DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023
DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023
DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023
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<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 />
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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 />
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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
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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 />
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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 />
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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 />
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H2-Projekte – schnell und sicher!<br />
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Time-to-Market Ihrer Wasserstoffprojekte deutlich und nachhaltig – bis<br />
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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 />
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Getriebemotoren<br />
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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 />
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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 />
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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 />
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Berührungslose Temperaturmessung<br />
von -50 °C bis +3000 °C.<br />
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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 />
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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 />
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Effizient und sicher unterwegs –<br />
in der Industrie und im öffentlichen Raum<br />
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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 />
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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 />
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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 />
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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
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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
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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 />
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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 />
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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 />
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Made in Germany<br />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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SALES<br />
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E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
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E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
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Anzeigenpreisliste 2024, gültig ab 01.10.<strong>2023</strong><br />
LESERSERVICE<br />
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Tel.: 06<strong>12</strong>3/9238-266<br />
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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 />
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