KEM Konstruktion Verkehrstechnik 2018
Themenschwerpunkte: Schiffs-, Bahn- und Flugzeugtechnik; Messe SMM 2018, Messe Innotrans 2018; KEM Porträt: Dirk Villé, Geschäftsführer bei Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik; KEM Perspektiven: Antriebs- und digitale Lösungen für Schiffe
Themenschwerpunkte: Schiffs-, Bahn- und Flugzeugtechnik; Messe SMM 2018, Messe Innotrans 2018; KEM Porträt: Dirk Villé, Geschäftsführer bei Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik; KEM Perspektiven: Antriebs- und digitale Lösungen für Schiffe
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Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
<strong>2018</strong><br />
www.kem.de<br />
Sonderausgabe <strong>Verkehrstechnik</strong><br />
Titelstory – Seite 30<br />
Infrarot-Temperatur -<br />
sensoren im Hyperloop<br />
<strong>Verkehrstechnik</strong><br />
der Zukunft<br />
Messe Innotrans<br />
Seite 14<br />
Von der Brücke<br />
bis zum Antrieb<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Seite 26<br />
Zuverlässige<br />
Funksysteme<br />
Sicherheitssysteme<br />
Seite 68<br />
Im Gespräch | „Druckluft ist ein sauberer Energieträger“<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 1<br />
Dirk Villé, Geschäftsführer, Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik – Seite 10
TRANSPORTIERT<br />
Vom klassischen<br />
Stauförderer bis zum<br />
AGV - mit TÜNKERS<br />
kommt Ihre<br />
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in Bewegung.<br />
2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong><br />
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EDITORIAL<br />
Allzeit gute Fahrt<br />
Haben Sie schon einmal eine Kreuzfahrt unternommen? Die Anzahl deutscher<br />
Passagiere auf Hochseekreuzfahrtschiffen ist gemäß der Zahlen der CLIA Deutschland<br />
von 2016 auf 2017 um 8,4 % auf etwa 2,19 Millionen gestiegen. Der Kreuzfahrtmarkt<br />
boomt und für <strong>2018</strong> erwartet die Cruise Lines International Association<br />
Deutschland aufgrund neuer Schiffe zusätzliche Kapazitäten. Doch wie werden<br />
diese Schiffe eigentlich angetrieben? Viele davon mit elektrischen, getriebelosen<br />
Azipod-Antrieben von ABB. Im März hat das Unternehmen den 100. Auftrag für<br />
ein solches Antriebssystem für ein Kreuzfahrtschiff erhalten und gesamt sind<br />
bereits über 160 seegängige Fahrzeuge mit Azipods ausgestattet. In den <strong>KEM</strong><br />
Perspektiven (ab S. 26.) beleuchten wir diese sowie weitere Lösungen der Schiffstechnik<br />
genauer. Zudem haben Sie vom 4. bis zum 7. September <strong>2018</strong> auf der<br />
SMM <strong>2018</strong> in Hamburg Gelegenheit, direkt mit Vertretern von Werften, Zuliefe -<br />
rern und maritimen Dienstleistern ins Gespräch zu kommen.<br />
Zu den Hauptaufgaben für Kompressoren in Schienenfahrzeugen zählt die Versorgung<br />
von Bremsen und Federungen mit Druckluft. Im <strong>KEM</strong> Porträt (ab S. 10)<br />
erklärt Dirk Villé, Geschäftsführer bei Atlas Copco Kompressoren und Druckluft -<br />
technik, wie schwierig die Umgebungsbedingungen in der Bahntechnik sein<br />
können, ob es möglich ist, die entsprechenden Anforderungen mit Standardprodukten<br />
abzudecken und wie sogenannte Aftermarket-Services durch ein globales<br />
Netzwerk möglich sind. Darüber hinaus sorgen Audiosignalgeber von Lütze<br />
Transportation in Erlebnis-WCs des CAT in Wien für die musikalische Untermalung<br />
und vom 18. bis zum 21. September <strong>2018</strong> öffnet die 12. Innotrans ihre Tore<br />
auf dem Berliner Messegelände.<br />
Zu den weiteren Fortbewegungsmitteln, deren Technik wir in dieser Sonder -<br />
ausgabe zur <strong>Verkehrstechnik</strong> näher betrachten, gehört neben Flugzeugen,<br />
Hubschraubern und Seilbahnen auch der Hyperloop: Erst vor Kurzem konnten<br />
Studenten der Technischen Universität München die SpaceX Hyperloop Pod<br />
Competition in Los Angeles erneut für sich entscheiden. In unserer Titelstory<br />
(ab S. 30) erfahren Sie, welche Rolle Miniatur-Infrarot-Temperatursensoren<br />
von Micro-Epsilon dabei gespielt haben. Welche Verkehrsmittel Sie auch bevorzugen,<br />
kommen Sie immer gut an Ihr Ziel!<br />
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Irene Knap B.A.<br />
Redakteurin<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
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Info<br />
K|E|M<br />
Katalog<br />
<strong>Konstruktion</strong> Berechnung VERKEHRSTECHNIK<br />
Anfrage<br />
<strong>2018</strong> Blog3
Inhalt VERKEHRSTECHNIK<br />
<strong>2018</strong><br />
55. Jahrgang<br />
TITELSTORY<br />
Miniatur-Infrarotsensoren<br />
im Hyperloop<br />
Im Hyperloop führen äußerst kompakte Infrarot-Tempe -<br />
ratursensoren von Micro-Epsilon eine Echtzeitkontrolle<br />
der Oberflächentemperatur der Antriebsräder durch. Die<br />
Kapseln – sogenannte Pods – werden durch die von<br />
SpaceX errichtete 1,2 km lange Teströhre geschickt.<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
Bild: SKF<br />
Das Angebotsportfolio von ABB für die Schiffstechnik reicht von den<br />
elektrischen, getriebelosen Antriebssystemen Azipod bis hin zu mari -<br />
timen Serviceleistungen sowie digitalen Lösungen.<br />
Was normalerweise im Trockendock geschieht, haben SKF und der<br />
Unterwasser-Reparaturspezialist Trident Group im nassen Element<br />
gewagt: Erstmals wurde ein schwenkbarer Flossenstabilisator an<br />
einem schwimmenden Schiff eingebaut.<br />
Bild: Fraunhofer LBF<br />
26<br />
58<br />
62<br />
Das Fraunhofer LBF hat ein EU-<br />
Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist<br />
die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads<br />
für den Airbus A320. Dabei wollen die<br />
Forscher ein Leichtbaupotenzial von bis<br />
zu 40 % aufzeigen.<br />
Magazin<br />
Branchennews<br />
Festigkeitsnachweis für führerloses Personentransportsystem ...... 6<br />
Voith-Lösung für Application Suite Railigent von Siemens .............. 8<br />
Energy Observer erzeugt Wasserstoff aus Meerwasser ................. 9<br />
<strong>KEM</strong> Porträt<br />
Dirk Villé, Geschäftsführer Atlas Copco<br />
Scroll-Kompressoren für Schienenfahrzeuge ................................. 10<br />
Messe<br />
Innotrans<br />
Internationale <strong>Verkehrstechnik</strong> der Zukunft .................................... 14<br />
Produkt-News von Innotrans und SMM ......................................... 16<br />
SMM<br />
Schifffahrt in Zeiten von Industrie 4.0 ............................................ 22<br />
Mit MTP die Komplexität auf Schiffen reduzieren .......................... 24<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Antriebs- und digitale Lösungen für Schiffe<br />
Von der Brücke bis zum Propeller .................................................. 26<br />
Automatisierung<br />
Titelstory<br />
Miniatur-Infrarotsensoren im Hyperloop ........................................ 30<br />
Sensoren & Messtechnik<br />
STW bietet offene Entwicklerplattform für mobile Maschinen ...... 34<br />
Sicherheitssysteme<br />
Modulares Automatisierungssystem im Seilbahnmanagement .... 66<br />
Zuverlässige Funkverbindung am Kanal Gent-Terneuzen ............... 68<br />
Elektrotechnische Bauelemente<br />
Audiosignalgeber für die Zugtoilette .............................................. 70<br />
Einheitliches Produktsystem für extreme Anforderungen ............. 72<br />
Antriebstechnik<br />
Elektromotoren<br />
Asynchronmotoren für die neue Seilbahn in Brest ........................ 36<br />
Frequenzumrichtersystem für maritime Anwendungen ................. 38<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
Kupplungssystem für Methanol-Hybrid-Antrieb ............................ 40<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
Radsatzlager für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge ......... 42<br />
4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
QUALITÄT<br />
TRIFFT AUF INNOVATION<br />
30<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
FSG-Drehgeber<br />
Potentiometrisch oder berührungslos sind<br />
sie seit Jahrzenten bewährte Technik in<br />
der Bahnindustrie.<br />
Getriebe<br />
Passgenaue Getriebelösungen für Marine und Offshore ........... 44<br />
Fluidtechnik<br />
Hydraulik<br />
Tragbare Filtereinheit für die Schiffshydraulik ............................. 47<br />
Beschichtete Blasenspeicher für maritime Anwendungen ........ 48<br />
Drucklufttechnik<br />
Ölfreie Kompressoren für Schienenfahrzeuge ........................... 50<br />
Trocknersystem entfernt Feuchtigkeit aus der Druckluft ............ 52<br />
Pneumatik<br />
Pneumatische Lösung für Pantografen ..................................... 54<br />
Maschinenelemente<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Dornbiegemaschine für die Luftfahrt ......................................... 55<br />
Schutz- & Bedienelemente<br />
Tubus-Strukturdämpfer im Lufttransport .................................... 56<br />
Einzelbauteile<br />
Schwenkbare Flossenstabilisatoren für Kreuzfahrtschiffe .......... 58<br />
Modularer<br />
Fahr- und Bremsschalter<br />
Er ermöglicht die freie Konfiguration und<br />
passt sich dem vorhandenen Bauraum an.<br />
Auch mit allen handels üblichen Encodern verwendbar.<br />
Werkstoffe/Verfahren<br />
Verbindungstechnik<br />
Sicherungselemente für die Deutsche Bahn .............................. 60<br />
Leichtbau<br />
Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad ..................................... 62<br />
Thermoplastische Verbundwerkstoffe für Flugzeuge ................. 64<br />
Rubriken<br />
Editorial ........................................................................................ 3<br />
Wir berichten über ....................................................................... 8<br />
Inserentenverzeichnis ................................................................. 74<br />
Vorschau ..................................................................................... 74<br />
Impressum ................................................................................. 74<br />
Besuchen Sie uns:<br />
Halle 6.2, Stand 410<br />
18. - 21. September <strong>2018</strong> in Berlin<br />
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MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Zuverlässigkeitsnachweis für führerloses Personentransportsystem<br />
Ohne Fahrer zum Flieger<br />
Wer fliegt, fährt auch häufig Bus – zumindest eine kurze Strecke auf dem Flughafengelände<br />
zwischen zwei Terminals. Angesichts weiter wachsender Passagierzahlen<br />
stehen auch in diesem Transportbereich die Zeichen auf Automatisierung.<br />
So hat das Unternehmen Bombardier Transportation das führerlose<br />
Personentransportsystem Innovia APM 300 entwickelt, das am Münchner<br />
Flughafen eingesetzt wird. Für die Betriebsgenehmigung hat das Fraunhofer<br />
LBF einen Festigkeitsnachweis für das Fahrwerk erstellt.<br />
Der Innovia APM 300 bringt Passagiere fahrerlos zum Flugsteig<br />
Das Fahrzeug ohne Fahrer ist im Stil eines<br />
Nahverkehrszuges aufgebaut. Sein konventionell<br />
mit luftgefüllten Reifen bestücktes<br />
Fahrwerk stammt aus dem Nutzfahrzeugbereich.<br />
Ein ergänzendes, speziell konstruiertes<br />
Führungssystem überträgt die Lenk- und Seitenkräfte<br />
auf eine Führungsschiene am Bo-<br />
Bild: Bombardier Transportation<br />
den. Der spezielle Einsatz des Achssystems<br />
unterscheidet sich bei diesem Transportsystem<br />
grundlegend von üblichen Anwendungen<br />
der Basisachse. Außerdem ist die maximale<br />
Beladung wesentlich höher. Um den<br />
Betriebseinsatz zu analysieren und zu beschreiben,<br />
standen zunächst auf einer Versuchsstrecke<br />
Messungen mit einem Prototypenfahrzeug<br />
auf dem Programm, darunter<br />
waren alle typischen Betriebszustände wie<br />
Kurven, Bremsen oder Weichenfahrt. Hierbei<br />
wurden vor allem Radkräfte und örtliche Bauteilbeanspruchungen<br />
ermittelt. Aus den so<br />
gewonnenen Daten und anhand des Strecken-<br />
und Betriebsplans der Münchner Strecke<br />
konnte das Team des Fraunhofer LBF das<br />
dortige Belastungsszenario synthetisch modellieren<br />
und die Lebensdaueranforderungen<br />
als Basis für den Festigkeitsnachweis inklusive<br />
statistischer Sicherheitszuschläge definieren.<br />
Später wurden diese vorläufigen Festlegungen<br />
durch weitere Messungen auf der<br />
originalen Strecke mit einem Serienfahrzeug<br />
verifiziert. Im Anschluss erfolgte der experimentelle<br />
Lebensdauernachweis im Betriebsfestigkeitslabor<br />
des Fraunhofer LBF. Dazu<br />
bauten die Wissenschaftler eine komplette<br />
Achsbaugruppe auf einem hierfür individuell<br />
umgerüsteten, servohydraulischen Festigkeitsprüfstand<br />
auf und belasteten diese an<br />
den Rädern und der Führungseinrichtung mit<br />
sechs Hydraulikzylindern in ähnlicher Weise,<br />
wie es im realen Betrieb vorkommen würde.<br />
Der Belastungsablauf dafür wurde aus den<br />
Messdaten gewonnen, indem alle typischen<br />
Fahrzustände in einer ausgewogenen Mischung<br />
als zeitgeraffte Lastfolge kombiniert<br />
wurden. Nach dem Versuch wurde die Baugruppe<br />
zerlegt. An allen Komponenten konnte<br />
das Fraunhofer LBF mittels Farbeindringverfahren<br />
nachweisen, dass keine relevanten<br />
Schäden oder Risse eingetreten waren. bt<br />
www.lbf.fraunhofer.de<br />
Rolls-Royce modernisiert MTU-Powerpacks für Irish Rail mit neuen Getrieben<br />
MTU-Antriebe bewegen britischen Bahnverkehr<br />
Rolls-Royce und Irish Rail, die Staatsbahn der<br />
Republik Irland, haben einen Vertrag zur Umrüstung<br />
von drei MTU-Powerpacks abgeschlossen.<br />
Die Powerpacks, die einen<br />
Class-22000-Zug antreiben, erhalten das<br />
neue Ecoworld-Getriebe des Herstellers ZF<br />
und fahren dadurch zukünftig noch effizienter<br />
und emissionsärmer. Der Zug, der die Strecke<br />
Dublin – Cork bedient, wird dank dieser<br />
Umrüstung zukünftig bis zu 19 % Kraftstoff<br />
und die gleiche Menge CO² einsparen.<br />
„Auf der Suche nach einer effizienteren Antriebslösung<br />
hat uns Rolls-Royce hinsichtlich<br />
des optimalen Konzepts beraten. Die Berechnungen<br />
des Unternehmens haben gezeigt,<br />
dass wir wesentlich Kraftstoff einsparen können,<br />
wenn wir das bisherige Getriebe durch<br />
ein neues des Typs Ecoworld von ZF ersetzen“,<br />
sagt Peter Smyth, Chief Mechanical Engineer<br />
von Irish Rail. Der Auftrag zeigt die<br />
Systemkompetenz von Rolls-Royce als Partner<br />
der Bahnindustrie: „Es geht heute nicht<br />
mehr darum, dem Kunden einen neuen<br />
MTU-Motor zu verkaufen – stattdessen liefern<br />
wir dem Kunden eine Antriebslösung für<br />
seine Anforderungen“, sagt Jürgen Blassmann,<br />
Leiter des Bahngeschäfts beim Rolls-<br />
Royce-Geschäftsbereich Power Systems.<br />
„Mit unseren Simulationswerkzeugen und<br />
einem Hardware-in-the-Loop-Prüfstand konnten<br />
wir das für Irish Rail optimale Konzept ermitteln.“<br />
MTU-Powerpacks sind kompakte<br />
Antriebssysteme, die neben Motor und Kraftübertragung<br />
alle für den Antrieb benötigten<br />
Rolls-Royce und Irish Rail haben einen Vertrag<br />
zur Umrüstung von drei MTU-Powerpacks<br />
abgeschlossen<br />
Nebenaggregate, wie Kühlsystem und Abgasnachbehandlung,<br />
enthalten. MTU hat dieses<br />
Konzept vor mehr als 20 Jahren als erster<br />
Anbieter weltweit entwickelt. Seitdem wurden<br />
mehr als 6800 Powerpacks an Bahnkunden<br />
in aller Welt geliefert.<br />
bt<br />
www.rrpowersystems.com<br />
Bild: Rolls Royce<br />
6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
BRANCHENNEWS<br />
MAGAZIN<br />
Elektrohydraulische Aktuatoren von Liebherr sollen Schienenverschleiß reduzieren<br />
Konsortium erhält Genehmigung für Radsatzsteuerung<br />
Ein Konsortium, bestehend aus Liebherr<br />
Transportation Systems, Grand Central Rail<br />
(Teil der Arriva-Gruppe) und Newrail (Zentrum<br />
für Bahnforschung der Universität Newcastle)<br />
haben vom britischen Rail Safety and<br />
Standards Board (RSSB) einen Zuschuss sowie<br />
vom britischen Verkehrsministerium eine<br />
Förderung zugesichert bekommen, um ein<br />
aktive Radsatzsteuerung (Active Radial Suspension<br />
System ARSS) zu entwickeln, mit<br />
der ein bestehendes Drehgestell umgerüstet<br />
werden kann. Das ARSS nutzt elektrohydraulische<br />
Aktuatoren, die von Liebherr ursprünglich<br />
für die Luftfahrt entwickelt und gefertigt<br />
wurden. Diese steuern aktiv die Räder von<br />
Drehgestellen und verringern hierdurch den<br />
Rad- und Schienenverschleiß. Die Reduzierung<br />
des Schienenverschleißes ist ein besonders<br />
wichtiger Punkt, da dieser einen signifikanten<br />
Teil der variablen Gebühr (Variable<br />
Usage Charge VUC) ausmacht, den Bahnbetreiber<br />
für die Nutzung der britischen Bahninfrastruktur<br />
entrichten müssen. Es wird erwartet,<br />
dass die ARSS-Lösung den Gleisabrieb<br />
deutlich verringern wird. Ziel des Projekts ist<br />
es, dies sowie eine potenzielle Reduzierung<br />
der VUC zu beweisen. Das Konsortium wird<br />
zunächst das Umrüsten eines bereits vorhandenen,<br />
in Großbritannien konstruierten BT-10<br />
Drehgestells mit dem ARSS von Liebherr simulieren.<br />
Sollte die Simulation die erwarteten,<br />
positiven Effekte aufzeigen, so wird das<br />
System in ein Testfahrzeug eingebaut und im<br />
Vereinigten Königreich erprobt werden. Das<br />
Projekt soll bis Ende 2019 abgeschlossen<br />
sein. Im Erfolgsfall ist geplant, dass Liebherr<br />
dann das ARSS für die kommerzielle Nutzung<br />
in Großbritannien und auf anderen Weltmärkten<br />
anbieten wird.<br />
bt<br />
www.liebherr.com<br />
Im Rahmen des Projekts wird das<br />
Konsortium zunächst das Umrüsten<br />
eines bereits vorhandenen, in Groß -<br />
britannien konstruierten BT-10-Dreh -<br />
gestells mit dem ARSS von Liebherr<br />
simulieren<br />
Bild: Liebherr-Aerospace & Transportation SAS<br />
VON NATUR AUS<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 7
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Kooperation bei Lösung zur Zustandsüberwachung für die Scharfenberg-Kupplung<br />
Voith-Lösung für Application Suite Railigent von Siemens<br />
„Durch diese Koope -<br />
ration kombinieren wir<br />
die Kompetenzen<br />
beider Unternehmen,<br />
um eine digitale,<br />
mehrwertsteigernde<br />
Lösung anzubieten.“<br />
Bild: Voith<br />
Voith und Siemens arbeiten bei der Entwicklung<br />
einer digitalen Lösung zur Zustandsüberwachung<br />
für die Scharfenberg-Kupplung zusammen<br />
Voith und Siemens wollen bei der Entwicklung<br />
einer Lösung zur Zustandsüberwachung<br />
für die Scharfenberg-Kupplung zusammenarbeiten.<br />
Im Mai <strong>2018</strong> haben die Siemens AG<br />
und die Voith Turbo GmbH & Co. KG die Kooperationsvereinbarung<br />
hierzu unterzeichnet.<br />
Aufgrund der umfassenden Kompetenz von<br />
Voith in den Bereichen Energieverzehr, Frontsysteme<br />
und Kupplungen sowie des digitalen<br />
Know-hows wird Voith im Rahmen der<br />
Kooperation für die Entwicklung der digitalen<br />
Lösung zuständig sein. Siemens integriert<br />
Bild: Voith<br />
Cornelius Weitzmann, Executive Vice President &<br />
CEO Mobility, Voith Turbo GmbH & Co. KG<br />
die Anwendung in die Plattform Railigent,<br />
welche auf Mindsphere basiert, dem zugrunde<br />
liegenden IoT-Betriebssystem von Siemens.<br />
Railigent bietet ein breites Spektrum<br />
an digitalen Services, um Assets der Bahn intelligenter<br />
zu verwalten. Dazu gehören Anwendungen<br />
für Smart Monitoring, intelligente<br />
Datenanalyse und intelligente Vorhersagen<br />
für Schienenfahrzeuge, Signaltechnik sowie<br />
für die Schieneninfrastruktur. Die Lösung, die<br />
von Voith entwickelt wird, soll auf der Siemens<br />
Application Suite Railigent angeboten<br />
werden. Diese Lösung überwacht das Verformungsrohr<br />
und den Dämpfer der Kupplung<br />
und kann zur Senkung der Inspektions- und<br />
Wartungskosten beitragen. Darüber hinaus<br />
verringert sie ungeplante Ausfälle und erhöht<br />
die Fahrgastsicherheit.<br />
Ziel der Kooperation ist eine gemeinsame<br />
Präsentation einer vorläufigen Lösung auf<br />
der Innotrans <strong>2018</strong> in Berlin. Des Weiteren<br />
haben beide Parteien ihre Absicht bekundet,<br />
die Zusammenarbeit auszubauen und Lösungen<br />
für weitere Komponenten von Voith auf<br />
der Siemens Application Suite Railigent anzubieten.<br />
„Bahnbetreiber müssen die Verfügbarkeit<br />
ihrer Schienenfahrzeuge erhöhen.<br />
Durch diese Kooperation kombinieren wir die<br />
Kompetenzen von Siemens und Voith, um eine<br />
digitale mehrwertsteigernde Lösung anzubieten,<br />
die diesen Bedarf unserer Kunden<br />
erfüllt“, erläutert Cornelius Weitzmann, Executive<br />
Vice President & CEO Mobility, Voith<br />
Turbo GmbH & Co. KG.<br />
bt<br />
www.voith.com<br />
Wir berichten über<br />
ABB ........................................... 26<br />
ACE Stoßdämpfer ...................... 56<br />
Alstom ....................................... 14<br />
ASC ........................................... 20<br />
Atlas Copco ............................... 10<br />
Aventics ..................................... 54<br />
Bartholet France ........................ 36<br />
BASF ......................................... 21<br />
Baumüller .................................. 16<br />
Bombardier Transportation .......... 6<br />
Bonfiglioli ................................... 44<br />
Clarkson Research ..................... 22<br />
CMZO Elektronika ..................... 72<br />
Continental .................................. 9<br />
Covestro .................................... 16<br />
Doppelmayr/Garaventa .............. 66<br />
Dunkermotoren ......................... 17<br />
Dürr Technik ............................... 50<br />
EBM-Papst ................................ 20<br />
Emka ......................................... 18<br />
Escha ......................................... 18<br />
EVPU ......................................... 72<br />
Ferdinand Gross ........................ 60<br />
Fraunhofer LBF ...................... 6, 62<br />
Green Cargo .............................. 72<br />
Hack Partners ............................ 14<br />
Hamburg Messe ....................... 22<br />
Helmut-Schmidt-<br />
Universität Hamburg ................. 24<br />
Herrenknecht ............................. 14<br />
Hummel .................................... 21<br />
Hyperloop .................................. 14<br />
IMI Precision Engineering ......... 52<br />
Intermas-Elcom ......................... 16<br />
Irish Rail ....................................... 6<br />
Istimewa Elektro ....................... 68<br />
Jet Press ................................... 20<br />
Lapp .......................................... 72<br />
Leroy-Somer .............................. 36<br />
Liebherr-Aerospace &<br />
Transportation ............................. 7<br />
Liebherr-Components ................ 38<br />
Lütze .......................................... 70<br />
Matisa ....................................... 72<br />
Messe Berlin ............................. 14<br />
Meyer Werft .............................. 26<br />
Micro-Epsilon ............................ 30<br />
Moon ......................................... 14<br />
Next ........................................... 14<br />
Niedax ....................................... 14<br />
Norgren ..................................... 52<br />
NSK ........................................... 42<br />
NTL ............................................ 14<br />
Pfannenberg .............................. 19<br />
Phoenix Contact ........................ 68<br />
Pilz ............................................. 66<br />
Reich Kupplungen ...................... 40<br />
Richard ...................................... 54<br />
Rolls-Royce .................................. 6<br />
Roth Hydraulics ......................... 48<br />
Sang Sang Dom Co. .................. 14<br />
SEA Europe ............................... 22<br />
Seirel ......................................... 36<br />
Sensor-Technik Wiedemann ...... 34<br />
Siemens ...................................... 8<br />
Sileo ........................................... 14<br />
SKF ............................................ 58<br />
Sky Way ..................................... 14<br />
SMJ Sondermaschinenbau ....... 56<br />
Softronic .................................... 72<br />
Solaris Bus & Coach .................. 14<br />
SpaceX ...................................... 30<br />
SPN Schwaben Präzision ........... 19<br />
Stadler Rail ................................ 72<br />
Stäubli ........................................ 17<br />
Stauffenberg .............................. 47<br />
Stuva .......................................... 14<br />
Talleres Zitron ............................ 14<br />
Technische Universität<br />
München ................................... 30<br />
Technische Universität<br />
Dresden ..................................... 24<br />
Teconnex ................................... 20<br />
Telemeter Electronic .................. 18<br />
Tesla .......................................... 30<br />
Toyota .......................................... 9<br />
Transfluid ................................... 55<br />
Trident ....................................... 58<br />
TriMack Manufacturing .............. 64<br />
TxV Aero Composites ................ 64<br />
Ultra Fog .................................... 14<br />
VDL Bus & Coach ...................... 14<br />
Voith ............................................ 8<br />
Wago ......................................... 24<br />
ZF ................................................ 6<br />
Zyex ........................................... 64<br />
8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Energy Observer erzeugt Wasserstoff aus Meerwasser<br />
Erstes Wasserstoffschiff auf Weltreise<br />
Toyota unterstützt das erste Wasserstoffschiff<br />
auf Weltreise. Der elektrisch angetriebene<br />
Katamaran Energy Observer arbeitet<br />
mit einem Mix aus erneuerbaren Energien<br />
und einem System, das aus Meerwasser<br />
kohlenstofffreien Wasserstoff erzeugt. Auf ihrer<br />
mehrjährigen Reise will die Energy Observer,<br />
die weder Treibhausgase noch Feinstaub<br />
emittiert, das Potenzial erneuerbarer Energiequellen<br />
und -speicher demonstrieren. Wasserstoffspezialist<br />
Toyota unterstützt das 2017<br />
in Saint-Malo (Frankreich) gestartete Projekt<br />
und hofft auf das Jahr 2020: Die Energy Observer<br />
soll rechtzeitig vor den Olympischen<br />
Spielen in Tokio ankommen. Wasserstoff ist<br />
das Herzstück des Projekts und auch der<br />
Hauptgrund dafür, dass Toyota Motor Europe<br />
sich engagiert. Als Energiespeicher überwindet<br />
der Katamaran das Problem einer nicht<br />
nahtlosen Energieversorgung an Land und<br />
auf See. Durch die Nutzung überschüssiger<br />
Energie wird die Autonomie mobiler und stationärer<br />
Anlagen gesteigert.<br />
bt<br />
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PUSHING<br />
INNOVATIONS<br />
Der Katamaran demonstriert das Potenzial erneuerbarer Energiequellen und -speicher<br />
Bild: Toyota<br />
MICA.<br />
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WUNDER.<br />
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Eine Brücke geht auf große Fahrt<br />
Wenn es um den Transport von großen Transformatoren,<br />
Baggern oder kompletten Brückenteilen<br />
geht, entwickelt und produziert<br />
Goldhofer Schwerlastmodule in allen erdenklichen<br />
Varianten. Je nach Verbindung der Module<br />
in sogenannten Schwerlastkombinationen<br />
lassen sich Lasten bis über 15000 t bewegen.<br />
Die Module selbst werden durch Hydraulikkupplungen<br />
miteinander verbunden,<br />
die Continental samt Leitungssystem zuliefert.<br />
Das bayerische Unternehmen Goldhofer<br />
gehört zu den weltweit größten Anbietern für<br />
Sattelanhänger und Schwerlastmodule. Dabei<br />
sorgen die Luftfedern und Schlauchsyste-<br />
me von Continental für reibungslose Abläufe.<br />
In Kolumbien kamen zum Beispiel zwei parallel<br />
geführte Schwerlastkombinationen mit jeweils<br />
drei Modulen und insgesamt 32 Achsen<br />
zum Einsatz, um einen 1200 t schweren<br />
Schaufelradbagger zu verlegen. Vier Tage<br />
dauerte der Transport über die 32 km lange<br />
bergige Strecke, die bis zu 5 % Gefälle aufwies.<br />
Für die Insel La Réunion wurde eine<br />
18-achsige Schwerlastkombination desselben<br />
Typs genutzt, um 36 jeweils 700 t schwere<br />
Brückenpfeiler für die neue Küstenstraße<br />
zu bewegen.<br />
bt<br />
www.contitech.de<br />
Eine 18-achsige Schwerlastkombination<br />
brachte 700 t<br />
schwere Brückenpfeiler auf<br />
La Réunion ans Ziel. Die<br />
Kombination besteht aus<br />
drei Modulen, die durch<br />
Hydraulikkupplungen und<br />
Leitungssysteme von<br />
Continental miteinander<br />
verbunden sind<br />
Datenverarbeitung zwischen<br />
Endgeräten und IT-System. Mica<br />
Modulare und offene Plattform für<br />
maximale Flexibilität in der Fertigung<br />
Individuell anpassbar zum Neuentwickeln<br />
und Nachrüsten von Maschinen und<br />
Produktionsanlagen<br />
Robust und wartungsfrei mit<br />
IP67 und EN 50155<br />
Rechenleistung, Infrastrukturverkabelung<br />
und Integration aus einer Hand<br />
Mehr erfahren Sie unter 0571 8896-0 oder<br />
mailen Sie an de@HARTING.com<br />
Bild: Goldhofer<br />
K|E|M<br />
www.HARTING.de<br />
<strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 9
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch: Dirk Villé, Geschäftsführer, Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH<br />
Druckluft erster Klasse<br />
Kompressoren werden in Schienenfahrzeugen für vielfältige Aufgaben eingesetzt. Die Anforderungen<br />
an die Hersteller sind entsprechend hoch. Im Gespräch mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erläutert Dirk Villé,<br />
Geschäftsführer der Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH in Essen, wo man welche<br />
Kompressorentypen verwendet und wieso Druckluft das Medium der Wahl in Bahnanwendungen ist.<br />
Interview: Johannes Gillar und Nico Schröder, <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Bahnanwendungen sind ein<br />
breites Einsatzgebiet für Kompressoren. Welche Aufgaben<br />
übernehmen Kompressoren in Schienenfahrzeugen?<br />
„Die Scrollkompres -<br />
soren von Atlas Copco<br />
wurden entworfen,<br />
gebaut und getestet,<br />
um den härtesten Umgebungsanforderungen<br />
zu widerstehen.“<br />
Dirk Villé, Geschäftsführer,<br />
Atlas Copco Kompressoren und<br />
Drucklufttechnik GmbH<br />
Dirk Villé: Die Hauptaufgaben für Kompressoren im Bereich<br />
Schienenfahrzeuge sind die Bremsen sowie die Federungen.<br />
Diese Abnehmer benötigen die meiste Druckluft.<br />
Zudem bedienen Kompressoren aber auch noch eine<br />
Reihe an Nebenabnehmern wie das Signalhorn, die Radkranzschmierung,<br />
die Fahrersitz-Einstellung, die Türenklapptritte<br />
oder die Sandung, bei der im Fall einer Notbremsung<br />
Sand aus einem Sandkasten – bei Bedarf mit<br />
Druckluft zwischen Rad und Schiene – geblasen wird. Außerdem<br />
betreiben Kompressoren sogenannte Pantografen.<br />
Dabei handelt es sich um die Stromabnehmer, mit<br />
denen man das Schienenfahrzeug mit der Stromleitung<br />
verbindet. Hierfür werden kleine Kolbenkompressoren<br />
verwendet, da sie nicht allzu oft in Betrieb sind.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Warum ist Druckluft so oft das<br />
Medium der Wahl in diesen Anwendungsbereichen?<br />
Villé: Druckluft als Hauptmedium für solche Anwendungen<br />
hat folgende entscheidende Vorteile gegenüber Hydrauliköl<br />
oder Gasen: Es ist ein sauberer Energieträger.<br />
Es gibt keinerlei Verschmutzungen. Zudem ist Druckluft<br />
gegenüber der Elektrik die einfachste und billigste Lösung.<br />
Sie ist umweltfreundlich und für kompakte <strong>Konstruktion</strong>en<br />
geeignet.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Ansprüche der Bahntechnik-<br />
Unternehmen sind hoch. Welche Anforderungen müssen<br />
Kompressoren vor diesem Hintergrund erfüllen?<br />
Villé: Normalerweise werden im Rahmen einer Ausschreibung<br />
oder einer Anfrage die Spezifikationen vom<br />
Kunden festgelegt. Diese beinhalten auch sämtliche technischen<br />
Ansprüche, die an die Anlage gestellt werden.<br />
Dabei handelt es sich unter anderem um einzuhaltende<br />
Standards und Normen – etwa in Sachen Brandschutz,<br />
Geräuscheffizienz oder elektromagnetische Kompatibilität.<br />
Dafür sind dann auch Nachweise zu erbringen. Sehr<br />
wichtig für Bahnkompressoren sind Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.<br />
Da das Bremssystem einer der Hauptabnehmer<br />
für Druckluft ist, sind Kompressoren als Teil davon<br />
sicherheitsrelevant. Denn wenn der Kompressor<br />
nicht mehr funktioniert, bleibt der Zug auf der Strecke<br />
stehen. Das heißt, die Anlagen müssen über eine Lebensdauer<br />
von 30 bis 40 Jahren zuverlässig funktionieren.<br />
Und das geht natürlich mit Wartungsfreundlichkeit<br />
einher, da die Anlage in regelmäßigen Zyklen gewartet<br />
werden muss. Bei dieser langen Lebenszeit spielt auch<br />
das Thema Obsoleszenz, also die Alterung von Produkten,<br />
eine wichtige Rolle. Weitere wichtige Kriterien sind<br />
Geräuschemissionen, die Ersatzteilverfügbarkeit sowie<br />
die Reaktionszeit für den Serviceeinsatz.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie stellen Sie sicher, dass die<br />
Kompressoren beispielsweise den rauen Umgebungsbedingungen<br />
gewachsen sind?<br />
Villé: Die Scrollkompressoren von Atlas Copco wurden<br />
entworfen, gebaut und getestet, um den härtesten Umgebungsanforderungen<br />
zu widerstehen – einschließlich<br />
klimatischer Bedingungen, hoher Feuchtigkeit und Vibrationen.<br />
Sie können bei Temperaturen von -40 °C bis +50 °C<br />
unter extremen Wetterbedingungen betrieben werden.<br />
Für den Betrieb bei Tiefsttemperaturen bauen wir beispielsweise<br />
Begleitheizungen ein. Und bei extremen<br />
Staubbelastungen setzen wir spezielle Filter ein. Grundsätzlich<br />
stellt sich diesbezüglich die Frage, ob eine ölfreie<br />
oder eine ölgeschmierte Verdichtung die bessere Wahl<br />
ist. Die ölfreien Verdichter sind etwa bei sehr hohen Temperaturen<br />
nur begrenzt einsetzbar, dagegen sind die ölgeschmierten<br />
Varianten bestens für Extremfälle wie Wüs-<br />
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe<br />
10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Dirk Villé, Geschäftsführer,<br />
Atlas Copco Kompressoren und<br />
Drucklufttechnik GmbH, Essen<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 11
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe<br />
tenklima, sehr staubige, sandige Luft und sehr hohe Temperaturen<br />
geeignet. Getestet werden die Kompressoren<br />
in speziellen Klimakammern. Das ist ein Service, den wir<br />
Kunden anbieten und den externe Institute übernehmen.<br />
Zudem führen wir Lebenszyklus-Tests durch. Das heißt,<br />
man simuliert die Lebensdauer, auf die die Anlage ausgelegt<br />
ist, auf einem Rüttelstand. Da werden 30 Jahre Kompressoreneinsatz<br />
innerhalb einer Woche simuliert, um<br />
den Beweis zu erbringen, dass die Anlage auch den<br />
Schwingungen und Schocks standhält, die während der<br />
Lebenszeit auf sie einwirken.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Atlas Copco bietet ölfrei verdichtende<br />
Pantograf-Kompressoren, Scroll-Kompressoren<br />
sowie öleingespritze Schraubenkompressoren<br />
für Bahnanwendungen an. Können Sie die Unterschiede<br />
dieser Lösungen erklären und wo man sie in<br />
Schienenfahrzeugen einsetzt?<br />
„Die Hauptaufgaben für<br />
Kompressoren im Bereich<br />
Schienenfahrzeuge sind<br />
die Bremsen sowie die<br />
Federungen.“<br />
Dirk Villé, Geschäftsführer, Atlas Copco<br />
Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH<br />
Villé: Atlas Copco setzt im Bereich ölfreie Kompressoren<br />
auf Scrollkompressoren, während unsere Marktbegleiter<br />
hauptsächlich ölfreie Kolbenkompressoren verwenden.<br />
Die Gründe dafür sind die Wartungsfreundlichkeit der<br />
Scrollkompressoren und die damit verbundenen geringen<br />
Lebenszykluskosten. Das ist eine Frage des Verdichtungsprinzips:<br />
Bei einem Kolbenkompressor hat man immer<br />
Reibung zwischen dem Zylinder und dem Kolbengehäuse.<br />
Und dadurch verschleißt er schneller. Das heißt, in<br />
relativ kurzen Zeitabständen fallen aufwendige Wartungsarbeiten<br />
an. Der Scrollkompressor arbeitet dagegen mit<br />
einem berührungsfreien Verdichtungsprinzip, bei dem<br />
man zwei schneckenförmige Gehäuse gegeneinander<br />
schraubt. Die eine Schnecke ist der Stator, und die andere<br />
baugleiche Schnecke wird über drei Orbitallager oszillierend<br />
um das stehende Bauteil herumbewegt. Durch<br />
diese oszillierende Bewegung wird der Zwischenraum<br />
zwischen beiden Schnecken nach innen gehend immer<br />
geringer, und das erzeugt den Verdichtungsprozess. Da<br />
sich die beiden Schnecken dabei nie berühren, ist der Verschleiß<br />
bei diesen Kompressoren geringer als bei einem<br />
Kolbenkompressor. Dieses Scroll-Prinzip ist ein Alleinstellungsmerkmal<br />
von Atlas Copco. Es gibt keine anderen<br />
Hersteller im Bahnbereich, die das auch anbieten. Die ölfrei<br />
verdichtenden Pantograf-LFpR-Kompressoren sind<br />
speziell für den Einsatz an elektrisch angetriebenen<br />
Schienenfahrzeugen mit pneumatisch betätigten Stromabnehmern<br />
vorgesehen. Dabei handelt es sich um kleine,<br />
kompakte Kolbenkompressoren mit einer geringen Laufleistung.<br />
Das reicht auch aus, denn diese Kompressoren<br />
werden vielleicht einmal in der Woche für fünf Minuten<br />
betätigt, um die Pantografen an die Leitung zu heben.<br />
Sobald der Zug unter Strom steht, übernimmt das Hauptkompressor-Aggregat.<br />
Die öleingespritzten GAR-Schraubenkompressoren<br />
schließlich werden hauptsächlich in heißen Ländern mit<br />
staubigen Umgebungsbedingungen eingesetzt, was in<br />
erster Linie thermodynamische Gründe hat. Denn bei ölfreien<br />
Kompressoren sind wir auf eine Luftlieferleistung<br />
von 1500 I/min limitiert. Bei ölgeschmierten Schraubenkompressoren<br />
sind bis 4500 I/min möglich. Das Öl wird<br />
bei dieser Technologie dafür verwendet, die Druckluft zu<br />
kühlen. Um den Ölkreislauf zu integrieren, werden mehr<br />
Anlagenkomponenten benötigt. Vom Prinzip her saugen<br />
diese Systeme die Luft aus der Umgebung an, aus dem<br />
Ölbehälter wird dann Öl mit in das Schraubenelement<br />
eingespritzt, um – wie erwähnt – den Kühlungsprozess<br />
und die Schmierung zu gewährleisten. Am Ende des Verdichtungsprozesses<br />
hat man ein Luft-Öl-Gemisch, das<br />
über einen Zentrifugalmechanismus und einen Ölfilter anschließend<br />
weitgehend von Öl befreit wird. Wir bieten<br />
diese Kompressoren für den Bahnbereich mit Leistungen<br />
von 3,5 bis 37 kW für Lokomotiven-Anwendungen an.<br />
Allerdings werden bei Neuausschreibungen in Industrieländern<br />
meist ölfreie Kompressoren wegen ihrer Umweltfreundlichkeit<br />
nachgefragt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Neben den erwähnten Kompressoren<br />
kommen Bahn-Membrantrockner von Atlas<br />
Copco in Schienenfahrzeugen zum Einsatz. Können<br />
Sie das technische Prinzip dieser Produkte erklären<br />
und auch, welche Aufgabe sie im Fahrzeug haben?<br />
Villé: Das Prinzip des Membrantrockners beruht auf der<br />
Tatsache, dass Wasser eine speziell beschichtete Hohlfaser<br />
über 20.000-mal schneller durchdringt als Luft. Der<br />
Membrantrockner besteht aus einem Bündel sehr vieler<br />
beschichteter Hohlfasern. Die Hohlfasern oder Membranen<br />
sind in ein Rohr eingearbeitet, wobei der Innenkanal<br />
der Fasern am Ende offen ist. Das sieht wie ein Spaghetti-Bündel<br />
aus, und die vom Kompressor kommende<br />
Druckluft wird bei Betriebsdruck durch die Innenräume<br />
der Hohlfasern geleitet. Diese sind so perforiert, dass sie<br />
durchlässig für Wassermoleküle sind, aber undurchlässig<br />
für Luftmoleküle. Der Standardwert beträgt 10 bar. Nach<br />
dem Trocknungsprozess wird ein Teil der getrockneten<br />
Luft wieder gegenläufig in den Zwischenräumen zwischen<br />
den Hohlfasern zurückgeleitet. Und die trockene<br />
Luft nimmt dann die Feuchtigkeit aus der Druckluft auf.<br />
Eigentlich ist ein Membrantrockner mehr oder weniger<br />
ein dickeres Stück Rohrleitung und somit leicht in einem<br />
Fahrzeug zu verbauen. Die Aufgabe von Drucklufttrock-<br />
12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
nern ist es, den Taupunkt zu reduzieren und Feuchtigkeit<br />
im Luftsystem des Schienenfahrzeugs zu verhindern. Als<br />
Betreiber eines Kompressors will man keine Feuchtigkeit<br />
in der Luft, weil sonst Rost in den Rohrleitungen entstehen<br />
kann und der Endverbraucher dadurch Schaden nehmen<br />
kann. Deswegen entscheidet man sich häufig dafür,<br />
eine Druckluftaufbereitung, also Wasserabscheidung, Filtration<br />
und Trocknung der Druckluft, mit in die Anlage zu<br />
integrieren. Atlas Copco hat sich für Membrantrockner<br />
entschieden, weil sie im Gegensatz zu Absorptionstrocknern<br />
einen geringeren Wartungsaufwand und weniger<br />
Geräuschemissionen haben. Sie sind zwar in der Anschaffung<br />
etwas teurer, amortisieren sich aber über die<br />
Lebenszykluskosten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen sich die Anforderungen<br />
im Bahn-Bereich mit Standard-Produkten abdecken<br />
oder kommen doch eher kundenspezifische Lösungen<br />
zum Einsatz?<br />
Villé: Die Hauptkomponenten, aus denen wir Kompressoren<br />
für Bahnanwendungen konstruieren, sind Standardprodukte.<br />
Für viele Aufgaben können wir unsere Standardkompressoren<br />
verwenden, die wir gemäß den Anforderungen<br />
für Schienenfahrzeuge umbauen. Letztendlich<br />
kann man sagen, dass man nie zweimal die gleiche<br />
Druckluftanlage liefert, weil der jeweilige Kunde immer<br />
Spezialanforderungen hat. Somit ist jede Anlage „customized“,<br />
also kundenspezifisch ausgelegt. Die größte Herausforderung<br />
ist der verfügbare Einbauraum. Passt ein<br />
Kompressor aus dem Standardportfolio nicht exakt in einen<br />
Bauraum, muss – selbst wenn nur eine kleine Änderung<br />
am Rahmen notwendig ist – das komplette Aggregat<br />
neu konzipiert werden, was natürlich sehr aufwendig ist.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Atlas Copco ist ein global agierendes<br />
Unternehmen. Nun sind aber die Standards in<br />
den USA andere als in Europa oder in Asien. Erfüllen<br />
Ihre Produkte die verschiedenen internationalen<br />
Bahnstandards und sind entsprechend zertifiziert?<br />
Villé: Unser Entwicklungszentrum für Bahnkompressoren<br />
ist in Frankreich beheimatet und ist IRIS-zertifiziert.<br />
Das steht für International Railway Industry Standard. Er<br />
stellt ein Regelwerk dar, das die Union des Industries Ferroviaires<br />
Européennes (UNIFE) mit Sitz in Brüssel in enger<br />
Zusammenarbeit mit den führenden Bahnsystemherstellern<br />
erarbeitet hat. Dabei handelt es sich um eine international<br />
geltende Anforderung an die Qualitätsmanagementsysteme<br />
von Bahnherstellern und deren Zulieferer<br />
von Ausrüstungskomponenten sowie an Engineering-<br />
Dienstleister. IRIS setzt auf den Forderungen der ISO<br />
9001 auf und enthält zusätzliche bahnspezifische Forderungen.<br />
Durch diese Zertifizierung wissen die Kunden,<br />
dass wir nach gewissen Standards arbeiten. Hinzu kommen<br />
im Einzelfall noch landes- oder projektspezifische<br />
Standards und Normen. In Deutschland ist das beispielsweise<br />
die GS-Zertifizierung, also Geprüfte Sicherheit.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Neben Produkten spielen<br />
Dienstleistungen eine wichtige Rolle. Auch Atlas<br />
Copco bietet sogenannte Aftermarket-Services an.<br />
Was muss man sich darunter vorstellen?<br />
Villé: Hinter diesen Aftermarket-Services verbirgt sich<br />
ein globales Netzwerk in über 180 Ländern. Zu diesen gehören<br />
unter anderem das Ausarbeiten von Serviceplänen,<br />
Umbau und Aufrüstungsservices oder die Belieferung<br />
mit Originalersatzteilen im Rahmen von Reparatur,<br />
Wartung und Inspektion. Normalerweise führen wir im<br />
Zuge der Auslieferung neuer Anlagen einen sogenannten<br />
Wartungsworkshop durch, bei dem wir den Kunden die<br />
Standardwartungsarbeiten, die mit diesem Kompressor<br />
zusammenhängen, vermitteln. Ziel ist es, dass das Instandhaltungspersonal<br />
des Kunden entsprechend geschult<br />
wird, um die Servicearbeiten selbst vorzunehmen.<br />
Für alle Fälle haben wir im Kompressoren-Bereich aber<br />
deutschlandweit einen Pool an 140 Servicetechnikern,<br />
die den Kunden bei Problemen helfen, bei denen sie<br />
selbst nicht weiterkommen. Dieses Netzwerk ist auch<br />
ein Alleinstellungsmerkmal, denn bei den Produkten werden<br />
wir immer vergleichbarer, aber ein individuelles Servicenetzwerk<br />
mit erfahrenen Technikern kann nicht jeder<br />
bieten. Und das macht oft den Unterschied aus.<br />
www.atlascopco.de<br />
Details zu den SFR-Scrollkompressoren<br />
von Atlas Copco für Bahnanwendungen:<br />
hier.pro/xcAwx<br />
Messe Innotrans:<br />
Halle 1.2, Stand 213<br />
Dirk Villé und sein<br />
Team (Sebastian Lutz,<br />
2. v. r., und Michael<br />
Gaar, r.) erklären im<br />
Gespräch mit der<br />
Redaktion, warum<br />
Druckluft so oft das<br />
Medium der Wahl in<br />
Bahnanwendungen ist<br />
Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 13
MESSE<br />
INNOTRANS<br />
Bild: Messe Berlin<br />
Die Innotrans bietet<br />
einen kompletten<br />
Überblick über das<br />
Produkt- und Dienstleistungsangebot<br />
der internationalen<br />
Verkehrsbranche<br />
Messe Innotrans <strong>2018</strong> zeigt internationale <strong>Verkehrstechnik</strong> der Zukunft<br />
Die Mobilität stets im Blick<br />
Die Innotrans ist die internationale Leitmesse für <strong>Verkehrstechnik</strong>, die alle zwei Jahre in Berlin<br />
stattfindet. 2016 informierten sich 137.391 Fachbesucher aus 119 Ländern bei 2955 Ausstellern aus<br />
60 Ländern über die Innovationen der globalen Verkehrsindustrie. Dank des guten Marktüberblicks<br />
der Messe erwarten die Veranstalter auch in diesem Jahr wieder einen hohen Zuspruch.<br />
Die zwölfte Innotrans findet vom 18. bis 21. September <strong>2018</strong> auf dem Berliner Messegelände statt.<br />
Eine steigende Internationalisierung und der Wunsch nach mehr<br />
Ausstellungsfläche beschäftigen die Innotrans derzeit vehement.<br />
Insgesamt wurden für dieses Jahr circa zehn Prozent mehr<br />
Standfläche angefragt, der Flächenbedarf allein auf Seiten der internationalen<br />
Aussteller wuchs um knapp 20 Prozent. 224 Unternehmen<br />
stellen dieses Jahr erstmalig in Berlin aus. Die hohe Nachfrage<br />
Hack Train Hackathon<br />
auf der Innotrans<br />
PLUS<br />
80 Innovatoren, vier Tage und jede Menge Spaß. Die Innotrans<br />
lädt zum ersten Hackathon auf dem Berliner Messegelände ein.<br />
Vier Tage am Stück wird sich im City Cube alles um Algorithmen,<br />
Bots und Prototypen drehen. Entwickelt werden unter anderem<br />
neue Ideen für vernetzte Mobilitätslösungen. Am Messefreitag<br />
präsentieren die Computerpioniere ihre Ergebnisse im<br />
Forum der Career & Education Hall 7.1c. Die Teilnehmergruppe<br />
mit der spannendsten Softwarelösung wird vor Ort als Gewinner<br />
gekürt. Fachbesucher der Messe können an der Präsentation<br />
teilnehmen und vorab während der Publikumszeiten des Hackathon<br />
eigene Kenntnisse einbringen. Veranstalter des Hackathon<br />
ist Hack Partners.<br />
Details zum Mitmachen, den genauen Zeitplan und den direkten<br />
Kontakt zu Hack Partners finden interessierte Aussteller<br />
unter<br />
hier.pro/14JjM<br />
zeigt, wie sehr die Weltleitmesse den Nerv der globalen Branche<br />
trifft. Die Messe kann mit über 60 Prozent Internationalität aufwarten,<br />
darunter erstmals eine Beteiligung aus Neuseeland.<br />
Die Messe wird vom 18. bis 21. September <strong>2018</strong> wieder einen kompletten<br />
Marktüberblick über das Produkt- und Dienstleistungsangebot<br />
der internationalen Verkehrsbranche bieten. Zu den fünf Messesegmenten<br />
zählen Railway Technology, Railway Infrastructure sowie<br />
Public Transport, Interiors und Tunnel Construction. Veranstalter der<br />
Ausstellung für <strong>Verkehrstechnik</strong> ist die Messe Berlin. Neben den<br />
Standard-Präsentationen gibt es zahlreiche Sonderaktionen.<br />
Die Zukunft der Mobilität<br />
Die Premiere des Bus Displays 2016 war ein Erfolg. Zahlreiche Hersteller<br />
von Nahverkehrsbussen konnten dank der neuen Präsentationsfläche<br />
ihre Fahrzeuge nicht nur im Static Display zeigen, sondern<br />
diese ebenso auf einem direkt angebundenen 500 Meter langen<br />
Demonstration Course vorführen. In diesem Jahr wird der Ausstellungsschwerpunkt<br />
das Thema Elektromobilität sein. Unter anderem<br />
präsentieren sich das Unternehmen Sileo aus Deutschland, Solaris<br />
Bus & Coach aus Polen und VDL Bus & Coach aus den Niederlanden.<br />
Alstom, eigentlich Spezialist für den Bau von Schienenfahrzeugen,<br />
wird auf dem Bus Display erstmalig den sogenannten Aptis<br />
zeigen. Der Elektro-Bus, der gemeinsam mit der Alstoms-Tochter<br />
NTL entwickelt wurde, erinnert an eine Straßenbahn auf Rädern.<br />
Das liegt unter anderem an der Karrosserie und dem durchgehend<br />
niedrig liegenden Boden. Zudem ist das Fahrzeug sehr wendig, weil<br />
alle vier Räder gelenkt werden können.<br />
„Wie sieht die Mobilität von morgen aus?“ Um diese spannende<br />
Frage wird sich alles im Mobility Vision Lab (ehemals Future Mobility<br />
Park) drehen. Aus dem Übergang zwischen Halle 20 und 21 – der so<br />
genannten Trompete – machen kreative Entwickler einen Show-<br />
14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
INNOTRANS<br />
MESSE<br />
room visionärer Verkehrskonzepte. Im vergangenen Jahr nahmen internationale<br />
Unternehmen wie Hyperloop, Moon, Next oder Sky<br />
Way mit ihren Ideen und Vorstellungen teil.<br />
Innovative Tunneltechnik<br />
Als starkes Brückensegment zum Bereich Schieneninfrastruktur ist<br />
das Segment Tunnel Construction aus dem Messeportfolio nicht<br />
mehr wegzudenken. In Halle 5.2 werden <strong>2018</strong> Branchenaussteller<br />
aus dem In- und Ausland ihre innovativen Lösungen für den Neubau<br />
und die Instandhaltung von Tunnelanlagen präsentieren. Angemeldet<br />
haben sich Aussteller wie Herrenknecht und Niedax aus<br />
Deutschland sowie Talleres Zitron aus Spanien. Als Neuaussteller<br />
vertreten sind beispielsweise das Unternehmen Ultra Fog aus Großbritannien,<br />
Hersteller von Wassernebelsprühsystemen<br />
zur<br />
Brandbekämpfung, und das<br />
südkoreanische Unternehmen<br />
Sang Sang Dom Co., Spezialist<br />
für Tunnelinspektions-Roboter.<br />
Begleitet wird das Messesegment<br />
vom International Tunnel<br />
Forum, das Fachbesucher in international<br />
besetzten Diskussionsforen<br />
über aktuell diskutierte<br />
Tunnelthemen informiert.<br />
Veranstalter ist die Stuva (Studiengesellschaft<br />
für Tunnel und<br />
Verkehrsanlagen e.V.).<br />
Präsentationsfläche auf dem bisherigen Freigelände wird sich hingegen<br />
verringern. Nach der Fertigstellung wird die Halle mit knapp<br />
10.000 Bruttoquadratmetern Fläche die größte dort sein und als<br />
Ausweichfläche für Modernisierungsarbeiten der Hallen rund um<br />
den Berliner Funkturm genutzt werden. Der Neubau ist der erste<br />
Schritt der Messe Berlin zur Umsetzung eines Masterplans, der<br />
Messen perspektivisch mehr Ausstellungsfläche sichern soll. eve<br />
www.innotrans.de<br />
Zur Besucherseite der Innotrans via Shortlink:<br />
hier.pro/oCzSG<br />
»FERDINAND GROSS IST LIEFERANT<br />
DES JAHRES DER DEUTSCHEN BAHN.«<br />
Preise unterstützen<br />
Nachwuchsförderung<br />
Rund 3500 Berufseinsteiger<br />
aus allen Teilen der Welt reisten<br />
zur letzten Innotrans, um die<br />
zahlreichen Angebote und Kontakte<br />
auf der Weltleitmesse für<br />
ihre Karriereleiter zu nutzen.<br />
Mit dabei waren unter anderem<br />
Studentengruppen aus<br />
China, Dänemark, Korea,<br />
Schweden und den Vereinigten<br />
Staaten. Die Messe unterstützte<br />
2016 auch zwei Studentenwettbewerbe<br />
in den USA und<br />
China, um Fachstudenten die<br />
Möglichkeit zu bieten, ihre beruflichen<br />
Chancen in der Branche<br />
auszuloten. Für <strong>2018</strong> ist die<br />
Vergabe von Career Awards in<br />
weiteren Ländern geplant.<br />
Mehr Platz ab 2020<br />
Seit Sommer 2017 entsteht auf<br />
dem Frei- und Gleisgelände die<br />
neue multifunktionale Halle 27.<br />
Dabei wird durch die Verlegung<br />
eines neuen Gleisstranges die<br />
Gesamtkapazität des Gleisgeländes<br />
erhalten bleiben, die<br />
WIR VERBINDEN MENSCHEN UND TECHNIK.<br />
Alle zwei Jahre zeichnet die Deutsche Bahn AG<br />
Lieferanten mit herausragenden Leistungen als<br />
„DB-Lieferant des Jahres“ aus. In der Kategorie<br />
„Allgemeine Bedarfe und Leistungen“ ist Ferdinand<br />
Gross 2016 mit diesem Prädikat honoriert worden. Ferdinand<br />
Gross beliefert die Deutsche Bahn mit über 60<br />
Millionen Teilen pro Jahr. Geliefert wird im Rahmen eines<br />
Kanbansystems. Dieses sorgt dafür, dass die etwa<br />
10.000 ständig auf Lager gehaltenen kundenspezifischen<br />
Teile stets bei den inzwischen über 400 Kanban-Lagerorten<br />
der DB verfügbar sind. Dank des ganzheitlichen<br />
Ferdinand Gross Kanbansystems konnten bei<br />
der Deutschen Bahn die Beschaffungskosten um 70<br />
Prozent gesenkt werden. Mit der Visualisierungssoftware<br />
FALCON hat Ferdinand Gross das Kanban- an-<br />
System auf eine neue Stufe gestellt: Die Deutsche<br />
Bahn AG war eines der ersten Unternehmen, die das<br />
zukunftsträchtige Tool implementiert haben. Für die<br />
DB war vor allem dieses innovative System, das den<br />
Service für den produktionsgesteuerten Materialverbrauch<br />
für rund 120 Produktionslager optimiert, aus-<br />
schlaggebend für die Auszeichnung.<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 15<br />
SIE SIND NEUGIERIG GEWORDEN? SO ERREICHEN SIE UNS:<br />
Ferdinand Gross GmbH & Co. KG | Daimlerstraße 8 | 70771 Leinfelden-Echterdingen | 0711 / 1604-1653 | info@schrauben-gross.de | www.schrauben-gross.de
MESSE<br />
NEWS<br />
Wasserdichter Baugruppenträger von Intermas<br />
Ausgeklügeltes <strong>Konstruktion</strong>s- und Dichtungskonzept<br />
Bild: Intermas-Elcom<br />
Seit mehr als 45 Jahren haben sich die<br />
19“-Aufbausysteme des Herstellers nach<br />
DIN 41494/IEC 60297 in unterschiedlichen<br />
Einsatzgebieten der Elektronik bewährt.<br />
Grenzen zeigten sich bisher lediglich in Einsatzgebieten,<br />
die eine erhöhte Schutzart gegen<br />
das Eindringen von Wasser oder Staub<br />
erfordern. Nun hat Intermas-Elcom mit dem<br />
Interprotect einen normkonformen Baugruppenträger<br />
im Programm, der maximalen (optimalen)<br />
Schutz bietet und die Verwendung<br />
von Standardzubehörteilen zulässt. Das ausgeklügelte<br />
<strong>Konstruktion</strong>s- und Dichtungskonzept<br />
ermöglicht Schutzarten bis zu IP66 bei<br />
strenger Einhaltung sämtlicher Systemmaße.<br />
Dafür wird der Baugruppenträger hermetisch<br />
mit einer speziellen leitfähigen Silikon-Dichtung<br />
abgedichtet und ein optimaler EMV/<br />
ESD-Schutz erreicht. Damit eignet sich der<br />
Baugruppenträger Interprotect beispielsweise<br />
für den Einsatz in tropischen Gebieten, in<br />
denen eine Luftfeuchtigkeit von teilweise bis<br />
zu 100% herrscht. Und auch Sandstürme,<br />
etwa in Wüstengebieten, können ihm nichts<br />
anhaben. Der gewählte Temperaturbereich<br />
von -55 bis +160 °C lässt dabei eine Verwendung<br />
in nahezu allen Teilen der Erde zu und<br />
der robuste Aufbau garantiert Schock- und<br />
Vibrationsfestigkeit entsprechend den gän -<br />
gigen Bahnspezifikationen bis zu 20g sowie<br />
200 m/s 2 . Entstehende Verlustwärme wird<br />
über integrierte Kühlrippen in den Dach- und<br />
Bodenmodulen abgeführt. Die Standardbaugruppe<br />
mit einer Gesamttiefe von 295,4 mm<br />
ist für Kartentiefen von 160, 220 und 240 mm<br />
ausgelegt. Neben der klassischen 19“-Breite<br />
(84 Teilungseinheiten) sind außerdem auch<br />
Sonderbreiten problemlos herstellbar. ik<br />
www.intermas-el.com<br />
Messe Innotrans: Halle 15.1, Stand 204<br />
Baumüller präsentiert auf der SMM elektrische und hybride Antriebslösungen<br />
Leinen los für eine saubere Schifffahrt<br />
Bild: Baumüller<br />
Baumüller stellt Lösungen für den sauberen<br />
Antrieb von Binnenschiffen, Yachten, Fähren,<br />
Offshore-Vessels usw. vor. Das Angebot<br />
umfasst hybride und vollelektrische Schiffsantriebe.<br />
Mit seinem breiten Leistungsspektrum<br />
vom Motor über den Umrichter und die<br />
Steuerung bis hin zur Diagnosesoftware<br />
oder dem Batteriemanagement-System<br />
bietet der Hersteller<br />
interessante<br />
Alternativen zu klassischen<br />
Schiffsantrieben<br />
und ebnet<br />
den Weg für realis -<br />
tische Lösungen im<br />
Bereich Smart Shipping.<br />
Kosten senken,<br />
Emissionen reduzieren und neue Richtlinien<br />
erfüllen, das gelingt mit vollelektrischen<br />
Lösungen oder dieselelektrischen Hybridantrieben.<br />
Eine attraktive Lösung ist der serielle<br />
Hybrid, bei dem ein Verbrennungsmotor<br />
den Generator antreibt, und die Elektromo -<br />
toren direkt den Antrieb der Schiffsschrauben<br />
übernehmen. Vorteil hier: Es steht ein rein<br />
elektrischer Betriebsmodus zur Verfügung<br />
und der Verbrennungsmotor wird stets im<br />
optimalen Wirkungsgrad bei minimalem<br />
Verbrauch und Schadstoffausstoß betrieben.<br />
Speziell für den Schiffbau hat Baumüller<br />
seine Produkte entsprechend angepasst und<br />
zertifizieren lassen. So haben die Nürnberger<br />
Entwickler ihre High-Torque-Motoren DST2<br />
mit Wing-Mounts ausgestattet, die die<br />
Integration in die Schiffskonstruktion deutlich<br />
erleichtern. Außerdem wurde vom Lloyd’s<br />
Register bestätigt, dass die drehmoment -<br />
starken Motoren den spezifischen Anforderungen<br />
der Schifffahrt entsprechen. bec<br />
www.baumueller.de<br />
Messe SMM: Halle A5, Stand 107<br />
Mehr Individualität, Komfort und Sicherheit im Innenraum mit Kunststoffen von Covestro<br />
Grenzen verschieben mit modernem Bahninterieur<br />
Fahrgäste haben steigende Ansprüche an die<br />
Innenausstattung von Bahnen: Sie wünschen<br />
sich ein robustes, innovatives und ansprechendes<br />
Design, sie wollen sich wohlfühlen<br />
mit bequemen Sitzen und sauberen, leicht zu<br />
reinigenden Oberflächen. Das Interieur soll<br />
aber auch funktional sein, um Kinderwagen,<br />
Gepäck und Fahrräder unterzubringen und<br />
um überall vernetzt zu sein. Gefordert sind<br />
kostengünstige, umweltgerechte Lösungen,<br />
die zudem die Sicherheit der Fahrgäste<br />
gewährleisten. Covestro ist ein Anbieter von<br />
Polycarbonatlösungen, die viele dieser Eigenschaften<br />
in sich vereinen. Das Unternehmen<br />
stellt Blends mit diesem Kunststoff vor, die<br />
nicht nur robust und ästhetisch sind, sondern<br />
auch die hohen Anforderungen der EN 45545<br />
erfüllen, der europäischen Brandschutznorm<br />
für Schienenfahrzeuge. Damit leisten die<br />
Kunststoffe ihren Beitrag zur Gewährleistung<br />
der Sicherheit der Fahrgäste. Bayblend<br />
FR411 MT ist ein mit Füllstoffen verstärktes,<br />
modifiziertes Polycarbonat, das den Vorgaben<br />
dieser Euronorm hinsichtlich Flammaus -<br />
breitung, Wärmefreisetzung, Rauchgasdichte<br />
und -toxizität für Anwendungen R1 gemäß<br />
Gefährdungsstufe HL2 bis zu einer Wandstärke<br />
von 2 mm entspricht. Um dem Wunsch<br />
der Bahnindustrie nach einem Material für<br />
höhere Wandstärken entgegenzukommen,<br />
hat Covestro das Versuchsprodukt Bayblend<br />
TP2139 entwickelt, das die genannten Brandschutzanforderungen<br />
sogar bis zu einer<br />
Schichtstärke von 3 mm erfüllt.<br />
bec<br />
www.covestro.com<br />
Messe Innotrans: Halle 3.1, Stand 506<br />
16 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Getriebelösung mit rechtwinkligem Abgang von Dunkermotoren<br />
Effizient um die Ecke<br />
Bild: Dunkermotoren<br />
Dem Ruf der Bahnindustrie nach einer kostengünstigen<br />
und effizienten Getriebetechnologie,<br />
mit der die einschlägigen Lebensdaueranforderungen<br />
erfüllt werden können,<br />
folgte Dunkermotoren durch die Vorstellung<br />
des KG 90. Diese Getriebelösung mit rechtwinkligem<br />
Abgang steht nun auch für andere<br />
Anwendungen zur Verfügung. Das KG 90 ist<br />
ein Kegelradgetriebe. Die Besonderheit liegt<br />
zum einen in der preiswerten Herstellung der<br />
Verzahnungsteile und zum anderen<br />
in der Kombination mit dem am<br />
Markt bewährten und weit<br />
verbreiteten Planetengetriebe<br />
PLG 52. Über das Planeten -<br />
getriebe lässt sich die Untersetzung<br />
nahezu beliebig an die Anwendung<br />
anpassen. Die Kegelradstufe<br />
lenkt die Kraft im 90°-<br />
Winkel ab und stellt gleichzeitig<br />
den Abtrieb dar, der sich mit den<br />
Momenten 8 Nm Dauer, 16 Nm<br />
Beschleunigung und 24 Nm Not-Aus<br />
belasten lässt. Durch den zur Motorachse um<br />
90° gedrehten Abtrieb wirkt der Antrieb in<br />
der Anwendung extrem kurz, was ihn nicht<br />
nur für die Anwendung in Zugtüren prädestiniert.<br />
Ebenfalls positiv auf den erforderlichen<br />
Bauraum wirkt sich die für Kegelradgetriebe<br />
typische achsversatzfreie Bauform (sich kreuzende<br />
Achsen) aus.<br />
kf<br />
www.dunkermotoren.de<br />
LÜTZE SUPERFLEX ® Schleppkettenleitungen:<br />
Energie- und Datenübertragung<br />
auch unter extremen<br />
Bedingungen.<br />
beweglich<br />
vielseitig<br />
zuverlässig<br />
50 Jahre<br />
LÜTZE<br />
SUPERFLEX ®<br />
Leitungen<br />
Industriesteckverbinder und Schnellkupplungen für die Bahnindustrie von Stäubli<br />
Breites Spektrum an Verbindungslösungen<br />
Stäubli erweitert sein Sortiment für<br />
die Bahntechnik laufend, vor allem im<br />
Bereich der modularen Steckverbinder<br />
und Multikupplungen. Ein Highlight<br />
auf der InnoTrans ist eine Ergänzung<br />
des Modular Power Connectors<br />
(MPC): eine neue Ausführung in<br />
kleinerer Baugröße für den Einsatz in<br />
zusätzlichen Anwendungen. Durch<br />
die Modularität sowie die sichere und<br />
höchst zuverlässige Übertragung hoher Ströme<br />
eignet sich der MPC für alle On-Board-<br />
Leistungsanwendungen wie die Verbindung<br />
der Wagenübergänge auf dem Dach oder<br />
unter den Wagen, der Traktionswandler<br />
und Batterieausgänge sowie Karosserie-zu-<br />
Motor- oder Karosserie-zu-Drehgestell-Verbindungen<br />
in Schienenfahrzeugen und den<br />
Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen.<br />
Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer<br />
wird die neue Dynamic Cable<br />
Option (DCO) direkt am Steckverbinder als<br />
Zugentlastung angebracht (Bild) und macht<br />
so aufwendig zu montierende Zugentlastungsbügel<br />
mit Schellen und Klemmen überflüssig.<br />
Für eine noch schnellere, einfachere<br />
und sichere Montage und kurze Wartungs -<br />
zeiten hat Stäubli die Positioning and Fixing<br />
Bild: Stäubli<br />
Option (PFO) entwickelt. Die hohe Praxisorientierung<br />
der Stäubli-Kupplungstechnologie<br />
stellt eine Verbindungslösung unter Beweis,<br />
mit der der automatische Wechsel der<br />
Wagen-Drehgestelle bei einer Veränderung<br />
der Spurbreite im internationalen Schienennetz<br />
möglich ist. Das Prinzip: In das System<br />
sind sowohl die Kupplungen für den Druckluftanschluss<br />
als auch die elektrischen Steckverbindungen<br />
für Signal- und Leistungsübertragung<br />
integriert. Beim Abheben des Wagenkastens<br />
vom Drehgestell werden beide<br />
Verbindungsarten automatisch getrennt und<br />
beim Absenken werden die Kreisläufe wieder<br />
automatisch miteinander verbunden. bec<br />
www.staubli.com<br />
Messe Innotrans: Electrical Connectors, Halle 12,<br />
Stand 208; Fluid Connectors, Halle 10.2, Stand 201<br />
LÜTZE SUPERFLEX ®<br />
Schleppkettenleitungen<br />
• hohe Zyklenzahl<br />
• kleine Biegeradien<br />
• große Verfahrwege<br />
Bewährte LÜTZE<br />
SUPERFLEX ® Qualität<br />
• breites Anwendungsspektrum<br />
• nachgewiesene<br />
Produkteigenschaften<br />
• hervorragende Beständigkeit<br />
• Zulassungen UL, CSA<br />
LÜTZE-Produktkonfigurator<br />
unter www.luetze.de<br />
K|E|M Friedrich <strong>Konstruktion</strong> Lütze GmbH VERKEHRSTECHNIK • D-71384 Weinstadt <strong>2018</strong> 17<br />
info@luetze.de • www.luetze.de
MESSE<br />
NEWS<br />
Bild: Escha<br />
Bahnspezifische Anschlusstechnik von Escha<br />
Produktprogramm rail approved<br />
Escha erweitert sein Produktprogramm rail<br />
approved um neue Komponenten. Neben<br />
den bereits erhältlichen bahnspezifischen<br />
Produkten für die Datenübertragung (ETB<br />
und ECN) sowie die Sensor-/Aktor-Verkabelung<br />
sind nun auch umspritzte M12x1-Anschluss-<br />
und Verbindungsleitungen für die<br />
Spannungsversorgung sowie Sensor-/Aktor-<br />
Steckverbinder in der Baugröße M8x1 erhältlich.<br />
Wie alle Produkte des Programms erfüllen<br />
auch sie die für die Bahnindustrie wich -<br />
tigen Normen DIN EN 45545-2 und DIN EN<br />
50155. Mit den Anschluss- und Verbindungsleitungen<br />
mit S-Codierung bietet der Hersteller<br />
somit erstmals auch Produkte für die vierte<br />
Verdrahtungsebene an. Sie eignen sich insbesondere<br />
für Wechselstromanwendungen<br />
mit bis zu 12A/630V. Des Weiteren umfasst<br />
das Produktprogramm für die Bahntechnik<br />
Anschlusstechniklösungen, die auf den drei<br />
weiteren Verdrahtungsebenen eingesetzt<br />
werden können: Für die Ebene des Ethernet-<br />
Train-Backbones (IEC 61375-3-4) bietet das<br />
Unternehmen Komponenten mit Datenübertragungsraten<br />
bis 10GBit/s (Cat6A). Auf der<br />
zweiten Ebene – dem Ethernet Consist<br />
Network (ECN) nach IEC 61375-2-5 – werden<br />
Komponenten mit Datenübertragungsraten<br />
bis 100Mbit/s (Cat5e) eingesetzt. Und für<br />
die Sensor-/Aktor-Verdrahtung auf der<br />
dritten Ebene werden neben den neuen<br />
M8x1-Steckverbindern bisher bereits<br />
M12x1-Rundsteckverbinder angeboten. ik<br />
www.escha.net<br />
Messe Innotrans: Halle 10.1, Stand 212<br />
Flächenbündiger Dreh-Spann-Verschluss von Emka für den Einsatz in Zügen<br />
Türen und Klappen fest verspannt und vibrationssicher<br />
Emka erweitert sein Produktportfolio um<br />
einen flächenbündigen Dreh-Spann-Verschluss,<br />
der vor allem für den Einsatz in Zügen<br />
konzipiert wurde. Bei Betätigung wird<br />
der Verschluss fest verspannt, sodass die Tür<br />
oder Klappe sicher im Rahmen sitzt und sich<br />
während der Bahnfahrt nicht selbstständig<br />
durch Vibration öffnet. In einem vollbesetzten<br />
Zug stellen hervorstehende Verschlüsse für<br />
Fahrgäste und Personal oft ärgerliche Hindernisse<br />
dar. Zum einen besteht Stoß- und Verletzungsgefahr,<br />
zum anderen kann es zu<br />
Schäden am Gepäck oder der Ausrüstung<br />
kommen – beispielsweise, wenn sich die<br />
Schlaufe einer Tasche verhakt. Aus diesem<br />
Grund hat Emka einen flächenbündigen<br />
Dreh-Spann-Verschluss konstruiert: Er ist<br />
plan mit der Oberfläche, statt noch einige<br />
Zentimeter aus der Tür herauszuragen. In<br />
Zügen eignet er sich daher auch vor allem für<br />
den Einsatz in Fluchtwegen. Der flächenbündige<br />
Dreh-Spann-Verschluss setzt sich aus<br />
fünf Hauptbestandteilen zusammen: einem<br />
Gegenhalter, einem Gehäuse, einer Betä -<br />
tigung, einer Mutter und einer Zunge. Die<br />
Lösung wird von hinten in die Tür bzw. Klappe<br />
verbaut und verschraubt. Möchte der An -<br />
wender die Tür per Spezialschlüssel verschließen,<br />
wird die Betätigung um 180° gedreht,<br />
wodurch sich die Zunge um 90° dreht<br />
Bild: Emka<br />
und einen<br />
Kompressionsweg<br />
fährt, sodass die Tür<br />
fest verspannt und verschlossen<br />
wird. Für die<br />
Sicherheit hat Emka seinen Verschluss mit<br />
einer Spezialbetätigung versehen, im Maß<br />
9 mm Vierkant inklusive Außensteg und<br />
Markierung. Um ihn zu betätigen, ist ein Spezialschlüssel<br />
notwendig. Generell kann der<br />
Hersteller individuell angepasste Schlüssel<br />
anfertigen und liefern.<br />
bec<br />
www.emka.com<br />
Messe Innotrans: Halle 3.1, Stand 208<br />
Bild: Telemeter Electronic<br />
Startbatterie GPU 2400 von Telemeter Electronic für externe Einsätze an abgelegenen Orten<br />
Turboprops, Jets und Hubschrauber starten<br />
Die robuste Starteinheit<br />
GPU 2400 wird weltweit zum<br />
Starten von Turboprops, Jets und<br />
Mehrpersonen-Hubschraubern<br />
an abgelegenen Orten eingesetzt.<br />
Telemeter Electronic vertreibt<br />
die Starteinheit exklusiv,<br />
die sich besonders in der Luft als<br />
Notstromversorgung oder als<br />
Anlasshilfsakku eignet. Außerdem<br />
ist die GPU 2400 für hohe<br />
Belastungen auf Geländestraßen beim<br />
Bodentransport konzipiert. Die Handhabung<br />
ist durch den großen Griff, den robusten<br />
Schalter und die digitale Spannungsanzeige<br />
an dem rostfreien Gehäuse perfekt für<br />
Außeneinsätze angepasst. Weitere Vorteile<br />
der Startbatterie sind der Trolley für den<br />
leichten Transport, der minimale Spannungsabfall<br />
und das mitgelieferte Nato-Stecker-<br />
Ausgangskabel.<br />
bec<br />
www.telemeter.info<br />
18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Pfannenberg mit DNV-GL- und MED-zertifizierten Signalgeräten<br />
Brandalarmierung und Gefahrenmeldung<br />
Der Elektrotechnikspezialist präsentiert auf<br />
der SMM eine große Auswahl an DNV-GLund<br />
MED-zertifizierten Signalgebern: Die<br />
vibrationsresistenten DNV-GL-zertifizierten<br />
Blitzschallgeber der Patrol-Serie sowie die<br />
Blitzleuchten der ABL/ABS-Serie kommen<br />
beispielsweise auf Hafenanlagen, in großen<br />
Hallen, Außenanlagen, Werften und Schiffen<br />
zum Einsatz. Und MED-zertifizierte Schall -<br />
geber sorgen mit ihrem besonders hohen<br />
akustischen Wirkungsgrad für eine sichere<br />
Brandalarmierung in allen maritimen Bereichen.<br />
Die Blitzleuchten der CWB-Atex-Serie<br />
dienen hingegen zur optischen Gefahrenmeldung<br />
in explosionsgefährdeten Bereichen<br />
der Zonen 1, 2, 21 und 22 – vom Maschinenraum<br />
bis hin zur Ölplattform. Zertifizierungen<br />
durch Det Norske Veritas (DNV) und Germa -<br />
nischer Lloyd (GL) sind in der maritimen<br />
Industrie nicht nur die Grundvoraussetzung,<br />
dass elektrotechnische Komponenten wie<br />
Signalgeräte auf Schiffen eingesetzt werden<br />
dürfen, sondern gelten auch<br />
als Qualitätssiegel für<br />
Robustheit und Zuverläs -<br />
sigkeit. Die Europäische<br />
Schiffsausrüstungsrichtlinie<br />
schreibt zudem zwingend<br />
vor, dass nur MED-zerti -<br />
fizierte Produkte für die Brandalarmierung<br />
zum Einsatz kommen sollen.<br />
ik<br />
www.pfannenberg.com<br />
Messe SMM: Halle B7.FG, Stand 3<br />
Bild: Pfannenberg<br />
SPN Schwaben Präzision: Backup-High-Lift-System für Verkehrsflugzeuge<br />
Punktlandung für die Flugsicherheit<br />
Das High-Lift-System steuert in einem Flugzeug<br />
die Vorflügel und Landeklappen, um die<br />
benötigte Strecke bei Start und Landung zu<br />
verkürzen. Bei einem Ausfall des hydrau -<br />
lischen Hauptsystems kommt das elektromechanische<br />
Backup-System zum Einsatz.<br />
SPN Schwaben Präzision liefert hierfür indi -<br />
viduell entwickelte Planetengetriebe und Verzahnungsteile,<br />
die hohe Anforderungen er -<br />
füllen: Neben geringen Wandstärken für eine<br />
gewichtsoptimierte <strong>Konstruktion</strong> zählen dazu<br />
formschlüssige Verbindungen mit hohen<br />
Sicherheitsfaktoren und absolute Korrosionsbeständigkeit.<br />
Strenge Prüfverfahren und<br />
eine lückenlose Dokumentation aller Schritte<br />
von der Materialbeschaffung über die Fer -<br />
tigung bis zum Transport gewährleisten ein<br />
Maximum an Sicherheit in diesem hoch -<br />
sensiblen Bereich. Das Backup-High-Lift-<br />
System für Verkehrsflugzeuge zeichnet sich<br />
insbesondere aus durch:<br />
• Einsatz von eloxiertem Luftfahrtaluminium<br />
und nichtrostendem Spezialstahl<br />
• Oberflächenbehandlung mit<br />
Trockenschmierstoff<br />
• Chromatierung der Erdungskontakte<br />
• Dichtungsringe aus Teflon<br />
• temperaturbeständiges Schmierfett bec<br />
www.spn-drive.de<br />
Bild: SPN Schwaben Präzision<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 19
MESSE<br />
NEWS<br />
Sensoren von ASC für die Bahntechnik<br />
Mehr Sicherheit und Komfort im Schienenverkehr<br />
Ein sicherer und effizienter Schienenverkehr<br />
ist nur durch die kontinuierliche Überwachung<br />
von Zügen und Infrastruktur möglich.<br />
Die Sensoren von ASC erkennen geringe Ver-<br />
Bild: ASC<br />
änderungen an Fahrzeugen und Bauwerken,<br />
speichern die Position von Zügen und sorgen<br />
für einen hohen Reisekomfort. Die kapazi -<br />
tiven Beschleunigungssensoren und Inertial<br />
Measurement Units (IMUs) zeichnen sich<br />
durch eine ganze Reihe herausragender<br />
Eigenschaften aus. So verfügen sie nicht nur<br />
über einen weiten Frequenzbereich, sondern<br />
sind auch äußerst robust und langlebig. Diese<br />
Widerstandsfähigkeit ist mit Blick auf die<br />
extrem rauen Einsatzbedingungen im Schienenverkehr<br />
von großer Bedeutung. Für die<br />
Betriebsfestigkeitsanalyse von Fahrzeugkomponenten<br />
wie auch von kompletten Zügen<br />
eignen sich die Beschleunigungssensoren<br />
4421MF (uniaxial) und 5525MF (triaxial). Sie<br />
besitzen einen Frequenzbereich von 0 bis<br />
7 kHz (typ. ±3 dB) und eine hohe Stoßfestigkeit<br />
von bis zu 6000g. Mithilfe der Sensoren<br />
4311LN und 4411LN lässt sich dagegen der<br />
Fahrkomfort von Schienenfahrzeugen verbessern.<br />
In der Strukturanalyse von Zügen<br />
haben sich die leichten, robusten und hochfrequenten<br />
piezoelektrischen Beschleunigungssensoren<br />
P203A11 bewährt. Sie arbeiten<br />
in den Messbereichen ±50g, ±100g,<br />
±500g und ±2000g und sind bei Tempera -<br />
turen von -55 bis +125 °C einsetzbar. bec<br />
www.asc-sensors.de<br />
Messe Innotrans: Halle 6.2, Stand 219<br />
Teconnex-Edelstahl-Schellen von Jet Press<br />
Zuverlässiges Schellensystem<br />
Edelstahlschellen von Teconnex sind für hohe<br />
Belastbarkeit und einfache Handhabung<br />
bekannt. Die Klemmverbindungen für Rohre<br />
und Schläuche arbeiten nicht nur schneller,<br />
sondern sind ebenfalls platz- sowie gewichtssparender<br />
als herkömmliche Schraubver -<br />
bindungen. Demzufolge eignen sie sich<br />
besonders für die Luftfahrt, weiterhin unterstützt<br />
durch ihre extreme Vibrations- und<br />
Temperaturresistenz. Der Hauptabnehmer<br />
für Teconnex-Schellen, der Marinesektor,<br />
nutzt sie vorwiegend für Turbolader oder<br />
Schlauchverbindungen. Mithilfe ständiger<br />
Weiterentwicklung schafft es Teconnex eines<br />
der zuverlässigsten Schellensysteme<br />
auf dem<br />
Markt anzubieten, auch<br />
wenn Anforderungen an<br />
Temperatur- und Druckleistungen<br />
gerade in der Luft- und Schifffahrt<br />
immer größer werden. Die Edelstahlschellen<br />
verfügen über Druckleistungen bis zu<br />
200 bar, wobei sie Temperaturen von<br />
+1100 °C standhalten. Die Verwendungsmöglichkeiten<br />
sind extrem vielseitig, zudem<br />
können maßgeschneiderte Lösungen für<br />
individuelle Herausforderungen entwickelt<br />
werden. Jet Press hat über sein Hauptbüro<br />
im Ver -<br />
einigten Königreich,<br />
dem Geburtsland von Teconnex, jahrelange<br />
Erfahrung im Vertrieb von Teconnex-<br />
Schellen, und weitet diese nun auf die<br />
Niederlassung in Stuttgart aus.<br />
bt<br />
www.jetpress.de<br />
Bild: Jet Press<br />
Gebläse für Umrichterkühlung in der Bahntechnik von EBM-Papst<br />
Hohe Zuverlässigkeit auf kleinem Bauraum<br />
EBM-Papst stellt u. a. ein neues Gebläse für<br />
die Umrichterkühlung vor, das vom TÜV<br />
gemäß Brandschutzvorgaben zertifiziert ist.<br />
Das kompakte, doppelflutige Radialgebläse<br />
verfügt über eine integrierte und besonders<br />
Bild: EBM-Papst<br />
leistungsfähige Elektronik. Es garantiert hohe<br />
Zuverlässigkeit auf kleinem Bauraum und das<br />
nicht nur im Inneneinsatz. Statt bisher für<br />
24 VDC ist das Radialgebläse nun auch für<br />
110-VDC-Spannung verfügbar. Somit kann<br />
das Gebläse direkt und ohne Spannungswandler<br />
an vorhandene 110-VDC-Bordnetze<br />
angeschlossen werden. Insbesondere für die<br />
Umrichterkühlung in Bahnanwendungen ist<br />
das Gebläse damit bestens geeignet. Dank<br />
integrierter Modbus-Schnittstelle ist eine<br />
einfache Bedienbarkeit (Parametrierung) und<br />
Datenabfrage für die Überwachung der Betriebszustände<br />
kein Problem. Anforderungen<br />
an die höchstmögliche Schutzklasse IP69K<br />
(staubdicht) werden erfüllt und der Motor ist<br />
gegen Eindringen von Wasser bei Hochdruckreinigung<br />
geschützt. Der im Gebläse eingesetzte<br />
DC-Motor ist ein wahres Multitalent.<br />
Durch seine Bauweise kann er in einem Doppelradialgebläse<br />
ebenso wie in Axialventila -<br />
toren oder einflutigen Gebläsen eingesetzt<br />
werden. Ansteuerung, Motorcharakteristik<br />
und Anschluss bleiben identisch, egal mit<br />
welchem Laufrad er kombiniert wird. So lässt<br />
sich ein einmal validierter Motor zeit- und<br />
kostensparend für ein breites Anwendungsfeld<br />
einsetzen.<br />
bec<br />
www.ebmpapst.com<br />
Messe Innotrans: Halle 3.1, Stand 230<br />
20 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Für Bauteile in Flugzeugkabinen ist das BASF-Polyethersulfon Ultrason E besonders geeignet<br />
Ein Thermoplast, viele Möglichkeiten<br />
Sandwichstrukturen für Flugzeugkabinen<br />
kostengünstig und schnell herstellen: Mit<br />
dem Polyethersulfon Ultrason E der BASF<br />
kommen Hersteller von Innenraumbauteilen<br />
diesem Ziel jetzt einen großen Schritt näher.<br />
Dabei besteht der entscheidende Vorteil<br />
darin, dass derselbe Thermoplast Ultrason zu<br />
verschiedenen Bestandteilen der Sandwichstruktur<br />
in einem Werkzeug verarbeitet wird.<br />
Das Sandwich besteht aus einem Schaumkern<br />
und Karbonfaserlaminaten, die alle aus<br />
Ultrason E hergestellt werden. Der thermogeformte<br />
Schaumkern mit Decklagen wird<br />
dann bei Bedarf mit karbonfaserverstärktem<br />
Ultrason E 2010 C6 umspritzt, um Verstär -<br />
kungen, Strukturen oder zusätzliche Funk -<br />
tionselemente in das Sandwich einzubauen.<br />
Die Kombination von 30 % Karbonfasern mit<br />
dem amorphen Hochtemperatur-Kunststoff<br />
Ultrason garantiert dabei für das leichte<br />
Schaumsandwich außergewöhnliche und<br />
konstante mechanische Eigenschaften über<br />
einen Temperaturbereich von -100 bis<br />
+200 °C. Sandwichstrukturen ermöglichen<br />
ein besonders geringes Gewicht bei gleichzeitig<br />
hoher Biegesteifigkeit. Daher bietet<br />
sich die Bauweise vor allem für Anwendungen<br />
im Innenraum von Flugzeugen an, z. B.<br />
für Verkleidungen, Seitenwände, Gepäck -<br />
fächer, Türen, Kabinentrennwände, aber auch<br />
Trolleys und Küchenmodule. Schäume aus<br />
Ultrason E sind für den Einsatz in Flugzeugen<br />
zugelassen. Das Material mit dem ungewöhnlich<br />
hohen Sauerstoffindex von 38 (nach<br />
ASTM D 2863) zeichnet sich dadurch aus,<br />
dass es die Anforderungen für Verkehrsflugzeuge<br />
an Brennbarkeit und Wärmefreisetzung<br />
(fire, smoke, toxicity) bereits ohne den<br />
Zusatz von Flammschutzmitteln erfüllt, also<br />
intrinsisch flammgeschützt ist.<br />
bec<br />
www.ultrason.basf.com<br />
Bild: BASF<br />
Besuchen Sie uns auf der<br />
InnoTrans vom 18.–21.09.<strong>2018</strong>.<br />
Halle 15.1, Stand 204<br />
Damit Ihre<br />
Elektronik<br />
geschützt ist …<br />
Bild: Hummel<br />
Hummel präsentiert Kabelverschraubung VariaPro Rail mit Bahnzulassung<br />
Fit für den Einsatz im Schienenverkehr<br />
Die Kabelverschraubung VariaPro Rail von<br />
Hummel erfüllt alle Anforderungen für den<br />
Einsatz im Schienenverkehr. Sie hat die<br />
Prüfungen der Brandschutznormen DIN EN<br />
45545-2 und 45545-3 erfolgreich bestanden.<br />
Damit kann die VariaPro Rail in allen Zügen im<br />
europäischen Streckennetz uneingeschränkt<br />
eingesetzt werden. Brandschutz ist in der<br />
Bahntechnik von herausragender Bedeutung.<br />
Alle eingesetzten Komponenten und Materialien<br />
müssen ein Ausbreiten von Bränden<br />
möglichst lange verhindern. Bei Kabel -<br />
verschraubungen aus Metall sind es die<br />
Kunststoffeinsätze, die von Prüfern ganz<br />
genau unter die Lupe genommen werden.<br />
Im Brandfall muss die Verschraubung<br />
den Flammen mindestens<br />
15 min lang standhalten (= Feuerwiderstandsklasse<br />
E15). Die<br />
VariaPro Rail trotzte den Flammen<br />
sogar deutlich länger. Hummel<br />
verwendet bei seinen Kabelverschraubungen<br />
für die Bahntechnik<br />
Dichteinsätze aus EPDM.<br />
Damit sind sie in Temperaturbereichen zwischen<br />
-40 und +150 °C bedenkenlos einsetzbar.<br />
Auch in Sachen Dichtigkeit überzeugt<br />
diese Verschraubung mit der Schutzart IP 68<br />
bis 10 bar. Auffallend ist der schlanke Baukörper<br />
der VariaPro. Damit erfüllt sie die Forderungen<br />
nach platzsparendem Einbau. Hinzu<br />
kommt die Montagefreundlichkeit der Kabelverschraubung,<br />
bei der die EMV-Anbindung<br />
bereits im Standard integriert ist. Das Gehäuse<br />
ist aus vernickeltem Messing hergestellt.<br />
Die Bahnverschraubung gibt es in den vier<br />
Baugrößen M20, M25, M32 und M40. bec<br />
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Messe Innotrans: Halle 10.1, Stand 106<br />
… vertrauen Sie auf die Baugruppenträger<br />
InterProtect ®<br />
und InterRail ® von Intermas!<br />
Beide Baugruppenträger<br />
sind für den Einsatz in der<br />
Bahntechnik prädestiniert und<br />
entsprechen den gängigen<br />
Bahnnormen.<br />
Der InterProtect ® ist darüber<br />
hinaus bis zu 20g / 200 m/s 2<br />
und EMV/ESD geschützt sowie<br />
bis Schutzart IP66 geeignet.<br />
Auch der InterRail ® zeichnet<br />
sich durch seine Schockund<br />
Vibrationsfestigkeit<br />
zum Einsatz unter extremen<br />
Bedingungen aus und bietet<br />
eine HF-dichte sowie eine<br />
IEEE-Variante.<br />
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MESSE<br />
SMM<br />
Vom 4. bis 7. September <strong>2018</strong> trifft sich das internationale Who’s who der maritimen Branche zur SMM <strong>2018</strong><br />
Bild: Hamburg Messe/SMM/Romanus Fuhrmann<br />
Der Fokus der SMM <strong>2018</strong> liegt auf der Digitalisierung<br />
Schifffahrt in Zeiten von Industrie 4.0<br />
Als Ideen- und Impulsgeber ist die SMM seit Jahren eine feste Größe in der maritimen Wirtschaft und<br />
eine Plattform für Austausch, praxisorientierte Lösungen und Vertragsabschlüsse. Werften, Zulieferer<br />
und maritime Dienstleister präsentieren den aktuellen Stand der Technik. Vom 4. bis 7. September <strong>2018</strong><br />
trifft sich die Branche auf dem Gelände der Hamburg Messe zur SMM <strong>2018</strong>.<br />
Die Stimmung einiger maritimer Schifffahrtsegmente sei gedämpft,<br />
heißt es aus dem Beratungshaus Clarkson Research.<br />
<strong>2018</strong> würde weniger als die Hälfte an Tonnage ausgeliefert als im<br />
Boomjahr 2011. Insbesondere Südkorea verliere Marktanteile. Eine<br />
Sonderrolle nähmen allerdings die Aufträge für Kreuzfahrtschiffe<br />
ein, deren Volumen sich 2017 gegenüber 2015 auf 19,5 Milliarden<br />
Dollar mehr als verdoppelt habe. Profitiert hätten von dem Boom vor<br />
allem die Europäer, die einen seit Jahrzehnten nicht dagewesenen<br />
Marktanteil von 34 Prozent erreicht hätten.<br />
Vor diesem Hintergrund herrscht positive Stimmung bei der Hamburg<br />
Messe, denn in wenigen Tagen ist es wieder so weit: Vom 4.<br />
bis 7. September <strong>2018</strong> trifft sich das internationale Who’s who der<br />
maritimen Branche zur SMM <strong>2018</strong>. Mit mehr als 2200 Ausstellern<br />
aus 69 Ländern waren die über 90.000 Quadratmeter Fläche bereits<br />
früh ausgebucht. Die Zahl der Nationenpavillons konnte erneut gesteigert<br />
werden. Erstmals mit eigenem Pavillon vertreten sind<br />
Panama, Estland und Kolumbien. Insgesamt erleichtern die komfortable<br />
Clusterung der verschiedenen Ausstellergruppen in den Hallen<br />
oder die bereits auf der letzten SMM im Jahr 2016 erfolgreich gestarteten<br />
Themenrouten den Besuchern die Orientierung. Mit einem<br />
umfangreichen Konferenzprogramm, das sich an jedem Messetag<br />
einem speziellen Themenfeld widmet, gibt die Messe Antworten<br />
auf die wichtigsten Fragen in der maritimen Branche. Im Fokus<br />
stehen in diesem Jahr die Themen Digitalisierung, umweltfreundliche<br />
und energieeffiziente Antriebstechniken, neue Wachstumsfelder<br />
und die Herausforderungen von disruptiven Märkten.<br />
Bild: Hamburg Messe/SMM/Stephan Walloch<br />
Trendthemen Digitalisierung und Energieeffizienz<br />
Passend zum Motto der diesjährigen SMM „Trends in SMMart Shipping“<br />
sieht das Beratungshaus Clarkson Research in der Digitalisierung<br />
einen der wesentlichen Effizienztreiber für die Branche. Das<br />
Unternehmen rät, dabei schrittweise vorzugehen. Eine „Smart Shipping<br />
Toolbox“ beispielsweise könne dabei helfen, intelligentere<br />
Schiffe zu bauen, Flotten klüger zu managen und sicherzustellen,<br />
dass die Logistikkette tatsächlich effizient ist. Ziel sei ein integrierter<br />
Transport-Service.<br />
Dass Schiffe über den ganzen Lebenszyklus so umweltfreundlich wie<br />
möglich betrieben werden, ist ein Ziel der Zulieferer der Branche<br />
22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
SMM<br />
MESSE<br />
In immer stärkerem Maße mache sich der Schiffbau den Fortschritt<br />
auf dem Gebiet der Robotik zunutze, heißt es vom Europäischen<br />
Werften- und Zulieferverband SEA Europe. Vor dem Hintergrund der<br />
Digitalisierung seien Investitionen in Forschung und Entwicklung<br />
von hoher Bedeutung. Der Bereich 3D-Druck sei vielversprechend,<br />
so der Verband, und könne neue Geschäftsmodelle ermöglichen.<br />
Außerdem wird die Branche und deren Zulieferer stark von den<br />
jüngsten Beschlüssen der Weltschifffahrtsorganisation IMO zur Reduktion<br />
von Treibhausgasen beeinflusst. Schiffe werden über den<br />
ganzen Lebenszyklus so umweltfreundlich wie möglich betrieben.<br />
Darüber hinaus bietet eine weitere Neuerung, der „digitale Zwilling“<br />
eines Schiffs, Eignern und Schiffbauern eine ganz neue Datentransparenz<br />
und damit die<br />
Möglichkeit, Mehrwert in<br />
Form optimierter Betriebsund<br />
Wartungsabläufe zu vermarkten.<br />
Die SMM <strong>2018</strong> greift diese<br />
Trends auf. Das Thema Digitalisierung<br />
bildet erneut einen<br />
der übergreifenden Schwerpunkte.<br />
Dieser umfasst etwa<br />
softwarebasierte Lösungen<br />
zur Effizienzsteigerung in Halle<br />
A5, die dem Thema Green<br />
Propulsion gewidmet ist. Cyber<br />
Security rückt in Halle B8<br />
in den Fokus, in der es unter<br />
anderem um maritime Sicherheit<br />
geht. Wie sich maritime<br />
Unternehmen wirksam vor<br />
Cyberattacken schützen, erklären<br />
Experten auch auf der<br />
MS&D, der internationalen<br />
Konferenz für maritime Sicherheit<br />
und Verteidigung.<br />
Darüber hinaus findet am Vortag<br />
der Messe der Maritime<br />
Future Summit statt. Auf dem<br />
MFS diskutieren Experten in<br />
zwei Panels, wie sich die Digitalisierung<br />
und andere<br />
Trends sinnvoll nutzen lassen,<br />
um Schifffahrt und Schiffbau<br />
effizienter und damit fit für<br />
die Zukunft zu machen.<br />
Auch wenn die Lage sich in<br />
einigen Marktsegmenten verbessert<br />
habe: Für viele Werften<br />
und Zulieferer blieben Nischenmärkte<br />
wie der insbesondere<br />
in Europa boomende<br />
Bau von Kreuzfahrtschiffen<br />
von existenzieller Bedeutung,<br />
so der SEA Europe. Dort hofft<br />
man, dass sich auch das Offshore-Segment<br />
wieder erholt<br />
und setzt zugleich auf<br />
den Wissenstransfer in Fel-<br />
DIE KUPPLUNG.<br />
der wie Meeresforschung, Tiefseebergbau und die Nutzung arktischer<br />
Ressourcen. Nicht zuletzt Fachkonferenzen zu Digitalisierung,<br />
Umwelt, Sicherheit und Verteidigung sowie Tiefseebergbau und Polarforschung<br />
lieferten das Wissen, so die Hamburg Messe, um aktuelle<br />
und künftige Herausforderungen zu meistern.<br />
eve<br />
www.smm-hamburg.com<br />
Tickets, Ausstellerliste und weitere Informationen für<br />
Besucher der Messe:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 23
MESSE<br />
SMM<br />
Die Komplexität auf Schiffen mittels MTPs reduzieren<br />
Mehr Effizienz mit DIMA<br />
Mit DIMA, der dezentralen Intelligenz für modulare Anlagen, hat Wago ein Konzept zur<br />
Effizienzsteigerung in der Verfahrenstechnik entwickelt, das an Land bereits erprobt<br />
wurde. Doch lässt sich die Methode auch für die Schifffahrt adaptieren? Und wenn ja,<br />
wie könnte das aussehen?<br />
Norman Südekum, Leiter Branchenmanagement Schiffstechnik, Wago Kontakttechnik GmbH<br />
aufwand mit vielen Monitoring- und Kontrollsystemherstellern,<br />
um eine plausible und normenkonforme Visualisierung<br />
der Boilerkreise zu gewährleisten. Im Zweifel<br />
erfolgt sogar die Regelung von Teilsystemen auf der<br />
Leitebene.<br />
Mögliches Einsatzszenario des DIMA-Konzeptes in der Schifffahrt<br />
Werften sind heute nahezu gezwungen, Liefertermine bestmöglich<br />
einzuhalten. Die Beherrschung komplexer Abläufe<br />
und Systeme wird somit zu einer wichtigen Herausforderung. Dementsprechend<br />
bestimmen Automation und Software schon jetzt die<br />
Komplexität eines Schiffes maßgeblich mit und Daten werden terabyteweise<br />
gesammelt. Die Arbeit von Werften und Systeminte -<br />
gratoren wird jedoch durch die allgegenwärtige Anforderung, die<br />
Voraussetzungen für das Datensammeln zu schaffen, deutlich<br />
erschwert: Sie müssen Systeme verschiedener Hersteller während<br />
der Inbetriebnahme in Einklang bringen, weshalb Werften hier sehr<br />
eng mit dem Lieferanten des übergeordneten Monitoring- und<br />
Kontrollsystems zusammenarbeiten müssen.<br />
Letztendlich hat der Gesamtsystemintegrator eine Schlüsselfunk -<br />
tion während der Inbetriebnahme. Er muss Änderungen sowie den<br />
Integrationstest an Bord durchführen. Hier sind Arbeiten teilweise<br />
nur nacheinander möglich und die Arbeitsstunden sind in der Regel<br />
teurer als in der Werkstatt. Reeder ihrerseits müssen sich heute<br />
mehr denn je auf ihr Kerngeschäft, die Abbildung einer weltumspannenden<br />
Logistikkette konzentrieren. Benötigen sie dazu Daten von<br />
ihren Schiffen, hängen sie eng an dem Integrator der das integrierte<br />
Monitoring- und Kontrollsystem des Schiffes liefert. Änderungen in<br />
Teilsystemen, wie zum Beispiel des Bunkersystems oder der Boiler<br />
führen dazu, dass beispielsweise der Boilerlieferant an Bord kommen<br />
muss. Darüber hinaus muss auch der Integrator die zusätz -<br />
lichen Variablen oder Messwertbereiche in das übergeordnete System<br />
einpflegen. Besagter Boilerlieferant hat somit, als Beispiel für<br />
jegliche Teilsystemhersteller, dauerhaft einen hohen Abstimmungs-<br />
Wie kann DIMA fürs Schiff funktionieren?<br />
In Anbetracht der komplexen Systemlandschaft auf<br />
einem Schiff erscheint es sinnvoll, jedem Mitglied der<br />
Wertschöpfungskette die Fokussierung auf seine Kernthemen<br />
zu ermöglichen: Der Teilsystemhersteller konstruiert<br />
seine Anlage inklusive Automation und Visualisierung.<br />
Der Systemintegrator und die Werft fügen die Teilsysteme<br />
zusammen. Und der Reeder stellt eine Logistikdienstleistung<br />
bereit, erhält einen höheren Investitionsschutz<br />
für sein Schiff und reduziert seine Abhängigkeit<br />
von Schlüssellieferanten. Auf maschinenbaulicher Seite<br />
ist dieses Vorgehen bereits Realität. Im Bereich der Elektrotechnik<br />
sowie der Softwarekomponenten sind Schnittstellen<br />
allerdings weniger durchgängig genormt und die Teilsysteme<br />
sogar auf Leitebene sehr eng miteinander verknüpft. Oftmals werden<br />
sie auch zentral automatisiert. Unter Umsetzung der folgenden<br />
Maßnahmen ließe sich das Konzept der dezentralen Intelligenz für<br />
modulare Anlagen dennoch auch auf einem Schiff implementieren:<br />
• In den Teilsystemen muss eine dezentrale Automation etabliert<br />
werden.<br />
• Eine Software-Schnittstelle mit hohem Abstraktionsgrad muss<br />
beschrieben werden. Hoher Abstraktionsgrad bedeutet in diesem<br />
Fall, dass das Teilsystem als ein Dienst angesehen wird.<br />
Dienste können unter anderem gestartet, gestoppt und parametriert<br />
werden. Für das Leitsystem, das damit zur Prozessführungsebene<br />
wird, ist es dabei egal, ob es die Hauptmaschine,<br />
die Boiler oder die Klimaanlage startet.<br />
• Zudem sind Informationen statt Daten auszutauschen.<br />
All dies sollte unter einem normierten Standard, der Herstellerunabhängigkeit<br />
bietet, geschehen.<br />
Bild: Wago<br />
Zunehmende Komplexität erfordert neue Lösungen<br />
Wago hat zusammen mit der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg<br />
und der Technischen Universität Dresden das Konzept DIMA<br />
(Dezentrale Intelligenz für Modulare Anlagen) für die Verfahrenstechnik<br />
erarbeitet. Es deckt die genannten Anforderungen ab und<br />
mündet derzeit in die VDI/VDE-Richtlinie 2658 sowie die NAMUR-<br />
Empfehlung NE148. Kernstück der Methode ist das Module Type<br />
Package (MTP) für Dienste und Informationen. Es beschreibt den<br />
Informationsaustausch mittels OPC-UA. Die Diensteorientierung<br />
24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Lässt sich mit DIMA<br />
ein Konzept, das zur<br />
Effizienzsteigerung in<br />
der Verfahrenstechnik<br />
entwickelt wurde,<br />
auch für die Schifffahrt<br />
adaptieren?<br />
Bild: Thorsten Sienk im Auftrag von Wago<br />
Die IT macht es vor<br />
PLUS<br />
Vorbild für die modulare, dezentrale Automation von verfahrenstechnischen<br />
Anlagen mittels DIMA ist die IT-Welt, in der Komponenten<br />
einfach integriert werden. Ein Drucker kann beispielsweise<br />
angeschlossen und genutzt werden, ohne dass sein<br />
Bediensystem programmiert werden muss. Ebenso einfach lassen<br />
sich Anlagenmodule mittels DIMA in die Anlagenarchitektur<br />
integrieren und in Betrieb nehmen. Vergleichbar mit dem Tausch<br />
von Druckern am PC, die durch den standardisierten Druckertreiber<br />
sofort wieder zur Nutzung aktiv sind, hat das DIMA-MTP-<br />
Konzept ebenfalls einen Softwaretreiber für das Produktions -<br />
modul: Das Module Type Package (MTP), welches die digitale<br />
Beschreibung zum Fertigungsmodul beinhaltet und somit die<br />
virtuelle Beschreibung dessen ist, was physisch zur Verfügung<br />
steht. Im Detail beschreibt das MTP die Funktionen des Produktionsmoduls,<br />
seine visuelle Darstellung im Produktionsleitrechner,<br />
Diagnoseinformationen sowie technische Daten. Aufgebaut<br />
ist es in AutomationML und erzeugt wird es bei der Programmierung<br />
der SPS – im Engineering-Tool e!Cockpit von Wago sogar<br />
auf Knopfdruck.<br />
Erste Hilfe.<br />
brot-fuer-die-welt.de/selbsthilfe<br />
Selbsthilfe.<br />
wird durch eine IEC 61512-normierte Statusmaschine gewährleistet<br />
und die Visualisierung im Teilsystem mittels AutomationML (Markup<br />
Language) beschrieben. Sie ist somit in der Vorortbedienung wie<br />
im Maschinenkontrollraum oder auf der Brücke funktional identisch<br />
– lediglich die Darstellung folgt dem Design des jeweiligen Her -<br />
stellers.<br />
Versuche an einer Modellanlage der Verfahrenstechnik haben<br />
gezeigt, dass eine Inbetriebnahme der Anlage innerhalb von nur<br />
zweieinhalb Minuten möglich ist. Bei herkömmlichen Inbetriebnahmen<br />
wären hier ansonsten zunächst mehrere Arbeitstage in die<br />
Anpassung des Leitsystems geflossen. Die positiven Erfahrungen<br />
in der Verfahrenstechnik sowie die breite Herstellerunterstützung im<br />
Bereich der Automation führen zu der Annahme, dass die Vorteile<br />
einer diensteorientierten Software in der Automation auch zu<br />
Effizienzsteigerungen im Schiffbau führen können.<br />
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Details zur herstellerunabhängigen Lösung DIMA:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 25
TRENDS<br />
PERSPEKTIVEN<br />
Zum breiten Angebot von ABB für die<br />
Schiffstechnik gehören vor allem auch<br />
die elektrischen, getriebelosen Antriebe<br />
Azipod. Für die hier abgebildete Oasis<br />
of the Seas hat das Unternehmen ein<br />
maßgeschneidertes elektrisches<br />
Antriebssystem mit drei 20 MW-<br />
Antriebseinheiten geliefert<br />
Bild: ABB<br />
Antriebs- und digitale Lösungen für Schiffe<br />
Von der Brücke bis zum Propeller<br />
Das Angebotsportfolio von ABB für die Schiffstechnik reicht von elektrischen, getriebelosen Antriebssystemen<br />
über die Stromerzeugung und -verteilung sowie verschiedenen Komponenten für die elektrische Automati -<br />
sierung bis hin zu maritimen Serviceleistungen sowie digitalen Lösungen. Diese Systeme und Komponenten<br />
sollen immer effizienter und umweltfreundlicher arbeiten. Dafür sorgen neben technischen Weiterentwick -<br />
lungen inzwischen vor allem verschiedene Lösungen und Dienstleistungen unter dem Dach von ABB Ability.<br />
Irene Knap nach Informationen der ABB AG, Zürich, sowie der Meyer Werft GmbH & Co. KG, Papenburg<br />
Mit der World Dream hat die Meyer Werft im Herbst 2017 ein<br />
Schwesterschiff der Genting Dream an die Reederei Dream<br />
Cruises abgeliefert. Das auf den asiatischen Markt ausgerichtete<br />
Schiff verfügt über eine Länge von 335,35 m, einer Breite von<br />
39,7 m sowie ein Azipod-Antriebssystem von ABB, das eine<br />
Höchstgeschwindigkeit von 24 Knoten (etwa 44,5 km/h) ermöglicht<br />
und sowohl die Antriebs-, als auch die Steuerungsfunktion des<br />
Schiffes übernimmt. Dafür besteht ein solcher getriebeloser Azipod-<br />
Antrieb aus einer elektrischen Antriebseinheit mit einem Elektromotor<br />
mit variabler Drehzahl sowie einem Festpropeller. Diese Einheit<br />
wird in einer strömungsgünstigen Gondel – im Englischen als Pod<br />
bezeichnet – unter der Wasserlinie angeordnet, die um ihre senkrechte<br />
Achse frei um 360° drehbar ist, wodurch die Schubkraft in<br />
jede beliebige Richtung gelenkt werden kann. Dadurch kann man<br />
auf Ruder, Querstrahlruder am Heck oder lange Wellen im Schiffsrumpf<br />
verzichten. Zudem ist es etwa für Kreuzfahrtschiffe mit<br />
einem solchen Antriebssystem inzwischen möglich, dezimetergenau<br />
zu manövrieren, wodurch sie auch ohne zusätzliche Unterstützung<br />
von außen, beispielsweise durch Schlepper, in der Lage sind,<br />
sicher an Häfen zu landen.<br />
Entwicklung des Azipod-Antriebs<br />
Ursprünglich erfunden und patentiert wurde das Prinzip der sogenannten<br />
Pod-Antriebe mit einer Propellergondel, also einem Antriebsaggregat<br />
für Wasser- oder Luftfahrzeuge, 1955 von F. W. Pleuger und Friedrich<br />
Busmann als Weiterentwicklung des Aktivruders. Seit damals hat<br />
sich auch die Technik in der Schiffsbranche weiterentwickelt und verschiedene<br />
Unternehmen haben ihre eigenen Formen von Antriebssystemen<br />
mit einer Gondel unter der Wasserlinie vorgestellt – unter anderem<br />
eben ABB. 1987 hat das Unternehmen in Kooperation mit der<br />
Kvaerner-Masas-Yard-Werft in Finnland den Azipod-Antrieb entwickelt.<br />
Seither haben sich die Antriebe der Schweizer auf Kreuzfahrtschiffen<br />
sowie Eisbrechern bewährt und auf dem Markt etabliert. Zudem wurden<br />
die elektrischen, getriebelosen Antriebssysteme für dieselelektrische<br />
Schiffe stetig weiterentwickelt und sind inzwischen nicht nur<br />
leiser, kompakter und ermöglichen es Schiffsbauern, die Maschinenräume<br />
effizienter zu nutzen. Sie bieten auch, nach verschiedenen Verbesserungen<br />
in Sachen Effizienz, Emissionen, Bauzeiten sowie dem<br />
Design von Schiffen, eine hohe Energieeffizienz. Bei einem typischen<br />
Kreuzfahrtschiff bedeutet dies eine jährliche Kraftstoffersparnis von<br />
rund 500.000 Euro sowie eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes um<br />
etwa 5000 t. Eine Entwicklung, die angesichts des derzeitigen Booms<br />
in der Kreuzschifffahrt großes Potenzial eröffnet, denn zur Auslieferung<br />
26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
is 2021 stehen derzeit laut CLIA Deutschland (Cruise Lines International<br />
Association) 66 Kreuzfahrtschiffe in den Auftragsbüchern europäischer<br />
Werften. Zudem sind die Ausgaben für Neubauten sowie Wartung<br />
und Reparatur der Schiffe das sechste Jahr in Folge angestiegen.<br />
Effizientes Gesamtsystem<br />
Dass Themen wie die Energieeffizienz auch bei der Planung sowie<br />
beim Bau von Kreuzfahrtschiffen immer wichtiger werden, wird<br />
besonders an drei geplanten Virgin-Voyages-Kreuzfahrtschiffen<br />
deutlich, von denen das erste 2020 vom Stapel laufen soll. „Die ökologische<br />
Nachhaltigkeit ist ein Eckpfeiler unseres Leitbilds“, erklärt<br />
dazu Stuart Hawkins, Senior Vice President, Marine & Technical<br />
Operations, bei Virgin Voyages. Somit spielt der Umweltschutz bei<br />
diesen Schiffen eine besonders wichtige Rolle.<br />
Ausgerüstet werden die Luxusliner mit einer geplanten Länge von<br />
278 m, einer Breite von 38 m mit je zwei Azipod-XO-Einheiten mit<br />
einer Antriebsleistung von insgesamt 32 MW (43.000 PS). Das X<br />
steht dabei für die nächste Generation und das O für den Betrieb in<br />
offenen Gewässern. Die entsprechenden Viertaktmotoren für den<br />
Antrieb der Elektrogeneratoren – vier pro Schiff – werden mit Turboladern<br />
von ABB ausgestattet. Diese sind für anspruchsvolle Betriebsbedingungen<br />
ausgelegt und werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit<br />
und Effizienz für große Kreuzfahrtschiffe häufig bevorzugt. „Der<br />
Azipod steht wie kein anderes Antriebssystem für Innovation und<br />
Effizienz und ist daher für die Realisierung unserer Vision einer elektrischen,<br />
digitalen und vernetzten Schiffahrt von fundamentaler Bedeutung“,<br />
sagt Peter Terwiesch, Leiter der Division Industrieautoma -<br />
Azipod-Antriebe<br />
ABB bietet die getriebelosen Azipod-Antriebe in verschiedenen<br />
Bauformen mit unterschiedlichen Antriebsleistungen sowie für<br />
spezielle Einsatzzwecke an:<br />
• Azipod XL mit bis zu 17,5 MW<br />
• Azipod XO mit bis zu 22 MW<br />
• Azipod DO mit 1,5 MW bis 7,5 MW<br />
• Azipod CO mit 1,0 MW bis 4,5 MW<br />
• Für die höchsten Eisklassen: Azipod VI mit 5 MW bis 17 MW sowie<br />
Azipod ICE mit bis zu 5 MW<br />
• Für Offshore-Schiffe und –Einheiten: Azipod CZ mit bis zu 4,7 MW<br />
und Azipod DZ mit bis zu 7 MW<br />
Details zu den Antrieben finden Sie unter:<br />
hier.pro/3PilA<br />
Ein Azipod DO sowie ein Azipod DZ (v. l.)<br />
PLUS<br />
Bild: ABB<br />
Bild: Meyer Werft<br />
Die World Dream in der Meyer Werft im Herbst 2017. Das auf den<br />
asiatischen Markt ausgerichtete Schiff verfügt über eine Länge<br />
von 335,35 m sowie eine Breite von 39,7 m<br />
tion von ABB. Seit der ersten Installation haben Azipod-Antriebe insgesamt<br />
rund 700.000 t Kraftstoff eingespart und annähernd 15 Mio.<br />
Betriebsstunden mit einer Verfügbarkeit von 99,8 % geleistet. Im<br />
März wurde zudem der 100ste Auftrag für einen solchen Antrieb für<br />
ein Kreuzfahrtschiff erteilt. Insgesamt sind bereits über 160 seegängige<br />
Fahrzeuge mit Azipods ausgestattet.<br />
Auf den drei geplanten Virgin-Voyages-Schiffen werden jedoch nicht<br />
nur die Antriebe von ABB eingesetzt, sondern das komplette Energiekonzept<br />
des Unternehmens. Diese Lösung umfasst Elektroge -<br />
neratoren, Hauptverteilerschalttafeln, Verteiltransformatoren sowie<br />
eine Fernsteuerung zur Bedienung der Azipod-Einheiten von der<br />
Brücke aus. Die Kombination aus Antriebssystem und -Energiekonzept<br />
der Schweizer erlaubt es, dass alle Anlagen für eine optimierte<br />
Leistung mit den ABB-Ability-Collaborative-Operations-Zentren verbunden<br />
und entsprechend konfiguriert werden können, wodurch die<br />
Effizienz erhöht und die Emissionen gesenkt werden.<br />
Digitale Lösungen für die Marineindustrie<br />
Der Anbieter hat mit ABB Ability das eigene Angebot an digitalen<br />
Lösungen und Dienstleistungen über alle Branchen hinweg gebündelt.<br />
Lösungen aus dem entsprechenden Portfolio helfen, Daten aus<br />
digitalen Produkten und Systemen auszuwerten sowie aus den<br />
gewonnenen Informationen konkrete Handlungen abzuleiten – auch<br />
in der Marineindustrie: Das Digitalangebot, das unter dem Stichwort<br />
Collaborative Operations zusammengefasst wird, bietet zahlreiche,<br />
speziell auf die Bedürfnisse der Marineindustrie zugeschnittene<br />
Software-Pakete und digitale Services an, etwa für die Fernoder<br />
zustandsbezogene Wartung sowie für Kursoptimierungen von<br />
Fracht- oder Passagierschiffen. Die verbesserten satellitengestützten<br />
Überwachungsmöglichkeiten von Schiffen sowie das Cloud<br />
Computing versetzen Zulieferer wie ABB somit in die Lage, den<br />
Reedereien cloudbasierte Lösungen zur Verfügung zu stellen, die<br />
ein enormes Potenzial zur Kosteneinsparungen und/oder Leistungssteigerungen<br />
einzelner Schiffe oder ganzer Flotten bieten können.<br />
Zur lückenlosen Kontrolle von Schiffen betreibt das Unternehmen<br />
weltweit sieben sogenannte Collaboration Operation Center (COC),<br />
die die entsprechenden Nutzer nicht nur in Notfällen, sondern auch<br />
im alltäglichen Betrieb in die Lage versetzen, zum Beispiel vorausschauende<br />
Wartungen zu planen und allgemein den Betrieb der<br />
Schiffe zu optimieren. Sowohl die Eigner als auch die Service-<br />
Bereiche von ABB greifen dazu online auf die gleichen Informa -<br />
tionen zu. Zurzeit überwacht das Unternehmen auf diese Art und<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 27
TRENDS<br />
PERSPEKTIVEN<br />
Bild: Meyer Werft<br />
Die Brücke der World Dream<br />
Weise fast 1000 Schiffe weltweit und kombiniert, aufbauend auf<br />
den jahrzehntelangen Erfahrungen im Marinesektor, traditionelle<br />
Technologien mit den Industrie-4.0-Lösungen von morgen. Zu den<br />
gesammelten Daten gehören unter anderem Angaben aus den Bereichen<br />
Navigation, Wetter, Wellengang, Treibstoff sowie dem<br />
Antriebssystem aus Umrichter und Azipod.<br />
ABB Ability<br />
PLUS<br />
Mit der Markteinführung von mehr als 180 Lösungen und Services hat<br />
ABB im März 2017 einen erheblichen Wert für Nutzer in der vierten<br />
industriellen Revolution geschaffen. Durch das Zusammenbringen der<br />
großen Industrie-Expertise im Bereich der Netzwerkkonnektivität mit<br />
den aktuellen digitalen Technologien und Innovationen bietet ABB<br />
Ability leistungsstarke Lösungen und Dienstleistungen, die Unternehmen<br />
helfen und konkrete Geschäftschancen eröffnen können. Es hilft<br />
Anwendern in der Energieversorgung, der Industrie sowie im Transport-<br />
und Infrastruktursektor, Prozesse neu zu entwickeln oder zu verbessern.<br />
Denn mit ABB Ability können wichtige Erkenntnisse gewonnen,<br />
die Planung und Steuerung des Echtzeitbetriebs optimiert und<br />
die Ergebnisse in die Steuerungssysteme eingespeist werden, um<br />
wichtige Kennzahlen wie Anlagenverfügbarkeit, Schnelligkeit und<br />
Rendite zu verbessern. Das Angebot an digitalen Lösungen im Rahmen<br />
von ABB Ability umfasst Leistungsmanagementlösungen für anlagenintensive<br />
Branchen, Steuerungssysteme für Prozessindustrien,<br />
Fernüberwachungsdienste für Roboter, Motoren und Maschinen<br />
sowie Steuerungslösungen für Gebäude, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge<br />
und Offshore-Plattformen. Darüber hinaus fokussieren sich<br />
einige der spezialisierteren Angebote auf das Energiemanagement<br />
von Rechenzentren sowie die, in diesem Beitrag angesprochene,<br />
Navigationsoptimierung für Schiffsflotten.<br />
Die strömungsgünstige Gondel des Azipod-Antriebs ist um ihre senkrechte<br />
Achse frei um 360° drehbar, wodurch die Schubkraft in jede beliebige<br />
Richtung gelenkt werden kann. Hier werden in der Meyer Werft gerade die<br />
Flügel eines Propellers der World Dream montiert<br />
Collaborative Operations<br />
Beispielsweise nutzt die Optimierungslösung für Stromerzeugungsanlagen,<br />
das ABB Ability Marine Advisory System – Octopus, den<br />
prognostizierten Strombedarf eines Schiffs während seiner gesamten<br />
Fahrt als Eingabe zur Bestimmung der optimalen Last für jeden<br />
Generator. Bei dieser langfristigen Optimierung kommt ein Regler<br />
zum Einsatz, der ein Prozessmodell der gesamten Anlage nutzt, um<br />
den Anlagenzustand in zukünftigen Zeitschritten, dem Vorhersagehorizont,<br />
vorherzusagen, sodass eine optimale Verteilung der Last<br />
über die gesamte Fahrt hinweg bestimmt werden kann. Daraufhin<br />
wird eine optimale Regelsequenz für eine kürzere Zeitspanne, den<br />
Optimierungshorizont, bestimmt. Somit wird der Kraftstoffbedarf<br />
jedes Generators als nichtlineare Funktion der Lasten sowie der<br />
aktuellen Betriebszustände auf Basis spezifischer Kraftstoffverbrauchskurven<br />
und benutzerdefinierter Randbedingungen modelliert.<br />
Entsprechende Regler passen dann die jeweiligen Lasten<br />
unter Berücksichtigung des identifizierten Kraftstoffeffizienzmodells<br />
für jeden Dieselgenerator in Echtzeit an. Auf diese Weise können<br />
Schiffsbetreiber die Kraftstoffkosten sowie den Verbrauch um mindestens<br />
4 % senken und die Emissionen reduzieren.<br />
Zudem verlangen Versicherungen inzwischen von Frachtschiff -<br />
reedern fallweise den Einsatz einer Routenplanungssoftware unter<br />
Berücksichtigung von weitreichenden Wetter- und Wellendaten nicht<br />
nur für die vom Treibstoffverbrauch her günstigste, sondern unter<br />
Berücksichtigung von Wind und Strömung sicherste Route von A<br />
nach B. Und ein anderes System errechnet den Einfluss der Wassertiefe<br />
in Küstennähe und im Tidenbereich auf den Strömungswiderstand<br />
des Schiffes und damit auf die optimale Geschwindigkeit<br />
beim Einlaufen in Häfen. Bis zu 5 % Treibstoff lassen sich durch<br />
solche Bewegungsvorhersagen sowie Leistungs- und Antriebsoptimierung<br />
einsparen.<br />
E-Mobility bei Schiffen<br />
Steigende Beachtung finden in der Schiffsbranche auch – ähnlich<br />
wie im Straßenverkehr – moderne Lösungen für die E-Mobilität auf<br />
hoher See. Im Grunde bilden mit den elektrischen, getriebelosen<br />
Antrieben seit einigen Jahren häufig nicht nur bei Kreuzfahrtschiffen<br />
Hybridsysteme das Antriebssystem der Wahl. Dabei laufen je nach<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Bedarf mehrere Verbrennungsmotoren unter optimalen Konstant-<br />
Bedingungen bezüglich Drehzahl, sowie Last und erzeugen über<br />
Generatoren Strom, der nicht nur für Beleuchtung, zum Kochen oder<br />
zur Klimatisierung an Bord verwendet wird, sondern auch für die<br />
elektrischen Antriebsmotoren. Zudem dürfen große Kreuzfahrtschiffe<br />
in zahlreichen Häfen und in Küstennähe seit geraumer Zeit nicht<br />
mehr mit Schweröl betriebene Motoren zur Stromerzeugung oder<br />
zu Antriebszwecken einsetzen. In Häfen werden deshalb elektrische<br />
Landanschlüsse installiert, die „sauberen” Strom in die Schiffe einspeisen,<br />
wodurch neben der optimierten Stromerzeugung und -verteilung<br />
auch die effiziente Energiespeicherung immer wichtiger<br />
wird. ABB-Systeme in Hybridlösungen bestehen Batterien, Integratoren/Konvertern<br />
für das DC-Netz an Board sowie einem Leitsystem.<br />
Sie können beispielsweise die Leistungsreserven zu den laufenden<br />
Generatoren bilden, Leistungsspitzen beim Start weiterer<br />
Maschinen abfangen, die kurzzeitige Reserve bei einem Generatorausfall<br />
darstellen sowie das strategische Laden unterstützen.<br />
Darüber hinaus kommen in zunehmendem Maße auch rein elektrisch<br />
betriebene Schiffe – vornehmlich Fähren – zum Einsatz. So hat<br />
das Schweizer Unternehmen zum Beispiel die Fähre Tycho Brahe,<br />
die auf der Ostsee zwischen Dänemark und Schweden pendelt,<br />
nicht nur mit einem elektrischen Gleichstrom-Bordnetz sowie entsprechenden<br />
Energiespeichern ausgerüstet, ein ABB-Roboter sorgt<br />
auch für die automatische und schnelle Ankoppelung der einlaufenden<br />
Fähre an eine Ladestation. Während des Frachtentlade-/-ladevorgangs<br />
wird dadurch ausreichend Strom für die anschließende<br />
Rückfahrt in die Akkumulatoren gespeist. Des Weiteren fährt auf<br />
dem norwegischen Näroyfjord, einem Unesco-Naturerbe, seit etwa<br />
zwei Jahren ein elektrisch betriebenes Ausflugsschiff. Dessen<br />
Dieselantriebe werden erst nach dem Verlassen des Fjords zu<br />
Antriebs- und Ladezwecken angeworfen. Großes Potenzial bieten<br />
auch zahlreiche Spezialschiffe, etwa Versorgungsschiffe von Bohr -<br />
inseln oder Zulieferschiffe von Aquafarmen.<br />
Neue Formen der Energieerzeugung<br />
Neben der sich ständig verbessernden Abgasreinigung bei modernen<br />
Dieselmotoren denkt man bei der 1795 gegründeten Meyer<br />
Werft in Papenburg auch ständig über neue Formen der Energieerzeugung<br />
auf Kreuzfahrtschiffen nach. Denn seit mit der Homeric das<br />
erste Kreuzfahrtschiff der Werft 1985 vom Stapel gelaufen ist, hat<br />
sich einiges verändert. So ist demnach etwa im Ostseeraum die<br />
Ein Beispiel für das ABB Ability Marine Advisory System – Octopus<br />
Infrastruktur für Kreuzfahrtschiffe mit verflüssigtem Erdgas (LNG –<br />
liquefied natural gas) vorhanden und für das Mittelmeer sowie die<br />
Karibik sind Lösungen mit Bunkerschiffen möglich. Die Technologie<br />
wurde für Handelsschiffe entwickelt sowie getestet und wird nun<br />
auch in der Kreuzfahrt realisiert. Ein weiterer alternativer Brennstoff<br />
ist laut der Meyer Werft Metahnol. Hier werden mit dem Forschungsprojekt<br />
Methaship erste Erfahrungen gesammelt. Des Weiteren wird<br />
im Bereich von maritimen Brennstoffzellen sowie der Photovoltaik<br />
als eine weitere Energiequelle geforscht. Grundsätzlich sehen die<br />
Verantwortlichen der Werft dahingehend eine positive Entwicklung,<br />
dass der Energieverbrauch pro Passagier in den letzten Jahren durch<br />
bessere Systeme und Komponenten deutlich gesunken ist.<br />
www.abb.de<br />
www.meyerwerft.de<br />
Weitere Informationen zu ABB Ability finden Sie unter:<br />
hier.pro/mbtwp<br />
ABB auf der Messe Innotrans: Halle 9, Stand 304<br />
und auf der Messe SMM: Halle A3, Stand 202<br />
Meyer Werft auf der Messe SMM:<br />
Halle B4.EG, Stand 216<br />
Bild: ABB<br />
Auf hoher See<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 29
AUTOMATISIERUNG<br />
TITELSTORY<br />
Überwachung der Oberflächentemperatur<br />
Miniatur-Infrarot -<br />
sensoren im Hyperloop<br />
Mit dem Hyperloop in Rekordgeschwindigkeit von A nach B reisen – das ist die<br />
Vision von Tesla-CEO Elon Musk, der die Entwicklung dieses Fortbewegungsmittels<br />
antreibt. Bei diesen Hochgeschwindigkeitstransporten spielt präzise<br />
Sensorik für Überwachungsaufgaben eine wesentliche Rolle. So wird beispielsweise<br />
die Oberflächentemperatur der Antriebsräder durch kompakte Infrarot-<br />
Temperatursensoren von Micro-Epsilon in Echtzeit kontrolliert, aber auch<br />
Batteriespannung, Strom, Motortemperatur, Motordrehzahl, Beschleunigungen,<br />
Umgebungsdruck oder Druck im Pneumatiksystem sind wichtige Daten.<br />
Dipl.-Ing. Manfred Pfadt, Produktmanager Sensorik,<br />
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg<br />
30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
TITELSTORY<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Der Hyperloop ähnelt dem Prinzip der Rohrpost: Elektrisch<br />
getriebene Transportkapseln werden mittels Solarenergie auf<br />
Luftkissen durch eine Röhre mit Teilvakuum befördert. Die ursprüngliche<br />
Idee dazu ist nicht neu, sie wurde bereits im Jahr 1812 durch<br />
George Medhurst vorgestellt. Elon Musk, bekannt durch seine Teilhabe<br />
am Onlinebezahlsystem Paypal sowie seine Erfolge mit dem<br />
Elektroautohersteller Tesla und dem privaten Raumfahrtunternehmen<br />
SpaceX, verfolgt diese Idee der schnellen Fortbewegung. Laut<br />
ihm ist es möglich, auf Strecken bis 1500 km deutlich schneller als<br />
mit dem Flugzeug und gleichzeitig billiger als mit der Bahn zu reisen.<br />
Im Juni 2015 wurde deshalb ein Wettbewerb unter dem Namen<br />
SpaceX Hyperloop Pod Competition veranstaltet, um die Entwicklung<br />
des Hyperloop zu beschleunigen.<br />
Studenten der Technischen Universität München waren bereits bei<br />
diesem ersten internationalen Wettbewerb dabei. Die Teams sollten<br />
funktionstüchtige Kapseln, sogenannte Pods, konzipieren und<br />
sie der Fachjury vorstellen. Von über 700 Bewerberteams wurden<br />
im Januar 2017 lediglich 30 dazu eigenladen, ihre Kapseln in der<br />
von SpaceX gebauten, 1,2 km langen Röhre in Kalifornien zu testen.<br />
Nach weiteren bestandenen Funktionsprüfungen durfte das<br />
Warr-Hyperloop-Team der Technischen Universität München als<br />
eines von nur drei Teams seine Kapsel durch die Röhre schicken.<br />
Nur die Münchner Kapsel schaffte es am Ende ins Ziel und gewann<br />
den Hauptpreis für den schnellsten Hyperloop Pod, an dem mehr<br />
als 32 Studenten Entwicklungsarbeit leisten. Und auch den zweiten<br />
sowie den dritten Hyperloop-Contest in Los Angeles im Sommer<br />
2017 und <strong>2018</strong> konnten die Studenten für sich entscheiden. Sie<br />
erreichten dabei 2017 einen Top-Speed von 324 km/h und <strong>2018</strong><br />
sogar 467 km/h.<br />
Bild: Micro-Epsilon/Konradin Mediengruppe<br />
Überwachung der Oberflächentemperatur<br />
Mit an Bord des Hochgeschwindigkeitstransports sind Miniatur-<br />
Infrarot-Temperatursensoren der Bauform Thermometer CSmicro<br />
von Micro-Epsilon. Ihre Aufgabe ist die Überwachung der Oberflächentemperatur<br />
des polyurethanbeschichteten Antriebsrades sowie<br />
der zehn ebenfalls beschichteten Laufräder. Das Antriebsrad hat<br />
einen Radius von 80 mm und erreicht bei Maximalgeschwindigkeit<br />
eine Drehzahl von 12 000 Umdrehungen pro Minute. Die Laufräder<br />
haben einen Radius von 25 mm und halten das Fahrzeug in der<br />
Schiene. Die Oberflächentemperatur muss während der Fahrt und<br />
auch auf dem internen Teststand überprüft werden, um die Haltbarkeit<br />
der Räder sicherzustellen und deren Verschleiß zu kontrollieren.<br />
Dabei sollte die Polyurethanbeschichtung der Räder nicht heißer als<br />
120 °C werden. Mit diesen Werten ist es zudem ebenfalls möglich,<br />
Grenzbereiche und Dauerlasten auszuwerten sowie gegebenenfalls<br />
Verbesserungen vorzunehmen.<br />
Äußerst kompakte Infrarot-Temperatur -<br />
sensoren von Micro-Epsilon führen u. a. eine<br />
Echtzeitkontrolle der Oberflächentemperatur<br />
der Antriebsräder im Hyperloop durch. Die<br />
Kapseln, sogenannte Pods, werden durch die<br />
von SpaceX in Kalifornien errichtete,<br />
1,2 km lange Teströhre geschickt<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 31
AUTOMATISIERUNG<br />
TITELSTORY<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Die berührungslose Temperaturmessung bietet zahlreiche Vorteile, wie die Messung an bewegten, schwer zugänglichen oder sehr heißen Objekten,<br />
sehr kurze Mess- und Ansprechzeiten, rückwirkungsfreie Messungen, keine Beeinflussung des Messobjektes und verschleißfreie Messungen<br />
Um die Oberflächentemperatur der Räder exakt bestimmen zu können,<br />
ist der Temperatursensor Thermometer CSmicro etwa 75 mm<br />
über der Oberfläche des Antriebsrades fest angebracht. Dadurch<br />
ergibt sich auf jedem Rad ein mittig platzierter, kreisförmiger Messfleck<br />
von 7 mm Durchmesser mit hoher räumlicher Auflösung, der<br />
zur exakten Bestimmung der Temperatur ausreicht.<br />
Messaufgabe im Vakuum<br />
Die Herausforderung für diese Messaufgabe liegt in der hohen<br />
Drehzahl kombiniert mit den schwierigen thermischen Bedingungen<br />
im Vakuum. Derart hohe Drehzahlen machen eine berührende<br />
Messung unmöglich. Daher kommen berührungslose Sensoren<br />
zum Einsatz, die dazu die extremen Bedingungen im Vakuum aushalten<br />
sowie gleichzeitig präzise und verlässliche Messwerte liefern<br />
müssen. Da im Vakuum keine Wärmeleitung durch Konvektion möglich<br />
ist, die Komponenten also nicht durch die Umgebungsluft<br />
gekühlt werden können, dürfen die Sensoren außerdem nur möglichst<br />
wenig Verlustwärme erzeugen.<br />
„Analoge wie auch digitale<br />
Anschlüsse halten uns auf unserer<br />
Anschlussseite sehr flexibel.“<br />
Das Thermometer CSmicro ist ein Temperatursensor, der alle erforderlichen<br />
Bedingungen dieser anspruchsvollen Messaufgabe erfüllt.<br />
Der Miniatursensor lässt sich durch seine geringen Abmessungen<br />
gut in beengte Bauräume einpassen. Er verfügt über einen Durchmesser<br />
von 14 mm, eine Länge von 28 mm und ist mit einem<br />
M12-Feingewinde versehen. Der Controller wurde direkt in das<br />
Kabel integriert. Des Weiteren produziert der Sensor durch seinen<br />
geringen Stromverbrauch von nur 9 mA wenig Verlustwärme und<br />
gibt folglich kaum Wärme im Vakuum ab. Des Weiteren ist der<br />
Messkopf abgesetzt, sodass Sensor und Elektronik getrennt voneinander<br />
platziert werden können, wodurch die Elektronik nicht der<br />
direkten Hitze in der Umgebung des Messobjektes ausgesetzt ist.<br />
Der Sensor selbst lässt sich ohne Kühlung bei Umgebungstemperaturen<br />
von bis zu 120 °C einsetzen, während sich der Messbereich<br />
von -40 °C bis +1030 °C erstreckt. Die beschichtete Siliziumoptik<br />
macht ihn robust und unempfindlich. Darüber hinaus verfügt der<br />
Sensor über einen skalierbaren Analogausgang sowie einen simultanen<br />
Alarmausgang und bietet außerdem die Möglichkeit digitaler<br />
und analoger Anschlüsse. Eine digitale Programmierung, die erweiterte<br />
Anwendungsmöglichkeiten bietet, ist ebenfalls möglich.<br />
Martin Riedel vom Warr-Hyperloop-Team der Technischen Universität<br />
München zeigt sich äußerst zufrieden mit der Sensorlösung von<br />
Micro-Epsilon: „Der CSmicro bietet eine sehr kompakte Einheit, um<br />
die Oberflächentemperatur genau zu vermessen. Analoge wie auch<br />
digitale Anschlüsse halten uns auf unserer Anschlussseite sehr<br />
flexibel“.<br />
Das Messprinzip<br />
Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt<br />
von -273,15 °C (0 Kelvin) sendet an der Oberfläche eine seiner<br />
Eigentemperatur proportionale elektromagnetische Strahlung, die<br />
sogenannte Eigenstrahlung aus, ganz gleich ob es sich um Eis oder<br />
heißen Stahl handelt. Ein Teil dieser Strahlung ist Infrarotstrahlung,<br />
die zur Temperaturmessung verwendet werden kann. Sie durchdringt<br />
die Atmosphäre und wird im Infrarot-Messsystem mittels<br />
einer Linse (Eingangsoptik) auf ein Detektorelement fokussiert,<br />
welches ein der Strahlung proportionales elektrisches Signal<br />
erzeugt. Das Signal wird verstärkt und mittels nachfolgender digitaler<br />
Signalverarbeitung in eine der Objekttemperatur proportionale<br />
32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
TITELSTORY<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Der Temperatursensor<br />
Thermometer CSmicro<br />
lässt sich mühelos ohne<br />
Kühlung bei Umgebungstemperaturen<br />
von bis<br />
zu +120 °C einsetzen,<br />
während sich der Messbereich<br />
von -40 °C bis<br />
+1030 °C erstreckt. Die<br />
beschichtete Silizium -<br />
optik macht ihn robust<br />
und unempfindlich<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Ausgabegröße umgesetzt. Der Messwert kann dann auf einem<br />
Display angezeigt oder als analoges Signal ausgegeben werden,<br />
welches einen einfachen Anschluss an Regelsysteme der Prozesssteuerung<br />
ermöglicht. Bei der Infrarot-Temperaturmessung kommt<br />
es vor allem auf die drei Faktoren Emission, Transmission und Reflexion<br />
an. Der Emissionsgrad eines Körpers gibt beispielsweise an,<br />
wie viel Strahlung er im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler,<br />
einem schwarzen Körper, abgibt. Optimale Temperaturmessungen<br />
können bei Wellenlängen durchgeführt werden, bei denen der<br />
Transmissionsgrad unabhängig von der Dicke annähernd Null ist.<br />
Polyurethan, Polyester Teflon, FEP und Polyamid beispielsweise<br />
sind bei 7,9 μm undurchlässig.<br />
Komplettlösungen aus einer Hand<br />
Micro-Epsilon versteht sich als Komplettanbieter, der die passende<br />
Messtechnik für zahlreiche Branchen bereithält. Im Portfolio der<br />
Infrarot-Temperatursensoren befinden sich Pyrometer wie auch<br />
Infrarotkameras. Je nach Anwendung sind diese Punkt- und<br />
Flächensensoren miteinander kombinierbar, wodurch ein hoher<br />
Qualitätsanspruch bei außergewöhnlichen Applikationen, aber auch<br />
im regulären Produktionsprozess möglich wird. Produktübergrei -<br />
fende Beratung, Bezug und alle Serviceleistungen erfolgen bequem<br />
aus einer Hand.<br />
Infrarot-Temperatur-Sensoren der Baureihe Thermometer sind<br />
modular aufgebaut und für ein breites Anwendungsspektrum in der<br />
berührungslosen Temperaturmessung ausgelegt. Von niedrigen<br />
Temperaturen, die in Kühlketten oder Laboren vorherrschen, bis zu<br />
hohen Temperaturen in Schmelzen und Hochöfen messen Infrarotsensoren<br />
präzise und zuverlässig. Aufgrund ihrer kompakten Bau -<br />
weise werden sie in Anwendungen mit beschränktem Bauraum<br />
integriert – beispielsweise im Maschinenbau, im Kleinstapparatebau<br />
oder in OEM Anwendungen mit Mehrfach-Infrarot-Messstellen.<br />
Alle Modelle der Thermometer-Produktgruppe bieten kurze Ansprechzeiten,<br />
eine hohe Genauigkeit sowie eine hohe Auflösung.<br />
Besonders geeignet sind die Infrarotsensoren von Micro-Epsilon für<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Die Oberflächentemperatur der Antriebsräder wird durch kompakte<br />
Infrarot-Temperatursensoren von Micro-Epsilon in Echtzeit kontrolliert<br />
bewegte, stromführende oder auch kleine Objekten und dabei<br />
speziell bei temperaturkritischen Anwendungen. Des Weiteren liefern<br />
sie auch bei Chemikalien, im Vakuum oder anderen abgeschlossenen<br />
Umgebungen präzise Ergebnisse. Vermessen werden beispielsweise<br />
Dichtungen in einer Vakuum-Pumpe, Silikonwafer in<br />
der Verarbeitung unter Vakuum sowie Plasmabeschichtungen im<br />
Vakuum oder bei Niederdruckplasmen, die etwa zur Herstellung<br />
von Brillen oder Objektiven, in der Automobiltechnik zur Herstellung<br />
von Scheinwerfern und Spiegeln oder in der Werkzeugher -<br />
stellung bei gehärteten Oberflächen zum Einsatz kommen. ik<br />
www.micro-epsilon.de<br />
Weitere Informationen zu den Infrarot-<br />
Temperatursensoren von Micro-Epsilon:<br />
hier.pro/CaujB<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 33
In Open Syde kann der Programmierer sich ein zu den Funktionen passendes Dashboard zusammenstellen<br />
Bild: STW<br />
STW bietet offene Entwicklerplattform für mobile Arbeitsmaschinen<br />
Mobile Maschinen optimal programmieren<br />
Ob in der Landwirtschaft, beim Bau oder in der kommunalen Technik, mobile Maschinen werden immer<br />
komplexer und das fordert die Entwicklungsingenieure. Sensor-Technik Wiedemann (STW) hat nun dafür<br />
die offene Softwareplattform Open Syde entwickelt, die hier allen das Leben in Zukunft erleichtern soll.<br />
Industrie 4.0 ist mittlerweile ein gängiger Begriff, Farming 4.0 und<br />
Prescision Farming sind hingegen weniger bekannt. Dieser Präzisionsackerbau<br />
berücksichtigt die Unterschiede des Bodens und der<br />
Ertragsfähigkeit innerhalb eines Feldes. Die Positionen dieser Landmaschinen<br />
werden mittels GPS erfasst und die Maschine dokumentiert<br />
selbst Kennwerte während der Bearbeitung. Tunnel, Brücken<br />
und enge Altstadtgassen machen der Feuerwehr das Leben<br />
schwer. Eine Gelenkdrehleiter Ist kompakt und kann auch unter<br />
Platzmangel sicher eingesetzt werden. Stangenlose Flugzeugschlepper<br />
ermöglichen ein sicheres, flexibles und schnelles Bewegen<br />
der Flugzeuge am Boden, um diese sicher zu der bestimmten<br />
Parkposition zu bringen.<br />
Gemeinsam ist diesen mobilen Maschinen eine Vielzahl von Sensoren<br />
und Antrieben. Sie sichern die komplexen Funktionen dieser<br />
Maschinen und sind mittels CAN-Bus oder Ethernet vernetzt. Über<br />
das Kommunikationssystem wird der Datenaustausch zwischen<br />
den Steuergeräten auf einer einheitlichen Plattform ohne Kabelsalat<br />
organisiert. Das erleichtert das wirtschaftliche Realisieren steuergerätübergreifender<br />
Systeme sowie Systemerweiterungen und er-<br />
laubt es, mehrere Steuergeräte parallel zu überprüfen. Diese ganzen<br />
Systeme in einwandfreien Einklang zu bringen, sodass sie mit<br />
hoher Sicherheit funktionieren, ist eine Herausforderung. Eine Lösung<br />
bietet die Entwicklungsplattformen openSyde von STW, die<br />
den Entwicklern das Leben erleichtern soll.<br />
„Unsere Idee war es, eine offene, flexible Entwicklungsplattform für<br />
mobile Maschinen zu schaffen, mit der die betroffenen Unternehmen<br />
nicht nur ihre eigene Kompetenz einbringen können, sondern<br />
die sie auch bei der Wahl ihrer Tools nicht einengt und mit der die<br />
Entwickler gerne arbeiten“, berichtet Florian Huber, Leiter Plattform<br />
Entwicklung bei STW. openSyde ist so angelegt, dass der Kunde<br />
seine eigenen Werkzeuge verwenden kann. Die Softwarelösung<br />
fungiert als eine Art Verbinder zwischen den unterschiedlichen Komponenten.<br />
Sie ermöglicht so ein modulares, harmonisch funktionierendes<br />
System, mit dem sich jede mobile Maschine optimal programmieren<br />
und warten lässt.<br />
Über offene Schnittstellen lässt sich das System nach Belieben erweitern,<br />
indem man zusätzliche Werkzeuge und Prozesse anbindet.<br />
„Wir geben unseren Kunden die volle Freiheit, das System so zu<br />
konfigurieren, dass es optimal den jeweiligen betrieblichen Anforderungen<br />
in jedem einzelnen Fall genügt“, erläutert Florian Huber. Dazu<br />
unterstützt die Plattform Werkzeuge wie Excel oder Matlab, die bei<br />
Entwicklern zur Erfassung von Anforderung oder Softwareerstellung<br />
beliebt sind.<br />
34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
MESSTECHNIK & SENSOREN<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Der Programmierer kann einfach bei jedem Modul festlegen wer hier<br />
worauf zugreifen kann<br />
Bild: STW<br />
Open Syde bietet eine sehr aufgeräumte Oberfäche für ein effizientes<br />
Programmieren<br />
Bild: STW<br />
Über die Oberfläche kann der Programmierer schnell und einfach auf<br />
jedes Modul und jeden Knoten zugreifen<br />
Bild: STW<br />
Instandhaltung effizient managen<br />
Die Instandhaltung des Maschinenparks umfasst Service sowie<br />
Felddiagnose und letztlich das gesamte Maschinenpark-Management.<br />
Dazu ist selbstverständlich auch das Update des Systems<br />
und der Knoten zu regeln. „Der Entwickler wählt aus, wie weitreichend<br />
das Update sein soll, von einzelnen Knoten bis zum ganzen<br />
System. Außerdem legt er fest, ob das lokal oder remote geschehen<br />
soll und wer welche Komponenten updaten darf“, fasst Florian<br />
Huber zusammen. Zusätzlich kann der Entwickler hier noch Konfigurationen<br />
festlegen, die dann z.B. einem Servicetechniker zur Verfügung<br />
gestellt werden können.<br />
STW bietet diese Leistungen auch über seine IoT-Plattform<br />
machines cloud an. So lassen sich mobile Maschinen auf der ganzen<br />
Welt schnell und effizient überprüfen und updaten.<br />
In openSyde konfiguriert der Entwickler die Kommunikation im System<br />
mit den gemeinsamen Daten und deren Synchronisation. Dazu<br />
kommen Netzwerk- und Datenbeschreibung, I/O-Konfiguration und<br />
Import/Export von Daten. Zusätzlich kann der Entwickler in einem<br />
formalisierten textbasierten Format Geräte hinzufügen. Diese Datei<br />
enthält: Gerätenamen, Schnittstellen, Protokoll, Beschreibung und<br />
Kompatibilität und wird von openSyde interpretiert. Der Entwickler<br />
kann dabei auf mitgelieferte Bibliotheken zugreifen und selbst<br />
Bibliotheken mit eigenen Funktionen erstellen. Auch Module können<br />
abgelegt und bei Bedarf wiederverwendet werden.<br />
Das System verifizieren und testen<br />
Zugang schafft ein Dashboard, das der Entwickler individuell konfiguriert.<br />
Über dieses Tool kann er dann mittels Simulation oder auch<br />
auf der realen Maschine seine Programmierungen testen. Mit Einsatz<br />
von z.B. CANoe&Opensyde hat er eine durchgehende Toolchain<br />
zu Systementwicklung, denn die Daten und Systemeigenschaften,<br />
definiert mit openSyde, stehen dann anschließend in CANoe zum<br />
Testen zur Verfügung. Über das Dashboard lässt sich die Maschine<br />
auch manuell programmieren. Für größere Stückzahlen muss dieser<br />
Prozess natürlich automatisierbar sein. Dies funktioniert dann über<br />
den openSyde-Core, also die Bibliothek und den Source Code.<br />
openSyde zeichnet sich durch eine gut strukturierte Oberfläche aus.<br />
Auf einen Blick kann der Entwickler das Steuerungssystem erfassen<br />
und erkennen, welche Komponenten und Schnittstellen zu anderen<br />
Elementen der Maschine, wie dem Batteriemanagement oder dem<br />
Antriebstrang, bestehen. Die einzelnen Komponenten lassen sich in<br />
eine Art Whiteboard ziehen, verbinden und so in ein übergeordnetes<br />
System einfügen. Damit sieht der Ingenieur, welche Software-<br />
Versionen gerade vorhanden sind und was zum Update ansteht.<br />
Zukunftsperspektiven<br />
Dank der offenen Schnittstellen bietet die Entwicklerplattform eine<br />
Perspektive für Erweiterungen. Der Anwender ist unabhängig und<br />
kann jederzeit die passenden Module entsprechend den technologischen<br />
Anforderungen implementieren. Die Leistung des Maschinenparks<br />
bleibt auf hohem Niveau, auch wenn neue Prozesse implementiert<br />
werden müssen.<br />
Zur Unterstützung der Entwickler und zur schnellen Einführung neuer<br />
Projekte bietet STW Trainingslehrgänge in der firmeneigenen<br />
Akademie an. Zudem ist die Zertifizierung für den Einsatz bei der<br />
Entwicklung von Applikationen mit Sicherheitsanforderungen für<br />
Ende Q1/2019 geplant. (Maschinenrichtlinie EN 13849, IEC61508)<br />
„Zusätzlich bieten wir damit die Möglichkeit die Maschinendaten<br />
während des ganzen Lebenszyklus des Produktes zur Verfügung zu<br />
haben und das lokal wie auch remote. Dadurch dass wir openSyde<br />
unter die GPLv3 gestellt haben – wir legen den Source-Code offen –<br />
kann der Kunde es beliebig anpassen, erweitern und ist dabei auch<br />
nicht von unserem Unternehmen abhängig“, so Florian Huber.<br />
www.stw-mobile-machines.com<br />
Das Programm der<br />
Akademie zum Thema<br />
hier.pro/eXdGu<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 35
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Leroy-Somer liefert die Antriebe für die neue urbane Seilbahn in Brest<br />
Originelle Lösung<br />
Seit dem 19. November wird die Mobilität in der französischen Stadt Brest durch zwei Seilbahngondeln<br />
unterstützt, die bis zu 60 Personen mehr als 400 m über den Fluss Penfeld befördern können – und dies<br />
mit einem Stromverbrauch, der nahezu Null erreicht. Die von Leroy-Somer unterstützten Unternehmen<br />
Bartholet France und Seirel stehen hinter dieser weltweit erstmals realisierten Antriebstechnik.<br />
Das Herzstück des Systems, also der Antrieb für die Zugseile, besteht<br />
aus zwei neuen Asynchronmotoren von Leroy-Somer vom Typ IMfinity<br />
LC-315 (300 kW, 1500 min -1 , 460 V) mit Flüssigkeitskühlung<br />
Die Stadt Brest will die Stadtentwicklung entlang der Ufer des<br />
Flusses Penfeld weiter fördern. Die urbane Seilbahn soll die<br />
geschäftlichen Beziehungen zwischen beiden Seiten des Flusses<br />
verstärken. Über 420 m hinweg verbindet sie das Stadtzentrum mit<br />
dem neuen Bezirk Capucins, der auf 16 Hektar eines ehemaligen<br />
Militärgeländes neu entsteht. Das System basiert auf origineller und<br />
innovativer Technik: zwei Seile spannen sich übereinander in Form eines<br />
„Flyover“-Systems, das weltweit erstmals zum Einsatz kommt.<br />
Die beiden Gondeln kreuzen sich übereinander und nicht wie üblich<br />
nebeneinander auf gleicher Höhe, wie es bei herkömmlichen Seilbahnen<br />
der Fall ist. Beide Gondeln kommen an ihren Endpunkten somit<br />
auf der gleichen Plattform an. Die Ausmaße des Systems und<br />
der Endstationen (vor allem deren Flächenbedarf) fallen damit kleiner<br />
aus, was dadurch zu geringeren Baukosten führte. Dies ist gerade in<br />
städtischen Umgebungen mit begrenztem Platzangebot von Vorteil.<br />
Der Ansatz ermöglichte die Erhaltung des Stationsgebäudes im Bezirk<br />
Capucins, das unter Denkmalschutz steht. Die Gondeln bewegen<br />
sich über einen einzigen Stahlmast, der sich in die Umgebung<br />
mit Werften und Kranen optimal einfügt. Jede Gondel ist an zwei<br />
Tragseilen mit 50 mm Durchmesser befestigt, die ein Gewicht von<br />
88 Tonnen aufweisen. Die Gegengewichtswirkung, wie sie bei Anlagen<br />
in Bergen zu beobachten ist, wird hier vermieden, da die Gondeln<br />
sich über den größten Teil der Strecke gleichzeitig bewegen.<br />
Bild: Leroy-Somer<br />
Geringer Stromverbrauch<br />
Eine der Herausforderungen in Brest war die Umsetzung einer energieeffizienten<br />
Lösung. Die Idee war, die Bremsenergie zurückzugewinnen.<br />
Allerdings haben die Energieversorger noch keine systematische<br />
Lösung entwickelt, um das volle Potenzial der Rückspeisung<br />
in ihr Netz nutzen zu können. Die Lösung wurde mit Superkondensatoren<br />
umgesetzt, die die anfallende Energie speichern, sobald<br />
sich die Gondeln nach unten bewegen. Die Energie wird dann bei<br />
der nachfolgenden Auffahrt wieder verwendet. Das Projekt wurde<br />
an Bartholet Frankreich für die Seilbahn-<strong>Konstruktion</strong> und an Seirel,<br />
einem Anbieter für elektrische Systeme und Sicherheitstechnik, für<br />
das Transportsystem vergeben. „Wir haben mit verschiedenen Lieferanten<br />
gesprochen, aber nur Leroy-Somer verfügt über umfangreiche<br />
Erfahrungen mit dieser Art von Anwendung und war imstande,<br />
alle elektromechanischen Komponenten zu liefern“, erklärte Thomas<br />
Savin, Project Manager bei Seirel Automatismes. Das Herzstück<br />
des Systems, also der Antrieb für die Zugseile, besteht aus<br />
zwei Asynchronmotoren von Leroy-Somer vom Typ IMfinity LC-315<br />
(300 kW, 1500 min -1 , 460 V) mit Flüssigkeitskühlung, die in Master-<br />
Slave-Anordnung auf der gleichen Welle montiert sind. Die Motoren<br />
werden von zwei Umrichtern des Herstellers vom Typ Powerdrive<br />
MD2S angesteuert, die über Powerdrive MD2R-Active-Frontend-<br />
Gleichrichter versorgt werden. Ein DC-Wandler des Unternehmens<br />
steuert den Betrieb der M65V385F-Superkondensatoren von Blue<br />
Solutions (Bolloré Group).<br />
„Diese Errungenschaft wäre ohne unsere Erfahrung im Bereich<br />
Engineering nicht möglich gewesen“, erklärte Guillaume Bourgoint,<br />
Marketing Applications Manager bei Leroy-Somer. „Wir können auf<br />
eine breite Palette von Motoren und Umrichtern unterschiedlicher<br />
Technologien zurückgreifen und können so kundenspezifische<br />
Lösungen anbieten, wenn es um Antriebstechnik und Automatisierungssysteme<br />
geht. Die Kombination eines IMfinity-LC-Motors, der<br />
sich durch einen geringen Stromverbrauch auszeichnet, mit dem<br />
Powerdrive MD2-Umrichter mit kundenspezifischer Stromversorgung,<br />
erschien bei diesem Projekt als die beste Lösung, um sämtliche<br />
Spezifikationen und Einschränkungen abzudecken.“<br />
„Wir schätzen die Unterstützung, die wir von Leroy-Somer während<br />
der Projektentwicklungsphase erhalten haben. Der lösungsbasierte<br />
Ansatz und das Know-how des Unternehmens sind überzeugend.<br />
Hinzu kommt, dass uns ein einziger Ansprechpartner für alle<br />
Antriebskomponenten zugewiesen wurde, was für ein Projekt dieser<br />
Art von großem Vorteil war. Wir bestanden auf einen einzigen<br />
Lieferanten für die Motoren und die Steuerungen. Früher haben wir<br />
eine andere Marke für den Umrichter verwendet, aber die Konfiguration<br />
des Powerdrive MD2 stellte sich nahezu als Kinderspiel<br />
heraus“, fügt Savin hinzu. Bei einem Netzstromausfall erfolgt ein<br />
Notbetrieb mit einem Stromaggregat mit einem LSA-44.3-Nieder-<br />
36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Ein IMfinity-LC-Motor von Leroy-Somer zum Antrieb der Zugseile<br />
Bild: Leroy-Somer<br />
spannungs-Wechselstromgenerator von Leroy-Somer. „Dies ist das<br />
erste Mal, dass ein Seilbahnsystem mit einem Energierückgewinnungssystem<br />
und Batterien ausgestattet wurde. Diese Errungenschaft<br />
zeichnet unser Unternehmen aus, das sich auf komplexe Projekte<br />
konzentriert, und sie wird zweifellos weltweit eine Inspiration<br />
für ähnliche und andere Projekte sein“, so Nicolas Chapuis, Managing<br />
Director bei Bartholet Frankreich.<br />
Leise und kompakt<br />
„Eine weitere Herausforderung bei diesem Projekt war, dass die zur<br />
Installation zur Verfügung stehende Fläche für die Motoren in unmittelbarer<br />
Nähe zu den Fahrgästen war. Das Industriedesign des<br />
Projekts sorgt dafür, dass die Motoren nur wenige Zentimeter hinter<br />
einem Glasschrank, sichtbar für die Fahrgäste, installiert sind.<br />
Die Gerätschaften mussten daher leise und kompakt sein, um alle<br />
Anforderungen an die Ergonomie und den Fahrgastkomfort zu erfüllen.<br />
„Auch hier überbot Leroy-Somer seine Wettbewerber, durch<br />
seine IMfinity-LC-Motorlösungen“, so Chapuis. Durch ihre Flüssigkeitskühlung<br />
sind die Asynchronmotoren bis zu 25 % kompakter als<br />
ein luftgekühlter Motor gleicher Leistung.<br />
Die Strecke der Seilbahn eignet sich besonders gut für ein Energierückgewinnungssystem,<br />
da es zuerst beim Aufstieg und dann während<br />
der Abfahrt zum Einsatz kommt, Energie wird nur verbraucht,<br />
Die urbane Seilbahn verbindet über 420 m hinweg das Stadtzentrum mit<br />
dem neuen Bezirk Capucins<br />
um den höchsten Punkt der Strecke zu erreichen. Ist dieser überwunden,<br />
wird bei der Abfahrt Bremsenergie freigesetzt. „Diese<br />
Errungenschaft lässt sich auch in anderen industriellen Anwendungen<br />
umsetzen, z. B. bei Hebeanwendungen“, so Savin. „Die theoretischen<br />
Energieeinsparungen können mehr als 90 % betragen – allerdings<br />
sind die Superkondensatoren heute noch das Haupthindernis.<br />
Hier wurden sie so dimensioniert, dass sie etwa die Hälfte der erforderlichen<br />
Energie speichern können. Allein diese Kosten schlugen<br />
mit 200.000 Euro zu Buche. In Zukunft gehen wir davon aus, dass<br />
die Kosten für solche Kondensatoren erheblich sinken werden.“ jg<br />
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Bild: Leroy-Somer<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 37
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Niederspannungs-Frequenzumrichtersystem Liduro Marine für maritime Einsätze<br />
Bild: Liebherr-Components<br />
Niederspannungs-Frequenzumrichtersystem Liduro Marine für den Einsatz in maritimen Anwendungen<br />
Für Antriebsleistungen bis zu 5000 kW<br />
Im Rahmen der SMM <strong>2018</strong>, der internationalen Leitmesse für die maritime Wirtschaft, stellt Liebherr-Components<br />
erstmalig das Niederspannungs-Frequenzumrichtersystem Liduro Marine für Antriebsleistungen bis zu 5000 kW<br />
vor. Mithilfe drehzahlvariabel und stufenlos betriebener elektrischer Antriebe erhöht sich die Manövrierfähigkeit<br />
beim An- und Ablegen im Hafenbereich. Weitere Vorteile sind eine deutliche Verringerung von Energieverbrauch<br />
und Emissionen sowie geringere Betriebskosten.<br />
Alexandra Nolde, Senior Communication & Media Specialist, Liebherr-Components AG, Nussbaumen (Aargau), Schweiz<br />
Im Rahmen der kommenden SMM stellt Liebherr dem Fachpub -<br />
likum erstmalig das neue Niederspannungs-Frequenzumrichtersystem<br />
Liduro Marine für Antriebsleistungen bis zu 5000 kW vor.<br />
Mit diesem Frequenzumrichtersystem präsentiert die Komponentensparte<br />
von Liebherr eine Neuentwicklung im Bereich der elektrischen<br />
Antriebstechnik für die maritime Industrie. Der Leistungsbereich<br />
dieses Systems erstreckt sich dabei von 110 bis 5000 kW, bei<br />
einem Spannungsbereich von 380 bis 690 V. Das System eignet<br />
sich für den Einsatz in Hauptantrieben und Strahlrudern auf Schiffen<br />
sowie für Winden und Antriebe in maritimen Kranen.<br />
Elektrifizierung der maritimen Branche<br />
Auch in der maritimen Branche spielt die Elektrifizierung eine wesentliche<br />
Rolle hinsichtlich der Verringerung des Energieverbrauchs.<br />
Geringere Betriebskosten und deutlich reduzierte Emissionen sind<br />
grundlegende Anforderungen an die Hersteller und Betreiber von<br />
Antriebssystemen. Mit seinem hohen Wirkungsgrad kann das elektrische<br />
Antriebssystem im Vergleich zu herkömmlichen Systemen<br />
insbesondere im Teillastbetrieb punkten. Ebenfalls erhöht sich die<br />
Manövrierfähigkeit speziell beim An- und Ablegen im Hafenbereich,<br />
da der elektrische Antrieb drehzahlvariabel und stufenlos betrieben<br />
werden kann.<br />
Das Frequenzumrichtersystem Liduro Marine basiert auf einer Plattformarchitektur,<br />
die sich vollumfänglich an Anwender- und Branchenanforderungen<br />
orientiert. Das Herzstück dieses Systems sind<br />
die High-Power-Leistungsmodule der neuen LCU300-Baureihe. Die<br />
hocheffizienten, flüssigkeitsgekühlten Module überzeugen durch<br />
ihre hohe Leistungsdichte von bis zu 13,5 MW/m 3 und den großen<br />
Leistungsbereich von 110 bis hin zu 2000 kW, der mit zwei Bau -<br />
formen abgedeckt wird. Schnelle und zuverlässige Schutzfunk -<br />
tionen garantieren einen sicheren und langfristigen Betrieb. Die<br />
Leistungsmodule sind dabei als Antriebs- oder Rückspeiseeinheit<br />
konfigurierbar. Sie können im Parallelbetrieb mit einem gemein -<br />
samen Gleichspannungszwischenkreis für hohe Gesamtleistungen<br />
oder für eine teilredundante Systemarchitektur verwendet werden.<br />
Optional sind die Module auch mit einem integrierten Brems -<br />
chopper konfigurierbar.<br />
38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Hoch<br />
leistungs<br />
Klebstoffe<br />
Bild: Liebherr-Components<br />
25Hochtemperaturbeständig<br />
Neues Niederspannungs-Frequenz -<br />
umrichtersystem Liduro Marine für<br />
Antriebsleistungen bis zu 5000 kW<br />
60Klebfestigkeit<br />
Liduro-Leistungselektronik -<br />
module LCU300 Serie in zwei<br />
verschiedenen Baugrößen<br />
Bild: Liebherr-Components<br />
Öl/Sä<br />
Medienbeständig<br />
Hohe Schutzart und effektive Flüssigkeitskühlung<br />
Weiterer Bestandteil der Plattform ist die LCF-Steuereinheit von<br />
Liebherr mit den entsprechenden Regelungs-, Schutz- und Überwachungsfunktionen<br />
sowie Drehgeber- und Kommunikationsschnittstellen.<br />
Für die Erweiterung zum kompletten System stehen Leistungsschalter,<br />
Filterdrosseln, du/dt-Filter und Bremswiderstände zur<br />
Verfügung. Die vollständig konfigurierbaren Schrankeinbaulösungen<br />
sind in Schutzart IP 54 ausgeführt. Die Systemlösung beinhaltet<br />
vorkonfigurierte Kühlsysteme, die die Anforderungen der jeweiligen<br />
Anwendungen erfüllen. Aufgrund der hohen Schutzart sowie der<br />
effektiven Flüssigkeitskühlung reduziert sich der Klimatisierungs -<br />
bedarf in unmittelbarer Umgebung der Anlage, da nahezu keine<br />
Abwärme abgegeben wird. Die Schranklösungen sind so aufgebaut,<br />
dass ein einfacher und schneller Zugang zu den einzelnen Systemkomponenten<br />
und Baugruppen im Servicefall gegeben ist.<br />
Ein wesentlicher Vorteil dieser Systemarchitektur ist außerdem die<br />
hohe Flexibilität, mit der individuelle Antriebslösungen auf kleinem<br />
Bauraum realisierbar sind. Dadurch ergeben sich breite Möglichkeiten<br />
bei der Integration und Anordnung innerhalb eines Schaltraums<br />
oder Schalthauses. Liebherr-Energiespeichersysteme, Motoren<br />
oder Generatoren können einfach an die Frequenzumrichter -<br />
schränke angeschlossen werden und somit die Effizienz des<br />
Systems erhöhen. Die Frequenzumrichtersysteme erfüllen die<br />
Anforderungen der Klassifikationsgesellschaften der International<br />
Association of Classification Societies (IACS).<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 39
ANTRIEBSTECHNIK<br />
KUPPLUNGEN & BREMSEN<br />
Die Doppelschaltkupplung, die ihren Einsatz im Methanol-Hybrid-Antrieb des ersten elektrisch betriebenen Ausflugschiffes findet,<br />
besteht aus der Klauenkupplung MMS, der Flanschkupplung AC und zwei Elektromagnet-Kupplungen<br />
Bild: Reich Kupplungen<br />
Reich Kupplungen entwickelt Kupplungssystem für Methanol-Hybrid-Antrieb<br />
Die Zukunft liegt im sauberen Treibstoff<br />
Seit einem Jahr begeistert Deutschlands erstes elektrisch betriebenes Ausflugsschiff Linien- und<br />
Chartergäste auf dem Essener Baldeneysee. Seine Geräuscharmut und Umweltfreundlichkeit verdankt<br />
das Schiff der Kombination aus Methanoltank, Brennstoffzelle und Elektromotor. Das Kupplungssystem<br />
für den Antrieb entwickelte und lieferte das Unternehmen Reich Kupplungen.<br />
Die Ingenieure des Bochumer Kupplungsherstellers Reich Kupplungen<br />
standen vor der besonderen Herausforderung, ein<br />
schaltbares Antriebssystem zu liefern, das automatisiert die Varianten<br />
reiner Elektroantrieb, reiner Dieselantrieb oder kombinierter Diesel-Elektroantrieb<br />
zulässt. Zur Dämpfung der auftretenden Schwingungen<br />
der Motoren und Antriebskomponenten sind elastische beziehungsweise<br />
hochelastische Kupplungen mit Elektromagnet-<br />
Schaltkupplungen kombiniert. Die komplette Kupplungseinheit besteht<br />
aus der Klauenkupplung Multi Mont Sella, der Flanschkupplung<br />
Arcusaflex und zwei Elektromagnet-Kupplungen.<br />
Das kompakt ausgelegte Kupplungssystem wurde in eine möglichst<br />
kurzbauende Gehäuseglocke integriert und als Bestandteil des Methanol-Hybrid-Antriebs<br />
in ein bestehendes Fahrgastschiff eingebaut.<br />
Der Umbau erfolgte im Rahmen des Projektes „Grüne Hauptstadt<br />
Europas – Essen 2017“. Hier zeigen verschiedene Beispiele in der<br />
Stadt Essen, wie die Klimawende hin zu umweltschonenden Energieträgern<br />
aussehen kann – auf dem Land wie auf dem Wasser.<br />
Klimafreundliche Technologie<br />
Vor allem die Schifffahrt ist noch stark geprägt von den Abgasen und<br />
dem Lärm herkömmlicher Dieselmotoren. Die Zukunft liegt jedoch<br />
in sauberen Treibstoffen. Der Neuzugang auf dem Baldeneysee ist<br />
das erste Schiff in Deutschland, dessen Elektromotor von einer umweltfreundlichen<br />
Methanol-Brennstoffzelle angetrieben wird.<br />
Bild: Reich Kupplungen<br />
Die Flanschkupplungen<br />
PLUS<br />
Als hochelastisches Übertragungselement<br />
wird bei der Arcusaflex-Flanschkupplungsreihe<br />
ein<br />
auf Drehschub beanspruchter,<br />
scheibenförmiger Gummikörper<br />
verwendet, der in hohem Maße<br />
Drehschwingungen dämpft und<br />
den Ausgleich von Fluchtungsfehlern<br />
ermöglicht. Um eine<br />
optimale Anpassung an die vorhandenen<br />
Einsatzbedingungen zu<br />
erreichen, stehen verschiedene<br />
Vulkanisate zur Verfügung: Für Einsatztemperaturen bis 80°C eine Natur-<br />
Synthesekautschukmischung als Standardausführung, bis 100°C eine<br />
temperaturbeständigere Mischung und für höhere Einsatztemperaturen<br />
bis 130°C eine Silikon-Kautschuk Mischung.<br />
40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
KUPPLUNGEN & BREMSEN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Der klimafreundliche<br />
Methanol-Hybrid-Antrieb<br />
besteht in der Hauptsache<br />
aus dem Methanoltank,<br />
der Brennstoffzelle und<br />
dem Elektromotor<br />
Bild: Reich Kupplungen<br />
Die Klauenkupplungen<br />
PLUS<br />
Die Mulit-Mont-Sella-Baureihe (kurz: MMS-Baureihe) umfasst in der<br />
Standardausführung verschiedene Bauformen. Bis einschließlich zur Größe<br />
MMS 63 besitzt die Kupplung einen aufgetrennten Zahnring, dessen<br />
einzelne Gummipuffer über einen außenliegenden Gurt verbunden sind.<br />
Darüber hinaus werden jeweils 6 Sattelstollen, bei denen je zwei Gummipuffer<br />
über einen äußeren Gurt verbunden sind, verwendet. Die Kupplung<br />
verfügt über eine separat angeschraubte Haltekappe, die die Gummielemente<br />
am Umfang umschließt. Ihre Verschraubung ist nicht an der<br />
Drehmomentübertragung beteiligt. Das Lösen und Zurückziehen dieser<br />
Haltekappe ermöglicht den einfachen radialen Elementwechsel ohne<br />
gekuppelte Maschinenteile axial zu verschieben.<br />
Bild: Reich Kupplungen<br />
Die für den Betrieb erforderliche Energie ist durchweg aus regenerativen<br />
Quellen gewonnen. Den Energieträger Ethanol erzeugt ein<br />
Laufwasserkraftwerk direkt an der Staumauer des Baldeneysees.<br />
Ein Container filtert Kohlendioxid aus der Umgebungsluft für die<br />
elektro-biokatalytische Methanol-Produktion. Hierbei werden Enzyme<br />
mittels Wasserkraftstrom dazu angeregt, Wasser und Kohlendioxid<br />
in Methanol umzuwandeln. Die dadurch täglich gewonnene<br />
Menge Methanol reicht jedoch nicht aus. Deshalb wird zusätzliches<br />
und ebenfalls umweltfreundlich hergestelltes Methanol aus Island<br />
dazugekauft. Aus 330 Litern Methanol, die Energie für 16 Stunden<br />
liefern, wird dann in der 35-Kilowatt-Brennstoffzelle des Schiffs<br />
Strom für das Bordnetz und den batteriebetriebenen Elektromotor<br />
erzeugt. Die zwei Batterien à 50 Kilowattstunden halten insgesamt<br />
vier Stunden. Danach müssen sie von der Brennstoffzelle – oder per<br />
Ladekabel an Land – wieder aufgeladen werden. Im Notfall wird ein<br />
zusätzlicher Dieselmotor eingesetzt.<br />
Und so funktioniert der Methanol-Hybrid-Antrieb:<br />
• Das Wasserkraftwerk am Baldeneysee filtert Kohlendioxid aus<br />
der Luft.<br />
• Mittels Strom und Wasser wird es zum Bioalkohol Methanol umgewandelt.<br />
Dieser lässt sich wie Benzin lagern, transportieren<br />
und tanken.<br />
• An Bord des Schiffes nutzt die Brennstoffzelle das Methanol zur<br />
Stromerzeugung und zur Speisung des batteriebetriebenen Elektromotors.<br />
• Während der Fahrt stößt der Schiffsmotor gerade einmal so viel<br />
Kohlendioxid aus, wie ursprünglich zur Herstellung des Methanols<br />
aus der Umgebungsluft gefiltert wurde.<br />
• Im Notfall lässt sich der Dieselmotor über das intelligent gestaltete<br />
Kupplungssystem hinzuschalten, um sowohl die Batterie<br />
über den Generator zu laden als auch alternativ die Schiffs -<br />
schraube direkt anzutreiben.<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
Bild: photoclicks - Fotolia.com<br />
Bild: NSK<br />
Betreiber von Hochgeschwindigkeitszügen wie des japanischen Shinkansen setzen<br />
auf Radsatzlager von NSK<br />
Radsatz eines aktuellen Shinkansen-Hochgeschwindigkeitszugs<br />
mit den Hauptlagerungen<br />
50 Jahre Innovationen bei Radsatzlagern für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge<br />
Lagerschäden frühzeitig erkennen – bevor<br />
Leistungseinbußen oder Ausfälle auftreten<br />
Hochgeschwindigkeitszüge werden mit jeder Generation nochmals schneller. NSK beteiligt sich seit<br />
gut 50 Jahren an dieser Entwicklung. Den Anfang machten die ersten Shinkansen-Züge in Japan, für<br />
die NSK die Radsatzlager lieferte. Seitdem begleitet das Unternehmen die Branche und hat immer<br />
wieder Innovationen für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge zur Serienreife gebracht – aktuell<br />
z. B. ein Condition-Monitoring-System für Radsatzlager.<br />
Mathias Schlapp, Senior Project Engineer, European Industrial Business Unit, NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
Seit den 1960er-Jahren sorgen die Shinkansen-Hochgeschwindigkeitszüge<br />
für schnellen Bahnverkehr zwischen Japans<br />
Metropolen. Das Netz wird stetig erweitert, zuletzt 2015 und 2016<br />
um die Verbindungen in die Präfekturen Hokuriku und Hokkaido.<br />
Japan war und ist damit ein Pionier im Hochgeschwindigkeits-Bahnverkehr.<br />
Viele weitere Länder sind diesem Beispiel gefolgt.<br />
NSK hat diese Entwicklung mit kontinuierlicher Evolution der (Rad-)<br />
Lagertechnik für das rollende Material auf der Schiene begleitet.<br />
Das beste Beispiel dafür sind die Shinkansen-Züge. Als 1964 die<br />
Baureihe 0 vorgestellt wurde, bestanden die 81 kg schweren Achslager<br />
aus einer Kombination von Zylinderrollenlagern und Kugel -<br />
lagern. Hauptziel war es hier, die erforderliche Zuverlässigkeit der<br />
bis zu 210 km/h schnellen Züge sicherzustellen. Die Radiallast –<br />
einschließlich des Eigengewichtes der Züge – wurde durch zweireihige<br />
Zylinderrollenlager aufgenommen, während die Seitenlasten,<br />
die vor allem bei Kurvenfahrt auftreten, auf ein einziges Kugellager<br />
wirkten. Das war zu jener Zeit Stand der Technik.<br />
Gewicht um fast den Faktor Vier reduziert<br />
Ein Sprung zur Serie 300 des Shinkansen von 1992: Bei diesen bis<br />
zu 270 km/h schnellen Zügen kommen NSK-Zylinderrollenlager mit<br />
Verstärkungsrippen zum Einsatz. Bei der Serie N700, die 2007 in<br />
Dienst genommen wurde, ist der Fortschritt in der Lagertechnik<br />
deutlich. Die Züge sind nochmals schneller (bis zu 300 km/h) und<br />
zugleich leichter und komfortabler. Die NSK-Kegelrollenlager in den<br />
Achsen wiegen nur noch 23 kg. Das ist echter Leichtbau – eine<br />
Gewichtsreduzierung um fast den Faktor Vier im Vergleich zur<br />
Serie 0. Bei hohen Geschwindigkeiten hat hohes Lagergewicht<br />
starken Einfluss auf die Geräuschentwicklung und die Vibration.<br />
Deshalb ist der Wunsch bzw. die Notwendigkeit, Gewicht einzu -<br />
sparen, hier besonders groß.<br />
Auch wenn die Lager immer kompakter und leichter werden: Die<br />
Sicherheit hat immer höchste Priorität. Die NSK-Konstrukteure<br />
nutzen hier ihre Kompetenz in Werkstofftechnologie, um diese<br />
Sicherheit zu gewährleisten und Lager zu entwickeln, die auch unter<br />
sehr ungünstigen Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeiten.<br />
42 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Bild: NSK<br />
Bild: NSK<br />
Bei der Serie 300 des Shinkansen<br />
von 1992 kamen NSK-Zylinder -<br />
rollenlager mit Rippen zum Einsatz<br />
Das Achslager für die Serie 0 des<br />
Shinkansen – eine Kombination<br />
von Zylinderrollen- und Kugel -<br />
lagern – wog 81 kg und entsprach<br />
dem Stand der Technik von 1964<br />
Bild: NSK<br />
Condition-Monitoring-System für Radsatzlager<br />
Dazu gehören auch effiziente Wartungsprogramme. Hier hat NSK<br />
kürzlich einen echten Durchbruch erzielt. In Japan hat das Unternehmen<br />
erstmals ein System entwickelt, das Unregelmäßigkeiten in<br />
Wälzlagern und somit auch Lagerschäden erkennt, bevor Leistungseinbußen<br />
oder Ausfälle auftreten.<br />
Dieses Condition-Monitoring-System kommt bereits in konventionellen<br />
Personenzügen zum Einsatz. Am Lager werden Sensoren angebracht,<br />
die kontinuierlich Parameter wie Drehzahl, Vibration und<br />
Temperatur erfassen. Die Werte können mit Referenzdaten abge -<br />
glichen werden, die NSK gesammelt hat. Damit erlaubt das System<br />
die Abkehr von konventionellen zeitbasierten Wartungsprozeduren,<br />
bei denen Lager unabhängig von ihrem Zustand nach definierter<br />
Einsatzzeit oder Kilometerleistung ausgetauscht werden. Statt dessen<br />
können sie nun genau dann ersetzt werden, wenn es erforderlich<br />
ist. NSK rechnet damit, dass mehr und mehr Hersteller und Betreiber<br />
von Schienenfahrzeugen dieses System einsetzen werden,<br />
denn die Vorteile im Hinblick auf die erhöhte Sicherheit und die Kostenersparnis<br />
dank längerer Wartungsintervalle sind offensichtlich.<br />
Die Kegelrollenlager<br />
in den Achsen der<br />
Serie N 700 wiegen<br />
nur noch 23 kg<br />
Solche Entwicklungen führen dazu, dass NSK in Japan Marktführer<br />
für Wälzlager von Schienenfahrzeugen ist. Weltweit setzen die<br />
Betreiber von Hochgeschwindigkeitszügen ebenfalls auf das Knowhow<br />
und die Produktpalette des Unternehmens. Mehr als 50 % der<br />
Wälzlager, die NSK für Schienenfahrzeuge fertigt, kommen außerhalb<br />
Japans zum Einsatz.<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
GETRIEBE<br />
Bonfiglioli hat eine spezielle Reihe von Getrieben<br />
für Hebemaschinen mit einer Zahnstange-Ritzel-<br />
<strong>Konstruktion</strong> zum Anheben von Bohrinseln, das<br />
Warten von Hebeschiffen sowie Versorgungs- und<br />
Windradinstallationsschiffen entwickelt<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
Passgenaue Getriebelösungen für Marine- und Offshore-Anwendungen<br />
Auf den Meeren dieser Welt im Einsatz<br />
Bonfiglioli verfügt über ein breites Produktspektrum für Hebe-, Zug- und Schwenkmaschinen für Marine- und<br />
Offshore-Anwendungen wie Bord-, Portal- sowie Offshore-Kräne, Decksmaschinen, Azimut-Strahlruder und<br />
Rohrleger, die den widrigen Bedingungen trotzen. Dazu gehören Planeten-, Kegelstirnrad-, Parallelwellen- sowie<br />
Jack-up-Getriebe. Zudem bietet der Antriebsspezialist eine Reihe von Spezialgetrieben für Hebemaschinen mit<br />
einer Zahnstange-Ritzel-<strong>Konstruktion</strong> zum Anheben von Bohrinseln, Wartungen von Hebeschiffen<br />
sowie Versorgungs- und Windradinstallationsschiffen.<br />
Thomas Herold, Prokurist, Werbekoch GmbH, Ubstadt-Weiher, i. A. der Bonfiglioli Deutschland GmbH, Neuss<br />
Die Antriebslösungen entsprechen allen internationalen Klassifikationsstandards<br />
wie ABS, DNV, LR usw. Als Systemlieferant<br />
bietet Bonfiglioli dazu noch das nötige langjährige Branchen-Knowhow<br />
und Gesamtlösungen aus einer Hand.<br />
Offshoreantriebe für Kräne, Winden und Rohrleger<br />
Bonfigliolis Antriebe für den Marine- und Offshorebereich kommen<br />
schon seit vielen Jahren auf allen Ozeanen dieser Welt erfolgreich<br />
zum Einsatz. Dabei können die diversen Anwendungen im Marineund<br />
Offshorebereich kaum unterschiedlicher sein. Typische Installationen<br />
an Bord oder offshore sind z. B. Ladekräne, Hilfskräne,<br />
Schlauchkräne usw. Für Bord- und Offshorekräne bietet Bonfiglioli<br />
Planetengetriebe der Baureihen 700C und 700T, die als Windenbzw.<br />
Schwenkgetriebe verbaut werden. Die Planeten-Windenge -<br />
triebe der Reihe 700C sind eine Weiterentwicklung der bewährten<br />
Trasmital-Nabengetriebe für Hydraulikantriebe und werden bei<br />
Direktantrieben der Trommelwinden eingesetzt. Die 700C-Baureihe<br />
umfasst insgesamt 18 fein abgestimmte Baugrößen mit einem<br />
Drehmomentbereich von 1000 bis 625.000 Nm. Aufgrund der kompakten<br />
Bauweise können die Getriebe leicht in die Windentrommel<br />
integriert werden. Des Weiteren bietet der Hersteller auch elektrisch<br />
betriebene Versionen, ebenfalls sowohl in einer linearen als<br />
auch einer rechtwinkligen Konfiguration. Die Laufwerksgetriebe der<br />
Reihe 700C sind zudem ideale Lösungen für anspruchsvolle Rohrspanner<br />
hinsichtlich Drehmoment, Haltbarkeit und Leistung. Mit<br />
einem Drehmomentbereich bis zu 600 kNm bewältigen sie die<br />
meisten bekannten Anwendungen.<br />
Auch bei der Planeten-Schwenkgetriebe-Baureihe 700T sind verschiedene<br />
Varianten erhältlich, die dieselbe Technologie wie die<br />
Bonfiglioli-Azimut- und -Pitch-Antriebe für Windräder verwenden<br />
und bei größeren Winden zum Einsatz kommen. Planetengetriebe<br />
der 700T-Baureihe werden sowohl für die Schwenkbewegung als<br />
auch den Windenbetrieb der Kräne eingesetzt. Die 700T-Baureihe<br />
44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
GETRIEBE<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
Die Bonfiglioli Group verfügt über ein breites und vielfältiges Angebot<br />
an Produkten für Hebe-, Zug- und Schwenkmaschinen für Marine- und<br />
Offshore-Anwendungen wie Bordkrane, Offshore-Krane, Decks -<br />
maschinen, Azimut-Strahlruder und Rohrleger<br />
Planeten-Windengetriebe der Reihe 700C<br />
sind eine Weiterentwicklung der Trasmital-<br />
Nabengetriebe für Hydraulikantriebe. Die<br />
Reihe umfasst 18 fein abgestimmte Baugrößen<br />
mit einer Drehmomentkapazität<br />
von 1000 bis 625.000 Nm<br />
Bonfiglioli-Planetengetriebe der Reihe 700T<br />
werden sowohl für die Schwenkbewegung<br />
als auch den Windenbetrieb bei Offshore-<br />
Kranen eingesetzt<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
umfasst sechs Baugrößen mit einem Drehmomentbereich von<br />
4000 bis 25.000 Nm. Die gesamte Getriebereihe wird mit integriertem<br />
gehärteten Ritzel und in zwei wesentlichen Kopplungsvarianten<br />
angeboten: einmal die 700TF-Version mit Einzelzapfeninstallation<br />
und zum zweiten die 700TN-Version mit doppelten Auflagepunkten.<br />
Die Kran- und Windenantriebslösungen von Bonfiglioli eignen<br />
sich für alle Anwendungen zur Öl- und Gasförderung oder für Ver -<br />
sorgungsschiffe (PSV, OSV), FPSO, Bohrplattformen, Ankerzieh -<br />
systeme sowie Pull-In-Riser-Systeme u. v. m.<br />
Bei On- und Offshorekränen sowie Winden mit sehr hohem Leistungsbedarf<br />
und extremen Anforderungsbedingungen bietet Bonfiglioli<br />
ferner die Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe der Heavy-Duty-<br />
Baureihe HDP/HDO als Einzellösung oder in Verbindung mit einem<br />
passgenauen Planetengetriebe an. Die HDP/HDO-Baureihe bietet<br />
ein überragendes Leistungsverhalten bei kompakten Abmessungen<br />
und eine hohe Flexibilität. Sie bewährt sich mit ihren 13 Baugrößen<br />
bei Drehmomenten von 4650 bis 210.000 Nm auch in besonders<br />
anspruchsvollen Anwendungen in rauen Umgebungsbedingungen<br />
wie bei Container-Portalkränen in Seehäfen.<br />
Die Getriebe bei Marine- oder Offshoreanwendungen sind täglich<br />
Wind und Wetter ausgesetzt und die mechanischen Belastungen<br />
außerordentlich. Die aggressive Luft greift Gehäuse, Wellen und<br />
Dichtungen an. Die eingesetzten Materialien und angewendeten<br />
Produktionsverfahren wie etwa die Lackierung genügen deshalb<br />
hohen Qualitätsansprüchen, um dauerhaft der aggressiven Seeluft<br />
zu widerstehen. Die inneren Werte der Getriebe sind vor allem beim<br />
Anfahren der massigen Portalkräne gefragt. Bis sich solch ein Kran<br />
in Bewegung setzt, sind sehr hohe Drehmomente aufzubringen.<br />
Manche Kräne werden daher mit mehreren Rädern einzeln ange -<br />
trieben. Dabei ist dann auch der absolute Gleichlauf entscheidend –<br />
ein Kriterium, das durch die hohe Qualität der Verzahnteile gegeben<br />
ist. Zahlreiche Optionen erleichtern die individuelle Anpassung an<br />
Multifunktion im Kraftpaket!<br />
ESX-3CS-GW<br />
Frei programmierbare Zentralsteuerung<br />
• Unterstützt IEC 61131-3, “C” und Matlab<br />
Entwicklung<br />
• Flexibel durch Multifunktions I/O’s<br />
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• Teil eines skalierbaren Familienkonzepts<br />
Besuchen Sie uns auf diesen Messen<br />
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04.09. – 07.09.<strong>2018</strong>, Halle A5, Stand 609<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 45<br />
Internet: www.stw-mm.com
ANTRIEBSTECHNIK<br />
GETRIEBE<br />
Die Stirnrad- und Kegelstirnrad-Untersetzungsgetriebe für<br />
Marineanwendungen der HDP/HDO-Reihe bieten ein sehr<br />
gutes Leistungsverhalten bei kompakten Abmessungen und<br />
hoher Flexibilität. Zahlreiche verfügbare Optionen<br />
erleichtern die individuelle Anpassung an spezifische<br />
Anwendungsanforderungen<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
Für extreme Umweltbedingungen und<br />
Leistungsanforderungen konstruiert:<br />
Jack-up-Getriebe für Hubanwendungen<br />
im maritimen Bereich<br />
Die Planeten-Lenkgetriebe für Marineanwendungen<br />
der Reihe 300 sind in 20 Bau größen mit einer Drehmomentkapazität<br />
von 1000 bis 1.100.000 Nm erhältlich<br />
Bild: Bonfiglioli<br />
unterschiedliche Anforderungen spezifischer Anwendungen. Die<br />
Getriebegehäuse bestehen aus robustem Sphäroguss und garan -<br />
tieren unter allen Bedingungen maximale Stabilität, während die<br />
nach modernen Finishing-Verfahren profilgeschliffenen Kegelräder<br />
selbst unter harten Einsatzbedingungen für einen extrem leisen und<br />
vibrationsfreien Betrieb sorgen.<br />
Für Decksmaschinen und Azimut-Strahlruder<br />
Elektrisch oder hydraulisch angetriebene Anker- und Beistopper -<br />
winden, Ankerziehsysteme, Traktions- und Speicher-, Seil- sowie<br />
Ladewinden für Seeschiffe sind seit vielen Jahren fester Bestandteil<br />
des Produktportfolios.<br />
Für Decksmaschinen ist besonders die Baureihe 300 des italie -<br />
nischen Antriebsspezialisten geeignet. Die Planetengetriebe der<br />
Reihe 300 sind in 20 fein abgestimmten Baugrößen mit einer Drehmomentkapazität<br />
von 1000 bis 1.100.000 Nm erhältlich und eignen<br />
sich für Anwendungen, die ein hohes Drehmoment und/oder eine<br />
hohe Leistung erfordern. Für kontinuierliche Hochleistungsanwendungen<br />
gibt es eine kombinierte Option mit der HDO/HDP-Reihe,<br />
mit oder ohne Kühlvorrichtung. Das modulare Konzept der 300er-<br />
Baureihe lässt viele verschiedene Konfigurationen zu: ob ein- oder<br />
mehrstufig mit bis zu fünf Getriebestufen, rechtwinklig oder linear,<br />
flansch- oder wellenmontiert, Vielkeil-Voll- oder Hohl-Abtriebswelle,<br />
mit Hochgeschwindigkeits-Eintriebswelle oder Eingangsmotor -<br />
adapter, sowohl Hydraulik- als auch Elektromotor und weitere. Die<br />
Antriebe von Bonfiglioli decken alle Eventualitäten ab.<br />
Die 300er-Getriebe werden ebenfalls als Lenkgetriebe für die Azimut-Strahlruder<br />
bei Schleppern, Bohrinseln und Kreuzfahrtschiffen<br />
eingesetzt. Die Lebensdauer der Zahnräder und Lager wird auf<br />
Grundlage der Klassenanforderungen sowohl für das dynamische<br />
Positionieren (DP Mode) als auch den Fahrbetrieb (Cruise Mode)<br />
berechnet. Sie sind besonders robust, da sie sich permanent im<br />
Wasser befinden.<br />
Jack-up-Getriebe für den maritimen Einsatz<br />
In zwei Ausführungen mit jeweils vier Drehmomentstufen bietet<br />
Bonfiglioli auch Jack-up-Getriebe für Hubanwendungen im mari -<br />
timen Einsatz, die in Hubplattformen oder -schiffen zum Einsatz<br />
kommen und neben den hohen Leistungsanforderungen an sich<br />
auch die besonderen Bedingungen auf hoher See erfüllen müssen.<br />
Von 163.000 bis 1245 Mio. Nm reicht das Drehmomentenspektrum<br />
für die Hubanwendung, die Haltekräfte reichen von 263.000 bis<br />
1766 Mio. Nm. Die mehrstufigen Planetengetriebe können von<br />
hydraulischen oder elektrischen Motoren angetrieben und auch mit<br />
Parallelwelleneinheiten kombiniert werden, um auch in begrenzten<br />
Bauräumen eingebaut werden zu können. Optimierte Konstruk -<br />
tionsdetails und hoch präzise Verzahnungen sind die Basis für hohe<br />
Effizienz und Zuverlässigkeit der Antriebe. Anwendungsspezifische<br />
Eintriebs- und Abtriebsoptionen runden das Angebot ab und bieten<br />
die notwendige Flexibilität, um auf jede Anforderung reagieren zu<br />
können.<br />
Robuste und leistungsfähige Antriebslösungen<br />
Die Vorteile für den Anwender sind kompakte und flexible Antriebslösungen<br />
für maritime und Offshore-Anwendungen, die auf den<br />
Dauerbetrieb in rauer Umgebung ausgelegt sind. Mit den Schwenkgetrieben<br />
S, dem Flachgetriebe F sowie den Windengetrieben FW<br />
bietet Bonfiglioli weitere robuste und leistungsfähige Antriebe für<br />
alle maritimen Anwendungen an.<br />
bec<br />
www.bonfiglioli.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Produkten für Hebe-,<br />
Zug- und Schwenkmaschinen in Marineanwendungen:<br />
hier.pro/bzewT<br />
Messe SMM: Halle A1, Stand 414<br />
46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Tragbare Filtereinheit für dezentrale Anlagen der Schiffshydraulik<br />
Kompakt, mobil und vielseitig einsetzbar<br />
Für die mobile Filtration von dezentralen Anlagen der Bordhydraulik hat Stauff eine kompakte,<br />
tragbare Filtereinheit entwickelt, die sich auch unter beengten Verhältnissen gut zum Einsatzort<br />
transportieren lässt. Es steht neben der Version für die 50-Hz-Landstromversorgung auch eine<br />
neue Variante für 60-Hz-Bordnetze zur Verfügung.<br />
Boris Mette, Leiter Marketingkommunikation, Walter Stauffenberg GmbH & Co. KG, Werdohl<br />
An Bord von Schiffen gibt es diverse dezentrale Hydraulikan -<br />
lagen. Bei Wartungsarbeiten oder zur Unterstützung der integrierten<br />
Filter kann es notwendig sein, an den Anlagen mobile Filtereinheiten<br />
einzusetzen. Speziell für diesen Anwendungsfall hat<br />
Stauff die Filtereinheiten vom Typ SMFS-P-015 entwickelt. Sie zeichnen<br />
sich durch sehr kompakte Abmessungen aus und sind tragstatt<br />
rollbar, weil auf Schiffen der Transport über mehrere Etagen<br />
oder durch Luken sowie die platzsparende Lagerung entscheidende<br />
Auswahlkriterien darstellen.<br />
Die Einheiten fördern das Öl mit hochwertigen Zahnradpumpen, die<br />
dank ihres guten Ansaugverhaltens fluide Medien mit einer Visko -<br />
sität zwischen 10 und 400 cSt fördern können, durch das Stauff-<br />
Filterelement. Den Pumpenantrieb übernehmen energieeffiziente<br />
Drehstrommotoren (Klasse IE2). Ein Druckschalter verhindert die<br />
Beschädigung von Komponenten, z. B. bei verstopften Leitungen.<br />
Um die Pumpe bestmöglich vor den negativen Auswirkungen zu<br />
schützen, die durch grobe Verschmutzungen verursacht werden,<br />
kommt in der Saugleitung ein auswaschbarer Filter aus Edelstahldrahtgewebe<br />
zum Einsatz.<br />
Antriebe für Landstrom und Bordnetz<br />
Die tragbaren Filtereinheiten sind wahlweise mit zwei Antrieben<br />
verfügbar. Für die Landstromversorgung eignet sich die 50-Hz-Ver -<br />
sion, während die 60-Hz-Antriebe vom Bordnetz gespeist werden<br />
können. In beiden Fällen schafft die Kombination von kompakten<br />
Abmessungen und hoher Leistungsfähigkeit die Voraussetzung für<br />
universellen und hoch flexiblen Einsatz an Bord, zumal die Einheiten<br />
mit allen gängigen Spin-On-Patronen aus dem Stauff-Programm<br />
mit einer Filterfeinfeinheit von 3 bis 125 μm ausgerüstet werden<br />
können. Die optische Verschmutzungsanzeige der Filter ermöglicht<br />
den bedarfsgerechten Austausch des Filterelements.<br />
Reinigung von Hydraulik- und Schmierölen<br />
Mit den Einheiten können sowohl Hydraulik- als auch Schmierölsysteme<br />
auf Mineralölbasis effizient gereinigt werden. Sie eignen sich<br />
nicht nur zur vorbeugenden Wartung und Instandhaltung der Schiffshydraulik<br />
– sei es während Wartungsarbeiten, zur temporären Unterstützung<br />
der integrierten Filter oder, an großvolumigen Systemen,<br />
als Nebenstromfilter. Mit einem passenden Leerelement ausgestattet<br />
werden sie auch zum Ab- und Umpumpen von Behälterinhalten<br />
verwendet.<br />
Auch bei der Neubefüllung von Hydraulikanlagen mit Frischöl ist der<br />
Einsatz eines geeigneten Filtergeräts sinnvoll. Denn selbst Frischöl<br />
kann üblicherweise nicht als rein bezeichnet werden, da es während<br />
Auf engem Raum einsatz -<br />
fähig: Die mobile Filtereinheit<br />
SMFS-P-015 wurde speziell<br />
für die Nutzung auf Schiffen<br />
entwickelt<br />
der Produktion und Verarbeitung selten feinstgefiltert wird und<br />
zusätzlich beim Abfüllen, Umfüllen und Transport (z. B. in wieder -<br />
aufbereiteten Fässern) Partikel eingebracht werden können.<br />
Damit steht dem Servicepersonal auf Schiffen sowie den Wartungs-<br />
Dienstleistern ein sehr flexibles System für die An-Bord-Reinigung<br />
von Hydraulik- und Schmierölsystemen zur Verfügung. Die robuste<br />
<strong>Konstruktion</strong> der Filtereinheiten schafft die Voraussetzung für lange<br />
Lebensdauer auch bei hoher Beanspruchung.<br />
bec<br />
www.stauff.com<br />
Detaillierte Informationen zu den Filterelementen für<br />
Hydraulik- und Schmierölanwendungen:<br />
hier.pro/XJ5JB<br />
Messe SMM: Halle A1, Stand 219; Halle A1.FG, Stand 2<br />
Messe Innotrans: Halle 10.2, Stand 103<br />
Bild: Walter Stauffenberg<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 47
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Bild: wanfahmy - Fotolia.com<br />
Bild: Roth Hydraulics<br />
Blasenspeicher von Roth Hydraulics kommen in verschiedenen maritimen Anwendungen zum Einsatz<br />
Hoher Wirkungsgrad, wartungsarm und robust: beschichtete Blasenspeicher für maritime Anwendungen<br />
Für den Einsatz auf hoher See<br />
Für maritime Anwendungen bietet der hessische Hersteller Roth Hydraulics widerstandsfähige Blasenspeicher.<br />
Extremen Einsatzbedingungen wie rauem Wind, starkem Seegang und salzigem Meerwasser halten sie<br />
zuverlässig stand. Sie haben einen hohen Wirkungsgrad, sind langlebig, wartungsarm und flexibel in der<br />
Speichergröße. Daher setzen Schiffskonstrukteure vermehrt diese Blasenspeicher ein.<br />
Jacqueline Lachwa, Leitung Öffentlichkeitsarbeit Roth Industries, Roth Hydraulics GmbH, Biedenkopf-Eckelshausen<br />
Die Widerstandsfähigkeit der Blasenspeicher erreicht der<br />
Hersteller mit einer speziellen dreischichtigen Lackierung, die<br />
den korrosiven Bedingungen bei maritimen Anwendungen trotzt.<br />
Michael Ruth, Produktmanager Blasenspeicher bei Roth Hydraulics,<br />
erklärt: „Die Dicke der Lackschicht sowie eine optimierte Kantenflucht<br />
des Lacksystems sorgen für einen robusten Korrosionsschutz<br />
des Speichers. Wir verfügen über langjährige Erfahrungen mit<br />
solchen Lacksystemen.“<br />
Roth Hydraulics bietet für den Schiffsbau und für Offshore-Anwendungen<br />
optional auch Ölventile aus Edelstahl. Im Vergleich zu den<br />
Standardventilen leisten sie einen idealen Korrosionsschutz, besonders<br />
dort, wo die Verrohrung angebracht wird und Dichtflächen ohne<br />
Farbbehandlung sind. Die Edelstahl-Ölventile sind langlebig und<br />
servicefreundlich – bei einer Demontage bleiben sie unversehrt.<br />
Aufwendige Farb- und Nachbehandlungen sind nicht notwendig.<br />
Effektive Blasenspeicher für die Schifffahrt<br />
Roth-Blasenspeicher zeichnen sich durch energieeffizientes Speichern<br />
und Freisetzen von hydraulischer Energie aus. Die robusten<br />
Blasenspeicher punkten mit schnellen Zyklen, hohen Lade- und Entladefrequenzen<br />
und kurzen, direkten Reaktionen. Deshalb werden<br />
sie vielfach in der Schifffahrt und für Offshore-Plattformen ein -<br />
gesetzt. Die Einsatzbereiche hierfür sind Notbetätigung, Energie -<br />
speicherung, Pulsationsdämpfung, hydraulische Stoßdämpfung und<br />
Federung. Die Blasenspeicher ermöglichen Bewegungsabläufe wie<br />
Klappensteuerung, Steuerung des Bugstrahlruders oder das Schließen<br />
von Schotttüren. Die Anwendung bei hydraulischen Davits für<br />
Rettungsboote auf Schiffen bietet schnelle Reaktionen im Notfall<br />
durch das direkte und komfortable Ansprechverhalten bei Hub -<br />
bewegungen.<br />
Hartmut Kämmer, Vertriebsleiter bei Roth Hydraulics, betont: „In<br />
maritimen Anwendungen ist der Beratungs- und Serviceaufwand<br />
groß, da die Systeme bei extremen Temperaturen und Umgebungseinflüssen<br />
reibungslos funktionieren müssen. Unsere Blasen -<br />
speicher können mühelos bei Temperaturen von -15 bis +80 °C eingesetzt<br />
werden.“<br />
48 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
So funktionieren<br />
die Blasenspeicher<br />
PLUS<br />
Roth-Hydraulics-Blasenspeicher<br />
verfügen über<br />
zahlreiche Abnahme -<br />
zertifikate für den<br />
Einsatz auf hoher See<br />
Blasenspeicher von Roth Hydraulics ermöglichen das Speichern<br />
und Freisetzen von hydraulischer Energie. Durch einströmende<br />
Druckflüssigkeit am ölseitigen Ventil komprimiert<br />
sich der Stickstoff, der sich in der Blase befindet. Hydrau -<br />
lische Energie wird gespeichert. Bei abfallendem Druck im<br />
Hydrauliksystem entspannt sich das Gas, die Blase dehnt<br />
sich aus und drängt die Flüssigkeit aus dem Blasenspeicher<br />
zurück in das Hydrauliksystem. Hydraulische Energie wird<br />
freigesetzt. Die Blase dient gleichzeitig als Medientrenner.<br />
SKF Multilog Onlinesystem IMx-8<br />
Kleines<br />
Überwachungssystem,<br />
großer Nutzen<br />
Bild: Igor Groshev - Fotolia.com<br />
Roth-Hydraulics-Blasenspeicher kommen international in Davits zur Anwendung<br />
Das Sortiment des Herstellers bietet High-Pressure- sowie High-<br />
Flow-Blasenspeicher. Neu im Angebot ist ein High-Flow-Blasenspeicher<br />
mit einem neuen Ölventil und erhöhter Entnahmeleistung.<br />
Prüfstandsversuche bei einem externen Prüflabor bestätigen jetzt<br />
eine Entnahmeleistung von 1600 l/min.<br />
International zugelassen<br />
Maritime Anwendungen gehören für Roth Hydraulics zum Tagesgeschäft.<br />
Für die Blasenspeicher des Herstellers liegen internationale<br />
Abnahmezertifikate vor, die ihren Einsatz auf internationalen Gewässern<br />
ermöglichen. So verfügt der Hersteller u. a. über die Zulassungen<br />
CCS (China Classification Society), ABS (American Bureau of<br />
Shiping), LRS (Lloyd’s Register of shipment), GL (Germanischer<br />
Lloyd), Rina, BV (Bureau Veritas) und DNV (Det Norske Veritas). bec<br />
www.roth-hydraulics.de<br />
Mit dem SKF Multilog Onlinesystem<br />
IMx-8 verbessern Sie die Zuverlässigkeit,<br />
Verfügbarkeit und Leistung Ihrer<br />
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bestehender oder sich anbahnender<br />
Probleme. Durch die Analyse und Auswertung<br />
der IMx-8 Daten können Sie<br />
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Ihre Instandhaltung proaktiv planen. Bei<br />
Bedarf stehen Ihnen via Cloud zudem<br />
Diagnose-Experten von SKF zur Verfügung.<br />
In welcher Branche Sie auch tätig<br />
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Halle 22,<br />
Stand 611<br />
Detaillierte Informationen zu den Blasenspeichern:<br />
hier.pro/a52ZS<br />
SKF Multilog Onlinesystem IMx-8<br />
® SKF ist eine eingetragene Marke der<br />
SKF Gruppe | © SKF Gruppe <strong>2018</strong><br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 49
FLUIDTECHNIK<br />
DRUCKLUFTTECHNIK<br />
Öl- und wartungsfreie Kolbenkompressoren für Schienenverkehrsfahrzeuge<br />
Von der Hilfsluft bis zur Hauptluft<br />
Dürr Technik ist Spezialist für ölfreie und wartungsfreie Kolbenkompressoren mit hoher Lebensdauer.<br />
Gerade unter den rauen Umgebungsbedingungen im Schienenverkehr ist es wichtig, dass die Produkte<br />
hohen Ansprüchen an Zuverlässigkeit und Langlebigkeit genügen.<br />
Dipl.-Ing. Hamdi Rekik, Leiter der Business Unit Mobility, Dürr Technik GmbH & Co. KG, Bietigheim-Bissingen<br />
Seit etwa 150 Jahren werden viele Systeme in der Eisenbahntechnik<br />
mit Druckluft betrieben. Die Technologien in diesem<br />
Bereich wurden kontinuierlich weiterentwickelt, allerdings sind die<br />
Grundprinzipien gleich geblieben. Die Hauptanwendung für Druckluft<br />
in Schienenfahrzeugen ist die Steuerung der Druckluft- und<br />
Federspeicherbremse. Der Druckluftbedarf variiert abhängig vom<br />
Fahrzeugtyp von 400 l/min bei manchen Straßenbahnen bis zu<br />
5000 l/min bei langen Güterzügen (hauptsächlich in den USA und in<br />
GUS-Staaten). Die pneumatische Bremse wird in 95 % der Schienenfahrzeuge<br />
wegen ihrer höheren Sicherheit und Kraft bevorzugt<br />
eingesetzt. Die hydraulische Bremse wird bei 5 % der Schienen -<br />
fahrzeuge verwendet, hauptsächlich bei Straßenbahnen. In diesem<br />
Fall werden für die restlichen pneumatischen Anwendungen wie<br />
beispielsweise Besandung, Spurkranzschmierung, Türsteuerung<br />
(auch elektrisch) kleinere Druckluftquellen sogenannte Hilfsluft -<br />
kompressoren eingesetzt.<br />
Eine letzte wichtige pneumatische Anwendung ist das Anheben des<br />
Stromabnehmers (Pantograf). Die meisten elektrisch betriebenen<br />
Schienenfahrzeuge ziehen den Strom aus der Oberleitung. Früher<br />
geschah dies manuell, heute werden Gleichspannungskompressoren<br />
mit einer im Zug installierten Batterie (24, 72 oder 110 V) betrieben,<br />
um Druckluft zu erzeugen und den Stromabnehmer anzuheben.<br />
Das Verdichtungsverfahren<br />
Abhängig von der Anwendung benötigen die pneumatischen<br />
Verbraucher einen Druck von 1 bar (Niederdruckanwendung) bis zu<br />
10 bar. Für die Verdichtung der Druckluft werden verschiedene Technologien<br />
in der Bahntechnik verwendet. Die meist verbreitete und<br />
bewährte Technologie ist die Kolbenverdichtung (>95 %). Die Technologie<br />
erinnert an die Verbrennungsmotoren. Die Drehbewegung<br />
einer Welle eines Dreh- oder Gleichstrommotors wird mithilfe eines<br />
Pleuels in eine Linearbewegung umgesetzt. Der Pleuel ermöglicht,<br />
dass der Kolben sich im Zylinder auf und ab bewegt. Der Kolben<br />
verfügt über Führungs- und Dichtelemente. Durch die geringen Toleranzen<br />
zwischen Kolben und Zylinder wird ein hoher Wirkungsgrad<br />
erreicht.<br />
Der Zylinder ist vom Zylinderkopf durch eine Ventilplatte getrennt.<br />
Sie beinhaltet die Luftein- und die Luftauslassbohrung sowie die<br />
Ventile. Durch diese Ventile wird eine möglichst verlustfreie Trennung<br />
der Luftzu- und der -abfuhr erreicht. Diese Teile sind hoch -<br />
belastet: Sie haben eine Laufzeit von etwa 1 Mrd. Öffnungshüben<br />
und sind hohen Temperaturdifferenzen ausgesetzt.<br />
Ölfreie Technologie<br />
Mit der Einführung der ölfreien Verdichter ist den Herstellern von<br />
Kompressoren eine technologische und ökologische Wende gelungen.<br />
In der Motorentechnik und generell wird ein Schmiermittel (Öl)<br />
zwischen Kolben und Zylinder eingesetzt, um den Verschleiß und<br />
die Laufgeräusche zu reduzieren und die Standzeiten zu erhöhen.<br />
Zusätzlich zum erheblich höheren Wartungsaufwand, kondensiert<br />
mit der Zeit das Öl aus den Öldämpfen ölgeschmierter Kompres -<br />
soren in den nachgeschalteten Leitungen und Ventilen. Um dies zu<br />
vermeiden, mussten Kühlelemente und Kohlefilter eingesetzt werden,<br />
was wiederum ein erheblicher Aufwand ist. Die Alternative<br />
hierzu sind ölfreie Kompressoren. Die weltweit ersten ölfreien<br />
Kompressoren in der Bahntechnik wurden von Dürr Technik her -<br />
gestellt. Basierend auf seiner Erfahrung in der Medizintechnik, hat<br />
der Hersteller hochentwickelte <strong>Konstruktion</strong>en und Materialien<br />
entwickelt, um lange Standzeiten zu erreichen.<br />
Durch den Einsatz einer ölfreien Technologie im Schienenverkehr<br />
Bild: Dürr Technik<br />
Schnittmodell eines ölfreien Dürr-Technik-Kolbenkompressors<br />
Bild: Dürr Technik<br />
Der Hauptluftkompressor MC-700 im schallgedämmten Gehäuse<br />
50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
escha.net<br />
Anschlusstechnik<br />
für Bus & Bahn<br />
Bild: Dürr Technik<br />
Anwendungsgebiete für ölfreie Kompressoren im Schienenverkehr:<br />
Pantograf, Signalhorn, Toilettentürsteuerung/-beckenentleerung,<br />
Spurkranzschmierung, Besandungsanlagen, Federung, Bremsluft<br />
Steckverbinder<br />
vollumspritzt IP67<br />
Leitungslängen<br />
zentimetergenau<br />
reduzieren die Betreiber die Wartungskosten erheblich u. a. durch<br />
Vermeidung der Ölniveau-Kontrolle, des Ölnachfüllens und der<br />
Entsorgung von Altöl. In der Regel ermöglicht der Einsatz ölfreier<br />
Kompressoren eine Reduzierung der Lebenszykluskosten von<br />
50 bis 85 %. Die Fahrzeughersteller senken damit ebenfalls die Beschaffungskosten<br />
der Fahrzeuge durch Minimierung der Teile (kein<br />
Filter, kein Kondensatabscheider ...). Durch die ölfreie Technologie<br />
wird zudem ein Start bei niedrigen Temperaturen ermöglicht. Der<br />
wichtigste Vorteil in der heutigen Zeit ist die saubere und umweltfreundliche<br />
Druckluftlösung. Mittlerweile hat sich die ölfreie Technologie<br />
für neue Schienenfahrzeuge in Europa durchgesetzt.<br />
Zukünftige Herausforderungen<br />
Für die Komponentenhersteller gilt es, Gewicht, Lärm und Kosten<br />
weiter zu senken:<br />
• Gewicht: Schienenfahrzeuge werden immer leichter, was eine<br />
Reduzierung der Schienenverschleißkosten impliziert. In diesem<br />
Zusammenhang müssen die Komponentenhersteller kreativ sein<br />
und das Gewicht ihrer Produkte reduzieren ohne die Qualität und<br />
Robustheit zu beeinträchtigen. Dürr Technik bietet den wohl<br />
leichtesten ölfreien Kompressor für Pantografen auf dem Markt<br />
(D-061,
FLUIDTECHNIK<br />
DRUCKLUFTTECHNIK<br />
Filter- und Trocknersystem für die Bahnindustrie entfernt Feuchtigkeit sowie Verunreinigungen aus der Druckluft<br />
Optimal für raue Umgebungsbedingungen<br />
Der effiziente Betrieb von Schienenfahrzeugen ist u. a. stark von der Qualität der Druckluft abhängig.<br />
Die Forderung nach einer zuverlässigen und konstanten Versorgung mit sauberer und trockener Druckluft ist<br />
daher für die Betreiber von wesentlicher Bedeutung. IMI Norgrens AMT-Trocknersystem ist eine komplette<br />
Filter- und Trocknerlösung, optimal geeignet für die rauen Umgebungsbedingungen der Bahnindustrie.<br />
Steve Hill, Sales Director Rail, IMI Precision Engineering<br />
Bild: IMI Precision Engineering<br />
Der sichere, kosteneffektive und<br />
problemlose Betrieb vieler kritischer<br />
Komponenten ist von der zuverläs -<br />
sigen Versorgung mit sauberer, tro -<br />
ckener Druckluft ohne Feuchtigkeit<br />
und Schmutzpartikel abhängig; zu<br />
diesen Komponenten gehören auch<br />
Bremsanlagen und Signalhörner<br />
Bild: IMI Precision Engineering<br />
Auf der diesjährigen Innotrans stellt Steve Hill, Sales Director<br />
Rail bei IMI Precision Engineering neben weiteren Produkten<br />
den AMT-Trockner von IMI Norgren vor. Die hierfür genutzte<br />
Adsorbent-Media-Tube-Technologie stellt eine bahnbrechende und<br />
zugleich kostenwirksame und flexible Lösung für die zuverlässige<br />
Versorgung mit sauberer, trockener Druckluft dar.<br />
Wenn Feuchtigkeit und Verunreinigungen in die Druckluftversorgung<br />
eindringen, können Korrosion und Leistungsverlust die Folge sein.<br />
Dies kann zu Unregelmäßigkeiten in den Wartungsintervallen,<br />
erhöhten Kosten in Form von Reparaturen und Ausfallzeiten und sogar<br />
zu einer möglichen Beeinträchtigung der Betriebszuverlässigkeit<br />
des Schienenfahrzeugs führen. Als Antwort auf die Forderungen der<br />
Industrie nach einer robusteren, zuverlässigeren und kostengüns -<br />
tigeren Lösung hat IMI Precision Engineering den AMT-Trockner<br />
entwickelt.<br />
Unempfindlich gegenüber großen Wassermengen<br />
Die innovative Adsorbent-Media-Tube-Technologie nutzt das Beste<br />
aus derzeitigen Adsorptions- und Membrantrocknersystemen und<br />
bildet damit die nächste Generation an Lösungen für Druckluftanwendungen.<br />
Im Gegensatz zu Trocknern mit semipermeablen Membranen<br />
sind AMT-Trockner vollkommen unempfindlich gegenüber<br />
großen Wassermengen. Selbst bei vollständiger Sättigung entstehen<br />
keinerlei Abspaltungsprodukte oder chemische Reaktionen.<br />
Dabei bietet die offene Struktur des AMT eine maximale Oberfläche<br />
für die Aufnahme von feuchter Luft und erlaubt so eine schnellere<br />
Adsorption und effizientere Trocknungsleistung, unabhängig von<br />
den herrschenden Umgebungsbedingungen.<br />
52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
DRUCKLUFTTECHNIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Bild: IMI Precision Engineering<br />
Der Adsorbent-Media- Tube- Trockner (AMT)<br />
von IMI Norgren besitzt zahlreiche Vorteile<br />
gegenüber Trockenmittelund<br />
Membransystemen<br />
Das röhrenförmig angeordnete AMT-Adsorptionsmaterial verwendet<br />
spezielle Polymere als Träger und ist dicht zu einem festen, nicht<br />
aufreibenden Bündel gepackt. Dies macht den AMT resistenter<br />
gegenüber den von Schienenfahrzeugen erzeugten Vibrationen,<br />
was einen gleichmäßigen Luftstrom bei gleichzeitig minimalem<br />
Druckabfall erlaubt. So können die erforderliche Zeit und Kosten für<br />
die Wartung von Schienenfahrzeugen erheblich reduziert werden.<br />
Im Gegensatz zu herkömmlichen Adsorptionstrocknern werden im<br />
AMT keine Tonbindemittel eingesetzt. Damit entsteht kein Abriebstaub,<br />
die Leistung des AMT bleibt auch bei zunehmender Einsatzdauer<br />
konstant. Eine Staubfiltration nach dem Trockner ist nicht<br />
mehr notwendig.<br />
Jeder Betreiber von Schienenfahrzeugen möchte gerne seine Kosten<br />
im Griff haben. Das gelingt mit dem AMT-Trockner und dessen<br />
Lebensdauer von bis zu sieben Jahren oder 21.000 Betriebsstunden<br />
bis zum notwendigen Austausch. Gegenüber Membran- und Adsorptionstrocknern,<br />
die nur für jeweils sechs Monate bis drei Jahre<br />
auf einem akzeptablen Niveau arbeiten, liegen die Vorteile bezüglich<br />
geringeren Kosten für Produktwechsel, laufender Wartung und<br />
reduziertem Einsatz von Wartungspersonal klar auf der Hand.<br />
Komplette Lösung zur Luftfilterung und -trocknung<br />
Dank der genutzten Polymertechnologie bleibt die Leistungsfähigkeit<br />
des AMT-Trockners über den gesamten Betriebszeitraum konstant.<br />
Der Trockner ist unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und erfüllt<br />
die strengen Normen der Bahnindustrie in Bezug auf extreme<br />
Temperaturen, elektrische Toleranzen sowie Schock und Vibration<br />
(EN 61373, Kategorie 1, Klasse A und B). So eignet sich der Trockner<br />
für Betriebstemperaturen von -40 bis +85 °C und Spannungstoleranzen<br />
von ±30 %. Anders als Trockner mit Adsorptionskugeln kann<br />
der AMT-Trockner horizontal und vertikal montiert werden und sorgt<br />
so für mehr Flexibilität und eine Optimierung des Platzbedarfs – ein<br />
Plus, wenn nur begrenzt Raum unter dem Fahrzeug zur Verfügung<br />
steht.<br />
Eine komplette Lösung zur Luftfilterung und -trocknung ist wesentlich<br />
für ein widerstandsfähiges System zur Druckluftaufbereitung,<br />
das bei den vielfältigen und rauen Umgebungsbedingungen der<br />
AMT-Trockner als<br />
Zweikammersystem<br />
Bahnindustrie zuverlässig funktionieren soll. Der AMT-Trockner<br />
wurde so konzipiert, dass er diese Komplettlösung bietet. Das hocheffiziente<br />
Vorfiltrationssystem besteht aus einer Vielzahl von Unterfiltrationssystemen<br />
mit 40- und 5-μm-Filtern zur Entfernung von<br />
Wasser und Festpartikeln, sowie einem Koaleszenzfilter für die<br />
Entfernung von Öl/Wasser-Aerosolen und Partikeln im submikroskopischen<br />
Bereich. So wird sichergestellt, dass der Druckluft Partikel,<br />
Feuchtigkeit und Öl entzogen werden, bevor sie den eigentlichen<br />
AMT-Trockner erreicht.<br />
Mit seiner Kombination aus verlängerten Betriebslebenszyklen,<br />
Kosteneinsparungen, Flexibilität und bewährter Leistungsfähigkeit<br />
ist der AMT-Trockner eine hervorragende Lösung für die Bahnindustrie,<br />
was saubere und trockene Druckluft angeht. Auf der Innotrans<br />
präsentiert IMI Precision Engineering eine breite Auswahl an Produkten,<br />
die speziell auf die Bahnindustrie zugeschnitten wurden.<br />
Neben dem AMT-Trockner von IMI Norgren erwarten den Besucher<br />
eine Reihe spezifische Systeme für Anwendungen in der Bahn -<br />
industrie.<br />
bec<br />
www.imi-precision.com<br />
Detaillierte Informationen zu den Produkten und<br />
Systemen für die Bahnindustrie:<br />
hier.pro/7Fcfl<br />
Messe Innotrans: Halle 10.2, Stand 202<br />
Bild: IMI Precision Engineering<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 53
FLUIDTECHNIK<br />
PNEUMATIK<br />
Robuste, temperaturbeständige Pneumatiklösung für Stromabnehmer von Schienenfahrzeugen<br />
Mit dem Pantografen auf schnelle Fahrt<br />
Es ist eine dieser Kinderfragen, bei denen Väter sich kurz umdrehen und bei Wikipedia nachschlagen<br />
müssen: Wie funktioniert das bei Elektrolokomotiven mit der Stromversorgung? Tipp: Bedeutungsschwer<br />
schauen und antworten: „Das übernimmt der Pantograf.“ Das ist zwar der korrekte Fachbegriff, aber<br />
zumindest in der deutschen Wikipedia-Ausgabe führt er zunächst zu einem geometrischen Zeichengerät.<br />
Einfachste Lösung: Nach diesem Beitrag sind alle wichtigen Fakten über den Stromabnehmer bekannt.<br />
Christiane Bischoff, Aventics GmbH, Content Marketing & PR Manager, Laatzen<br />
Bild: Aventics<br />
Die Stromabnehmer aus<br />
der Schweiz drücken die<br />
Schleifleisten des<br />
Stromabnehmers von<br />
unten gegen die stromführenden<br />
Oberleitungen<br />
Die Richard AG<br />
Murgenthal entwickelt<br />
und fertigt seit<br />
111 Jahren Panto grafen<br />
Um das mit dem Strom und der Eisenbahn zu erklären, hat<br />
Aventics Hanspeter Jutzi befragt, Geschäftsführer der schweizerischen<br />
Richard AG in Murgenthal. „Wir entwickeln und fertigen<br />
seit 111 Jahren Pantografen, Hauptschalter, Isolatoren und viele weitere<br />
Komponenten für moderne Triebfahrzeuge“, betont Hanspeter<br />
Jutzi. Mit dabei: Ventile, Zylinder und Luftaufbereitungsanlagen von<br />
Aventics.<br />
Die Stromabnehmer aus der Schweiz drücken die Schleifleisten<br />
des Stromabnehmers von unten gegen die stromführenden Oberleitungen.<br />
„Anders als bei den einfachen Straßenbahnen vergan -<br />
gener Jahrzehnte brauchen moderne Schienenfahrzeuge mit ihrer<br />
komplexen Regelelektronik stets eine unterbrechungsfreie Stromversorgung“,<br />
erklärt Jutzi, Chef von etwa 80 Mitarbeitern. „Die<br />
Herausforderung besteht darin, den Schleifkontakt zur Leitung<br />
Bild: Aventics<br />
ständig zuverlässig zu halten, auf der anderen Seite aber nicht zu<br />
stark gegen die Oberleitungen zu drücken, da diese sonst zu schnell<br />
verschleißen oder gar reißen.“<br />
Das übernimmt im Pantograf von Richard eine mechanisch geführte<br />
Wippe über eine Art Kniegelenk. Die pneumatische Lösung von<br />
Aventics aus Ventil, Feindruckregler, Pneumatik-Balgzylinder und<br />
Luftaufbereitung drückt die Schleifleiste mit 3 bar Luftdruck gegen<br />
die Oberleitung. Das entspricht einer Kraft von 70 bis 85 N. Die<br />
pneumatische Kraft reicht aus, um auch bei Unebenheiten in der<br />
Schienentrasse stets den Kontakt mit der Oberleitung zu halten.<br />
In Europa können Lokomotiven auch grenzüberschreitend fahren.<br />
Bei Wechselstrom nehmen die Schleifkontakte 25.000 V mit<br />
maximalen Stromstärken bis zu 900 A ab und leiten sie in den Zug.<br />
Die Pantografen von Richard sind für Geschwindigkeiten bis<br />
230 km/h zugelassen, ein Beleg für die hohe Regelungsdynamik<br />
der Pneumatik.<br />
Komponenten müssen robust sein<br />
„Wir verlangen von den Pneumatikkomponenten eine extrem breite<br />
Einsatztemperatur von -25 bis +45 °C, für einige Bahnbetreiber in<br />
entsprechenden klimatischen Regionen sogar noch extremere<br />
Werte“, hebt Jutzi hervor. Die Pneumatiklösung von Aventics ist<br />
nicht nur in Bezug auf die Temperatur robust: Sie arbeitet im Vergleich<br />
zu elektromechanischen Lösungen praktisch verschleißfrei.<br />
Aventics liefert die pneumatische Baugruppe für die Pantografen<br />
wie auch für andere Module von Richard vormontiert an die Linie<br />
des Schweizer Familienunternehmens. „Wir sind zwar ein Mittelständler,<br />
aber wir arbeiten teilweise viele Jahrzehnte mit Schienenfahrzeugherstellern<br />
und Betreibern zusammen“, so der Geschäftsführer.<br />
„Wir wissen, dass unsere Kunden noch lange Originaler -<br />
satzteile erwarten und danach suchen wir auch unsere Lieferanten<br />
aus.“ Aventics, ebenfalls seit Jahrzehnten etablierter und bei zahl -<br />
reichen Betreibern zertifizierter Zulieferer, erfüllt genau diese<br />
Anforderungen.<br />
bec<br />
www.aventics.com<br />
www.richardag.ch<br />
Detaillierte Informationen zu pneumatischen<br />
Komponenten für den Einsatz im Railway Bereich:<br />
hier.pro/vqwse<br />
Messe Innotrans: Halle 10.2, Stand 310<br />
Messe SMM: Halle B6, Stand 427<br />
54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Lösung für die Luftfahrtindustrie: Dornbiegemaschine sorgt mit neuer Sequenzsteuerung für verbesserte Prozesse<br />
Punktlandung beim Rohrbiegen mit<br />
kontrollierter Wandstärkenschwächung<br />
Die speziell für einen führenden Flugzeughersteller ausgelegte T-bend-Dornbiegemaschine von Transfluid ist in der Lage,<br />
Titan-, Aluminium- und Edelstahlrohre bis 60 mm Durchmesser zu biegen – mit einer Wandstärke von 0,5 bis 1,5 mm.<br />
Was sie darüber hinaus besonders macht, ist die Option zur Kontrolle der Wandstärkenschwächung. Gerade hier spielt<br />
das Thema Sicherheit für den späteren Einsatz der bearbeiteten Rohre im Flugzeug eine entscheidende Rolle.<br />
Benedikt Hümmler, Geschäftsführer <strong>Konstruktion</strong>/Produktion, Transfluid Maschinenbau GmbH, Schmallenberg<br />
In der Luftfahrt ist das Thema Sicherheit so maßgeblich wie kaum<br />
in einer anderen Branche. Entsprechend hoch sind die Anforderungen<br />
der Flugzeugindustrie, auch im Bereich der Rohrbearbeitung,<br />
wie Transfluid-Geschäftsführerin Stefanie Flaeper ausführt:<br />
„Natürlich sind schnelle Fertigungsprozesse häufig für komplexe<br />
Bauteile mit kleinen Losgrößen gefragt. Und auch hoch- und höchstfeste<br />
Materialien sind ein wichtiges Thema, für leichte und stärker<br />
belastbare Rohre. Was die Entwicklung von Rohrbearbeitungs -<br />
technologien für die Luftfahrt besonders spannend macht, sind die<br />
immer wieder neuen technischen Meilensteine, die eine anspruchsvolle<br />
Lösung erfordern.“<br />
So wie beim aktuellen Projekt des Unternehmens für einen führenden<br />
Flugzeughersteller. Denn die neue, speziell ausgelegte T-bend-<br />
Dornbiegemaschine von Transfluid ist in der Lage, Titan-, Aluminiumund<br />
Edelstahlrohre bis 60 mm Durchmesser zu biegen – mit einer<br />
Wandstärke von 0,5 bis 1,5 mm. Und die Anlage ermöglicht Radien<br />
von 1 x D.<br />
Lückenlose Synchronisierung aller<br />
Bewegungsachsen per cleverer Sequenzsteuerung<br />
Was sie darüber hinaus besonders macht, ist die Option zur Kon -<br />
trolle der Wandstärkenschwächung. Gerade hier spielt das Thema<br />
Sicherheit für den späteren Einsatz der bearbeiteten Rohre im<br />
Flugzeug eine entscheidende Rolle. Die Wandstärke soll auch nach<br />
dem Biegen zuverlässig die Vorgaben erfüllen und ein optimaler<br />
Durchfluss sowie die Stabilität des Werkstücks sollen bewahrt<br />
bleiben. Deshalb haben die Transfluid-Ingenieure die Biegeanlage<br />
Sämtliche Abläufe sind auf der T-bend-Dornbiegemaschine einfach<br />
programmierbar. Der Bediener kann sie dem Produkt zuordnen und<br />
bei Bedarf abrufen<br />
so entwickelt, dass sie gesteuert nachdrücken kann. Dieses kon -<br />
trollierte Nachdrücken erfolgt im letzten Bogen über ein gesteuertes<br />
Innenrohr.<br />
„Alle elektrischen Achsen sind mit servoelektrischen Motoren ausgestattet,<br />
deren Antriebe sauber zueinander synchronisiert werden<br />
können“, erläutert Flaeper die technischen Feinheiten. „Ein entscheidender<br />
Vorteil hierbei ist die lückenlose Synchronisierung aller<br />
Bewegungsachsen in verschiedene Abfolgen, die unsere neue Sequenzsteuerung<br />
möglich macht.“ Diese unterteilt jede Bewegung in<br />
alle Achsen und bewegt unterschiedliche Bereiche mit den passenden<br />
Momenten. So kann beispielsweise ein Bogen einfach unterteilt<br />
und mit der benötigen Kraft nachgeschoben bzw. gebremst<br />
werden.<br />
Produktionsrelevante Daten benutzerdefiniert<br />
abspeichern und geschützt abrufen<br />
Sämtliche Abläufe sind auf der neuartigen Dornbiegemaschine<br />
leicht programmierbar. Der Bediener kann sie dem Produkt zuordnen<br />
und bei Bedarf abrufen. Zusätzlich zum Verlauf berücksichtigt<br />
die Sequenzierung auch die Materialien, Radien und Bearbeitungsabläufe<br />
des zu bearbeitenden Produktes.<br />
Die komplette Steuerung verfügt über einen Netzwerkzugang. So<br />
können die gewünschten Geometrien online aus dem CAD einge -<br />
lesen und die Daten zum Kollisionstest entsprechend hinterlegt<br />
werden. Je nach Chargen- und Batchgröße ist auch die Messmaschine<br />
dem System zugeschaltet. Die Sequenzsteuerung sorgt auch<br />
für die benutzerdefinierte Speicherung der produktionsrelevanten<br />
Daten. Diese können dann wieder mit dem entsprechenden Passwort<br />
und der passenden Berechtigung aufgerufen und bearbeitet<br />
werden. Darüber hinaus sind die Maschinensoftware und alle Bauteile<br />
der Steuerung, einschließlich der Bedienpanel (MMI), Industrie-4.0-fähig.<br />
Mit diesen besonderen Eigenschaften macht die neue<br />
Dornbiegemaschine nahezu mitarbeiterunabhängige Rüstvorgänge<br />
möglich. Eine Punktlandung für die verbesserte Rohrbearbeitung in<br />
der Luftfahrtindustrie.<br />
bec<br />
www.transfluid.net<br />
Detaillierte Informationen zu den CNC-Dornbiege -<br />
maschinen für große Rohrdurchmesser:<br />
hier.pro/ypNvJ<br />
Bild: Transfluid Maschinenbau<br />
Messe SMM: Halle B2.EG, Stand 324<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 55
MASCHINENELEMENTE<br />
SCHUTZ- & BEDIENELEMENTE<br />
Tubus-Strukturdämpfer verhindern Beschädigungen beim Transport von Hubschraubern<br />
Sensible Luftfracht weich landen<br />
Helikopter heil zu landen, das ist eine technisch anspruchsvolle Aufgabe. Soll aber ein Helikopter<br />
zuerst als Luftfracht unbeschadet in ein anderes Land gebracht werden, potenzieren sich die Anforderungen.<br />
Lufttransportsicherungen von SMJ Sondermaschinenbau sind deshalb mit integrierten Dämpfungselementen<br />
der ACE Stoßdämpfer GmbH versehen.<br />
Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV), Düsseldorf, i. A. der ACE Stoßdämpfer GmbH, Langenfeld<br />
Das Gesamtdämpfungssystem von<br />
SMJ Sondermaschinenbau bietet<br />
sicheren Schutz für das Landesystem<br />
und die Struktur von Helikoptern in<br />
Transportflugzeugen<br />
Individuelle Problemstellungen durch Sonderkonstruktionen zu<br />
lösen, das ist das Kerngeschäft der SMJ Sondermaschinenbau<br />
GmbH. Das unweit vom Flughafen München in Kirchdorf an der Amper<br />
ansässige Unternehmen ist einer der innovativen Spezialisten,<br />
die maßgeschneiderte Komponenten und Baugruppen u. a. für das<br />
sichere Befestigen von hochwertiger Luftfracht in riesigen Transportflugzeugen<br />
entwickeln und herstellen. In vielen Industriebereichen<br />
zuhause, wie etwa in der Medizin- und Luftfahrttechnik, werden von<br />
SMJ häufig in enger Zusammenarbeit mit Großunternehmen anwenderspezifische<br />
Anforderungen durch Funktionsmuster oder Proto -<br />
typen gelöst. Wichtiger Bestandteil des Full-Service-Angebots ist die<br />
Unterstützung bei allen notwendigen Arbeitsschritten im Rahmen<br />
von Funktions-, Kompatibilitäts- und Inbetriebnahmetests vor Ort.<br />
Die Produkte von SMJ umfassen in der Luftfahrttechnik die Bereiche<br />
Ground Support Equipment sowie In- und Outboard Equipment.<br />
Für SMJ machte es die Aufgabe nicht einfacher, dass in dem hier<br />
beschriebenen Fall der Innenraum der Transportflugzeuge nur wenige<br />
Zentimeter größer ist als die Außenmaße des fast 3 t schweren Helikopterkörpers.<br />
Rotorblätter und deren Eigengewicht sind dabei nicht<br />
eingerechnet. Um die Gesamtstruktur<br />
des Helikopters effizient<br />
zu schützen, wurde in enger Partnerschaft<br />
mit dem Luftfahrzeughersteller<br />
ein Verzurrsystem zur<br />
Befestigung der Transportketten<br />
am Hubschrauber entwickelt.<br />
Hierbei kommt es auf spezielle<br />
Vorrichtungen an, die die auftretenden<br />
Lasten in die Hubschrauberstruktur<br />
einleiten. Umfangreiche<br />
Berechnungen waren nötig,<br />
Bild: SMJ Sondermaschinenbau<br />
um die Lasteinleitung in die einzelnen<br />
Strukturpunkte am Hauptrotorkopf<br />
und in den Kabinenboden sicherzustellen.<br />
Neben der sicheren Verzurrung galt es noch, das Problem der Überlastung<br />
der Struktur zu vermeiden. Witterungsbedingte Turbulenzen,<br />
schnelle Richtungswechsel und die Manöver bei Starts und Landungen<br />
führen zu erheblichen Krafteinwirkungen. Da die Senkrechtstarter<br />
sehr gewichtsparend gebaut und entsprechend fragil konstruiert<br />
sind, reicht reines Verzurren mit Ketten nicht aus. Die auf den Helikopter<br />
wirkenden Kräfte, einem Lastvielfachen von über 4,6g, also<br />
mehr als dem Vierfachen des Eigengewichts, können zu struktu -<br />
rellen Schäden führen. Um diese Schäden, die auch sehr schwer im<br />
Rahmen einer Inspektion nach dem Lufttransport festzustellen sind,<br />
zu vermeiden, sind Lösungen nötig, die die Struktur des Hubschraubers<br />
zuverlässig schützen. Damit hier Abhilfe geschaffen werden<br />
kann, kommen spezielle Dämpfungssysteme zum Einsatz. In diesem<br />
Fall kooperiert die SMJ Sondermaschinenbau GmbH mit der<br />
ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld im Rheinland.<br />
Strukturdämpfer für einen sicheren Transport<br />
Nach Begutachten der spezifischen Anforderungen und ersten Eckdaten<br />
war für Dipl.-Ing. Dieter Wohlschlegel, Engineering Manager<br />
von ACE, schnell klar, dass die Tubus-Produktfamilie seines Unternehmens<br />
für diese Aufgabe prädestiniert wäre: „Aus Co-Polyester-<br />
56 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
SCHUTZ- & BEDIENELEMENTE<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Bild: SMJ Sondermaschinenbau<br />
Teil der Dämpfungssysteme sind dafür maßgeschneiderte<br />
ACE-Tubus-Sicherheitsdämpfer<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
Dipl.-Ing. Dieter Wohlschlegel<br />
ist Engineering Manager bei<br />
der ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
Die hier eingesetzte TC-S-Baureihe der Tubus-Sicherheitsdämpfer ist<br />
schon standardmäßig in verschiedenen Größen lieferbar und bietet Energieaufnahme<br />
in Bereichen von 450 bis 12.725 Nm<br />
Elastomer gefertigt, kommen sie sowohl in der Dämpfungstechnik<br />
wie auch als Sicherheitsprodukt zum Einsatz und sind gerade auch<br />
für das Absorbieren von Massekräften unter extremen Einsatz -<br />
bedingungen ideal geeignet.“ Für das Festlegen der genauen Strukturdämpfertypen<br />
war in der Folge eine exakte Auslegung vonnöten.<br />
Im Rahmen derer wurde eine dazu notwendige Energieabsorption<br />
bzw. Kraft-Wegkennlinie ermittelt. Dabei wurde berücksichtigt, dass<br />
die Kufen des Hubschraubers bauartbedingt eine bestimmte Durchfederung<br />
erlauben und damit im Fall einer harten Landung einen Teil<br />
der auftretenden Energie absorbieren können.<br />
Dazu Wohlschlegel: „Diese Energieabsorption reicht aber nicht aus,<br />
um eine Beschädigung des Hubschraubers bei unsanfter Landung<br />
bzw. Transport zu verhindern. Kommt beispielsweise eine Last von<br />
10.000 N vertikal auf den Hubschrauber, verformen sich die Kufen<br />
um 0,03 m, also um 30 mm, was wiederum einer bestimmten<br />
Energieaufnahme der Kufen entspricht. Je größer die Last wird,<br />
umso gravierender die Deformation. Basierend auf diesen Werten,<br />
mussten die zwei Tubus-Sicherheitsdämpfer eine spezielle Kraft-<br />
Wegkennlinie aufweisen. Dementsprechend hatten die Dämpfer<br />
eine bestimmte Bauform anzunehmen, da sie zusätzlich in die<br />
<strong>Konstruktion</strong> des abgebildeten Gesamtdämpfungssystems von<br />
SMJ passen sollten.“<br />
Diesen Anforderungen entsprechend, fertigte ACE kundenspezi -<br />
fische Sondermodelle. Weil als Nachweis für die Kennlinie die einzelnen<br />
Sicherheitsdämpfer vor der Auslieferung getestet werden<br />
mussten, ist bei der Entwicklung in Tests mit verschiedenen Beaufschlagungen<br />
gearbeitet worden. Die im Zuge dieses Prozesses<br />
extra für diese Anwendung modifizierten Tubus erlauben nun die<br />
zusätzlich geforderte Energieabsorption von 124 kN und verhindern<br />
dadurch die Beschädigung der Hubschrauberstruktur bei einer<br />
Extremlandung oder sonstigen Erschütterungen während des Fluges.<br />
Dies gelang, weil ACE die als Basis dienende Tubus-Baureihe<br />
TC-S mit einem extralangen Hub von 146 mm versehen hat. Diese<br />
Baureihe ist extra für Krananlagen entwickelt worden. Versehen mit<br />
dem sogenannten Dual-Konzept von zwei in einem einzigen Maschinenelement<br />
verbundenen, dämpfenden Strukturkörpern erreichen<br />
sie die geforderte Federrate für Krananlagen. Integriert in die<br />
Gesamtkonstruktion, sind die konstruierten Dämpfer bei der hier<br />
beschriebenen Applikation sogar in der Lage, genügend Puffer für<br />
Notlandungen der Transportflugzeuge zu bieten.<br />
bec<br />
www.ace-ace.com<br />
www.smj-sondermaschinenbau.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Strukturdämpfern:<br />
hier.pro/nT8tM<br />
Messe Motek: Halle 5, Stand 5223<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 57
MASCHINENELEMENTE<br />
EINZELBAUTEILE<br />
Ein Paar Flossenstabilisatoren des Typs S, wie sie z. B. bei modernen Kreuzfahrtschiffen zum Einsatz kommen.<br />
Aus Zeitgründen hat ein Expertenteam einen solchen Stabilisator erstmals unter Wasser eingebaut<br />
Bild: SKF<br />
Taucher bauen schwenkbaren Flossenstabilisator an einem schwimmenden Kreuzfahrtschiff ein<br />
Dank Unterwasseraktion im Fahrplan<br />
Was normalerweise im Trockendock geschieht, haben SKF und der Unterwasser-Reparaturspezialist Trident<br />
Group im November 2017 im nassen Element gewagt: Erstmals hat dieses Expertenteam einen schwenkbaren<br />
Flossenstabilisator des Typs S an einem schwimmenden Schiff eingebaut. Dank der gelungenen Aktion konnte<br />
der betroffene Kreuzfahrer seine Reise durch den Atlantik wie geplant fortsetzen.<br />
Dietmar Seidel, Leiter Fachpresse, SKF GmbH, Schweinfurt<br />
Rund um den Globus schwimmen Kreuzfahrten auf einer Welle<br />
der Beliebtheit: Im laufenden Jahr dürften rund 27,2 Mio.<br />
Passagiere zur See fahren. Damit hätte sich die Anzahl der Schiffstouristen<br />
seit der Jahrtausendwende annähernd vervierfacht. Und<br />
ein Ende des Booms ist nicht absehbar: In den kommenden zwei<br />
Jahren sollen 37 zusätzliche Schiffe vom Stapel laufen und dadurch<br />
die Kapazität um weitere 100.000 Passagiere erhöhen. Dabei erzielt<br />
die Branche schon heute einen weltweiten Umsatz von etwa<br />
37 Mrd. Dollar und bietet mehr als einer Million Menschen einen<br />
Arbeitsplatz.<br />
An Bord der schwimmenden Freizeitparks sorgt neben dem Per -<br />
sonal und der luxuriösen Ausstattung nicht zuletzt eine Menge versteckter<br />
Technik für den Komfort der Passagiere. Dazu gehören bei<br />
vielen modernen Kreuzfahrtschiffen beispielsweise auch hydraulisch<br />
betätigte Flossenstabilisatoren, die unterhalb der Wasserlinie ausgeschwenkt<br />
werden, wenn die See mal etwas rauer wird. Während<br />
der Fahrt wirken diese Flossen dann unliebsamen Schiffsbewe -<br />
gungen entgegen. Bei ruhigem Fahrwasser hingegen werden die<br />
Stabilisatoren wieder in ihre Parkpositionen im Schiffsrumpf zurückgeklappt,<br />
um den Strömungswiderstand zu minimieren. Viele dieser<br />
Flossen werden von SKF hergestellt und gewartet.<br />
Unliebsame Überraschung an Backbord<br />
Im Zuge der routinemäßigen Inspektion eines Kreuzfahrtschiffs im<br />
Jahr 2014 fiel den Technikern ein Schaden an dessen Backbord-<br />
Stabilisierungsflosse auf. Vermutlich war die Beschädigung auf eine<br />
Kollision mit Treibgut zurückzuführen. Um Folgeschäden zu ver -<br />
meiden, wurde beschlossen, den Stabilisator vorübergehend außer<br />
Betrieb zu nehmen – bis zur nächsten planmäßigen Überholung des<br />
Schiffs im Trockendock.<br />
Im März 2017 war es so weit: In einer deutschen Werft machte sich<br />
ein Team von SKF-Ingenieuren aus Hamburg an die Demontage und<br />
Reparatur der Stabilisatoranlage. Dabei mussten sie jedoch feststellen,<br />
dass der Flossenstabilisator deutlich ernsthaftere Schäden erlitten<br />
hatte als ursprünglich angenommen: Durch den Aufprall waren<br />
mehrere betriebswichtige Komponenten des Flossenmechanismus<br />
verbogen worden oder gar gebrochen.<br />
Zwar ist der vollständige Austausch eines auf See beschädigten Stabilisators<br />
für die Marineexperten von SKF durchaus Routine, aber in<br />
diesem Fall saß ihnen die Zeit arg im Nacken: Das Team berechnete,<br />
dass die erforderlichen Arbeiten mindestens 150 h in Anspruch nehmen<br />
würden. Da für das Schiff jedoch nur ein fünftägiger Trockendock-Aufenthalt<br />
vorgesehen war, wäre es selbst mit 24-Stunden-<br />
Schichten unmöglich gewesen, den Job fristgerecht zu erledigen.<br />
Und eine Verlängerung des Aufenthalts kam nicht infrage, weil<br />
schon die nächsten Touristen an Bord wollten.<br />
Situation erfordert außergewöhnliche Maßnahme<br />
Um den Schiffsbetrieb und die Passagiere unter den gegebenen<br />
Umständen nicht zu stören, entschieden sich die Reederei und SKF<br />
58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
EINZELBAUTEILE<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
zu einer außergewöhnlichen Maßnahme: den Einbau unter Wasser.<br />
Zu diesem Zweck wurde der defekte Stabilisator im Trockendock<br />
demontiert und seine Parkbucht im Schiffsrumpf vorübergehend<br />
mit zwei Stahlplatten verschlossen. So konnte das Schiff planmäßig<br />
in See stechen. Der ausgebaute Stabilisator wurde derweil in die<br />
Hallen der SKF Marine GmbH nach Hamburg verfrachtet, wo die<br />
Experten die erforderlichen Reparaturen vornahmen.<br />
Nachdem der Flossenstabilisator hier instandgesetzt und getestet<br />
worden war, schickte SKF den Grundkörper des Stabilisators per<br />
Containerschiff in einen Hafen auf den Kanarischen Inseln. Kleinere<br />
Bauteile – wie etwa die Steuerungssysteme – landeten im Rahmen<br />
eines europäischen Zwischenstopps im Bauch des Kreuzfahrers.<br />
Der schipperte mittlerweile ebenfalls in Richtung Kanaren, um dort<br />
die ersten Passagiere der Wintersaison aufzunehmen.<br />
Kein Tauchurlaub auf den Kanaren<br />
Anders als die Touristen dachten die Spezialisten von SKF und<br />
Trident Group auf den Kanaren nicht an Urlaub: Sie bereiteten den<br />
zwischenzeitlich eingetroffenen Stabilisator bereits für seine Unterwasserinstallation<br />
vor. Zu diesem Zweck haben sie u. a. sämtliche<br />
Teile des Stabilisatormechanismus, die normalerweise nicht mit<br />
dem Meerwasser in Berührung kommen, entsprechend geschützt<br />
bzw. abgedichtet.<br />
Anfang November 2017 machte dann auch das Passagierschiff im<br />
Hafen fest: 58 h lang würde es dort vor Anker liegen. Damit startete<br />
der entscheidende Countdown für die SKF-Experten sowie die<br />
Taucheinsätze des Trident-Teams. Bei klarem Wasser und milden<br />
Temperaturen montierten die Profis zunächst eine Art wasserdichte<br />
Glocke über dem Flossenkasten. So konnten die Stahlplatten, die<br />
die Parkbucht des Stabilisators zuvor verschlossen hatten, sicher<br />
entfernt werden. Anschließend wurde die Stabilisatorflosse mit<br />
einem Kran vorsichtig neben dem Rumpf abgelassen und von den<br />
Tauchern langsam in Position manövriert. Kurz darauf gelang es<br />
ihnen, den Stabilisator ordnungsgemäß zu montieren. Danach<br />
konnten sie auch die provisorische Luftkammer wieder abbauen.<br />
Zeitarbeit: Den Tech-Tauchern der Trident Group gelang es, den Stabilisator<br />
im Rahmen eines geplanten Hafenaufenthalts fristgerecht zu montieren<br />
Nachdem die mechanischen Installationsarbeiten termingerecht<br />
abgeschlossen worden waren, blieben die Ingenieure von SKF<br />
zunächst an Bord. Auf dem Weg in die Karibik schlossen sie u. a.<br />
die Steuerungstechnik an und überprüften den ordnungsgemäßen<br />
Betrieb der Anlage. Dass die damit verbundenen Aufgaben schon<br />
innerhalb eines Tages erledigt waren, dürfte in diesem Fall nicht<br />
ganz nach dem Geschmack der technischen Kurz-Kreuzfahrer ge -<br />
wesen sein.<br />
bec<br />
www.skf-marine.com<br />
www.skf.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Flossenstabilisatoren<br />
für Schiffe:<br />
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Bild: Puertos de Tenerife/SKF<br />
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WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Bild: Ferdinand Gross<br />
Das Geschäft mit C-Teilen hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen und macht mittlerweile gut 75 % des Jahresumsatzes aus<br />
Hochwertigere und günstigere Sicherungselemente durch Einsatz selbst konstruierter Werkzeuge<br />
Kundenbedürfnisse voll im Fokus<br />
Wie flexibel Verbindungsteile-Spezialist Ferdinand Gross aus Leinfelden-Echterdingen auf die<br />
Bedürfnisse seiner Kunden eingehen kann, zeigen beispielhaft die Leistungen, die das Unternehmen<br />
für die Deutsche Bahn erbringt. Unter den 12.000 verschiedenen Artikeln, mit denen die Deutsche Bahn<br />
beliefert wird, finden sich beispielsweise 5000 bahnspezifische Sonderartikel. Darunter ein ganz<br />
spezieller Doppelfederstecker.<br />
Markus Mauch, C-Teile-Management, Ferdinand Gross GmbH & Co. KG , Leinfelden-Echterdingen<br />
Ferdinand Gross gehört heute in Deutschland zu den größten<br />
Lieferanten von Verbindungstechnik. Verschiedenste Kunden<br />
und Partner aus der Industrie werden von den Schwaben mit maßgeschneiderten<br />
Dienstleistungen versorgt. Wie wichtig dem Unternehmen<br />
die Kundenbedürfnisse sind, zeigen beispielhaft die Serviceleistungen,<br />
die Ferdinand Gross für die Deutsche Bahn erbringt.<br />
Für Thomas Erb war es ein ganz besonderer Moment: Im Rahmen<br />
eines Festakts auf der internationalen Fachmesse für Bahn- und <strong>Verkehrstechnik</strong><br />
Innotrans in Berlin nahm der Geschäftsführer von Ferdinand<br />
Gross den DB-Lieferanten-Award 2016 in der Kategorie „Allgemeine<br />
Bedarfe und Leistungen“ entgegen – zum zweiten Mal nach<br />
2003. Die Deutsche Bahn AG unterhält weltweit Geschäftsbeziehungen<br />
zu rund 30.000 Lieferanten und prämiert Lieferanten mit herausragenden<br />
Leistungen als DB-Lieferant des Jahres. Im Zwei-Jahres<br />
Rhythmus wird der Unternehmenspreis in drei Kategorien verge-<br />
ben. „Es freut uns natürlich sehr, dass wir diesen Preis nach 2003<br />
bereits zum zweiten Mal verliehen bekommen“, so Thomas Erb. „Die<br />
Deutsche Bahn ist ein sehr bedeutender Kunde und wir sind stolz,<br />
dass unser angeeignetes Spezialwissen über die Bedürfnisse des<br />
Kunden anerkannt wird.“ Denn die Auszeichnung kam nicht von ungefähr:<br />
Seit 2012 ist Ferdinand Gross Alleinlieferant der Deutschen<br />
Bahn AG an allen Standorten der Instandhaltung und garantiert die<br />
reibungslose Versorgung mit hochwertigen C-Teilen. Wie das geht?<br />
Mit einem ganzheitlichen Kanban-System – und einem besonderen<br />
Gespür für die Wünsche des Kunden. Das Unternehmen verfügt<br />
über eigenes auf die DB spezialisiertes und geschultes Innen- und<br />
Außendienstpersonal. Das übernimmt die Beratung und Unterstützung<br />
in allen technischen Belangen bei Teileumstellungen, Lieferantenumstellungen<br />
und technischen Problemstellungen vor Ort.<br />
Wie akribisch Ferdinand Gross auf die speziellen Anforderungen seiner<br />
Kunden eingeht, belegen einige Zahlen: Unter den 12.000 verschiedenen<br />
Artikeln, mit denen die Deutsche Bahn beliefert wird,<br />
finden sich beispielsweise 5000 bahnspezifische Sonderartikel. Da-<br />
60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
Zum Unternehmen<br />
Ferdinand Gross<br />
PLUS<br />
Die Deutsche Bahn AG hat das Potenzial der webbasierten Software<br />
sofort erkannt<br />
runter ein spezieller Doppelfederstecker: Das Drahtbiegeteil wird<br />
komplett auf einem Federwickelautomaten mit bis zu 24 angetriebenen<br />
Achsen hergestellt. Das grundlegende Fertigungsprinzip der<br />
Maschine wurde durch den Einsatz selbst konstruierter Werkzeuge<br />
geändert bzw. ergänzt. Die Umstellung des Fertigungsverfahrens<br />
von einer teilautomatisierten Fertigung mittels eigenkonstruiertem<br />
Biegeapparat und Handfertigung auf eine vollautomatische und prozesssichere<br />
Automatenfertigung erfolgte auf Eigeninitiative von Ferdinand<br />
Gross. Das Ergebnis: Eine deutliche Steigerung der Fertigungstiefe<br />
und Qualität bei gleichzeitig reduzierten Kosten. Zudem<br />
wurde bei der Beschaffung von Single- auf Multiple-Sourcing umgestellt.<br />
So ist gewährleistet, dass der etwaige Ausfall eines Lieferanten<br />
nicht den Ausfall ganzer Wagenflotten bei der Deutschen Bahn<br />
nach sich zieht. Vorausgegangen waren langwierige Versuche mit<br />
verschiedenen Lieferanten, bis der richtige gefunden war. Auch<br />
wenn man dem simplen C-Teil die Komplexität der Herstellung nicht<br />
ansieht, ist der Doppelfederstecker für die Bahn doch essenziell: Er<br />
ist das Hauptsicherungselement für Bolzen und kommt nahezu in allen<br />
Bereichen vom Drehgestell bis zu den Lok-/Waggonaufbauten<br />
im Güterverkehr zum Einsatz.<br />
Eigeninitiative vom Verbindungsteile-Spezialisten<br />
Die Beratung bei Verbesserung der Logistikprozesse in den Werken<br />
zur Teilebereitstellung sowie die komplette Entwicklung von Logistikprozessen<br />
gehört ebenfalls zum Portfolio – so wurde beispielsweise<br />
bei der DB Fernverkehr Dortmund AG ein zweistöckiges Kanbanregal<br />
implementiert. Selbstredend wird aber nicht nur das Werk<br />
in Dortmund im Kanban-System beliefert: Insgesamt profitieren<br />
über 90 Standorte der Deutschen Bahn in Deutschland vom bewährten<br />
Pull-Prinzip im Vollservice bis zum Regal, ebenso wie zahlreiche<br />
Tochterunternehmen der DB im Ausland.<br />
Apropos Kanban: Wer sich Tag für Tag so intensiv mit dem Management<br />
von C-Teilen beschäftigt, der fragt sich zwangsläufig: „Wie<br />
kann man das noch besser machen?“ Dabei schien das über 50 Jahre<br />
alte Kanban-System mit seinem Pull-Prinzip im Grunde perfekt zu<br />
sein, da sich die Materialbestellung ausschließlich am Verbrauch im<br />
Produktionsablauf orientiert. Also dachte das Team von Ferdinand<br />
Gross um: Nicht den Prozess an sich untersuchen, sondern Nachteile<br />
der Kanban-Belieferung sichtbar machen. Das Problem wurde<br />
deutlich: Dem Kanban fehlte die Transparenz. Der Einkäufer hatte<br />
keine Übersicht über den aktuellen Stand der Artikel, es gibt keinerlei<br />
Steuerungsmöglichkeiten. Genau hier setzten die Schwaben an<br />
und entwickelten ein webbasiertes Visualisierungstool, das dem<br />
Einkäufer die Kontrolle zurückgibt. Falcon heißt die Innovation – benannt<br />
nach dem Falken, der jede noch so kleine Bewegung im Blick<br />
Bild: Ferdinand Gross<br />
hat. Falcon visualisiert alle Kanban-Lagerorte des Kunden. Artikel<br />
müssen deshalb nicht mehr gesucht werden, sie werden gefunden.<br />
Die Deutsche Bahn AG hat das Potenzial der webbasierten Software<br />
sofort erkannt und die Entwicklung von Anfang an unterstützt. Eine<br />
in das Software-Cockpit implementierte Excel-Exportfunktion für individuell<br />
erstellte Filter ermöglicht dem Einkäufer, den Einsatz seiner<br />
C-Teile noch zielgerichteter und effektiver zu kontrollieren. Statistiken,<br />
Auswertungen und eine schnelle Reaktion auf Bedarfsspitzen<br />
stellen durch das Auswertungstool keinerlei Probleme mehr dar<br />
– und dazu sind alle Daten vom Verbrauch über den Umschlag bis<br />
hin zum Preis komplett transparent. Da Falcon auch als App für<br />
Smartphone und Tablet erhältlich ist, ist der Kunde jederzeit und<br />
überall über den Zustand der Kanbankiste informiert. Dass alle<br />
Zeugnisse und Zeichnungen rund um die Uhr 365 Tage im Jahr online<br />
bereit stehen, versteht sich fast von selbst. „Ein solch intelligentes<br />
System wie Falcon bietet momentan kein anderer Mitbewerber<br />
an“, weiß Thomas Erb.<br />
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www.schrauben-gross.de<br />
Der Verbindungsteile-Spezialist aus Leinfelden-Echterdingen<br />
bei Stuttgart ist der älteste Schraubenhändler Deutschlands.<br />
Über 150 Jahre Erfahrung in der Verbindungs- und Befestigungstechnik<br />
stellen die Leistungen von Ferdinand Gross auf<br />
eine sichere Basis. Rund 250 Mitarbeiter betreuen mehr als<br />
15.000 Kunden. Am Stammsitz in Leinfelden-Echterdingen<br />
verfügt das Unternehmen über ein hochmodernes Lager mit<br />
120.000 Fachbodenplätzen und 20.000 Palettenstellplätzen.<br />
Das Geschäft mit C-Teilen hat in den vergangenen Jahren<br />
stark zugenommen und macht mittlerweile gut 75 Prozent<br />
des Jahresumsatzes von 80 Millionen Euro aus – rund 75<br />
Prozent aller Warenausgangspositionen gehören mittlerweile<br />
in den C-Teile-Bereich.<br />
150 Jahre Erfahrung in der Verbindungsund<br />
Befestigungstechnik<br />
Details zum Leistungsportfolio<br />
hier.pro/QEpfm<br />
Messe Innotrans Halle 10.2, Stand 106<br />
Bild: Ferdinand Gross<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 61
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
LEICHTBAU<br />
Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbund<br />
Leichter abheben<br />
Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast – das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen<br />
ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend Faser-Kunststoff-Verbunde zum<br />
Einsatz. Während bei Rümpfen oder Tragflächen permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten sind, gibt<br />
es seit den 1980er-Jahren bei Flugzeugrädern und den verwendeten Materialien sowie ihrer prinzipiellen Bauweise<br />
keine bedeutende Weiterentwicklung. Um dieses Innovationsfeld zu erschließen, hat das Fraunhofer LBF ein<br />
EU- Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320.<br />
Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotenzial von bis zu 40 % aufzeigen.<br />
Dipl.-Ing. M. Eng. Conchin Contell Asins, betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau, Fraunhofer-Institut<br />
für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt<br />
Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen<br />
Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus<br />
A380 der Anteil an Verbundwerkstoffen bei 22 %, beim modernen<br />
A350 XWB sind es bereits über 50 %. Hier bestehen große Teile<br />
des Rumpfes und der Tragwerke aus dem ultraleichten CFK. Nur bei<br />
den Flugzeugrädern hat sich seit mehr als 30 Jahren wenig in Richtung<br />
Leichtbau bewegt. Dass hier einiges möglich sein wird, erläutert<br />
Jens-David Wacker, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer-<br />
Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF leitet:<br />
„Unser Institut konnte bereits für den Bereich Automotive belegen,<br />
dass sich durch die Substitution von Metall- durch CFK-Räder ein<br />
vielversprechendes Leichtbaupotenzial aufzeigt. Wenn es um die<br />
zuverlässige Auslegung von sicherheitskritischen Leichtbauteilen<br />
geht, verfügt das Fraunhofer LBF über langjährige Erfahrung und ist<br />
anerkannter Forschungspartner.“<br />
Bild: Fraunhofer LBF<br />
Neues Innovationsfeld erschließen<br />
Während des Start-, Lande-, und Rollvorgangs treten hohe sta -<br />
tische, dynamische und thermische Beanspruchungen auf, die Flugzeugräder<br />
zuverlässig ertragen müssen. Bei herkömmlichen Mo -<br />
dellen handelt es sich meist um Aluminiumschmiedekomponenten,<br />
die bis zu 100 kg wiegen können. Vor diesem Hintergrund steht für<br />
die Darmstädter Wissenschaftler am Anfang des Entwicklungsprozesses<br />
für ein leichtes CFK-Bugrad zunächst die Definitionsphase<br />
und damit das Zusammentragen aller wichtigen Anforderungen.<br />
Dazu gehören u. a. die Schnittstellen zum Reifen und zur Lagerung,<br />
die Bauraumspezifikationen und auftretende Beanspruchungen.<br />
Anders als bei Pkw-Rädern werden Flugzeugräder über eine Kegelrollenlageranordnung<br />
auf der Fahrwerksachse positioniert. Zudem<br />
werden Flugzeugräder mehrteilig ausgeführt, um die Montage des<br />
vergleichsweise steifen Reifens zu ermöglichen. Obwohl Bugräder<br />
im Gegensatz zu Hauptfahrwerksrädern nicht abgebremst werden,<br />
stellt sich der gebremste Rollvorgang als kritischer Lastfall für das<br />
Bugrad heraus. Aufgrund des hohen Bremsmoments am Hauptfahrwerk<br />
entstehen am Bugfahrwerk Abstützkräfte von bis zu 16 t pro<br />
Bugrad.<br />
Aufgrund des hohen Bremsmoments am Hauptfahrwerk<br />
entstehen am Flugzeugbugfahrwerk (Bild) Abstützkräfte<br />
von bis zu 16 t pro Bugrad<br />
62 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
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Schiebe- und Trennwandsysteme – ab Seite 14<br />
Fenster- und Türenfertigung – ab Seite 68<br />
Maßgeschneiderte Konzepte<br />
Montagetechnik – ab Seite 98<br />
Marktübersicht Akku-Bohrhämmer<br />
EDV-Magazin – ab Seite 110<br />
Digitalisierung mit Augenmaß<br />
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Schwierige Gespräche Digitale Hilfe für den Einkauf ab Mai zu beachten bei Prototypen Seite 106 Seite 56Medizintechnik leisten Seite 91<br />
Nachgefragt im Zoo Safaripark<br />
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Medtec Europe Seite 21<br />
28.05.<strong>2018</strong> | 140. Jahrgang www.industrieanzeiger.de<br />
06 <strong>2018</strong><br />
www.kem.de<br />
3D-Druck Die Vision der individualisierten Brille wird wahr Seite 34<br />
Oberflächentechnik Herausforderung bei additiv gefertigten Bauteilen Seite 48<br />
Trendd<br />
China – Kunde und Wettbewerber<br />
Seite e<br />
22<br />
Mensch-Roboter-Kollaboration Bionischer Arbeitsplatz mit KI Seite 56<br />
Maschinen Effizienz durch Hybridisierung einer Drehmaschine Seite 48<br />
Automation Maschinenhersteller setzt auf werkstattorientierte Steuerung Seite 97<br />
Seite 35<br />
Seite 54<br />
Industrieanzeiger 14.18 1<br />
LEICHTBAU<br />
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
Bild: Fraunhofer LBF<br />
Bild: Fraunhofer LBF<br />
Wissenschaftler des Fraunhofer LBF identifizieren eine optimale<br />
Leichtbaustruktur, indem sie unterschiedliche Radgeometrien hinsichtlich<br />
ihrer geometrischen Steifigkeit bewerten<br />
Vergleich der maximalen Verformungen prinzipieller Radgeometrien<br />
unter verschiedenen Lastkombinationen<br />
Den zweiten Schritt im Entwicklungsprozess bildet die Konzeptentwicklung.<br />
Für die Konzeptfindung einer optimalen Leichtbaustruktur<br />
untersuchen die Wissenschaftler dafür prinzipielle geometrische<br />
Konzepte und bewerten diese bezüglich ihrer Steifigkeit gegenüber<br />
den Belastungen Radiallast, seitliche Last, Reifendruck und überlagerten<br />
Lastfällen. Eine Topologieoptimierung des Systems bestätigt<br />
anschließend das Ergebnis.<br />
Zehn Prototypen des Bugrades geplant<br />
Bei der Entwicklung von Bauteilen aus Faserverbund ist eine Aus -<br />
einandersetzung mit den möglichen Herstellverfahren und Materialien<br />
schon früh im Entwicklungsprozess wichtig, da diese entscheidende<br />
Fertigungsgrenzen mit sich bringen. „Für die Herstellung des<br />
Flugzeugrads streben wir das Resign Tranfer Molding (RTM) an. Dieses<br />
Verfahren bietet viele Vorteile hinsichtlich einer möglichen automatisierten<br />
Fertigung, der Erzeugung komplexer Bauteilgeometrien<br />
und der Realisierung hoher Laminatqualitäten“, erklärt Wacker.<br />
Im Projekt sollen insgesamt zehn Prototypen des Flugzeugrads hergestellt<br />
werden. Zur Verifizierung der Bauteilauslegung wird das<br />
Fraunhofer LBF die Prototypen unter den für ein Flugzeugrad vorgesehenen<br />
Zertifizierungsversuchen testen. Die EU fördert das Projekt<br />
„Development of a composite wheel“ im Rahmenprogramm<br />
Clean Sky II (H2020/2014-2020) (Grant Agreement for Members<br />
No. AIR-GAM-2016-2017-05).<br />
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www.lbf.fraunhofer.de<br />
Detaillierte Informationen zum Flugzeugrad aus<br />
Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbund:<br />
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Messe Innotrans: Halle 23, Stand 207<br />
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wissenschaft.de<br />
Das Magazin für Natur, Umwelt und besseres Leben<br />
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Eine Tour auf der alten Erzbahn-<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 63
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
LEICHTBAU<br />
Komponenten für die Luftfahrtindustrie mithilfe thermoplastischer Verbundwerkstoffe wirtschaftlich fertigen<br />
Den Bau von Flugzeugen beschleunigen<br />
Die Flugzeugindustrie schätzt den Bedarf an neuen Flugzeugen auf mehr als 35.000 innerhalb der<br />
nächsten 20 Jahre. Zur Befriedigung der steigenden Nachfrage sind neue Ansätze und Technologien<br />
erforderlich. Es ist zu erwarten, dass thermoplastische Verbundwerkstoffe in Zukunft eine wichtige<br />
Rolle spielen werden, um den Bau von Flugzeugen zu beschleunigen.<br />
Frank Schemm, Vertriebsleiter Aerospace, Victrex Europa GmbH, Hofheim am Taunus<br />
Thermoplastische Verbundwerkstoffe auf Basis von<br />
Victrex-PAEK-Polymeren bieten neue Lösungen für<br />
die kostengünstige Fertigung von Strukturbauteilen<br />
Im Vergleich zu heute häufig verwendeten duroplastischen<br />
Verbundstoffen bieten thermoplastische Verbundwerkstoffe zahlreiche<br />
Vorteile, darunter kurze Produktionszeiten und niedrige Gesamtkosten.<br />
Ein typisches thermoplastisches Verbundteil kann die<br />
Herstellungszeit im Vergleich zu Metallen oder anderen Polymer -<br />
materialien reduzieren. Jakob Sigurdsson, CEO von Victrex, sieht<br />
das Unternehmen sehr gut aufgestellt, um die Umstellung von<br />
duroplastischen auf thermoplastische Lösungen zu beschleunigen.<br />
Gemeinsam mit Herstellern und Forschungseinrichtungen aus der<br />
Luftfahrtindustrie arbeitet Victrex gezielt an seinen AE-250-Composite-Produkten<br />
und damit verbundenen Technologien. Ziel ist es,<br />
den Flugzeugherstellern einen hohen Durchsatz zu ermöglichen und<br />
gleichzeitig Sicherheits-, Qualitäts- und Umweltanforderungen zu<br />
erfüllen.<br />
Um die notwendige Lieferkette aufzubauen, hatte Victrex bereits<br />
im vergangenen Jahr verkündet, mit dem langjährigen Entwicklungspartner<br />
TriMack Manufacturing in das Joint Venture TxV Aero<br />
Bild: Victrex<br />
Composites zu investieren. Beide Unternehmen<br />
erachten dies weiterhin als einen wesentlichen<br />
Schritt, die Einführung von Thermoplasten<br />
und innovativen Herstellungstechniken<br />
zu beschleunigen, um die wirtschaft -<br />
liche Fertigung von Flugzeugkomponenten<br />
und deren Einbau in der Endfertigungslinie zu<br />
verbessern. Mit Investitionen in hochmo -<br />
derne Anlagen stellt TxV die Weichen zur Lieferung<br />
von Compositebauteilen und das in einem<br />
für die kommerzielle Luftfahrt erforder -<br />
lichen Umfang und Tempo. Die Übernahme<br />
des Faserspezialisten Zyex und die Mitgliedschaft<br />
im Thermoplastic Composite Research<br />
Center (TPRC) stehen ebenfalls im Einklang<br />
mit dem langfristigen Ziel von Victrex, dazu<br />
beizutragen, die Effizienz in der Luftfahrt -<br />
industrie deutlich zu steigern.<br />
„Die Entwicklung neuer Polyaryletherketon-<br />
Verbundwerkstoffsysteme für die Luftfahrt -<br />
industrie braucht seine Zeit und ist ein notwendiger<br />
Entwicklungsschritt, der vor der<br />
breiten Einführung in der Industrie steht“, so<br />
Sigurdsson. „Victrex hat in der Vergangenheit<br />
in unterschiedlichen Branchen den Beweis<br />
erbracht, dass wir durch wegweisende, auf<br />
Victrex-PAEK basierenden Innovationen echte Vorteile für unsere<br />
Kunden und Märkte erreichen können, indem sich die Herstellungszeit<br />
verkürzt und echte Leistungsfortschritte erzielt werden. Heute<br />
sind unsere Composite-Lösungen in der Öl- und Gasindustrie zunehmend<br />
gefragt und befinden sich auch im Bereich der Medizintechnik<br />
in einer frühen Vermarktungsphase.“<br />
Hoher technologischer Reifegrad<br />
Tim Herr, Director Aerospace bei Victrex, ergänzt: „Lieferkette und<br />
Kapazität sind wichtige Kriterien, um den Anteil an thermoplas -<br />
tischen Faserverbundwerkstoffen in zukünftigen Flugzeugprogrammen<br />
zu erhöhen. Bei Verwendung von Hochleistungspolymeren<br />
können die anfänglichen Kosten für thermoplastische Verbundwerkstoffe<br />
viel höher sein. Betrachten wir jedoch die Gesamtkosten,<br />
sieht die Rechnung gleich ganz anders aus.“ So wird z. B. das Joint<br />
Venture TxV Aero Composites eine Reihe von Verbundwerkstoffen –<br />
von anwenderspezifischen Laminaten bis zu vorgeformten<br />
Organosheet-Einlegern für Hybridspritzgussverfahren – anbieten,<br />
ebenso fertige Verbundbauteile und komplette umspritzte Hybridbauteile<br />
und -baugruppen. Sie basieren auf der kürzlich von Victrex<br />
64 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Industrie<br />
Aerospace: rasterförmig mit Rippen versteiftes Versuchsbauteil aus<br />
PAEK-basierten Verbundwerkstoffen von Victrex<br />
Bild: Thermoplastic Composite Research Center (TPRC)<br />
Fachwissen für<br />
Interdisziplinäre<br />
Produktentwicklung<br />
eingeführten AE-250-Composite-Familie, und lassen sich bei nied -<br />
rigeren Temperaturen verarbeiten. Dies erlaubt ein einzigartiges<br />
Hybridspritzgussverfahren, um die Festigkeit von endlosfaserverstärkten<br />
Thermoplasten mit der Designflexibilität und bewährten<br />
Leistung von PEEK-Spritzgusspolymeren zu kombinieren.<br />
Herr zusammenfassend: „Diese innovativen Produkte können<br />
Gewichtseinsparungen von bis zu 60 % gegenüber herkömmlichen<br />
Metalllösungen erreichen und zu einer Senkung des Kraftstoffverbrauchs<br />
und folglich der Emissionen beitragen. Sie bieten also einerseits<br />
Kosten- als auch Umweltvorteile und andererseits erlauben sie<br />
kontinuierliche Herstellungsprozesse und Zykluszeiten von Minuten<br />
im Vergleich zu Stunden bei duroplastischen Alternativen.“ Weitere<br />
Vorteile, die positiv zur Kostenrechnung beitragen, sind:<br />
• Thermoplastische Composites sind vollständig recycelbar; somit<br />
können Hersteller ein Bauteil wieder einschmelzen, das Material<br />
also erneut verarbeiten. Ein Duroplast hingegen kann nach dem<br />
Aushärten nicht wiederverwendet werden, was zu Ausschusskosten<br />
führt.<br />
• Im Gegensatz zu Duroplasten haben thermoplastische PAEK-<br />
Composites eine unbegrenzte Haltbarkeit und müssen nicht in<br />
Kühlkammern gelagert werden. Das gestattet es der Industrie,<br />
Material zur Teilefertigung heute einzukaufen und mehrere<br />
Monate bei Raumtemperatur zu lagern. Die Notwendigkeit, bei<br />
duroplastischen Prepregs Verfallsdaten zu verwalten oder<br />
abgelaufenes Material zu entsorgen, entfällt.<br />
• PAEK-Hochleistungskunststoffe von Victrex helfen aufgrund ihrer<br />
Schadenstoleranz, kostenintensive Wartung zu reduzieren. Sie<br />
bieten außerdem niedrige Flamm-, Rauch- und Toxizitätswerte<br />
(FST) für Betriebssicherheit, gute Ermüdungseigenschaften für<br />
lange Lebensdauer und hervorragende Beständigkeit in aggres -<br />
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AUTOMATISIERUNG<br />
SICHERHEITSSYSTEME<br />
Bild: Pilz/Skiliftgesellschaft Hochfügen<br />
In Hochfügen erstmals<br />
bei Doppelmayr im<br />
Einsatz: das Automa -<br />
tisierungssystem<br />
PSS4000 von Pilz als<br />
Herzstück der neuen<br />
Doppelmayr-Connect-<br />
Seilbahnsteuerung<br />
Sichere und nicht sichere Funktionen überwachen<br />
Von Technikern für Bediener<br />
Die Sechser-Sessel-Einseilumlaufbahn Waidoffen im Tiroler Skigebiet Hochfügen ist die weltweit<br />
erste der neuen Seilbahn-Generation des österreichischen Seilbahnherstellers Doppelmayr/Garaventa.<br />
Sie bietet neben einem ansprechenden Design sowie einem insgesamt erhöhten Fahrkomfort auch alle<br />
aktuellen Sicherheitsfeatures. Als Steuerungspartner mit auf der Seilbahn ist Pilz, dessen Automati -<br />
sierungssystem PSS 4000 sämtliche Funktionen – sicher und nicht sicher – managed.<br />
Stephan Marban, Pilz Österreich, Wien<br />
Das neue Steuerungs- und Bedienkonzept Doppelmayr Connect<br />
verfügt über eine Reihe innovativer Lösungen, die den Anlagenbetrieb<br />
insgesamt auf ein bislang unerreichtes Qualitätslevel<br />
heben können. Das steuerungstechnische Herzstück kommt dabei<br />
aus Deutschland vom langjährigen Steuerungspartner Pilz: Das<br />
Industrie-4.0-fähige Automatisierungssystem für Sicherheit und<br />
Automation PSS 4000. Bei der neuen Sechser-Sessel-Einseilumlaufbahn<br />
Waidoffen in Hochfügen kommt es, genauso wie das Steuerungs-<br />
und Bedienkonzept selbst, erstmals zum Einsatz und übernimmt<br />
sämtliche Automatisierungs- und sicherheitsgerichteten<br />
Steuerungsaufgaben der Seilbahn. Der Seilbahnbauer Doppelmayr<br />
lieferte in Hochfügen die Seilbahntechnik als Gesamtlösung. So<br />
kommen sämtliche mechanischen sowie die kompletten elektround<br />
automatisierungstechnischen Komponenten aus einer Hand.<br />
PSS 4000 steht dabei für ein optimales Zusammenspiel von Hardware-<br />
und Software-Komponenten, Netzwerkgeräten sowie dem<br />
Echtzeit-Ethernet.<br />
Partnerschaftliche Gesamtlösung<br />
Die Steuerungen beziehungsweise E/A-Systeme PSSuniversal des<br />
Automatisierungssystems PSS 4000, praktisch die Nachfolgegeneration<br />
der seit vielen Jahren von Doppelmayr verwendeten program-<br />
mierbaren Sicherheitssteuerung PSS 3000, übernehmen sowohl<br />
nicht sichere als auch sicherheitsgerichtete Steuerungsaufgaben.<br />
Dabei erfüllt das System die Anforderungen der höchsten Sicherheitsklasse<br />
4 der Seilbahnnorm EN13243. Zudem ist es aufgrund<br />
des Multi-Master-Konzepts als verteiltes Steuerungssystem einsetzbar,<br />
eine zentrale Steuerungsinstanz ist nicht notwendig. Ein verteiltes,<br />
modulares Anwenderprogramm in einer zentralen Projektierungssicht<br />
übernimmt anstelle einer zentralen Steuerung diese<br />
Rolle. Es ermöglicht ein einheitliches und damit einfaches Handling.<br />
Bei der Waidoffen-Bahn konnte so eine dezentrale, über mehrere<br />
Schaltschränke verteilte Steuerungsstruktur realisiert werden.<br />
Dabei ermöglichen es die PSSuniversal-I/O-Module aus dem PSS-<br />
4000-Hardware-Baukasten, sichere und Standard-I/O-Module – bis<br />
zu 64 – im Mischbetrieb auf Feldebene, also an der Seilbahnstrecke<br />
aneinanderzureihen. Dazu gehört, über die sicheren Funktionen<br />
hinaus, unter anderem die Steuerung der Einstiegsschranken, die<br />
Winderfassung beziehungsweise -aufzeichnung sowie beispiels -<br />
weise die sogenannte Fahrzeugmarkierung bei besonderen Beförderungen<br />
wie Kranken-, Behinderten- oder Materialtransporten. Aufgrund<br />
der Dezentralisierung durch das eingesetzte Automatisierungssystem<br />
sind zudem nicht mehr alle Steuerungseinheiten in den<br />
Schaltschränken des Kommandoraums untergebracht – das spart<br />
einerseits Platz und reduziert andererseits die Wärmeentwicklung<br />
sowie die Schallemissionen im Kommandoraum. Darüber hinaus legt<br />
Doppelmayr auch großes Augenmerk auf die IT-Sicherheit. Deshalb<br />
ist die Seilbahnsteuerung in ein abgesichertes Netzwerk eingebettet.<br />
66 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
SICHERHEITSSYSTEME<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Angepasster Entwicklungsansatz<br />
Wie erwähnt, wird das Steuerungs- und Bedienkonzept Doppelmayr<br />
Connect in Hochfügen erstmals eingesetzt. Für dieses Konzept<br />
hatte der Vorarlberger Seilbahnhersteller seinen Entwicklungsansatz<br />
angepasst: Das Ziel war nicht eine Lösung von Technikern für<br />
Techniker, sondern von Technikern für Bediener. Dieses Ziel leitete<br />
die beiden Projektteams: Ein Team konzentrierte sich dabei auf die<br />
technische Ausrüstung der Steuerung. Ein zweites war dafür zuständig,<br />
die Mensch-Maschine-Schnittstelle anhand der Ergebnisse<br />
einer zuvor durchgeführten Untersuchung und Analyse von Nutzerverhalten<br />
und Rahmenbedingungen auszuarbeiten. Das Ergebnis ist<br />
ein Steuerungs- und Bedienkonzept auf dem aktuellen Stand der<br />
Technik, das gezielt auf die Bedürfnisse der unterschiedlichen<br />
Benutzer abgestimmt ist. Zu den technischen Innovationen des Konzepts<br />
gehören unter anderem integrierte Software-Tools wie das<br />
Notification Center, das Fehlermeldungen und Warnungen anzeigt,<br />
sowie das Solution Center, das Unterstützung im täglichen Betrieb<br />
und bei der Behebung von Störungen bietet. Zudem ermöglicht die<br />
Vielfalt der Applikationen<br />
PLUS<br />
Ein Beispiel für<br />
die Vielfalt der<br />
Applikationen: So<br />
sieht der Bediener-Arbeitsplatz<br />
der Waidoffen-<br />
Sechser-Sesselbahn<br />
aus<br />
Bild: Pilz/Doppelmayr<br />
Seit der Einführung des Automatisierungssystems PSS 4000 sind viele<br />
und vor allem vielfältige Applikationen realisiert worden. Dazu zählen<br />
Projekte im klassischen Maschinen- und Anlagenbau sowie – neben<br />
Seilbahnen – auch Hafenkrane und Lösungen in der Mining-Industrie,<br />
Erlebnisparks, der Chemieindustrie und Großprojekte wie die Automatisierung<br />
von Brücken- und Schleusenanlagen, aufwendige und komplexe<br />
Bühnentechnik oder Pipelines. Häufig spielt dabei die einfache Installa -<br />
tion, die flexible Programmierung mit unterschiedlichen Editoren sowie<br />
die Tatsache, dass die Software unabhängig von der Hardware erstellt<br />
werden kann, eine wichtige Rolle. Zudem stehen bei vielen Applikationen<br />
mögliche Anlagenerweiterungen und damit eine sehr hohe Flexibilität im<br />
Fokus. Konfigurationen und Programmierungen des Automatisierungs -<br />
systems gelingen dabei schnell und intuitiv über die Software-Plattform<br />
PAS4000. Die Werkzeuge für Projektierung, Programmierung, Inbetriebnahme<br />
und Betrieb sind eng aufeinander abgestimmt. Darüber hinaus<br />
fallen keine Kosten für die Software-Lizenz, sondern nur für die tatsächlich<br />
verwendeten Funktionen an. Prozess- oder Steuerungsdaten, Failsafe-Daten<br />
und Diagnoseinformationen werden dabei über Ethernet zwischen<br />
den verschiedenen Automatisierungskomponenten ausgetauscht<br />
und synchronisiert. Details zur Software-Plattform finden Sie unter:<br />
hier.pro/nz3mP<br />
Die Softwareplattform PAS4000 des Automatisierungssystems PSS 4000<br />
bietet unterschiedliche Editoren, mit denen sowohl Programme für<br />
Sicherheits- als auch Automatisierungsfunktionen erstellt werden können<br />
RFID-Fahrzeug-Einzelerkennung die Datenerfassung in der Station,<br />
und das Fernwartungssystem ist mit speziellen IT-Sicherheitsmechanismen<br />
gegen ungewollte Zugriffe von außen geschützt. Die<br />
D-Line und Doppelmayr Connect setzen seilbahn- und elektrotechnisch<br />
Maßstäbe in Sachen Sicherheit, Komfort und Bedienerfreundlichkeit.<br />
Intelligente Steuerungssysteme wie das Automatisierungssystem<br />
PSS 4000 unterstützen diese Entwicklung wegweisend.<br />
Komfortabler Aufstieg<br />
Bis zu 2600 Personen pro Stunde können mit der Sechser-Sesselbahn<br />
Waidoffen im Skigebiet Hochfügen Zillertal befördert werden –<br />
und damit im Vergleich zum bisher in diesem Abschnitt betriebenem<br />
Vierer-Sessellift Hochfügen 2000 ein Drittel mehr in der halben Zeit.<br />
Benutzer steigen mit ihr in weniger als vier Minuten 317 m – von der<br />
1995 m hoch gelegenen Talstation auf die Bergstation auf 2312 m.<br />
Im November 2016 ist die Anlage nach nur rund sechsmonatiger<br />
Bauzeit in Betrieb gegangen. Die Seilbahntechnologie der weltweit<br />
ersten D-Line-Sesselbahn bietet neben höchstem Fahrgastkomfort<br />
auch einen leisen Betrieb sowie eine einfache und zeitsparende<br />
Wartung, sowohl für Kabinen- wie für Sesselbahnen. So wurde in<br />
Hochfügen etwa eine Sitzheizung integriert und besonders leichte<br />
Wetterschutzhauben, Doppelmayr Chair Detachable (DCD), installiert,<br />
die auch bei stürmischen Wetterverhältnissen eine geschützte<br />
Auffahrt ermöglichen. Die optimierte Sesselaufhängung sorgt dafür,<br />
dass die Fahrt auf der Strecke sowie das Eintreffen in die Station mit<br />
geringsten Fahrgeräuschen verbunden ist. Auch verringert sie Vibrationen<br />
und Schläge. Die Schließbügel der Sessel verriegeln vollautomatisch<br />
nach dem Einsteigen und entriegeln erst wieder in der<br />
Bergstation – ebenso selbständig. Die Autolock-Kindersicherung der<br />
Bahn erlaubt es somit, dass fünf Kinder bereits ab einer Körper -<br />
größe von 90 cm und in Begleitung nur eines Erwachsenen, sicher<br />
mitfahren können. Ein heb- und senkbares Förderband im Einstiegsbereich<br />
erleichtert den kleinen Gästen den Einstieg zusätzlich. ik<br />
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Bild: Pilz<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 67
AUTOMATISIERUNG<br />
SICHERHEITSSYSTEME<br />
Fernwirklösung für eine Uferbeleuchtung auf Basis des Radioline-Systems von Phoenix Contact<br />
Zuverlässige Funkverbindung<br />
Der Kanal Gent-Terneuzen verbindet den Seehafen der belgischen Stadt Gent mit der Nordsee. Um<br />
sicher von den Schiffen befahren werden zu können, wird der Kanal von beiden Uferseiten beleuchtet.<br />
Eine Fernwirklösung auf Basis des lizenzfreien Funksystems Radioline von Phoenix Contact sorgt für<br />
die zuverlässige Ansteuerung der weit entfernt gelegenen Beleuchtungsstationen.<br />
Benjamin Fiene, Produktmarketing Wireless, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />
Zur Übermittlung der Steuerbefehle für die Uferbeleuchtung des Kanals<br />
Gent-Terneuzen wurde in jedem Steuerkasten ein Radioline-Funkmodul<br />
in Kombination mit einem I/O-Erweiterungsmodul installiert<br />
Am Kanal Gent-Terneuzen stellen 300 beleuchtete Masten, die<br />
an beiden Uferseiten installiert sind, eine gute Durchfahrt der<br />
Schiffe auch bei Nacht sicher. Es ist wichtig, dass alle Lampen unabhängig<br />
voneinander funktionieren. Fällt dann ein Leuchtkörper aus,<br />
hat das keinen Einfluss auf den Betrieb der anderen Lampen. Darüber<br />
hinaus muss die Spannung an jedem Leuchtmittel konstant<br />
sein – und das selbst bei starken Belastungsschwankungen. Der<br />
Kanal Gent-Terneuzen, der über zwei Schleusen in Terneuzen verfügt,<br />
ist heute 32 km lang und 200 m breit, weshalb ihn Seeschiffe<br />
mit einer Ladung bis 125.000 t befahren können. Nach Antwerpen<br />
und Brügge-Zeebrügge ist Gent der drittgrößte Seehafen Belgiens,<br />
sodass der Kanal erhebliche Bedeutung für die Stadt und die Industrieunternehmen<br />
der Region hat. Umgeschlagen werden vor allem<br />
Massengüter und hier hauptsächlich trockene Schüttgüter wie landwirtschaftliche<br />
Erzeugnisse und Eisenerze. Die Streckenbefeuerung,<br />
also die Uferbeleuchtung des Kanals, erweist sich als wesentlicher<br />
Bestandteil der technischen Infrastruktur der Wasserstraße.<br />
Bild: Gerth van Roden<br />
Weiterleitung von Sensor-/Aktorinformationen<br />
Das niederländische Unternehmen Istimewa Elektro B.V., dessen<br />
Hauptsitz sich in Vlissingen rund 100 km nordwestlich von Antwerpen<br />
befindet, konzentriert sich auf die Bereiche Offshore, Infrastruktur,<br />
Wasser und Umwelt. Aufgrund seiner Expertise erhielt das Unternehmen<br />
2016 den Auftrag zur Erneuerung der Beleuchtung des<br />
niederländischen Abschnitts des Kanals Gent-Terneuzen. Damit die<br />
neuen LED-Leuchten besser gruppiert werden können, stellte das<br />
Unternehmen zusätzliche Schaltkästen auf, die lokal an das Stromnetz<br />
angeschlossen sind. Allerdings gab es seinerzeit keine Steuerleitungen,<br />
um die Beleuchtung zentral ebenso wie dezentral zu<br />
schalten.<br />
Durch die Seitenhäfen beträgt die Länge des niederländischen Kanalabschnitts<br />
26 km. „Diese Strecke verdoppelt sich, da an beiden<br />
Seiten des Kanals Lampen montiert sind. Wegen der erheblichen<br />
Kosten, welche die Verlegung von Steuerleitungen nach sich zieht,<br />
standen wir vor der Herausforderung, eine kostengünstigere Alternativlösung<br />
zu finden“, erläutert Wilco van Genderen, als Projektmanager<br />
bei Istimewa Elektro tätig. „Wir haben uns letztendlich für das<br />
Radioline-Funksystem von Phoenix Contact entschieden, das auf<br />
der Trusted Wireless-Technologie basiert“, führt Max Verveer, technischer<br />
Ingenieur bei Istimewa Elektro, weiter aus. „Durch die finanziellen<br />
Einsparungen im Vergleich zu einer Kabelverlegung konnten<br />
wir deutlich günstiger als unsere Mitbewerber anbieten. Hinzu kam,<br />
dass unser Kunde das Radioline-System bereits kannte und unseren<br />
Vorschlag daher sofort akzeptiert hat.“ Mit der universellen Funklösung<br />
lassen sich neben Sensor- und Aktorinformationen ebenfalls<br />
serielle Daten in räumlich ausgedehnten Applikationen austauschen.<br />
Bewertung der Funkstrecke<br />
PLUS<br />
Eine spezielle Software unterstützt bei der Bewertung, ob eine Funkstrecke<br />
umgesetzt werden kann. Dazu liefert das Tool anhand der zur<br />
Verfügung gestellten Koordinaten der Unterstationen einen Geländeschnitt<br />
mit Höhenprofil. Auf diese Weise lassen sich Hindernisse wie<br />
Berge, Hügel, Bäume oder Gebäude erkennen. Außerdem erlaubt die<br />
Software die exakte Festlegung der Antennenposition beziehungsweise<br />
deren Höhe sowie des Standorts der erforderlichen Repeater-Stationen.<br />
Auf der Grundlage dieser Informationen kann der Anwender<br />
dann entscheiden, ob der Aufbau einer Funkverbindung sinnvoll ist.<br />
68 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
SICHERHEITSSYSTEME<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Entlang des Kanals befinden sich insgesamt 17 Steuerkästen,<br />
die der Schaltung der Beleuchtung dienen<br />
Das Projekt gemeinsam umgesetzt haben (v. l. n. r.): Herman de Grave, Planer bei Istimewa;<br />
Wilco van Genderen, Projektmanager bei Istimewa; Paul Zeelen, Sales Promotor Industrial<br />
Electronics bei Phoenix Contact B.V.; und Max Verveer, technischer Ingenieur bei Istimewa<br />
Bild: Gerth van Roden<br />
Einsatz verschiedener Funkfrequenzen<br />
Nach der ersten Streckenplanung durch die Mitarbeiter des technischen<br />
Supports von Phoenix Contact wurde vor Ort die optimale Position<br />
der Funkmodule und Antennen ermittelt. Dabei zeigte sich,<br />
dass die Steuerkästen für die Beleuchtung teilweise weit voneinander<br />
entfernt aufgestellt sind und durch Hindernisse – wie Bäume<br />
oder Gebäude – verschattet werden. In diesem Fall ermöglicht das<br />
modulare Radioline-System den Einsatz verschiedener Funkfrequenzen.<br />
Die Wireless-Spezialisten schlugen den Verantwortlichen<br />
von Istimewa Elektro einen Test mit 868-MHz-Geräten vor. Im Vergleich<br />
zum in der Regel verwendeten 2,4-GHz-Frequenzband zeichnet<br />
sich das 868-MHz-Band durch eine bessere Durchdringung von<br />
Hindernissen aus. Dies resultiert aus dem niedrigeren Frequenzbereich<br />
und der dort erlaubten höheren Sendeleistung.<br />
Alternative Übertragungswege zur Kommunikation<br />
Entlang des Kanals sind insgesamt 17 Steuerkästen zur Schaltung<br />
der Beleuchtung verbaut. Der größte Abstand zwischen zwei Kästen<br />
beträgt mehr als 2 km. Zur Übermittlung der Steuerbefehle ist<br />
pro Steuerkasten ein Radioline-Funkmodul in Kombination mit einem<br />
I/O-Erweiterungsmodul installiert). Über jeden Kasten werden<br />
zwei Beleuchtungsstränge (Nord/Süd) aktiviert. Das geschieht einerseits<br />
automatisch, wenn es dunkel wird, kann aber auch manuell<br />
durch einen Brückenwärter oder aus der zentralen Leitwarte in Terneuzen<br />
erfolgen. „Das Funknetzwerk nutzen wir nicht nur zur<br />
Steuerung der Beleuchtung. Darüber hinaus dient es der Übertragung<br />
unterschiedlicher Statussignale der Brücken und Schleusen an<br />
die Leitzentrale“, erklärt Herman de Grave, der als Planer bei Istimewa<br />
Elektro beschäftigt ist. Aufgrund der redundanten Kommunikationswege<br />
erweist sich die Verfügbarkeit als hoch, sodass selbst große<br />
Schiffe, welche die Sichtverbindung zwischen den Stationen blockieren<br />
können, nicht zu einem Funkausfall führen. „Wegen der in<br />
das Funkmodul integrierten Bargraf-Anzeige und des RSSI-Signalausgangs<br />
hat sich die Ausrichtung der Antennen einfach gestaltet“,<br />
berichtet Max Verveer weiter.<br />
Die auf Basis der robusten Technologie Trusted Wireless 2.0 funkenden<br />
Module sind speziell für die Weiterleitung von Daten über große<br />
Distanzen entwickelt worden. Durch die Mesh-Netzwerkfähigkeit<br />
des Radioline-Systems können bis zu 99 Teilnehmer über 868-MHz-<br />
Repeater-/Slave-Stationen untereinander kommunizieren. Sobald<br />
die Übermittlung zwischen zwei Stationen unterbrochen ist, wird<br />
automatisch ein neuer Übertragungsweg zu einer anderen in der<br />
Nähe befindlichen Station gesucht. So ist der Datenaustausch zwischen<br />
den dezentralen Stationen und der Leitzentrale sichergestellt.<br />
Überbrückung großer Distanzen<br />
Bei einer proprietären Technologie wie Trusted Wireless 2.0 ist das<br />
Protokoll nicht öffentlich zugänglich, weshalb ein grundsätzlich besserer<br />
Schutz der Funklösung vor Angriffen besteht. Zusätzlich wurden<br />
Sicherheitsmechanismen implementiert: Die 128-Bit-AES-Verschlüsselung<br />
sorgt dafür, dass theoretisch mitgehörte Datenpakete<br />
nicht verstanden werden. Zudem kontrolliert eine Integritätsprüfung<br />
die Echtheit des Senders und verwirft Nachrichten, die verändert<br />
wurden. Nicht zu vergessen das sogenannte Frequenzsprungverfahren<br />
FHSS, das die Robustheit der Kommunikation erhöht.<br />
Die im lizenzfreien 2,4-GHz- sowie im 868-MHz- und 900-MHz-Frequenzband<br />
arbeitende Funktechnologie zeichnet sich ferner durch<br />
hohe Robustheit und Zuverlässigkeit sowie die Überwindung großer<br />
Entfernungen aus. Wie bereits beschrieben, kann die Datenrate<br />
der Funkschnittstelle zu diesem Zweck individuell festgelegt und so<br />
die Empfängerempfindlichkeit erhöht werden. Bei einer niedrigen<br />
Übertragungsgeschwindigkeit lässt sich eine wesentlich größere<br />
Reichweite überbrücken als bei einer hohen Datenrate. Der Anwender<br />
passt das Radioline-Modul somit optimal an die jeweilige Applikation<br />
an. Trusted Wireless überzeugt außerdem durch gute Diagnosemöglichkeiten<br />
sowie die Koexistenz zu anderen im gleichen Frequenzband<br />
funkenden Systemen.<br />
eve<br />
www.phoenix-contact.de<br />
Details zum Funksystem Radioline:<br />
t1p.de/vvyv<br />
Messe Innotrans: Halle 12, Stand 206<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 69
AUTOMATISIERUNG<br />
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />
Der City Airport Train bringt Reisende vom Flughafen in die Wiener Innenstadt und verfügt nun über Erlebnis-WCs in denen Audiosignalgeber<br />
von Lütze für die entsprechende Geräuschkulisse sorgen<br />
Ungewöhnliche Nutzung von Audiosignalgebern in der Bahntechnik<br />
Dreivierteltakt auf der Zugtoilette<br />
Der City Airport Train bringt Reisende vom Flughafen in die Wiener Innenstadt. In den Sanitärbereichen<br />
der Waggons stimmen Panoramafotos und Musikklassiker auf touristische Schätze ein. Für die passende<br />
Geräuschkulisse am stillen Örtchen sorgt Lütze.<br />
Andreas Schindler, Produkt Manager Interface/Signalisierung, Lütze Transportation GmbH, Weinstadt<br />
Im Zug die Toilette aufsuchen zu müssen – da gibt es sicher Vergnüglicheres.<br />
Im City Airport Train (CAT) ist das anders. Stellen<br />
Sie sich vor, Sie öffnen die Tür zum WC – und wähnen sich plötzlich<br />
vor dem Stift Klosterneuburg. Oder vor dem Hundertwasserhaus,<br />
der Staatsoper, der Secession, dem Rathaus oder sogar im Wiener<br />
Prater mit Riesenrad.<br />
Der Betreiber des CAT hat die beliebten Sehenswürdigkeiten sozusagen<br />
an Bord geholt, und zwar in die insgesamt sechs WCs. Dort<br />
überzieht das jeweilige Panoramafoto von den Seitenwänden über<br />
die Ablageflächen bis zum Klodeckel praktisch den kompletten<br />
Raum. Mit zusätzlicher akustischer Untermalung wird der Fahrgast<br />
somit perfekt auf den Wien-Besuch eingestimmt.<br />
Audiosignalgeber kann auch Walzer<br />
Diese musikalische Untermalung bringt Lütze in die Erlebnis-WCs –<br />
genauer gesagt die Audiosignalgeber von Lütze Transportation. Der<br />
Schienenverkehr stellt besonders hohe Anforderungen an Signalisierung,<br />
Leittechnik und Interfaces. Die IRIS-zertifizierten (Inter -<br />
national Rail Industry Standard) Lösungen des Unternehmens<br />
decken alle diese Bereiche ab. Üblicherweise arbeiten die Audio -<br />
signalgeber in Führerständen von Lokomotiven und Triebwagen.<br />
Dort kommen Warntöne oder Alarmansagen aus dem Lautsprecher.<br />
Im City Airport Train zeigt sich nun, dass sie auch musikalische<br />
Audiodateien fein differenziert wiedergeben können.<br />
Der Sound zur Sehenswürdigkeit<br />
Die entsprechende Musik beziehungsweise die Geräuschkulisse ist<br />
auf das jeweilige Motiv abgestimmt und soll das Szenario beleben.<br />
So hört man beispielsweise im WC mit dem Sujet der Wiener Oper<br />
das Publikum raunen, Instrumente werden gestimmt, dann klingt<br />
Mozarts „Le Nozze die Figaro“ an. Zum Prater-Panorama ertönt das<br />
Thema aus dem Film „Der dritte Mann“, die unverkennbaren Zitherklänge<br />
von Anton Karas. Wer die Zugtoilette mit dem Dekor des<br />
70 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
Bild: CAT/Johannes Zinner<br />
Wenn Sie im CAT die Tür zum WC öffnen, kann es sein, dass Sie sich plötzlich vor dem Hundertwasserhauses in Wien wähnen<br />
Udo Lütze zur Bahntechnik<br />
Udo Lütze, Inhaber der<br />
Luetze International<br />
Group<br />
Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin<br />
Mediengruppe<br />
PLUS<br />
„Mehr als 50% der Weltbevölkerung lebt in urbanen Gebieten. Das<br />
bedeutet, mehr als die Hälfte kann sich nicht mehr selbst versorgen,<br />
indem sie hinter dem Haus einen Garten hat und Gemüse anbauen kann.<br />
Also muss alles, was diese Menschen zum Leben und Überleben brauchen,<br />
gefertigt und transportiert werden. Aus dem Grund bin ich der<br />
Meinung, dass nicht nur der Transport von Menschen, sondern gerade<br />
auch die logistischen Aufgaben in Zusammenhang mit dem Transport von<br />
Gütern in Zukunft eine noch wichtigere Rolle spielen werden. Somit<br />
gehört die Bahntechnik zu den wichtigesten Zukunftsbranchen und<br />
bildet für uns einen wichtigen Wachstumsmarkt.<br />
Die Lütze Transportation GmbH als Teil der Luetze International Group<br />
stattet vor allem S-Bahnen, Hochgeschwindigkeitszüge, U-Bahnen sowie<br />
Lokomotiven mit Steuerungs- und Diagnosekomponenten zur Steuerung<br />
der Schienenfahrzeuge aus. Des Weiteren umfasst das Portfolio des Unternehmens<br />
Interfaceprodukte zur Anpassung und Entstörung zwischen<br />
Leittechnik und Aktorik sowie Befehls- und Meldegeräte für die entsprechende<br />
Signalisierung. Alle diese Produkte verlangen eine relativ lange<br />
Entwicklungszeit, da sie dem International Rail Industry Standard (IRIS)<br />
entsprechen müssen. Beispiele für von uns umgesetzte Bahntechnik-<br />
Lösungen finden Sie unter der unten angeführten Adresse.“<br />
hier.pro/q3GJv<br />
Lösungen für den Schienenverkehr<br />
Lütze war im Jahr 2010 unter den ersten 25 Unternehmen weltweit,<br />
die nach dem Bahnstandard IRIS 02 zertifiziert wurden. Mittlerweile<br />
erfolgte die Re-Zertifizierung nach der neuen Norm ISO/TS22163.<br />
Diese geht deutlich über die Anforderungen der IRIS Rev. 02 hinaus<br />
und ist auf die Aufgabenstellungen der Bahnindustrie fokussiert. Folgende<br />
Lösungen bietet das Unternehmen für den Schienenverkehr an:<br />
• Signalisierung: Optische und akustische Signalgeber für viel -<br />
fältige Aufgaben in Betriebs- und Fahrgästebereichen, Beleuchtungselemente<br />
und Steuerungen für die Außenbeleuchtung.<br />
• Interface: Analogsignale, Hochstromausgänge, galvanische<br />
Entkopplung oder sicherheitsrelevante Schaltvorgänge – Inter -<br />
faceprodukte von Lütze Transportation schaffen Verbindungen.<br />
• Leittechnik: Steuerungstechnik für clevere Lösungen auf<br />
Schienenfahrzeugen in verschiedenen Leistungsklassen,<br />
von der E/A-Klemme bis zur Fahrzeugsteuerung.<br />
ik<br />
www.luetze-transportation.de<br />
Details zu den Befehls- und Meldegeräten<br />
von Lütze Transportation:<br />
hier.pro/QP5of<br />
Und unter folgendem Link gelangen Sie<br />
zu einem Video über die Erlebnis-WCs:<br />
hier.pro/XKjeN<br />
Messe Innotrans: Halle 6.2, Stand 203<br />
Bild: CAT/Johannes Zinner<br />
Wiener Rathauses besucht, hört Marktgeräusche und den Johann-<br />
Strauss-Klassiker „Wiener Blut“. Zu den visuellen und akustischen<br />
Akzenten kommt noch eine spezielle Beduftung für den olfaktorischen<br />
Genuss.<br />
Mit dem WC-Refurbishment-Projekt möchte der CAT seine Kundenorientierung<br />
unterstreichen. Betreiber sind der Flughafen Wien<br />
sowie die ÖBB. Mit vielerlei Services sorgen sie für die schnellste<br />
Verbindung zwischen Flughafen und Innenstadt.<br />
Bild: CAT/Johannes Zinner<br />
Eine Toilette wurde auch mit einem Panoramafoto des Stift<br />
Klosterneuburg ausgestattet<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 71
AUTOMATISIERUNG<br />
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />
Die Transmontana von Softronic ist für den Erztransport in der Polarregion vorgesehen und wurde mit Leitungen von Lapp ausgestattet<br />
Bild: Lapp<br />
Einheitliches Produktsystem für extreme Anforderungen<br />
Logistikkonzept erobert die Bahnbranche<br />
Lapp bietet auch für die Bahnbranche ein einheitliches Produktsystem an, das den teilweise extremen<br />
Anforderungen standhält. Zudem setzt das Unternehmen mit seinem neuen Logistikkonzept Maßstäbe<br />
in der Bahnindustrie: Die Lieferzeiten betragen nur wenige Tage statt 14 Wochen und es gibt keine<br />
oder nur geringe Mindestbestellmengen. Immer mehr Bahnhersteller springen auf den Zug auf.<br />
Am Polarkreis kann es knackig kalt werden – und manchmal<br />
auch sehr heiß. Zum Beispiel im Inneren von Güterzuglokomotiven,<br />
die am Motor hohe Temperaturen erzeugen. Die Elektrik einer<br />
Lok, die am Polarkreis Dienst tut, muss also sowohl Eiseskälte als<br />
auch Hitze überstehen. Das gilt nicht zuletzt für die Verkabelung.<br />
Dass dies möglich ist, beweist eindrucksvoll die Transmontana, eine<br />
schwere Güterzuglokomotive von Softronic. Der Hersteller von<br />
Schienenfahrzeugen aus Craiova, Rumänien, baut diesen Lok-Typ<br />
mit 8150 PS seit 2010. Zwei davon ziehen nun die Erzzüge des<br />
schwedischen Eisenbahnunternehmens Green Cargo. Ein Zug<br />
wiegt dabei bis zu 3000 Tonnen. Trotz dieser hohen Leistung schont<br />
dieser Lok-Typ auch noch die Umwelt, da die Transmontana beim<br />
Bremsen einen Teil der Energie zurückgewinnt und sie in die Oberleitung<br />
speist. „Das Konzept der Transmontana ist auf allerhöchstem<br />
Niveau“, lobt Softronic-Projektleiter Catalin Iosub.<br />
Das gilt auch für die Elektrik, insbesondere die Verkabelung, die von<br />
Lapp stammt. Das Unternehmen hat den Zuschlag erhalten, weil es<br />
auch für die Bahnbranche ein einheitliches Produktsystem anbietet,<br />
das diese extremen Anforderungen erfüllt. Allein für die Softronic-<br />
Loks hat Lapp rund 150 unterschiedliche Artikel miteinander kombiniert,<br />
um die technischen Anforderungen optimal zu erfüllen.<br />
Extreme Temperaturschwankungen<br />
Die Leitungen kommen an unterschiedlichen Stellen in der Lok zum<br />
Einsatz: In den Schaltschränken sind es Einzeladerleitungen aus der<br />
Familie Ölflex Train 331. Im Maschinenraum dagegen hitzebe -<br />
ständige Silikon-Aderleitungen der Familie Ölflex Heat 180SiF,<br />
weil es dort trotz der niedrigen Umgebungstemperaturen am Polarkreis<br />
sehr heiß werden kann, wenn die enorme Leistung der<br />
Motoren gefordert ist. Und ein Teil des Sensorsystems wurde mit<br />
Unitronic-FD-CP-PLUS-Datenleitungen verbunden, die für ihre Flexibilität<br />
bekannt sind. Weitere Komponenten sind Epic-Industrie-<br />
Steckverbinder sowie das Polyamid-Kabelschutzschlauch-System<br />
Silvyn Rill PA 6. Alle Train-Produkte von Lapp erfüllen die Anforderungen<br />
der EN45545-2 oder übertreffen diese sogar. Dan Ionas, Vertriebs-<br />
und Marketingleiter von Lapp Romania, ist mit der Zusammenarbeit<br />
mit Softronic äußerst zufrieden: „Mit unserem hoch -<br />
72 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong>
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
wertigen Produktprogramm und unserem kompetenten Expertenteam<br />
konnten wir die Anforderungen unseres Kunden vollständig<br />
erfüllen.“<br />
Die meisten Produkte ab Lager<br />
In der europäischen Bahnindustrie punktet Lapp vor allem mit<br />
seinem neuen Logistikkonzept. Das Unternehmen hält dafür die<br />
meisten Leitungen in seinem Lager in Stuttgart auf Vorrat – rund 165<br />
Leitungstypen, darunter vor allem Einzelader-Leitungen. Die Bahn -<br />
industrie bekommt damit die meisten Leitungen wie alle gängigen<br />
Typen an Bus- und Koaxialkabeln für die Datenübertragung sowie<br />
Leitungen für Steuersignale und zur Leistungsübertragung innerhalb<br />
weniger Tage an jeden Ort Europas geliefert. „Die Fahrzeughersteller<br />
sind auf uns aufmerksam geworden“, sagt Thorsten Grünberg,<br />
Marktmanager für den Bahnmarkt bei Lapp. „Wir sehen eine große<br />
Chance für uns.“ Noch sei der Marktanteil des Unternehmens in der<br />
Bahnbranche einstellig, doch angesichts des rasanten Wachstums<br />
werde er rasch steigen.<br />
Doch nicht nur Kunden in Europa, sondern auch weltweit können<br />
vom neuen Logistikkonzept profitieren. Ordert der Kunde beispielsweise<br />
Spezialleitungen, die nicht auf Lager sind, werden diese im<br />
Lapp-eigenen Werk in Seongnam in Südkorea gefertigt, wo sich das<br />
Kompetenzzentrum Train befindet. Auch Kunden in Asien werden<br />
von dort beliefert. In Seongnam stehen alle Einrichtungen zur Produktion<br />
und für die Tests der Leitungen zur Verfügung, etwa eine<br />
Anlage zur Strahlenvernetzung. Nach der Behandlung halten die<br />
Kabel extremen Temperaturschwankungen zwischen -40 °C bis<br />
+120 °C sowie hohen mechanischen Belastungen stand. Die Fertigungsstätte<br />
ist gemäß IRIS (International Rail Industry Standard)<br />
zertifiziert, sie arbeitet damit im Rahmen des internationalen Qualitätsmanagementsystems<br />
der Bahnindustrie. IRIS basiert auf der<br />
„Die Fahrzeughersteller sind auf<br />
uns aufmerksam geworden.“<br />
Für die Schaltschränke in den Softronic-Lokomotiven wurden Einzelader -<br />
leitungen aus der Familie Ölflex Train 331 verwendet<br />
Für die Softronic-Loks hat die rumänische Lapp Tochtergesellschaft rund<br />
150 unterschiedliche Artikel miteinander kombiniert, um die technischen<br />
Anforderungen optimal zu erfüllen<br />
Bild: Lapp<br />
Bild: Lapp<br />
ISO 9001 und enthält zusätzliche bahnspezifische Anforderungen.<br />
Eine weitere Besonderheit bietet das Traditionsunternehmen bei<br />
den Mindestbestellmengen. Wie in anderen Branchen liefert es<br />
seine Leitungen für die Bahnindustrie ohne oder mit geringen Mindestbestellmengen.<br />
Wo andere Lieferanten Kabel nur trommel -<br />
weise und in Kilometerlängen anbieten, liefert Lapp auch mal nur<br />
100 m. Das Risiko, dass ein Kabel nicht vollständig abgenommen<br />
wird und stattdessen ins Lager wandert, trägt damit der Anbieter.<br />
Gerade bei den Schwerlast-Lokomotiven von Softronic, die für<br />
spezielle Einsatzzwecke nur in geringen Stückzahlen gefertigt<br />
werden, sind geringe Mindestbestellmengen ein wichtiges Verkaufsargument.<br />
Aus alt mach neu<br />
Diese Argumente haben auch CMZO Elektronika überzeugt. Das<br />
Unternehmen in Prerov, Tschechien, hat den Auftrag bekommen,<br />
einen älteren S-Bahn-Zug, der von der Schweizer Firma Stadler Rail<br />
stammt, auf den aktuellen Stand zu bringen. In den generalüberholten<br />
Zug wurde dafür ein neues automatisches Zugsicherungs -<br />
system sowie ein Fahrgastinformationssystem eingebaut. CMZO<br />
Elektronika wählte dafür die Ölflex-Train-331-Einzelader. Sie erfüllt<br />
die strengen Anforderungen der EN 50264-3-1 Typ M sowie der<br />
EN 45545-2 und bietet eine thermische Beständigkeit von -45 °C<br />
bis +120 °C sowie eine hohe Beständigkeit gegen Öle und Kraftstoffe.<br />
„Ich bin mit der Zusammenarbeit mit Lapp sehr zufrieden,<br />
ebenso der Betreiber der Bahn, DKV Česká Třebová. Ein zufriedener<br />
Kunde ist für mich die beste Referenz für eine weitere Zusammenarbeit<br />
mit einem Zulieferer“, sagt Richard Olle, Direktor von CMZO<br />
Elektronika.<br />
Und Softronic sowie Stadler sind nicht die einzigen Erfolgsbeispiele<br />
der Produktoffensive von Lapp im Bahnbereich. Das Unternehmen<br />
gewinnt laufend weitere Kunden, darunter EVPU, ein Hersteller von<br />
Stromrichtern für Lokomotiven in Tschechien, oder Matisa, Hersteller<br />
großer Gleisbaumaschinen in der Schweiz. Matisa hat 27 unterschiedliche<br />
Leitungstypen bestellt, darunter auch neue Leitungen,<br />
die Lapp auf Basis der halogenfreien Ölflex 110H entwickelt hat. ik<br />
www.lappkabel.de<br />
Details zur Bahntechnik von Lapp:<br />
hier.pro/T1mI9<br />
Messe Innotrans: Halle 10.1, Stand 210<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 73
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
Chr. Mayr GmbH + Co. KG<br />
Antriebstechnik,<br />
Mauerstetten .......................... 29<br />
DELO Industrie Klebstoffe<br />
GmbH & Co. KGaA,<br />
Windach .................................. 39<br />
ESCHA GmbH & Co. KG,<br />
Halver ..................................... 51<br />
Fernsteuergeräte Kurt Oelsch<br />
GmbH, Berlin ............................ 5<br />
Ferdinand Gross GmbH<br />
& Co KG,<br />
Leinfelden-Echterdingen ......... 15<br />
Gutekunst & Co. KG,<br />
Metzingen ................................ 3<br />
Harting Deutschland<br />
GmbH & Co. KG, Minden ......... 9<br />
VORSCHAU<br />
Bild: Eisele<br />
igus GmbH, Köln ..................... 37<br />
Intermas-Elcom GmbH,<br />
Darmstadt ............................... 21<br />
ITM UNITEC GmbH,<br />
Backnang ................................ 19<br />
JUMO GmbH & Co. KG,<br />
Fulda ....................................... 59<br />
Kager Industrieprodukte<br />
GmbH,<br />
Dietzenbach ............................ 41<br />
Karl Limbach & Cie. GmbH<br />
& Co. Metallwarenfabrik,<br />
Solingen .................................. 25<br />
Friedrich Lütze GmbH,<br />
Weinstadt ............................... 17<br />
Pflitsch GmbH & Co. KG,<br />
Hückeswagen ........................... 7<br />
...................................................<br />
R + W Antriebselemente<br />
GmbH,<br />
Klingenberg ............................ 23<br />
Engineering-Know-how regelmäßig?<br />
<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong> Das Engineering Magazin/S5/<strong>2018</strong>/Druckstruktur_<strong>KEM</strong> - Seite 1 ROEM<br />
Sonderausgabe <strong>Verkehrstechnik</strong><br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
<strong>2018</strong><br />
www.kem.de<br />
Titelstory – Seite 30<br />
Infrarot-Temperatur -<br />
sensoren im Hyperloop<br />
<strong>Verkehrstechnik</strong><br />
der Zukunft<br />
Messe Innotrans<br />
Seite 14<br />
Von der Brücke<br />
bis zum Antrieb<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Seite 26<br />
Zuverlässige<br />
Funksysteme<br />
Sicherheitssysteme<br />
Seite 68<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> VERKEHRSTECHNIK <strong>2018</strong> 1<br />
Im Gespräch | „Druckluft ist ein sauberer Energieträger“<br />
Dirk Vi lé, Geschäftsführer, Atlas Copco Kompressoren und Druckluf technik – Seite 10<br />
Online finden Sie uns unter<br />
www.kem.de, auf Twitter unter<br />
@<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong><br />
SKF GmbH, Schweinfurt ......... 49<br />
Walter Stauffenberg GmbH &<br />
Co. KG, Werdohl ..................... 25<br />
Tünkers Maschinenbau GmbH,<br />
Ratingen ................................... 2<br />
Sensor-Technik Wiedemann<br />
GmbH Steuer- und Regelelektronik,<br />
Kaufbeuren ................. 43,45<br />
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Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> liefert monatlich Trend- und Praxiswissen für<br />
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ISSN 1612–7226<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag:<br />
Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Redaktion:<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417<br />
Stellvertretende Chefredakteure:<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />
Korrespondent:<br />
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />
Redakteure:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 1520 5767159;<br />
Jörn Kehle (jke), Phone +49 711 7594–407;<br />
Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Gabriele Rüdenauer,<br />
Phone +49 711 7594–257<br />
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Layout:<br />
Matthias Rösiger, Phone +49 711 7594–273<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />
Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 53 vom 1.10.2017<br />
Auftragsmanagement:<br />
Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />
Leserservice:<br />
Ute Krämer,<br />
Phone +49 711 7594–5850<br />
Fax +49 711 7594–15850<br />
E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />
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Bezugspreise: Inland 85,00 € inkl. Versandkosten und<br />
MwSt.; Ausland: 85,00 € inkl. Versandkosten.<br />
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Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist<br />
von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.<br />
co.uk Schweiz: IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstr.3,<br />
CH-8406 Winterthur, Phone +41 52 633 08 88, Fax +41 52<br />
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Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn<br />
Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212<br />
8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />
Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />
nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />
eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />
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Printed in Germany.<br />
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Leinfelden-Echterdingen.<br />
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