oder Schaltschränke einzuführen und abzudichten<br />

kann zu einer ernsten Herausforderung werden. Bei einer<br />

herkömmlichen Kabelverschraubung ist ein definierter Klemmbereich<br />

gegeben, um den Kupferleiter abzudichten. Der Kabelschuh<br />

baut jedoch deutlich größer als der Kupferleiter und befindet<br />

sich oft oberhalb des angegebenen Klemmbereiches der Kabelverschraubung,<br />

die den Kupferleiter abdichten soll.<br />

01 Montagewerkzeug zum<br />

Festziehen der Gegenmutter<br />

Muss ein mit Kabelschuh bestückter Kupferleiter eingeführt und<br />

abgedichtet werden, so wird dieser durch die pyramidenförmige<br />

KEL-DPF-Tülle hindurch geschoben. Die Pyramide dehnt sich so<br />

weit, dass der Kabelschuh hindurch passt und der isolierte Kupferleiter<br />

selbst abgedichtet wird, obwohl dieser deutlich kleiner<br />

ist als der Kabelschuh. Die Befestigung der KEL-DPF Kabeldurchführungstülle<br />

selbst erfolgt mittels einer Sechskantmutter,<br />

die zum Lieferumfang gehört.<br />

Die aus Elastomer bestehende Pyramidentülle ist so konstruiert,<br />

dass Leitungen auch schräg eingeführt werden können, ohne<br />

dass die Dichtigkeit darunter leidet. Die Pyramide passt sich<br />

auch hier der Biegung der Leitung weit möglichst an. Die KEL-<br />

DPF ist gemäß IP 66, IP67 und IP68 als auch nach type rating type<br />

<strong>12</strong> und type 4X zertifiziert. Weitere Zertifizierungen wie Ecolab,<br />

Atex und EN45545-2 (Schienenverkehrstechnik) ermöglichen<br />

vielfältige Einsatzmöglichkeiten.<br />

Bilder: Aufmacher Coloures-Pic - stock.adobe.com, sonstige Icotek<br />

www.icotek.com<br />

01<br />

02 Muss ein mit Kabelschuh<br />

bestückter Kupferleiter eingeführt<br />

und abgedichtet werden, so wird<br />

dieser durch die pyramidenförmige<br />

Tülle hindurch geschoben<br />

02<br />

DIE KABELDURCHFÜHRUNGSTÜLLEN<br />

SIND FLEXIBEL UND SORGEN FÜR<br />

EINE HOHE DICHTIGKEIT<br />

We direct drive your motion technology<br />

Geringes C<br />

Geringes Cogging. Hochdynamisch. Verschleißfrei.<br />

Eisenbehaftete Motoren<br />

Torque Motoren<br />

Der Technologieführer im Bereich Linear- und Torquemotoren mit<br />

über 25 Jahren Erfahrung.<br />

Besuchen Sie uns auf der SPS in Nürnberg!<br />

14.-16.<strong>11</strong>. <strong>2023</strong>, Halle 4, Stand 241<br />

Eisenlose Motoren<br />

Eisenlose Vakuum Motoren<br />

Elsenheimerstraße 59 | 80687 München | Tel. 089 381537 400 | info@tecnotion.de | www.tecnotion.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 73


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

GERÄUSCHVERHALTEN VON ZAHNRADANTRIEBEN<br />

MIT KUNSTSTOFFZAHNRÄ<strong>DER</strong>N<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In Antriebssträngen können alle verformbaren Elemente Energie ableiten,<br />

wenn sie dynamischen Verformungen ausgesetzt sind. Die interne Dämpfung<br />

dieser Elemente, insbesondere Lagerungen, Wellen und Zahnrädern,<br />

hat bedeutende Auswirkungen auf die Energiedissipation. Deshalb spielt<br />

die Dämpfung eine wichtige Rolle bei der Konstruktion von Getrieben,<br />

wenn Geräusche, strukturelle Instabilität und Ermüdungsbruch von<br />

Bauteilen minimiert werden sollen.<br />

Die Dämpfung im Zahneingriff ist bekanntermaßen ein<br />

wichtiger Einflussfaktor des dynamischen Systemverhaltens<br />

unter bestimmten Betriebsbedingungen. Ohne<br />

Dämpfung erzeugen unerwünscht induzierte Schwingungen<br />

Geräusche, vergrößern dynamische Lasten und beschädigen<br />

potenziell die Verzahnungen und die Lager.<br />

Bekanntlich weisen Kunststoffe höhere Dämpfungswerte als<br />

Stahl auf. Daher ist der Hauptgegenstand der vorliegenden Un-<br />

Prof. Dr. Ing. Saeed Ebrahimi, Dr.-Ing. Ulrich Kissling, Ms.C, Sebastian<br />

Matkovič, Software Developer, Kisssoft AG, Bubikon, Schweiz<br />

tersuchung die Frage, wie Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit<br />

(NVH – Noise-Vibration-Harshness) durch das Vorhandensein<br />

viskoser Dämpfungen im Zahneingriff beeinflusst werden.<br />

Dazu werden Leitlinien vorgestellt, wie die Dämpfung im<br />

Zahneingriff angepasst werden kann, um das gewünschte NVH-<br />

Verhalten eines Getriebesystems zu erreichen. In diesem Zusammenhang<br />

wurde in Kisssoft ein dynamisches Berechnungsverfahren<br />

„Forced response“ – ein Analysetool für erzwungene<br />

74 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01 Zweistufiges<br />

Getriebemodell<br />

Schwingungen – entwickelt, mit dem Ingenieure die Analyse eines<br />

Antriebssystems schnell und effizient durchführen können.<br />

Um ein gutes Geräuschverhalten (NVH) zu erreichen kann innerhalb<br />

der gegebenen Spezifikationen für das Drehmoment/<br />

Drehzahl die Wahl eines Radkörperwerkstoffs mit höheren<br />

Dämpfungseigenschaften zielführend sein. Die dynamischen<br />

Lagerreaktionskräfte werden auf der Grundlage der Drehwegabweichung<br />

der Zahnräder, Wellen-Unwuchten etc. unter Berücksichtigung<br />

der Trägheitsmomente und Massen berechnet.<br />

ANALYSE <strong>DER</strong> ERZWUNGENEN SCHWINGUNGEN<br />

Untersucht wird ein zweistufiges Getriebe in zwei Varianten, eins<br />

mit Zahnrädern aus Kunststoff und eins mit Stahl-Zahnrädern.<br />

Beide Varianten haben die gleichen Eingabeparameter (Belastung,<br />

Drehzahl, Anzahl Lastzyklen) und sind so ausgelegt, dass<br />

die Fuß- und Flankensicherheit ähnlich ist. Aus diesem Grund<br />

sind die Kunststoffzahnräder größer und haben größere Durchmesser.<br />

Die Festigkeit der Kunststoffzahnräder wird nach<br />

VDI 2736 berechnet, die der Stahlzahnräder nach ISO 6336. Das<br />

Gehäuse besteht bei beiden Varianten aus dem gleichen Werkstoff.<br />

Basierend auf der Kraftanregung durch die Zahnräder wird<br />

die Analyse der erzwungenen Schwingungen durchgeführt und<br />

die transienten Lasten werden an den Lagerstellen berechnet.<br />

Im ersten Schritt der Analyse der erzwungenen Schwingungen<br />

wird der Dynamikfaktor K v<br />

berechnet. Der Dynamikfaktor entspricht<br />

dem Verhältnis der maximalen dynamischen Anregungslast<br />

zwischen den ineinandergreifenden Zahnrädern zur statischen<br />

Kontaktkraft. K v<br />

des ersten Zahnradpaars beider Modelle<br />

ohne Dämpfung im Zahneingriff ist Bild 02 zu entnehmen. Der<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 75


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

02 03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

02 Dynamikfaktor ohne Dämpfung im Zahneingriff, d = 0 Ns/m<br />

03 Drehwegabweichung der Zahnradpaare<br />

04 Dynamikfaktor der Modelle bei unterschiedlicher<br />

Dämpfung im Zahneingriff<br />

05 ERP-Konturen zum Zeitpunkt der Maximalwerte<br />

bei einer Drehzahl von 5600 U/min<br />

Dynamikfaktor charakterisiert das Verhalten des Systems bei dynamischer<br />

Belastung durch erzwungene Schwingungen. Die Berechnung<br />

erfolgt bei verschiedenen Wellendrehzahlen. Damit<br />

wird ersichtlich, wo eine signifikante Anregung des Getriebesystems<br />

auftritt. Der Anstieg des Dynamikfaktors im Modell mit<br />

Kunststoffzahnrädern ist deutlich höher als in dem anderen Modell,<br />

wenn die Dämpfung im Zahneingriff nicht berücksichtigt<br />

wird. Diese Differenz erklärt sich hauptsächlich durch die hohe<br />

Drehwegabweichung infolge der niedrigen Eingriffssteifigkeit der<br />

Kunststoffzahnräder gegenüber den Stahlzahnrädern (Bild 03).<br />

Im angeführten Beispiel nahmen die dynamischen Eingriffskräfte<br />

des Modells mit Kunststoffzahnrädern ohne Berücksichtigung<br />

der Dämpfung um bis zu 550 Prozent zu (K v<br />

= 5,5); demgegenüber<br />

betrug die Zunahme im Modell mit Stahlzahnrädern nur ca.<br />

5,5 Prozent (K v<br />

= 1,055) (Bild 02). Die ersten Ergebnisse schienen<br />

zunächst fehlerhaft, da erfahrungsgemäß Zahnradgetriebe mit<br />

Kunststoffzahnrädern niedrigere Anregungen aufweisen. Doch<br />

erneute Berechnungen unter Berücksichtigung der Dämpfung,<br />

zeigten völlig andere Ergebnisse.<br />

Wenn der Dämpfungseffekt im Zahneingriff berücksichtigt wird,<br />

ist die Auswirkung auf die dynamischen Eingriffskontaktkräfte<br />

für das Getriebe mit Stahlzahnrädern erkennbar: Im Beispiel<br />

sank K v<br />

von 1,055 auf 1,020 (Bild 04). Ein Dämpfungsfaktor<br />

d = 1000 Ns/m ist ein guter Ansatz für Stahl. Im Modell mit<br />

Kunststoffzahnrädern reduzierte die Dämpfung die Dynamikfaktoren<br />

drastisch: Im Beispiel sank K v<br />

von 5,500 auf 1,015 bei<br />

einem Dämpfungsfaktor d = 1000 Ns/m (und auf 1,004 bei<br />

UM EIN REALISTISCHES<br />

SCHWINGUNGSVERHALTEN ZU<br />

ERHALTEN, MUSS DIE DÄMPFUNG<br />

BEI KUNSTSTOFFZAHNRÄ<strong>DER</strong>N<br />

BERÜCKSICHTIGT WERDEN<br />

d = 5000 Ns/m). Die Ermittlung genauer Dämpfungsfaktoren für<br />

Kunststoffe ist schwierig. Eine gründliche Literaturrecherche<br />

zeigte, dass der Dämpfungsfaktor von Kunststofftyp, Temperatur<br />

und Faserverstärkung abhängig ist. Ein Dämpfungsfaktor<br />

d = 5000 Ns/m kann als konservative Annahme gelten.<br />

Bemerkenswert ist, dass der Effekt der Dämpfung schon bei<br />

niedrigen Werten dominant ist, was bedeutet, dass der Rückgang<br />

des Dynamikfaktors zwischen d = 0 Ns/m und 1000 Ns/m stärker<br />

ausfällt als zwischen 1000 Ns/m und 5000 Ns/m. Die wichtigste<br />

Schlussfolgerung aus der obigen Analyse lautet, dass bei Kunststoffzahnrädern<br />

eine Analyse ohne Dämpfung absolut nutzlos ist.<br />

76 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

04 05<br />

Daraus folgt, dass bei Kunststoff die Dämpfung nicht außer Acht<br />

gelassen werden darf, selbst wenn ein ungenauer Dämpfungsfaktor<br />

verwendet werden muss, da dies sonst zu absolut unrealistischen<br />

Resultaten führt. Im Gegensatz dazu ist bei Getrieben mit<br />

Stahlzahnrädern die Berücksichtigung der Dämpfung weniger<br />

wichtig.<br />

NVH-ANALYSE<br />

Bei einer NVH-Auswertung wird das Getriebegehäuse durch die<br />

transienten Lagerkräfte an den Lagerstellen angeregt, und in der<br />

Folge wird das vom Gehäuse ausgehende Geräusch bewertet. Die<br />

in Kisssoft berechneten Lagerkräfte werden in Recurdyn importiert<br />

und unmittelbar auf das Gehäuse des Getriebemodells an<br />

den Lagerstellen angewandt. Die Oberflächengeschwindigkeiten<br />

an den Knoten der Eingriffsgeometrie werden berechnet, da sie<br />

für die NVH-Analyse wesentliche kinematische Parameter darstellen.<br />

Zuletzt wird die äquivalente Strahlungsleistung (ERP) berechnet,<br />

der Hauptfaktor für die Bewertung der Geräuschemission<br />

von der Gehäuseoberfläche an die Umgebung. Um deutlich<br />

darzustellen, von welchen Teilen der Gehäuseoberfläche höhere<br />

Geräuschpegel ausgehen, ist ein Konturdiagramm der ERP sehr<br />

nützlich. Es kann später verwendet werden, um geforderte Modifikationen<br />

an der Konstruktion vorzunehmen, beispielsweise eine<br />

lokale Versteifung des Gehäuses mittels der Rippen, um das<br />

Geräusch zu reduzieren. Die ERP-Konturen beider Modelle sind<br />

basierend auf den Lagerreaktionskräften dargestellt, die im Rahmen<br />

der Analyse der erzwungenen Schwingungen für eine Drehzahl<br />

von 5600 U/min berechnet wurden. Deutlich erkennbar ist,<br />

dass der Gehäuseteil nahe der Abtriebswelle in beiden Modellen<br />

höhere ERP-Werte aufweist und folglich Geräusche in die Umgebung<br />

abgibt. Das Modell mit Kunststoffzahnrädern zeigt in Bezug<br />

auf die Geräuschemission ein wesentlich besseres Resultat. Dies<br />

ergibt sich aus der Differenz zwischen den ERP-Skalen beider<br />

Modelle. Die Maximalwerte der Farblegenden wurden so gewählt,<br />

dass die Geräuschverteilung über die Gehäuseoberfläche<br />

deutlich zu sehen ist.<br />

FAZIT<br />

Die Dämpfung bei Kunststoffzahnrädern muss berücksichtigt<br />

werden, selbst wenn ein sehr grob geschätzter Dämpfungsfaktor<br />

verwendet wird. Andernfalls ergeben sich unrealistische Schwingungen<br />

des Systems. Daher ist bei Kunststoffzahnrädern die Berücksichtigung<br />

der Dämpfung im Zahneingriff durch Auswahl<br />

geeigneter Zahnradwerkstoffe ein effizienter Ansatz, um ein realistisches<br />

Schwingungsverhalten zu erhalten. Andererseits ist die<br />

Dämpfung bei Stahlzahnrädern weniger bedeutsam als bei<br />

Kunststoffzahnrädern, da die Ergebnisse dort verglichen mit<br />

Kunststoffzahnrädern einen viel geringeren Einfluss haben.<br />

Literaturhinweis: Ebrahimi, S. (<strong>2023</strong>): Evaluation of the NVH Characteristics of<br />

Gears Drives with Plastic Gears by the Forced Response Analysis. – VDI-Bericht<br />

2422: 1403-1418, International Conference on Gears, 13.–15. Sept. Garching,<br />

VDI-Wissensforum GmbH (Hrsg.), VDI Verlag; Düsseldorf<br />

Bilder: Aufmacher aicandy – stock.adobe.com, sonstige Kisssoft<br />

www.kisssoft.com<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 77


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SENSOREN UND MESSTECHNIK UNTERSTÜTZEN<br />

DIE DÄMPFUNGSTECHNIK<br />

Um die industrielle Dämpfungstechnik im Bereich der dynamischen<br />

Parameter für kundenspezifische Projekte präzise prüfen zu können,<br />

kooperieren zwei deutsche Unternehmen seit vielen Jahren erfolgreich im<br />

Messtechnikbereich. ACE Stoßdämpfer sowie Burat & Klein geben hier<br />

Einblicke in die entsprechende Zusammenarbeit.<br />

Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV),<br />

plus2 GmbH, Düsseldorf, Deutschland<br />

78 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

01 ACE prüft die Dämpferfamilien an Falltestern, die bei maximaler<br />

Fallhöhe von 1500 mm für Massenkräfte von 3 kg bis 500 kg und<br />

Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu ca. 5,5 m/s ausgelegt sind<br />

01<br />

In vielen automatisierten Fertigungsprozessen kommen verschiedene<br />

Arten von Dämpfern zum Einsatz. Klein- und Industriestoßdämpfer<br />

sowie Sicherheitsstoßdämpfer eignen<br />

sich dabei besonders als effiziente, stromlos arbeitende Hydraulikkomponenten<br />

zur Verzögerung oder für das punktgenaue<br />

Abbremsen von Massenkräften zwecks Produktivitätssteigerung<br />

und Sicherheitserhöhung. ACE stellt für verschiedenste Einsätze<br />

ein breites Spektrum dieser Maschinenelemente in Form von<br />

selbsteinstellenden und einstellbaren Typen zur Verfügung, sodass<br />

Konstrukteure bereits mit den Standardkomponenten des<br />

Unternehmens die gängigsten Kraftbereiche abdecken können.<br />

Zudem bietet ACE Komponenten aus reversiblen und irreversiblen<br />

Festkörpermaterialien für den Not-Stopp als Überfahrschutz<br />

oder als Anschlagdämpfer an.<br />

NEUE EINWEGDÄMPFER AN<br />

FALLTESTERN ERPROBT<br />

Sensoren und Simulationen spielen dann eine Rolle, wenn<br />

Ingenieure die Produkte vor der Markteinführung testen oder bei<br />

sensiblen Anwendungen den konkreten, tatsächlichen Dämpfungsverlauf<br />

der jeweiligen Dämpfertypen für ihre spezifische<br />

Anwendung vorab ganz genau ermitteln wollen. Dies trifft in Spezialfällen<br />

beim Handling oder bei der Verzögerung von außerordentlich<br />

hohen Massenkräften an Werkzeugmaschinen oder<br />

Drehtischen zu. Sind die herstellerseitig genannten Dämpfungsverläufe<br />

für die Applikation und für das Projektteam des Kunden<br />

DIE EINMALDÄMPFER SCHÜTZEN<br />

KONSTRUKTIONEN BEI EINER<br />

HAVARIE DURCH GLEICHMÄSSIGEN<br />

ENERGIEABBAU<br />

nicht ausreichend, greifen die beratenden Ingenieure von ACE<br />

auf haus eigene Testmöglichkeiten zurück, um die theoretischen<br />

Simulationen aus den Auslegungen mit Standardkomponenten<br />

in der Praxis zu überprüfen und diese zu validieren.<br />

In Langenfeld, der deutschen Zentrale der zur Stabilus-Gruppe<br />

gehörenden Expertenmarke ACE, kommen zwei Falltester zum<br />

Einsatz. Der erste deckt Massenkräfte von 130 kg bis 500 kg bei<br />

einer maximalen Fallhöhe von 1.500 mm ab. Bei den nach den<br />

Gesetzen der Schwerkraft durchgeführten Falltests ergeben sich<br />

maximale Aufprallgeschwindigkeiten von 4,8 m/s (v = √2 × g × h)<br />

und kinetische Energien von ca. 6.000 Nm (m × g × h). Der zweite<br />

Falltester eignet sich für Massen von 3 kg bis 350 kg bei einer maximalen<br />

Fallhöhe bis zu ebenfalls 1.500 mm, wobei Aufprallgeschwindigkeiten<br />

von bis zu ca. 5,5 m/s und Energien bis zu ca.<br />

5.150 Nm gemessen werden. Neben den genannten hydraulischen<br />

Dämpfern aus dem Unternehmensbereich der Dämpfungstechnik<br />

setzt ACE beide Falltester auch für die Erprobung<br />

von Sicherheitsprodukten des Unternehmens ein, zu denen<br />

neben den ebenfalls hydraulisch arbeitenden Sicherheitsstoßdämpfern<br />

auch reversible Festkörperdämpfer wie jene aus den<br />

Tubus-Produktfamilien und seit 2021 auch irreversible Festkörperdämpfer<br />

aus Aluminium und Stahl gehören.<br />

MAXIMAL MÖGLICHE ENERGIE-<br />

AUFNAHME IM FOKUS<br />

Diese neue Generation der Sicherheitsdämpfer von ACE wird als<br />

Crash Dämpfer bezeichnet. Als Not-Stopp-Komponenten für den<br />

Einmalgebrauch konzipiert, führen die Ingenieure in Langenfeld<br />

an den jeweiligen Typen vor ihrer Markteinführung ausgiebige<br />

Testreihen an den Falltestern durch. Dabei untersuchen sie die<br />

aus speziellem Aluminium- oder Stahlrohr gefertigten Dämpfer<br />

vor allem hinsichtlich der maximal möglichen Energieaufnahme<br />

im Falle einer Havarie. Ihr besonderes Augenmerk gilt der Aufzeichnung<br />

der konkreten Dämpfungskennlinien der einzelnen<br />

Typen jeder neuen Baureihe mittels Falltester. Dadurch überprüfen<br />

und validieren sie die Katalogwerte und geben die jeweiligen<br />

Produktserien für den Vertrieb frei. So untersuchten die Ingenieure<br />

zum Beispiel im Laufe des Jahres <strong>2023</strong> an den Falltestern die<br />

maximalen Energieaufnahmen von vier neuen, kleineren Crash<br />

Dämpfern. Diese weisen Außendurchmesser von ca. 20 mm auf<br />

und werden mit unterschiedlichen Hüben auf den Markt gebracht.<br />

Nach Abschluss der Validierungen kann ACE das Spektrum<br />

der Energieaufnahmen im unteren Bereich von 100 bis ca.<br />

400 Nm erweitern und Kunden auch für Anlagen in kleineren<br />

Formaten die Not-Stopp-Lösung in Form der Crash Dämpfer anbieten.<br />

Weil die Aufgabe dieser Festkörperdämpfer im industriellen<br />

Umfeld der von Knautschzonen in der Fahrzeugtechnik<br />

ähnelt, werden sie auf härteste Belastungen geprüft. Schließlich<br />

nehmen die Komponenten bei einem Crash die aufprallende<br />

Energie augenblicklich auf und werden in einer vorab in Computersimulationen<br />

definierten Art und Weise verformt und zusammengefaltet,<br />

um die auftreffende kinetische Energie in Wärme<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 2021/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 79


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

02<br />

02 Crash Dämpfer bieten hohe Energieaufnahmen sowie geringe<br />

Stützkräfte bei langem Hub, hier bestätigt durch die Messtechnik und<br />

veranschaulicht anhand ihres Dämpfungsverhaltens bei maximaler<br />

und bei halber Hubnutzung<br />

03 In den Lineartests ermittelt ACE den Dämpfungsweg über ein<br />

Laser-Weg-Messsystem und die Stützkraft über Kraftsensoren der<br />

Burat & Klein Datentechnik GmbH, die zudem eine kundenspezifische<br />

Auswertesoftware für die Stoßdämpfer bereitgestellt hat<br />

03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

umzuwandeln und an die Außenumgebung abzugeben. Die Einmaldämpfer<br />

schützen auf diese Weise Konstruktionen bei einer<br />

Havarie durch hohen, gleichmäßigen Energieabbau von 98 Prozent.<br />

Aufgrund der Anforderung an diese Sicherheitselemente,<br />

große Langzeitstabilität im Alltagsbetrieb sowie maximalen<br />

Schutz im Not-Stopp-Fall zu bieten, fanden die Tests und Simulationen<br />

unter so realitätsnahen Umständen wie möglich statt.<br />

KLEINSTOSSDÄMPFER IN HORIZONTALEN<br />

LINEARTESTS UNTERSUCHT<br />

Neben diesen schwerkraftbedingten Testmöglichkeiten von<br />

Dämpfern am Ende des Weges beispielsweise von vertikalen Linearachsen,<br />

ermöglicht ein spezieller Prüfstand von ACE auch<br />

horizontale Lineartests. Dabei beschleunigt der Antrieb Massen<br />

von 20 kg bis 100 kg auf Geschwindigkeiten von bis zu ca. 3,5 m/s.<br />

In einem Praxisbeispiel, bei dem hochpräzise, reibungsfreie<br />

Achsen in einem Handlingsystem verbaut werden, das in drei<br />

Achsen (X, Y, Center Pole) in den Endlagen durch Kleinstoßdämpfer<br />

abgesichert wird, wählen die Ingenieure von ACE zunächst<br />

die für die jeweilige Achse passenden Dämpfertypen aus<br />

dem Standardprogramm. Weil die hochsensiblen Achsen nur mit<br />

fest definierten Maximalkräften im Crashfall belastet werden<br />

dürfen, führt ACE im zweiten Schritt jeweils konkrete theoretische<br />

Auslegungen für jeden der gewählten Kleinstoßdämpfer<br />

mithilfe einer Simulationssoftware durch. Dabei wird jedes einzelne<br />

Bohrbild, worunter die Anzahl und Größe der Drosselbohrungen<br />

im Dämpferinneren zu verstehen sind, am Computer<br />

simuliert, um den Kraftverlauf, also die Kraft-Weg-Kurve, zu optimieren.<br />

Im Anschluss daran können die Ingenieure mit entsprechend<br />

präparierten Prüflingen in den Lineartests am Prüfstand<br />

die theoretischen Simulationen per Messungen auf der Linearachse<br />

validieren. In einer solchen Testanwendung lassen sich die<br />

bewegte Masse bis auf wenige Gramm und die Aufprallgeschwindigkeit<br />

mit einer Toleranz von 0,02 m/s so gut wie eins zu eins auf<br />

jeden spezifischen Fall abstimmen. Bestehen die Prüflinge die<br />

Tests, werden die Messergebnisse für die Fertigung der jeweils<br />

benötigten Kleinserie übernommen.<br />

MESSTECHNIK VALIDIERT SIMULATIONS-<br />

UND TESTERGEBNISSE<br />

Ob Komponenten von ACE in vertikalen oder horizontalen<br />

Linea rachsen getestet werden, bei allen Prüfständen wird der<br />

Dämpfungsweg über ein Laser-Weg-Messsystem und die tatsächliche<br />

Stützkraft über Kraftsensoren ermittelt. Hierbei kooperiert<br />

man mit der in Meckenbeuren im Bodenseekreis ansässigen<br />

Burat & Klein Datentechnik GmbH. Während die Sensoren und<br />

Wegaufnehmer an einer der jeweiligen Prüfstelle genau angepassten<br />

Messanlage namens Multimessbox angeschlossen sind,<br />

lassen sich die in jedem Testlauf ermittelten Daten über die von<br />

Burat & Klein programmierte Software Messmax auswerten. Wie<br />

im Kleinstoßdämpferfall geschildert, ist es mit Messmax möglich,<br />

die beim Realtest gemessene Kurve mit der theoretisch am Rechner<br />

ermittelten übereinanderzulegen und auf diese Weise die<br />

Theorie in der Praxis zu validieren. Jörg Küchmann, Ingenieur<br />

aus der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von ACE, dazu:<br />

„In der angeführten Anwendung konnte Burat & Klein uns eine<br />

spezielle Auswertesoftware anbieten, mit der wir drei Parameter<br />

abgleichen können und die Ergebnisse automatisch nach<br />

Wunsch in Excel exportieren. In diesem Fall werden die maximale<br />

Stützkraft, der maximale Dämpfungsweg und zusätzlich die<br />

Energie, also die Fläche unterhalb der Kraft-Weg-Kurve, ausgewertet<br />

und überprüft.”<br />

Durch die immer häufiger von Kunden nachgefragten Validierungen<br />

konnte ACE über die letzten Jahre vielschichtige Erfahrungen<br />

in diesem Bereich der Messtechnik und der Beurteilung<br />

der ermittelten Ergebnisse sammeln. Bemerkenswert ist dabei,<br />

dass die Simulationen mit den tatsächlichen Messergebnissen in<br />

der Praxis verglichen nur sehr geringe prozentuale Abweichungen<br />

aufweisen. Die Simulationen von ACE sind also auch dank<br />

der Messtechnik von Burat & Klein sehr genau.<br />

Bilder: Aufmacher ACE Stoßdämpfer GmbH, GW St. Pölten, 03 Burat & Klein<br />

Datentechnik GmbH, sonstige ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

www.ace-ace.de<br />

80 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SOFTWARE & PROTOTYPING<br />

CADWORX 23 PLANT DESIGN<br />

SUITE VERÖFFENTLICHT<br />

Hexagon stellt die neueste<br />

Version von CADWorx 23 Plant<br />

Design Suite vor. Diese soll die<br />

Produktivität durch verbesserte<br />

Kompatibilität und optimierte<br />

Arbeitsabläufe steigern.<br />

Hexagon hat das 2D-Darstellungs-Modul<br />

überarbeitet. Es<br />

weist jetzt eine verbesserte<br />

Leistung und Stabilität auf.<br />

CADWorx Equipment führt die Möglichkeit ein, generische Düsen zu<br />

ergänzen, die eine höhere Flexibilität bei der Konstruktion und<br />

Modellierung von Geräten erlauben. Die neue Version bietet zudem<br />

praktische Funktionen zur weiteren Automatisierung von Arbeitsabläufen.<br />

Konfigurationsdateien (CFG) für die Module Plant, Structure,<br />

Equipment und P&ID können jetzt von der Kommandozeile geladen<br />

werden, um die Einrichtung und Konfiguration eines effizienteren<br />

Arbeitsablaufs zu vereinfachen. Die CDR-Veröffentlichungsoptionen<br />

unterstützen nun alle CADWorx Equipment-Komponententypen.<br />

Damit ist eine umfassende 3D- und BIM-Projektveröffentlichung<br />

möglich. Durch eine neue Befehlszeilenfunktion kann die Stücklistenvorlage<br />

in der gesamten CADWorx Plant Design Suite geändert und<br />

so der Konfigurationsprozess vereinfacht werden. Die neue Version<br />

erlaubt zudem Prozesszeilennummern aus PIDVIEW in die Anlagenmodellierung<br />

zu übernehmen. Das reduziert den manuellen Aufwand<br />

und stellt die Kohärenz eines Entwurfs sicher.<br />

www.hexagon.com<br />

URHEBERSCHAFT VON<br />

CAD-DATEN NACHWEISEN<br />

Prostep, Spezialist<br />

für Product<br />

Lifecycle Management,<br />

hat eine<br />

Blockchain-<br />

Anwendung<br />

entwickelt, das<br />

die Urheberschaft<br />

von CAD-Daten<br />

schützt. Erstmals vorgestellt wurde es im Blockchain-<br />

Gremium des VDMA. Das Tool ermöglicht es, die<br />

Entstehungsgeschichte von komplexen CAD-Modellen<br />

in der Blockchain zu speichern und damit die Urheberschaft<br />

der Daten lückenlos nachzuweisen. Sie ist vor<br />

allem interessant für kollaborative Open-Innovation-<br />

Szenarien, in denen mehrere Ingenieure gleichzeitig an<br />

einer Neuentwicklung arbeiten. Prostep ist Mitglied im<br />

Blockchain-Gremium des VDMA. Dort präsentierte das<br />

Unternehmen das Tool zum ersten Mal. Davor hatte<br />

das Unternehmen in dem Gremium bereits eine Lösung<br />

vorgestellt, mit der 3D-Druck- und Prozessdaten<br />

fälschungssicher ausgetauscht und gedruckte Bauteile<br />

zweifelsfrei identifiziert werden können. Die Blockchain-Technologie<br />

ist inzwischen integraler Bestandteil<br />

der Datenaustausch-Lösung OpenDXM GlobalX<br />

von Prostep.<br />

www.prostep.com<br />

PASSUNGEN FÜR BAUTEILE<br />

EINFACH ONLINE BERECHNEN<br />

Spanflug hat einen<br />

Passungsrechner für<br />

CNC-Bauteile online<br />

gestellt, mit dem<br />

sich schnell und<br />

unkompliziert<br />

Passungen und<br />

Toleranzen für<br />

Wellen und Bohrungen<br />

berechnen<br />

lassen. Die Ergebnisse<br />

basieren auf<br />

Grundtoleranzen<br />

und Grenzmaßen<br />

gemäß ISO 286,<br />

der dafür gültigen<br />

internationalen Norm. Nutzer können über die Schnelleingabe<br />

zum Beispiel das Nennmaß der Bohrung und die<br />

geforderte Passung eingeben. Die Software berechnet<br />

daraus alle erforderlichen Werte wie oberes und unteres<br />

Abmaß oder die Toleranzmitte. Alternativ besteht die<br />

Möglichkeit, über die Reiter „System Einheitsbohrung“<br />

und „System Einheitswelle“ nach der passenden Bohrung<br />

oder Welle zu suchen. Diese Optionen eignen sich insbesondere<br />

für die Fertigung verschiedenartiger Teile in<br />

kleineren Stückzahlen. „Unser neuer Passungsrechner ist<br />

ein zusätzlicher Service für Konstrukteure und Fertigungsunternehmen“,<br />

so Spanflug-Geschäftsführer Markus<br />

Westermeier. „Weitere digitale Helfer sind geplant.“<br />

www.spanflug.de<br />

KISSsoft Features<br />

▪ Bogenzahn 3D-Geometrie<br />

▪ Datenaustausch GAMA / GDE 3.2 / REXS 1.4<br />

▪ Zahneingriffs- und Lagerfrequenzen<br />

▪ FKM-Wellenfestigkeitsberechnung mit Rainflow-Matrix<br />

▪ Feinauslegung mit zusätzlichen Variationsmöglichkeiten<br />

Anfragen für eine Testversion über www.kisssoft.com<br />

KISSsoft AG<br />

A Gleason Company<br />

T. +41 55 254 20 50<br />

info@kisssoft.com<br />

NEU<br />

Release<br />

<strong>2023</strong><br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 81


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

INTELLIGENTE<br />

WÄRME FÜR<br />

VERBUNDWERKSTOFFE<br />

Mit einer leistungsstarken und flexiblen<br />

Blitzlampentechnologie werden<br />

Verbundwerkstoffe im Prozess erwärmt<br />

und verschweißt. Warum eine gute<br />

Steuerbarkeit von Vorteil ist, lesen<br />

Sie in folgendem Beitrag.<br />

Leichtbau ist im Bereich der Mobilität, aber auch für Baumaterialien<br />

und andere Industrien eine interessante, ressourcensparende<br />

Disziplin. Bei der Herstellung von sogenannten Composites<br />

werden Fasern in einer Kunststoffmatrix eingebettet und<br />

in einem einstufigen oder mehrstufigen Prozess in die gewünschte<br />

Form gebracht. Dies können im Bereich der Luftfahrt beispielsweise<br />

Verstärkungsstrukturen in Flügeln, ganze Rumpfsegmente oder<br />

Zug-/Druckstangen zur Übertragung von Kräften sein.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Technologie im Einsatz im McNair Aerospace Center<br />

der Universität South Caroline (USA)<br />

WUSSTEN SIE SCHON?<br />

Der Name „Humm” ist von dem englischen Begriff<br />

„hummingbird“ für „Kolibri“ abgeleitet. Zum einen, weil<br />

die Technologie dessen Attribute Präzision, Geschwindigkeit<br />

und Kontinuität der Bewegung teilt, zum anderen,<br />

weil das scheinbare Verschwimmen der Flügel des Vogels<br />

im Flug das scheinbar konstante Licht der Blitzlampe<br />

(60 Blitze pro Sekunde) widerspiegelt. Die „3” steht für<br />

die 3 programmierbaren Parameter der thermischen<br />

Steuerung (Pulsdauer, Energie und Frequenz).<br />

VERSCHIEDENE MATERIALIEN ERFOR<strong>DER</strong>N<br />

UNTERSCHIEDLICHE FERTIGUNGSVERFAHREN<br />

Die Prozessvielfalt ist ähnlich groß, wie die Materialvielfalt und<br />

bei fast allen Prozessen wird ein Wärmeeintrag benötigt. Bei der<br />

Herstellung von Composites basierend auf duroplastischen Materialien<br />

genügt oft eine Erwärmung mittels eines Infrarotstrahlers,<br />

um eine Aktivierung des Materials vor der endgültigen<br />

Formgebung in einer Presse oder beispielsweise im Resin Transfer<br />

Moulding (RTM) Prozess zu erreichen.<br />

Bei anderen Prozessen wird sehr viel mehr Energie benötigt.<br />

Beispielsweise können unidirektionale Bänder, bestehend aus<br />

Carbonfasern und einer thermoplastischen Matrix, endkonturnah<br />

in einem Schritt gefertigt werden. Dazu wird das Material bei<br />

automatisierten Fertigungsprozessen, wie dem Automated Fiber<br />

Placement (AFP), dem Automated Tape Laying (ATL) oder beim<br />

Faserwickeln so stark erhitzt und unter Druck verbunden, dass es<br />

eine fehlstellenfreie Verschweißung ergibt. Für anspruchsvolle<br />

Materialkombinationen, die beispielsweise Polyetheretherketon<br />

(PEEK) enthalten, müssen an der Verbindungstelle über 380 °C<br />

erreicht werden und dies bei einer akzeptablen Verlegegeschwindigkeit,<br />

die sich im Bereich von 0,2 bis 4 m/s bewegt. Gleichzeitig<br />

muss ein Verbrennen des Materials verhindert werden, was eine<br />

gute Steuerbarkeit der Erwärmung erfordert, da beim Verlegen<br />

der Bänder häufig die Geschwindigkeit an die Kontur angepasst<br />

werden muss.<br />

Als Erwärmungstechnologien kommen neben den erwähnten<br />

Infrarotstrahlern auch Gasfackeln und Lasersysteme zum Einsatz,<br />

sowie die photonenbasierte Humm3-Technologie. Gepulste<br />

Xenon-Blitzlampen stellen die erforderliche Energie in einem<br />

Dr. Marie-Luise Bopp, Head of Marketing bei Heraeus Noblelight<br />

82 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Mit der Humm3-Technologie konnten wir unsere Forschung an<br />

Hochtemperaturwerkstoffen fortsetzen und erweitern. Gefallen<br />

hat uns besonders, dass wir sowohl das AFP-System, als auch<br />

das Humm3-System vom gleichen Bedienterminal aus steuern<br />

können. Das offene System erlaubt außerdem, unter Beachtung<br />

von Sicherheitsvorkehrungen, ein direktes Arbeiten am Layup und<br />

macht so das Training von Studenten einfacher und erlebbarer.<br />

BRANDON SEAY, Prozessingenieur im Bereich thermoplastischer Verbundwerkstoff<br />

weiten Wellenlängenbereich bereit, um die Zieltemperaturen<br />

augenblicklich zu erreichen. Durch die Steuerung der Pulsparameter<br />

ist eine gute Kontrolle des Prozesses möglich.<br />

BREITBAND-WÄRMEQUELLE SPEZIELL<br />

FÜR VERBUNDWERKSTOFFE<br />

Die Humm3-Technologie bietet eine homogene Strahlungsverteilung<br />

über einen weiten Temperaturbereich und ermöglicht<br />

damit hohe Produktionsgeschwindigkeiten. Durch die hohen<br />

Aufheiz- und Abkühlraten ist die Technologie ideal geeignet für<br />

das Aufbauen von komplexen Bauteilen mit Dry Fiber und thermoplastischen<br />

Verbundmaterialien. Sie liefert eine bisher nur<br />

von Lasersystemen bekannte Leistung, erfordert aber geringere<br />

Aufwände für prozessbedingte Schutzeinrichtungen. Ein weiterer<br />

Vorteil ist eine skalierbare Arbeitsbreite von aktuell bis zu<br />

300 mm, womit die Legerate erheblich gesteigert werden kann.<br />

Das System besteht aus einem auswechselbaren Lampenkopf,<br />

einem Kühler und einer Powersupply. Der Lampenkopf wird in<br />

der Regel auf einem Roboterarm oder einem Gantryportal montiert<br />

und besteht aus einem wassergekühlten Lampengehäuse<br />

und einem projekt-/anlagenspezifisch ausgelegten Quarzglas-<br />

Lichtleiter. Die Austrittsstelle des Lichts wird nahe des Nip-<br />

Points, der Verbindungsstelle des einlaufenden Tapes und dem<br />

schon abgelegten Substrats, positioniert.<br />

Die Lampenleistung wird in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit<br />

variiert und ist damit eine vergleichsweise schnell<br />

ansprechende Erwärmungslösung bei hoher Leistungsfähigkeit.<br />

Die Xenon-Blitzlampen erreichen bis zu 200 kW instantane Leistung<br />

und erwärmen das Material innerhalb von Millisekunden<br />

auf Prozesstemperatur.<br />

VERARBEITUNG THERMOPLASTISCHER<br />

TAPES IN AFP-PROZESSEN<br />

Heraeus Noblelight hat mit dem McNair Aerospace Center in der<br />

USA ein Projekt mithilfe der Humm3-Technologie verwirklicht.<br />

„Auf diesem Wege haben wir eines der ersten Systeme erhalten,<br />

um damit Dry Fibers und carbonfaserverstärkte Layups zu testen.<br />

Das System hatte eine Leistung von 6 kW. Nachdem die<br />

Versuche erfolgreich waren, wurde unser Interesse an einem<br />

leistungsstärkeren System deutlich. Heute arbeiten wir mit einer<br />

Leistung von 9 kW und können mit der höheren Leistung eine<br />

Vielzahl glasfaser- und carbonfaserverstärkter thermoplastischer<br />

Werkstoffe erfolgreich verarbeiten. Neben der schnellen<br />

Aufheizrate und der damit verbundenen schnellen Legegeschwindigkeit,<br />

haben uns die Einfachheit der Prozessparameterfindung<br />

und die Sicherheitsaspekte überzeugt“, so Brandon Seay<br />

und Jessie Pandher, beide Experten auf dem Gebiet der thermoplastischen<br />

Verbundwerkstoffe. Seay ist Prozessingenieur unter<br />

anderem für ATP-Technologien und Pandher ist Forscher mit<br />

Fokus auf Hochtemperaturprozesse und die Charakterisierung<br />

von Verbundwerkstoffen.<br />

Für die Zukunft hat sich das McNair Center vorgenommen, mit<br />

neuen Hochtemperaturmaterialien zu arbeiten, wie zum Beispiel<br />

mit Verbundwerkstoffen mit einer keramischen Matrix sowie<br />

Carbon-Carbon-Werkstoffen. Zusammen mit Heraeus Noblelight<br />

und Materiallieferanten wollen sie die Ersten sein, die diese vielversprechenden<br />

Materialien verarbeiten.<br />

Bild: Heraeus Noblelight<br />

www.heraeus-noblelight.com<br />

Wäre uns nicht passiert<br />

Qualität sichern durch Temperaturindikatoren<br />

Thermax-Temperaturindikatoren mit Farbwechsel<br />

Dokumentieren unerlaubte Temperaturveränderungen<br />

Temperaturbereiche von -20 bis +<strong>12</strong>50 Grad<br />

Reversibel oder irreversibel<br />

Als Klebestreifen, Kreide oder Tinte<br />

Bewährt in Verpackungstechnik, Transportwesen, Medizin,<br />

Lebensmittelindustrie, Mikroelektronik, Forschung etc.<br />

Hochtemperaturprodukte | Kälteerzeugung | Dichten und Kleben | Messtechnik | Beschichtungen | Problemlöser<br />

Zertifiziert nach<br />

DIN EN ISO 9001:2015<br />

www.kager.de


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Diese Keramikspindel-<br />

baugruppe kommt in<br />

der Orthopädietechnik<br />

zum Einsatz<br />

TECHNISCHE KERAMIK – EIN<br />

AUSSERGEWÖHNLICHER WERKSTOFF<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Fällt in der Medizin der Begriff Keramik, denken die meisten spontan an<br />

Zahnersatz, künstlichen Gelenkersatz oder Schrauben. Doch das ist nur ein<br />

kleiner Teil der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten dieses einerseits so alten,<br />

andererseits hochmodernen Werkstoffs in der Medizin.<br />

Aus Keramik sind Tassen und Teller gemacht und wenn<br />

sie herunterfallen, zerspringen sie in 1000 Teile. Das<br />

stimmt – und stimmt auch wieder nicht. Denn technische<br />

Keramik ist völlig anders. Zwar teilt sie sich mit der<br />

Gebrauchskeramik so positive Eigenschaften wie hohe Härte,<br />

Langlebigkeit oder leichte Formbarkeit, vermeidet aber praktisch<br />

alle negativen Eigenschaften.<br />

Stefan Zilm kennt sich aus mit technischer Keramik. Er leitet<br />

das Business Development für den Bereich CIM/MIM (Ceramic<br />

und Metal Injection Molding) bei Maxon: „Technische Keramik<br />

Michael Pyper, freier Redakteur, Wehrheim<br />

findet gerade in der Medizintechnik vielfältige Anwendungen –<br />

dank ihrer Härte, Festigkeit und biologischen Verträglichkeit.“<br />

Nun ist das Schweizer Unternehmen Maxon eigentlich mehr für<br />

seine Antriebstechnik, die es mittlerweile in vielen Rovern der<br />

Nasa bis auf den Mars gebracht hat, bekannt. Aber in der Sexauer<br />

Niederlassung, idyllisch zwischen Kaiserstuhl und Schwarzwald<br />

gelegen, hat sich in den vergangenen Jahren ein außergewöhnliches<br />

Know-how für keramischen und metallischen Pulverspritzguss<br />

entwickelt.<br />

Entstanden ist dieser Unternehmenszweig vor über 25 Jahren<br />

aus der Suche nach besseren und langlebigeren Materialien für<br />

die Antriebstechnik. So hat sich auch die Antriebstechnik für chirurgische<br />

Geräte und medizinische Dosiergeräte, Exoskelette<br />

und biomechanische Hände zu einem Schwerpunkt entwickelt.<br />

Keramik lässt sich aber noch weit vielfältiger einsetzen.<br />

84 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />

IDEAL FÜR DEN LANGFRISTIGEN GEBRAUCH<br />

Entwicklern und Konstrukteuren kann technische Keramik Vorteile<br />

in einer Vielzahl von medizintechnischen Produkten und<br />

Anwendungsbereichen bieten. Das wohl bedeutendste Einsatzgebiet<br />

ist die Herstellung biokompatibler Implantate, die direkt<br />

mit dem menschlichen Körper verbunden sind.<br />

Typisches Beispiel: die Herstellung von Zahnimplantaten und<br />

künstlichen Zähnen. Aber auch künstliche Hüftgelenkeinsätze<br />

bestehen aus verschiedenen technischen Keramiken mit Anteilen<br />

von Zirkon- und Aluminiumoxid. Sie sind in der Lage, hohe<br />

Belastungen zu tragen, gleichzeitig vertragen sie sich gut mit dem<br />

Körper und sind sehr lang haltbar. Keramische Komponenten<br />

werden ebenfalls in Antrieben der Implantattechnik eingesetzt,<br />

beispielsweise für Herzunterstützungssysteme. Ein weiteres Anwendungsgebiet<br />

ist die Endoskopie-Technik. Dank ihrer isolierenden,<br />

hitzebeständigen und sterilen Eigenschaften eignet sich<br />

die technische Keramik gut für minimalinvasive Eingriffe.<br />

MEDIZINTECHNISCHE GERÄTE AUS KERAMIK<br />

Technische Keramik ist resistent gegen<br />

Korrosion und Abnutzung, was sie ideal für<br />

den langfristigen Gebrauch macht. Zudem<br />

hat sie eine hohe Festigkeit bei gleichzeitiger<br />

Flexibilität, sodass sie sich an verschiedene<br />

anatomische Strukturen anpassen kann.<br />

STEFAN ZILM, Leiter Business Development<br />

CIM/MIM bei Maxon, Sexau<br />

Keramische Komponenten werden auch in<br />

Antrieben der Implantattechnik eingesetzt, beispielsweise<br />

für Herzunterstützungssysteme<br />

Auch außerhalb des menschlichen Körpers bietet technische Keramik<br />

viele Vorteile. „Ein wichtiger Bereich sind Geräte für die<br />

Diagnostik, beispielsweise in Computer- oder Magnetresonanz-<br />

Tomographen, für Schutzschichten oder in der Sensorik“, weiß<br />

Zilm. Antriebe von Medikamenten- und Insulinpumpen nutzen<br />

ebenfalls Keramik. Dort sichern sie eine gleichmäßige und präzise<br />

Dosierung.<br />

Als Membranen und Filter erfüllt Keramik in Dialysemaschinen<br />

und in der Biotechnologie höchste Anforderungen. Darüber<br />

hinaus setzen Mediziner keramische Materialien in der Medizinund<br />

Hygienetechnik ein, da diese aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit<br />

Bakterien, Viren oder Pilzen kaum Nährboden<br />

bieten und leicht zu sterilisieren sind. Ein weiteres Gebiet ist<br />

die Labortechnik. So lassen sich Probenhalter und Pipettenspitzen<br />

daraus herstellen, die sehr beständig gegenüber hohen<br />

Temperaturen und aggressiven Chemikalien sind. Für diesen<br />

Bereich liefert Maxon Kolben und Düsen aus Keramik als Dosiereinheiten.<br />

KLEINE KERAMIKBAUTEILE<br />

MIT GROSSEM NUTZEN<br />

Die Produktpalette unterstützt in der Medizintechnik Ingenieure,<br />

Entwickler und Konstrukteure darin, innovative Lösungen zu finden.<br />

In Prothesen, aber auch in medizintechnischen Geräten finden<br />

sich bürstenlose und bürstenbehaftete Gleichstrommotoren,<br />

bürstenlose Flachmotoren sowie Planeten-, Stirnrad- und Spezialgetriebe<br />

von Maxon. Weitere Einsatzbereiche sind die Sensorik,<br />

Servoverstärker und Positioniersteuerungen.<br />

Die CIM- und MIM-Spezialisten aus Sexau stellen unter anderem<br />

Produkte für Planetengetriebe und Motoren her. Von hochgenauen<br />

Achsen, über Motorwellen bis zu präzisen Verzahnungskomponenten.<br />

Ein großer Bereich, in dem Maxon sehr<br />

stark in den letzten Jahren gewachsen ist, sind Sonderantriebe.<br />

Hier werden verschiedene Komponenten im keramischen und<br />

metallischen Spritzgussverfahren hergestellt.<br />

Viele kundenspezifische Projekte haben sich auch außerhalb<br />

der Maxon Gruppe entwickelt. So stellt der CIM-MIM-Bereich<br />

auch Achsen für Positioniertische her, hier ist der Vorteil von<br />

Keramik, dass dieses Material nicht magnetisch ist. Außerdem<br />

macht man sich für chirurgische Instrumente die hervorragenden<br />

Isolationseigenschaften von Keramik zunutze. Bei Hörgeräten<br />

bieten Keramikteile nicht nur hohe Biokompatibilität,<br />

sondern auch Verschleißfestigkeit. Auch metallische MIM-Bauteile<br />

sind für die Medizin interessant. Ein typisches Beispiel sind<br />

chirurgische Instrumente, wo biokompatible Bauteile aus Edelstahl<br />

eingesetzt werden.<br />

Bilder: Aufmacher WR.LILI - stock.adobe.com, sonstige Maxon<br />

www.maxongroup.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 85


SPECIAL<br />

HYGIENIC DESIGN<br />

MIT HYGIENIC DESIGN<br />

UND EMV AUF<br />

<strong>DER</strong> SICHEREN SEITE<br />

SPECIAL<br />

Verunreinigte Lebensmittel, Cremes oder Medikamente<br />

– immer wieder sorgen derartige Nachrichten für mediale<br />

Aufmerksamkeit. Um hier auf Sicherheit zu gehen,<br />

schraubt die EHEDG ihre Anforderungen stetig nach oben.<br />

Gerade in den hochautomatisierten Anlagen der Branche<br />

kommen noch EMV-Aspekte hinzu, damit die Produktion<br />

störungsfrei abläuft. Bei der Kabeleinführung sollten<br />

Konstrukteure daher von Anfang an auf Sicherheit setzen.<br />

86 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/10 www.derkonstrukteur.de


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

Wenn Produkte aus dem Verkauf zurückgeholt werden<br />

müssen, bedeutet dies in der Regel nicht nur<br />

einen Millionenschaden für die Hersteller, sondern<br />

oftmals geht auch ein massiver Imageverlust damit<br />

einher. Sauberkeit auf der ganzen Linie ist also gefragter denn je,<br />

das zeigen die internationalen Fachmessen und die steigenden<br />

Anfragen von Anlagenbauern nach praxisorientierten und zertifizierten<br />

Lösungen.<br />

Die Beachtung von Hygienic-Design-Prinzipien bei der Planung<br />

und dem Bau von Komponenten und Anlagen ist eine<br />

Grundvoraussetzung und stellt gerade beim Thema Kabelführung<br />

besondere Herausforderungen an die Maschinen- und<br />

Anlagenhersteller. Ein möglichst hoher Sauberkeitsgrad lässt<br />

sich nur erreichen, wenn glatte Oberflächen bestehen, um<br />

Schmutzanhaftungen zu minimieren und Reinigungsprozesse<br />

zu optimieren.<br />

Um das Design einer Anlage hygienefreundlich zu gestalten,<br />

müssen Konstrukteure nicht nur glatte Maschinenverkleidungen<br />

realisieren, sondern auch zum Beispiel auf Ventile, Antriebe,<br />

Befestigungen und die Kabel(ein)führung ein Augenmerk legen,<br />

Wer die Gesamtkosten inklusive<br />

Beschaffung, Risikoanalyse, Reinigung<br />

und damit bedingte Stillstandzeiten<br />

über die Lebensdauer einer Anlage<br />

betrachtet, wird feststellen, dass ein<br />

durchgängiges Hygienic Design auf<br />

Dauer günstiger und sicherer ist.<br />

HEIKO EMDE ist zuständig für<br />

Hygienic-Design-Lösungen bei Pfl itsch<br />

Autorenvor- und zunamen, inkl. Titel und Posistion im<br />

Unternehmen mit Firmenadresse hier noch ergänzen.<br />

Dipl.-Ing. Walter Lutz ist freier Fachjournalist bei PRservice in Haiger<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 87


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

01 02 03<br />

damit schädliche Anhaftungen von vornherein ausgeschlossen<br />

werden. „Langsam, aber sicher erhöht sich das Bewusstsein der<br />

Kunden dafür und immer mehr Entscheidungsträger sind sensibilisiert<br />

für die Wichtigkeit des Hygienic Designs“, registriert<br />

Heiko Emde, beim Kabelführungsspezialisten Pflitsch zuständig<br />

für Hygienic-Design-Lösungen. Das zeige die steigende Nachfrage<br />

aus ganz Europa und die zunehmenden Messe-Aktivitäten.<br />

„Auch Sonderlösungen und spezielle Varianten beispielsweise für<br />

EMV werden angefragt.“<br />

OHNE HYGIENIC DESIGN STEIGEN<br />

RISIKEN UND KOSTEN<br />

Heiko Emde ist sich sicher: „Wer die Gesamtkosten inklusive Beschaffung,<br />

Risikoanalyse, Reinigung und damit bedingte Stillstandzeiten<br />

über die Lebensdauer einer Anlage betrachtet, wird<br />

feststellen, dass ein durchgängiges Hygienic Design auf Dauer<br />

günstiger und sicherer ist.“ In den Ausschreibungen und Pflichtenheften<br />

muss also das Design nach den EHEDG-Vorgaben fest<br />

verankert werden.<br />

In den aktuellen Richtlinien der EHEDG, des VDI und international<br />

der ISO 14159 ist beim Einsatz von Maschinen und Anlagen<br />

im hygienischen Umfeld längst ein entsprechendes Hygienic<br />

Design vorgeschrieben. Doch in der Praxis hapert es an vielen<br />

Stellen, auch weil Kostensteigerungen und der höhere Konstruktionsaufwand<br />

gescheut werden. „Und so werden immer noch<br />

preiswerte Kunststoff-Kabelverschraubungen verbaut.“<br />

Unabhängige Zertifikate, wie das der EHEDG können Unternehmen<br />

nur erhalten, wenn alle entsprechenden Kriterien eingehalten<br />

werden. Zudem ist die Verwendung von möglichst vielen<br />

Komponenten, für die bereits eine EHEDG-Zertifizierung<br />

besteht, für Anlagenbauer sehr wirtschaftlich. Denn das senkt<br />

den Prüfbedarf an den Baugruppen auf einen Bruchteil und<br />

beschleunigt damit die Markttauglichkeit des Produkts. „Wir<br />

empfehlen gerade für die Lebensmittelzone 1 und 2, wo der<br />

Kontakt zwischen Technik und dem Lebensmittel besteht, ausschließlich<br />

Hygienic-Design-Komponenten einzusetzen.“ So<br />

kann dem sehr hohen Kontaminationsrisiko wirkungsvoll begegnet<br />

werden.<br />

BLICKPUNKT KABELEINFÜHRUNGEN –<br />

REZERTIFIZIERT NACH EHEDG<br />

In den automatisierten Produktionsanlagen der Lebensmittel-,<br />

Pharma- und Chemie-Branche gibt es eine Menge an Kabel und<br />

Leitungen, die Gehäuse mit der Peripherie verbinden – eine besondere<br />

Herausforderung für die Kabeleinführung. Denn die<br />

Hohlräume, Spalte und offene Gewindegänge wie bei herkömmlichen<br />

Kabelverschraubungen sind in Hygiene-Anwendungen<br />

absolut tabu. „Wir verstehen uns als ganzheitlicher Lösungsanbieter,<br />

wenn es um zertifizierte Lösungen für die Lebensmittelund<br />

Pharmaindustrie geht“, sagt Heiko Emde und so hat Pflitsch<br />

sowohl EHEDG-zertifizierte Kabelverschraubungen und Blindstopfen<br />

als auch unterschiedlichste Gitter-Kanallösungen zum<br />

sicheren Führen von Kabeln durch Maschinen und Anlagen im<br />

Programm.<br />

In keiner anderen Branche sind die Anforderungen so hoch<br />

und steigen von Jahr zu Jahr. Entsprechend hat die EHEDG ihre<br />

Beurteilungs- und Messkriterien ebenfalls verschärft und die<br />

Toleranzen weiter minimiert. „Da wir schon bei der Basisentwicklung<br />

von Anfang an so gute Arbeit geleistet haben, wurde unsere<br />

aktuelle Clean-Plus-Kabelverschraubung vor kurzem ohne Pro-<br />

SPECIAL<br />

Auch in der Lebensmittelindustrie setzt sich der Trend der<br />

Digitalisierung und der Einsatz zum Beispiel von Sensoren,<br />

Aktoren und Antrieben weiter fort. Daher sollte man frühzeitig<br />

an ein EMV-Design denken, insbesondere im Bereich der<br />

Kabeleinführung, da in diesem Bereich elektromagnetische<br />

Störstrahlung eindringen kann. Die Lösung sind geschirmte<br />

Kabel und hochwertige EMV-Kabelverschraubungen.<br />

RAPHAEL BRANDT ist EMV-Experte bei Pflitsch<br />

88 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

04<br />

01 Der Verschraubungskörper der Blueglobe Clean Plus aus<br />

Edelstahl 1.4404/AISI 316L glänzt mit sehr glatten Oberflächen<br />

sowie kantenfreien Übergängen zu den Schlüsselflächen<br />

02 Die erste zertifizierte Hygiene-Kabelverschraubung<br />

aus FDA-konformem Kunststoff bietet beste Reinigung zu<br />

wirtschaftlichen Konditionen<br />

03 Dank der TRI-Feder-Technologie bringt die<br />

Blueglobe Clean Plus auch in Sachen EMV höchste<br />

Schirmdämpfungswerte bis in den GHz-Bereich<br />

04 Die Blueglobe Clean Plus – hier an einem Hygienic-Design-<br />

Gehäuse – überzeugt auch mit hochwertigem Design,<br />

ausgezeichnet z. B. mit dem iF-Award und dem Reiner!-Preis<br />

bleme rezertifiziert“, sagt Heiko Emde. „Das ist bemerkenswert,<br />

da das voraussichtlich kein anderer Hersteller schaffen wird.“<br />

DIE ERSTE KOMPLETTVERSCHRAUBUNG<br />

NACH EHEDG<br />

Pflitsch ist bei der Blueglobe Clean Plus neue Wege gegangen<br />

und konnte sie seinerzeit als erste Komplettverschraubung<br />

nach EHEDG zertifizieren lassen. Für den Verschraubungskörper<br />

wird der hochwertige Edelstahl 1.4404/AISI 316L verwendet,<br />

den Pflitsch so fertigt, dass er eine sehr glatte Oberfläche<br />

(Rauheit Ra < 0,8 μm) erreicht. Gerundete, kantenfreie Übergänge<br />

zu den Schlüsselflächen realisiert Pflitsch statt mit den<br />

geforderten 3° großen Radien mit bis zu 6°-Radien, was für<br />

noch mehr Hygiene-Sicherheit sorgt.<br />

Für Dichteinsätze und Dichtscheiben werden Kunststoffe entsprechend<br />

der FDA 21 CFR §177.2600 verwendet, die nach der<br />

EU-Verordnung 10/20<strong>11</strong> für den Kontakt mit Lebensmitteln<br />

geeignet sind. Im Vergleich mit anderen Hygiene-Kabelverschraubungen<br />

ist die Blueglobe Clean Plus sehr kompakt, baut<br />

also wenig auf, was auch dem Design zugutekommt. Technische<br />

Features sind die hohen Schutzarten IP 66, IP 68 (15 bar) bis IP 69,<br />

die kabelschonende Abdichtung durch den großen Dichteinsatz<br />

und die überdurchschnittlich hohe Zugentlastung, die verhindert,<br />

dass das Kabel aus der Kabelverschraubung herausrutscht.<br />

VARIANTEN AUS EDELSTAHL, POLYAMID<br />

UND FÜR EMV-SICHERHEIT<br />

Die Blueglobe Clean Plus gibt es wahlweise aus Edelstahl und<br />

Kunststoff. Letztere bringt Hygienic-Design-Sicherheit zu wirtschaftlichen<br />

Konditionen und ermöglichte eine gewichtsreduzierte<br />

Kabelinstallation. Diese Polyamid-Variante – ebenfalls aus<br />

FDA-konformen Material – gibt es aktuell in den Größen M16 bis<br />

M32 für Kabeldurchmesser von 7,0 mm bis 23,0 mm. Die Edelstahl-Lösung<br />

gibt es in den Größen M8 bis M63 für Kabel von<br />

4,0 mm bis 55,0 mm und ist erhältlich mit TPU- und Silikon-<br />

Dichteinsätzen für Temperaturen von –55 bis +180 °C.<br />

„Auch in der Lebensmittelindustrie setzt sich der Trend der Digitalisierung<br />

und Elektrifizierung fort“, sagt Raphael Brandt, EMV-<br />

Experte bei Pflitsch. Auf allen Feld- und Steuerungsebenen sind<br />

Sensoren, Aktoren, Antriebe sowie Umrichter, Messe- und Regelelektronik<br />

installiert, um eine effiziente Produktion zu erreichen<br />

und die Qualität der hergestellten Lebensmittel sicherzustellen.<br />

Daher ist es zwingend notwendig, an ein funktionierendes<br />

EMV-Design bei den Anlagen und Maschinen bereits von Anfang<br />

an zu denken. Eine besondere Rolle spielt hier die Kabeleinführung,<br />

da der Faradaysche Käfig von Gehäusen in diesem Bereich<br />

unterbrochen wird und elektromagnetische Störstrahlung eindringen<br />

können. „Damit die Elektronik weiterhin wirkungsvoll<br />

geschützt wird, ist eine hochwertige EMV-Kabelverschraubung<br />

in Verbindung mit einem geschirmten Kabel, welches einen<br />

Überdeckungsgrad größer als 80 Prozent besitzen sollte, zu verwenden“,<br />

sagt Raphael Brandt. „Erst mit dieser optimalen Paarung<br />

können Störsignale jeglicher Art sicher abgeleitet werden.“<br />

Pflitsch hat ein umfangreiches Portfolio an EMV-Kabelverschraubungen<br />

und kann für jede Anwendung die ideale Lösung<br />

anbieten. Vor allem durch die TRI-Feder-Technologie ist der Hersteller<br />

aus Hückeswagen in den letzten Jahren zum Marktführer<br />

im Bereich der EMV-Kabelverschraubungen herangewachsen.<br />

Denn die patentierte TRI-Feder bietet eine einfache, sichere und<br />

schnelle Montage und liefert gleichzeitig höchste Schirmdämpfungswerte<br />

bis in den GHz Bereich.<br />

Für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie hat Pflitsch die<br />

TRI-Feder auch in die Blueglobe Clean plus integriert. In der Variante<br />

Blueglobe TRI Clean Plus (M<strong>12</strong> bis M40) kombiniert<br />

Pflitsch Hygienic Design mit hoher EMV-Sicherheit: Der Kabelschirm<br />

wird in der Kabelverschraubung zuverlässig über einen<br />

Triangelfeder 360 ° kontaktiert, die HF-Dämpfungswerte von<br />

über 80 dB bei 100 MHz und 65 dB bei 1 GHz sicher erreicht.<br />

NEUE LÖSUNGEN FÜR HOHE<br />

TEMPERATUREN UND EX-BEREICHE<br />

Da in Produktionsprozessen der Lebensmittel- und Pharma<br />

industrie zum Teil sehr hohe oder tiefe Temperaturen auftreten,<br />

ist eine Hochtemperatur-Variante (HTS) der Blueglobe Clean<br />

Plus verfügbar, mit Dichteinsatz und Dichtscheiben aus einem<br />

hochwertigen Silikon. In den HTS-Kabelverschraubungen aus<br />

Edelstahl-Verschraubungskörper werden Einsatztemperaturen<br />

von –55 °C bis +180 °C möglich.<br />

Neu ist auch eine HD-Lösung für den Einsatz in explosionsgefährdeten<br />

Bereichen: die Clean plus Ex-e entspricht den aktuellen<br />

Atex-Richtlinien. Ebenfalls im Produktportpolio hat Pflitsch<br />

EHEDG-zertifizierten Clean-Plus-Blindstopfen in den Größen<br />

M<strong>12</strong> bis M63.<br />

„Schon jetzt können die Anwender gespannt sein auf unsere<br />

neue Entwicklung, deren Markteinführung für das Frühjahr 2024<br />

rund um die Anuga Foodtec in Köln geplant ist“, gibt Heike Emde<br />

einen Ausblick.<br />

Bilder: Pflitsch<br />

www.pflitsch.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 89


KLARTEXT<br />

HERAUSFOR<strong>DER</strong>UNG<br />

HYGIENIC DESIGN<br />

LARS BRAUN<br />

Leiter Branchenmanagement Lebensmittel- und Verpackungstechnik, Igus GmbH<br />

Hygiene ist insbesondere bei der Produktion und Verarbeitung von Lebensmitteln<br />

oberstes Gebot. Für genau diese Anforderungen entwickeln wir bei<br />

Igus schmier- und wartungsfreie sowie FDA-konforme Maschinenelemente,<br />

die sich in Maschinen weltweit bewähren. Erst kürzlich haben wir eine<br />

Designstudie für unsere Linearführungen vorgestellt. Dabei handelt es sich<br />

um einen Linearschlitten angelehnt an die Richtlinien der EHEDG (Hygienic<br />

Design), der aus lebensmittelkonformem Hochleistungskunststoff gefertigt<br />

ist. Mit diesem spülbaren Polymer-Schlitten setzen wir auf ein offenes<br />

Design, um Bakterien und Keimen durch effektives Reinigen keine Chancen<br />

zu geben. Hervorzuheben ist, dass unser neuer Drylin-W-Linearschlitten<br />

der erste Gleitschlitten komplett aus FDA-zugelassenem Kunststoff ist. Als<br />

Linearschiene dient ein korrosionsbeständiger und hochlegierter Edelstahl.<br />

In hygieniesensiblen<br />

Produktionsumgebungen<br />

wie der Lebensmittel-,<br />

Pharma- oder<br />

Kosmetikindustrie ist<br />

die Kontamination des<br />

Endprodukts zwingend<br />

zu vermeiden. Die<br />

reinigungsgerechte<br />

Gestaltung von Bauteilen,<br />

Maschinen und Anlagen<br />

ist daher ein absolutes Muss.<br />

Wir fragen Experten, worauf<br />

es dabei ankommt und<br />

welche Lösungen sie<br />

parat haben.<br />

EIN OFFENES<br />

DESIGN GIBT<br />

BAKTERIEN UND<br />

KEIMEN KEINE<br />

CHANCE<br />

DICHTUNGSTECHNIK<br />

BIETEN WIR IN<br />

UNTERSCHIEDLICHEN<br />

WERKSTOFFEN AN<br />

SPECIAL<br />

UWE KLOTZ<br />

Mitarbeiter der Produktentwicklung, Otto Ganter GmbH & Co. KG<br />

Ein wichtiger Bereich, der bei uns im Fokus steht, ist die richtige<br />

Dichtungstechnik und die der Anwendung entsprechenden Werkstoffe.<br />

Unterschiedliche Einsatzgebiete und Reinigungsmittel setzen dazu<br />

kompatible Werkstoffe voraus. Deshalb bieten wir unsere Dichtungstechnik<br />

in unterschiedlichen Werkstoffen an. Weiterhin ist es notwendig mit dieser<br />

Dichtungstechnik totraumfreie Verbindungen zu schaffen. Das bedingt die<br />

Verformung des Dichtwerkstoffs zu kennen, zu simulieren und an die<br />

Geometrie anzupassen, um ein optimales Reinigungsergebnis zu erzielen<br />

und ein Eindringen von Mikroorganismen zu verhindern. Der Einsatz von<br />

moderner Simulationssoftware ist dabei ein Muss. Auf solche hygienischen<br />

Komponenten, die im Idealfall noch zertifiziert sind, ist Verlass und sie<br />

können ohne weitere Prüfszenarien eingesetzt werden.<br />

90 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong>


KLARTEXT<br />

ALMIR JAKUPOVIC<br />

Vertriebsleiter, Norelem Normelemente GmbH & Co. KG<br />

Hygienic Design ist zum Standard geworden für Produkte und Betriebsmittel der Life-Science-<br />

Branchen. Um die hohen Anforderungen der Lebensmittelindustrie, der Medizintechnik, der<br />

Pharmabranche und der Biotechnologie zu erfüllen, haben wir als größter Anbieter von<br />

Normelementen schon früh ein entsprechendes Produktportfolio entwickelt. Unter dem<br />

Begriff Hygienic Design bietet Norelem in allen relevanten Produktlinien spezielle Varianten<br />

von Griffen, Knöpfen, Klemmhebeln, Drehriegeln, Stellfüßen und Schrauben und Muttern an,<br />

die reinigungsgerecht konzipiert sind und den Vorgaben der EHEDG, des 3-A-Sanitary-Standard<br />

und des FDA entsprechen. Sie überzeugen zudem mit den generellen Vorteilen von Normteilen:<br />

geringer Konstruktions- und Fertigungsaufwand, schnellere Montage sowie problemloser<br />

Austausch von Verschleißteilen – Normteile sind einfacher und schneller zu ersetzen.<br />

UNSER ENTSPRECHENDES<br />

PRODUKTPORTFOLIO IST<br />

REINIGUNGSGERECHT<br />

KONZIPIERT<br />

GRUNDVORAUSSETZUNGEN<br />

SIND HÖCHSTE DICHTIGKEIT<br />

UND FESTIGKEIT<br />

SIEGFRIED WALLAUER<br />

Produktmanager Rotative Antriebssysteme, Wittenstein Alpha GmbH<br />

Hygiene in Produktion und Verpackung ist einer der Schlüsselfaktoren für die Sicherheit<br />

von Lebensmitteln und Getränken oder auch von Pharmazeutika und medizinischen<br />

Sterilartikeln – denn Hygiene bedeutet Vermeidung von Keimen und damit von<br />

Kontamination. Servoantriebstechnik im Hygienic Design hat in diesem Einsatzumfeld<br />

wichtige Anforderungen zu erfüllen. Grundvoraussetzungen sind höchste Dichtigkeit<br />

bis Schutzart IP69K und Festigkeit bei einem Reinigungsdruck bis 30 bar. Verwendete<br />

Materialien müssen chemikalien- und korrosionsbeständig sowie mikrobiologisch sicher<br />

sein. Der eingesetzte Edelstahl 1.4404 mit einer Oberflächenrauigkeit kleiner 8 µm trägt<br />

entscheidend dazu bei. Getriebe und Servoaktuatoren sollten in offene Maschinendesigns<br />

integriert werden können, gut zugänglich und ihre Oberflächen rückstandsfrei zu reinigen<br />

sein. Die hygienegerechten Planetengetriebe, Servoaktuatoren und Kleinantriebssysteme<br />

von Wittenstein erfüllen diese Kriterien in vollem Umfang.<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 91


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

VOM KONSUMENTEN RÜCKWÄRTS GEDACHT<br />

Hoher Proteingehalt, laktosefrei, vegan, ohne Zucker, mit Biosiegel – kaum ein<br />

Lebensmittel kommt mit so einer großen Vielfalt in den Einzelhandel, wie Joghurt<br />

oder Pudding. Damit die stetig wechselnden Zubereitungen sauber und schnell<br />

in Becher oder Gläser kommen, gibt es aseptische und skalierbare Abfüllanlagen<br />

wie die von VMS Maschinenbau. Antriebs- und Automatisierungstechnik<br />

im Hygienic Design spielt hierbei eine wesentliche Rolle.<br />

SPECIAL<br />

Mit Blick auf höchste Ansprüche an die Hygiene, greift<br />

das Unternehmen aus Obersontheim im Landkreis<br />

Schwäbisch Hall zu innovativer Technologie von<br />

SEW-Eurodrive. Bei dem Einsatz von Edelstahlmotoren<br />

und Software geht VMS bei seinen Abfüllanlagen einen<br />

weiteren Schritt in Richtung smarte Hygiene. Das Unternehmen<br />

hat sich darauf spezialisiert, vor allem Joghurt und Pudding exakt<br />

Sarah Herberger, Product Life Cycle Manager<br />

Mechatronics, SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />

zu dosieren und aseptisch in Eimer, Becher, Gläser und Flaschen<br />

abzufüllen. Bei der Antriebs- und Automatisierungstechnik arbeitet<br />

VMS Maschinenbau eng mit SEW-Eurodrive zusammen – auch<br />

was die Optimierung von Bewegungsprofilen betrifft. Die Software<br />

verhindert vor allem bei hoher Leistung wirksam das gefürchtete<br />

Überschwappen von Flüssigkeiten. Und die Hardware<br />

ermöglicht die leichte und schnelle Reinigung der Maschine.<br />

92 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


01<br />

SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

01 Gebaut für höchste Hygieneansprüche – Sämtliche<br />

mit dem Endprodukt in Kontakt kommenden<br />

Bauteile werden mit Sattdampf bei 143°C sterilisiert<br />

02 Variantenvielfalt im Regal erfordert<br />

häufigen Produktwechsel<br />

HYGIENEANFOR<strong>DER</strong>UNGEN STEIGEN STETIG<br />

Es fällt schwer, angesichts der gebotenen Vielfalt, den Überblick<br />

zu behalten. Und die Varianz bei den klassischen Milcherzeugnissen<br />

steigt stetig weiter, gerade auch durch pflanzenbasierte<br />

Rezepturen. Die sind bekanntlich ohne tierische Proteine hergestellt,<br />

also ohne Milch. Mit Blick auf den Prozess des Abfüllens<br />

mag zunächst kein Unterschied bestehen, ob Joghurt, Pudding<br />

oder eine ähnlich konsistente Mischung veganen Ursprungs in<br />

den Becher oder das Glas gefüllt wird. Die unterschiedlichen Zutaten<br />

haben jedoch gravierende Auswirkungen auf die Anforderungen<br />

bezüglich der Hygiene in einer Maschine. Vegane Rezepturen<br />

beispielsweise unterscheiden sich zum sauren Joghurt im<br />

pH-Wert und bieten daher einen Nährboden für Schimmelpilze<br />

und Bakterien.<br />

Im Vergleich dazu, entzieht die natürliche Milchsäure eines<br />

Joghurt Schimmelpilzen und Bakterien den Nährboden. „Die<br />

Abfüllung süßer, pH-neutraler Produkte ist entsprechend anspruchsvoll.<br />

Wir sprechen deshalb auch von einer aseptischen<br />

02<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 93


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

03 Egal ob Aseptic oder Ultraclean – Maschinen von<br />

VMS Maschinenbau können präzise abfüllen<br />

04 Die Kontfill Cupline ist für höchste hygienische<br />

Standards designed, welche anspruchsvollen Reinigungsroutinen<br />

standhalten<br />

03<br />

04<br />

Abfüllung, um lange Haltbarkeiten zu erreichen“, erklärt Daniela<br />

Kraft, Leiterin Vertrieb und Marketing bei VMS Maschinenbau.<br />

Dafür muss erstens die Abfüllmaschine porentief sauber sein<br />

und zweitens sind auch die Becher und Deckel verlässlich zu sterilisieren.<br />

Das klingt einfach, erfordert aber bei Materialien aus<br />

PET und PP ein besonderes Verfahren. „Wir haben unterschiedliche<br />

Einflussparameter wie Wärme und Absorbierungsverhalten,<br />

die bei einer aseptischen Abfüllung von der Sterilisation über die<br />

Versiegelung bis zur Dichtheitskontrolle zu beachten sind“, führt<br />

Kraft weiter aus.<br />

REINIGUNGSVERFAHREN MIT<br />

LOGARITHMUS-BERECHNUNG<br />

Hohe Temperaturen beim Säubern und korrosive Reinigungschemie<br />

für die Sterilisierung: Spätestens jetzt stellt sich die Frage,<br />

wie lange die Komponenten einer Abfüllanlage diesen widrigen<br />

Bedingungen standhalten. Die „Kontifill Cupline“ von VMS Maschinenbau<br />

erreicht bei der Reinigung, Sterilisation und Abfül­<br />

lung LOG 6. Damit bleibt gemäß den Hygieneregeln von einer<br />

Million Viren und Bakterien rechnerisch nur ein Erreger übrig.<br />

Möglich wird die Log-Stufe 6 durch die Konstruktion der Maschinen<br />

für „Cleaning-in-Place“ (CIP) und „Sterilising-in-Place“ (SIP).<br />

Laugen, Säuren, hohe Luftfeuchtigkeit, wechselnde Temperaturen:<br />

Die Edelstahlservomotoren der Baureihe CM2H von SEW-<br />

Eurodrive sind für diese Umgebungsbedingungen in Schutzart<br />

IP69K ausgeführt und mit ihrer robusten Bauweise auf Langlebigkeit<br />

und maximale Verfügbarkeit getrimmt. Der Spezialist für Automatisierungstechnik<br />

aus Bruchsal hat die Antriebe für alle Bereiche<br />

der Lebensmittelverarbeitung konzipiert – und das mit einer hohen<br />

Leistungsdichte. Mit diesen Eigenschaften sind die Edelstahlservomotoren<br />

in der Lage, ohne weiteren Schutz direkt im Prozess zu<br />

arbeiten. In puncto Hygiene sind sie konform nach FDA (Food and<br />

Drug Administration) und erfüllen die hohen Ansprüche der<br />

EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group) an<br />

die Oberflächengüte und das Ablaufverhalten von Flüssigkeiten.<br />

SOFTWARE UNTERSTÜTZT<br />

DAS HYGIENE-DESIGN<br />

Servomotoren stellen in einer Maschine aber nur den Teil einer<br />

Automatisierung dar, die die programmierten Bewegungsprofile<br />

in eine Rotation umsetzen. Abseits des Anspruchs an leichte<br />

Reinigungsfähigkeit, Drehmoment und Verfügbarkeit leistet eine<br />

abgestimmte Motion Control ihrerseits einen wertvollen<br />

Beitrag zur Hygiene. Eine optimiert abgestimmte Bewegungssteuerung<br />

verhindert bereits softwareseitig die Verunreinigung<br />

und das Überschwappen.<br />

Für die unterschiedlichen Anforderungen von flüssig bis viskos<br />

greift VMS Maschinenbau für den Transport der gefüllten Verpackungen<br />

zur Motion Control Funktion „Antislosh“. Hierbei<br />

handelt es sich um ein vorbereitetes Add-on für Movikit-Softwaremodule<br />

aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von<br />

SEW-Eurodrive. Antislosh optimiert die Bewegungsprofile beim<br />

Beschleunigen und Abbremsen so geschickt, dass flüssige oder<br />

UNSERE ANLAGEN FÜLLEN PRO STUNDE<br />

BIS ZU 38.000 BECHER AB<br />

SPECIAL<br />

Mit der Auswahl der richtigen Antriebs- und Automatisierungstechnik<br />

können wir unsere Abfüllanlagen samt der vor- und nachgelagerten Materialflusstechnik<br />

platzsparend ohne aufwendige Schutzeinhausungen bauen.<br />

DANIELA KRAFT, Leiterin Vertrieb und Marketing bei VMS Maschinenbau<br />

94 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

05 Die Maschinen sind in Cleaning-in-Place (CIP) und<br />

Sterilising-in-Place (SIP) ausgeführt<br />

06 Movikit-Add-on Antislosh ist eine Software-Funktion<br />

zum Generieren von Verfahrprofilen zur Reduzierung von<br />

Schwingungen bei taktenden Bewegungen von Flüssigkeiten<br />

07 Die Edelstahl-Servogetriebemotoren sind so<br />

entwickelt, dass sie einer Reinigung unter Hochdruck<br />

selbst bei hohen Temperaturen und mit chemischen<br />

Reinigungsmitteln standhalten<br />

05<br />

viskose Produkte keine Chance haben, ihre noch geöffnete Verpackung<br />

zu verlassen. Dafür ist es im Vorfeld notwendig, die Eigenfrequenzen<br />

und Dämpfungen der unterschiedlich viskosen Flüssigkeiten<br />

zu ermitteln, um daraus ideale Taktzeiten zu berechnen.<br />

VMS Maschinenbau erreicht damit, maximale Performance und<br />

Betriebssicherheit in Einklang zu bringen. „Unsere Anlagen füllen<br />

pro Stunde bis zu 38.000 Becher ab“, berichtet Daniela Kraft.<br />

Erlaubt ist beim Beschleunigen und Abbremsen, dass der viskose<br />

Inhalt ein bisschen aufschwappt. Würde er jedoch überschwappen,<br />

„gibt es Verunreinigungen, die die Siegelung erschweren und<br />

das Risiko erhöhen, dass der Becher undicht wird“, erklärt Kraft.<br />

Der sichere, wie saubere Transport ist also essenziell für die lange<br />

Haltbarkeit der Produkte sowie für die Hygiene vor Ort. Dabei gilt:<br />

Je weniger Verunreinigungen während der Produktion entstehen,<br />

je schneller lässt sich die Anlage später reinigen.<br />

Mit der Auswahl von SEW-Edelstahlservomotoren (www.seweurodrive.de/edelstahl-servogetriebemotoren)<br />

erweitert VMS<br />

Maschinenbau die Möglichkeiten, Abfüllanlagen samt der vorund<br />

nachgelagerten Materialflusstechnik platzsparend ohne aufwendige<br />

Schutzeinhausungen zu bauen. „Der direkte Zugriff auf<br />

die Technik ist immer besser. Niemand hat Interesse, bei Wartungen<br />

oder Reparaturen erst aufwendig Einhausungen abzuschrauben“<br />

führt die Marketing- und Vertriebsleiterin aus.<br />

IMMER GUT: VORAUSSCHAUEND<br />

PRODUZIEREN<br />

Damit Maschinenbediener stets den Überblick behalten, wie sich<br />

die Aktorik gegenüber den widrigen Umgebungsbedingungen auf<br />

Langstrecke schlägt, sind die SEW-Antriebe mit Funktionen für<br />

das Condition Monitoring und Predictive Maintainance ausgestattet<br />

– unter anderem mit einer OPC-UA-Schnittstelle des Motion<br />

Controllers für die Auswertung von Motordaten. Getreu dem<br />

Motto: Heute sehen, was morgen passieren könnte – Antriebe direkt<br />

im Prozess, Edelstahl für maximale Widerstandsfähigkeit gegenüber<br />

Heißdampf und aggressiven Reinigungsmitteln. „Geht<br />

der Servo über seine Stromgrenze hinaus, muss ich genau hinschauen.<br />

Der Stromanstieg muss nicht auf einen Defekt im Motor<br />

hinweisen. Es kann ja auch ein mechanisches Problem in der<br />

Applikation vorliegen“, erklärt Daniela Kraft. Die Einbindung der<br />

Antriebe in digitale Frühwarnsysteme leisten in Summe einen<br />

spürbaren Beitrag, die Verfügbarkeit zu erhöhen und ungeplanten<br />

Stillstand zu verhindern. Betreiber sparen also Zeit, da es keine<br />

Verluste durch ungeplantes Leerfahren und Sterilisieren gibt.<br />

<strong>DER</strong> TREND LIEGT IN FLEXIBEL UND<br />

MODULAR KONZIPIEREN ANLAGEN<br />

Das Beispiel aus der Abfüllung von Lebensmitteln zeigt, wie sich<br />

vielseitige Konsumentenwünsche und auch veränderte Geschmacks-<br />

und Produktpräferenzen auf die Maschinenautomatisierung<br />

von Anlagen auswirken. Vor diesem Hintergrund sind<br />

moderne Produktions- und Maschinenlösungen flexibel und<br />

modular zu konzipieren. Anspruchsvolle Hygieneanforderungen<br />

erhöhen den Anspruch an die verwendete Antriebs- und Automatisierungstechnik.<br />

Der leicht anpassbare und skalierbare<br />

Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive zeigt<br />

hier einen Weg auf, Anforderungen schnell und mit erprobten<br />

Komponenten bedienen zu können.<br />

Bilder: 02, 03, 05, 06, 07 SEW-Eurodrive; 01, 04 VMS<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

06<br />

07<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 95


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

HYGIENIC DESIGN AN<br />

<strong>DER</strong> MENSCH-MASCHINE-<br />

SCHNITTSTELLE<br />

Von Kopf bis Fuß auf Hygiene eingestellt – oder besser gesagt vom<br />

Schlagtaster oder Drehsteller bis zum Frontring für die Anbindung an das<br />

Bedienpanel. Nach diesem Grundsatz hat die Schmersal Gruppe eine neue<br />

normenkonforme Baureihe von Befehls- und Meldegeräten entwickelt.<br />

SPECIAL<br />

Für viele Konstrukteure im Nahrungsmittelmaschinenbau<br />

und anderen Branchen mit hohen Hygieneanforderungen<br />

war jahrzehntelang das N-Programm von Schmersal die<br />

Baureihe der Wahl, wenn es um Bedienelemente für die<br />

Mensch-Maschine-Schnittstelle geht. Dass jetzt eine Neuentwicklung<br />

vorgestellt wird, hat seinen Grund nicht nur im grundsätzlichen<br />

technischen Fortschritt nach dem Motto „Das Bessere<br />

ist des Guten Feind.“ Auch die Normenlage hat sich geändert und<br />

erforderte in einigen Bereichen der Detailkonstruktion neue Lösungsansätze.<br />

Michael Eckhardt, Produktmanager<br />

Befehls- und Meldegeräte, Schmersal Gruppe<br />

BEWÄHRTE UND NEUE NORMEN<br />

Zu den hier relevanten Normen gehört zunächst die altbekannte<br />

DIN EN ISO 14159 („Sicherheit von Maschinen – Hygieneanforderungen<br />

an die Gestaltung von Maschinen“). Sie fordert unter<br />

anderem, dass es an den Maschinen und damit auch an den Bedienelementen<br />

keine Toträume gibt, in denen sich Materialreste<br />

absetzen oder Biofilme bilden können. Alle Oberflächen und<br />

Geometrien müssen so gestaltet sein, dass man sie gut reinigen<br />

kann, außerdem darf sich in den Gehäusen zum Beispiel von<br />

Schaltern oder Bedienpanels keine Feuchtigkeit ansammeln.<br />

Ergänzt wird das Normenwerk zum Hygienic Design jetzt<br />

durch die Neufassung der DIN EN 1672-2. Sie beschreibt die<br />

Anforderungen an die Hygiene und die Reinigbarkeit von<br />

Nahrungsmittelmaschinen und lehnt sich dabei an die weltweit<br />

96 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

01 In der neuen H-Serie sind verschiedene Bauarten von Schaltgeräten<br />

verfügbar – unter anderem Drucktaster, Leuchtmelder,<br />

Wahlschalter, Knebelschalter und Not-Halt-Befehlsgeräte<br />

01<br />

02 Das H-Programm ist modular aufgebaut: Die Kontaktträger sind<br />

als Einzelkontakte ausgeführt und können variabel kombiniert werden<br />

einheitlichen und bekannten EHEDG-Leitlinien der „European<br />

Hygienic Engineering and Design Group“ an.<br />

Die Norm trifft sehr detaillierte Regelungen und nimmt dabei<br />

unter anderem gezielt die Mensch-Maschine-Schnittstelle und<br />

die Bedienelemente in den Blick. Ein Beispiel: Für den Frontring,<br />

der den Übergang vom jeweiligen Bediengerät zur Frontplatte<br />

des Gehäuses bildet, ist ein definierter Mindestwinkel vorgegeben,<br />

der abhängig ist vom Abstand der Bediengeräte zueinander.<br />

So wird sichergestellt, dass das Personal die Zwischenräume auf<br />

der Frontplatte gründlich mit einem Tuch reinigen und die Geräte<br />

von allen Seiten auf Beschädigungen inspizieren kann.<br />

NORMENKONFORM UND NOCH MEHR<br />

Aufgrund dieser Vorgaben war eine Anpassung des N-Programms<br />

erforderlich, die für eine grundlegende Neukonstruktion genutzt<br />

wurde. Ergebnis ist das H-Programm, bei dessen Entwicklung<br />

eine weitere Verordnung (10/20<strong>11</strong>/EU) berücksichtigt wurde, die<br />

Anforderungen an die Werkstoffauswahl für hygienesensible Anwendungen<br />

formuliert.<br />

Was sind nun generell die Anforderungen an hygienegerechte<br />

Bedienelemente und, daraus resultierend, die konstruktiven Details,<br />

durch die sie sich von „normalen“ Bedien- und Befehlsgeräten<br />

unterscheiden? Zu den charakteristischen Eigenschaften<br />

gehören spaltfreie Übergänge von Dichtelementen und Flächen<br />

DAS NEUE BEDIENELEMENTE-<br />

PROGRAMM ZEIGT VORTEILE IM<br />

HINBLICK AUF DIE HYGIENE AUF<br />

sowie das Fehlen von vorstehenden Teilen. Dieses Design unterstützt<br />

aktiv die Reinigung der Befehlsgeräte, da Angriffspunkte für<br />

Anhaftungen minimiert werden. Zugleich müssen die offenliegenden<br />

Dichtungselemente sehr viel robuster ausgelegt sein, damit<br />

sie der täglichen Reinigung mit dem Hochdruckwasserstahl<br />

und mit aggressiven Medien sowie der Desinfektion standhalten.<br />

Das heißt: Eine hohe Schutzart IP69 und eine hohe Medienbeständigkeit<br />

aller Materialien sind unabdingbar. Deshalb spielt<br />

hier die erwähnte Verordnung für die Werkstoffauswahl von Bauteilen<br />

für hygienesensible Anwendungen eine wichtige Rolle.<br />

VON N ZU H: DIE UNTERSCHIEDE IM DETAIL<br />

Ein vergleichender Blick auf die Befehlsgeräte aus dem (alten) N-<br />

und dem neuen H-Programm zeigt die Weiterentwicklung. Zum<br />

Beispiel wurde die Verbindung des Not-Halt-Tasters zur Frontplatte<br />

hin neu gestaltet. Die Dichtung in der branchenüblichen blauen<br />

Farbgebung ist nicht mehr vom Frontring verdeckt, sondern deutlich<br />

sichtbar. Sie kann also mit einem Blick auf Beschädigung überprüft<br />

werden – ein klarer Vorteil im Hinblick auf die Hygiene.<br />

Der Winkel des Edelstahl-Frontrings entspricht der Neuausgabe<br />

der Norm. Der gelbe Frontring beim Not-Halt-Gerät spart<br />

neben dem Gelbschild auch noch eine mögliche Schmutzkante<br />

ein, die durch ein Gelbschild entstehen würde. Und selbstverständlich<br />

haben die Konstrukteure bei der Gestaltung von allen<br />

Schaltern des umfangreichen Programms auf weiche Übergänge<br />

ohne Toträume und ohne Grate und Kanten geachtet.<br />

NOT-HALT UNTER HYGIENEBEDINGUNGEN<br />

Bei den Schlagtastern – dazu gehören auch die Not-Halt-Geräte<br />

mit dem pilzförmigen Bedienelement – fällt das blaue Dichtelement<br />

zwischen dem Rumpf und der Oberseite auf. Der Taster<br />

besteht notwendigerweise immer aus zwei Teilen, weil er sich<br />

nicht in einem „Schuss“ als Spritzgießbauteil herstellen lässt. Bei<br />

der N-Serie waren diese beiden Teile ultraschallverschweißt. Allerdings<br />

entstehen beim Verschweißen offenporige Strukturen an der<br />

Stoßkante, die zwar klein, aber dennoch unerwünscht sind. Deshalb<br />

wird die Oberseite jetzt verrastet, und besagter O-Ring dichtet<br />

die Verbindung ab. Das gewährleistet ein höheres Maß an Hygiene.<br />

MODULARE KONSTRUKTION<br />

02<br />

Abgesehen von den Anforderungen der Normen und dem „Hygienic<br />

Design“ als Konstruktionsprinzip ist das neue H-Programm<br />

vollständig modular aufgebaut. Alle Geräte – auch die Hauptschalter<br />

– verfügen über eine Zentralmutterbefestigung der Geräteköpfe<br />

und einen Snap-On-Kontaktträger. Die Kontaktelemente<br />

sind als Einzelkontakte ausgeführt und können variabel, auch im<br />

Huckepack-Prinzip, auf dem Snap-On-Kontaktträger kombiniert<br />

werden. Dieses Konzept erlaubt erstens eine sehr einfache und<br />

schnelle Montage, zweitens eine hohe Flexibilität und drittens<br />

schafft es die Voraussetzung für eine Vorverdrahtung.<br />

Dass der Frontring aus Edelstahl gefertigt wird, wird von den<br />

Normen nicht gefordert. Es ermöglicht aber den Einsatz dieser<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 97


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

03 Der Snap-On-Kontaktträger ermöglicht eine<br />

unkomplizierte Demontage mit dem Schraubendreher<br />

03<br />

04 Falls die Bedienelemente nicht direkt in die Frontplatte<br />

der Maschine oder des Bedienpanels integriert werden,<br />

bieten sich die hygienegerechten NBG-Aufbaugehäuse an<br />

04<br />

Befehlsgeräte in Bereichen, deren Hygieneanforderungen noch<br />

über die der Fleischverarbeitung hinausgehen. Insbesondere wird<br />

damit die Molkereiindustrie adressiert, wo die Maschinen nochmals<br />

gründlicher und mit aggressiveren Medien gereinigt werden.<br />

Insgesamt stehen mit dem H-Programm 147 verschiedene Schal-<br />

terbauarten zur Auswahl, darunter allein 26 Pilzdrucktaster,<br />

24 Wahlschalter mit zwei oder drei Positionen und vier Potentiometer-Drehschalter.<br />

Der Konstrukteur einer Nahrungsmittelmaschine<br />

kann also frei wählen, welche Art von Bedienelementen er<br />

für die Gestaltung der HMI mit dem H-Programm verwendet.<br />

Und, auch das ist neu, er kann die Befehls- und Bediengeräte mit<br />

individueller Lasermarkierung bestellen, zum Beispiel als OEM-<br />

Variante mit Logo.<br />

INTEGRATION IN MASCHINEN<br />

O<strong>DER</strong> AUFBAUGEHÄUSE<br />

Die neuen hygienegerechten Befehlsgeräte werden nicht nur in<br />

der Nahrungsmittelproduktion und -verpackung zum Einsatz<br />

kommen, sondern auch in anderen hygienesensiblen Bereichen,<br />

zum Beispiel in der Pharmaindustrie. Wenn sie nicht direkt in die<br />

Frontplatte der Maschine beziehungsweise des Bedienpanels integriert<br />

werden sollen oder können, steht die NBG-Baureihe der<br />

Aufbaugehäuse zur Verfügung. Sie wurde ebenfalls speziell für<br />

den Lebensmittelmaschinenbau entwickelt.<br />

Bilder: Schmersal<br />

www.schmersal.com<br />

IMPRESSUM<br />

SPECIAL<br />

erscheint <strong>2023</strong> im 54. Jahrgang,<br />

ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,<br />

E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

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

Anzeigenpreisliste 2024, gültig ab 01.10.<strong>2023</strong><br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

Tel.: 06<strong>12</strong>3/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06<strong>12</strong>3/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 14,50 (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Inland: € 99,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € <strong>11</strong>5,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55<strong>12</strong>9 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-200<br />

E-Mail: info@vfmz.de<br />

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />

Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

DATENSPEICHERUNG<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />

ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />

Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />

Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich<br />

beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />

Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />

Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />

entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />

Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />

das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das<br />

Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung, z. B. Einspeicherung<br />

und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />

jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von<br />

Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />

DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h.<br />

Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit<br />

des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />

Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen werden.<br />

Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der<br />

Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />

kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />

der Einsender verfügt, und die nicht gleichzeitig<br />

an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />

bereits veröffentlicht wurden.<br />

Datenschutzerklärung: ds-vfv.vfmz.de<br />

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />

zur Feststellung der Verbreitung von<br />

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />

98 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> www.derkonstrukteur.de


SPECIAL HYGIENIC DESIGN<br />

SAUBERE VERRIEGLER<br />

Mit den Verriegelungen GN <strong>11</strong>50 im Hygienic Design unterstützt Ganter das Reinigungskonzept<br />

„Clean in Place“ für Maschinen und Anlagen. Die jüngste HD-Norm GN <strong>11</strong>50<br />

bezeichnet Vorreiber aus Edelstahl mit speziellen FDA-konformen Dichtungen aus EPDM<br />

und TPU. Dank der Dichtungen sind die Verriegelungen von schmutzsammelnden Toträumen<br />

befreit. Beim Drehen des Riegels um 90 ° baut dessen Anlaufschräge eine Vorspannung<br />

auf, die Klappen, Luken, Türen oder Abdeckungen zuverlässig an die Gegenseite<br />

(Zarge oder Korpus) presst. Ausgeführt wird die Drehung aktuell mit einem normalen<br />

Zweikantschlüssel aus blauem Kunststoff, der unter der Norm GN <strong>11</strong>51 als Zubehör<br />

lieferbar ist. Die Norm GN <strong>11</strong>50 selbst ist in zwei Ausführungen unterteilt: Die Ausführung<br />

„Fronthygiene“ FH bietet auf der Betätigungsseite HD-Standard, während innenseitig<br />

normale Anforderungen erfüllt werden. Anwendungen sind beispielsweise Schaltschränke,<br />

die hygienische Anforderungen nur außen stellen. Die Ausführung „Vollhygiene“ VH<br />

dagegen bietet mit zusätzlichen Dichtungen auch auf der Riegelseite HD-Qualität. Beide Varianten entsprechen nach DIN EN 60529<br />

der Schutzart IP 66, schützen also vor dem Eindringen von Staub und starken Wasserstrahlen aus beliebigen Winkeln.<br />

www.ganternorm.com<br />

SICHERHEITSKUPPLUNG AUS EDELSTAHL<br />

In den Bereichen Lebensmittel,<br />

Pharma, Medizin<br />

und Chemie herrschen<br />

strenge Hygienevorschriften<br />

und hohe Anforderungen an<br />

einzusetzende Technik. Der<br />

Antriebsspezialist Enemac<br />

entwickelt seit Jahrzehnten<br />

bevorzugt für dieses<br />

Anwendungsfeld hochwertige<br />

und solide Antriebselemente<br />

aus A2- und A4-Edelstählen. Dem Anwender steht<br />

mittlerweile ein umfassendes Produktportfolio an Sicherheits-,<br />

Wellen- und Distanzkupplungen zur Verfügung. Im<br />

Bereich der Drehmomentbegrenzung im Hygienic Design<br />

zeichnet sich die Sicherheitskupplung vom Typ ECE_ES besonders<br />

durch ihre axial kurze Bauweise aus. Dies eröffnet viele<br />

Vorteile bei engen Einbausituationen. Die Kupplung besitzt<br />

standardmäßig einen Rastpunkt pro 360 °. Auf Wunsch sind<br />

auch Ausführungen mit mehreren Rastpunkten lieferbar. Bei<br />

dieser Kupplungstype erfolgt die Drehmomentübertragung<br />

mittels Passfedernutverbindung. Die jeweiligen Abtriebsteile<br />

werden auf der Antriebswelle gelagert und für die Drehmomentmitnahme<br />

mit dem Flanschring verschraubt. Mit<br />

insgesamt 14 Baugrößen wird ein Gesamt-Einstellbereich<br />

von 2 bis 900 Nm erreicht.<br />

www.enemac.de<br />

FREQUENZUMRICHTER IM<br />

WASHDOWN-DESIGN<br />

Der Frequenzumrichter Nordac On Pure SK 35xP von Nord<br />

Drivesystems wurde speziell für industrielle Förderanwendungen<br />

mit Leistungen bis 1,5 kW in der Lebensmittel- und<br />

Getränkeindustrie entwickelt. Das Washdown-Design mit<br />

runden, glatten Oberflächen ermöglicht eine leichte und<br />

schnelle Reinigung, dank Schutzklasse IP69 auch bei hohen<br />

Anforderungen. Die Oberflächenveredelung NSD TupH bietet<br />

einen effizienten Korrosionsschutz und die notwendigen<br />

Anschlüsse sind auf eine<br />

minimale Anzahl leistungsfähiger<br />

Stecker für den Anschluss<br />

von Hybridkabeln über eine<br />

One-Cable-Solution im Hygienic<br />

Design reduziert, um den<br />

Reinigungsaufwand weiter zu<br />

verringern. Die Umrichter sind<br />

sowohl für den direkten<br />

Motoraufbau als auch für die<br />

Wandmontage geeignet. Mehrere Umrichter lassen sich<br />

einfach per Daisy Chain miteinander verbinden. Die Nordac-On-<br />

Frequenzumrichter zeichnen sich durch ein integriertes<br />

Multi-Protokoll-Ethernet-Interface, IIoT-Fähigkeit, vollständige<br />

Steckbarkeit sowie eine kompakte Bauweise aus. Als Bestandteil<br />

des Nord-Baukastens lassen sie sich ideal mit dem<br />

Getriebe motoren-Portfolio des Herstellers kombinieren.<br />

www.nord.com<br />

HYGIENEANTRIEBE AUS EDELSTAHL<br />

SEW-Eurodrive erweitert sein Edelstahl-Servomotoren-Portfolio um den B5-Flansch. Dieser<br />

bietet dem Maschinenbauer noch mehr hygienische Lösungsoptionen und erhöht damit seine<br />

Flexibilität im Maschinendesign. Der B5-Flansch am Edelstahl-Servomotor erleichtert die<br />

Montage an unterschiedlichen Edelstahlgetrieben aus dem Automatisierungsbaukasten von<br />

SEW- Eurodrive. Daraus ergibt sich eine Vielzahl an neuen Kombinationsmöglichkeiten für<br />

unterschiedlichste Anwendungen. Die Hygienebaureihen Kegelradgetriebe (KES..), Stirnradgetriebe<br />

(RES..) und Spiroplan-Winkelgetriebe (WES..) sind – aufgrund ihres speziellen<br />

Gehäusedesigns und durch die Verwendung hochwertiger Edelstähle – auf die Anforderungen der hygienesensiblen und reinigungsintensiven<br />

Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie sowie auf permanent feuchte Umgebungen ausgerichtet. Wie<br />

bei den Edelstahl-Servomotoren ist auch ihre glatte Oberfläche reinigungsfreundlich, hochgradig säurebeständig und laugen<br />

resistent. Vertiefungen im Gehäuse, in denen sich Flüssigkeiten oder Schmutz ablagern und sammeln könnten, werden weitestgehend<br />

vermieden. Die Komplettausführung in Edelstahl verhindert somit effektiv jede Art von Korrosion. Darüber hinaus gibt<br />

es sämtliche Dichtungen und Verbindungen bis zur Schutzart IP 69K.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2023</strong>/<strong>11</strong>-<strong>12</strong> 99


Vollständig<br />

überarbeitet!<br />

Die Berechnung und Gestaltung von<br />

Wälzlagern erreicht eine neue Ära<br />

Wälzlagerpraxis<br />

NOW<br />

ALSO AVAILABLE<br />

IN ENGLISH<br />

Das Standardwerk für Konstrukteure<br />

und Studenten in der 5. Auflage.<br />

Wälzlagerpraxis jetzt bestellen unter shop.vereinigte-fachverlage.de

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!