KEM Konstruktion 06.2019
Trendthemen: Energieketten, Digitalisierung, Entwurfs- und Verwaltungstools, Systems Engineering; KEM Porträt: Bernhard Müller, Senior VP Industry 4.0, Sick; KEM Perspektiven: Integrierte Sensorik; Sonderteil Kollaborative Robotik: Maschinenelemente, Montage- & Handhabungstechnik, Antriebstechnik, Automatisierung, KEM Porträt: Christoph Anding, Sales Manager Comau
Trendthemen: Energieketten, Digitalisierung, Entwurfs- und Verwaltungstools, Systems Engineering; KEM Porträt: Bernhard Müller, Senior VP Industry 4.0, Sick; KEM Perspektiven: Integrierte Sensorik; Sonderteil Kollaborative Robotik: Maschinenelemente, Montage- & Handhabungstechnik, Antriebstechnik, Automatisierung, KEM Porträt: Christoph Anding, Sales Manager Comau
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Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
06 2019<br />
www.kem.de<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />
Titelstory Seite 50<br />
Digitalisierung der<br />
letzten Meile per IO-Link<br />
Sensorik ist<br />
Rohstoff für IoT<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Seite 32<br />
Kollaborative<br />
Robotik<br />
Sonderteil<br />
ab Seite 74<br />
Zahnriemen für<br />
Höchstleistung<br />
Ketten & Riemen<br />
Seite 98<br />
<strong>KEM</strong> Porträt | „Sensoren mit intelligenten Antworten“<br />
Bernhard Müller, Senior Vice President Industry 4.0, Sick AG – Seite 22<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 1
FROM MICRON TO MILE. IN ALL DIMENSIONS.<br />
Mobilität, Infrastruktur, Logistik oder Produktion – die Automatisierung schreitet in allen Bereichen unaufhaltsam<br />
voran. Ganz vorne dabei: Distanzsensoren sowie Mess- und Detektionslösungen von SICK. Als intelligente<br />
Datenquellen liefern sie präzise Informationen für nahezu jede Anwendung. Über alle Distanzen, in allen<br />
Umgebungen. Ausgestattet mit hoch entwickelten Technologien und vielfältigen Schnittstellen. Entdecken Sie<br />
ein weltweit einzigartiges Portfolio, das übergreifendes Branchenwissen und herausragende Innovationskraft<br />
in allen Dimensionen vereint. Geballte Leistungsstärke und grenzenlose Flexibilität, gebündelt für Ihren Erfolg.<br />
www.sick.com/micron-to-mile<br />
2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
EDITORIAL<br />
In Ketten und Riemen<br />
Neben Motoren und Getrieben werden in der Antriebstechnik weitere kraftübertragende<br />
Elemente benötigt. Dazu zählen Ketten und Riemen, denen wir in dieser<br />
Ausgabe einen Themenschwerpunkt widmen. So übertragen Hochleistungszahnriemen<br />
mit Carbonzugstrang – auch bei extremen Anwendungen – die Kräfte<br />
zuverlässig und effizient (Seite 98f).<br />
Bei der Herstellung spiralgewickelter Papierhülsen, die für die Verpackung von<br />
Lebensmitteln wie Kartoffelchips oder Müsli genutzt werden, steigern nahtlose,<br />
hochflexible Flachriemen die Produktionsleistung der Wickelmaschinen<br />
(Seite 100f). Langlebige Zahnriemen kommen in Abfülllinien, Verarbeitungsmaschinen<br />
oder Verpackungsanlagen zum Einsatz, um Produkte exakt sowie<br />
schlupffrei zu positionieren. Mit speziellen Beschichtungen und standardisierten<br />
oder individuell konstruierten Mitnehmerprofilen erfüllen sie viele verschiedene<br />
Transport- und Antriebsaufgaben (Seite 102f).<br />
In einer Müllverbrennungsanlage in den Niederlanden konnte die Lebensdauer der<br />
dort an einem Ascheförderer verbauten Antriebsketten verdoppelt werden, weil<br />
die Anlagenbetreiber jetzt eine maßgeschneiderte Kettenlösung einsetzen. Diese<br />
umfasst das zusätzliche Härten der Rollen sowie der Buchsen. Das reduziert den<br />
Verschleiß erheblich (Seite 104f).<br />
Den Verschleiß an Energieketten können beispielsweise intelligente Sensoren<br />
bestimmen. Daraus lassen sich Lebensdaueraussagen erzeugen. <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
befragte Richard Habering, Leiter des Geschäftsbereichs Smart Plastics bei Igus,<br />
zu den aktuellen Entwicklungsschwerpunkten des Unternehmens rund um<br />
Sensorintelligenz (Seite 28f).<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck<br />
Redakteur<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
ralf.beck@konradin.de<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 3
Inhalt 06 2019<br />
56. Jahrgang<br />
TITELSTORY<br />
IO-Link – mehr als<br />
nur digitale Übertragung<br />
88<br />
Viele Unternehmen fragen sich, ob der für Roboteranwendungen<br />
nötige Schutzzaun nicht verzichtbar ist. Dies und vieles mehr zum<br />
Thema im Sonderteil Kollaborative Robotik ab Seite 74.<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Die Themen Industrie 4.0 und Digitalisierung nehmen<br />
enorm an Fahrt auf. Die Informationen aus den Sensoren<br />
helfen dabei, Prozesse und Anlagen effizienter zu<br />
betreiben. Füllstandsmessgeräte von Endress+Hauser<br />
bieten Zusatznutzen durch IO-Link.<br />
Magazin<br />
Branchennews<br />
HP und Siemens intensivieren<br />
Additive-Manufacturing-Allianz ................................................ 6<br />
Digitalisierung durchdringt alle Bereiche bei<br />
Endress+Hauser ..................................................................... 8<br />
Kaspersky-Report zu Cyberattacken ...................................... 12<br />
Neue ZVEI-Fachabteilung gegründet ..................................... 13<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> Service<br />
Das englische Fachwort<br />
Pumpen – pumps .................................................................. 14<br />
Online-Tipps<br />
Themenservice Systems Engineering .................................. 16<br />
Tipps & Termine<br />
Konradin Mediengruppe führt Konferenzserie<br />
‚Smarte Maschinen im Einsatz‘ fort ..................................... 18<br />
Webinare<br />
Mit modellbasierter Produktdefinition<br />
die Komplexität besser beherrschen ..................................... 19<br />
<strong>KEM</strong> Porträt<br />
Bernhard Müller, Senior VP Industry 4.0, Sick<br />
„Die Idee von KI ist, dass Sensoren<br />
intelligente Antworten geben können“ ................................. 22<br />
Trends<br />
Energieketten<br />
„Vollcrash“ ade – E-Ketten nutzen integrierte Sensorik ........ 28<br />
TAE-Serie Teil 3: Monitoring von Schleppketten .................... 30<br />
Digitalisierung<br />
Skalierbare Lösungen für den Schaltschrankbau .................. 36<br />
Entwurfs- und Verwaltungstools<br />
CAD-Plattform-Portfolio für KMU .......................................... 40<br />
Systems Engineering<br />
Ansys Additive Suite unterstützt Rosswag Engineering<br />
im Metall-3D-Druck ............................................................... 42<br />
Produkt-News aus dem Bereich Digitalisierung .................... 46<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Integrierte Sensorik<br />
Sensorik liefert Rohstoff für IoT und die Fabrik der Zukunft . 32<br />
Automatisierung<br />
Titelstory<br />
IO-Link – mehr als nur digitale Übertragung ......................... 50<br />
Sensoren & Messtechnik<br />
Safety-Lösung überwacht Transportsystem .......................... 54<br />
Hochgenaue Messverfahren für die Weltraumforschung ..... 56<br />
Elektrotechnische Bauelemente<br />
Gewebebandkabel als Alternative zu klassischen Lösungen 58<br />
Produkt-News aus dem Bereich Automatisierung ................ 60<br />
Antriebstechnik<br />
Elektromotoren<br />
Permanentmagnetmotoren machen Kühlanlage effizient ..... 64<br />
Lineare DC-Servomotoren bewegen kinetische Skulptur ..... 66<br />
Produkt-News aus dem Bereich Antriebstechnik .................. 68<br />
Maschinenelemente<br />
Ketten und Riemen<br />
Hochleistungszahnriemen mit Carbonzugstrang .................. 98<br />
Flachriemen für spiralgewickelte Papierhülsen ................... 100<br />
Zahnriemen gewährleisten exaktes Positionieren ............... 102<br />
Antriebskette löst Ascheproblem bei Müllverbrennung ..... 104<br />
Einzelbauteile<br />
Baukasten für das Arbeiten unter Reinraumbedingungen .. 106<br />
Produkt-News aus dem Bereich Maschinenelemente ........ 108<br />
Werkstoffe/Verfahren<br />
Werkstoffe<br />
Wie lässt sich Aluminium für die <strong>Konstruktion</strong> nutzen? ...... 114<br />
PTFE-Verbundkompensatoren in Entstaubungsanlagen ...... 116<br />
Produkt-News aus dem Bereich Werkstoffe/Verfahren. ...... 118<br />
4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEU!<br />
FLEX - Flexible Rohrheizkörper<br />
HLP - Heizpatronen<br />
50<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
RHK - Rohrheizkörper<br />
Sonderteil Kollaborative Robotik<br />
RP - Rohrwendelpatronen<br />
<strong>KEM</strong> Porträt<br />
Christoph Anding, Country Sales Manager, Comau<br />
„Was seine Empfindlichkeit betrifft,<br />
ist unser Aura-Roboter beinahe menschlich“ ........................ 74<br />
Maschinenelemente<br />
Elektrische Aktuatoren versus pneumatische Aktuatoren ..... 78<br />
Peter Pühringer von Stäubli zur Roboterfernwartung ............ 80<br />
Projekt COVR unterstützt bei der CE-Zertifizierung .............. 82<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Sicherheitsaspekte bei Greifsystemen für<br />
MRK-Applikationen ................................................................84<br />
Antriebstechnik<br />
Schwerlast-Linearführung für russisches Kraftwerk .............. 86<br />
Automatisierung<br />
Schutzzaun – ja oder nein? .................................................... 88<br />
Sichere Kollaborative Robotik ................................................ 90<br />
„Friedliche Koexistenz“ von Mensch und Roboter ............... 92<br />
Produkt-News aus dem Bereich Kollaborative Robotik ......... 94<br />
Rubriken<br />
Editorial ................................................................................... 3<br />
Wir berichten über ................................................................ 12<br />
Inserentenverzeichnis ......................................................... 122<br />
Vorschau .............................................................................. 122<br />
Impressum .......................................................................... 122<br />
HP/HPQ - Hohlpatronen<br />
TE - Temperatursensoren<br />
ALW - Leistungswiderstände<br />
QUALITÄT AUS<br />
DEUTSCHLAND<br />
Technischer Support<br />
und weitere Produkte<br />
auf Anfrage<br />
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Türk+Hillinger GmbH<br />
78532 Tuttlingen, Germany<br />
Tel. +49 74 61 70 14 0<br />
Fax +49 74 61 70 14 110<br />
info@tuerk-hillinger.de<br />
www.tuerk-hillinger.de<br />
seit 1963<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 5
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
HP und Siemens intensivieren Additive-Manufacturing-Allianz<br />
Strategische Partner<br />
für 3D-Druckteile<br />
HP und Siemens haben den Ausbau ihrer strategischen Partnerschaft<br />
angekündigt. Ziel ist es, Kunden bei der Transformation ihres Geschäfts mit<br />
industrieller additiver Fertigung (Additive Manufacturing/AM) zu unterstützen,<br />
damit diese schneller hochwertige 3D-Druckteile fertigen können.<br />
Siemens und HP erweitern ihre gemeinsame<br />
Lösung für die additive Fertigung und integrieren<br />
neue Systeme und Softwareinnovationen.<br />
Dazu gehören Product Lifecycle Management<br />
(PLM), Fabrikoptimierung für AM,<br />
industrieller 3D-Druck und Datenmanage-<br />
Der Ausbau der Kooperation wurde anlässlich der Erweiterung des Siemens Additive Manufacturing<br />
Experience Center (Amec) in Erlangen um ein neues Polymer Competency Center bekannt gegeben<br />
Bild: Siemens<br />
ment sowie die Produktion und die Leistungsanalytik.<br />
Die Integration der neuen Jet<br />
Fusion 5200 3D-Drucklösung von HP in die<br />
Digital-Enterprise-Lösungen von Siemens ermöglicht<br />
es, 3D-Druckteile schneller, kostengünstiger,<br />
nachhaltiger und in höheren Stückzahlen<br />
als zuvor auf den Markt zu bringen.<br />
Der Ausbau der Kooperation wurde anlässlich<br />
der Erweiterung des Siemens Additive<br />
Manufacturing Experience Center (Amec) in<br />
Erlangen um ein neues Polymer Competency<br />
Center bekannt gegeben, bei der HP zudem<br />
erstmals den neuen leistungsfähigen HP Jet<br />
Fusion 5200 3D-Drucker für den industriellen<br />
Einsatz vorstellt. Die erweiterte Additive-Manufacturing-Lösung<br />
von Siemens und HP integriert<br />
Hardware, Software, Datenintelligenz<br />
und Services, um den gesamten Fertigungsprozesses<br />
effizienter zu gestalten –<br />
von Design und Simulation über Produktionsplanung,<br />
Ausführung, Qualität und Kontrolle.<br />
Diese integrierte, geschlossene Umgebung<br />
wird von führenden Unternehmen der Branche<br />
unterstützt und optimiert jede Phase des<br />
Entwurfs und des 3D-Drucks in der Serienproduktion<br />
von Bauteilen – mit größerem<br />
Maßstab, höherer Qualität und weniger Ausschuss.<br />
HP und Siemens werden auch künftig<br />
ihre Entwicklungsplanung aufeinander abstimmen,<br />
um sicherzustellen, dass Kunden<br />
von den laufenden Innovationen der digitalen<br />
Fertigung beider Unternehmen profitieren.<br />
Das neue Siemens Polymer Competency<br />
Center ist dabei ein wesentlicher Bestandteil<br />
der Zusammenarbeit beider Unternehmen.<br />
Gemeinsam mit ihren Kunden wollen Siemens<br />
und HP einzigartige Produktdesigns<br />
entwickeln und 3D-Druckteile schneller auf<br />
den Markt bringen. Darüber hinaus richten<br />
beide Partner digitale Fabrikumgebungen<br />
ein, die das Potenzial der additiven Fertigung<br />
voll ausschöpfen.<br />
bt<br />
www.siemens.com<br />
Businessplattform von Schneider Electric<br />
Weltweite Skaleneffekte für IoT-Lösungen<br />
Das Unternehmen hat die Gründung<br />
von Schneider Electric Exchange<br />
bekannt gegeben Dabei<br />
handelt es sich um ein branchenübergreifendes<br />
offenes Ökosystem,<br />
das sich der Lösung realer<br />
Nachhaltigkeits- und Effizienzprobleme<br />
widmet. Durch Austausch<br />
und Kollaboration können hier somit<br />
vernetzte Communities Co-<br />
Innovation betreiben. Die Akteure<br />
sind Anbieter, Systemintegratoren,<br />
Start-ups, Entwickler,<br />
OEMs, Kunden und Distributoren.<br />
Sie erhalten Zugang zu einem<br />
riesigen Pool von technischen<br />
Tools und Ressourcen, um<br />
digitale und IoT-Innovationen zu<br />
entwickeln, zu teilen und zu verkaufen.<br />
Schneider Electric Exchange<br />
nutzt dafür das Ökosystem<br />
der digitalen Partner, um Innovationen<br />
zu beschleunigen<br />
und zu skalieren – und stellt Unternehmen<br />
die notwendigen<br />
Werkzeuge zur Verfügung, um KI<br />
für reale Probleme zu operationalisieren.<br />
So bietet beispielsweise<br />
Accenture, ein globales Management-Beratungs-<br />
und Dienstleistungsunternehmen,<br />
die Möglichkeit,<br />
maßgeschneiderte Lösungen<br />
und digitale Geschäftsmodelle<br />
zu entwickeln. Ein weiterer<br />
Partner, Claroty, ein Sicherheitsspezialist<br />
für betriebliche Technologie-Infrastrukturen,<br />
bietet industrielles<br />
Cybersicherheits-<br />
Know-how und arbeitet mit Unternehmen<br />
zusammen, um die<br />
größere digitale Risikooberfläche<br />
bei der Integration von IIoT-Lösungen<br />
zu adressieren. Schneider<br />
Electric selbst verwendet<br />
beispielsweise veröffentlichte<br />
Datensätze und Software-asa-Service<br />
(SaaS) des Exchange-<br />
Partners Senseye, einem Technologieunternehmen<br />
für vorausschauende<br />
Instandhaltung (UK),<br />
in einer seiner Smart-Factory-<br />
Produktionsstätten. Darüber hinaus<br />
betreibt der Automatisierungsspezialist<br />
Co-Innovation mit<br />
dem auf Energieprognosen spezialisierten<br />
Unternehmen Predictive<br />
Layer ein digitales Serviceangebot<br />
für den Handelskettenmarkt<br />
in Italien.<br />
ik<br />
www.schneider-electric.com<br />
6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
.<br />
?<br />
Präzision und Sicherheit<br />
mit Bremsenlösungen von Kendrion<br />
Mit Sicherheit die richtige Bremse<br />
Industrieroboter sind so unterschiedlich wie die Aufgaben,<br />
die sie bewältigen. Kendrion hat Sicherheitsbremsen<br />
unterschiedlicher Funktionsprinzipien im Produktprogramm<br />
und unterstützt bei der Auswahl, bei technischen en Fragen<br />
mit Beratung oder bei speziellen Aufgabenstellungen ungen mit<br />
applikationsspezifischen Entwicklungen.<br />
Die neu entwickelte Servo Slim Line wurde für Roboter<br />
bis etwa 20 kg Traglast ausgelegt. Die „schlanken“<br />
Einscheibenbremsen sind bezogen auf ihre Leistungsdichte<br />
flacher und leichter als der Marktstandard und durch ihre<br />
großen Innendurchmesser gut für Hohlwellenantriebe<br />
geeignet. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen in<br />
Leichtbaurobotern, bei denen die Antriebe im Inneren<br />
verbaut werden.<br />
Kendrion (Villingen) GmbH<br />
Wilhelm-Binder-Straße 4-6<br />
78048 Villingen-Schwenningen<br />
T +49 7721 877-1417<br />
www.kendrion-ids.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 7
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Endress+Hauser-CEO Matthias Altendorf zur Entwicklung der Firmengruppe<br />
Digitalisierung durchdringt alle Bereiche<br />
Endress+Hauser ist 2018 über alle Regionen,<br />
Branchen und Produktbereiche hinweg kräftig<br />
gewachsen. Für Impulse sorgten die fortschreitende<br />
Digitalisierung in der Industrie<br />
sowie die positive Entwicklung auf den internationalen<br />
Märkten. Die Firmengruppe steigerte<br />
Umsatz und Gewinn, stemmte hohe<br />
Investitionen und schuf weltweit Hunderte<br />
Stellen. „Es ist 2018 praktisch weltweit gut<br />
für Endress+Hauser gelaufen“, erklärte CEO<br />
Matthias Altendorf auf der Bilanzmedienkonferenz<br />
in Basel. Die Firmengruppe steigerte<br />
den Nettoumsatz um 9,5 % auf 2,455 Mrd.<br />
Euro, trotz kräftigem Gegenwind von Seiten<br />
der Wechselkurse. In lokalen Währungen erreichte<br />
das Umsatzwachstum 12,7 %.<br />
Endress+Hauser entwickelte sich in Europa<br />
sehr gut, in Afrika/Nahost sowie dem asiatisch-pazifischen<br />
Raum sogar dynamisch. Am<br />
stärksten aber war das Wachstum in Amerika.<br />
„Die USA haben nach 65 Jahren Deutschland<br />
als unseren größten Absatzmarkt abgelöst“,<br />
berichtete Altendorf. Das Geschäft in<br />
China legte ebenfalls zweistellig zu. „Wenn<br />
Matthias Altendorf,<br />
CEO der Endress+Hauser-Gruppe<br />
„Als Familienunternehmen<br />
ist uns eine<br />
nachhaltige Entwicklung<br />
wichtig.“<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
die Entwicklung so weitergeht, könnte bald<br />
schon China unsere Nummer eins sein“,<br />
sagte der CEO. 54 neue Produkte brachte<br />
das Unternehmen im vergangenen Jahr auf<br />
den Markt. Die Ausgaben für Forschung und<br />
Entwicklung kletterten auf 184,2 Mio. Euro,<br />
das entspricht 7,5 % des Umsatzes. 287 Entwicklungen<br />
meldete das Unternehmen 2018<br />
erstmals zum Patent an. Gut ein Drittel der<br />
neuen Patente betrifft Themen wie Industrie<br />
4.0, digitale Kommunikation und Elektronik.<br />
„Die Digitalisierung durchdringt alle Bereiche“,<br />
betonte Altendorf. Neben den 1000 Entwicklern<br />
in den Kompetenzzentren arbeiten<br />
auch verschiedene von der Firmengruppe<br />
initiierte Start-ups an Lösungen und Dienstleistungen<br />
für das digitale Zeitalter. Endress+Hauser<br />
ist gut ins laufende Jahr gestartet.<br />
Die Gruppe liegt in Auftragseingang<br />
und Umsatz derzeit deutlich über dem Vorjahr.<br />
Für die zweite Jahreshälfte erwartet das<br />
Unternehmen, dass sich diese Entwicklung<br />
abschwächt.<br />
bt<br />
www.endress.com<br />
Sick setzt Wachstum in 2018 fort<br />
Investitionen in Start-up-Initiativen zahlen sich aus<br />
Sensorintelligenz liefert neue Funktionalitäten für<br />
Sensoren<br />
Bild: Sick<br />
Im Geschäftsjahr 2018 konnte Sick beim Konzernumsatz<br />
um 8,3 % auf 1,637 Mrd. Euro<br />
zulegen. „Mit einer gezielten Erhöhung des<br />
F&E-Anteils steigern wir im Zuge des Technologiewandels<br />
hin zu künstlicher Intelligenz<br />
unsere Innovationskraft und sichern somit<br />
die Zukunftsfähigkeit“, erklärte Dr. Robert<br />
Bauer, Vorstandsvorsitzender der Sick AG, anlässlich<br />
der Veröffentlichung der Bilanzkennzahlen.<br />
„Die bereits sichtbaren Erfolge unserer<br />
Start-up-Initiativen geben uns Recht: So<br />
profitiert Sensorintelligenz von Deep Learning<br />
und liefert neue Funktionalitäten für<br />
Sensoren.“ Auf der Hannover Messe 2019<br />
präsentierte das Unternehmen eine Software-Lösung<br />
basierend auf Deep-Learning-<br />
Algorithmen. Wie auch in den vergangenen<br />
Jahren tätigte Sick im Geschäftsjahr 2018 hohe<br />
Aufwendungen für F&E-Aktivitäten. Mit<br />
192,5 Mio. Euro übertrafen die Ausgaben<br />
den Wert von 2017 um 11,8 %. Der Schwerpunkt<br />
der F&E-Aktivitäten liegt unverändert<br />
an den Standorten in Deutschland. Am Jahresende<br />
2018 beschäftigte der Konzern insgesamt<br />
9737 Mitarbeiter (+10,5 %). Obwohl<br />
die Sensorik eine Wachstumsbranche bleibt,<br />
fällt der Ausblick auf das Geschäftsjahr 2019<br />
eher verhalten aus. Aufgrund seiner breiten<br />
Branchenpräsenz und seines innovativen Produkt-<br />
und Leistungsportfolios sieht sich der<br />
Sick-Konzern jedoch aussichtsreich positioniert,<br />
um von den zunehmenden Entwicklungen<br />
im Kontext von Digitalisierung und Industrie<br />
4.0 zu profitieren.<br />
ge<br />
www.sick.de<br />
AMA Verband für Sensorik und Messtechnik<br />
Positive Gesamtentwicklung<br />
Der Bereich der Sensorik und Messtechnik<br />
hat im Jahr 2018 laut eigenen Angaben ein<br />
deutliches Umsatzplus von 10 % erwirtschaftet<br />
und erwartet für das laufende Geschäftsjahr<br />
ein weiteres Wachstum von 5 %. Dies<br />
hat eine Befragung des AMA Verband für<br />
Sensorik und Messtechnik e. V. (AMA) unter<br />
seinen Mitgliedern ergeben. Damit liegen<br />
Sensorik und Messtechnik oberhalb des bundesweiten<br />
Trends, den das Statistische Bundesamt<br />
für die deutsche Wirtschaft 2018 mit<br />
einem leichten Plus bezifferte, der aber nach<br />
dem neunten Jahr in Folge etwas an<br />
Schwung verloren habe. Positive Wachstumsimpulse<br />
der Branche kamen nach Verbandsangaben<br />
sowohl aus dem Inland als<br />
auch aus dem Ausland. Das belegt eine<br />
erhöhte Exportquote um 4 % auf gesamt<br />
55 %. Dabei zog der Export ins außereuropä -<br />
ische Ausland an, während der nach Mitteleuropa<br />
gelieferte Anteil um 2 % nachgab.<br />
Knapp 70 % der Mitglieder sehen einem Brexit<br />
gelassen entgegen und vermuten einen<br />
eher geringen Einfluss auf die eigenen Geschäftstätigkeiten.<br />
ik<br />
www.ama-sensorik.de<br />
8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Lütze baut Connectivity-Geschäft aus<br />
Verdoppelung der Kapazitäten<br />
Der Automationsspezialist eröffnet<br />
im Zuge der Weiterentwicklung<br />
seines internationalen Kabelgeschäfts<br />
das Kompetenzzentrum<br />
Connectivity am Standort<br />
Chrudim in der Tschechien. Künftig<br />
werden dort alle Aktivitäten<br />
der Lütze-Gruppe im Bereich Kabelkonfektion<br />
vereint. Für Anwender<br />
aus dem Maschinenbau<br />
und der automatisierten Fertigung<br />
bedeutet der Ausbau der<br />
Produktionskapazitäten eine<br />
Steigerung der Flexibilität sowie<br />
eine weitere Erhöhung der Lieferfähigkeit.<br />
„Die Vergrößerung<br />
unseres Standorts in Tschechien<br />
ist Bestandteil unserer internationalen<br />
Wachstumsstrategie, welche<br />
neben Europa und USA auch<br />
China umfasst. Wir sind damit<br />
künftig noch schneller in der Lage<br />
auf die Bedürfnisse des Marktes,<br />
insbesondere auch im Bereich<br />
Industrie 4.0 zu reagieren“,<br />
erklärt Udo Lütze, Inhaber der<br />
Luetze International Group. ik<br />
www.luetze.com<br />
ROCIA.focus<br />
DIE SPOTLEUCHTE FÜR<br />
PUNKTGENAUES LICHT.<br />
Bild: Lütze<br />
Lütze verdoppelt seine Kapazitäten im Bereich der Kabelkonfektion<br />
Generationenübergreifende Geschäftsführung bei Mayr Antriebstechnik<br />
In fünfter Generation erfolgreich<br />
Mit Ferdinand Mayr, dem Enkel<br />
von Fritz Mayr, tritt ab sofort<br />
die fünfte Generation in die<br />
Geschäftsführung bei Mayr Antriebstechnik<br />
ein. Damit stehen<br />
zukünftig drei Geschäftsführer<br />
generationsübergreifend für Sicherheit,<br />
Zuverlässigkeit und Innovation<br />
und die fünfte Generati-<br />
Generationenübergreifende<br />
Geschäftsführung: Günther Klingler,<br />
Fritz Mayr und Ferdinand Mayr (v. l.)<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
on der Familie Mayr über nimmt<br />
Verantwortung für das 1897 gegründete<br />
Unternehmen. Ferdinand<br />
Mayr, Enkel von Fritz Mayr,<br />
teilt sich die Führungsrolle mit<br />
Fritz Mayr, seinerseits Enkel des<br />
Firmengründers, und Günther<br />
Klingler, der als Geschäftsführer<br />
und CEO die nationalen und internationalen<br />
Aktivitäten von<br />
Mayr Antriebstechnik leitet. Ferdinand<br />
Mayr ist künftig schwerpunktmäßig<br />
für die Digitalisierung<br />
des Unternehmens verantwortlich:<br />
„Ich sehe es als eine<br />
meiner wichtigsten Aufgaben,<br />
die Herausforderungen von zunehmender<br />
Vernetzung, Digitalisierung<br />
und Industrie 4.0 zu<br />
meistern und die Chancen zu<br />
nutzen, die sie uns bieten.“ bt<br />
www.mayr.com<br />
Effizient: Wartungsfreie LED-Technologie mit starken<br />
High-Power-LEDs für punktgenaues Licht<br />
Präzise: Eng und breit abstrahlende Varianten, stufenlose<br />
und flickerfreie Dimmung<br />
Flexibel: Exakt einstellbare Gestänge-, Flexschlauchund<br />
Gelenkkopf-Varianten<br />
Robust: Extrem widerstandsfähige Vollmetallausführung<br />
mit schlagfester Blende und hoher Schutzart<br />
Herbert Waldmann GmbH & Co. KG ∙ Telefon 07720 601-100<br />
sales.germany@waldmann.com ∙ www.waldmann.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 9
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
PERSONEN<br />
Normteile Award 2019 von Cadenas und Ganter<br />
Vordenker im Bereich Standardisierung gesucht<br />
Dr. Till Scharf, Röhm<br />
Der Spann- und Greiftechnikspezialist<br />
Röhm hat die<br />
Konzerngeschäftsführung<br />
erweitert: Dr. Till Scharf<br />
wird zusammen mit Gerhard<br />
Glanz die neue Doppelspitze<br />
des Unternehmens bilden.<br />
Sein Ressort umfasst die Bereiche Logistik,<br />
Entwicklung, <strong>Konstruktion</strong> sowie Produktion.<br />
Dieter Schäfer,<br />
Freudenberg Sealing<br />
D e r C h i e f O p e r a t i n g O f f i c e r<br />
von Freudenberg Sealing<br />
Technologies Dieter Schäfer<br />
tritt am 30. Juni 2019 in den<br />
Ruhestand. Danach wird<br />
er dem Unternehmen noch<br />
für zwei Jahre beratend zur Verfügung stehen.<br />
Mit Schäfers Wechsel in den Ruhestand wird die<br />
Geschäftsleitung künftig aus Claus Möhlenkamp,<br />
Ludger Neuwinger-Heimes und Dr. Theodore<br />
Duclos bestehen.<br />
Bild: Cadenas<br />
Alle zwei Jahre haben Ingenieure, Konstrukteure,<br />
Techniker und Hobbytüftler<br />
die Chance, zu zeigen was gute Produktentwicklung<br />
ausmacht: Bis zum 30. Juni<br />
2019 können sie beim <strong>Konstruktion</strong>swettbewerb<br />
Deutscher Normteile<br />
Award, der von der Cadenas GmbH und<br />
der Otto Ganter GmbH & Co. KG veranstaltet<br />
wird, ihre <strong>Konstruktion</strong>en mit einem<br />
möglichst hohen Anteil an Normund<br />
Kaufteilen einreichen und attraktive<br />
Geldpreise gewinnen. Ein entscheiden-<br />
Beim Normteile Award wird der gezielte Einsatz<br />
von Norm- und Kaufteilen im Engineering<br />
mit Preisen von insgesamt 4000 Euro belohnt<br />
der Faktor bei der kostensensitiven Produktentwicklung<br />
ist die Nutzung von<br />
standardisierten Komponenten im Engineering.<br />
Ziel des Awards ist die Sensibilisierung<br />
für den verstärkten Einsatz von<br />
Norm- und Kaufteilen und dem daraus<br />
resultierenden Nutzen für Unternehmen.<br />
Beim Deutschen Normteile Award locken<br />
Preise im Wert von insgesamt 4000 Euro<br />
für die Teilnehmer. Mitmachen können<br />
alle Ingenieure, Techniker, technische<br />
Zeichner und CAD Anwender sowie Unternehmen,<br />
Abteilungen oder Teams aus<br />
den Branchen wie Maschinenbau, Ingenieurwesen<br />
oder Elektrotechnik. Die Teilnehmer<br />
dürfen sowohl neue als auch bereits<br />
realisierte <strong>Konstruktion</strong>en kostenlos<br />
einreichen. Die Teilnehmer mit der besten<br />
bzw. innovativsten <strong>Konstruktion</strong> werden<br />
im Rahmen einer Preisverleihung<br />
auf der Motek 2019 in Stuttgart offiziell<br />
mit dem Deutschen Normteile Award<br />
ausgezeichnet.<br />
bt<br />
www.deutscher-normteile-award.de<br />
Ulrich Jochem,<br />
Parker Hannifin<br />
Parker Hannifin hat Ulrich<br />
Jochem zum neuen General<br />
Manager der Prädifa Technology<br />
Division bestellt.<br />
Er tritt die Nachfolge von<br />
Thomas Ottawa an, der von<br />
Parker zum Vice President Operations der Motion<br />
Systems Group Europe berufen worden war.<br />
Jochems bisherige Aufgabe als General Manager<br />
der Industrial Systems Division Europe übernimmt<br />
Paul Kröning.<br />
Reinhard Schäfer,<br />
Bosch Rexroth<br />
Zum 1. April 2019 trat<br />
Reinhard Schäfer neu in die<br />
Geschäftsleitung der Bosch<br />
Rexroth AG ein. Er folgt auf<br />
Dr. Bertram Hoffmann, der<br />
auf eigenen Wunsch aus der<br />
Bosch-Gruppe ausgeschieden ist. Schäfer übernahm<br />
von Hoffmann die Verantwortung für die<br />
Fertigung und das Qualitätsmanagement von<br />
Bosch Rexroth.<br />
Umsatzsteigerung bei Hummel<br />
Starkes Exportwachstum trotzt aktueller Krisen<br />
Die Hummel AG hat im Jahr 2018 einen<br />
Gesamtumsatz von 73,4 Mio. Euro erzielt<br />
und damit den Rekordumsatz des<br />
vergangenen Jahres mit 71,5 Mio. Euro<br />
noch einmal übertroffen. „Das ist ein gutes<br />
Ergebnis, denn das gesamtwirtschaftliche<br />
Umfeld hat sich im Verlauf<br />
des Jahres 2018 doch etwas eingetrübt“,<br />
erläutert Vorstandsvorsitzender Holger<br />
Hummel. Das größte Produktsegment<br />
des Unternehmen sind elektromechanische<br />
Komponenten wie Kabelverschraubungen<br />
und Rundsteckverbinder. In diesem<br />
Segment erwirtschaftet Hummel<br />
mehr als drei Viertel des Gesamtumsatzes<br />
und erzielte im vergangenen Jahr ein<br />
Wachstum von 5,5 %. Der stärkste Auslandsmarkt<br />
ist China mit einem Anteil<br />
von fast 10 % des Gesamtumsatzes, gefolgt<br />
von USA/Kanada, Italien und Frankreich.<br />
In diesen Märkten wurden auch<br />
die größten Zuwächse verzeichnet, was<br />
auf die Strategie der konsequenten Internationalisierung<br />
in den vergangenen Jahren<br />
zurückzuführen ist. In China sind die<br />
Umsätze um 8 % gewachsen, Italien<br />
und Frankreich konnten im vergangenen<br />
Jahr sogar um rund 10 % zulegen. „Ob<br />
sich diese Entwicklung der Auslandsmärkte<br />
vor dem Hintergrund zahlreicher<br />
politischer Risiken fortschreiben lässt,<br />
kann niemand verlässlich sagen“, erklärt<br />
Hummel. Dennoch blicke man optimistisch<br />
in die Zukunft, da Verbindungs -<br />
lösungen zu den Schlüsseltechnologien<br />
in der Digitalisierung von Produktions -<br />
anlagen gehören.<br />
ik<br />
www.hummel.com<br />
Mit 73,4 Mio. Euro hat Hummel im letzten<br />
Jahr erneut einen Rekordumsatz erzielt<br />
Bild: Hummel<br />
10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
QUINT POWER<br />
Maximale Anlagenverfügbarkeit<br />
Stromversorgungen mit einer Ausgangsleistung von bis zu 960 W<br />
Einzigartig durch:<br />
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© PHOENIX CONTACT 2019<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 11
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Kontron präsentiert Serverpower auf Modulgröße<br />
Embedded-Computing-Standard COM HPC<br />
Kaspersky-Report zu Cyberattacken<br />
Industrie-Computer im Visier<br />
Computer-On-Modules für Embedded<br />
Industrial Server Class<br />
Computing sollen in Zukunft die<br />
Basis für Anwendungen mit KI,<br />
5G und autonomen Fahrzeugen<br />
bilden. Erste Module und Boards<br />
werden für Anfang 2020 erwartet.<br />
Peter Müller, Vice President<br />
Product Center Boards & Modules<br />
bei Kontron, einem Anbieter<br />
von IoT/Embedded-Computer-<br />
Technologie (ECT), kommentiert<br />
die Hintergründe zur Entwicklung<br />
des neuen Computer-On-<br />
Module-Standards COM HPC<br />
wie folgt: „Das Datenwachstum<br />
ist unaufhaltsam und der kommende<br />
Mobilfunkstandard 5G<br />
wird es noch beschleunigen. Das<br />
erfordert auch neue Konzepte für<br />
Embedded Computer. Führende<br />
Hersteller der Branche wie Kontron<br />
haben im Standardisierungsgremium<br />
PICMG deshalb eine<br />
neue Working Group gegründet,<br />
um den COM-Standard zukunftsfähig<br />
zu machen. Computer-On-<br />
Module High Performance Computing,<br />
abgekürzt COM HPC<br />
(bisheriger Arbeitstitel COM HD),<br />
wird den vorhandenen COM-Express-Standard<br />
nach oben ergänzen:<br />
Es wird High-End-Server-<br />
Prozessoren und bis zu acht SO-<br />
DIMMS für Speicher unterstützen<br />
sowie eine Verlustleistung<br />
von vermutlich bis zu 125 W erlauben.<br />
Der neue PCI-Express-4.0-Standard<br />
wird ebenfalls<br />
unterstützt, aber auch der<br />
kommende 5.0-Standard, der<br />
von COM Express nicht mehr bedient<br />
werden kann. Dementsprechen<br />
erhält COM HPC ein neues<br />
Stecker-Layout, das auch 64 PCIe<br />
Lanes unterstützen wird.“ ik<br />
www.kontron.de<br />
Konventionelle Industrie-Computer<br />
werden immer öfter von Cyberkriminellen<br />
angegriffen – das<br />
zeigt der Kaspersky-Bericht zur<br />
zweiten Jahreshälfte 2018. Mit<br />
47,2 % waren 2018 fast die Hälfte<br />
der ICS-Computer (Industrial<br />
Control System), die von Kaspersky<br />
Lab geschützt werden, von<br />
einer Cyberattacke betroffen. Im<br />
Vorjahr waren es 44 %.„Die<br />
meisten industriellen Computer<br />
werden nicht über einen zielgerichteten<br />
Angriff, sondern über<br />
Malware infiziert“, erklärt Kirill<br />
Kruglov, Sicherheitsforscher bei<br />
Kaspersky Lab ICS CERT. „Die<br />
Tatsache, dass die Angriffe aufgrund<br />
von fehlender Cybersicherheitshygiene<br />
der eigenen Mitarbeiter<br />
erfolgreich sind, zeigt,<br />
dass ein Großteil der Angriffe<br />
durch Schulung und Sensibilisierung<br />
der Belegschaft verhindert<br />
Bild: Kaspersky Lab<br />
Laut Kaspersky-Report ist das<br />
Internet die größte Gefahrenquelle<br />
für industrielle Computer<br />
werden kann.“ Gemäß dem Report<br />
ist das Internet mit 26 % die<br />
größte Gefahrenquelle für industrielle<br />
Computer, gefolgt von<br />
Wechseldatenträgern mit 8 %<br />
und E-Mails mit 5 %.<br />
ik<br />
www.kaspersky.de<br />
Wir berichten über<br />
Accenture ............................................ 6<br />
Afag .................................................. 110<br />
Alimex .............................................. 114<br />
AMA Verband für Sensorik und<br />
Messtechnik ........................................ 8<br />
AMF ................................................. 109<br />
Ammega .......................................... 109<br />
Ammeraal Beltech ............................ 109<br />
Amo ................................................... 60<br />
AmpereSoft ....................................... 47<br />
Ansys ................................................. 42<br />
Atlanta ............................................... 94<br />
Autodesk .......................................... 110<br />
B&R ................................................... 96<br />
Beckhoff Automation ......................... 54<br />
Blue Power ........................................ 42<br />
Bogaert Transmission ....................... 100<br />
Bosch Rexroth .................................... 10<br />
Bott ................................................... 112<br />
Cadenas GmbH und der<br />
Otto Ganter GmbH & Co. KG ............. 10<br />
Camtex .............................................. 46<br />
CEA-LIST ............................................ 82<br />
Claroty ................................................. 6<br />
CNR-STIIMA ...................................... 82<br />
Comau Robotics ................................. 74<br />
Contrinex ........................................... 62<br />
Core Technologie ................................ 47<br />
cts ...................................................... 86<br />
Dahl Automation ................................ 96<br />
Daimler .............................................. 46<br />
Dassault Systemes ........................... 110<br />
DataCAD ............................................ 49<br />
Dell EMC ........................................... 49<br />
Dematic ............................................ 113<br />
Deutsche Edelstahlwerke ................ 118<br />
Doosan .............................................. 97<br />
Dorner .............................................. 108<br />
DSM ................................................. 119<br />
DTI ..................................................... 82<br />
ebm-papst .................................... 13, 70<br />
EK Automation ................................... 96<br />
Emka Beschlagteile .......................... 108<br />
Endress+Hauser ............................ 8, 50<br />
Fanuc ........................................... 86, 97<br />
Faulhaber ........................................... 66<br />
First Sensor ....................................... 32<br />
Fournier .............................................. 54<br />
Fraunhofer IEM .................................. 97<br />
Fraunhofer IFF .................................... 82<br />
Fraunhofer IIS/EAS ............................. 32<br />
Fraunhofer IPA ............................ 18, 106<br />
Frenzelit ............................................ 116<br />
Freudenberg Sealing .......................... 10<br />
Ganter .............................................. 108<br />
GOM .................................................. 62<br />
Habasit ............................................. 102<br />
HepcoMotion ..................................... 68<br />
Hochschule Trier ................................. 30<br />
HP ........................................................ 6<br />
Hummel ............................................. 10<br />
IAI Industrieroboter .................... 78, 111<br />
IDS Imaging ....................................... 32<br />
IEF-Werner ......................................... 71<br />
Igus .............................................. 20, 28<br />
IMA Klessmann ................................. 54<br />
Initium EFJ Asesores ......................... 64<br />
Inneo .................................................. 42<br />
Inpotron ............................................. 13<br />
Intel .................................................... 49<br />
Item .................................................. 110<br />
Jakob Antriebstechnik ....................... 111<br />
Kammerer .......................................... 68<br />
Kaspersky Lab .................................... 12<br />
Kassow Robots .................................. 95<br />
Kawasaki ............................................ 97<br />
KBK Antriebstechnik .................... 73, 94<br />
KEB .................................................... 72<br />
Kisssoft .............................................. 73<br />
Kistler ................................................. 61<br />
Knapp Wälzlagertechnik ..................... 69<br />
Kollmorgen ......................................... 63<br />
Konradin Mediengruppe ..................... 18<br />
Kontron .............................................. 12<br />
KRP Mechatec ................................... 56<br />
Kuka ................................................... 97<br />
Liebherr ............................................ 110<br />
LTG ................................................... 112<br />
Lütze .............................................. 9, 60<br />
Mafresa ............................................. 64<br />
MAN .................................................. 42<br />
Mapal ............................................... 113<br />
Maschinenbau Kitz ........................... 106<br />
Materialise ......................................... 42<br />
Mayr Antriebstechnik ........................... 9<br />
mbo Oßwald .................................... 118<br />
Megadyne ........................................ 109<br />
Micro-Epsilon ............................... 32, 56<br />
MTK AG ............................................. 66<br />
Nachi .................................................. 68<br />
National Instruments ......................... 32<br />
Nitta ................................................. 100<br />
Norelem ............................................. 69<br />
NSK .................................................... 21<br />
OnRobot ............................................ 97<br />
Otto Ganter ........................................ 10<br />
Parker Hannifin ................................... 10<br />
Perzeptron ......................................... 49<br />
Phoenix Contact .......................... 36, 89<br />
Pilz ..................................................... 90<br />
Power Machines Russland ................. 86<br />
Predictive Layer ................................... 6<br />
PTC ............................................. 19, 110<br />
Rampf Machine Systems ................... 97<br />
RCT Reichelt Chemietechnik ............ 119<br />
Reich .................................................. 70<br />
Rodriguez ........................................... 72<br />
Roemheld ......................................... 112<br />
Roessingh Research .......................... 82<br />
Röhm ................................................. 10<br />
Rollon ................................................. 96<br />
Rosswag ............................................ 42<br />
Schmalz ............................................. 20<br />
Schmersal .................................... 61, 92<br />
Schneider Electric ................................ 6<br />
Schunk ............................................... 84<br />
Senseye ............................................... 6<br />
Sherpa Robotics ................................. 97<br />
Sick .................................... 8, 22, 32, 62<br />
Sieb & Meyer ..................................... 63<br />
Siemens ................................. 6, 70, 110<br />
SKF .............................................. 20, 73<br />
SLM Solutions ................................... 42<br />
Sonoco ............................................. 100<br />
Stratasys .......................................... 119<br />
Suspa ............................................... 109<br />
TAE .................................................... 30<br />
Techman ............................................ 97<br />
Tec-Joint ........................................... 118<br />
Telemeter Electronic .......................... 61<br />
TKD Kabel .......................................... 58<br />
Trapo .................................................. 96<br />
TriboForm Engineering ....................... 46<br />
Tsubaki ............................................. 104<br />
TUMünchen ....................................... 94<br />
Universal Robots .......................... 96, 97<br />
ÜV Überlastschutz u.<br />
Verbindungssysteme ......................... 72<br />
VDE .................................................... 30<br />
VDMA ................................................ 30<br />
Visevi Robotics .................................. 94<br />
WEG ............................................ 64, 73<br />
Winkel ................................................ 86<br />
Wittenstein ........................................ 71<br />
WSCAD ............................................. 39<br />
Yaskawa ............................................. 97<br />
ZVEI ............................................. 13, 30<br />
12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
ebm-papst stärkt US-Geschäft<br />
Zweiter Standort in den USA<br />
Mit einem zweiten US-Produktionsstandort<br />
stärkt ebm-papst<br />
seine Geschäftsaktivität auf dem<br />
nordamerikanischen Markt. In<br />
Johnson City, im US-Bundesstaat<br />
Tennessee, fertigt der Anbieter<br />
von Ventilatoren und Motoren<br />
zukünftig Ventilatoren für<br />
kälte-, klima- und lüftungstechnische<br />
Anwendungen. Dazu bezieht<br />
ebm-papst aktuell ein vorhandenes<br />
Produktionsgebäude<br />
und beginnt<br />
ab September<br />
2019 mit der Serienfertigung.<br />
Das Unternehmen<br />
hat auf dem<br />
amerikanischen<br />
Markt schon eine<br />
lange Tradition. Bereits<br />
seit 1980 entwickelt,<br />
produziert und<br />
vertreibt das Familienunternehmen<br />
von<br />
Farmington (Conebm-papst<br />
plant eine Investition von rund<br />
33 Mio. Euro in den Ausbau eines neuen Werkes<br />
Schaltnetzteile & Switching Mode Power Supply<br />
necticut) aus, Ventilatoren und<br />
Motoren für den nordamerikanischen<br />
Markt und beschäftigt dort<br />
über 300 Mitarbeiter. Neben einem<br />
technologisch führenden<br />
Produktprogramm für kälte-, klima-<br />
und lüftungstechnische Anwendungen,<br />
bietet ebm-papst<br />
ein Kompetenzzentrum für<br />
Blechbearbeitung.<br />
bt<br />
www.ebmpapst.com<br />
Gründung einer neuen ZVEI-Fachabteilung<br />
Bild: ebm-papst<br />
Ihre zündende Idee<br />
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hoher Wirkungsgrad<br />
auch mit Steilgewinde<br />
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Bild: ZVEI<br />
Die Mitglieder des ZVEI-Fachverbands<br />
Transformatoren & Stromversorgungen<br />
haben die Fachabteilung<br />
Schaltnetzteile & Switching<br />
Mode Power Supply<br />
(SMPS) gegründet, um sich verstärkt<br />
den Netzteilen im Leis-<br />
Hermann Püthe, geschäftsführender<br />
Gesellschafter der Inpotron GmbH,<br />
und Vorsitzender der neuen Fach -<br />
abteilung Schaltnetzteile & Switching<br />
Mode Power Supply (SMPS) des<br />
ZVEI-Fachverbands Transformatoren<br />
& Stromversorgungen<br />
tungsbereich bis 3 kW widmen<br />
zu können. Zum Vorsitzenden haben<br />
die Mitglieder des Fachverbands<br />
Hermann Püthe, geschäftsführender<br />
Gesellschafter<br />
der Inpotron GmbH, gewählt. Zur<br />
Neugründung der Fachabteilung<br />
erklärt Dr. Rolf Winter, der den<br />
ZVEI-Fachverband Transformatoren<br />
& Stromversorgungen leitet:<br />
„Bislang waren die Stromversorgungen<br />
aller Leistungsklassen<br />
und USV-Anlagen in einer Fachabteilung<br />
zusammengefasst.<br />
Heute differenzieren sich spezielle<br />
technologische Herausforderungen<br />
im Bereich der Normung<br />
und Regularien immer mehr,<br />
weshalb wir die Gründung dieser<br />
Fachabteilung beschlossen haben.“<br />
Laut dem neuen Vorsitzenden<br />
Püthe soll auch die Zusammenarbeit<br />
auf europäischer Ebene<br />
vorangetrieben werden. ik<br />
www.zvei.org<br />
Eichenberger Gewinde AG<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 13<br />
Ein Unternehmen der Festo Gruppe
SERVICE<br />
DAS ENGLISCHE FACHWORT<br />
Technisches Englisch Stück für Stück – Inch by Inch –<br />
Pumpen – pumps<br />
Bild: Grundfos<br />
Sie möchten Ihr technisches Englisch verbessern?<br />
Wir möchten es Ihnen so leicht wie möglich machen.<br />
Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> veröffentlicht mit freundlicher Genehmigung<br />
des Autors Matthias Meier Monat für Monat Fachwörter zu<br />
technischen Themen, die Konstrukteure und Entwickler interessieren.<br />
Außerdem gibt es in jeder Ausgabe ein sogenanntes Pictorial,<br />
das auf unterhaltsame Weise technisches Englisch quasi in kleinen<br />
Häppchen bietet.<br />
A<br />
Abrasion<br />
Abwasserpumpe<br />
Abzweigstück<br />
Anlagenkennlinie<br />
Ansaugstufe<br />
Antrieb<br />
Armaturen<br />
Auslaufkrümmer<br />
Auslegungspunkt<br />
Axialpumpe<br />
B<br />
Belüftungsventil<br />
Betriebspunkt<br />
Bewässerungspumpe<br />
Blende<br />
Blockpumpe<br />
D<br />
Dampfdruck<br />
Diagonalrad<br />
Dichte<br />
Dichtheit<br />
Dichtung<br />
Dickstoffpumpe<br />
abrasion<br />
sewage pump<br />
Y-branch<br />
system characteristic curve<br />
priming stage<br />
drive<br />
valves and fittings<br />
discharge elbow<br />
design duty point<br />
axial pump<br />
vent valve<br />
operating point<br />
sewage pump<br />
orifice plate<br />
close-coupled pumping set<br />
vapour pressure<br />
diagonal impeller<br />
density<br />
leak-tightness<br />
seal<br />
pulp pump<br />
Differenzdruck<br />
Diffusor<br />
Doppelströmiges Laufrad<br />
Drallregelung<br />
Drallströmung<br />
Drehflügelpumpe<br />
Drehmoment<br />
Drehzahl<br />
Drosselbeiwert<br />
Drosselkurve<br />
Drosselregelung<br />
Druck<br />
Druckabfall<br />
Druckgehäuse<br />
Druckhöhe<br />
Druckschwankung<br />
Druckstoß<br />
Druckstufe<br />
Druckstutzen<br />
Druckverlust<br />
Druckwelle<br />
Druckzahl<br />
Durchfluss<br />
Durchflussgeschwindigkeit<br />
Durchflusswiderstand<br />
Durchflusszahl<br />
Durchgangsventil<br />
Durchmesserzahl<br />
Düse<br />
differential pressure<br />
diffuser<br />
double suction impeller<br />
regulation by vortex<br />
vortex flow<br />
roller vane pump<br />
torque<br />
rotational speed<br />
throttling coefficient<br />
throttling curve<br />
throttling control<br />
pressure<br />
pressure drop<br />
discharge casing<br />
pressure head<br />
pressure fluctuation<br />
surge pressure<br />
pressure rating<br />
outlet branch<br />
pressure loss<br />
pressure wave<br />
pressure coefficient<br />
flow-through<br />
flow velocity<br />
flow resistance<br />
flow coefficient<br />
throughway valve<br />
diameter coefficient<br />
nozzle<br />
Bild: Inchbyinch<br />
Für das englische Fachwort<br />
zeichnet Matthias Meier<br />
aus Karlsruhe verantwortlich,<br />
der die Zeitschrift<br />
‚Inch | Technical English –<br />
Inch by Inch‘ herausgibt<br />
E<br />
Eckventil<br />
Einlaufdüse<br />
Einlaufkammer<br />
Einlaufkrümmer<br />
Einlaufwirbel<br />
Einschaufelrad<br />
Einstellbare Schaufel<br />
Eintrittsquerschnitt<br />
Energiehöhe<br />
Entlastungsbohrung<br />
Entlastungsstrom<br />
angle valve<br />
entry nozzle<br />
intake chamber<br />
intake elbow<br />
entry vortex<br />
single vane impeller<br />
adjustable vane<br />
inlet cross-section<br />
total head<br />
balance hole<br />
balance water flow<br />
14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Entlüftung<br />
Entwässerungspumpe<br />
Erosion<br />
Exzenterschneckenpumpe<br />
F<br />
Matthias Meier, Karlsruhe, Herausgeber der Zeitschrift<br />
‚Inch | Technical English – Inch by Inch‘<br />
www.inchbyinch.de<br />
Feuerlöschpumpe<br />
Filter<br />
Flachdichtung<br />
Flüssiggaspumpe<br />
Flüssigkeitsringpumpe<br />
Förderhöhe<br />
Förderleistung<br />
Förderstrom<br />
Formstück<br />
Freier Durchgang<br />
Freilauf-Rückschlagventil<br />
Freistrompumpe<br />
venting<br />
drainage pump<br />
erosion<br />
helical rotor pump<br />
fire-fighting pump<br />
filter<br />
flat gasket<br />
liquefied gas pump<br />
liquid ring pump<br />
head<br />
pump outlet<br />
capacity<br />
fitting<br />
free passage<br />
automatic recirculation valve<br />
torque-flow pump<br />
tbwom.de<br />
The Bright<br />
World<br />
of Metals<br />
25– 29 JUNE<br />
2019<br />
DÜSSELDORF/GERMANY<br />
Der zweite Teil des englischen Fachwortes zum Thema Pumpen<br />
wird in der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 7-8/2019 fortgesetzt und erscheint am<br />
20.08.2019<br />
PICTORIAL – PNEUMATIC ROTARY ACTUATOR<br />
pneumatic rotary actuator pneumatischer Schwenkan trieb<br />
rack<br />
Kolbenzahnstange<br />
pinion<br />
Ritzel<br />
piston<br />
Kolben<br />
cylinder<br />
Zylinder/Gehäuse<br />
output shaft<br />
Abtriebswelle<br />
port<br />
Druckluftanschluss<br />
piston seal<br />
Kolbendichtung<br />
Weitere Pictorials finden Sie unter:<br />
inchbyinch.de<br />
worldwide<br />
Weltmarkt Metallurgie<br />
The Bright World of Metals:<br />
Das internationale Messe quartett<br />
bildet den weltweit führenden<br />
Branchentreff für Gießereitechnologie,<br />
Metallerzeugung und -verarbeitung<br />
sowie Thermoprozesstechnik.<br />
Synergien im Verbund<br />
Vier Schaufenster, ein Ziel: Technologie-<br />
Foren rund um alle Themen der „Bright<br />
World of Metals“ bieten Schnittstellen<br />
für übergreifenden Know-how-Transfer.<br />
Willkommen in<br />
Düsseldorf!<br />
Metals<br />
EFFICIENT PROCESS SOLUTIONS<br />
Messe Düsseldorf GmbH<br />
Postfach 10 10 06 _ 40001 Düsseldorf _ Germany<br />
Tel. +49 211 4560-01 _ Fax +49 211 4560-668<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 15<br />
www.messe-duesseldorf.de
SERVICE<br />
ONLINE-TIPPS<br />
Time-Sensitive Networking (TSN)<br />
Möglicherweise der Standard für Industrie 4.0<br />
Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com<br />
OPC UA TSN ist innerhalb kurzer Zeit zu einem<br />
der meist diskutierten Themen der industriellen<br />
Automatisierung avanciert. Mit<br />
der mittlerweile breiten Unterstützung von<br />
wichtigen Unternehmen aus den Bereichen<br />
industrielle Automation und IT sind die Vorzei-<br />
chen für diesen gemeinsamen Standard<br />
mehr als positiv. Ob OPC UA TSN mehr Offenheit<br />
in die Branche bringt oder gar die vierte<br />
industrielle Revolution einläutet, hängt von<br />
einigen Faktoren ab – aus technischer Perspektive<br />
hat diese Kombination auf jeden Fall<br />
enormes Potenzial. Welche Rolle das Time-<br />
Sensitive Networking (TSN) für die Echtzeitfunktionalität<br />
spielt und warum TSN als Bindeglied<br />
zu OPC UA fungieren kann, erläutern<br />
wir auf unserer Themenseite zu TSN. Ein Fazit<br />
lässt sich schon jetzt ziehen: Leitprinzip<br />
von OPC UA ist die Vereinfachung offener<br />
Kommunikation. Offenheit in eine Welt der<br />
geschlossenen Systeme zu bringen, haben<br />
sich auch die Unternehmen auf die Fahnen<br />
geheftet, die OPC UA TSN unterstützten und<br />
vorantreiben. Die Möglichkeit, Informationen<br />
von allen Arten von Maschinen, Geräten und<br />
Sensoren in Echtzeit zu teilen ist tatsächlich<br />
revolutionär – eine breite Akzeptanz des<br />
Standards könnte der Grundstein für Industrie<br />
4.0 werden. Abseits jeglicher Prognosen<br />
über die Marktmechanismen ist die Kombination<br />
aus OPC UA PubSub und TSN jedenfalls<br />
eine geeignete Gesamtlösung, um herstellerübergreifend<br />
Industrie-4.0-Konzepte zu<br />
realisieren. Stellungnahmen<br />
aus der Industrie und weitere<br />
Infos finden Sie hier:<br />
hier.pro/lYpEi<br />
Themenservice Systems Engineering<br />
So klappt‘s mit der Mechatronik und Industrie 4.0<br />
Vor dem Hintergrund mechatronischer Systeme,<br />
bei denen ein zunehmender Anteil der<br />
Funktionen in Software abgebildet wird, ist<br />
Systems Engineering (SE) die Voraussetzung<br />
für die disziplinübergreifende Produktentwicklung<br />
und wird damit zum entscheidenden<br />
Wettbewerbsvorteil – auch und insbesondere<br />
in KMU. Voraussetzung ist, dass sich<br />
praxistaugliche Lösungen ohne hohen Einführungsaufwand<br />
nutzen lassen. Wichtig ist,<br />
die Belegschaft von Beginn an mit einzubeziehen<br />
und dafür zu sorgen, dass der gewählte<br />
SE-Ansatz akzeptiert und nachhaltig gelebt<br />
wird. „Ich bin überzeugt, dass Systems Engineering<br />
jedem entwickelnden Unternehmen<br />
Vorteile verschaffen kann“, betont etwa Matthias<br />
Knoke, Leiter der Virtuellen Produktentwicklung<br />
bei Miele. Das Unternehmen hat<br />
sich über einen längeren Zeitraum in Pilotprojekten<br />
mit dem SE befasst. „Interessant war,<br />
dass wir festgestellt haben, dass wir einige<br />
SE-Ansätze zwar bereits genutzt haben, diese<br />
jedoch oft als Insellösungen verwendet<br />
wurden. Ziel ist es, einen durchgängigen SE-<br />
Prozess zu realisieren.“ Welcher Ansatz zu<br />
welchem Unternehmen passt, wurde am<br />
Fraunhofer IEM auf Basis von 20 SE-Projekten<br />
untersucht. „Herausgekommen sind verschiedene<br />
Idealtypen, vom Erarbeiten eines<br />
gemeinsamen Bildes<br />
der Aufgabe bis<br />
hin zur Integration<br />
von Verhaltensmodellierung<br />
und der Simulation<br />
der Modelle“,<br />
betont Lukas<br />
Bretz, Wissenschaftler<br />
am Fraunhofer<br />
IEM. „Es gibt kein One-Size-Fits-All-SE.“ Hintergrundinformationen,<br />
Praxiserfahrungen<br />
sowie aktuelle Meldungen – zusammen mit<br />
einem detaillierten SE-Glossar – liefert unser<br />
Themenservice zum Systems Engineering:<br />
hier.pro/om30L<br />
Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com<br />
16 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
premo ® – die starke<br />
Servoaktuator-Plattform<br />
3D-Druck und Additive Manufacturing (AM) im Fokus<br />
Chancen bei der Funktionsintegration<br />
Der 3D-Druck (besser die generative<br />
oder additive Fertigung, im<br />
Englischen Additive Manufacturing/AM)<br />
ist ‚nur‘ eine neue Fertigungstechnologie<br />
– aber eine,<br />
die völlig neue Möglichkeiten bietet.<br />
Wenn es um komplexe, extrem<br />
leichte, besonders belastbare<br />
sowie kundenindividuelle<br />
Teile geht, spielen die additiven<br />
Technologien ihre Vorteile aus.<br />
Die vielen verschiedenen Technologien<br />
unter dem Additive-Dach<br />
sind zunächst verwirrend –<br />
Grund genug für die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
die einzelnen Verfahren<br />
einschließlich deren Nutzen und<br />
Anwendungsfällen zu erläutern.<br />
Wir geben Auskunft zu:<br />
Bild: science photo/Fotolia.com<br />
• Wie entstand der 3D-Druck<br />
und wer steckt dahinter?<br />
• Wie gliedert sich der Markt für<br />
3D-Drucker?<br />
• Welche 3D-Druck-Verfahren<br />
gibt es?<br />
(mit Details zu Stereolithografie,<br />
Filamentdruck, Selective<br />
Laser Sintering (SLS), Direct<br />
Metal Laser Sintering (DMLS),<br />
Binder Jetting, Jetted Photopolymer<br />
sowie weiteren<br />
3D-Druck-Verfahren)<br />
• Wofür nutzt man den<br />
3D-Druck?<br />
(kleine Serien und individualisierte<br />
Teile, komplexe Formen<br />
und innenliegende<br />
Geometrien, funktional integrierte<br />
Teile sowie Bauteile mit<br />
ansonsten großem Span anteil)<br />
Gerade auch bei der Realisierung<br />
konturnaher Kühlkanäle sowie<br />
der Funktionsintegra tion mit<br />
dem Verzicht auf eine Reihe von<br />
Montagevorgängen lohnt sich<br />
der AM-Einsatz sofort. Mehr zum<br />
Thema 3D-Druck und additive<br />
Fertigung finden Sie auf unserer<br />
Themenseite 3D-Druck/Additive<br />
Verfahren:<br />
hier.pro/pBjou<br />
premo ® verbindet precision mit motion<br />
Spannvorrichtungen im Fokus<br />
Automationsbaukästen sparen Zeit<br />
Spannen, Fertigen und Transportieren<br />
– hört sich einfach an und<br />
ist es auch, wenn die Spanntechnik<br />
mitspielt. Insbesondere automatisierte<br />
Spannvorrichtungen<br />
legen das Fundament für die Industrie<br />
4.0. Sonderkonstruktionen<br />
für die Spann- und Greiftechnik<br />
sind in den meisten Fällen<br />
überflüssig – aus dem passenden<br />
Baukastensystem lassen<br />
sich in der Mehrzahl der Fälle Fertigungsanlagen<br />
aus fertigen Bauelementen<br />
zusammensetzen.<br />
Der Konstrukteur ‚komponiert‘<br />
dann gewissermaßen die Fertigungsanlage;<br />
typischerweise<br />
lassen sich zumindest 80 % ge-<br />
forderten Funktionen über einen<br />
Automationsbaukasten abdecken.<br />
Weitere Details dazu liefert<br />
unsere Themenseite zu Spannvorrichtungen:<br />
hier.pro/Ug9wo<br />
Auch die Industrie 4.0 kann nur<br />
reibungslos arbeiten, wenn die<br />
Spanntechnik mitspielt<br />
Bild: ipopba/Fotolia.com<br />
Der Servoaktuator premo ®<br />
überzeugt auf ganzer Linie:<br />
•<br />
Bis zu 100 % mehr Leistung<br />
•<br />
Betriebsspannung bis 750 V<br />
•<br />
Flexible mechanische Schnittstelle<br />
•<br />
Flexible Drehgeberschnittstelle: vom Resolver<br />
bis zum digitalen Geber mit Einkabelanschluss<br />
•<br />
Glatte Oberfläche ohne Schraubenköpfe<br />
Weitere Informationen finden Sie unter:<br />
www.wittenstein-premo.de<br />
WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme<br />
www.wittenstein-alpha.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 17
SERVICE<br />
TIPPS & TERMINE<br />
Bild: jakarin2521/Fotolia.com<br />
Künstliche Intelligenz<br />
und Maschinelles<br />
Lernen sichern die<br />
Wettbewerbsfähigkeit<br />
und damit Zukunft<br />
Konradin Mediengruppe führt Konferenzserie ‚Smarte Maschinen im Einsatz‘ fort<br />
Künstliche Intelligenz –<br />
so sichern wir unsere Zukunft!<br />
Im Mai 2018 startete die Konradin Mediengruppe die Konferenzserie ‚Smarte Maschinen im Einsatz‘<br />
mit dem Fokus auf der ‚Künstlichen Intelligenz in der Produktion‘. Die zweite Konferenz am 15. Oktober<br />
2019 richtet den Blick nun auf die ‚Künstliche Intelligenz in Unternehmen‘ und beleuchtet, was KI in<br />
Firmen heute tatsächlich leisten kann und wo noch Herausforderungen zu bewältigen sind. Die Zahl<br />
der Teilnehmerinnen und Teilnehmer ist auf 150 begrenzt, Infos und Anmeldung sind jetzt möglich.<br />
In den vergangenen Monaten hat das Thema Künstliche Intelligenz<br />
(KI) viele Schlagzeilen beherrscht und auch die politischen<br />
Entscheidungsträger sind mobilisiert. Nicht ohne Grund, denn KI<br />
wird das produzierende Gewerbe – das in Deutschland den Wohlstand<br />
geschaffen hat – von Grund auf verändern. Durch das sich abzeichnende<br />
langsamere Wirtschaftswachstum dürften die Automatisierung<br />
intelligenten Verhaltens und das maschinelle Lernen in den<br />
Unternehmen noch schneller umgesetzt werden.<br />
Vor diesem Hintergrund präsentiert die Konradin Mediengruppe<br />
beim 2. Kongress ‚Smarte Maschinen im Einsatz – Künstliche<br />
Intelligenz in Unternehmen‘ KI-basierte Anwendungen agiler Mittelständler,<br />
Start-ups und großer Konzerne. Ergänzt werden die Vorträge<br />
durch Strategiereferate führender Wissenschaftler in dieser<br />
Disziplin.<br />
Die ganztägige Veranstaltung, die erneut in Kooperation mit dem<br />
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA<br />
in Stuttgart stattfindet, erlaubt eine herausragende Standortbestimmung,<br />
was KI in Firmen heute tatsächlich leisten kann und wo noch<br />
Herausforderungen zu bewältigen sind. Auf dem Kongress präsentieren<br />
sich ABB, Bosch, micropsi industries, MVTec, Parlamind, Robomotion,<br />
Siemens, Stihl, Trumpf und Voith mit aktuellen Entwicklungen<br />
beim Einsatz von KI in Unternehmen. Prof. Thomas Bauernhansl<br />
und Prof. Marco Huber, beide Fraunhofer IPA, sowie Prof.<br />
SMARTE MASCHINEN IM EINSATZ<br />
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ IN UNTERNEHMEN<br />
Zeit: 15. Oktober 2019<br />
Ort: Fraunhofer IPA, Nobelstraße 12, Stuttgart<br />
Die Zahl der Teilnehmer ist auf 150 begrenzt. Reservieren Sie sich<br />
deswegen bis zum 31. Juli 2019 Ihren Platz mit Frühbucherrabatt<br />
zum Preis von € 580 zzgl. MwSt. Anschließend kostet die Kongressteilnahme<br />
€ 640 zzgl. MwSt.<br />
Programm und Anmeldung:<br />
www.industrie.de/kuenstliche-intelligenz-2019<br />
INFO<br />
Marc Toussaint von der Universität Stuttgart halten Grundsatzreferate.<br />
Moderator der Veranstaltung ist der KI-Publizist und langjährige<br />
bild der wissenschaft-Autor Ulrich Eberl.<br />
Die Zahl der Teilnehmerinnen und Teilnehmer ist auf 150 begrenzt.<br />
Der 1. Kongress war rasch ausgebucht. Details zu Anmeldung und<br />
Programm finden sich hier:<br />
www.industrie.de/kuenstliche-intelligenz-2019<br />
18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Bilder: PTC<br />
Über diese 3D-Informationen ergeben sich unerreichte Möglichkeiten im Bereich der<br />
Fertigungsautomation<br />
Webinar von PTC am 18.07.2019<br />
Mit modellbasierter Produktdefinition<br />
die Komplexität besser beherrschen<br />
Die Möglichkeit, in PTC Creo Modelle mit 3D-<br />
Bemaßungen sowie Form und Lage-Toleranzen<br />
zu definieren, sichert eine vollständige<br />
und sinnvolle Dokumentation der Anforderungen<br />
an die Bauteilqualität und reduziert<br />
den Bedarf nach 2D-Zeichnungen im Unternehmen.<br />
Erfahren Sie im Live-Webinar am<br />
Donnerstag, 18. Juli 2019 um 14 Uhr, wie Sie<br />
mit Creo nahezu alle Fertigungsinformationen<br />
in Ihre 3D-Modelle einbetten können,<br />
um diese in einer durchgängigen Prozesskette<br />
zu nutzen. Dabei berücksichtigt die Implementierung<br />
in Creo die Anforderungen der<br />
GPS ISO Normen. Über diese 3D-Informatio-<br />
nen ergeben sich unerreichte Möglichkeiten<br />
im Bereich der Fertigungsautomation, die<br />
sich nur in einem verwalteten integrierten<br />
CAD/CAM-Prozess realisieren lassen. Erleben<br />
Sie die Möglichkeiten der 3D-Bemaßung,<br />
in der Form und Lage-Toleranz-Definition am<br />
Modell, deren Nutzung in einem organisierten<br />
assoziativen Prozess, um automatisch fertigungsrelevante<br />
Modelle abzuleiten und die<br />
Bearbeitung zu automatisieren. Die Teilnahme<br />
am Webinar ist kostenlos. Eine Anmeldung<br />
ist erforderlich. Die Referenten sind Patrick<br />
Burgun und Beat Fretz, beide von PTC. bt<br />
hier.pro/zFbGb<br />
Kabel & Leitungen<br />
• Über 33.000 Produkte ab Lager<br />
• Kundenindividuelle Lösungen<br />
• Alle Branchen und Anwendungen<br />
• Eigene Produktion in Spitzenqualität<br />
QUALITÄT<br />
Made in Germany<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 19<br />
helukabel.com
SERVICE<br />
TIPPS & TERMINE<br />
Online-Tool von Igus sagt Laufzeit voraus<br />
Wie lange hält mein gedrucktes Zahnrad?<br />
Bild: Igus<br />
Der kostenlose Online-Experte macht konkrete<br />
Aussagen zur Lebensdauer von verschleißfesten<br />
3D-gefertigten Zahnrädern<br />
Wie lange hält mein Zahnrad? Um diese Frage<br />
dem Anwender zu beantworten, hat Igus<br />
jetzt für seine 3D-gedruckten Zahnräder aus<br />
dem SLS-Hochleistungskunststoff Iglidur I3<br />
den Zahnrad-Lebensdauerrechner entwickelt.<br />
Mit dem neuen Online-Tool erhält der<br />
Nutzer in wenigen Sekunden eine konkrete<br />
Aussage über die Lebensdauer seines additiv<br />
gefertigten Verschleißteils. Im ersten Schritt<br />
muss der Nutzer zunächst wieder die Zähnezahl,<br />
die Breite und den Zahnmodul der Zahnradpaarung<br />
eingeben. Hier kann der Kunde<br />
zwischen Zahnrädern aus Iglidur I3, einem<br />
Metall oder auch einem anderen Kunststoff<br />
wählen. Im zweiten Schritt fragt das Tool<br />
nach der Geschwindigkeit und dem Drehmoment<br />
des großen oder kleinen Zahnrades,<br />
abhängig davon von welchem Zahnrad die<br />
Werte vorliegen. Im letzten Schritt gilt es die<br />
Einschaltdauer des gedruckten Zahnrades,<br />
die Arbeitsweise, die Umgebungstemperatur<br />
und den Sicherheitsfaktor zu bestimmen. Auf<br />
Basis der angegebenen Parameter kann das<br />
neue Online-Tool die Lebensdauer des<br />
3D-gedruckten Zahnrades in Sekunden ermitteln.<br />
So wird die Wartung bereits vorab planbar.<br />
bt<br />
www.igus.de<br />
Spanntechnik-Katalog von Schmalz<br />
Die richtige Spannlösung wählen<br />
Ob Ersatzteil, Erst- oder Nachrüstung – die J.<br />
Schmalz GmbH bietet eine große Auswahl an<br />
Spannmitteln. Welche genau, zeigt die sechste<br />
Auflage des Spanntechnik-Katalogs. Hier<br />
bekommen Anwender einen umfassenden<br />
Überblick über die sichere Fixierung von Metall,<br />
Glas, Kunststoff oder Holz mithilfe von<br />
Vakuum. Damit der Leser schnell das für ihn<br />
passende System findet, hat Schmalz die einzelnen<br />
Kapitel anwendungsspezifisch sowie<br />
nach Maschinenherstellern strukturiert. Neben<br />
Lösungen für beispielsweise Konsolentisch-,<br />
Glatttisch- oder Nestingtisch-Systeme<br />
sind auch die Spannmittel für Maschinen der<br />
Hersteller SCM, Biesse, Bystronic und BandoKiko<br />
übersichtlich aufgelistet. Der Flexibilisierung<br />
von CNC-Bearbeitungszentren widmet<br />
sich ebenso ein Kapitel wie den Spannmitteln<br />
für manuelle Bearbeitung und für<br />
3D-Freiformflächen. In einem weiteren Kapitel<br />
fasst Schmalz die Vakuum-Erzeuger zusammen<br />
– sie tragen zu einem sicheren Bearbeitungsprozess<br />
bei. Zudem stellen sie Vakuum<br />
zuverlässig bereit, überwachen es und<br />
scheiden auch angesaugte Flüssigkeiten<br />
oder Späne ab.<br />
bt<br />
www.schmalz.com<br />
Bild: Schmalz<br />
Mit dem neuen Spanntechnik-Katalog präsentiert<br />
Schmalz auf 170 Seiten sein umfangreiches<br />
Portfolio an Vakuum-Aufspannlösungen<br />
Bild: SKF<br />
Spindelservice-Team von SKF auf neuer Website<br />
Portal für professionellen Spindelservice<br />
Wie sich mit Hilfe einer professionellen Wiederaufarbeitung<br />
von gebrauchten Spindeln<br />
richtig Geld sparen lässt, erklärt das Spindel-<br />
service-Team von SKF auf einer neuen Website.<br />
Nach wie vor tendieren viele Unternehmen<br />
dazu, verschlissene oder defekte Spin-<br />
Experten von SKF<br />
sorgen dafür, dass<br />
jede wiederaufgearbeitete<br />
Spindel<br />
mindestens so gut<br />
funktioniert wie<br />
eine fabrikneue<br />
deln gegen fabrikneue Modelle auszutauschen<br />
– und zahlen dafür hohe Beträge. Dabei<br />
kostet eine professionell wiederaufgearbeitete<br />
Spindel im Schnitt nur halb so viel.<br />
Kompromisse müssen die Spindelservice-<br />
Kunden nicht eingehen. Denn das „S-Team“<br />
des Unternehmens sorgt dafür, dass jede rekonditionierte<br />
Spindel mindestens so gut<br />
funktioniert wie eine komplett neue. Mindestens<br />
deshalb, weil die spezialisierten Servicetechniker<br />
oft sogar Optimierungspotenziale<br />
entdecken und erschließen – der gebündelten<br />
Lager-, Dichtungs- und Schmierungsexpertise<br />
von SKF sei Dank. So ist es dem<br />
S-Team jüngst gelungen, die angepeilte Gebrauchsdauer<br />
einer Spindel durch konstruktive<br />
Verbesserungen zu vervierfachen. bt<br />
www.skf-spindelservice.com<br />
20 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
escha.net<br />
Kostensparrechner und Kosten-Nutzen-Analyse von NSK<br />
Berechnungstools für Wälzlageraustausch<br />
Die Berechnungstools ermitteln<br />
die Kosteneinsparungen und die<br />
Amortisationszeit bei einem<br />
Wälzlageraustausch<br />
NSK hat zwei neue Software-<br />
Tools entwickelt, die potenzielle<br />
Kosteneinsparungen für die Anwender<br />
von Maschinen und Anlagen<br />
vorausberechnen. Ermöglicht<br />
werden diese Einsparungen<br />
durch die hohe Qualität und Lebensdauer<br />
von NSK-Wälzlagern.<br />
Die webgestützten Kostenspar-<br />
Bild: NSK<br />
rechner basieren auf den Erfahrungen<br />
aus dem AIP Added Value<br />
Programme von NSK. Sie bieten<br />
dem Anwender den Vorteil, dass<br />
ihm die zu erzielenden Einsparungen<br />
sowie die Amortisationszeit<br />
für einen Austausch der<br />
Wälzlager schnell und einfach vor<br />
Augen geführt werden. Die beiden<br />
Berechnungstools Cost<br />
Saver (Kostensparrechner) und<br />
Cost-Benefit Analysis (Kosten-<br />
Nutzen-Analyse) sind online verfügbar.<br />
Sie bieten die Möglichkeit,<br />
aus verschiedenen Sprachen<br />
und Währungen zu wählen.<br />
Der Nutzer kann den Berechnungsbericht<br />
als PDF-Datei herunterladen<br />
oder versenden. Die<br />
Bedienung der beiden Berechnungstools<br />
ist ganz einfach. bt<br />
www.nskeurope.de<br />
Das komplette Portfolio<br />
S | 12A | 630VAC<br />
Buchtipp zum Thema Digitalisierung im Unternehmen<br />
Survival-Handbuch digitale Transformation<br />
Wie Sie dem Wahnsinn die Stirn<br />
bieten, den Alltag gestalten und<br />
Ihr Unternehmen fit für die Zukunft<br />
machen, plus EBook inside<br />
Das Survival-Handbuch digitale<br />
Transformation, Ömer Atiker,<br />
Campus Verlag, Hardcover<br />
ISBN 9783593509211<br />
296 Seiten, 34,95 Euro<br />
Ömer Atiker zeigt in seinem<br />
Buch, welches die wirklichen<br />
Probleme bei der Digitalisierung<br />
sind und wie sie gelöst werden.<br />
Er liefert zu Situationen des geschäftlichen<br />
Alltags ganz konkrete<br />
Maßnahmen, mit denen Führungskräfte<br />
ihre Belegschaft in<br />
Bewegung bringen. Damit sich<br />
der Wahnsinn in Grenzen hält<br />
und die digitale Transformation<br />
auch wirklich klappt!<br />
Digitalisierung ist wichtig und alle<br />
machen mit. Doch in der Praxis<br />
bleiben die Ergebnisse weit hinter<br />
den Erwartungen zurück. Widerstände,<br />
Unwissenheit, Angst,<br />
Politik: Die digitale Transformation<br />
scheitert nicht an der Technik,<br />
sondern an der Organisation. All<br />
das Neue nützt nichts, wenn<br />
Hunderte von Mitarbeitenden<br />
damit nichts anfangen können.<br />
Der Autor Ömer Atiker ist Redner<br />
und Berater und seit der Steinzeit<br />
online. Geboren 1969 schlägt<br />
er die Brücke zwischen etablierten<br />
Führungskräften und digitalem<br />
Nachwuchs.<br />
bt<br />
www.campus.de<br />
Bild: Campus<br />
T | 12A | 63VDC<br />
K | 12A | 630VAC<br />
L | 16A | 63VDC<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 21
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch: Bernhard Müller, Senior Vice President Industry 4.0, Sick AG<br />
„Die Idee von KI ist, dass Sensoren<br />
intelligente Antworten geben können“<br />
Intelligente Sensoren und deren Vernetzung tragen in Zeiten von Industrie 4.0 dazu bei, die Wertschöpfungskette<br />
zu optimieren. Im Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> spricht Bernhard Müller, Senior Vice<br />
President Industry 4.0 bei der Sick AG in Waldkirch, darüber, was den Sensor der Zukunft auszeichnet.<br />
Zudem erklärt er, wieso der Sensorspezialist Künstliche Intelligenz als Teil der Sensoraktivität sieht.<br />
Interview: Andreas Gees und Johannes Gillar, stellvertretende Chefredakteure <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
„Die Echtzeitsteuerung<br />
wird weiterhin ihre<br />
Aufgaben übernehmen,<br />
aber der Sensor der<br />
Zukunft erfüllt seine<br />
Aufgaben über die Echtzeitsteuerung<br />
hinaus.“<br />
Bernhard Müller,<br />
Senior Vice President Industry 4.0,<br />
Sick AG, Waldkirch<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sick zählt zu den führenden Herstellern<br />
von Sensoren. Als Technologieführer schafft<br />
Sick mit seinen Sensoren die Basis für sicheres und<br />
effizientes Steuern von Prozessen. Begriffe wie Industrie<br />
4.0 und Digitalisierung beschreiben den Wandel,<br />
den die Industrie in den kommenden Jahren vollziehen<br />
wird. Wie ändert sich damit die Rolle des Sensorherstellers<br />
Sick?<br />
Bild: Sick<br />
Müller: Prinzipiell gelten beim Thema Industrie 4.0 für<br />
Sensorhersteller zwei Dinge: Der Sensor ist der Generator<br />
aller Daten, und weil er immer mehr komplexe Daten<br />
generiert, wird er zukünftig auch dafür zuständig sein,<br />
diese Daten zu strukturieren. Ziel ist es, daraus Informationen<br />
zu gewinnen, die einen Mehrwert schaffen. Damit<br />
wird der Sensor zukünftig mehr als seine eigentliche Aufgabe<br />
erfüllen und ein vollständiges Bild seiner Umgebung<br />
schaffen. Zweiter Punkt ist, dass ausgehend von<br />
der wachsenden Datenmenge zukünftig mehr Informatik<br />
in den Sensoren erforderlich ist. Damit benötige ich als<br />
Sensorhersteller mehr Software- sowie Analytik-Kenntnisse.<br />
Das wird die Eigenschaften der Sensoren grundlegend<br />
verändern und damit auch die Aufgabenstellung von<br />
Sensorherstellern wie Sick. Sick bleibt ein Sensorspezialist,<br />
dass ist unser Basisgeschäft. Da Sensoren jedoch zunehmend<br />
umfangreiche Informationen bereitstellen,<br />
müssen auch Sensorhersteller dem Edge-Computing be-<br />
sondere Aufmerksamkeit widmen. Der Sensor ist weiterhin<br />
der essenzielle Teil eines Prozesses, deshalb werden<br />
wir uns verstärkt mit den Applikationen beschäftigen. Damit<br />
sind dann auch neue Geschäftsmodelle denkbar, die<br />
oberhalb der eigentlichen Sensorik-Ebene liegen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wenn sich Sensorhersteller in<br />
die Bereiche IT und Cloud bewegen, wie unterscheiden<br />
sie sich von den Automatisierungsanbietern, die<br />
aus Steuerungen Daten in die Cloud liefern und das<br />
Thema lloT ebenfalls intensiv bedienen?<br />
Müller: Die Steuerung, so wie wir sie heute kennen,<br />
wird sich grundlegend verändern. Daneben wird es intelligente<br />
Sensoren und intelligente Aktoren geben, die gemeinsam<br />
auf derselben Hierarchieebene Informationen<br />
an das ERP oder die Cloud weitergeben. Die Struktur innerhalb<br />
der konventionellen Funktionen wird sich ändern.<br />
Sowohl intelligente Sensoren als auch Aktoren können in<br />
Zukunft eine Alternative zur SPS eine Quelle von Daten<br />
und Informationen für die höheren Applikations-Ebenen<br />
sein. Unser Alleinstellungmerkmal bleibt die Spezifität<br />
der Sensoren sowie ihre hohe Qualität. Wir bei Sick kennen<br />
uns mit der Applikation aus, wir wissen, wo die Sensorik<br />
eingesetzt wird und kennen die Projekte der Kunden<br />
sowie deren Prozesse. Möchten wir tiefer in die Kundenapplikation<br />
einsteigen, müssen wir das entsprechende<br />
Know-how aufbauen. Dadurch differenzieren wir uns<br />
bei Sick schon immer.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Zu den Grundgedanken von Industrie<br />
4.0 gehören sich selbstoptimierende Prozesse<br />
und Fertigungseinrichtungen. Zwar sind für viele<br />
Standardprozesse Sensortechnologien vorhanden,<br />
die bevorzugt zur Echtzeitsteuerung zum Einsatz kommen.<br />
Was aber zeichnet den Sensor der Zukunft aus?<br />
Müller: In der Frage steckt ein weiterer Aspekt. Ziel laut<br />
Acatech-Modell (Industrie 4.0 Maturity Index, www.aca<br />
tech.de) sind letztendlich auch selbststrukturierende Prozesse.<br />
Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Die<br />
Echtzeitsteuerung wird weiterhin ihre Aufgaben übernehmen,<br />
aber der Sensor der Zukunft erfüllt seine Aufgaben<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Bernhard Müller,<br />
Senior Vice<br />
President Industry<br />
4.0, Sick AG,<br />
Waldkirch<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 23
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
über die Echtzeitsteuerung hinaus. Heutige Sensoren<br />
bieten ihre Basis-Funktionalität, liefern jedoch darüber hinaus<br />
schon zusätzliche Informationen über ihr Umfeld, ob<br />
das jetzt Temperatur, Feuchte, Lichtstärke, Helligkeit, Verschleiß,<br />
Lebensdauer, Verschmutzungsgrad oder Vibration.<br />
Diese zusätzlichen Informationen können wir verwenden,<br />
um neue Erkenntnisse über Prozesse oder Maschinen<br />
zu gewinnen, ohne sie in die Echtzeit-Steuerung einfließen<br />
zu lassen. Deshalb wird die Steuerung der Zukunft<br />
nur für schnelle Echtzeitaktionen zuständig sein, für<br />
den übrigen Datenaustausch ist sie eher ein Hindernis.<br />
plikationen hineinzubringen. Es geht darum, den Sensor<br />
nicht nur als Entscheidungsträger zu nutzen, sondern<br />
auch als Informationsträger. Schon heute können komplexe<br />
Aufgaben mit Hilfe von Kameras, Laserscannern oder<br />
Sensoren gelöst werden, die für eine Aufgabe kombiniert<br />
werden, sodass darauf basierend Edge-Devices eine völlig<br />
andere Sicht auf den Prozess bzw. die Applikation bekommen<br />
und damit auch andere funktionale Lösungen<br />
möglich sind. Damit kann der Sensorhersteller funktionale<br />
Applikationen entwickeln und bereitstellen, die auf seinen<br />
Sensoren beruhen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mit dem zunehmenden Einsatz<br />
intelligenter Sensoren steigt die Datenmenge. Um<br />
übergeordnete Steuerungen nicht zu überlasten,<br />
spielt die Vorverarbeitung von Sensordaten eine<br />
wichtige Rolle – Stichwort: Nicht nur Daten, sondern<br />
sinnvolle Informationen weitergeben. Welche Rolle<br />
spielt diese Datenverarbeitung in Ihrer Strategie?<br />
Bild: Sick<br />
Mensch und Roboter<br />
rücken in der ver -<br />
netzen Fabrik enger<br />
zusammen. Sensoren<br />
von Sick unterstützen<br />
Roboter bei ihrer<br />
Arbeit – und verleihen<br />
ihnen Augen zur<br />
Bewältigung von Aufgaben<br />
im industriellen<br />
Umfeld<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wenn intelligente Sensoren im<br />
Feld via IP direkt mit der ERP-Ebene kommunizieren<br />
können, fällt dann nicht die klassische Steuerungsebene<br />
in der Automatisierungspyramide weg?<br />
Müller: Das wird mittlerweile so akzeptiert. Es wird Edge-Intelligenz<br />
in intelligenten Sensoren und Aktoren geben,<br />
auf derselben Ebene wie die Steuerungsintelligenz.<br />
Damit lassen sich die fünf Ebenen der klassischen Pyramide<br />
auf zwei Ebenen zusammenführen: In eine datengenerierende<br />
Ebene, das ist die Edge-Ebene, sowie eine<br />
weitere Ebene, die aus den gewonnen Daten Applikationen<br />
erzeugt. Das können neben ERP und MES beliebige<br />
andere Lösungen sein.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Der Sensor 4.0 erzeugt ja eine<br />
Menge von Daten, die für Transparenz entlang der<br />
Wertschöpfungsketten sorgen. Welche Leistungen<br />
muss ein Sensorhersteller heute über die eigentliche<br />
Sensortechnologie hinaus anbieten, um die flexible<br />
Produktion beim Kunden zu ermöglichen?<br />
Müller: Sensoren, Aktoren und Steuerungen liefern<br />
gleichwertige Daten. Daraus ergibt sich für den Sensorhersteller<br />
die Notwendigkeit, sich mit den Anforderungen<br />
dieser Ebene zu beschäftigen. Es geht also auch darum,<br />
in dieser Ebene in die Sensoren Funktionalitäten bzw. Ap-<br />
Müller: Eine Aufgabe des Edge-Devices ist es, aus der<br />
Menge an Daten sinnvolle Informationen zu generieren.<br />
Beobachten zwei Kameras oder Laserscanner ganze Umgebungen<br />
und es ist nur ein kleiner Bereich von Interesse,<br />
müssen aus einer großen Datenmenge die wesentlichen<br />
Informationen gewonnen werden. Das ist eine<br />
Funktionalität, die im Edge-Device realisiert werden kann.<br />
Edge-Device und Sensor bieten gemeinsam die Funktionalität,<br />
die entscheidenden Informationen zur Verfügung<br />
zu stellen. Im Prinzip ist es immer dieselbe Diskussion.<br />
Entweder möchte ich meine Daten reduzieren, oder bereits<br />
dezentral Entscheidungen treffen. Solche Entscheidungen<br />
lassen sich schon in der Edge bzw. im Sensor<br />
treffen, beispielsweise in der Qualitätssicherung.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Womit wir beim Thema künstliche<br />
Intelligenz sind. Gehört sie in die Cloud oder in<br />
das Edge-Device?<br />
Müller: Idee ist, dass schon Sensoren intelligente Antworten<br />
geben können, Dinge erkennen und auf der Basis<br />
der gewonnenen Erkenntnisse entscheiden. Doch wie<br />
bekomme ich diese Fähigkeit in den Sensor hinein? Wie<br />
wird der Sensor intelligent und wie bekommt er das Wissen?<br />
Wurden früher individuelle Lösungen aufwendig<br />
programmiert, trainiert man heute die Sensoren mittels<br />
künstlicher Intelligenz. Man zeigt ihnen eine große Zahl<br />
von Bildern, richtige und falsche, und trainiert sie auf diese<br />
Art. Dann kann ein Sensor auch Bilder auswerten, die<br />
er bisher nicht gesehen hat. Mit künstlicher Intelligenz<br />
geht es also schneller. Künstliche Intelligenz sehen wir<br />
deshalb als Teil der Sensoraktivität.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Erstellung von Algorithmen<br />
erfolgt also in der Edge beziehungsweise im Sensor.<br />
Andere Fachleute meinen dagegen, der richtige Weg<br />
ist es, erst alle Informationen in die Cloud zu liefern,<br />
um dort die Algorithmen zu erstellen, die dann im Edge-Device<br />
ablaufen. Wer hat Recht?<br />
24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Konferenz<br />
SMARTE MASCHINEN<br />
IM EINSATZ<br />
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />
IN UNTERNEHMEN<br />
15. Oktober 2019<br />
Fraunhofer IPA, Stuttgart<br />
Smarte Maschinen verändern die Welt – schon jetzt!<br />
Durch das gebremste Wirtschaftswachstum wird sich diese<br />
Entwicklung beschleunigen.<br />
Vor diesem Hintergrund präsentieren die Konradin Mediengruppe<br />
und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung<br />
IPA den Kongress „Smarte Maschinen im Einsatz - Künstliche<br />
Intelligenz in Unternehmen“, in dem ein Dutzend innovativer<br />
Mittelständler und Konzerne ihre Lösungsansätze vorstellen.<br />
Anmeldeschluss:<br />
25. 09. 2019<br />
Teilnahmegebühr:<br />
640,– €<br />
zzgl. MwSt.<br />
Frühbucher bis zum 31.07.2019<br />
bezahlen nur 580,– € zzgl. MwSt.<br />
Jetzt anmelden unter<br />
www.industrie.de/kuenstliche-intelligenz-2019<br />
Veranstalter Kooperationspartner Schirmherrschaft<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 25
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
tionalitäten zu erstellen und anzubieten, die bisher nicht<br />
vorhanden sind. Daraus lassen sich zukünftig auch neue<br />
Geschäftsmodelle ableiten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wenn Sie jetzt als Sensorhersteller<br />
die Daten liefern und mittels Algorithmen eine<br />
Verarbeitung der Daten anbieten, welche Geschäftsmodelle<br />
könnten sich daraus real ableiten lassen?<br />
Den Beweis, dass<br />
Sensortechnologie<br />
Industrie 4.0 schon im<br />
Heute möglich macht,<br />
tritt Sick mit seiner<br />
4.0 Now Factory in<br />
Freiburg an<br />
Müller: Mittlerweile hat man selbst bei den großen Softwareanbietern<br />
erkannt, dass es unsinnig ist, alle Daten in<br />
die Cloud zu transferieren und dort zu verarbeiten. Auch<br />
andere Cloud-Protagonisten sehen, dass das nicht das<br />
Ziel ist. Neben der Connectivity ist darüber hinaus auch<br />
die Security ein Problem. Intelligenz in Edge oder Fog erfüllt<br />
die Anforderungen weit besser. Die Rechenkapazitäten<br />
sind dann nicht zentral, sondern dezentral vorhanden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sick bietet mit dem Eco-System<br />
AppSpace verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung<br />
eigener Lösungen. Können Sie uns erklären,<br />
welche Absichten Sie mit dieser Plattform verfolgen?<br />
Müller: Die Idee dahinter ist, einen Sensor mit einem<br />
Raum auszustatten, in den Programme eingespielt werden<br />
können, um ihm eine spezifische Funktionalität zu geben.<br />
Ähnlich dem App-Store-Prinzip stehen in einem Pool<br />
verschiedene Apps zur Verfügung, die dem Sensor eine<br />
ganz bestimmte Funktionalität verleihen. Solche Apps lassen<br />
sich ändern, erweitern oder auch ergänzen. Darüber<br />
hinaus steht ein Engineering-Tool zur Verfügung, mit dem<br />
sich solche Apps programmieren lassen. Bei der Entwicklung<br />
ging es uns bei Sick darum, uns selbst aber auch unsere<br />
Kunden in die Lage zu versetzen, ihren Sensoren eine<br />
individuelle Funktionalität zu geben. Hat man früher eine<br />
Kamera benötigt, die ein Loch findet oder einen Barcode<br />
liest, musste man diese eigens entwickeln. Heute<br />
lässt sich die Funktionalität als App auf den Sensor laden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist das System für kundenseitige<br />
Entwicklungen offen?<br />
Müller: Selbstverständlich erstellen wir bei Sick auch<br />
Apps im Kundenauftrag. Aber der AppSpace ist auch für<br />
Integratoren offen, die ihre entwickelten Lösungen dort<br />
anbieten und vermarkten können. Auch private Bereiche<br />
sind möglich, zu denen nur bestimmte Anwender Zugang<br />
erhalten. Wieder andere Anbieter stellen ihre Entwicklungen<br />
allen Interessenten zur Verfügung. Idee ist es, Funk-<br />
Bild: Sick<br />
Müller: Die Diskussion über mögliche Geschäftsmodelle<br />
ist ein anderes Thema. Gerade die Maschinenhersteller<br />
sowie die Software-Giganten fragen sich, welcher Nutzen<br />
aus den Daten gewonnen werden kann. Predictive Maintenance<br />
fällt dabei jedem sofort ein, weil das ja bereits<br />
ein altes Thema ist, das wir heute nur unter dem Gesichtspunkt<br />
einer technologischen Weiterentwicklung mit<br />
der gleichen Fragestellung betrachten. Heute haben wir<br />
dazu neue Sensoren, neue Funktionalitäten und neue<br />
Software zur Verfügung. Neue Geschäftsmodelle hängen<br />
zukünftig jedoch direkt von einer konkreten Fragestellung<br />
ab. Hinter einem Geschäftsmodell muss ein Problem, damit<br />
Fragestellung und ein Lösungsweg stehen. Entwickle<br />
ich ein Geschäftsmodell, das keiner braucht, dann ist es<br />
keines. Es gibt sicher Fragestellungen, die Logistiker oder<br />
produzierende Unternehmen bewegen. Diese zu lösen,<br />
könnte zu neuen Geschäftsmodellen führen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Es gibt Pay-per-Use-Geschäftsmodelle<br />
bei denen Hersteller nicht mehr ihre Produkte<br />
verkaufen – etwa Kompressoren, sondern Druckluft.<br />
Ist so etwas im Sensorbereich auch denkbar?<br />
Müller: Es gibt Sensoren, die irgendwo in einer Applikation<br />
verschwinden. Aber es gibt auch Sensoren, die die eigentliche<br />
Funktionalität der Lösung darstellen und der bestimmende<br />
Teil einer Anlage sind. Das ist nicht die Lichtschranke,<br />
sondern eine komplexe Komponente. Dann ist<br />
die Funktionalität entscheidend für Qualität und Effizienz<br />
eines Prozesses. Für einen solchen Sensor ist es durchaus<br />
denkbar, ein übergeordnetes Thema aufzusetzen und<br />
dazu die Daten genauer zu betrachten. Aus diesen lässt<br />
sich dann ablesen, wie sich der Prozess verbessern lässt.<br />
Das ist die Aufgabe eines Sensorherstellers, darin haben<br />
wir bei Sick viel Erfahrung. Gerade für Logistikprozesse<br />
haben wir solche Tools im Angebot und verkaufen diese<br />
recht erfolgreich. Dieses Know-how werden wir konsequent<br />
weiterentwickeln.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wir befinden uns hier in dem<br />
Gebäude von Sick, in dem auch das Thema Security<br />
angesiedelt ist. Können Sie uns etwas dazu sagen?<br />
Müller: Geht es um Datensicherheit, muss ich mir genau<br />
anschauen, wo meine Daten für Dritte zugänglich sind.<br />
Benötige ich in einem übergeordneten System offene Daten,<br />
um sie auszuwerten, dann kann ich sie nicht verschlüsseln.<br />
Dann sollten die Sicherheitsmechanismen soweit<br />
entwickelt sein, dass diese Daten nicht gefährdet<br />
sind. Eine Antwort darauf könnte sein: Halte die Daten<br />
26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
äumlich in einem Bereich, in dem sie für Fremde nicht<br />
zugänglich sind. Um auch solche Fragestellungen zu klären,<br />
haben wir unsere Security-Abteilung aufgebaut. Diese<br />
sorgt dafür, dass unsere Sensoren systematisch sicher<br />
sind und nicht kompromittiert werden können. Aber<br />
diese Abteilung kümmert sich auch um unsere Cloud-<br />
Applikationen, die ja ebenfalls sicher sein müssen. Sicherheit<br />
beginnt schon bei den Entwicklungsprozessen, die<br />
so gestaltet sind, dass intrinsisch sichere Produkte entstehen.<br />
Wir haben uns im Projekt Industrial Data Spaces<br />
engagiert. Denn wir benötigen Methoden, um innerhalb<br />
der Vernetzung die Weitergabe von Informationen sicher<br />
zu gestalten. Auch die genannten<br />
Edge-Devices stellen mögliche<br />
Einfallstore dar. Mit jeder<br />
Datenverbindung besteht ein<br />
Risiko, dass jemand einen Zugang<br />
findet. Neben dem Einsatz<br />
leistungsfähiger Firewalls<br />
muss sichergestellt sein, dass<br />
alle technisch möglichen<br />
Schutzmaßnahmen ergriffen<br />
sind, um auf dem Stand der<br />
Technik zu sein.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mensch<br />
und Roboter rücken in der<br />
vernetzen Fabrik immer enger<br />
zusammen. Hierbei spielt<br />
die Funktionale Sicherheit<br />
(Safety) eine erhebliche Rolle.<br />
Wie können Sick-Sensoren<br />
dazu beitragen, die MRK sicherer<br />
zu gestalten?<br />
geht es nicht darum dem Roboter zu sagen: „Halt an!“,<br />
sondern: „Mach langsam, bewege dich in eine bestimmte<br />
Richtung, etc.“ Hier geht es um eine sichere Interaktion<br />
mit der Maschine. Dafür sind noch keine Normen vorhanden.<br />
Hier entwickeln wir gerade Sensoren und arbeiten<br />
an der Umsetzung einer sicheren Interaktion.<br />
www.sick.com<br />
Details zu intelligenten Sensoren von Sick:<br />
hier.pro/ciMgV<br />
WELLE-NABE-VERBINDUNGEN<br />
Schrumpfscheiben • Konus-Spannelemente • Spannsysteme<br />
6,5 - 4 225 000 Nm<br />
Müller: Für Sensoren war es<br />
bezüglich der Safety ja schon<br />
immer eine Entscheidung 0<br />
oder 1, also eine Entscheidung<br />
zwischen an oder aus. Es gibt<br />
die kooperativen, die kollaborativen<br />
und die Basissysteme.<br />
Momentan sprechen wir hauptsächlich<br />
über kooperative Systeme.<br />
Das heißt, Mensch und<br />
Roboter arbeiten abwechselnd<br />
und nicht gleichzeitig. Und da<br />
ist es so, wenn man dem Roboter<br />
zu nahe kommt, schaltet der<br />
ab. Hier haben unsere Sensoren<br />
schon entsprechende Felder,<br />
sodass der Roboter möglichst<br />
lange läuft, aber wenn der<br />
Mensch wirklich in die Nähe<br />
kommt, dann bleibt er stehen.<br />
Die Normen befassen sich heute<br />
alle mit diesen kooperativen<br />
Themen. Das kollaborative System<br />
ist etwas Anderes. Hier<br />
www.ringspann.de<br />
Ihr Nutzen ist unser Antrieb<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 27
TRENDS<br />
ENERGIEKETTEN<br />
E-Ketten nutzen integrierte Sensorik<br />
„Vollcrash“ ade<br />
Auswertbare Maschinendaten und vorausschauende Wartung verfolgt Igus mit seinen Smart-plastics-<br />
Lösungen. Dafür messen intelligente Sensoren beispielsweise den Verschleiß von Energieketten-Leitungen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> hat sich bei Richard Habering, Leiter des Geschäftsbereichs smart plastics<br />
bei Igus, erkundigt, wo die aktuellen Entwicklungsschwerpunkte rund um Sensorintelligenz liegen.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Habering, welche Sensorik-Systeme<br />
– vor allem bei Energieführungssystemen – setzen Sie aktuell<br />
und mit welchen Features ein?<br />
Richard Habering: Der Verschleiß an den Energieketten wird durch<br />
den Sensor EC. W gemessen. Hierzu wird eine Leiterschleife in Abhängigkeit<br />
vom Verschleiß unterbrochen, sodass daraus der prozentuale<br />
Verschleiß zum Zeitpunkt der Unterbrechung definiert werden<br />
kann. Diese Information wird in der Cloud mit Data Analytics zum<br />
Update des Algorithmus für eine Berechnung der Resttage bis zur<br />
nächsten empfohlenen Wartung benutzt. Ein weiterer Sensor, mit<br />
dem der Verschleiß an Kettengliedern gemessen wird, ist der so<br />
genannte EC. I. Das „I“ im Namen steht für integrierte Verschleißmessung.<br />
Durch ein elektronisches Verfahren wird das Spiel zwischen<br />
Bolzen und Bohrung durch ein Kettenglied hindurch gemessen.<br />
Zusätzlich kann der Anwender auf abschaltende Sensoren wie<br />
die Bruchüberwachung – EC. B – zurückgreifen. Bei diesem System<br />
wird in der Energiekette ein Seil geführt, welches im Normalzustand<br />
keine Relativbewegung zu dem am Anfang angebrachten Sensor<br />
ausführt. Im Falle eines Kettenbruchs verändert sich die relative<br />
Länge des Seiles zum Sensor. Diese Information lässt sich in einem<br />
Modul auf einem Mikroprozessor auswerten und sorgt für eine Alarmierung<br />
über einen Öffnerkontakt. Über diesen kann der Kunde die<br />
Anlage schnell und zuverlässig abschalten. In aller Regel geschieht<br />
dies, bevor das zweite Kettenglied auf der gegenüberliegenden<br />
Seite bricht und die Anlage einen Vollcrash fährt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Stufe an Sensor-Intelligenz haben<br />
Sie bei den Energieketten erreicht?<br />
Habering: Zurzeit messen wir mit unseren Sensoren vor allem den<br />
Verschleiß und erzeugen daraus Lebensdauer-Aussagen für gleitend<br />
angeordnete Energieketten. Hierzu setzen wir auf einen Mix aus<br />
externer Hardware und Data Analytics in der Cloud.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Und in welche Richtung entwickeln Sie<br />
weiter?<br />
Habering: Im Bereich der Sensorik entwickeln wir derzeit neue<br />
Lösungen für freitragende Energieketten sowie für unsere drei -<br />
dimensionalen Triflex-Energieketten, die an Robotern zum Einsatz<br />
kommen. Außerdem haben wir auf der Hannover Messe 2019 zwei<br />
neue intelligente Systeme der Verschleißüberwachung unserer<br />
Drylin-Linearsysteme und Iglidur-Gleitlager vorgestellt. Zusätzlich<br />
liegt der Fokus unserer Entwicklung auf dem Verkleinern und Vereinfachen<br />
der Sensoren, um unsere Produkte noch kostengünstiger<br />
anbieten zu können.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was sind – gerade bezüglich Lebensdauer<br />
und Nachhaltigkeit – Anforderungen an die Sensorik?<br />
Habering: Die Sensoren sind so ausgelegt, dass sie mindestens<br />
genauso lange halten wie die Komponente selbst, um so den<br />
Produktlebenszyklus der Energiekette sicherzustellen. Schlägt im<br />
Bereich der Lagertechnik ein Sensor an, so müssen lediglich die<br />
Verschleißteile sowie manchmal der Sensor selbst getauscht werden,<br />
um eine volle Funktionsfähigkeit der gewarteten Anlage sicherzustellen.<br />
Ein neues Kommunikationsmodul ermöglicht vorausschauende Wartung<br />
bei flexibler Datenintegration<br />
Bild: Igus<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie können Sie das Kosten-Nutzen-Verhältnis<br />
intelligenter Komponenten darstellen?<br />
Habering: Die Berechnung ist hier ganz einfach: Ein Ausfall einer<br />
Produktionsanlage – zum Beispiel in der Automobilindustrie oder an<br />
Häfen – kann 2000 bis 5000 Euro pro Minute kosten. Setzt der Anwender<br />
unsere Systeme ein, so liegen die Kosten unter denen we-<br />
28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
niger Minuten eines Anlagen-Stillstandes. Fällt die Anlage nur einmal<br />
aus, ist also der Einsatz von smart plastics bereits wirtschaftlich,<br />
da ein Stillstand in den meisten Fällen meist länger als nur ein<br />
paar Minuten dauert.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie hat sich Ihr Geschäftsbereich smart<br />
plastics entwickelt? Und welche Schwerpunkte und Trends<br />
haben Ihre Kunden in jüngster Vergangenheit gesetzt?<br />
Habering: In den vergangenen anderthalb Jahren haben wir viel<br />
gelernt – zum Beispiel, dass viele Kunden der permanenten Online-<br />
Anbindung wie Cloud Lösungen, Data Analytics und ähnlichem sehr<br />
skeptisch gegenüber stehen. Aus diesem Grund haben wir zur<br />
„Zurzeit messen wir<br />
mit unseren Sen -<br />
soren vor allem den<br />
Verschleiß und erzeugen<br />
daraus Lebensdauer-Aussagen<br />
für<br />
gleitend angeordnete<br />
Energieketten.“<br />
Neu: Schnellverschluss TWILOCK-S<br />
Bild: Igus<br />
Richard Habering,<br />
Leiter des Geschäftsbereichs<br />
smart plastics bei Igus<br />
diesjährigen Hannover Messe unser icom.plus-Modul entwickelt.<br />
Mit dem neuen Datenkonzentrator sind sowohl Online- wie Offline-<br />
Lösungen möglich. Das System integriert sich in das bestehende<br />
SPS-Konzept des Kunden. Die Fehlermeldungen werden auf dem<br />
Anlagenmonitor ausgegeben und die Bewegungsdaten direkt aus<br />
der Steuerung gelesen. Durch einige bereits installierte Smartplastics-Sensoren<br />
bei Anwendern konnten wir das System weiter<br />
verschlanken und so die Integration in Kundenanlagen optimieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mit Blick aufs Thema Sensorik-Integration<br />
und Plattform-Ökonomie: Wie hat sich der Markt entwickelt und<br />
auch „sortiert“?<br />
Habering: Das Thema Integration und Plattform-Ökonomie ist im<br />
Markt immer noch präsent. Es gibt viele Anbieter, viele Konzepte,<br />
viele Ideen, aber es kristallisiert sich noch kein einheitlicher Standard<br />
heraus. Die Rolle von Igus im Markt der vorausschauenden<br />
Wartung bleibt weiterhin unverändert. Nach wie vor fokussieren wir<br />
uns auf das Bereitstellen der Daten. Das können Formate wie WIA,<br />
JSON/MQTT oder auch OPC UA sein. Bei Bedarf entwickeln wir<br />
natürlich auch gerne Apps, die der Kunde von übergeordneten<br />
Systemen herunterladen kann.<br />
www.igus.de<br />
Details zu Sensoren für smarte E-Ketten unter:<br />
hier.pro/r76tS<br />
Neues Design<br />
M 40 Rundsteckverbinder<br />
ROBUSTE<br />
KRAFTPAKETE<br />
// Für leistungsstarke Antriebe<br />
// Einfache Montage<br />
// Sicherer EMV-Schutz<br />
// Kompakte, robuste Bauform<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 29<br />
www.hummel.com
TRENDS<br />
SERIE<br />
TAE-Serie Grundlagen der Technik, Teil 3: Monitoring von Schleppketten<br />
Überwachung ist wichtig<br />
Sinn und Zweck von Schleppkettensystemen ist, dass die mechanisch robustere Schleppkette die auftretenden<br />
Zugspannungen aufnimmt und die Leitungen dadurch entsprechend wenig belastet werden. Damit dies funktioniert,<br />
ist dem Einbau der Leitung in die Schleppkette besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Ist die Leitung eingebaut, gilt<br />
es, beginnende Leitungsschäden früh zu finden, um ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden.<br />
Der industrielle Einsatz stellt vielfältige<br />
Anforderungen an Schleppkettenleitungen<br />
Bild: VDE<br />
Kabel und Leitungen sind anspruchsvolle technische Produkte,<br />
die oft unterschätzt werden. Es ist zwar keine Kunst, Kabel und<br />
Leitungen zu finden, die eine bestimmte Funktion erfüllen, aber äußere<br />
Einflüsse, wie zum Beispiel extreme Temperaturen oder mechanische<br />
Beanspruchungen, wirken sich oft gravierend auf die Lebensdauer<br />
von Kabeln und Leitungen aus. Deshalb müssen die Einsatzbedingungen<br />
bei der Auswahl von Leitungen beachtet werden.<br />
Gerade in Zeiten von Industrie 4.0, Smart Factory und M2M liegen<br />
in Energieführungsketten nicht nur Leitungen zur Energieversorgung,<br />
sondern auch Datenleitungen, die zum Teil sicherheitsrelevante<br />
Informationen und Signale übertragen. Damit fällt bei der Risikobetrachtung<br />
die Auswirkung möglicher Leitungsausfälle erheblich<br />
stärker ins Gewicht.<br />
Neben der geeigneten Leitung ist deren sachgerechte Installation<br />
für die zuverlässige Funktion von Schleppkettenleitungen relevant.<br />
Das Anwenderhandbuch „Kabel und Leitungen für bewegte Industrieanwendungen<br />
im Zeitalter von Industrie 4.0“ gibt Hinweise und<br />
Empfehlungen zum Einsatz von hochflexiblen Leitungen im Industrieumfeld.<br />
Praxisbeispiele zeigen Risiken und typische Fehler beim<br />
Schleppketteneinsatz auf.<br />
Doch auch bei aller Sorgfalt ist die Lebensdauer von hochflexiblen<br />
Leitungen im Schleppketteneinsatz begrenzt. Um ungeplante Anlagenstillstände<br />
zu vermeiden, muss der drohende Ausfall einer Leitung<br />
rechtzeitig erkannt werden. Es gibt verschiedene Wege, beginnende<br />
Leitungsschäden früh zu finden.<br />
Konventionelle Prüfung<br />
der installierten Leitungen<br />
Zur Sicherstellung der Funktion von Leitungen<br />
im bewegten Einsatz reicht es nicht aus, die<br />
Leitungen mit einer Typprüfung, z. B. nach der<br />
VDE-Prüfbestimmung VDE-PB-0022:2018-07<br />
„Klassifizierung von flexiblen Industrieleitungen“,<br />
sowie der regelmäßigen Chargenkontrolle<br />
zu testen und daraus die zu erwartende Lebensdauer<br />
hochzurechnen. Das komplexe System<br />
aus Leitungen, Schleppkette und Antrieb ist vor<br />
Inbetriebnahme einer Abnahmeprüfung zu unterziehen,<br />
bei der zunächst die horizontalen und<br />
vertikalen Freiräume zu überprüfen sind.<br />
Im Verlauf des Schleppketteneinsatzes ist eine<br />
regelmäßige Überwachung der Leitungen wichtig.<br />
Die Wartungsintervalle hängen stark von<br />
den jeweiligen Einsatzbedingungen ab und sollten<br />
grundsätzlich nicht länger als ein Zehntel der zu erwartenden<br />
Gesamtanzahl von Biegezyklen sein. Eine regelmäßige Überprüfung<br />
des Schleppkettensystems hilft, beginnende Schäden frühzeitig<br />
zu erkennen und gegebenenfalls beschädigte Leitungen rechtzeitig<br />
auszutauschen. Dadurch können ungeplante Anlagenstillstände<br />
durch Ausfall von Leitungen vermieden und somit die Betriebskosten<br />
der Anlage erheblich reduziert werden.<br />
Laufüberwachung mit Kameras<br />
Etliche Anwender begrenzen die Überwachung der Schleppkettensysteme<br />
nicht mehr auf die periodische Wartung, sondern beobachten<br />
das Verhalten der Leitungen während der Laufzeit permanent<br />
mit Fotosequenzen oder Videoüberwachung. Auswölbungen, Einschnürungen<br />
und Abrieb sind Hinweise auf eine Beschädigung der<br />
Leitung und legen deren Austausch nahe. Auch Wärmebilder liefern<br />
hilfreiche Indikatoren bezüglich drohender Leitungsausfälle, da beginnende<br />
Litzenbrüche zu punktuellen Erhöhungen des Widerstandes<br />
und damit zur Erwärmung führen.<br />
Jede Veränderung des Bewegungsablaufes kann ein Indiz für beginnende<br />
Leitungsschäden sein. Allerdings erfordert die Beurteilung<br />
solcher Bilder viel Erfahrung, da nicht jede Auffälligkeit tatsächlich einen<br />
Leitungsausfall ankündigt. Bis jetzt liegen noch nicht viele empirische<br />
Ergebnisse als Grundlage für entsprechende Entscheidungsrichtlinien<br />
vor. Es wäre wünschenswert, wenn Anwender, die solche<br />
Systeme nutzen, ihre Erfahrungen an neutraler Stelle zusammentra-<br />
30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
The World’s No. 1 Trade Fair<br />
for Plastics and Rubber<br />
Zu dieser Serie<br />
INFO<br />
Zusammen mit der Technischen Akademie<br />
Esslingen stellt die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> in dieser<br />
Grundlagenserie Hintergründe und praktische<br />
Einsatzszenarien in aktuellen Technikfeldern zusammen.<br />
Tipps zu passenden Seminarangeboten erleichtern die<br />
Planung einer praxisorientierten Weiterbildung.<br />
Erschienen sind bereits:<br />
Teil 1: Digitale Zwillinge und aus virtuellen Baugruppen<br />
hier.pro/6QiPa<br />
Teil 2: Messverfahren für die Prozessstabilität in der<br />
additiven Fertigung hier.pro/7smry<br />
www.tae.de<br />
gen. Verbände wie VDE, VDMA oder ZVEI könnten eine entsprechende<br />
Plattform bieten, aber auch Hochschulinstitute, die zu diesem<br />
speziellen Thema forschen, könnten die Erfahrungen sammeln<br />
und anonymisiert auswerten. Das Labor für angewandte Produktionstechnik<br />
(LAP) der Hochschule Trier verfügt durch jahrelange Analyse<br />
des Verhaltens von Schleppkettenleitungen über fundiertes<br />
Fachwissen und arbeitet unter anderem an einem entsprechenden<br />
Monitoringsystem.<br />
Integrierte Sensorik als Frühwarnsystem<br />
Ein neuerer Technologietrend zur Überwachung von Schleppkettenleitungen<br />
implementiert Sensoren direkt in das Schleppkettensystem.<br />
So gibt es zum Beispiel die Möglichkeit, mechanische Spannungen<br />
in der Leitung durch integrierte Sensoren zu erkennen.<br />
Punktuelle Erwärmungen können von in die Leitung integrierten<br />
Thermofühlern angezeigt werden. Bewegungssensoren erlauben<br />
durch Aufzeichnung der erfassten Bewegungsdaten eine bessere<br />
Einschätzung der Restlebensdauer. Abriebsensoren zeigen, wann<br />
der Kabelmantel so stark beschädigt ist, dass ein sicherer Betrieb<br />
nicht mehr gewährleistet ist.<br />
Mit solchen fortschrittlichen Technologien erspart sich der Anwender<br />
die Mühe, die Schleppkettenanlage regelmäßig anzuhalten und die<br />
entsprechenden Kriterien visuell oder mechanisch zu ermitteln.<br />
Aber ob nun konventionelle Kontrolle, Kameraüberwachung oder integrierte<br />
Sensorik: entscheidend ist, dass das Energieführungssystem<br />
angemessen überwacht wird. Welche Methode dazu sinnvoll<br />
ist, hängt nicht nur von den Belastungen des Schleppketten -<br />
systems, sondern auch davon ab, welchen Schaden ein Ausfall der<br />
betroffenen Anlage hervorrufen würde.<br />
eve<br />
www.vde.com<br />
Details werden in Seminaren der Technischen Akademie<br />
Esslingen (TAE) vorgestellt.<br />
Informationen und Anmeldung unter:<br />
Schaltungstechnik für Sensoren 01.07.2019 bis 02. 07. 2019:<br />
hier.pro/3JUvg<br />
Sensordatenfusion 03.07.2019 bis 05.07.2019:<br />
hier.pro/MZ4k2<br />
Sensortechnik 14.10.2019 bis 15.10.2019:<br />
hier.pro/cnxoZ<br />
Home<br />
of Innovation.<br />
K 2019<br />
Ob Circular Economy, Digitalisierung, Industrie<br />
4.0, Leichtbau, Mobilität, additive<br />
Fertigung, neue Materialien oder andere<br />
zukunftsweisende Themen der weltweiten<br />
Kunststoff- und Kautschukindustrie: Erleben<br />
Sie innovative Problemlösungen auf der<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 31
TRENDS<br />
PERSPEKTIVEN<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Beispiel für die Kombination zweier Sensortechnologien zur Optimierung der Prozessergebnisse<br />
Sensorik liefert den Rohstoff für IoT und die Fabrik der Zukunft<br />
Sensor-Fusion und -Integration<br />
Schaut man in die einschlägige Online-Enzyklopädie, bekommt man eine erste Definition: Bei integrierter Sensorik<br />
handelt es sich um eine Technik, mithilfe von Sensoren Veränderungen an Systemen zu messen bzw. zu kontrollieren.<br />
Sensorik ist überall im Einsatz: im Automobil, in der Medizintechnik aber auch in der Prozess- oder Industrieauto -<br />
mation. Das Spektrum reicht dabei von einfachen, binär schaltenden Komponenten bis hin zu komplexen Mess- und<br />
Analyse systemen. Dabei hat die moderne Mikroelektronik die Leistungsfähigkeit der Sensorik massiv gesteigert.<br />
Andreas Gees, stellvertretender Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Als Sensordatenfusion wird darüber hinaus die Verknüpfung der<br />
Ausgabedaten mehrerer Sensoren bezeichnet. Ziel ist fast immer<br />
die Gewinnung von Informationen besserer Qualität. Der Nutzen<br />
hängt jedoch immer von der eigentlichen Applikation ab: So können<br />
beispielsweise bei der Flugsicherung die Daten zweier Radaranlagen<br />
zur Erfassung eines größeren Detektionsbereiches fusioniert<br />
werden. Eine andere Anwendung der Sensordatenfusion besteht<br />
beispielsweise in der Kombination von Kamera- und Radardaten,<br />
um Objekte zu klassifizieren und die Detektionsleistung des Sensorsystems<br />
zu erhöhen.<br />
Die Auswahl geeigneter Sensoren erfolgt immer auf der Basis der<br />
Anforderungen der Applikation. Dabei stehen neben der Genauigkeit<br />
des Sensorsystems und der eingesetzten Technologie auch die<br />
Kosten im Vordergrund. Mithilfe mehrerer Sensoren lässt sich die<br />
Zuverlässigkeit eines Gesamtsystems steigern. Darüber hinaus ist<br />
es einfacher, den Ausfall eines Sensors zu erkennen. Arbeiten mehrere<br />
Sensoren nach unterschiedlichen Messprinzipien, lässt sich<br />
auch die Detektionswahrscheinlichkeit steigern. Dann werden auch<br />
solche Fehler vom Gesamtsystem erkannt, die einzelne Sensoren<br />
aufgrund ihrer Technlogie oder von Umweltbedingungen nicht er-<br />
32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
„Um eine hohe<br />
Zuverlässigkeit auto -<br />
nomer Fahrzeuge zu<br />
erreichen, müssen die<br />
Sensortechnologien<br />
kombiniert werden.“<br />
„Die smarte Fabrik ist<br />
ohne Sensor-Fusion<br />
nicht denkbar.“<br />
Bild: First Sensor<br />
Dr. Dirk Rothweiler,<br />
CEO First Sensor<br />
Bild: National Instruments<br />
Rahman Jamal,<br />
Business and Technology Fellow,<br />
Marketing at National Instruments<br />
kennen würden. Systeme werden intrinsisch sicher. Die Verwendung<br />
mehrerer Sensoren vergrößert außerdem den Erkennungsbereich<br />
des Gesamtsystems und erlaubt den Ausschluss mehrdeutiger<br />
Ergebnisse.<br />
Integrierte Sensorik in Fahrzeugen<br />
Ein besonders anschauliches Beispiel für integrierte Sensorik stellt<br />
die Entwicklung von Fahrerassistenz-Systemen für autonome Fahrzeuge<br />
dar. Automobil- und Nutzfahrzeughersteller, aber auch die<br />
Spezialisten für mobile Arbeitsmaschinen und Transportsysteme arbeiten<br />
weltweit an autonomen Lösungen. Selbstfahrende Autos,<br />
die lenken, beschleunigen oder bremsen können, werden durch<br />
moderne Fahrerassistenzsysteme erst möglich. Sie sollen den Komfort,<br />
Sicherheit aber auch die Wirtschaftlichkeit von Fahrzeugen aller<br />
Art verbessern. Die Vernetzung solcher Fahrzeuge mit ihrer Umwelt<br />
sorgt für die Mobilität der Zukunft. Das alles ist jedoch nicht ohne<br />
leistungsfähige bzw. integrierte Sensorik möglich.<br />
Kameras, optische Sensoren und Radar-/Lidar-Systeme sind die Basis<br />
für moderne Fahrzeugtechnik. So sind die Rückfahrhilfe, Abstandstempomat<br />
oder Verkehrsschilderkennung nur mit Hilfe moderner<br />
Sensoren möglich. Gerade der Einsatz in Fahrzeugen stellt<br />
jedoch hohe Anforderungen an Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit.<br />
Im Fahrzeugen ist die Sensorik Vibrationen, Schmutz, Feuchtigkeit<br />
sowie Hitze oder Kälte ausgesetzt. Um eine hohe Zuverlässigkeit<br />
autonomer Fahrzeuge zu erreichen, müssen die Sensortechnologien<br />
kombiniert werden. Diese Sensorfusion erlaubt es, Reichweite,<br />
Präzision und Zuverlässigkeit solcher Assistenzsysteme zu steigern.<br />
First Sensor als Sensorspzialist beliefert OEMs, Integratoren<br />
und Nachrüster auf verschiedenen Stufen der Wertschöpfungskette<br />
von Komponenten bis zu Modulen und kompletten Systemen.<br />
Das Unternehmen entwickelt und produziert Kameras für PKW und<br />
LKW sowie für Land-, Bau- und Bergbaumaschinen. Mit integrierter<br />
digitaler Elektronik ist es möglich, die erzeugten Bilder über geeignete<br />
Softwarealgorithmen direkt in der Kamera zu analysieren und<br />
mit den Daten aus den Radar- oder Lidar-Systemen zu fusionieren.<br />
Zur Abstandsmessung und Erzeugung dreidimensionaler Bilder der<br />
Umgebung werden immer häufiger Lidar-Systeme in Fahrzeuge und<br />
mobile Maschinen integriert. Ein gepulster Laserstrahl misst die<br />
Laufzeit des Signals vom Objekt zurück zum Detektor. Damit entsteht<br />
letztendlich ein direktes Bild der Umgebung des Fahrzeugs.<br />
„Schon in teilautonomen Fahrzeugen erkennen intelligente Kameras<br />
Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Hindernisse auf der Straße.<br />
Sie helfen dabei, die Spur zu halten und Unfälle, die durch den<br />
toten Winkel entstehen können, zu vermeiden. Schon heute tragen<br />
wir auf diese Weise zu mehr Verkehrssicherheit bei”, erklärt CEO Dr.<br />
Dirk Rothweiler auf der Internetseite des Unternehmens. Im Zusammenspiel<br />
von Radar und der Lidar-Technologie werden die vernetzten<br />
Systeme in Zukunft auch das vollautonome Fahren ermöglichen.<br />
Silizium-Avalanche-Photodioden für Lidar-Anwendungen<br />
Bild: First Sensor<br />
Sensorfusion in der Produktion<br />
Laut Rahman Jamal von National Instruments ist auch die smarte<br />
Fabrik ohne Sensor-Fusion nicht denkbar. Zur Steuerung von Prozessen<br />
erfassen Sensoren viele einzelne Parameter wie Temperatur,<br />
Position oder Bewegung. Oft ergibt sich jedoch erst aus der Kombination<br />
der Informationen unterschiedlicher Sensoren und Technologien<br />
ein umfassendes Bild. „Unter Sensor-Fusion bzw. Sensordaten-Fusion<br />
verstehen wir die Verknüpfung von Daten unterschiedlicher<br />
Sensoren, mit dem Ziel, fundiertere Entscheidungen zu treffen“,<br />
erläutert dazu Rahman Jamal, Global Technology & Marketing<br />
Director von National Instruments. „Bewertet man die Sensordaten<br />
unterschiedlicher Quellen einzeln und trifft daraufhin Entscheidungen,<br />
können diese unsicherer sein. Werden die einzelnen Quellen<br />
von vorneherein miteinander verknüpft und synchronisiert, lassen<br />
sich weit sicherere Informationen gewinnen.“ Oft sind die Messer-<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 33
TRENDS<br />
PERSPEKTIVEN<br />
„Unsere Software<br />
Defined Smart Camera<br />
ermöglicht es, neben<br />
den Bildverarbeitungs -<br />
algorithmen auch Parameter<br />
anzupassen.“<br />
„Ausgestattet mit<br />
Ethernet-Schnittstellen<br />
und den Kommuni -<br />
kationsprotokollen<br />
OPC-UA und MQTT<br />
stehen Lösungen für<br />
das Edge-Computing<br />
zur Verfügung.“<br />
Bild: Fraunhofer IIS<br />
Dr. Jens Döge, integrierte<br />
Bilderfassung & -verarbeitung,<br />
Fraunhofer IIS<br />
Bild: Sick<br />
Bernhard Müller,<br />
Senior Vice President Industry 4.0,<br />
Sick<br />
gebnisse eines Sensors nicht eindeutig. „Aus diesem Grund werden<br />
unter anderem Multisensorsysteme entwickelt, die mehrere<br />
Größen im System erfassen“, erklärt Jamal weiter. „Dabei handelt<br />
es sich um Netzwerke von Sensoren oder um integrierte Lösungen,<br />
die die Messung unterschiedlicher Messgrößen über ein einziges<br />
Sensorsystem erlauben. Das treibt die Sensor-Fusion voran, die eine<br />
kombinierte intelligente Signalverarbeitung mehrerer Messgrößen<br />
eines Multisensorsystems beschreibt.“<br />
Gerade bei komplexen Prozessen in der Produktion haben sich solche<br />
Ansätze bereits bewährt. Ein Beispiel für die Kombination zweier<br />
Sensortechnologie zur Optimierung der Prozessergebnisse stellt<br />
der Messkopt von Micro-Epsilon dar, der zur automatischen Dickenmessung<br />
bei der Reifenproduktion eingesetzt wird. Laut Achim<br />
Sonntag, Leiter Anlagen/Systeme bei Micro-Epsilon Messtechnik in<br />
Ortenburg, führt diese Kombination zu einer deutlich höheren Genauigkeit.<br />
Das Thickness-Control-System wurde speziell für die Dickenmessung<br />
in der Reifenprofuktion direkt am Kalander entwickelt.<br />
In einem Messkopf wurden dazu zwei verschiedenen Sensor-<br />
Technologien integriert. Ein induktiver Sensor auf Wirbelstrombasis<br />
bestimmt den Abstand zur Oberfläche der Kalanderwalze mit hoher<br />
Genauigkeit. Ein optischer Laser-Triangulations-Sensor misst den<br />
Abstand zur Oberfläche der Gummibahn. Aus der Differenz der beiden<br />
Messwerte lässt sich die Dicke der Gummibahn präzise berechnen.<br />
Der Wirbelstromsensor wird deswegen zur Ermittlung des Abstands<br />
vom Messkopf zur Walze verwendet, da er sozusagen durch<br />
den Gummi hindurch misst. Dies ist moglich, da nur metallische Objekte<br />
als Messobjekt herangezogen werden. Der Abstand zur Oberfläche<br />
der Gummibahn wird mit einem Laser-Triangulationssensor<br />
bestimmt. Optische Messmethoden liefern üblicherweise sehr genaue<br />
Ergebnisse, stoßen bei matten und dunklen Oberflachen aber<br />
an ihre Grenzen.<br />
Bildverarbeitung im Industrieumfeld<br />
Die industrielle Bildverarbeitung ist ein Beispiel dafür, wie die Mikroelektronik<br />
zu einer rasanten Entwicklung im Bereich der Industrie-<br />
Sensorik geführt hat. Sie gilt als eine der Schlüsseltechnologien zur<br />
Automatisierung von Produktionsprozessen und ist somit eine<br />
Grundvoraussetzung für Entwicklungen rund um Industrie 4.0. Sogenannte<br />
Embedded-Vision-Systeme liegen im Trend. Mit ihnen versuchen<br />
die Hersteller, Prozesssoren und Kameras besonders kostengünstig<br />
und für eine ganz bestimmte Anwendung herzustellen.<br />
Die Sensor-Integration kann hier maßgeblich zur Steigerung der Performance<br />
führen.<br />
Um den stetig wachsenden Anforderungen an Machine-Vision mit<br />
minimaler Latenz gerecht zu werden, sind Innovationen unumgänglich.<br />
Daher arbeitet das Fraunhofer IIS/EAS in Dresden an Softwareprogrammierbaren<br />
Bildsensoren, sogenannten Vision-Systems-on-<br />
Chip, basierend auf einer neuartigen Verarbeitungsarchitektur. Das<br />
Vision-System-on-Chip ist Kern einer modularen Systemlösung bestehend<br />
aus leistungsfähiger Kamerahardware und flexiblen Algorithmen;<br />
die Software spielt also auch hier zunehmend eine bedeutende<br />
Rolle.<br />
„Unser Ansatz vereint die Bildaufnahme unmittelbar mit der Bildverarbeitung.<br />
Rechenintensive Verarbeitungsschritte zur Merkmalsextraktion<br />
werden softwaregesteuert direkt im Vision-System-on-Chip<br />
ausgeführt. So können die ausgegebenen Daten auf das relevante<br />
Minimum reduziert werden. Die integrierten Komponenten unserer<br />
Software Defined Smart Camera ermöglichen es, neben der Wahl<br />
der eigentlichen Bildverarbeitungsalgorithmen auch Parameter wie<br />
Genauigkeit, Auflösung und Abtastrate individuell an die jeweiligen<br />
Anforderungen anzupassen“, meint Dr. Jens Döge, Gruppenleiter Integrierte<br />
Bilderfassung & -verarbeitung beim Fraunhofer IIS in Dresden.<br />
Um beim Beispiel Bildverarbeitung zu bleiben, Heiko Seitz von IDS<br />
Imaging sieht die wachsende Bedeutung integrierter Sensorik und<br />
„Durch unser appbasiertes<br />
Funktionsprinzip<br />
sind Kameras zukünftig<br />
so wandlungsfähig<br />
wie Smartphones“<br />
Bild: IDS Imaging<br />
Heiko Seitz,<br />
technischer Redakteur,<br />
IDS Imaging<br />
34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Maßgeschneiderte Lösungen werden einfach realisierbar<br />
Bild: IDS Imaging<br />
Bild Sick<br />
der App-basierenden Lösungen: „Durch unser App-basiertes Funktionsprinzip<br />
sind Kameras zukünftig so wandlungsfähig wie<br />
Smartphones. Digitale Industriekameras erreichen damit eine neue<br />
Evolutionsstufe.“ Laut IDS können Anwender bestimmen, wie durch<br />
Vision-Apps Bildverarbeitungsaufgabe schnell und flexibel ausgeführt<br />
werden sollen. Aber auch maßgeschneiderte Lösungen sollen<br />
damit einfach realisierbar sein. Per App-Entwicklungskit können Anwendern<br />
individuelle Vision-Apps in wenigen Schritten selbst erstellen,<br />
auf den Kameras installieren und ausführen. Je nach App liefert<br />
die Kamera Ergebnisse oder Signale direkt an Maschinensteuerungen<br />
oder unterstützt PC-basierte Anwendungen mit vorverarbeiteten<br />
Daten. Hardwareseitig wird die Kameraplattform beim Hersteller<br />
durch einen zur Laufzeit programmierbaren FPGA unterstützt, eine<br />
von IDS entwickelte KI-Vision-App verwandelt diesen parallel arbeitenden<br />
FPGA in einen KI-Prozessor, der bereits bekannte Architekturen<br />
künstlicher neuronaler Netze ausführen kann. Solche Neuronalen<br />
Netze interpretieren mittlerweile komplexe Bildinhalte mit<br />
kaum erreichter Genauigkeit und bieten Lösungen, die sich durch<br />
die manuelle Programmierung mit grundlegenden Algorithmen bisher<br />
selbst mit hohem Aufwand nicht realisieren ließen. Anomalien<br />
erkennen, Früchte klassifizieren, Oberflächen prüfen, Leiterplatten<br />
und deren Bestückung verifizieren und vieles mehr; Sensor-Integration<br />
und Software machen es möglich.<br />
Sensor-Integration als Zukunftsthema<br />
Bei jeder Applikation stellt sich die Frage nach der optimalen Technologie.<br />
Der Sensorhersteller Sick bietet ein breites Portfolio von kompakten,<br />
einfach zu integrierenden Sensoren über konfigurierbare<br />
Stand-alone-Lösungen bis hin zu flexibel programmierbaren Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungskameras<br />
für die Qualitätskontrolle<br />
in schnellen Prozesse. „Unsere große Auswahl an 2D- und<br />
3D-Vision-Sensoren basiert auf jahrzehntelanger Erfahrung im Bereich<br />
der Vision-Technologie. Unsere Geräte sind die Basis für zukunftsweisende<br />
Lösungen zur Positionierung, Erfassung, Inspektion<br />
und Qualitätskontrolle“, erläutert Bernhard Müller, Senior Vice President<br />
Industry 4.0 bei Sick.<br />
„Bis vor einigen Jahren haben Hersteller versucht, Sensoren für jede<br />
Anforderung zu entwickeln. Heute löst man die immer individueller<br />
werdenden Aufgabenstellungen durch neue Sensor-Software-<br />
Die Sensor Integration Machines verbinden die<br />
intelligenten Sensoren von Sick zu leistungsfähigen<br />
Multi-Sensor-Systemen<br />
Konzepte. Sick hat in diesem Feld mit dem Eco-System Sick App-<br />
Space eine Plattform geschaffen, auf der anpassungsfähige Lösungen<br />
für Automatisierungsanwendungen ermöglicht werden können“,<br />
erklärte Bernhard Müller. Jetzt ist der Sensorhersteller einen<br />
Schritt weiter in Richtung Industrie 4.0 gegangen und bietet eine Lösung,<br />
die auf Basis von Deep-Learning-Algorithmen arbeitet.<br />
Mit Sick AppSpace und den programmierbaren Sensoren hat das<br />
Unternehmen den Anwendern ein Tool für Edge-Computing-Lösungen<br />
und Sensor-Fusion an die Hand gegeben. Die Sensor Integration<br />
Machines verbinden die intelligenten Sensoren des Herstellers<br />
zu leistungsfähigen Multi-Sensor-Systemen. Sie erweitern und skalieren<br />
das Portfolio hinsichtlich der Rechenleistung und der Anzahl<br />
der Sensoranschlüsse. Jeweils ausgestattet mit Ethernet-Schnittstellen<br />
mit Kommunikationsprotokollen OPC-UA und MQTT stehen<br />
mit den Geräten Lösungen für das Edge-Computing zur Verfügung,<br />
die die intelligente Datenvernetzung in digitalen Fabriken ermöglichen.<br />
Umfangreiche Sensordaten können damit zu einer Punktwolke<br />
fusioniert, ausgewertet und archiviert werden. „Damit ergeben<br />
sich völlig neue Applikationen und ein riesiges Kreativitätspotenzial,<br />
das dem Maschinenbau sowie Integratoren weitere Lösungsmöglichkeiten<br />
eröffnet“, führt Bernhard Müller aus.<br />
www.eas.iis.fraunhofer.de<br />
www.first-sensor.com<br />
de.ids-imaging.com<br />
www.micro-epsilon.de<br />
www.ni.com/de<br />
Weitere Informationen zum Thema:<br />
hier.pro/izcWT<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 35
TRENDS<br />
DIGITALISIERUNG<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Die Zukunft des Schaltschrankbaus: Digital beschriebene Produkte und optimale Informationsbereitstellung steigern die Effizienz und<br />
verkürzen die Produktionszeiten<br />
Skalierbare Lösungen für den Schaltschrankbau<br />
Exakte Maßnahmen für jeden Teilprozess<br />
Ein Lösungsansatz, der gemäß eCl@ss-Standard auf den Prinzipien des Lean Managements, der Digitali -<br />
sierung und der Automatisierung basiert, unterstützt den Schaltschrankbauer in mehrfacher Hinsicht. Hierfür<br />
bietet Phoenix Contact ein umfassendes Beratungs- und Lösungsportfolio entlang der Prozesskette – von der<br />
Planung bis zur Fertigung. Mit den skalierbaren Lösungen können alle individuellen Rahmenbedingungen von<br />
Schaltschrankbauern berücksichtigt werden.<br />
Dr. Andreas Schreiber, Vice President, Business Unit Industrial Cabinet Solutions, Phoenix Contact GmbH, Blomberg<br />
Unternehmen im Schaltschrankbau sehen sich mit stetig wachsenden<br />
Herausforderungen konfrontiert. So werden immer<br />
kürzere Lieferzeiten bei gleichzeitig hoher Flexibilität erwartet, und<br />
spätere Änderungen im Projektverlauf sollen ebenfalls berücksichtigt<br />
werden können. Auch eine hohe Qualität sowie eine umfassende<br />
und präzise Dokumentation stellen hohe Anforderungen an Prozesse<br />
und Systeme.<br />
Zudem steigt der Kostendruck durch die Tendenz, manuell geprägte<br />
Tätigkeiten in Regionen mit geringerem Lohnkostenniveau zu verlagern.<br />
Die meist extrem kleinen Losgrößen ermöglichen kaum Skaleneffekte<br />
zur Kostenreduktion. Insbesondere kleine und mittlere<br />
Unternehmen im Schaltschrankbau verfügen hier häufig nicht über<br />
ausreichende Erfahrungen und Möglichkeiten.<br />
Ein vielversprechender Ansatz ist hier die systematische Nutzung<br />
von Methoden des Lean Managements. Im Zusammenspiel mit Aspekten<br />
der Digitalisierung und Automatisierung wird die gesamte<br />
Prozesskette im Schaltschrankbau analysiert und weiterentwickelt.<br />
Eine Grundvoraussetzung für den Erfolg von Digitalisierung und Automatisierung<br />
ist die Verfügbarkeit sämtlicher digitaler Produktdaten.<br />
Die Phoenix Contact GmbH & Co. KG setzt dabei konsequent<br />
auf den eCl@ss-Standard. Das Ziel besteht darin, gemeinsam mit<br />
dem Kunden aus dem Schaltschrankbau die Prozesskette gesamt-<br />
36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
DIGITALISIERUNG<br />
TRENDS<br />
heitlich zu betrachten: von den Planungs- und Engineering-Prozessen<br />
bis hin zur Fertigung einzelner Schaltschrankbaugruppen oder<br />
des gesamten Schaltschranks. Für jeden Teilprozess werden geeignete<br />
und nachhaltig wirksame Maßnahmen abgeleitet.<br />
Planung und Engineering<br />
Kernaufgabe in der Planungs- und <strong>Konstruktion</strong>sphase ist es, für eine<br />
gegebene elektrotechnische Aufgabe die passenden elektrischen<br />
Schaltpläne zu erstellen und eine geeignete Kombination von<br />
Produkten zu definieren. Die Planungs- und Markierungssoftware<br />
Project Complete von Phoenix Contact unterstützt entlang des gesamten<br />
Prozesses, um von der elektrischen Funktionalität, die im<br />
CAE(Computer-Aided-Engineering)-Programm definiert ist, zu den<br />
passenden Klemmenleisten zu gelangen. Über umfangreiche<br />
Schnittstellen können die Daten aus allen gängigen CAE-Programmen<br />
eingelesen und automatisch in eine Klemmenleisten-Konfiguration<br />
überführt werden. Notwendige Zubehörmaterialien werden<br />
anschließend auf Basis des in der Software hinterlegten Produktwissens<br />
automatisch ergänzt, so dass ein sicherer Betrieb gewährleistet<br />
ist.<br />
Nach erfolgter Konfiguration können Informationen zu Preis und Verfügbarkeit<br />
über eine Online-Schnittstelle in Echtzeit eingeholt werden,<br />
und die Bestellung des gesamten Klemmenleistenprojekts<br />
kann ausgelöst werden. Innovative Funktionen, wie die intelligenten<br />
Assistenten für die Klemmenmarkierung oder das Setzen von Brücken,<br />
vereinfachen viele Planungsschritte, und die Zeitersparnis ist<br />
erheblich.<br />
Das Ergebnis der Klemmenleistenprojektierung kann nicht nur für<br />
die direkte Bestellung, sondern über bidirektionale Schnittstellen<br />
auch für die Anreicherung der Projektdaten im CAE-Programm genutzt<br />
werden. Darüber hinaus stellt Project Complete alle notwendigen<br />
Informationen für die Fertigung der Klemmenleiste bereit: entweder<br />
als digitale Fertigungsunterlage zur manuellen Bestückung<br />
der Tragschiene oder – als Export im Automation-ML-Format – für die<br />
Ansteuerung vollautomatischer Anlagen in der Klemmenleisten -<br />
fertigung.<br />
Gesamte Wertschöpfungskette: Von der Planung und dem Engineering<br />
bis zur eigenen oder externen Fertigung ist das Potenzial für Effizienzsteigerungen<br />
hoch<br />
Skalierbare Eigenfertigung<br />
Je nach Geschäftsmodell können unterschiedliche Teilprozesse zur<br />
Kernkompetenz eines Schaltschrankbauers und somit zum Fokus<br />
seiner Eigenfertigung gehören. So können etwa Engineering, Endmontage<br />
und Inbetriebnahme zu den Kernkompetenzen gehören –<br />
nicht aber die Fertigung der Schaltschrankbaugruppen, so dass dieser<br />
Prozessschritt ausgelagert wird. Genauso kann es sein, dass lediglich<br />
die Fertigung, nicht aber das Engineering zum Leistungsangebot<br />
gehört.<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 37<br />
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TRENDS<br />
DIGITALISIERUNG<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Zeichen setzen: Die Lasermarkierung<br />
komplett<br />
bestückter Klemmenleisten<br />
sorgt für eine Reduzierung<br />
des Aufwands<br />
für die Beschriftung<br />
Lösungen für<br />
den Schaltschrank<br />
PLUS<br />
Complete Line ist ein System aus technologisch führenden,<br />
aufeinander abgestimmten Hard- und Software-Produkten,<br />
Beratungsleistungen und Systemlösungen für die Optimierung<br />
aller Prozesse im Schaltschrankbau. Engineering, Beschaffung,<br />
Installation und Betrieb werden damit einfacher:<br />
• intuitive Handhabung durch einheitliches Design,<br />
Haptik und Funktion<br />
• Zeit sparen im gesamten Engineering-Prozess dank durch gängiger<br />
Software-Unterstützung<br />
• reduzierte Logistikkosten mit standardisiertem Zubehör und<br />
geringer Teilevielfalt<br />
• optimierte Prozesse im Schaltschrankbau durch<br />
individuelle Serviceleistungen und innovative<br />
Fertigungslösungen<br />
t1p.de/gkfo<br />
Für Schaltschrankbauer, die im eigenen Hause Klemmenleisten fertigen,<br />
ergeben sich große Potenziale zur Effizienzsteigerung. Auftragskommissionierung<br />
und Qualitätssicherung haben einen wesentlichen<br />
Einfluss auf Durchlaufzeit und Fertigungskosten, insbesondere<br />
bei geringen Losgrößen und hoher Varianz. Durch Fertigungssysteme<br />
mit skalierbarem Digitalisierungs- und Automatisierungsgrad<br />
lässt sich die Effizienz der Prozesskette deutlich steigern<br />
− vom Ablängen der Tragschienen über das Aufrasten anreihbarer<br />
Komponenten bis hin zum individuellen Beschriften.<br />
Wichtige Grundlagen zur Weiterentwicklung und Optimierung klassischer<br />
manueller Montageprozesse sind digitale Fertigungsunterlagen<br />
– beispielsweise durch den Einsatz von Project Complete am<br />
Montagearbeitsplatz – sowie eine ergonomische Arbeitsplatzgestaltung<br />
und eine effiziente Materialbereitstellung. In einem nächsten<br />
Schritt kann in Form einer Montageassistenz eine datenbasierte Unterstützung<br />
der Montageprozesse in Echtzeit erfolgen, um Suchzeiten<br />
und Fehler zu reduzieren. Wesentliche Herausforderung ist dabei<br />
die Überführung der digitalen Beschreibung der zu montierenden<br />
Baugruppe in eine Abfolge von Fertigungsanweisungen, die<br />
über ein Assistenzsystem dargestellt werden können. Für die technische<br />
Umsetzung des Assistenzsystems bieten sich vielfältige<br />
Möglichkeiten: von einfachen Bildschirmanzeigen über Pick-by-<br />
Light-Lösungen bis hin zu Augmented-Reality-Applikationen.<br />
Die wesentlichen Prozessschritte in der Klemmenleistenfertigung<br />
besitzen aufgrund der gut standardisierbaren Fertigungsabläufe ein<br />
hohes Automatisierungspotenzial. Basierend auf der modularen Automatisierung<br />
von Einzelprozessen können Fertigungslinien nach<br />
kundenspezifischen Anforderungen an Automatisierungsgrad und<br />
Produktvarianz gestaltet werden. Insbesondere durch die Automatisierung<br />
des Beschriftungsprozesses lässt sich die Effizienz erheblich<br />
steigern. Durch die von Phoenix Contact entwickelte Technologie<br />
zur direkten Lasermarkierung einer komplett bestückten Klemmenleiste<br />
entfallen die Aufwände für das manuelle Erstellen und Auf-<br />
38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Schutz für<br />
Mensch und<br />
Maschine<br />
Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />
• Faltenbälge<br />
• Gleitbahnschützer<br />
• Kastenbälge<br />
• Jalousien<br />
• Gummiformteile<br />
• Rollbandabdeckungen<br />
• Spiralfedern<br />
• Schürzen<br />
• Kompensatoren<br />
• Manschetten<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Klemmenleistenfertigung im Fluss: Die Gestaltung von Fertigungssystemen<br />
nach dem Fließprinzip minimiert die Durchlaufzeit<br />
bringen der Beschriftung. Der Beschriftungsprozess erfolgt auch bei<br />
hoher Varianz der Komponenten auf der Tragschiene durch das flexible<br />
Handhabungssystem und die berührungslose Markierung in kurzer<br />
Zeit. Um bis zu 50 % wird der Aufwand auf diese Weise verringert.<br />
Die Grundlage für diesen Automatisierungsschritt bilden das<br />
Beschriftungsmodul ClipX-Marker sowie Produkte mit markierbaren<br />
Flächen.<br />
Flexible Fertigungsdienstleistungen<br />
Gehört die Fertigung von Klemmenleisten nicht zur Kernkompetenz<br />
des Schaltschrankbauers, oder sollen Auftragsspitzen flexibel abgefangen<br />
werden, können externe Fertigungsdienstleistungen in Anspruch<br />
genommen werden. So hat das Unternehmen die Fertigung<br />
kundenindividuell konfigurierter Klemmenleisten im Programm. Mit<br />
der Software Project Complete erfolgt ein nahtloser Datenfluss von<br />
der Planung der Klemmenleiste über den Bestell- bis in den Fertigungsprozess.<br />
Die projektierten und vollständig digital beschriebenen<br />
Klemmenleisten werden auf diese Weise in kurzer Zeit gefertigt<br />
und geliefert. Im Rahmen der Weiterentwicklung der Fertigung auf<br />
Basis von Lean-Prinzipien wird hier die klassische Werkstattfertigung<br />
durch eine moderne Fließfertigung ersetzt. Weil ein Zwischenpuffern<br />
mit Liege- und Wartezeiten entfällt, reduzieren sich die<br />
Durchlaufzeiten um bis zu 40 %.<br />
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Würde sollte kein<br />
Konjunktiv sein.<br />
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Phoenix Contact das Engineering Automation Forum,<br />
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Jeder Mensch hat das Recht<br />
auf ein Leben in Würde.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 39
TRENDS<br />
ENTWURFS- & VERWALTUNGSTOOLS<br />
Anwender und Partner von Solidworks treffen sich einmal jährlich zur großen Anwendertagung. Es wurden interessante neue Produkte<br />
vorgestellt, und auch die Integration in die 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes stand im Fokus<br />
Bild: Stefan Graf<br />
Dassault Systèmes führt mit 3DExperience Works ein neues Portfolio für KMU ein<br />
Im Team Fortschritt generieren<br />
Die Anforderungen an CAD, PDM und ERP sind bei kleineren und mittleren Unternehmen andere als bei<br />
den großen. Daher hat Dassault Systèmes 3DExperience Works entwickelt, ein Portfolio für die 3D -<br />
Experience-Plattform. Durch die enge Verzahnung der Plattform mit Solidworks eignet sich die neue<br />
Lösung auch für deren Nutzer. Vorgestellt wurde das Ganze auf der Solidworks World in Dallas/USA.<br />
Stefan Graf, freier Fachjournalist, Darmstadt<br />
Gian Paolo Bassi, CEO von Dassault Systèmes Solidworks, kündigte<br />
auf der Solidworks World in Dallas/USA einen großen<br />
Schritt an: Dassault Systèmes führt mit 3DExperience Works ein<br />
neues Portfolio an industrienahen Anwendungen auf der 3DExperience-Plattform<br />
ein. Diese seien auf die Bedürfnisse von Solidworks-<br />
Kunden bzw. kleinen und mittelständischen Unternehmen zugeschnitten.<br />
Das neue Portfolio kombiniert teamübergreifende Zusammenarbeit<br />
(PDM/PLM) mit ERP-Funktionen für <strong>Konstruktion</strong>, Simulation<br />
und Fertigung in einer gemeinsamen digitalen Umgebung.<br />
Dies soll es wachstumsorientierten Unternehmen ermöglichen, innovativer,<br />
effizienter und reaktionsschneller zu agieren.<br />
Die Basis hierfür legte das Unternehmen Dassault Systèmes mit<br />
der Übernahme der ERP-Software IQMS Ende letzten Jahres. Die<br />
Software ist weltweit bereits bei rund 1000 kleinen und mittelständischen<br />
Unternehmen im Einsatz und passt somit gut in das Solidworks-Portfolio.<br />
Mit der Übernahme wurde die Software in Delmia.<br />
Works umbenannt.<br />
IQMS ist eine Komplettlösung für mittelständische Hersteller. Sie<br />
umfasst die Verwaltung von der Produktentwicklung beziehungsweise<br />
Engineering über Fertigung bis hin in den betriebswirtschaftlichen<br />
Bereich, indem sie die Prozesse für Auftragsbearbeitung,<br />
Planung, Produktion und Versand in Echtzeit digital miteinander verbindet.<br />
Mit der Integration der IQMS-Lösung in die 3DExperience-<br />
Plattform möchte Dassault Systèmes produzierenden Unternehmen<br />
ein gesamtheitliches System für den Betriebsablauf, die Zusammenarbeit,<br />
die Fertigungseffizienz und die geschäftliche Agilität<br />
anbieten.<br />
Solidworks-CEO Gian Paolo Bassi stellte neue Produkte vor und gab<br />
einen Ausblick auf die weiteren Entwicklungen bei Solidworks<br />
Bild: Stefan Graf<br />
40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
ENTWURFS- & VERWALTUNGSTOOLS<br />
TRENDS<br />
Das neue Plattform-Portfolio 3DExperience Works kombiniert team -<br />
übergreifende Zusammenarbeit mit ERP-Funktionen für <strong>Konstruktion</strong>,<br />
Simulation und Fertigung in einer gemeinsamen digitalen Umgebung<br />
Bild: Dassault Systèmes<br />
Bild: Stefan Graf<br />
Bernard Charlès, Vice Chairman & CEO bei Dassault Systèmes, unterstrich<br />
das Potenzial von Cloudlösungen und ging auf die Sicherheitsbedenken<br />
der Anwender ein<br />
Die Zielgruppe kleiner und mittelständischer Unternehmen soll von<br />
einer effizienten und – vor allem – gut integrierten Lösung<br />
profitieren, die Produktion und Management umfasst und einfach,<br />
erschwinglich und leicht zu implementieren ist. Eigenschaften, die<br />
vor über 20 Jahren auch Solidworks zum Erfolg verhalfen.<br />
Alles unter einem Dach<br />
Dassault Systèmes verfolgt mit dieser Akquisition und Integration<br />
konsequent seine Strategie, Lösungen für die Produktentwicklung<br />
auf einer Plattform zu vereinen und erweitert dies nun auch in Richtung<br />
Fertigungs- und Ressourcenplanung (ERP). Neben SAP ist<br />
der französische Konzern nun der zweitgrößte Software-Anbieter<br />
am Markt in Europa. Das macht durchaus Sinn, da ERP- und PLM-<br />
Lösungen immer verzahnter arbeiten.<br />
Im Gespräch mit Uwe Burk, Vice President Professional Solutions<br />
für Zentraleuropa, nannte dieser weitere interessante Aspekte: „Etwa<br />
60 % der IQMS-Kunden arbeiten bereits mit Solidworks. In<br />
Europa setzen bereits etwa 30 Unternehmen beide Software-Lösungen<br />
ein. Das Gros der Anwender sitzt allerdings noch in den<br />
USA.“ Das dürfte sich wahrscheinlich in Zukunft sehr schnell ändern,<br />
denn man schätzt das Kundenpotential auf 250.000 Unternehmen<br />
weltweit.<br />
Offenbar ist der Markt reif für Lösungen aus einer Hand: „Viele unserer<br />
Reseller fragen schon seit längerer Zeit nach einer integrierten<br />
ERP-Lösung für Solidworks. Fast alle Reseller verfügen auch über<br />
ERP-Know-how, welches in der Praxis immer wieder angefragt<br />
wird“, berichtet Burk. Delmia.Works bietet sowohl eine lokale installierbare<br />
On-Premise-Lösung an als auch eine Cloudlösung.<br />
Verzahnung zum Vorteil des Anwenders<br />
Dieses Jahr standen vor allem die Fortschritte in der Verknüpfung<br />
der vielen Dassault Systèmes-Produkte im Vordergrund. Es ist offensichtlich,<br />
dass Solidworks immer weiter und tiefgehender in die<br />
3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes integriert wird.<br />
Dies hat durchaus Vorteile, denn es wäre wenig sinnvoll, zwei PLM-<br />
Produktlinien mit CAD, PDM, Simulation et cetera vollkommen getrennt<br />
voneinander weiterzuentwickeln. Produkte eines Herstellers<br />
müssen zueinander kompatibel sein, das erwartet der Markt zu<br />
Recht. CEO Bassi betonte, wie gut die Zusammenarbeit mit dem<br />
französischen Entwicklungszentrum laufe. Die Ergebnisse dieser<br />
Verzahnung werden nun auch immer sichtbarer: Die Basistechnologie<br />
sowie auch einzelne Produkte der 3DExperience-Plattform werden<br />
gemeinsam genutzt. Inzwischen wurden eine ganze Reihe von<br />
Funktionen rund um die eigentliche <strong>Konstruktion</strong> (Modellierung),<br />
von Simulation über Costing, Leiterplattenentwicklung, Rendering<br />
und CAM bis hin zur Datenverwaltung teilweise integriert oder werden<br />
als Zusatzfunktion angeboten.<br />
Davon profitiert eine Vielzahl der Kunden, sei es durch einen Mix<br />
von Catia- und Solidworks-Installationen oder Applikationen, die sowohl<br />
herkömmliche Fertigungsmethoden als auch die additive Fertigung<br />
wesentlich einfacher gestalten.<br />
Eine deutsche Cloud<br />
Nach wie vor ist die Sicherheit bei Cloudlösungen ein großes Thema.<br />
Darauf ging in Dallas auch Bernard Charlès, Vice Chairman &<br />
CEO bei Dassault Systèmes, ein. Er betonte in einer Pressekonferenz,<br />
dass sein Unternehmen in jedem Land eine Cloud bereitstellt,<br />
die sowohl den gesetzlichen wie auch den fiskalischen Anforderungen<br />
der jeweiligen Region entspricht. Das würde für Deutschland<br />
bedeuten, dass die Daten den Rechtsraum Deutschland beziehungsweise<br />
Europa physikalisch nicht verlassen. Dies ist sicherlich<br />
ein Schritt in die richtige Richtung, um Cloud-Skeptikern mit profunden<br />
Argumenten zu begegnen.<br />
eve<br />
www.3ds.com/de<br />
www.solidworks.com<br />
Details zu Solidworks auf der 3D Experience Plattform:<br />
hier.pro/rz3h4<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 41
TRENDS<br />
SYSTEMS ENGINEERING<br />
Ansys Additive Suite unterstützt Rosswag Engineering in der Entwicklung neuer 3D-Druck-Materialien<br />
Das Material machts<br />
Freiformschmieden und SLS-Metalldruck – eines der ältesten und eines der neuesten Fertigungs -<br />
verfahren treffen bei Rosswag in Pfinztal aufeinander. Sein Wissen um Metallwerkstoffe und deren<br />
Bearbeitung transferiert das Unternehmen nun in den Bereich der additiven Fertigung. Bei der<br />
Entwicklung neuer Pulverwerkstoffe und dem Metall-3D-Druck nutzt Rosswag Ansys-Software,<br />
um den Druckvorgang zu simulieren.<br />
Ralf Steck, freier Fachjournalist für die Bereiche CAD/CAM, IT und Maschinenbau, Friedrichshafen<br />
Freiformschmieden ist wohl eines der urtümlichsten Fertigungsverfahren<br />
– wie schon vor Jahrtausenden der Schmied mit dem<br />
Hammer Metall formte, so entstehen noch heute bei Edelstahl<br />
Rosswag Schmiedeteile – allerdings mit hydraulischen Pressen und<br />
Manipulatoren. So entstanden hier unter anderem Klöppel für Kirchenglocken<br />
im Kölner Dom, in der Dresdner Frauenkirche, im Kaiserdom<br />
zu Speyer, im Straßburger Münster oder im Wiener Stephansdom.<br />
Eine andere Spezialität sind gewalzte, nahtlos geschmiedete<br />
Ringe von bis zu 3,5 Meter Durchmesser. Schmiedeteile<br />
dieses Herstellers finden sich überall dort, wo höchste Ansprüche<br />
an die Festigkeit von Metallteilen gestellt werden, beispielsweise in<br />
Industrieanlagen, in Flugzeugen, in der Raumfahrt, aber auch in Bahnen,<br />
Turbinen und Schiffen.<br />
August Rosswag gründete im Jahr 1911 eine Faconschmiede und<br />
mechanische Werkstätte in Pfinztal; inzwischen wird die Rosswag<br />
GmbH von der vierten und fünften Generation der Gründerfamilie<br />
geführt. Das Unternehmen ist weltweit eine der Schmieden, in der<br />
die meisten Werkstoffe verarbeitet werden. Insgesamt zwischen<br />
6000 und 7000 t von mehr als 400 Metallmaterialien lagern ständig<br />
vor Ort. Dabei deckt das Unternehmen alle Schritte von der Sägerei<br />
über die Schmiede und Wärmebehandlung bis hin zur Nachbearbeitung<br />
und Zerspanung ab.<br />
Freiformschmieden ist keine Fertigungstechnologie<br />
für hohe Stückzahlen, sondern es geht bei<br />
Rosswag vor allem um einzelne Bauteile, bei denen<br />
beispielsweise ein optimaler Faserverlauf<br />
im Bauteil wichtig ist. Von den insgesamt 200<br />
Mitarbeitern sind dementsprechend allein 20 in<br />
der Qualitätssicherung tätig. Ein Mitarbeiter des<br />
TÜV Süd begleitet dort nahezu täglich die Prüfprozesse<br />
– das unterstreicht, wie ausschlaggebend<br />
die Qualität der hergestellten Teile ist.<br />
Rosswag verfügt über<br />
eigene Verdüsungs-, Aufbereitungs-<br />
und Prüftechnologien<br />
für Metallpulver.<br />
Das Wissen um über<br />
400 Werkstofflegierungen<br />
sorgt für individuelle<br />
Materialien und Sonderwerkstoffe<br />
für die<br />
Verwendung in der SLM-<br />
Anlage.<br />
Bild: Rosswag Engineering<br />
Pulver mit neuen Eigenschaften<br />
Vor einigen Jahren begann man, Beratungskapazitäten<br />
aufzubauen, um Kunden bei der <strong>Konstruktion</strong><br />
von Schmiedeteilen und im richtigen<br />
Einsatz von Werkstoffen zu beraten. 2014 kaufte<br />
Rosswag eine Metall-3D-Druckanlage von SLM<br />
Solutions und gründete den Geschäftsbereich<br />
Rosswag Engineering, der sich um die neue Fertigungstechnologie<br />
kümmern sollte. Gregor<br />
Graf, Leiter Engineering, war von Anfang an dabei:<br />
„Wir hatten schon gesehen, dass die Auswahl<br />
an verfügbaren Metallpulvern sehr begrenzt<br />
ist, deshalb kauften wir eine Anlage von<br />
SLM. SLM Solutions bietet ein offenes System,<br />
in dem sich ohne Garantieverlust mit Materialien<br />
und Parametern experimentieren lässt.“<br />
Es hatte sich gezeigt, dass Sonderpulver kaum<br />
wirtschaftlich zu bekommen war, Lieferzeiten oft<br />
bei 25 bis 30 Wochen lagen und die Pulver oft<br />
nicht wirklich sortenrein waren, weil sich die üblichen<br />
Pulvererzeugungsanlagen schlecht reinigen<br />
lassen. Und so kam Anfang des Jahres<br />
2018 noch eine Pulvererzeugungsanlage von<br />
42 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Bild: Rosswag Engineering<br />
dem im nahegelegenen Walzbachtal angesiedelten Spezialisten<br />
Blue Power hinzu. In dieser können die Werkstoffspezialisten von<br />
Rosswag wirtschaftlich auf kleine Mengen beliebiger Metallwerkstoffe<br />
aufschmelzen und in einem Gasstrom zu 3D-Druck-fähigem<br />
Pulver verarbeiten. Graf sagt: „Bisher sind auf dem Markt kaum<br />
mehr als 20 verschiedene Standardlegierungen mit Parametersätzen<br />
erhältlich, dieselbe Anzahl an Sonderpulvern haben wir allein im<br />
letzten Jahr in der Blue Power-Anlage zu Pulver verarbeitet und auf<br />
unseren inzwischen zwei SLM-Anlagen qualifiziert.“ Der Mehrwert<br />
des 3D-Drucks liege nicht allein im neuen Fertigungsverfahren, sondern<br />
auch im Material. „Durch die extrem kurzen Aufheiz- und Abkühlzeiten“,<br />
so Graf weiter, „ergeben sich Gefügestrukturen im Metall,<br />
die sonst nicht vorkommen. So lassen sich ganz neue Werkstoffeigenschaften<br />
erzeugen.“ Rosswag hat seine Labor- und Prüftechnik<br />
für Metallwerkstoffe erweitert, um 3D-gedruckte Metallbauteile<br />
– beispielsweise auf diese Gefügeveränderung im Prozess –<br />
untersuchen zu können.<br />
Es entstehen ständig neue interessante Praxisanwendungen für<br />
3D-Druckteile, unter anderem entwickelte man gemeinsam mit<br />
MAN eine Turbinenleitschaufelsektion für Gasturbinen, ein Werkzeughersteller<br />
war Partner bei der Realisierung eines innengekühlten<br />
3D-gedruckten Abstechmeißels für Drehmaschinen. Dort kann<br />
die additive Technologie ihre Stärken ausspielen, da die Kanäle völlig<br />
frei im Innern des Werkzeughalters verlegt werden können.<br />
So war es wohl unvermeidbar, dass Rosswag seine beiden Spezialgebiete<br />
Schmieden und AM zusammenbrachte und ein hybrides<br />
Fertigungsverfahren namens ForgeBrid entwickelte. In dem im letzten<br />
Jahr mit dem Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg<br />
prämierte Verfahren wird zunächst ein Teil geschmiedet und dann<br />
„Der<br />
Mehrwert<br />
des 3D-Drucks<br />
liegt nicht<br />
allein im neuen<br />
Fertigungs -<br />
verfahren,<br />
sondern auch<br />
im Material.“<br />
Gregor Graf,<br />
Leiter Engineering,<br />
Rosswag Engineering<br />
Höchst<br />
Präzise.<br />
ZOLLERN-Stahlprofile<br />
sind langlebig und<br />
wirtschaftlich.<br />
Die Formen und Werkstoffe der<br />
Profile sind nahezu grenzenlos<br />
und individuell gestaltbar. In der<br />
hochmodernen Fertigung von<br />
ZOLLERN entstehen Stahlprofile<br />
und einbaufertige Komponenten,<br />
die mit absoluter Maßgenauigkeit<br />
und hoher Lebensdauer<br />
überzeugen, beispielsweise als<br />
• Rollen-/Kugelführungen<br />
• Teleskopschienen<br />
• Ritzel-, Zahnradprofile<br />
• Profile für Nutensteine<br />
• Spannbackenprofile<br />
Profitieren Sie von einer Auswahl<br />
aus mehr als 200 Stahlsorten<br />
und Stahllegierungen<br />
und individuell angepassten<br />
Werkstoffeigenschaften.<br />
www.zollern.com<br />
Bild: Rosswag Engineering<br />
Hauptmerkmale der<br />
Metallpulverqualität<br />
sind u. a. die chemische<br />
Zusammensetzung,<br />
die Partikelgrößenverteilung<br />
und deren<br />
Form. Diese haben<br />
Einfluss auf die Schüttdichte<br />
und Fließfähigkeit<br />
beim Erzeugen des<br />
Pulverbetts, was den<br />
Energieeintrag des<br />
Lasers beeinflusst<br />
ZOLLERN GmbH & Co. KG<br />
ZOLLERN<br />
T +49 7571 - 70-0<br />
GmbH<br />
E zst@zollern.com<br />
& Co. KG<br />
T + 49 7571 70-380<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 43
Digitale Zwillinge<br />
vernetzen<br />
Methoden – Seite 12<br />
Beschreibungen der<br />
Dinge als Grundlage<br />
Internet of Things – Seite 36<br />
03 2019<br />
Digitale Pioniere – Seite 16<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> systems engineering 03 2019 1<br />
TRENDS<br />
SYSTEMS ENGINEERING<br />
Eines der ersten Projekte mit Ansys<br />
Additive Printing war der Druck von<br />
Knotenteilen eines Fahrradrahmens,<br />
die durch Kohlefaserrohre verbunden<br />
wurden. Wären die Knotenteile<br />
ver zogen gewesen, hätten sich die<br />
ultrasteifen Rohre nicht in die<br />
Muffen einstecken lassen<br />
Bild: Rosswag Engineering<br />
auf dieses Teil im 3D-Drucker Strukturen aufgebracht. Das Pulver<br />
kann sogar aus Reststücken des Schmiedevorgangs erzeugt werden,<br />
so dass sowohl der geschmiedete als auch der 3D-gedruckte<br />
Bereich aus Material einer Charge besteht.<br />
Den Ablauf des 3D-Drucks realistisch nachvollziehen<br />
Mit Simulation hatte man schon im Schmiedebereich Erfahrungen<br />
gesammelt, nun sollten die Entwicklung neuer Pulver und der<br />
3D-Druck mit Hilfe von Simulationssoftware unterstützt werden.<br />
„Es gibt da eine ganze Reihe kleinerer Spezialanbieter am Markt“, erläutert<br />
Graf, „wir suchten aber nach einem großen Hersteller, bei<br />
dem eine langjährige, stabile Zusammenarbeit möglich erschien. So<br />
sind wir auf Ansys und deren Additive-Suite gestoßen.“<br />
Von Digitalisierung profitieren<br />
Dieser Artikel stammt aus der monatlich<br />
Smarte Produkte I Digitalisierung I Industrie 4.0<br />
erscheinenden <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Auf dem Weg zur<br />
‚Intelligent Engine‘<br />
systems engineering, die von der<br />
Redaktion der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> als<br />
Digitalmagazin erstellt wird. Das Systems<br />
Engineering (SE) liefert nicht nur Methoden und<br />
Tools zur disziplinübergreifenden Zusammenarbeit<br />
von Mechanik- und E-Technikspezialisten<br />
mit der Softwareprogrammierung, es liefert auch den Schlüssel zur<br />
Nutzung der Chancen der Digitalisierung. Wer konsequent vernetzte<br />
‚smarte‘ Produkte realisieren will, muss über den kompletten Lebens -<br />
zyklus hinweg denken und Abteilungsgrenzen überwinden.<br />
Interessiert? Das komplette Magazin findet sich hier:<br />
hier.pro/RsCN2<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
Hinweise zu besonders interessanten Artikeln und<br />
neuen Ausgaben geben wir auch über LinkedIn:<br />
hier.pro/Ax1zk<br />
TIPP<br />
Ansys Additive Printing berechnete<br />
neben der Festigkeit die Verformungen,<br />
die durch die Spannungen im Knotenteil<br />
entstehen. Daraus wiederum erzeugt<br />
die Software ein vorverformtes Bauteil,<br />
das die Spannungen vorwegnimmt<br />
Bild: Rosswag Engineering<br />
Ansys Additive Print ist eine Simulationsapplikation, mit der sich der<br />
additive Fertigungsprozess simulieren lässt. Die Software, die auf<br />
der Ansys Mechanical-Suite aufbaut und deren Solver nutzt, nimmt<br />
zum einen ein STL-Modell der 3D-Geometrie entgegen. Zum anderen<br />
liest Additive Print die Druckdatei ein, die die Rosswag-Spezialisten<br />
in der SLM-eigenen Software oder in Materialise Magics erstellt<br />
haben. Diese Datei enthält die Bahnen, die der Laser pro Schicht abfährt,<br />
sowie die zugehörigen Laserparameter. Die Ansys-Software<br />
kann damit den Ablauf des 3D-Drucks realistisch nachvollziehen und<br />
aus dem Wärmeeintrag die Spannungen in Bauteilen und Stützstrukturen<br />
berechnen.<br />
So kann Ansys Additive Printing neben der Festigkeit, die von der<br />
Lage und Orientierung des Teils im Drucker abhängig ist, die Verformungen<br />
berechnen, die durch die Spannungen im Bauteils entstehen.<br />
Daraus wiederum erzeugt die Software auf Wunsch ein vorverformtes<br />
Bauteil, das die Spannungen vorwegnimmt. Dieses verformte<br />
Modell lässt sich wiederum in Materialise Magics einlesen<br />
und dort in eine Druckdatei weiterverarbeiten. Im 3D-Druck entsteht<br />
dann ein völlig unverzerrtes Bauteil, das der ursprünglichen Geometrie<br />
entspricht. „Wie gut das funktioniert, haben wir in einem unser<br />
ersten Projekte erfahren“, erinnert sich Graf. Wir druckten die Knotenteile<br />
eines Fahrradrahmens, die dann durch Kohlefaserrohre verbunden<br />
wurden. Wären die Knotenteile verzogen aus dem Drucker<br />
gekommen, hätten sich die ultrasteifen Kohlefaserrohre nicht in die<br />
44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
SYSTEMS ENGINEERING<br />
TRENDS<br />
Muffen einstecken und miteinander verbinden lassen. Mit Hilfe von<br />
Ansys Additive Print konnten wir Teile drucken, mit denen der Rahmen<br />
sich praktisch ohne Nacharbeit zusammensetzen ließ.“<br />
Das zweite Paket Additive Science ist in Teilen mit der aktuellen Version<br />
Ansys 2019.1 veröffentlicht worden. Es ermöglicht, die chemische<br />
Zusammensetzung und das Verhalten eines Materials im<br />
Druck zu simulieren, so dass schon vor der ersten Bauteilfertigung<br />
ein guter Eindruck der endgültigen Materialeigenschaften gewonnen<br />
werden kann. Noch wichtiger sind dabei jedoch die Findung und<br />
die Optimierung der Druckparameter. Mit Hilfe der Simulation in Additive<br />
Science lassen sich Laserstärke und -geschwindigkeit sowie<br />
die Scanstrategie – also die Reihenfolge der Schmelzvorgänge in ei-<br />
ner Schicht – entwickeln, um<br />
einen neuen Werkstoff optimal<br />
drucken zu können.<br />
den, um die zukunftsträchtige Additive Fertigungstechnik weiterzuentwickeln<br />
und mit neuen Materialien das Potential dieser Technologie<br />
zu erweitern.“<br />
eve<br />
www.ansys.com<br />
www.inneo.com<br />
www.rosswag-engineering.de<br />
Details zur Ansys Additive Suite:<br />
hier.pro/pRB35<br />
Weniger Testläufe<br />
„Das passierte bisher sehr<br />
stark nach dem Trial-and-Error-<br />
Prinzip“, sagt Graf. „Man testete<br />
ein Parameterset, untersuchte<br />
das Teil, passte die Parameter<br />
an, druckte wieder<br />
und so weiter. Unser Ziel ist<br />
es, mit viel weniger physikalischen<br />
Tests schneller zum Ziel<br />
zu gelangen. Statt zwei bis drei<br />
Monaten für die komplette<br />
Prozessentwicklung eines neuen<br />
Materials streben wir zwei<br />
bis drei Wochen an.“<br />
Ansys stellte schnell fest, dass<br />
Rosswag mit seinem Materialwissen<br />
wichtigen Input liefern<br />
kann und so haben die beiden<br />
Unternehmen inzwischen eine<br />
Partnerschaft geschlossen, in<br />
der gemeinsam Parametersets<br />
für neue Materialien erarbeitet<br />
und die Materialeigenschaften<br />
bestimmt werden. So können<br />
die Ansys-Entwickler die Simulation<br />
an den realen Materialien<br />
kalibrieren. Inneo kam als<br />
Ansys-Partner ins Spiel, als es<br />
an die Abwicklung des Lizenzkaufs<br />
ging. Die Inneo-Simulationsspezialisten<br />
sind zudem dabei,<br />
gemeinsam mit Ansys und<br />
Rosswag Know-how im Additive-Bereich<br />
aufzubauen. Graf<br />
blickt in die Zukunft: „Wir planen<br />
gemeinsame Schulungen<br />
mit Inneo und werden auf Inneo-Veranstaltungen<br />
unsere<br />
Lösung vorstellen.“ Gregor<br />
Graf schließt: „Mit Ansys und<br />
Inneo hat Rosswag Engineering<br />
wichtige Partner gefun-<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 45
TRENDS<br />
NEWS<br />
IoT-Lösungen<br />
App zur mobilen Inbetriebnahme von Nord-Antrieben<br />
Nord Drivesystems hat eine App zur Diagnose,<br />
Analyse, Monitoring sowie Parametrierung<br />
seiner Antriebssysteme entwickelt. Die<br />
neue Nordcon App und der dazugehörige<br />
Bluetooth-Stick Nordac Access BT ermöglichen<br />
eine temporäre kabellose Verbindung.<br />
Die Inbetriebnahme der Antriebe kann damit<br />
beschleunigt, die Wartung vereinfacht und<br />
Mängel schneller behoben werden. Dadurch<br />
lassen sich Stillstandzeiten verringern. Der<br />
Bluetooth-Stick dient als Brücke zwischen<br />
Antriebssystem und App. Der Stick ist mit<br />
der Software verbunden und wird direkt am<br />
Frequenzumrichter eingesetzt. Der Anwender<br />
erhält so einen Zugriff auf die Antriebsdaten<br />
und behält die Zugangskontrolle. Der<br />
Stick kann auch ohne die App genutzt wer-<br />
den, beispielsweise zur Sicherung von Parameter-Daten.<br />
Sollte der Frequenzumrichter<br />
beschädigt werden oder der Antrieb getauscht<br />
werden müssen, lässt sich so die ursprüngliche<br />
Parametrierung über den Stick<br />
wieder einspielen. Auch der Parameter-Transfer<br />
zwischen einem Antrieb und einem PC ist<br />
möglich. Die Dashboard-basierte Visualisierung<br />
kann zur Antriebsüberwachung und<br />
Fehlerdiagnose genutzt werden. Die Parametrierung<br />
von Antrieben ist durch eine Hilfefunktion<br />
und einen Parameter-Schnellzugriff<br />
einfach und unkompliziert realisierbar. Darüber<br />
hinaus verfügt die App über weitere praktische<br />
Features wie eine Backup- und Recovery-Funktion<br />
für die einfache Handhabung<br />
der Antriebsparameter sowie eine individuell<br />
reparatur durch. Alle Konvertierungsdaten<br />
werden für das jeweilige Zielsystem optimiert,<br />
aktuelle Schnittstellen-Updates garantieren<br />
die Kompatibilität. Auch Attribute und<br />
PMI werden zuverlässig übertragen. Die neuen<br />
Fähigkeiten ermöglichen eine Überprükonfigurierbare<br />
Oszilloskop-Funktion zur Antriebsanalyse.<br />
Video-Tutorials und eine Möglichkeit<br />
zur direkten Kontaktaufnahme mit<br />
dem NORD-Support unterstützen den Anwender<br />
zusätzlich bei seiner Arbeit. eve<br />
www.nord.com<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
CAD-Direktkonverter<br />
Camtex erweitert den DirectTranslator<br />
Bild: Triboform Engineering<br />
Die von Camtex entwickelte Version EX 8.1<br />
des DirectTranslators beinhaltet neue Funktionen<br />
zur Geometrievereinfachung und -prüfung.<br />
Auf Knopfdruck konvertiert die Lösung<br />
viele Formate und führt während der Umwandlung<br />
zudem eine automatische Daten-<br />
fung der Produktdatenqualität, die Vereinfachung<br />
von 3D-Geometrien sowie die Validierung<br />
von CAD-Modellen. Die Software ist als<br />
Standalone-Version verfügbar oder kann als<br />
Plug-in direkt in verschiedene CAD-Systeme<br />
integriert werden. Speziell für Daimler-Zulieferer<br />
wird der DirectTranslator als Werkzeug<br />
zur bidirektionalen JT-Konvertierung angeboten.<br />
Er erfüllt alle Anforderungen der Daimler-<br />
JT-Qualifikation und wurde von der Daimler<br />
AG zertifiziert. Die neue Version unterstützt<br />
das aktuellste Daimler JT Supplier Package<br />
18.2. Zudem stellt Camtex einen kostenlosen<br />
Leitfaden zur JT-Qualifikation zur Verfügung.<br />
Im Übrigen: Die Basis für den DirectTranslator<br />
Advanced ist die automatisierbare Unternehmensplattform<br />
Asfalis.<br />
eve<br />
www.camtex.de<br />
Blechumformung<br />
Triboform verbessert Simulation der Tribologie<br />
Im Rahmen der kontinuierlichen Weiterentwicklung<br />
der Softwareprodukte bietet Tribo-<br />
Form Engineering nun eine wichtige Funktionalität<br />
in Bezug auf eine realistischere Berücksichtigung<br />
tribologischer Effekte. Mit TriboForm<br />
R3.1 können Anwender eigene experimentelle<br />
Reibungsdaten sowie Daten zur<br />
Blech- und Werkzeugoberfläche importieren<br />
und verwenden. Darüber hinaus kann nun<br />
auch die richtungsabhängige Reibung berücksichtigt<br />
werden. Dies ist wichtig, da die gewählte<br />
Gleitrichtung über die Blechoberflä-<br />
che einen direkten Einfluss auf das Reibungsverhalten<br />
hat. Mit TriboForm 3.1 können<br />
Anwender die Simulation, Visualisierung<br />
und Auswertung von Reibungs- und Schmierungsbedingungen<br />
effizient und präzise<br />
durchführen. Das Fachwissen innerhalb der<br />
Tribologie hat gezeigt, dass die Genauigkeit<br />
in der Blechumformsimulation erhöht wird,<br />
wenn der in dieser Art von Simulation übliche<br />
konstante Reibungskoeffizient durch realistische<br />
und hochgenaue Reibungs- und<br />
Schmiermitteldaten ersetzt wird. Die neues-<br />
ten industriellen Trends und Anforderungen<br />
haben zudem verdeutlicht, dass die Integration<br />
der Reibungs- und Schmiermitteldaten in<br />
die Blechumformsimulation wesentlich zur<br />
höheren Simulationsgenauigkeit beiträgt. eve<br />
www.triboform.com<br />
Bild: Camtex<br />
46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS<br />
TRENDS<br />
Computer Aided Engineering<br />
AmpereSoft bietet Lösungen rund um das CAE<br />
Das Bonner Unternehmen AmpereSoft hat<br />
seine Lösung ToolSystem aktualisiert. Die Verbesserungen<br />
erfolgten unter anderem am<br />
QuotationAssistant und dem Routing -<br />
Assistant. Der RoutingAssistant ermöglicht<br />
ein vollautomatisiertes und exaktes Verdrahtungsrouting<br />
unter Berücksichtigung der Tiefenmaße<br />
wie etwa Schranktüren. Ergebnis<br />
ist eine vollständige Kabelkonfektionierung,<br />
die beispielsweise Länge, Durchmesser und<br />
Farbe der zu verwendenden Drähte aufführt.<br />
Der QuotationAssistant unterstützt den Anwender,<br />
indem er Anfragen automatisiert<br />
analysiert und auf bestimmte Schlüsselbegriffe<br />
durchsucht, die Hinweise auf die Anforderungen<br />
geben. Im Anschluss findet ein Abgleich<br />
der vom Unternehmen angebotenen<br />
Leistungen und der angefragten Anforderungen<br />
statt. Im nächsten Schritt werden die<br />
passenden Leistungen für ein Angebot vorgeschlagen.<br />
Durch die Integration in das Tool-<br />
System können Projektdaten aus den ebenfalls<br />
integrierten Configuratoren direkt in die<br />
Angebotskalkulation übernommen werden.<br />
Fällt die Antwort auf das Angebot positiv aus,<br />
werden die Daten für das Detail-Engineering<br />
Bild: AmpereSoft<br />
ganz einfach aus der Angebotskalkulation in<br />
das CAE-System ProPlan übernommen. eve<br />
www.amperesoft.net<br />
Direktschnittstellen zu CAD-Systemen<br />
Core-Technologie verbessert 3D_Kernel_IO Software Developer Kit<br />
Softwarehersteller aus den Bereichen Virtual<br />
Reality, Finite Elemente, CAM und Messtechnik<br />
setzen die CT_Kernel_IO von Core<br />
Technologie seit vielen Jahren ein, um große<br />
3D-Daten von verschiedenen CAD-Systemen<br />
und Formaten in ihre Tools einzulesen. Zur Integration<br />
von Direktschnittstellen zu CAD-<br />
Systemen hat das Unternehmen das 3D_Kernel_IO<br />
Software Developer Kit (SDK) entwickelt.<br />
Damit bietet der Hersteller ein einfach<br />
zu integrierendes Application Programming<br />
Interface (API) an, mit dem Software-Hersteller<br />
ausgereifte Schnittstellen und andere<br />
Spezialfunktionen im Handumdrehen im eigenen<br />
Produkt verfügbar machen können.<br />
Die neueste Version ist nun auf dem Markt.<br />
Neben den konventionellen Systemen wie<br />
Bild: Core-Technologie<br />
Catia V5 und V6, NX, Solidworks, Creo, Inventor<br />
und JT verfügt das neue Tool ab sofort<br />
über eine Step AP 242 Extended Schnittstelle,<br />
die alle 3D-Master relevanten Informationen<br />
verfügbar macht. Es besitzt eine Healing-<br />
Funktion, das heißt eine automatische Datenkorrektur,<br />
die für eine bestmögliche Qualität<br />
der Daten im Zielsystem sorgt und durch das<br />
Feature Reading alle Informationen zur <strong>Konstruktion</strong>shistorie<br />
sowie die 3D-Bemaßungen<br />
und Attributinformationen verfügbar macht.<br />
Für viele Softwarehersteller, deren Prozesse<br />
auf CAD-<strong>Konstruktion</strong>sdaten aufsetzen, bietet<br />
das SDK einen Mehrwert für integrierte<br />
Prozesse im Kontext von Industrie 4.0. eve<br />
www.coretechnologie.de<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 47
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NEWS<br />
TRENDS<br />
Materialmanagement<br />
Perzeptron entwickelt Software für Elektronikhersteller<br />
Perzeptron hat die Software Materialwirtschaft<br />
im Gleichgewicht (MiG) entwickelt.<br />
MiG ist ein Modul, das das schnelle und effiziente<br />
Bearbeiten von Materialengpässen innerhalb<br />
der Liefer- und Fertigungsaufträge ermöglicht.<br />
Die Software umfasst die Funktionen<br />
Liefer- und Fertigungsübersicht sowie<br />
Engpassbetrachtung und Bestandsoptimierung.<br />
Durch dieses Werkzeug wird eine gemeinsame<br />
Datenbasis für den Vertrieb, die<br />
Produktionsplanung, den Einkauf und die Geschäftsführung<br />
geschaffen. MiG stellt Engpässe<br />
grafisch dar und ermöglich so ein leichtes<br />
Erkennen und Reagieren. Darüber hinaus<br />
hat das Unternehmen die Softwarelösung<br />
easyCalculation (eCalc) entwickelt. Durch sie<br />
wird die Anfrageerstellung und Angebotsverarbeitung<br />
automatisiert. Nach Sichtung der<br />
Daten können mit eCalc innerhalb kurzer Zeit<br />
LineCard-bezogene Anfragen vollautomatisch<br />
an die Bauteillieferanten versendet werden.<br />
Die Verarbeitung der eingehenden Angebote<br />
erfolgt ebenfalls automatisiert. Das<br />
Ergebnis ist eine Kalkulation, die sowohl für<br />
eine als auch für mehrere Stücklisten mit unterschiedlichen<br />
Staffelmengen erstellt werden<br />
kann. In dieser Kalkulation sind alle vorhandenen<br />
Informationen wie Preise, Lieferzeiten,<br />
Mindestbestellmengen usw. enthalten<br />
und ermöglichen einen leichten Vergleich.<br />
Beide Softwarelösungen verhelfen Elektronikherstellern<br />
zu einem effizienten Materialmanagement<br />
sowie zu einer Verbesserung<br />
der Angebotsquote.<br />
eve<br />
https://perzeptron.de/<br />
Bild: Perzeptron<br />
CAD-Software<br />
DataCAD launcht 3DViewStation 2019<br />
DataCAD bietet 3DViewStation 2019 an, die<br />
neue Version des 3D-CAD- und Universalviewers<br />
für 3D- und 2D-Viewing, 3D-CAD-Analyse,<br />
Technische Dokumentation und 3D-Publishing.<br />
Geeignet ist das CAD-Visualisierungswerkzeug<br />
für Anwender aus den Bereichen<br />
Vertrieb und Marketing, Design, Arbeitsvorbereitung,<br />
Fertigung, Dokumentation, Service<br />
und Ersatzteilwesen. Mit dem Viewer<br />
können Daten aus verschiedenen CAD-Systemen<br />
ohne Konvertierung zusammengela-<br />
den und untersucht werden. Er bietet Messen<br />
und Bemaßen, Ermittlung von Entfor-<br />
Bild: DataCAD<br />
mungsschrägen- und Wandstärkenanalyse,<br />
Markups und Anmerkungen sowie Vergleiche<br />
von 2D- & 3D-CAD-Dateien. Explosionsdarstellungen<br />
und automatische Stücklistengenerierung<br />
erhöhen die Übersichtlichkeit der<br />
Darstellung.<br />
3DviewStation unterstützt native Formate<br />
wie Catia V4 & V5 & V6, Creo, Pro-Engineer,<br />
SolidWorks, Inventor, Solid Edge, Revit und<br />
neutrale Formate, wie Step, Iges, Acis, Parasolid,<br />
JT, STL, 3DXML und 3D-PDF sowie<br />
2D-Daten wie DWG, DXF, HPGL, DOCX und<br />
PDF.<br />
eve<br />
www.datacad.de<br />
Hardware für Künstliche Intelligenz<br />
Dell verbessert die PowerEdgeServer<br />
Dell EMC hat seine PowerEdge-Server in den<br />
Bereichen Verwaltung, Sicherheit, Leistung<br />
und Skalierbarkeit noch einmal verbessert.<br />
Die Neuerungen bei Servern und der Systemmanagementlösung<br />
OpenManage bieten<br />
eine sichere, skalierbare Plattform als<br />
leistungsstarke Grundlage für Cloud-, Analytics-<br />
und softwaredefinierte Rechenzentrums-Initiativen.<br />
Kunden profitieren unter<br />
anderem von diesen Vorteilen:<br />
Bild: Dell EMC<br />
• Neue Augmented-Reality-Funktionen von<br />
OpenManage Mobile zeigen grafisch auf,<br />
an welcher Stelle der IT-Umgebung ein<br />
Störfall aufgetreten ist, identifizieren den<br />
Zielbereich in der Infrastruktur von Power-<br />
Edge MX – von jedem mobilen Gerät aus.<br />
Unternehmen können durch weniger manuelle<br />
Schritte die Zeit für die Verwaltung<br />
der Server und beim Abruf von Serverprotokollen<br />
um bis zu 28% reduzieren.<br />
• Durch die enge Zusammenarbeit von Dell<br />
EMC und Intel können PowerEdge-Server<br />
über die agentenfreie Verwaltungsfunktion<br />
von OpenManage Intel Optane DC Persistent<br />
Memory und Intel Optane DC SSDs<br />
erkennen, überwachen und aktualisieren.<br />
Damit können Administratoren die Konfiguration<br />
von BIOS, Laufwerken und Speicher<br />
automatisieren. Auf Basis der automatischen<br />
Erkennung können sie diese<br />
Konfigurationen ohne weitere manuelle<br />
Eingriffe auf mehrere Server replizieren.<br />
• Dell EMC Ready Solutions ermöglichen<br />
Unternehmen, schneller Ergebnisse von<br />
High-Performance-Computing- und KI-<br />
Anwendungen zu nutzen. Das neue Intel<br />
Deep Learning Boost erleichtert die Bearbeitung<br />
paralleler Use Cases, wie zum<br />
Beispiel Deep Learning, da die Technologie<br />
eine fast drei Mal höhere Leistung in<br />
Deep Neural Networks bietet. eve<br />
www.dellemc.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 49
AUTOMATISIERUNG<br />
TITELSTORY<br />
IO-Link – mehr als nur digitale Übertragung<br />
Breites Produktportfolio<br />
zur Digitalisierung der<br />
letzten Meile<br />
Die Themen Industrie 4.0 und Digitalisierung nehmen enorm an Fahrt auf. Die<br />
Informationen aus den Sensoren, sowohl die digitale Messwertübertragung als<br />
auch zusätzliche Daten, wie detaillierte Statusinformationen oder weitere Messwerte,<br />
helfen dabei, Prozesse und Anlagen effizienter zu betreiben. Gibt es für<br />
kontinuierliche Messsignale sehr gute Lösungen wie Hart oder Profinet, fehlte<br />
bisher eine preiswerte Übertragungsmöglichkeit für Schalter und einfache<br />
Sensoren. IO-Link realisiert nun auch für diese Feldgeräte eine digitale<br />
Anbindung und bringt eine Reihe von Vorteilen.<br />
Thomas Knapp, Produktmanager Temperaturmesstechnik und E-direct<br />
Oliva Homberger, Produktmanagerin Füllstandsmesstechnik,<br />
Markus Bühler, Produktmanager Füllstandsmesstechnik,<br />
alle Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG<br />
50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
TITELSTORY<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Mit IO-Link werden auch einfache Geräte digital zugänglich:<br />
Die Technologie hat sich in der Praxis bewährt und wird vermehrt<br />
im Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt. Dabei bieten die<br />
IO-Link Sensoren von Endress+Hauser eine nahtlose Systemintegration<br />
in alle wichtigen industriellen Systeme wie zum Beispiel<br />
Siemens TIA Portal oder Rockwell Automation Studio 5000. Darüber<br />
hinaus ist dank der neuesten IO-Link-Spezifikation V 1.1 beste Kompatibilität<br />
gewährleistet. Hiervon profitieren alle IO-Link-Produkte<br />
des Herstellers, da sie nach dieser Spezifikation getestet und<br />
zertifiziert sind. Das Unternehmen bietet die IO-Link-Funktionalität<br />
neben den bisherigen elektrischen Ausgängen kostenneutral als<br />
Option an. In der digitalen Variante ist dann zum Beispiel die Offline-<br />
Parametrierung möglich, die Daten sind transparent verfügbar und<br />
Geräte können nach dem Plug-and-Produce-Verfahren ausgetauscht<br />
werden.<br />
Bild: Endress+Hauser/Konradin Mediengruppe<br />
Füllstandsmessgeräte und Grenzschalter:<br />
Zusatznutzen durch IO-Link<br />
Der Messtechnik-Spezialist bietet die größte Auswahl an kostengünstigen<br />
Grenzwertschaltern mit IO-Link-Schnittstelle am Markt,<br />
hier gilt: Das Unternehmen bietet für jede Messaufgabe das passende<br />
Messprinzip. Dank der IO-Link-Schnittstelle werden so selbst<br />
einfache Schalter intelligent. Ein großer Vorteil der digitalen Messwertübertragung<br />
mittels IO-Link ist, dass kontinuierlich mehrere<br />
Parameter übertragen werden können. Die Sensoren stellen über<br />
die digitale Schnittstelle außerdem jetzt auch Diagnoseinformationen<br />
zur Verfügung, die genaue Auskunft über den Sensorzustand<br />
geben. Bei Schaltern ist zusätzlich zum Schaltzustand noch ein kontinuierlicher<br />
Messwert übertragbar. Damit ergeben sich ganz neue<br />
Einsatzmöglichkeiten. Der konduktive Grenzschalter Liquipoint<br />
FTW23 kann zum Beispiel nicht nur in wässrigen Flüssigkeiten, sondern<br />
auch in Ölen eingesetzt werden. IO-Link erlaubt hier die einfache<br />
Änderung der Parameter, sodass ein Abgleich auf nicht-leitfähige<br />
Medien möglich ist. Sogar Applikationen zur Medienerkennung<br />
oder Medientrennung werden somit realisierbar. Auch der sehr<br />
kompakte, frontbündige Grenzschalter für Flüssigkeiten und pastöse<br />
Medien, der Liquipoint FTW33, wurde mit einer IO-Link-Schnittstelle<br />
ausgestattet. Das Gerät vereint konduktive und kapazitive<br />
Messtechnik und eignet sich für den Einsatz in der Lebensmittelund<br />
Getränkeindustrie, ist darüber hinaus aber auch in anderen Industrien<br />
einsetzbar. Er ist für Öl- und wasserbasierte Flüssigkeiten<br />
und klebrige Medien konzipiert und absolut frontbündig im Design.<br />
Dank IO-Link wird er im Funktionsumfang noch universeller: So<br />
lässt sich zum Beispiel erkennen, wenn sich Ansatz am Sensor bildet,<br />
dank Kompensation bleibt die Schaltfunktion selbst bei starken<br />
Ansätzen zuverlässig.<br />
Der konduktive Grenzschalter Liquipoint FTW23<br />
kann z. B. nicht nur in wässrigen Flüssigkeiten,<br />
sondern auch in Ölen eingesetzt werden<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 51
AUTOMATISIERUNG<br />
TITELSTORY<br />
Das Kompaktthermometer TM311<br />
eignet sich für Temperaturmessungen<br />
in hygienischen und nicht hygie -<br />
nischen Applikationen. Die Elektronik<br />
mit IO-Link bietet neben dem ana -<br />
logen Ausgang auch noch einen<br />
Schaltausgang<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
Neuestes Mitglied der Familie<br />
ist der Nivector FTI26,<br />
ein kapazitiver Grenzschalter<br />
für pulverige und feinkörnige<br />
Schüttgüter aller Art und für<br />
alle Industrien. Dank IO-Link-<br />
Kommunikation ist er bereit<br />
für die Industrie 4.0<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
Der kleinste am Markt<br />
erhältliche Vibrations-<br />
Grenzschalter Liquiphant<br />
FTL31 ist der Allrounder<br />
für den Maschinen- und<br />
Anlagenbau<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
Der kleinste am Markt erhältliche Vibrations-Grenzschalter<br />
Liquiphant FTL31 ist der Allrounder für den Maschinen- und Anlagenbau.<br />
Er und auch sein Zwilling im hygienischen Design, der<br />
Liquiphant FTL33, sind mit IO-Link ausgestattet und bieten hierdurch<br />
einige Mehrwerte: Einerseits lassen sich die Dichte-Schaltschwellen<br />
beliebig verändern, womit sich der Sensor an verschieden<br />
Medien anpassen lässt. Auch kann dank des Sensorchecks die<br />
aktuelle Schwingfrequenz mit der Auslieferfrequenz verglichen werden.<br />
Hierdurch lässt sich Korrosion oder Ansatzbildung im eingebauten<br />
Zustand erkennen. Neuestes Mitglied der Familie ist der<br />
Nivector FTI26, ein kapazitiver Grenzschalter für pulverige und feinkörnige<br />
Schüttgüter aller Art und für alle Industrien – aufgrund der<br />
verwendeten Werkstoffe ist der Schalter auch für den Einsatz in<br />
Lebensmitteln geeignet. Das kapazitive Gerät bietet die beste<br />
Ansatz-Performance seiner Klasse und eine hohe Empfindlichkeit<br />
bei der Detektion des Grenzstands. Zudem ist der Grenzschalter mit<br />
Highlights der Endress+<br />
Hauser-IO-Link-Geräte<br />
INFO<br />
• zeitsparende Parametrierung über das Engineering-System,<br />
keine zusätzliche Software erforderlich<br />
• Bereitstellung von Profilkennungen, Beschreibung der<br />
Prozessdatenstruktur, Produkt-ID, Firmware-Revision und<br />
anwendungsspezifischem Tag<br />
• Bereitstellung zuverlässiger Diagnosedaten, basierend auf<br />
Namur NE 107<br />
• umfassender Zugriff auf Geräte-, Diagnose- und Prozessdaten<br />
IO-Link-Kommunikation bereit für die Industrie 4.0. Auch hier erlaubt<br />
IO-Link, das Gerät abzugleichen. So ist es möglich, unterschiedliche<br />
Schaltschwellen zu setzen, um so verschieden feine Medien wie<br />
Kaffeebohnen und -pulver zu unterscheiden.<br />
Durchflussmessung smart und kompakt<br />
Der Picomag ist das neue magnetisch-induktive Durchflussmess -<br />
gerät im Taschenformat, ausgestattet mit IO-Link-Schnittstelle.<br />
Durch seine kompakten Abmessungen ist er für den Einsatz im<br />
Maschinen- und Anlagenbau prädestiniert, er bietet eine digitale<br />
Integration via IO-Link in übergeordnete Systeme und zeigt sich<br />
robust in den Anwendungen. Er ist das Durchflussmessgerät für die<br />
Messung von Wasser und wasserähnlichen Medien in Hilfskreisläufen<br />
oder an Stellen in Maschinen, Anlagen und Skids, an denen<br />
kompaktes Design gefragt ist. Er erfasst nicht nur den Durchfluss<br />
von elektrisch leitfähigen Medien, sondern auch deren Prozesstemperatur<br />
und einen Leitfähigkeitstrend. Das Durchflussmessgerät besitzt<br />
ein hinterleuchtets zweifarbiges Display, in dem sowohl der<br />
Durchfluss als auch die Temperatur oder der Gesamtzähler dargestellt<br />
wird. Die Textanzeige auf dem Display richtet sich lageabhängig<br />
automatisch aus, kann aber auch fest eingestellt werden, zum<br />
Beispiel bei schrägem Einbau. Die Inbetriebnahme über Bluetooth<br />
und SmartBlue-App ist eines der Highlights des Gerätes. Es lassen<br />
sich alle wichtigen Parameter über die App einstellen, wie die Funktionalität<br />
der Ein/Ausgänge. Sie können beide oder einzeln als<br />
IO-Link-Kommunikationsschnittstelle konfiguriert werden und stellen<br />
darüber hinaus sowohl alle erfassten Messgrößen als auch die<br />
Statusmeldungen bereit.<br />
Druckmesstechnik mit IO-Link Technologie<br />
Selbst die einfachen Druckmessgeräte sind mit den gleichen hochwertigen<br />
Messzellen ausgestattet wie alle anderen Druckgeräte des<br />
Herstellers. Hier stehen die trockene keramische Messzelle (PxC)<br />
und die metallische Messzelle (PxP) zur Auswahl. Die trockene kera-<br />
52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
TITELSTORY<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Der Drucksensor Cerabar PMP23<br />
für hygienische Prozesse bietet<br />
hohe Reproduzierbarkeit und<br />
Langzeit stabilität<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
Die Inbetriebnahme über Bluetooth und SmartBlue-App<br />
ist eines der Highlights des Picomags. Es lassen sich alle<br />
wichtigen Parameter über die App einstellen<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
mische Messzelle ist hoch überlastfest und korrosionsbeständig.<br />
Der abdeckbare Messbereich liegt zwischen 100 mbar und 40 bar,<br />
sowohl für Relativdruck als auch für Absolutdruck. Gerade für Prozesse,<br />
in denen ÖL ungern gesehen ist, ist sie eine geeignete<br />
Lösung. Die metalische Polysiliziumzelle ist ölgefüllt und besitzt eine<br />
Metallmembrane. Sie ist zwischen 400 mbar und 400 bar einsetzbar.<br />
Die Stärke dieser Messzelle liegt im hohen Druckbereich<br />
und in hygienischen Anwendungen. Nach diesem Messprinzip arbeitet<br />
beispielsweise der hygienische Drucktransmitter PMP23, der<br />
in hygienischen Applikationen eingesetzt wird. Die IO-Link-Schnittstelle<br />
bietet hier die Möglichkeit, den Messbereich des Sensors einzustellen.<br />
Zusätzlich besitzt die Sensorvariante mit IO-Link einen<br />
Schaltausgang. Damit ist er eine günstige Lösung für einen Volledelstahlschalter<br />
ohne Display. Die Druckschalter Ceraphant PTC/<br />
PTP31B und PTP33, letzterer für hygienische Anwendungen, sind<br />
ebenfalls mit IO-Link erhältlich. In dieser Version sind die Schaltausgänge<br />
beziehungsweise der Stromausgang über Software einstellbar.<br />
Zusätzlich ist der Messwert über IO-Link abrufbar. Die Druckschalter<br />
bieten noch ein Display und eine 3-Tasten-Bedienung.<br />
Temperatur – schnell und genau<br />
Das Kompaktthermometer TM311 eignet sich für Temperaturmessungen<br />
in hygienischen und nicht hygienischen Applikationen. Die<br />
neue Elektronik mit IO-Link bietet neben dem analogen Ausgang<br />
auch noch einen Schaltausgang. Sehr gut sind die Messgenauigkeit<br />
und die Messgeschwindigkeit: Mit einer Ansprechzeit von
AUTOMATISIERUNG<br />
MESSTECHNIK & SENSOREN<br />
Die Stapel mit Holzwerkstücken für Küchenmöbel von Fournier werden über zwei Anlagen mit jeweils sechs Rollenbahnen bereitgestellt<br />
Bild: Beckhoff Automation<br />
Twinsafe-SC-Klemmen und Analogsensoren überwachen den Transport gestapelter Holzwerkstücke<br />
Maschinensicherheit einfach umgesetzt<br />
IMA Klessmann stellt Fertigungsanlagen für die holzbearbeitende Industrie sowie das Handwerk her. Im Jahr<br />
2017 modernisierte das Unternehmen für einen der größten französischen Küchenhersteller, Fournier SA in<br />
Thônes, ein mehrbahniges Transportsystem für Holzwerkstücke. Dabei konnte man mit Analogsensoren und der<br />
Twinsafe-SC-Technologie auf einfache, flexible und kostengünstige Weise eine zuverlässige Überwachung<br />
gegen unbefugtes Betreten realisieren.<br />
Stefan Ziegler, Redaktionsleitung Presse, Beckhoff Automation, Verl<br />
In dem modernisierten Anlagenbereich werden aus einem Sortierlager<br />
plattenförmige Werkstücke für Küchenmöbel entnommen<br />
und in zwei Kommissionierstationen entsprechend der Auftragslisten<br />
auf Paletten gestapelt. Die fertigen Stapel werden anschließend<br />
aus den Kommissionierbereichen hinaus und über entsprechende<br />
Fördertechnik an nachgelagerte Maschinen transportiert. Diese erhalten<br />
somit nach der Abstapelung die notwendigen Teile genau in<br />
der richtigen Reihenfolge, um möglichst effizient einen Küchenschrank<br />
montieren zu können. Jede der beiden Kommissionierstationen,<br />
die prinzipbedingt zu den sicherheitstechnischen Risikobereichen<br />
gehören, verfügen über sechs Gates zur Ausschleusung der<br />
Werkstück stapel.<br />
Eine Voraussetzung für diese Art von Anwendungen ist laut Michael<br />
Gube, Softwareentwickler bei IMA Klessmann und als Inbetriebnahmeleiter<br />
verantwortlich für dieses Projekt, dass zu keiner Zeit der<br />
Zutritt in den Risikobereich möglich sein darf. Bedingt durch die hohe<br />
Dynamik der in diesem Bereich befindlichen Transportportale und<br />
der bewegten Massen besteht ein hohes Sicherheitsrisiko. Klassisch<br />
wird der Zutritt solcher Anlagenteile mittels Sicherheitslichtschranken<br />
und Muting-Funktionen realisiert. Diese Maßnahme<br />
reichte hier allerdings allein nicht aus. Baulich bedingt konnten die<br />
Sicherheitslichtschranken nur unmittelbar vor dem Risikobereich installiert<br />
werden. Ein unbefugter Zutritt würde zwar durch die Lichtschranke<br />
sicher erkannt; die Zeit würde aber – selbst bei Aktivierung<br />
der maximal möglichen Bremsrampe – nicht ausreichen, um die Be-<br />
wegungen rechtzeitig zu stoppen. Andere Maßnahmen, wie der<br />
Einsatz sicherer Betriebsbremsen, würden die Mechanik extrem<br />
stark belasten und damit auf Dauer wiederum ein Sicherheitsrisiko<br />
darstellen und zudem die Prozesssicherheit gefährden.<br />
Lösung durch ein zweistufiges Konzept<br />
Die Anforderung bestand daher darin, die Personen- und Prozesssicherheit<br />
durch eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung zu garantieren:<br />
Wenn sich eine Person in unzulässiger Weise Zutritt zum Kommissionierbereich<br />
verschaffen möchte, müssen zwei Einrichtungen<br />
durchlaufen werden. Sofern die erste durchschritten wird, fällt das<br />
Portal in den Modus „sicher reduzierte Geschwindigkeit“. Nähert<br />
sich die Person dann der zweiten Einrichtung, wird die Maschine<br />
aus der sicheren Geschwindigkeit heraus gestoppt. Die erste Sicherheitseinrichtung<br />
besteht aus drei Standard-Laufzeitsensoren.<br />
Ein Sicherheitsrisiko besteht immer dann, wenn sich im Bereich dieser<br />
Sensoren entweder kein Materialstapel befindet oder der Materialstapel<br />
in diesem Bereich sich nicht bewegt.<br />
Das Zutrittsrisiko während dieser Phasen wird folgendermaßen zuverlässig<br />
ausgeschlossen: Sobald ein Plattenstapel unterhalb des<br />
Bereichs der Laufzeitsensoren bewegt und anschließend gestoppt<br />
wird, messen die Laufzeitsensoren einmalig die aktuelle Stapelhöhe<br />
(Latch). Fährt der Stapel komplett aus dem Bereich hinaus, erhält<br />
die Stapelhöhe den Wert 0. Die im Stillstand ermittelten Werte der<br />
drei Sensoren werden an die Sicherheitssteuerung übertragen und<br />
54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Bild: Beckhoff Automation<br />
Die Twinsafe-Logic EL6910 kann mithilfe der Twinsafe-SC-Klemmen<br />
auch Standardsignale sicherheitstechnisch auswerten<br />
Bild: Beckhoff Automation<br />
Über die Twinsafe-SC-Klemmen werden die Analogsignale von<br />
insgesamt 36 Lichtlaufzeitsensoren erfasst<br />
kontinuierlich mit den Istwerten der Laufzeitsensoren verglichen.<br />
Versucht nun eine Person sich bei einem nicht vorhandenen oder<br />
über einen stehenden Stapel Zutritt zu verschaffen, weicht mindestens<br />
einer der drei Istwerte von der gelatchten Position ab. Dies<br />
führt unmittelbar dazu, dass die Portale in den Modus „sichere Geschwindigkeit<br />
(SLS)“ übergehen. Nachdem die Person die erste Sicherheitseinrichtung<br />
überwunden hat, müsste sie zusätzlich die<br />
zweite Einrichtung, also unmittelbar vor dem Kommissionierbereich<br />
platzierte Sicherheitslichtschranken, überwinden. Erkennt diese einen<br />
Zutritt, werden die sich bereits nur noch mit einer sicher<br />
reduzierter Geschwindigkeit bewegenden Achsen endgültig zum<br />
Stillstand gebracht.<br />
Analogwertverarbeitung spart deutlich Kosten<br />
Voraussetzung für die effiziente Safety-Lösung war für Gube die<br />
Fähigkeit der Twinsafe-Logic EL6910 von Beckhoff zur Verarbeitung<br />
analoger Signale: „Zuvor bestand an dieser Anlage ein Sicherheitsdefizit,<br />
auch wenn die Rollenbahn nicht begehbar ausgeführt wurde.<br />
Ein Betreten war allerdings in Einzelfällen dennoch möglich, beispielsweise<br />
wenn nur eine sogenannte Schonerplatte transportiert<br />
wurde. Die zum Schutz eingesetzte Sicherheitslichtschranke befand<br />
sich in zu geringem Abstand zum sich bewegenden Portal, sodass<br />
dieses im Gefahrenfall nicht schnell genug anzuhalten war. Erste<br />
Lösungsansätze, wie zum Beispiel Schutztore oder der Einsatz von<br />
Radarscannern, wären nur mit einem hohen mechanischen Aufwand<br />
möglich gewesen. Die Alternative mit Twinsafe SC und<br />
Lichtlaufzeitsensoren ist hier einfacher und flexibler sowie auch<br />
kostengünstiger.“<br />
Safety-Funktionsbausteine<br />
für analoge Sensorsignale<br />
Die Sicherheitsfunktionen basierend auf den Analogsignalen der<br />
Lichtlaufzeitsensoren konnten laut Gube in Twincat 3 mit den entsprechenden<br />
Safety-Funktionsbausteinen komfortabel und vor allem<br />
einfach skalierbar umgesetzt werden. Auch die Komplexität der<br />
Anlage stellte kein Problem dar. Sie besteht aus zwei hard- wie softwareseitig<br />
gleichen Maschinen, in denen je ein Embedded-PC<br />
CX9020, eine Twinsafe-Logic EL6910 sowie sechs – für jede Rollenbahn<br />
eine – analoge Twinsafe-SC-Eingangsklemmen EL3124-0090<br />
zum Einsatz kommen. Bettina Keller, Applikation/Support von<br />
Beckhoff, ergänzt dazu: „Weiterhin werden pro Maschine vier<br />
Twinsafe-Digital-Eingangsklemmen EL1904 für die Sicherheitsquittierung<br />
und die zweikanaligen Mutingeingänge sowie eine Digital-<br />
Ausgangsklemme EL2904 zur Ansteuerung der Sicherheitsschütze<br />
verwendet. Alle notwendigen Funktionen, wie die maximal zulässige<br />
Dauer eines Mutingvorgangs, ließen sich komfortabel mit den<br />
Funktionsbausteinen konfigurieren.“ Das bestätigt auch Softwareentwickler<br />
Gube: „Mit den Safety-Bausteinen lassen sich auf<br />
einfache Weise viele Sicherheitsfunktionen realisieren. Ein<br />
besonderer Vorteil liegt darin, dass dies durchgängig, also auch für<br />
die analogen Eingangssignale gilt.“ Die Voraussetzungen für eine<br />
solch einfache Safety-Umsetzung erläutert Bettina Keller: „Kern ist<br />
die Twinsafe-Logic EL6910 mit ihrer erweiterten Sicherheitsfunktionalität.<br />
Sie bietet – zusätzlich zu den Sicherheitsbausteinen aus der<br />
EL6900 – zertifizierte Sicherheitsfunktionsbausteine unter anderem<br />
für die Verarbeitung von analogen Signalen. Hierzu zählen beispielsweise<br />
auch komplexere Funktionen wie Zähler, Grenzwert und Vergleich.<br />
Zudem unterstützt die EL6910 die Twinsafe-SC-Technologie,<br />
die eine gesicherte Datenübertragung von Standard-Ethercat-I/Os<br />
über deren SC-Erweiterung zur EL6910 erst ermöglicht. Damit können<br />
nun analoge Signale innerhalb der Logik analysiert, plausibilisiert<br />
und einer Bewertung unterzogen werden, wobei aus<br />
Sicherheitsgründen mindestens eine der Datenquellen eine<br />
SC-Komponente sein muss.“<br />
Bedarfsgerecht skalierbare Lösung<br />
Ein großer Vorteil bei der Installation der neuen Sicherheitstechnik<br />
ergab sich durch die feine Skalierbarkeit der PC-basierten Steuerungstechnik<br />
des Automatisierungsspezialisten Beckhoff, wie Gube<br />
erläutert: „Die gesamte Produktionsanlage wird über Twincat 2 gesteuert.<br />
Um allerdings die Analogsensorik über die Twinsafe-Logic<br />
EL6910 direkt einbinden zu können, ist die Softwaregeneration<br />
Twincat 3 erforderlich. Mit der modularen und bedarfsgerecht skalierbaren<br />
Steuerungstechnik aus Verl war dies einfach und kostengünstig<br />
möglich, indem die neuen Sicherheitsfunktionen über ein eigenständiges<br />
Subsystem realisiert wurden.“ Diese Lösung erweist<br />
sich für Gube noch in einer weiteren Hinsicht als flexibel: „Gemäß<br />
den geltenden Sicherheitsvorschriften muss der gefährdende Bereich<br />
in seiner Breite im 250-mm-Abstand überwacht werden. Daher<br />
setzen wir bei den 700 mm breiten Rollenbahnen jeweils drei<br />
Lichtlaufzeitsensoren ein. Sollte sich nun zukünftig aufgrund größerer<br />
Werkstücke ein Bedarf an breiteren Rollenbahnen ergeben,<br />
muss ganz einfach nur die Anzahl der Sensoren entsprechend erhöht<br />
werden. Die Anpassung der Safety-Funktionalität lässt sich<br />
dann ohne großen Aufwand über die Software konfigurieren.“ jg<br />
www.beckhoff.de<br />
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Details zur Twinsafe-SC-Technologie von Beckhoff:<br />
hier.pro/wXqOL<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 55
AUTOMATISIERUNG<br />
MESSTECHNIK & SENSOREN<br />
Hochgenaue Messverfahren für die Weltraumforschung<br />
Bewährungsprobe unter<br />
extremen Umweltbedingungen<br />
Das Weltall fasziniert die Menschheit seit jeher. Um es bis in die Tiefen erforschen zu können, werden<br />
innovative Sensorlösungen benötigt. Deshalb haben KRP Mechatec und Micro-Epsilon Messtechnik<br />
ein hochgenaues, kapazitives Messverfahren zur Verformungsmessung unter den extremen Umwelt -<br />
bedingungen des Weltraums entwickelt.<br />
Norbert Reindl, Gruppenleiter Entwicklung kapazitive Sensorik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG,<br />
Ortenburg, und Dr.-Ing. Christoph Zauner, technischer Leiter, KRP Mechatec GmbH, Garching bei München<br />
KRP Mechatec hat in Zusammenarbeit mit dem<br />
Sensorikspezialisten Micro-Epsilon eine Messplattform<br />
zur hochgenauen Thermalverformungsmessung<br />
von Raumfahrtkomponenten entwickelt<br />
Die KRP Mechatec GmbH ist ein Ingenieurdienstleister, der sich<br />
auf Struktur-Design, -Analyse und -Tests auf dem Gebiet der<br />
Luft- und Raumfahrt sowie auf Fusionsforschungseinrichtungen<br />
spezialisiert hat. In Zusammenarbeit mit dem Sensorikspezialisten<br />
Micro-Epsilon hat er nun eine Messplattform zur hochgenauen Thermalverformungsmessung<br />
von Raumfahrtkomponenten entwickelt:<br />
Die experimentelle Verifikation thermoelastisch stabiler Strukturen<br />
erfordert eine Messplattform mit einer um ein Vielfaches höheren<br />
Thermostabilität, als sie von den zu untersuchenden Komponenten<br />
nachzuweisen ist. Um das Messergebnis nicht durch eine Verformung<br />
der Messplattform zu verfälschen, ist deshalb der Einsatz von<br />
thermisch äußerst stabilen Sensoren und von ULE-Materialien (ultra<br />
low expansion) wie Clearceram und Zerodur notwendig. Es handelt<br />
sich dabei um Glaskeramiken, die eine besonders niedrige thermische<br />
Ausdehnung und Längenstabilität aufweisen. Dadurch eigenen<br />
sie sich für anspruchsvolle Anwendungen in der Präzisionsmesstechnik<br />
sowie der Astronomie.<br />
Exakte Positionsbestimmungen<br />
Eine der Messaufgaben der Plattform gilt der Bestimmung<br />
der thermischen Ausdehnung bei Sternen -<br />
sensorträgern. Dabei handelt es sich um optische<br />
Messinstrumente auf Basis von CCD-Elementen oder<br />
anderen optischen Sensoren. Ihre Aufgabe ist die<br />
Suche und Richtungsbestimmung von hellen Himmelskörpern.<br />
Für die Raumfahrt sind Sternensensoren<br />
von hoher Bedeutung, da sie zur Bestimmung der<br />
Fluglage und Lageregelung notwendig sind. Auch<br />
Satelliten nutzen beispielsweise den Sternenhimmel,<br />
um sich im Raum zu orientieren. Sternensensoren<br />
müssen demnach mikrometergenaue Messergebnisse<br />
liefern, um daraus exakte Positionsbestimmungen<br />
im Weltraum generieren zu können. Und auch die Träger,<br />
auf denen Sternensensoren montiert werden, dürfen<br />
keinerlei thermischen Verformungen ausgesetzt<br />
sein. Das Verhalten des eingesetzten Materials wird<br />
daher über hochpräzise kapazitive Sensoren zur Weg-,<br />
Abstands- und Positionsmessung von Micro-Epsilon geprüft.<br />
Die Träger haben in etwa die Form eines großen „M“. Links, rechts<br />
und mittig ist je ein Sternensensor montiert. Diese äußeren Sensoren<br />
sind jeweils auch nach außen geneigt, während der in der Mitte<br />
platzierte Sensor senkrecht nach oben zeigt. Während des Nachweistests<br />
befinden sich an jeder Halterung fünf kapazitive Sensoren,<br />
die in x-, y- und z-Richtung eine mögliche Verdrehung der Plattformen<br />
im μrad-Bereich erkennen – zur Veranschaulichung: 1 μrad<br />
entspricht einer Verschiebung von 1 μm bei 1 m Hebelarm. Tests der<br />
Messplattform haben eine Stabilität der Rotationsmessung an den<br />
Referenzflächen von
Das Verhalten des eingesetzten<br />
Materials wird über hochpräzise<br />
kapazitive Sensoren zur Weg-,<br />
Abstands- und Positionsmessung geprüft<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Würde sollte kein<br />
Konjunktiv sein.<br />
Kapazitive Sensoren<br />
PLUS<br />
Jeder Mensch hat das Recht<br />
auf ein Leben in Würde.<br />
brot-fuer-die-welt.de/wuerde<br />
Das kapazitive Messverfahren basiert auf<br />
dem Prinzip eines idealen Plattenkondensators.<br />
Die Gesamtkapazität ändert sich, wenn<br />
sich der Abstand zwischen den Platten, also<br />
Sensor und Messobjekt, verschiebt. Wird<br />
ein Wechselstrom mit konstanter Frequenz<br />
und konstanter Amplitude durch den Sensorkondensator geschickt, so<br />
ist die Amplitude der Wechselspannung am Sensor proportional zum<br />
Abstand des Messobjekts. Die Abstandsänderung wird im Controller<br />
erfasst, aufbereitet und das Ergebnis lässt sich über verschiedene<br />
Ausgänge ausgeben. Weg, Abstand und Position können so präzise im<br />
Nanometerbereich vermessen werden. Da das Messsystem nicht nur<br />
vom Abstand abhängt, sondern auch auf eine Änderung des Dielektrikums<br />
im Messspalt reagiert, sollte die Umgebung für herkömmliche<br />
kapazitive Sensoren sauber und trocken sein.<br />
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im Lego-Format<br />
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ansteigen. Darüber hinaus herrscht statt der Erdatmosphäre ein<br />
Vakuum. Technologie, die bei Raumfahrtmissionen eingesetzt wird,<br />
muss diesen extremen Bedingungen standhalten. Das Material<br />
sollte sich beispielsweise nicht thermisch ausdehnen sowie möglichst<br />
ausgasungsfrei und strahlungsbeständig sein. In Bezug auf<br />
die Messtechnik sind drei Faktoren entscheidend: Robustheit,<br />
Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer. Diese Anforderungen<br />
stellen insbesondere präzise Sensoren vor hohe Herausforderungen.<br />
Kapazitive Sensoren von Micro-Epsilon eignen sich besonders<br />
gut für Messaufgaben dieser Art unter extremen Bedingungen. Aufgrund<br />
ihrer innovativen Technologie liefern sie auch bei extremen<br />
Temperaturen Messwerte bis in den Nanometerbereich und eignen<br />
sich für Einsätze bei Tiefsttemperaturen oder im Ultrahochvakuum<br />
bis hin zu staubigen Industrieumgebungen oder Reinraumanwendungen.<br />
Die kapazitiven Sensoren des Sensorikspezialisten sind<br />
zudem langzeitstabil, weil keine Komponenten verbaut sind, die die<br />
Lebensdauer einschränken. Eine weitere Stärke ist die Kombina -<br />
tionsvielfalt: Jeder kapazitive Sensor kann ohne aufwändige Kalibrierung<br />
mit einem beliebigen Controller von Micro-Epsilon verwendet<br />
werden.<br />
ik<br />
www.micro-epsilon.de<br />
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Weitere Details zu den kapazitiven<br />
Sensoren von Micro-Epsilon:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 57
AUTOMATISIERUNG<br />
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />
Gewebebandkabel als Alternative zu klassischen Lösungen<br />
Textiler Geheimtipp<br />
Kundenspezifisch ausgelegte Gewebebandkabel können eine technisch wie wirtschaftlich attraktive<br />
Alternative zu konventionellen Flachleitungen und aufwendigen Schleppketten bilden. Die bei TKD<br />
Kabel in einem Webprozess hergestellten textilen Bandkabel garantieren die Packungsdichte sowie<br />
eine klare Zuordnung der im Gesamtverbund integrierten Komponenten.<br />
Christian Hohnen, Leiter Marketing, TKD Kabel GmbH, Nettetal<br />
Beim Webprozess von Gewebebandkabeln verlaufen elektrische<br />
Leitungen, dünne Rundkabel oder Schläuche wie Kettfäden in Längs -<br />
richtung und textile Garne quer dazu lassen ein Gewebe entstehen<br />
Im Geräte- und Anlagenbau geht der Trend zu immer mehr Funktionalität,<br />
die auf immer weniger Raum untergebracht werden<br />
muss. Packungsdichte lautet der Schlüsselbegriff. Gefragt sind kompakte<br />
und oft kundenspezifisch ausgelegte Kabel- oder Anschlusssysteme,<br />
die neben einer Vielzahl von elektrischen Verbindungen für<br />
Strom und Daten weitere Komponenten wie Lichtwellenleiter oder<br />
Medienschläuche umfassen. Unter dem Strich sollen sich die hochintegrativen<br />
Systeme schnell und sicher installieren lassen und für<br />
eine verlässliche Grundordnung der Einzelkomponenten sorgen.<br />
Während hier klassischerweise Rund-, Flach- oder Bandkabel – häufig<br />
mit hybriden Aufbauten und/oder in Kombination mit Energieführungsketten<br />
– zum Einsatz kommen, gibt es für viele Anwendungen<br />
eine smarte und oft übersehene Alternative. Gewebebandkabel,<br />
seit langem bekannt, jedoch (noch) relativ wenig verbreitet, bieten<br />
als anwendungsspezifische Systemlösungen spannende Alterna -<br />
tiven mit hoher Wirtschaftlichkeit. Sie können somit eine echte<br />
Bereicherung sein, wenn es um die kosteneffektive Integration und<br />
Installation unterschiedlicher Verbindungselemente geht.<br />
Kompakt und ohne Wärmeeinwirkung verarbeitet<br />
Die Herstellung eines gewebten Bandkabels entspricht im Prinzip<br />
einer schmalen Stoffbahn, bei der verschiedene elektrische Leitungen,<br />
dünne Rundkabel, Lichtwellenleiter oder auch Schläuche wie<br />
Kettfäden in Längsrichtung verlaufen, während quer dazu textile<br />
Bild: TKD Kabel<br />
Garne ein kompaktes Gewebe entstehen lassen. Die Nutzung der<br />
traditionellen Fertigungstechnik Weben erlaubt dabei die Herstellung<br />
von individuellen Bandkabel-<strong>Konstruktion</strong>en. Anders als etwa<br />
bei der Realisierung eines speziellen Flachkabels, bei dem relativ<br />
hohe Kosten für Spritzgussformen und Rüstzeiten anfallen, erfordert<br />
das Weben keinerlei spezielle Werkzeuge oder Vorrichtungen.<br />
Problemlos können so bei TKD Kabel auch kleinere Fertigungslose<br />
oder Prototypen realisiert werden.<br />
Im Gegensatz zu laminierten Flachleitungen oder Rundkabeln mit<br />
extrudierter Außenhülle werden die Elemente des gewebten Kabel-<br />
Bandes zudem ganz ohne Wärmeeinwirkung verarbeitet. Entsprechend<br />
können empfindliche und wenig warmfeste Elemente – etwa<br />
Lichtwellenleiter, Schläuche, dünne Kabel, etc. – beliebig angeordnet<br />
werden. Dies bedeutet jede Menge Flexibilität bei der konkreten<br />
Auslegung der Leitung. Darüber hinaus bleiben die Mindestbiegeradien<br />
der verwebten Elemente im gewebten Verbund unverändert<br />
erhalten.<br />
Gesamtbreiten von bis zu 800 mm<br />
Fertigungstechnisch lassen sich Gewebebandkabel bis zu einem<br />
Elementdurchmesser von 16 mm und einer Breite von 180 mm<br />
herstellen. Durch zusätzliches Vernähen oder Vernieten einzelner<br />
Gewebebänder können Gesamtbreiten bis zu 800 mm realisiert werden.<br />
Beim Webvorgang werden den Leitungen und/oder Elementen<br />
lediglich Fäden oder Garne hinzugefügt – weder Folien, wie beim<br />
Laminieren, noch extrudierte Isolierhüllen sind erforderlich. Dadurch<br />
verändert sich das Gewicht und das Volumen des fertigen Gewebebandkabels<br />
nur minimal.<br />
Einen weiteren Vorteil kann die ideale Wärmeableitung bilden: Da im<br />
textilen Verbund kein unmittelbarer Materialschluss zwischen den benachbarten<br />
Elementen besteht erfolgt keine thermische Belastung.<br />
Damit ist auch die Übertragung hoher Ströme oder eine Reduzierung<br />
der Querschnitte bei gleicher Stromstärke möglich. Und auch seine<br />
hohe Biegewechselverträglichkeit spricht für den textilen Kabelverbund,<br />
da sich die benachbarten Elemente frei innerhalb des Gewebes<br />
gegeneinander bewegen können. Somit erlaubt der Gewebeverbund<br />
die Herstellung von besonders elastischen Elementbandstrukturen.<br />
Unkritisch ist auch die Verformbarkeit über mehrere Achsen:<br />
Durch den Einsatz von gezwirnten Webgarnen ist der Abrieb selbst<br />
bei sehr dynamischen Bewegungen praktisch ausgeschlossen.<br />
Genaue Abstimmung auf das Anforderungsprofil<br />
Bei der Feinabstimmung der textilen Anschlussleitungen greifen<br />
Parameter wie die passgenaue Wahl des Webgarns oder die individuelle<br />
Einstellung des Fertigungsverfahrens. Dabei erfolgt die Auswahl<br />
58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Beispielsweise in großen Konzertsälen<br />
können Spiralleitungen auf textiler Basis<br />
Vorteile bieten, da sie sich sanft und<br />
geräuschlos ausziehen und ablegen lassen<br />
bei denen das Leitungssystem über gezielte Aussparungen im Gewebegeflecht<br />
schnell und sicher im Aufzugsschacht fixiert wird – Stockwerk<br />
für Stockwerk.<br />
Bild: TKD Kabel<br />
des Webgarnes abhängig vom jeweiligen Anforderungsprofil. Werden<br />
etwa besonders zugfeste Kettfäden eingesetzt, sorgt dies für eine<br />
optimale Zugentlastung der Einzeladern im verwebten Kabelverbund.<br />
Elektrisch halbleitend ausgeführte Webgarne ermöglichen ihrerseits<br />
eine verlässliche Ableitung statischer Elektrizität aus den Verbindungselementen<br />
– interessant etwa bei schnell bewegten Kabeln,<br />
wie sie beispielsweise in Chip-Handlern eingesetzt werden.<br />
Gezielt in das Band eingefügte Kettfäden sorgen für klar definierte<br />
Abstände zwischen benachbarten Adern und unterstützen so die<br />
Störsicherheit der individuell konzipierten Systemleitung. Auch<br />
die genaue Auslegung der Fertigungsparameter entscheidet über die<br />
praktische Performance. Zu den Stellschrauben zählt etwa die Straffung<br />
des in Querrichtung laufenden Schussfadens. Je straffer diese<br />
Auslegung erfolgt, umso mehr kann das Gewebebandkabel selbsttragend<br />
ausgeführt werden. Dadurch kann man auf kurzen Distanzen<br />
von bis 2 m problemlos auf den sonst notwendigen Einsatz von aufwendigen<br />
und teuren Schlepp- oder Energieführungsketten verzichten.<br />
Darüber hinaus ist es möglich, durch ‚backing weaves‘, ein textiles<br />
Zwischengewebe, eine zusätzliche Zugentlastung zu realisieren.<br />
Das Trägergewebe selbst kann dabei für die Montage genutzt werden.<br />
So wurden Gewebebandkabel für den Aufzugsbau entwickelt,<br />
Kreisrund gewebt<br />
Eine besondere Einsatzform bilden spiralisierte Gewebebandkabel,<br />
die in moderner Bühnentechnik zum Einsatz kommen. Genutzt werden<br />
die textilen Leitungssysteme dort für vertikale Auszugslängen<br />
von maximal 9 m. Während klassische Spiral-Rundkabel aufgrund<br />
der Kombination aus hohem Gewicht und Gravitationskraft hier im<br />
Nachteil sind, bieten sich die Gewebebandkabel bei Anwendungen<br />
dieser Art oft geradezu an. Dabei bietet die Webtechnik den Vorteil,<br />
dass neben geraden Bahnen auch kreisrund gewebt werden kann.<br />
Das Ergebnis sind besonders agile Auszugsleitungen auf textiler<br />
Basis, die sich sanft und praktisch geräuschlos ausziehen und<br />
ablegen lassen.<br />
Abschließend lässt sich festhalten, dass Gewebebandkabel so individuell<br />
sind, wie das Spektrum ihrer Anwendungen. Egal ob Handling,<br />
Anlagen- und Gerätebau, Bühnentechnik oder Aufzugsbau – jeder<br />
Einsatz erfordert eine passgenaue und spezifische Lösung. Dabei<br />
werden die Einzelkomponenten, die für das Gesamtsystem benötigt<br />
werden und in dem textilen Verbund unterzubringen sind, exakt festgelegt.<br />
Entsprechend sind <strong>Konstruktion</strong> und Fertigung der Gewebebandkabel<br />
dem Geschäftsfeld Connectivity von TKD Kabel zuge -<br />
ordnet, das sich gezielt mit maßgeschneiderten Sonderlösungen,<br />
anschlussfertigen Kabelsystemen oder auch Baugruppen befasst. ik<br />
www.tkd-kabel.de<br />
Details zum Leistungsspektrum<br />
von TKD Connectivity:<br />
hier.pro/pDRCx<br />
Gibt es e-ketten ® , die ich ohne<br />
Werkzeug öffnen kann?<br />
Eine neue E4 Serie<br />
Im Handumdrehen geöffnet – Weltneuheit: E4Q<br />
Alle technischen Vorteile für lange Lebensdauer, hohe Stabilität und Modularität der<br />
Serie E4.1. Der Clou: die Kette lässt sich werkzeuglos öffnen/schließen. Optional auch<br />
mit intelligenter Verschleißüberwachung für vorausschauende Wartung. igus.de/E4Q<br />
motion plastics ® ... for longer life<br />
Tel. 02203-9649-800 info@igus.de<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 59
Längen- und Winkelmessgeräte<br />
Neues Sicherheitskonzept der Messgeräte von Amo<br />
Richtig gute<br />
Verbindungen<br />
Distribution und Fertigung von Spezial- & Standardkabel-Lösungen.<br />
Kundenspezifi sche Sonderkonstruktionen<br />
auch in kleinen Chargen.<br />
Gerne erreichen Sie uns unter:<br />
info @ kabeltronik.de | www.kabeltronik.de<br />
Hochspannungstest<br />
Tester<br />
Um den steigenden Anforderungen an die<br />
funktionale Sicherheit von Komponenten im<br />
Maschinen- und Anlagenbau gerecht zu werden,<br />
hat Amo seine absoluten Längen- und<br />
Winkelmessgeräte jetzt nach den Normen<br />
EN ISO 13849-1 sowie EN/IEC 61508 zertifizieren<br />
lassen. Damit sind die Geräte in den<br />
entsprechenden Ausführungen sowohl in Anwendungen<br />
bis PL d (Kategorie 3) als auch in<br />
Anwendungen bis SIL 2 (Safety Integrity<br />
Level) einsetzbar. Maschinenbauer können<br />
somit alle Vorteile der seriellen Datenübertragung<br />
auch in diesen Sicherheitsapplikationen<br />
nutzen. Das Sicherheitskonzept der Messgeräte<br />
basiert auf zwei voneinander unabhängigen,<br />
im Geber erzeugten Positionswerten<br />
und zusätzlichen Fehlerbits, die über eine sichere<br />
bidirektionale EnDat-2.2- oder eine<br />
Drive-CLiQ-Schnittstelle an einen sicheren<br />
Master übertragen werden. Der Master übernimmt<br />
verschiedene Überwachungsfunktionen,<br />
mit deren Hilfe Fehler im Messgerät<br />
oder in der Datenübertragung festgestellt<br />
werden können. Zu diesen Funktionen zählt<br />
unter anderem ein Vergleich der beiden übermittelten<br />
Positionswerte auf Plausibilität. Im<br />
Anschluss an die Überprüfung der Werte<br />
stellt der Master die Daten für die sichere<br />
Steuerung bereit. Diese überwacht die Funktionalität<br />
des Messgeräts durch periodisch<br />
ausgelöste Tests. Da die sicherheitsrelevanten<br />
Informationen in sogenannten Zusatzinformationen<br />
hinterlegt werden, können sie<br />
im Regelbetrieb der Messgeräte verarbeitet<br />
werden. Neben einer sicheren Datenübertragung<br />
muss auch die sichere mechanische<br />
Anbindung des Messgerätes an die Maschine<br />
gewährleistet sein. Daher hat der Hersteller<br />
für seine absoluten Längen- und Winkelmessgeräte<br />
einen mechanischen Fehlerausschluss<br />
entwickelt und über eine Baumusterprüfung<br />
bestätigen lassen.<br />
jg<br />
www.amo-gmbh.de<br />
Bild: AMO<br />
Gehäuse/Komponenten<br />
UL-zugelassene Lütze-M12-Industriesteckverbinder<br />
■ Prüfstrom 40 A<br />
■ DC 20 V – 15 kV<br />
■ AC 20 V – 10 kV<br />
Schaltmatrix<br />
■ Bis 64 Kanäle<br />
■ Automatisch steuerbar<br />
■ Modulare Bauweise<br />
info@telemeter.de · www.telemeter.info<br />
Wir liefern Lösungen…<br />
Bild: Lütze<br />
Die M12-Steckverbinder wurden um Versionen<br />
mit UL-Zulassung (cURus) ergänzt, die<br />
die Sicherheitsanforderungen des nordamerikanischen<br />
Markts erfüllen. Die M12-Steckver-<br />
binder mit Push-In-Technologie bieten für viele<br />
Schaltschrank-, Maschinen- und Anlagenbauer<br />
Vorteile bei der schnellen und fehlerfreien<br />
Verdrahtung konfektionierter Leitungen.<br />
Durch werkzeugfreies und direktes Stecken,<br />
ohne vorheriges Öffnen der Kontaktstelle<br />
ist eine schnelle Verdrahtung garantiert.<br />
Dank der Push-In-Technologie sind die<br />
Einsteckkräfte sehr gering, was den Anschluss<br />
deutlich vereinfacht. Im Gegensatz<br />
dazu sind die Auszugskräfte um so höher, sodass<br />
alle Verbindungen ein hohes Maß an<br />
Verdrahtungssicherheit garantieren. Je nach<br />
Anwendung, eignen sich die M12-Steckverbinder<br />
zur Übertragung von Signalen, Daten<br />
und Leistung in verschiedenen Ausführungen,<br />
entweder mit geradem Stecker oder gewinkelt,<br />
alternativ geschirmt und ungeschirmt.<br />
Die gewinkelte Version erlaubt eine<br />
Positionierung des Kabelabganges gegenüber<br />
dem Polbild in 45°-Schritten.<br />
ge<br />
www.luetze.de<br />
60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Messtechnik & Sensoren<br />
Piezoelektrischer Kraftsensor von Kistler<br />
Mit einem Messbereich von bis zu 450 kN in<br />
der z-Achse und 100 kN in der x- und y-Achse<br />
verfügt der wohl größte 3-Komponenten-<br />
Kraftsensor der Welt, Typ 9397C von Kistler,<br />
über eine große Messkapazität. Piezoelektrische<br />
3-Komponenten-Kraftsensoren werden<br />
in der Industrie für das Messen dynamischer<br />
und quasi-statischer Zug- und Druckkräfte<br />
eingesetzt. Dank einer hohen Eigenfrequenz,<br />
die sich aus ihrer hohen Steifigkeit ergibt, ermöglichen<br />
diese Sensoren das präzise und<br />
zuverlässige Messen kleinster dynamischer<br />
Änderungen sehr großer Kräfte in allen drei<br />
Richtungen. Die Sensoren werden kalibriert<br />
und vorgespannt geliefert und sind nach korrekter<br />
Montage sofort einsetzbar. Ein typi-<br />
scher Anwendungsbereich<br />
ist das Messen<br />
des Aufpralls von Flugzeugfahrwerken<br />
auf<br />
der Landebahn. Im<br />
Rahmen des sogenannten<br />
„Landing Gear Drop Tests“ werden<br />
die Kräfte simuliert, die während der Landung<br />
auf das Flugzeugfahrwerk wirken. Hierfür<br />
wird das gesamte Fahrwerk in einem Fallturm<br />
angehoben, das Rad beschleunigt und<br />
schließlich auf die Sensorik fallen gelassen.<br />
Um die Kräfte von 900 kN Fz und 400 kN Fx/y<br />
gleichzeitig messen zu können, werden vier<br />
Sensoren in einem Dynamometer verbaut. jg<br />
www.kistler.com<br />
Bild: Kistler<br />
Energieführungskette<br />
EASYTRAX<br />
In weniger als<br />
1 Sekunde<br />
bis zu<br />
1 Meter<br />
befüllen<br />
SCHNELLE LEITUNGSBELEGUNG:<br />
Kabel, Schläuche & Co.<br />
einfach eindrücken<br />
HOHER BEFÜLLUNGSGRAD:<br />
Mehr Platz im Innenraum durch<br />
seitlich schwenkende Lamellenbügel<br />
Gehäuse/Komponenten<br />
Hochwertige Telemeter-Leitungen<br />
2K-TECHNOLOGIE:<br />
Harter Kettenkörper,<br />
fl exibles Filmscharnier<br />
Telemeter Electronic bietet silikonfreie, temperaturstabile<br />
und besonders dünne Hochspannungslitzen<br />
für kritische Bedingungen<br />
an. Beispielsweise hat die silikonfreie Litze<br />
Art.-Nr. 45307 einen Durchmesser von nur<br />
1,5 mm und dennoch kann sie bei Spannun-<br />
Bild: Telemeter Electronic<br />
gen bis 20.000 V DC eingesetzt werden.<br />
Dar über hinaus hält sie Umgebungstemperaturen<br />
bis +200 °C stand. Je nach Umgebungsbedingungen<br />
werden in Hochspannungs-Anlagen<br />
oder -Systemen unterschiedliche<br />
Anforderungen an die Verkabelung gestellt.<br />
Wenn zudem Platzmangel besteht, ist<br />
das wichtigste Kriterium der Kabel-Außendurchmesser.<br />
Bei niedrigen aber auch hohen<br />
Umgebungstemperaturen ist die Wahl des<br />
Isolationsmaterials ausschlaggebend. Zudem<br />
sind bei Anwendungen im Vakuum Isolationsarten<br />
erwünscht, welche silikonfrei und ausgangsarm<br />
sind.<br />
ik<br />
www.telemeter.info<br />
Gehäuse/Komponenten<br />
Schmersal-Schalterplattform<br />
Bild: K.A. Schmersal<br />
Die modulare Schaltgeräte-Baureihe HDS in<br />
IP66/67 für die Schwerindustrie vereint verschiedene<br />
Funktionen auf einer Plattform.<br />
Basis bildet das Gehäusekonzept, das aus<br />
zwei Varianten besteht. Die Kunststoffvariante<br />
ist beständig gegenüber aggressiven Medien,<br />
die robuste Graugussvariante bietet<br />
sich beispielsweise für den Einsatz im Bergbau<br />
an. Der Not-Halt ist als Seilzugnotschalter<br />
und für die Positionsüberwachung ausgeführt.<br />
Der Basisschalter der Positionsüberwa-<br />
chung kann mit unterschiedlichen<br />
Betätigungselementen<br />
erden. Alle Grundvarianten<br />
können optional<br />
an den Dupline-Installationsbus<br />
oder an AS-I-Safety angeschlossen<br />
werden, Die Schaltgeräte erfüllen<br />
CE, UL, CCC (China), EAC (Russland), Ex, IE-<br />
CEx sowie INMETRO.<br />
ik<br />
www.schmersal.com<br />
Mehr Infos<br />
über unsere<br />
EasyTrax<br />
kabelschlepp.de<br />
Fon: +49 (0) 2762/4003-0<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 61
AUTOMATISIERUNG<br />
NEWS<br />
Highspeed-3D-Scanner<br />
Sensor von GOM beschleunigt Produktionsprozess<br />
Atos 5 ist ein Highspeed-3D-Scanner, der mit<br />
Kamerasensoren und Mess- und Projektionstechnologie<br />
ausgestattet ist. Indem das System<br />
schnell und präzise dreidimensionale<br />
Messdaten liefert, können <strong>Konstruktion</strong>sund<br />
Fertigungsabläufe optimiert und verkürzt<br />
werden. Der Scanner ist in zwei Varianten erhältlich<br />
und erfasst 8 oder 12 Mio. Punkte pro<br />
Messung. Vollflächige 3D-Messdaten ermöglichen<br />
eine umfassende Prozess- und Qualitätskontrolle,<br />
indem der 3D-Scanner versteckte<br />
Fehler visualisiert und damit den Produktionsprozess<br />
beschleunigt. Die helle<br />
Bild: GOM<br />
Lichtquelle des Scanners basiert auf schmalbandigem,<br />
blauen LED-Licht. Selbst bei störendem<br />
Umgebungslicht liefert der 3D-Scanner<br />
auf diese Weise präzise, rückverfolgbare<br />
3D-Oberflächendaten. Mithilfe des Triple-<br />
Scan-Prinzips werden schwer zugängliche<br />
Objektbereiche in kurzen Messzeiten erfasst.<br />
Das System zeigt seine Stärke insbesondere<br />
bei der Messung von unkonventionellen und<br />
glänzenden Oberflächen, feinen Strukturen<br />
und Kanten. Der Scanner verfügt über eine<br />
schnelle Datenübertragung durch Lichtwellenleiterkabel.<br />
In Kombination mit einer intelligenten<br />
Sensorkommunikation und der Umgebungsunabhängigkeit<br />
führt dies zu einem<br />
sich selbstüberwachenden und in der Produktionsumgebung<br />
einsetzbaren System. jg<br />
www.gom.com<br />
Optoelektronik<br />
Miniatursensor von Contrinex<br />
Bild: Contrinex<br />
In manchen Anwendungen sind die Bauräume<br />
so eng, dass photoelektrische Sensoren<br />
keinen Platz darin haben. Oft werden deshalb<br />
Lichtwellenleiter genutzt. Contrinex hat ei-<br />
nen photoelektrischen Sensor mit nur 4 mm<br />
Durchmesser oder M5-Gewinde entwickelt,<br />
der sich für die Erkennung von Kleinteilen in<br />
Anwendungen an Robotern, Greifern und<br />
Kleinförderern in den Bereichen Verpackung,<br />
Logistik, Montage und Automatisierung eignet.<br />
Alle Komponenten des Miniatursensors,<br />
von der aktiven Lichtquelle mit Optik über die<br />
Auswertelektronik bis hin zur IO-Link-Anbindung,<br />
sind in einem robusten Edelstahlgehäuse<br />
zusammengefasst. Große, vorkalibrierte<br />
Erfassungsbereiche von 12, 24, 60 oder<br />
120 mm bei Lichttasterausführung (LTR-Version)<br />
und bis zu 600 mm in der Version als<br />
Einweglichtschranke (LLR-Version) erlauben<br />
eine einfache Installation. Die optoelektronischen<br />
Miniatursensoren arbeiten mit sichtbarem<br />
Rotlicht (630 nm), was die Justage vereinfacht.<br />
Die per IO-Link einstellbare Schaltfrequenz<br />
von 500 Hz bis 2,5 kHz ermöglicht<br />
es der integrierten Auswertelektronik, auch<br />
bei hohem Durchsatz zum Beispiel Drähte sicher<br />
zu detektieren. Das zylinderförmige,<br />
mechanisch sehr robuste Edelstahlgehäuse<br />
aus V2A in Schutzart IP67 lässt sich bei der<br />
4-mm-Durchmesser-Variante bündig einbauen<br />
oder auch als M5-Variante bündig einschrauben.<br />
Die Versorgungsspannung liegt<br />
im Bereich von 10 bis 30 VDC. Die zulässigen<br />
Einsatztemperaturen liegen zwischen -25<br />
und +65 °C.<br />
jg<br />
www.contrinex.de<br />
Sensorik<br />
Reflex-Array-Sensoren von Sick<br />
RAY10 und RAY26 sind die Produktfamilien<br />
der Reflex-Array-Sensoren von Sick. Die Sensoren<br />
arbeiten mit einem 2D-Lichtband, das<br />
es ermöglicht, flache und lagetolerante Objekte<br />
auf Fördersystemen sicher zu erfassen.<br />
Dadurch sparen sie bis zu 50 % des Installations-<br />
und Kostenaufwands, wie er bei Lichtgitter-Lösungen<br />
oder Mehrfach-Lichtschranken<br />
entsteht. Die kompakte RAY10 und die<br />
performanceorientierte RAY26 sind auf unterschiedliche<br />
Einbau- und Detektionsbedingungen<br />
spezifiziert und können Objekte mit Kantenhöhen<br />
zwischen 3 mm und 10 mm erkennen.<br />
Dadurch bieten sie eine hohe Montageflexibilität<br />
für unterschiedlichste Detektions-<br />
und Einbausituationen. In KEP-Hubs und Distributionszentren<br />
bewähren sich die RAY10<br />
und RAY26 als zuverlässige, integrationsfreundliche<br />
und wirtschaftliche Sensorlösungen<br />
zur Erfassung von Polybags und Versandtaschen<br />
– wie sie von Versendern zur Frachtkostenminimierung<br />
immer öfter verwendet<br />
werden – sowie von Zeitschriften und anderen,<br />
flachen Poststücken und lagetoleranten<br />
Objekten. Das 2D-Lichtband der RAY10 und<br />
RAY26 eignet sich in der Intralogistik zudem<br />
ideal zur Detektion von unterschiedlich hohen<br />
Paletten, zur Detektion von Objekten mit<br />
perforierten Oberflächenstrukturen sowie<br />
zum Erkennen von flachen und lagetoleranten<br />
Objekten vor Wäge- oder Etikettiersystemen<br />
– denn der alleinige Einsatz von Lichtschranken<br />
mit einem punktförmigen Lichtstrahl<br />
führt oft zu Mehrfachschaltungen bei<br />
diesen kritischen Objekten.<br />
ge<br />
www.sick.de<br />
Bild: Sick<br />
62 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Servoregler und -motoren<br />
Antriebslösungen von Kollmorgen für die Digitalisierung<br />
Kollmorgen präsentierte kürzlich mit den<br />
Servoreglern AKD2G und den Servomotoren<br />
AKM2G Antriebslösungen, deren Richtung<br />
klar in Richtung Digitalisierung zeigt. Die Spezialisten<br />
legen damit einen Schwerpunkt auf<br />
die vernetzte Automation innerhalb immer<br />
intelligenterer Fertigungen. Mehr Drehmoment,<br />
Leistung, Energieeffizienz, Flexibilität<br />
und Sicherheit: Das sind die fünf Faktoren<br />
auf dem Weg zur Digitalisierung der Antriebstechnik.<br />
Die zweite Generation der Servo -<br />
antriebe des Herstellers punktet hier etwa<br />
mit ihrer gesteigerten Leistungsdichte, ver-<br />
bindet Motorendaten mit der Cloud und lässt<br />
sich dank Offenheit direkt in bestehende<br />
Automatisierungsstrukturen einbinden. Auch<br />
aus dem Blickwinkel der Sicherheitstechnik<br />
stehen die Zeichen auf Digitalisierung – Stichwort<br />
Mensch-Maschine-Kollaboration. Diese<br />
reduziert sich nicht mehr nur auf die Robotik<br />
in Gestalt präziser Antriebstechnik für Cobots.<br />
Kollaborationen erobern sich ebenfalls<br />
ihren Weg im innerbetrieblichen Materialfluss<br />
– belegt durch die zunehmende Anzahl<br />
fahrerloser Transportsysteme.<br />
jg<br />
www.kollmorgen.com<br />
Bild: Kollmorgen<br />
Frequenzumrichter<br />
Umrichter von Sieb & Meyer mit Schutzart IP54<br />
Bild: Sieb & Meyer<br />
Sieb & Meyer hat seine Frequenzumrichter-<br />
Serie SD2S um eine Stand-Alone-Ausführung<br />
mit Schutzart IP54 erweitert. Das luftgekühlte<br />
Modell des Frequenzumrichters hat eine<br />
Netzspannung von 5 kVA@3 × 400 VAC und<br />
ist als Seriengerät seit dem ersten Quartal<br />
2019 verfügbar. Die Abmessungen des Gerätes<br />
sind mit 107, 413 und 315,5 mm<br />
(B × H × T) kompakt. Flexible Kabeldurchlässe<br />
ermöglichen eine einfache Montage mit<br />
vorkonfektionierten Kabeln. Somit ist im Servicefall<br />
auch ein einfacher Gerätetausch ge-<br />
währleistet. Das speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
entwickelte Antriebssystem<br />
bewährt sich u. a. in der Werkzeugtechnik<br />
– z. B. im Präzisions-Innenschleifen.<br />
Aber auch Anwendungen wie Turbo-Kompressoren<br />
und Turbo-Vakuumpumpen sind<br />
geeignet für den Frequenzumrichter. Das<br />
System lässt sich per Plug-and-Play integrieren<br />
und ermöglicht hohe Motorleistungen bei<br />
gleichzeitig niedrigen Motortemperaturen. jg<br />
www.sieb-meyer.de<br />
JETZT NOCH MEHR<br />
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Megapixel Sensoren<br />
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www.ids-imaging.de/ensenso<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 63
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Für die neuen 300 m 2 großen Kühlsysteme bei Mafresa werden vier WEG-W22-Permanentmagnetmotoren der Energieeffizienzklasse IE4 für<br />
die 160-kW-Kompressoren eingesetzt<br />
Bild: WEG<br />
Schweinefleischproduzent erzielt mit Antriebslösung von WEG Energieeinsparungen bei der Kälteerzeugung<br />
Effiziente Kühlanlage<br />
WEG hat eine neue Lösung für den Betrieb einer Kühlanlage im Werk des spanischen Unternehmens Mafresa geliefert.<br />
Der Schweinefleischproduzent nutzt seine neuen Kühllager für die Lagerung spanischer Wurstspezialitäten,<br />
Schweineschultern und Schinken. Bei der Erweiterung seiner Kühlanlagen setzt das Unternehmen auf eine Lösung<br />
mit W22-Permanentmagnetmotoren der Energieeffizienzklasse IE4 und Frequenzumrichtern CFW11.<br />
Johannes Schwenger, Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung Europa,<br />
WEG Germany GmbH, Kerpen-Türnich<br />
Initium EFJ Asesores, ein WEG-Distributor in der Extremadura,<br />
empfahl Jacinto Redondo S.L., dem Installateur des Kühlsystems<br />
bei Mafresa, den Einsatz von fünf Permanentmagnetmotoren der<br />
W22-Baureihe für die in der Kälteerzeugungsanlage zum Einsatz<br />
kommenden Kompressoren. „Für Unternehmen, die eine industrielle<br />
Kühlung einsetzen, ist es wichtig, dass die Kälteerzeugungs -<br />
anlage mit optimaler Effizienz, oder genauer gesagt, mit einer optimierten<br />
Leistungszahl (Coefficient of Performance, COP) arbeitet. In<br />
der Nahrungsmittelindustrie kann die Kühlung mehr als 80% des<br />
Gesamtbedarfs an elektrischer Energie eines Unternehmens ausmachen.<br />
Darum ist es wichtig, eine Lösung bereitzustellen, die die<br />
Kühlanforderungen aller Abteilungen erfüllt, dabei aber einen möglichst<br />
niedrigen Energieverbrauch ermöglicht“, erläutert Francisco<br />
Javier Álvarez, Ingenieur und Mitgründer des Distributors.<br />
IE4-Permanentmagnetmotoren<br />
Die W22-Permanentmagnetmotoren der Energieeffizienzklasse IE4<br />
erfüllen diese Anforderungen und bestechen vor allem durch ihren<br />
hohen Wirkungsgrad und ein konstantes Drehmoment über den gesamten<br />
Drehzahlbereich hinweg. Außerdem tragen diese Motoren<br />
zu einer Senkung der Wartungskosten, Verbesserung der Nachhaltigkeit,<br />
Erhöhung der Produktivität und Verlängerung der Lebensdauer<br />
der gesamten Anlage bei. In Verbindung mit dem CFW11PM<br />
für die 160-kW- und 75-kW-Kompressoren, sowie den 11-kW- und<br />
22-kW-Frequenzumrichtern CFW700 von WEG, die bei dem Schweinefleischproduzenten<br />
für die Pumpen im Primär- und Sekundarkreislauf<br />
eingesetzt werden, ermöglicht die Lösung dem System die Bereitstellung<br />
einer Kühlleistung von 2000 kW innerhalb kürzester<br />
Zeit. Die Lösung bietet hohe Systemeffizienz mit einer Leistungszahl<br />
von vier (für die Wasserkühlung) und bis zu acht für die Wasserheizung<br />
und garantiert neben einem seh guten Systemwirkungsgrad<br />
auch die erforderliche Leistungs- und Drehmomentbereitstellung.<br />
So kann der Anwender den Energieverbrauch durch ein Fahren<br />
64 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
ELEKTROMOTOREN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Die bei eingesetzte Lösung mit den W22-Permanentmagnetmotoren<br />
umfasst CFW11PM-Umrichter und Synchronmotoren<br />
Bild: WEG<br />
Außerdem lieferte WEG 11-kW- und 22-kW-CFW700-Frequenzumrichter für<br />
das zentrale Kältebedienfeld<br />
Bild: WEG<br />
am optimalen Betriebspunkt des Kompressors auf ein Minimum reduzieren.<br />
Zur Festlegung der Spezifikationen für die Antriebslösung<br />
erstellte der Distributor eine technische Analyse, die Installateur Redondo<br />
Mafresa vorlegte, bevor der Zuschlag für das Projekt erteilt<br />
wurde. In diesem Dokument schlugen der Antriebstechnik-Hersteller<br />
und sein Distributor nicht nur eine völlig neue Lösung vor, sondern<br />
boten darüber hinaus noch einen zusätzlichen Service an, der<br />
das Interesse des Unternehmens an diesem Projekt unterstrich. In<br />
der Studie wurden die jährlichen Energiekosteneinsparungen durch<br />
den Einsatz der vier W22-Permanentmagnetmotoren mit<br />
CFW11PM-Umrichtern für die 160 kW Kompressoren auf 27.400 €<br />
geschätzt. Auf der Grundlage von 5840 Betriebsstunden pro Jahr<br />
würde jede Einheit aus Permanentmagnetmotoren der Energieeffizienzklasse<br />
IE4 mit einer Nennausgangsleistung von 160 kW und<br />
Umrichter bei Betriebsdrehzahlen zwischen 1000 und 3600 min -1<br />
Einsparungen in Höhe von 6850 € erzielen. Auf der Grundlage<br />
dieser Daten würden sich die Investitionskosten innerhalb von circa<br />
18 Monaten amortisieren.<br />
Energieeffizienz war Schlüsselfaktor<br />
„Energieeffizienz war bei dieser Anwendung der Schlüsselfaktor<br />
und die Studiendaten ermöglichten wichtige Einblicke. Die Analyse<br />
zeigte, dass ein konventioneller durchzugsbelüfteter Drehstrom -<br />
asynchronmotor mit Frequenzumrichter nicht die beste Lösung für<br />
diese Anwendung war, da bei der Lösung mit Permanentmagnetmotoren<br />
in IE4 geschätzte Energieeinsparungen zwischen 14 %<br />
und 20 % zu erwarten waren. Außerdem wird das von uns installierte<br />
Überwachungssystem Mafresa in die Lage versetzen, nicht nur<br />
alle Projektierungsdaten und daraus abgeleitetes Einsparpotenzial<br />
zu überprüfen, sondern darüber hinaus auch umfassende Funktionsüberwachungen<br />
des Systems durchzuführen“, sagt Redondo. Nachdem<br />
der Auftrag für das Projekt v erteilt worden war, arbeiteten die<br />
Ingenieure weiter mit Redondo zusammen, um zu gewährleisten,<br />
dass alle Systemkomponenten reibungslos, schnell und effizient installiert<br />
werden konnten. Die Anlage umfasst außerdem einen fünften<br />
W22-Permanentmagnetmotor mit CFW11-Frequenzumrichter<br />
für einen weiteren 75-kW-Kompressor, mit dem Restwärme aus der<br />
Kondensation genutzt und an die Solarthermie-Anlage weitergeleitet<br />
wird, wobei in diesem Falle eine Leistungszahl von fast acht<br />
Punkten erreicht wird. Im Rahmen dieses Projekts lieferte der Distributot<br />
außerdem Schaltereinschübe in offener Bauform von WEG für<br />
das Haupteinspeisefeld und weitere von Autrial (einem Unternehmen<br />
der WEG-Gruppe) hergestellte Schaltschränke, wie eine 12 m<br />
lange Schaltanlage für die Kühleinheit, einen Schaltschrank mit elf<br />
Frequenzumrichtern CFW700 (11 kW), einen weiterer Schaltschrank<br />
als MCC (Motor Control Panel) mit zwei 22-kW-Frequenz umrichtern<br />
CFW700 sowie 22 CFW700 als Einzeleinschübe. Die gesamte Lösung<br />
für die Kälteanlage wurde entsprechend der europäischen<br />
Ökodesign-Richtlinie konzipiert (Richtlinie 2005/32/EU zur Schaffung<br />
eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte<br />
Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte).<br />
„Wir sind sehr zufrieden mit der von Initium EFJ Asesores spezi -<br />
fizierten Lösung. Es ist zwar noch zu früh, um eine endgültige Bilanzierung<br />
des projektierten Energieeinsparpotenzials mit realen Betriebsdaten<br />
vorzunehmen, aber wir konnten bereits eine Verbesserung<br />
in unserer Energieeffizienz feststellen. Darüber hinaus zeigte<br />
dieses Projekt die gute Zusammenarbeit zwischen unseren Partnern<br />
Redondo, Initium und WEG. Die Synergieeffekte aus der engen<br />
Zusammenarbeit bei der Montage der Ausrüstung und der elektrischen<br />
Installation waren bemerkenswert“, sagt Alfonso Rodriguez<br />
Valdelomar, Geschäftsführer von Mafresa.<br />
jg<br />
www.weg.net<br />
Details zu den W22-Permanentmagnetmotoren von WEG<br />
(englisch):<br />
hier.pro/2hueS<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 65
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Lineare DC-Servomotoren für flüssige, dynamische und „lebendige“ Bewegungen<br />
Eine Frage der Präzision<br />
Kleinstantriebe leisten heute in den unterschiedlichsten Anwendungen beachtliches. Klein, drehmomentstark,<br />
dynamisch bei präziser Ansteuerung und möglichst geräuschlosem Lauf sind aber nicht nur Anforderungen,<br />
die viele industrielle Anwendungen an die Antriebe stellen. Bei der kinetischen Skulptur „Projekt Anthozoa“<br />
beispielsweise, die das Bewegungsmuster der wirbellosen Blumentiere nachempfindet, sorgen viele kleine<br />
lineare DC-Servomotoren für flüssige, dynamische und damit lebensechte Bewegungen.<br />
Andreas Seegen, Leiter Marketing, Faulhaber, Schönaich, und Ellen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee<br />
Linearer DC-Servomotor der Serie LM 270:<br />
Bei 74 mm Länge liefert er 9,2 N Schubkraft<br />
Bild: Faulhaber<br />
Linearmotoren können recht unterschiedlich konstruiert sein,<br />
denn grundsätzlich lassen sich „drehende“ Elektromotoren aller<br />
Prinzipien in Linearmotoren umsetzen, indem man den runden Luftspalt<br />
auf eine Gerade abbildet. Die ursprünglich kreisförmig angeordneten<br />
elektrischen Erregerwicklungen werden dazu quasi auf<br />
ebener Strecke abgewickelt. Das Magnetfeld zieht dann den Läufer<br />
über die Fahrstrecke. Es gibt jedoch auch noch andere Möglichkeiten.<br />
Die DC-Linearantriebe der Serie „Quickshaft“ aus dem Hause<br />
Faulhaber beispielsweise sind nicht als solche „Oberflächenläufer“<br />
mit Schlitten und Führung aufgebaut. Stattdessen wird der Läuferstab<br />
innerhalb einer selbsttragenden Dreiphasenspule geführt.<br />
Durch diese innovative <strong>Konstruktion</strong> ergeben sich ein ausgesprochen<br />
gutes lineares Kraft-/Stromverhältnis und eine hohe Dynamik.<br />
Zudem gibt es keine Rastmomente, wodurch sich die Linearmotoren<br />
für den Einsatz in Mikropositioniersystemen besonders gut eignen.<br />
Typische Anwendungen reichen von Handling- und Positioniersystemen<br />
bis hin zu Scanning-Applikationen beispielsweise in der<br />
Mikroskopie. Inzwischen haben die kompakten DC-Linearantriebe<br />
sich aber auch in eher ungewöhnlichen Anwendungen bewiesen.<br />
Die kinetische Skulptur „Project Anthozoa“ – eine Kooperation der<br />
MTK AG (Olching), flying saucer (Berlin) und Faulhaber – liefert dafür<br />
ein beeindruckendes Beispiel und veranschaulicht gleichzeitig, was<br />
die kleinen Antriebe leisten können.<br />
Natur künstlich und künstlerisch nachbilden<br />
Mit der Leidenschaft zu begeistern und Wissen lebendig zu vermitteln<br />
sowie der Überzeugung, jedes noch so abstrakte und technische<br />
Thema zu einer aufregenden Erfahrung machen zu können,<br />
führen die Designer von flying saucer und die Ingenieure von MKT<br />
mit „Projekt Anthozoa“ ein uraltes menschliches Streben fort: Natur<br />
künstlich nachzubilden. Von den ersten Höhlenmalereien bis zu moderner<br />
Robotik setzte die Technik hier stets Grenzen, eröffnete aber<br />
auch immer wieder neue Möglichkeiten. Jetzt galt es weg von der<br />
gemeinhin mit „Robotern“ verbundenen eher tollpatschigen Nachahmung<br />
zu kommen, und stattdessen eine fließende, natürlich wirkende<br />
Bewegung ohne erkennbare technische Einschränkung zu erreichen,<br />
und das mit Hilfe der Faulhaber-DC-Servomotoren.<br />
Gute Vor aussetzungen dafür haben die kleinen Antriebe:<br />
Sie kombinieren Geschwindigkeit und Robustheit<br />
pneumatischer Systeme mit Flexibilität<br />
und Zuverlässigkeit elektromechanischer Linearmotoren.<br />
Ihre <strong>Konstruktion</strong> mit der selbsttragenden<br />
Dreiphasenspule im massiven, antimagnetischen<br />
Statorgehäuse sorgt für hohe Leistung und Dynamik mit<br />
streng linearem Kraft-Strom-Verhältnis – bei geringem Einbauvolumen.<br />
Auf dieser Basis sind dann dynamische Bewegung ohne Rastmomente,<br />
also auch flüssige, lebensechte Bewegungen realisierbar,<br />
zumal eine exakte Positionskontrolle über die in den Motoren<br />
integrierten Hallsensoren einfach möglich ist.<br />
Balance und Schwerelosigkeit<br />
Mit diesen Eigenschaften im Hinterkopf stießen die Industrie-Designer<br />
und Ingenieure auf das Buch „Kunstformen der Natur“ des Naturforschers<br />
und Universalgelehrten Ernst Haeckel (1834 bis 1919),<br />
das 100 Drucke mit Bildtafeln verschiedener Organismen enthält,<br />
die größtenteils von Haeckel zum ersten Mal beschrieben wurden.<br />
Besonders angetan hatten es ihnen dabei die Anthozoa (Blumentiere).<br />
Diese größte Klasse der Nesseltiere wurde Inspirationsquelle<br />
und Namensgeber des Kunst-Technik-Projektes. Die wirbellosen<br />
Tiere bewegen sich geschmeidig und quasi schwebend im Wasser.<br />
„Genau das empfindet die Skulptur „Projekt Anthozoa“ nach. Sie<br />
verzaubert in einer perfekten Choreografie, die zu sphärischen Klängen<br />
die Verschmelzung zweier Bewegungskonzepte visualisiert: Unterwasser-Schwerelosigkeit<br />
und Balancieren“, so Axel Haschkamp<br />
von MKT. Insgesamt sind 120 lineare DC-Servomotoren mit ebenso<br />
vielen Ethercat-Controllern des Antriebsspezialisten in diesem<br />
Kunstwerk im Einsatz, um die Choreografie zu demonstrieren. An<br />
die Regelung und das zur Ansteuerung eingesetzte Bussystem<br />
stellt das besondere Anforderungen. Daher wurde für das Projekt<br />
eine dezentralisierte Regelungsstruktur gewählt. Die Motion Controller<br />
der Serie MC 5004 übernehmen die Regelung der Antriebe<br />
unabhängig von der Buslaufzeit, das heißt, die Antriebe werden mit<br />
66 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
ELEKTROMOTOREN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Bild: Faulhaber<br />
Bild: Faulhaber<br />
„Project Anthozoa“ begeistert<br />
durch „lebensechte“ Bewegungen<br />
Bild: Faulhaber<br />
Motion Controller<br />
mit Ethercat-Schnittstelle<br />
Für die fließenden<br />
Bewegungsabläufe der<br />
Choreografie sorgen 120<br />
lineare DC-Servomotoren<br />
und ebenso viele Motion<br />
Controller<br />
der internen Taktrate von 100 μs angesteuert, um der im Millisekunden-Takt<br />
vorgegebenen Sollposition zu folgen. Diese Kombination<br />
ermöglicht eine perfekte Synchronisation der 120 Antriebe.<br />
Beachtliche Leistung<br />
Die in den kinetischen Skulpturen eingesetzten Linearmotoren vom<br />
Typ LM 2070 liefern trotz der kompakten Statorabmessungen von<br />
20 x 20 x 70 mm (B x H x L) beachtliche mechanische Kennzahlen.<br />
Die Dauerkraft des Läuferstabes beträgt 9,2 N, als Spitzen- bzw.<br />
Stoßkraft stehen sogar bis zu 27,6 N zur Verfügung. Die Hublängen<br />
liegen standardmäßig bei 40, 80, 120, 160 oder 220 mm. Je nach<br />
Belastungsfall lässt sich bei der 40-mm-Hub-Variante eine Beschleunigung<br />
von maximal 93,9 m/s² erreichen, was fast 10g entspricht.<br />
Bei 220 mm Hub beträgt die maximal mögliche Beschleunigung immer<br />
noch 36,8 m/s² oder knapp 4 g. Die robuste Gleitlagerung des<br />
Läuferstabes verkraftet problemlos Geschwindigkeiten bis 2,8 m/s.<br />
Der zulässige Betriebstemperaturbereich des Antriebs von -20 bis<br />
+125 °C deckt alle gängigen Anwendungsbereiche ab. Trotz dieser<br />
Leistungswerte ist der Linearmotor feinfühlig regelbar. Die Wiederholgenauigkeit<br />
liegt zwischen 100 μm bei 40 mm Hub und 120 μm<br />
bei 120 mm Hub. Die leistungsstarken linearen DC-Servomotoren<br />
werden außerdem noch in zwei kleineren Varianten angeboten. Der<br />
LM 1247 mit Statorabmessungen von 12 x 12 x 49,4 mm (B x H x L)<br />
arbeitet ebenfalls mit 40 bis 120 mm Hub; die mit Statorabmessungen<br />
von 8 x 8 x 33 mm (B x H x L) noch kleinere Ausführung wird<br />
mit 15 oder 40 mm Hub angeboten. Damit lässt sich für unterschiedliche<br />
Anwendungen, die kompakte, dynamische und laufruhige<br />
Antriebe brauchen, eine passende Lösung finden.<br />
jg<br />
www.faulhaber.com<br />
Details zu den bürstenlosen DC-Flachmotoren von<br />
Faulhaber:<br />
hier.pro/TnHCs<br />
Hochdynamisch, robust und präzise:<br />
Der neue Wegaufnehmer TF1<br />
Der innovative Linearsensor<br />
für die anspruchsvolle<br />
Positionsmessung −<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 67
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
Hochlast-Kugelgewindetriebe von Kammerer<br />
Bild: Kammerer<br />
Für große Werkzeugmaschinen bietet Kammerer<br />
Gewindetechnik Hochlast-Kugelgewindetriebe<br />
an. Die Schwerlastspindeln der<br />
Baureihe Hercules zeichnen sich durch hohe<br />
Dynamik und Spitzenlastkapazitäten bei<br />
gleichzeitig geringem Verschleiß aus. Sie<br />
können dynamische Axialkräfte bis 160 t pro<br />
Antrieb und Spitzengeschwindigkeiten von<br />
1600 mm/s erreichen. Neben großen Werkzeugmaschinen<br />
werden diese Kugelgewindetriebe<br />
z. B. in Prüfmaschinen, Spritzgussmaschinen<br />
und Pressen eingesetzt. Speziell<br />
für den Hochlastbereich hat der Hersteller<br />
eine Kugelrückführung in Verbindung mit großen<br />
Wälzkörpern bis 20 mm Durchmesser<br />
entwickelt, die eine höhere dynamische<br />
Kapazität erreicht. Die Kugelrückführung<br />
vermindert auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen<br />
den direkten Kugel-Kugel-Kontakt.<br />
So wird vorzeitiger Verschleiß<br />
vermieden, der durch die Drehmoment- bzw.<br />
Radialbelastungen auf die Mutter bewirkt<br />
wird. Darüber hinaus lässt sich durch die<br />
Möglichkeit der Einzelgang-Schmierungstechnologie<br />
Verschleiß reduzieren. Bei der<br />
Entwicklung der Baureihe wurden auch die<br />
Laufbahngeometrie der Gewindespindel und<br />
Mutter sowie die Materialspezifikation und<br />
deren Mutter-Kugel-Spindel-Paarung optimiert.<br />
Unter idealen Voraussetzungen bei optimaler<br />
Schmierung, Einbaugeometrie und<br />
Wälzkörperwahl können mit Kugelgewindetrieben<br />
in der Abmessung 100 x 50 (Durchmesser<br />
x Steigung) Spitzengeschwindigkeiten<br />
von 1600 mm/s realisiert werden. bec<br />
www.kammerer-gewinde.de<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
Linear- und Ringführungen von HepcoMotion<br />
Bei aller Begeisterung über die Möglichkeiten,<br />
die die digitalisierte Produktion bietet,<br />
darf jedoch nicht vergessen werden, dass immer<br />
komplexere Produktionsabläufe auch<br />
große Herausforderungen an die Elementarbestandteile<br />
einer Produktionszelle stellen:<br />
Je komplexer und je effizienter die Produk -<br />
tion wird, desto wichtiger wird es, dass z. B.<br />
Linear- und Ringführungen einwandfrei funktionieren<br />
und optimal auf die Ansprüche der<br />
Produktionszelle angepasst werden können.<br />
Auch geringe Wartungszeiten und eine lange<br />
Lebensdauer werden immer wichtiger, um<br />
Verluste durch Produktionsausfall zu<br />
minimieren. Die Produkte von HepcoMotion<br />
überzeugen diesbezüglich<br />
Maschinenbauer in nahezu<br />
allen Industriezweigen. Sein<br />
GV3-Linearführungssystem<br />
beispielsweise ist extrem<br />
langlebig und bietet den Vorteil, dass die<br />
Laufrollen einfach neu eingestellt, statt komplett<br />
ausgetauscht werden können. In puncto<br />
Flexibilität bietet der Hersteller z. B. eine große<br />
Auswahl an standardmäßig geschliffenen<br />
und gehärteten Ring- und Bogenführungen<br />
Bild: HepcoMotion<br />
an und sein innovatives 1-Trak-System (Bild)<br />
kann in jeder erdenklichen 2D-Form konstruiert<br />
werden, was dem Designer zahlreiche<br />
Möglichkeiten zur optimalen Nutzung räum -<br />
licher Verhältnisse eröffnet.<br />
bec<br />
www.hepcomotion.com/de<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
Gedichtete Schrägkugellager von Nachi<br />
Bild: Nachi<br />
Speziell zum Lagern schnell drehender Wellen<br />
in stark von Staub und anderen Verunreinigungen<br />
belasteten Umgebungen sind die<br />
einreihigen Schrägkugellager der Reihe 7200<br />
von Nachi geeignet. Dank der besonderen<br />
Laufbahngeometrien in Innen- und Außenring<br />
nehmen diese Wälzlager nicht nur radiale,<br />
sondern in einer Richtung auch größere<br />
axiale sowie zwischen radial und axial unter<br />
beliebigen Winkeln angreifende Kräfte auf.<br />
Verglichen mit üblichen Rillenkugellagern<br />
kann man Schrägkugellager aufgrund der<br />
erhöhten Anzahl an Kugeln deutlich höher belasten.<br />
Wesentlicher Vorteil der Reihe 7200<br />
ist die reibungsarme, ein oder beidseitige<br />
Abdichtung. Damit sind die Schrägkugellager<br />
gegen feinen, aggressiven Staub und andere<br />
Verschmutzungen zuverlässig geschützt.<br />
Deshalb eignen sie sich besonders zum Einsatz<br />
in Kompressoren, Axiallüftern, Elektromotoren<br />
und Generatoren. Abgestimmt auf<br />
unterschiedliche Belastungen und Drehzahlen<br />
gibt es drei Varianten. Für universellen<br />
Einsatz eignen sich die Ausführungen mit 30°<br />
Kontaktwinkel der Kugeln zu den Laufbahnen.<br />
Sollen die Schrägkugellager bei höheren<br />
Drehzahlen arbeiten, bevorzugt man die Va -<br />
riante C mit 15° Kontaktwinkel. Für höhere<br />
axiale Belastungen sind dagegen die Schrägkugellager<br />
mit 40° Kontaktwinkel (Variante B)<br />
ausgelegt.<br />
bec<br />
www.nachi.de<br />
68 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Getriebe & Zahnräder<br />
Verzahnungsteile von Norelem aus Kunststoff<br />
Bild: Norelem<br />
Geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit,<br />
hohe Laufruhe, minimaler<br />
Wartungsaufwand dank<br />
Selbstschmierung und nicht zuletzt<br />
ein gutes Preis-Leistungsverhältnis:<br />
Zahnräder aus Kunststoff<br />
bieten im Vergleich zu Stahlmodellen<br />
zahlreiche Vorteile.<br />
Norelem hat nun zahlreiche<br />
Ausführungen in sein Sortiment<br />
aufgenommen, die sich dank<br />
der verwendeten Hochleistungswerkstoffe<br />
in verschiedenen industriellen<br />
Bereichen einsetzen<br />
lassen. Die Zahnräder, Zahnstangen<br />
und Kegelräder können<br />
Kraftübertragungs- und Positionieraufgaben<br />
im Maschinenbau<br />
und in der Automatisierungs -<br />
technik zuverlässig übernehmen.<br />
So gewährleisten Stirnzahnräder<br />
eine formschlüssige und schlupffreie<br />
Übertragung von Kräften<br />
mit wechselnder Drehrichtung,<br />
beispielsweise zum Heben und<br />
Senken von Maschinenelementen<br />
oder Lasten. Geradverzahnte<br />
Kunststoff-Stirnzahnräder mit 12<br />
bis 150 Zähnen sind in Modul 0,5<br />
bis 3 erhältlich. Die Kombination<br />
aus Zahnstange und Stirnzahnrad<br />
setzt Dreh- in Linearbewegungen<br />
oder umgekehrt um. Das<br />
Sortiment umfasst Kunststoffmodelle<br />
in Modul 0,5 bis 3 mit<br />
einer Standardlänge von 250<br />
mm. Kunststoff-Kegelräder in<br />
Modul 1 bis 3,5 bietet Norelem<br />
mit Übersetzungen von 1:1 bis<br />
1:5 als Standardausführung an.<br />
Sie werden vor allem für den Bau<br />
von Winkelgetrieben benötigt,<br />
die wiederum in Anwendungen<br />
mit hohen Untersetzungen und<br />
Drehmomenten sowie schnellen<br />
Bewegungen gefragt sind. bec<br />
www.norelem.de<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
KBT-Spindellager von Knapp Wälzlagertechnik<br />
KBT-Spindellager (Knapp Bearing<br />
Technology) nach ISO 492:2014<br />
sind im Aufbau und in der Funk -<br />
tion einreihige Schrägkugellager<br />
aus massiven und gehärteten<br />
Außen- und Innenringen. Der<br />
Wälzkörpersatz besteht aus Kugeln<br />
mit Massivfensterkäfigen.<br />
Die Lager nehmen, überlagert<br />
zu radialen Kräften, auch axiale<br />
Kräfte in einer Richtung auf. Werden<br />
Spindellagerpaarungen in O-<br />
oder X-Anordnung eingesetzt,<br />
nehmen sie Kippmomente und<br />
Axialkräfte in beiden Richtungen<br />
auf. Lager in Tandem-Anordnung<br />
sind nur in eine Richtung axial belastbar.<br />
Die Eignung als Spindellagerung<br />
erreicht das Maschinenelement<br />
Schrägkugellager in erster<br />
Linie durch eingeengte Toleranzen<br />
in Geometrie und Formgenauigkeit.<br />
Dabei spielt die<br />
Stahlqualität eine<br />
große Rolle:<br />
KBT-Spindel -<br />
lager werden in<br />
besten Stahlqualitäten<br />
gefertigt<br />
für eine<br />
op timale Oberflächenbeschaffenheit.<br />
Sie gewährleisten<br />
maxi male<br />
Führungsgenauigkeit<br />
bei physikalisch höchstmöglichen<br />
Drehzahlen. Die Spindellager<br />
sind Hochgenauigkeitslager,<br />
hergestellt in Maß-und Toleranzgenauigkeit<br />
nach DIN ISO<br />
1132. Sie finden Anwendung als<br />
Lagerung der Hauptspindeln in<br />
Werkzeugmaschinen mit deutlicher<br />
Leistungssteigerung bei erhöhter<br />
Betriebssicherheit. Sie er-<br />
Bild: Knapp Wälzlagertechnik<br />
füllen die hohen Anforderungen<br />
der Elektrospindel-Hersteller.<br />
Weiter kommen KBT-Spindellager<br />
z. B. in den Branchen Bearbeitungsmaschinenbau,<br />
Robotertechnik,<br />
Automation und Handling,<br />
Fahrzeugbau sowie Electronic<br />
Equipment zum Einsatz. bec<br />
www.knapp-waelzlagertechnik.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 69
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Reluktanzgetriebemotor<br />
Siemens erweitert Simogear-Portfolio<br />
Bild: Siemens<br />
Siemens erweitert sein Simogear-Portfolio<br />
um ein neues Synchronreluktanz-Antriebssystem<br />
bestehend aus Simogear-Standardgetriebe,<br />
Simotics-Reluktanzmotor und Sina-<br />
mics-Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung.<br />
Die Lösung mit einem Leistungsspektrum<br />
von 0,55 bis 4 kW ist verfügbar für die<br />
Umrichtertypen Sinamics G110M, G120D,<br />
G120 und S120, erreicht eine Energieeffizienzklasse<br />
vergleichbar mit IE4 und zeichnet<br />
sich im Vergleich zu Asynchronmotoren bei<br />
Teillast durch einen höheren Wirkungsgrad<br />
und geringere Verluste aus. Durch das nied -<br />
rige Trägheitsmoment und die optimierte<br />
Steuerung erreicht das Antriebssystem eine<br />
hohe Dynamik. Die Inbetriebnahme erfolgt<br />
schnell und einfach durch Eingabe des Motorcodes<br />
in den Umrichter. Ein externer Lüfter<br />
ist aufgrund der konstanten Drehmoment-<br />
Drehzahl-Kennlinien bis zur Nenndrehzahl<br />
nicht nötig. Das Antriebssystem verfügt über<br />
die Zertifizierungen CE, UL/CSA und demnächst<br />
auch CCC. Die modulare Systembauweise<br />
ermöglicht einfache Wartungs- und Reparaturmaßnahmen.<br />
Der Motor ist energie -<br />
effizient, erwärmt sich kaum und ermöglicht<br />
aufgrund dieses thermischen Verhaltens<br />
einen sicheren Betrieb. Der Reluktanzmotor,<br />
das Getriebe und der Umrichter sind bei diesem<br />
Antriebssystem präzise aufeinander abgestimmt<br />
und ermöglichen in ihrem Zusammenspiel<br />
eine optimale Funktionsweise. Daraus<br />
resultieren ein kostengünstiger Betrieb<br />
und eine effiziente Leistung des gesamten<br />
Antriebssystems.<br />
jg<br />
www.siemens.com<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
Reich-Gummirollenkupplung für spezielle Hebefahrzeuge<br />
Nach dem D2C-Prinzip (Designed to Customer)<br />
wurde die Gummirollenkupplung GUR<br />
45-8 für spezielle Hebefahrzeuge als anwenderspezifische<br />
Lösung entwickelt. Durch eine<br />
geringe Steifigkeit im unteren Lastbereich<br />
können die Drehschwingungen bei Leerlaufdrehzahl<br />
unterhalb kritischer Ausschläge gehalten<br />
werden. Durch ihr progressives Ver -<br />
halten steigt die Steifigkeit der Kupplung mit<br />
zunehmender Drehmomentübertragung an.<br />
Daher bietet sich die GUR 45-8 besonders für<br />
Anwendungen an, bei denen die Belastung<br />
mit höherer Drehzahl steigt. Sie kann in unterschiedlichen<br />
Anwendungsbereichen universal<br />
eingesetzt werden. Durch die Wahl<br />
spezieller Gummiqualitäten ist die Kupplung<br />
auch für hohe Umgebungstemperaturen geeignet.<br />
Die GUR 45-8 ist eine widerstandsfähige<br />
Gummirollenkupplung mit Durchdrehsicherung.<br />
Der Austausch der einzelnen Gummielemente<br />
ist ohne den Einsatz von Spezialwerkzeug<br />
im Handumdrehen gemacht. Nach<br />
dem Auseinanderziehen der gesteckten<br />
Kupplung, werden die Rollen einfach radial<br />
von außen in speziell geformte Mulden gesteckt.<br />
Die Kupplungsbaureihe GUR wird in<br />
verschiedenen Leistungsbereichen angeboten,<br />
wobei eine Anpassung an individuelle<br />
Anforderungen selbstverständlich ist. bec<br />
www.reich-kupplungen.com<br />
Bild: Reich Kupplungen<br />
EC-Motoren<br />
Antriebe von Ebm-Papst für Servoregler von Siemens<br />
Bild: Ebm Papst<br />
Mit Simatic Micro-Drive erweitert Siemens<br />
sein Angebot an Antriebssystemen im Bereich<br />
Schutzkleinspannung für DC-/EC-Mo -<br />
toren von 24 bis 48 V. Um Anwenderanforde-<br />
rungen erfüllen zu können, setzt Siemens<br />
u. a. auf Antriebslösungen von Ebm-Papst.<br />
Der Hersteller bietet EC-Motoren von 50 bis<br />
750 W Ausgangsleistung an. Im Baukastensystem<br />
können die EC-Motoren mit integriertem<br />
Encoder flexibel mit Getrieben und<br />
Bremsen kombiniert und so für verschiedene<br />
Anwendungsbereiche eingesetzt werden.<br />
Zusammen mit dem Micro-Drive entsteht eine<br />
kompakte Antriebslösung im Schutzkleinspannungsbereich.<br />
Das Servoantriebssystem<br />
eignet sich für ganz unterschiedliche Anwendungen:<br />
etwa für exakte Positionieraufgaben,<br />
in Shuttles für Regalbediengeräte und<br />
Lagerregalsysteme, in fahrerlosen Transportsystemen<br />
(FTS) sowie in der Medizintechnik.<br />
Besonders die ECI-Motorbaureihe der Baugrößen<br />
42 und 63 ist für diesen Einsatz prädestiniert.<br />
Bei den Antrieben handelt es<br />
sich um dynamische 3-phasige Innenläufermotoren<br />
in EC-Technologie mit geringem<br />
Rastmoment. Sie bieten einen hohen Wirkungsgrad<br />
sowie hohe Leistungsdichte und<br />
das bei kompakter Bauform. Ein robustes<br />
und geräuschoptimiertes Kugellagersystem<br />
sorgt für eine hohe Lebensdauer. Der Grundmotor<br />
mit dem Elektronikmodul K1 ist für<br />
den Betrieb mit externer Regelelektronik<br />
ausgelegt, erfüllt die Anforderungen an die<br />
Schutzart IP 54 und verfügt über einen<br />
industrietauglichen Stecker.<br />
jg<br />
www.ebmpapst.com<br />
70 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Getriebe & Zahnräder<br />
Smartes Getriebe von Wittenstein mit Sensormodul<br />
MODULARITÄT<br />
UND HÖCHSTE<br />
PACKUNGSDICHTE<br />
Bild: Wittenstein<br />
Wittenstein Alpha präsentiert smarte Getriebe<br />
mit „cynapse“. Sie verfügen über ein integriertes<br />
Sensormodul, das Industrie-4.0-<br />
Konnektivität ermöglicht. Ab der Markteinführung<br />
ist die Innovation für die Getriebe der<br />
Alpha-Premium-Line erhältlich, bevor dann<br />
die schrittweise Ausweitung auf alle Baureihen<br />
von Wittenstein Alpha erfolgt. Äußerlich<br />
unterscheiden sich Getriebe mit cynapse<br />
weder in Bauform, Größe oder Kontur zu den<br />
bestehenden Baureihen, sodass bereits konstruierte<br />
Antriebslösungen bestehen bleiben<br />
können. Den Unterschied macht ein in das<br />
smarte Getriebe integriertes Sensormodul.<br />
Das integrierte Sensormodul ermöglicht es,<br />
Einflussgrößen aus dem Prozess sowie dem<br />
Einsatzumfeld, die im Betrieb auf das Getriebe<br />
einwirken, zu identifizieren, zu messen<br />
und per IO-Link auszugeben. Damit bieten<br />
die smarten Getriebe die Möglichkeit, Parameter<br />
wie die Temperatur, das Vibrationsverhalten,<br />
die Betriebsstunden oder die Einbaulage<br />
zu erfassen und über die standardisierte<br />
Konnektivität der IO-Link-Schnittstelle und<br />
eines IO-Link-Masters bis in die Cloudebene<br />
zu kommunizieren. Dort – aber auch im direkten<br />
Umfeld der Maschine – können diese Informationen<br />
beispielsweise in Applikationen<br />
des Condition Monitoring oder der Predictive<br />
Maintenance genutzt werden, um die Verfügbarkeit<br />
und Produktivität von Prozessen und<br />
Anlagen zu verbessern.<br />
bec<br />
www.wittenstein.de<br />
Direktantriebe<br />
Dynamische Antriebe von IEF-Werner<br />
Bild: IEF-Werner<br />
Zum Einsatz kommen Direktantriebe in der<br />
Handhabungs- und Montagetechnik sowie<br />
in der Halbleiter- und Elektronikfertigung.<br />
Aufgrund ihrer Genauigkeit werden sie auch<br />
für Mess- und Prüfaufgaben verwendet.<br />
IEF Werner bietet mit der Baureihe Euroline<br />
verschiedene Ausführungen an, die sich für<br />
dynamische und präzise Applikationen eignen.<br />
Der Automatisierungsspezialist hat in<br />
die Einheiten einen Linearmotor, ein Wegmesssystem<br />
und eine Führung integriert.<br />
Neu im Programm ist die Euroline 200. Mit<br />
dieser Version lassen sich Anwendungen umsetzen,<br />
die mit den bisherigen Typen nicht<br />
realisierbar waren. Ihr kleinster<br />
Hub liegt bei 46 mm und reicht<br />
in 96-mm-Schritten bis maximal<br />
2736 mm. Die Version erreicht<br />
eine maximale Geschwindigkeit<br />
von 5 m/s. Ihre Spitzenkraft beträgt<br />
1000 N. Die größte Version<br />
der Baureihe kann Werkstücke<br />
mit einem Gewicht von bis zu<br />
80 kg sicher handhaben und am<br />
Schlitten Drehmomente bis zu<br />
1000 Nm aufnehmen. Durch die<br />
flexible Metallbandabdeckung ist<br />
der Direktantrieb neuerdings gekapselt.<br />
Das Eindringen von Verschmutzungen<br />
sowie das Freisetzen von Partikeln wird<br />
somit weitestgehend verhindert. Die kleinste<br />
Version ist weiterhin die Euroline 32 KLA.<br />
Ausgestattet mit einem eisenlosen Linearmotor<br />
und einem optischen, inkrementellen<br />
Wegmesssystem, eignet sie sich mit ihrem<br />
guten Ansprechverhalten für schnelle Bewegungen<br />
und läuft dabei sehr leise. Die Geschwindigkeit<br />
beträgt ebenfalls bis zu 5 m/s,<br />
die Wiederholgenauigkeit ±0,003 mm. Die<br />
Spitzenkraft, die diese Einheit erzielt, liegt bei<br />
132 N. Es sind Hübe bis 1662 mm möglich. jg<br />
www.ief-werner.de<br />
DIE NEUE LEISTUNGSKLASSE.<br />
ODU-MAC ® PUSH-LOCK<br />
Einfache und sichere<br />
Push-Pull Verriegelung<br />
Mit 7 Einheiten bestückbar<br />
Hybridstecker: Signal, Power, HF-<br />
Signale (Koax), Druckluft- und<br />
Fluiddurchführung, Datenraten<br />
> 5.000 Steckzyklen<br />
IP67<br />
Mehr auf:<br />
www.odu.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 71
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Applikationsumrichter<br />
Drive Controller von KEB bis 315 kW<br />
Bild: KEB Automation<br />
Die Drive Controller KEB Combivert F6 sind<br />
für jede Motortechnologie universell verwendbar<br />
und funktional vorbereitet für die<br />
Antriebsaufgaben Drehzahl-, Drehmomentund<br />
Positionsregelung. Zu dem bisherigen<br />
Leistungsfeld für Motoren bis 90 kW wurden<br />
nun zwei weitere Baugrößen vorgestellt, die<br />
durchgängige Eigenschaften der Baureihe<br />
dann für Anwendungen bis 315 kW bereitstellen.<br />
All-in-One lautet das Konzept – damit<br />
ist gemeint, das neben universellen Motorbetriebsarten<br />
für geberbehaftete oder geberlose<br />
Motoren, die Antriebssteller eine fle -<br />
xible Anbindung an die überlagerte Steuerungsebene<br />
via Ethercat, Profinet, Powerlink,<br />
Ethernet/IP und CAN ermöglichen und auf<br />
den zwei Geberkanälen in einer Hardware<br />
alle bewährten Drehzahl- und Lagerückführungen<br />
bereitstellen. Dazu kommt ein umfangreiches<br />
Angebot integrierter Sicherheitsfunktionen,<br />
die in der Maschine oder Anlage<br />
bisher extern realisierte Schutzmaßnahmen<br />
mehr und mehr in das Paket Antriebs- und<br />
Steuerungselektronik einbinden und damit<br />
Aufwand und Systemkosten optimieren.<br />
Abgerundet wird die Anwendung und Handhabung<br />
durch die Inbetriebnahme- und Dia -<br />
gnose-Software Combivis 6.<br />
jg<br />
www.keb.de<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
Torsionssteife Lateralbalgkupplung von ÜV<br />
Die Lateralbalgkupplung von ÜV Überlastschutz<br />
u. Verbindungssysteme ist durch ihre<br />
spezielle Balgform bestens zum Ausgleich<br />
von radialem/lateralem Versatz konzipiert.<br />
Vergleicht man diese Kupplungen mit den<br />
bekannten Metallbalgkupplungen, lässt sich<br />
feststellen, dass die Lateralwellenform dieser<br />
Kupplungen andere Anwendungsmöglichkeiten<br />
beim Wellenversatzausgleich bietet.<br />
Zurzeit ist diese aus einem Kunststoffmaterial<br />
bestehende Kupplung mit einer<br />
Ausgleichswelle pro Befestigungsnabe ausgelegt<br />
und somit gedacht als torsionssteife<br />
Lateralbalgkupplung zum Anbau von Drehgebern<br />
bzw. Antrieben mit geringer Leistung.<br />
Durch die Form der Kupplung ist die Feder -<br />
steife lateral geringer als axial. Bei Metallbalgkupplungen<br />
werden eine bestimmte Anzahl<br />
von axial angeordneten Wellen benötigt,<br />
um einen lateralen (seitlichen) Wellenversatz<br />
aufnehmen zu können. Mehr Wellen bedeuten<br />
zwar größere zulässige Wellenversätze,<br />
aber auch größere, vor allem längere Außenabmessungen.<br />
Die Lateralbalgkupplung bietet<br />
gegenüber Metallbalgkupplungen Vorteile<br />
durch einen generell potenzialfreien Anbau<br />
und ist auch eine preisliche Alternative. Anwenderspezifische<br />
Auslegungen können einfach<br />
realisiert werden.<br />
bec<br />
www.uev-gmbh.de<br />
Bild: ÜV Überlastschutz u. Verbindungssysteme<br />
Gleit- & Wälzlager<br />
Anwenderspezifische Systemlösungen von Rodriguez<br />
Als Systemlieferant hochwertiger Antriebskomponenten<br />
bietet Rodriguez ein großes<br />
Sortiment der bewährten Kaydon-Dünnring -<br />
lager. Sie überzeugen mit einem geringen<br />
Gewicht und einem kleinen Lagerquerschnitt,<br />
der auch bei steigenden Bohrungsdurchmessern<br />
konstant bleibt. Die Dünnringlager bewähren<br />
sich u. a. in der Halbleiterbranche –<br />
hier werden bevorzugt Modelle aus Edelstahl<br />
verbaut, die sich durch Korrosionsbeständigkeit<br />
und eine außergewöhnlich hohe Reinheit<br />
auszeichnen. Auf Basis von fortschrittlichen<br />
Präzisionslagern entwickelt der Eschweiler<br />
Antriebsspezialist auch anwenderspezifische<br />
Systemlösungen. Die Auslegung und Fertigung<br />
solch einbaufertiger Subsysteme über-<br />
nimmt der Bereich Value Added Products.<br />
Dabei profitieren die Nutzer vor allem von<br />
dem langjährigen Engineering-Know-how<br />
Bild: Rodriguez<br />
sowie den speziellen Kenntnissen und Erfahrungen<br />
in der Mechanik, die für die fachgerechte<br />
Umsetzung und eine präzise Montage<br />
maßgeblich sind. Dank der Eigenfertigung<br />
lassen sich die anwenderspezifischen Systemlösungen<br />
passgenau auf die individuellen<br />
Anforderungen zuschneiden. Neben Kaydon-<br />
Dünnringlagern umfasst das Sortiment auch<br />
eine Vielzahl an weiteren Präzisionslagern<br />
sowie ein lückenloses Spektrum an Lineartechnik<br />
mit Rund-, Profilschienen- und Kreuzrollenführungen<br />
sowie Kugel- und Rollengewindetrieben.<br />
bec<br />
www.rodriguez.de<br />
72 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Elektrische Antriebstechnik<br />
Energieeffizienter, elektronisch geregelter Motor von WEG<br />
Bild: WEG<br />
WEG hat elektronisch kommutierte Motoren<br />
(WECM) für Anwendungen im Bereich Heizung,<br />
Lüftung und Klimatechnik (HLK) im<br />
IEC-Markt vorgestellt. Die energieeffizienten<br />
Permanentmagnetmotoren in Aluminiumgehäusen<br />
der Baugröße IEC 80 decken einen<br />
Leistungsbereich von 0,12 bis 1,1 kW sowie<br />
wahlweise Nenndrehzahlen von 1500, 1800<br />
und 3000 min -1 ab. Durch die integrierte elektronische<br />
Drehzahlregelung erreichen die<br />
Antriebspakete aus Motor und Umrichter<br />
hohe Wirkungsgrade. Zudem erfüllen die<br />
geräuscharmen, kompakten Motoren alle relevanten<br />
IEC- und HLK-Normen. Die europä -<br />
ischen IEC-Richtlinien 1253/2014, 327/2011<br />
und 640/2011 definieren Schritte zur Steigerung<br />
der Energieeffizienz des Gesamt -<br />
systems aus Motor und Lüfter. Die Baureihe,<br />
bestehend aus einem Elektromotor mit<br />
integrierter elektronischer Drehzahlregelung,<br />
erreicht Energieeffizienzklasse IE5 gemäß<br />
IEC 60034-30-1/2 und, als Gesamtlösung mit<br />
dem Laufrad, einen Wirkungsgrad, der den<br />
aktuellen und zukünftigen Anforderungen der<br />
EU-Richtlinien für HLK-Anwendungen, z. B.<br />
Richtlinie 2020, entspricht. Der Motor bietet<br />
ein konstantes Drehmoment über den gesamten<br />
Drehzahlbereich. Die Geschwindigkeit<br />
lässt sich sowohl direkt am Motor als<br />
auch per Fernbedienung verstellen. Der Motor<br />
verfügt über ein Aluminiumgehäuse in<br />
Schutzart IP55. Zudem ist er vibrations- und<br />
geräuscharm (ca. 40dB (A)). Der Motor ist<br />
elektronisch gegen Überlast, Überhitzung<br />
und Blockade des Läufers geschützt. jg<br />
www.weg.net<br />
Getriebe & Zahnräder<br />
Getriebeentwicklung: Schnittstelle von SKF und Kisssoft<br />
Im Rahmen ihrer Kooperation haben SKF und<br />
Kisssoft eine Schnittstelle geschaffen, die<br />
den Entwicklungsprozess von Getrieben vereinfacht:<br />
Die Schnittstelle versetzt die Ingenieure<br />
in die Lage, die für die Maschinen -<br />
konstruktion geeigneten Lager auf Grundlage<br />
aktueller Lagertechnologien auszuwählen.<br />
Dadurch können die Anwender von Kisssoft<br />
nun zwei Berechnungsansätze verfolgen:<br />
Einerseits die übliche ISO-Berechnung und<br />
nun zusätzlich die erweiterte SKF-Lebensdauerberechnung<br />
mithilfe der Lagerdaten<br />
des Herstellers. Die aktuellen Lagerdaten<br />
werden den Kisssoft-Usern über cloudba -<br />
sierte Dienste von SKF zur Verfügung gestellt.<br />
Die entsprechenden Ergebnisse erhält<br />
der Anwender in Form eines übersichtlichen<br />
Engineering-Reports, den die Kisssoft-Kalkulationssoftware<br />
liefert. So entsprechen die<br />
beiden Unternehmen dem Wunsch vieler<br />
Ingenieure nach einem einzigen Tool, das<br />
unzählige <strong>Konstruktion</strong>sdaten und Designvorschriften<br />
bzw. -einschränkungen beinhaltet,<br />
diese selbsttätig aktualisiert und außerdem<br />
durchgängig in einem benutzerfreundlichen<br />
Format dokumentiert; nähere Infos: hier.<br />
pro/3U25o.<br />
bec<br />
www.skf.de<br />
www.kisssoft.ag<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
KBK fertigt passgenaue Welle-Nabe-Verbindungen<br />
Viele industrielle Anwendungen arbeiten mit<br />
hoher Präzision und sind deshalb auf eine<br />
spielfreie Übertragung der Drehmomente angewiesen.<br />
KBK Antriebstechnik bietet speziell<br />
für diese Einsatzgebiete eine große<br />
Bandbreite an passgenauen Spannsätzen<br />
und Schrumpfscheiben an. Die Welle-Nabe-<br />
Verbindungen decken sämtliche Standards<br />
bei Innen- und Außenspannsätzen ab und<br />
werden bei Bedarf auch nach individuellen<br />
Maßen gefertigt. Für die Verbindung von<br />
Naben mit mehrfach abgesetzten Wellen<br />
hat der Hersteller den selbstzentrierenden<br />
Spannsatz KBS15 entwickelt. Bei diesem<br />
Spannsatz lässt sich der Innendurchmesser<br />
durch Austausch des Innenrings mit wenigen<br />
Handgriffen variieren, sodass sich die Montagezeit<br />
erheblich verkürzt. Ein Bund verhindert<br />
eine Axialverschiebung während des Einbaus.<br />
Der KBS15 ist mit neun unterschied -<br />
lichen Innen- und drei verschiedenen Außendurchmessern<br />
erhältlich und eignet sich für<br />
Drehmomente zwischen 290 und 1780 Nm.<br />
Hohe Drehmomente von bis zu<br />
1.247.000 Nm können die selbstzentrierenden<br />
dreiteiligen Spannsätze vom Typ KBS18<br />
übertragen. Sie sind mit Außendurchmessern<br />
von 55 bis 355 mm und Innendurchmessern<br />
von 25 bis 280 mm lieferbar. Wenn dagegen<br />
Hohlwellen auf eine Welle gespannt<br />
werden sollen, ist die Schrumpfscheibe<br />
KBS19 die ideale Wahl (40 bis 327.000 Nm).<br />
Sie erzeugt eine spielfreie Verbindung, indem<br />
sie die Nabe auf die Welle presst. Auf diese<br />
Weise kann kein Schmutz eindringen und<br />
die Flächenpressung verhindert zusätzlich<br />
Spaltkorrosion.<br />
bec<br />
www.kbk-antriebstechnik.de<br />
Bild: KBK Antriebstechnik<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 73
MASCHINENELEMENTE<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch: Christoph Anding, Country Sales Manager Germany, Comau Robotics<br />
„Was seine Empfindlichkeit betrifft, ist<br />
unser AURA-Roboter beinahe menschlich“<br />
Intelligente kollaborative Roboter erobern die fertigende Industrie. Mensch und Roboter arbeiten zunehmend<br />
ohne Schutzzäune zusammen. Welche Herausforderungen die Mensch-Roboter Kollaboration<br />
mit sich bringt, erklärt Christoph Anding, Country Sales Manager Germany bei der Comau Deutschland<br />
GmbH, im Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>. Zudem verrät er, was es mit dem kollaborativen Fertigungskonzept<br />
Humanufacturing auf sich hat.<br />
Interview: Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Der Markt für kollaborative Roboter<br />
(Cobots) soll den Prognosen zufolge in den<br />
nächsten Jahren weiterhin wachsen und einer der<br />
maßgeblichen Wachstumstreiber des gesamten Automationsmarkts<br />
bleiben. Welche Gründe gibt es dafür?<br />
Christoph Anding: Kollaborative Roboter eröffnen neue<br />
Möglichkeiten, gerade in Bezug auf die Interaktion mit<br />
dem Menschen. Vor allem lassen sich mithilfe dieser Cobots<br />
Arbeitsschritte zusammenfassen, für die man derzeit<br />
mehrere Zellen benötigt. So können verschiedene<br />
Prozesse in der Zukunft einfach zusammenwachsen, was<br />
das Ganze bezüglich der Zusammenarbeit von mehreren<br />
Prozessschritten agiler macht.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Cobots bieten im Vergleich zu<br />
traditionellen Industrierobotern Vorteile in Sachen Anschaffungskosten,<br />
was sie insbesondere für mittelständische<br />
Unternehmen interessant macht. Mit welchen<br />
Folgekosten müssen Unternehmen rechnen, die<br />
in einen Cobot investieren?<br />
„Gerade für mittelständische<br />
Unter -<br />
nehmen gibt es viele<br />
Vorteile durch den<br />
Einsatz von Cobots.<br />
Der Grund sind<br />
neue Möglichkeiten<br />
hinsichtlich der Programmierung<br />
beziehungsweise<br />
bei den<br />
Teaching-Verfahren.“<br />
Christoph Anding,<br />
Country Sales Manager Germany,<br />
Comau Deutschland GmbH<br />
Anding: Cobots sind in den Anschaffungskosten sogar<br />
oftmals teurer als Standard-Industrieroboter. Gerade,<br />
wenn man über Technologien spricht, die Berührungen<br />
verhindern, und die über Kraftmomentsensoren hinausgehen,<br />
sind herkömmliche Industrieroboter über die Gesamt-Laufzeit<br />
oft günstiger. Das liegt daran, dass man für<br />
die Mensch-Roboter-Kollaboration zum einen das Gesamtkonzept<br />
berücksichtigen muss, also nicht nur den<br />
Roboter als einzelnes Produkt, sondern auch die Kosten<br />
der Zelle, der Sicherheitstechnik und so weiter. Am Ende<br />
des Tages sind das zusätzliche Investitionen, um aus dem<br />
Produkt Roboter ein System zu bauen und auch um in der<br />
Zukunft die Wartungskosten zu minimieren. Zum anderen<br />
müssen bei Cobots auch die Kosten für die Zertifizierung<br />
der eingesetzten Sicherheitskomponenten eingepreist<br />
werden. Hierbei stellt sich dann auch die Frage: Habe ich<br />
einen geschlossenen Sicherheitskreis aus einer Hand<br />
oder besteht meine Lösung aus mehreren Sicherheitskomponenten<br />
verschiedener Hersteller?<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Einsatzmöglichkeiten<br />
bieten kollaborierende Roboter in der Praxis, speziell<br />
für kleine und mittelständische Unternehmen?<br />
Anding: Man kann mit kollaborativen Robotern sowohl<br />
hochkomplexe Anlagen automatisieren – hier hat Comau<br />
selbst einige Projekte im hohen Lastbereich umgesetzt –<br />
als auch kleinere Anlagen im Mittelstand. Gerade für mittelständische<br />
Unternehmen gibt es viele Vorteile durch<br />
den Einsatz von Cobots. Der Grund sind neue Möglichkeiten<br />
hinsichtlich der Programmierung beziehungsweise<br />
bei den Teaching-Verfahren. Dadurch eröffnet sich auch<br />
für ‚Cobot-Einsteiger‘ ein Potenzial, allerdings muss man<br />
beim Einsatz kollaborativer Roboter zwingend den Aspekt<br />
Sicherheit und Risikoeinschätzung berücksichtigen.<br />
Bei geschlossenen Systemen ist das ein wichtiges Thema,<br />
denn Roboterzellen müssen bewertet werden, egal<br />
ob sich ein Standardindustrieroboter oder ein kollaborativer<br />
Roboter darin befindet, und Betreiber müssen eine<br />
Risikoanalyse durchführen. Anschließend muss man das<br />
noch zertifizieren beziehungsweise zertifizieren lassen.<br />
74 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Christoph Anding,<br />
Country Sales Manager Germany,<br />
Comau Deutschland GmbH<br />
Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe++++<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 75
MASCHINENELEMENTE<br />
PORTRÄT<br />
Christoph Anding erklärt<br />
im Gespräch mit<br />
der Redaktion, wieso<br />
Cobots gerade für mittelständische<br />
Firmen<br />
Vorteile bringen<br />
Gerade bei kleineren kollaborativen Robotern ist es wichtig,<br />
die Themen Zertifizierung und Sicherheit nicht aus<br />
den Augen zu verlieren, im Irrglauben, dass der Roboter<br />
letztendlich sicher ist.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mit dem AURA-Roboterarm bietet<br />
Comau auch einen kollaborativen Roboter an. Welche<br />
Vorteile bietet das System dem Anwender im Allgemeinen<br />
und in der Interaktion mit Menschen in der<br />
industriellen Fertigung im Besonderen?<br />
Anding: Bei der Entwicklung unseres AURA-Roboters –<br />
AURA steht für Advanced Use Robotic Arm – haben wir<br />
einen Standardindustrieroboter aus unserem Portfolio als<br />
Grundlage genutzt. Der Roboter hat eine speziell für industrielle<br />
Umgebungen entwickelte Beschichtung. Diese<br />
Haut ist der Sensitivität menschlicher Haut nachempfunden.<br />
Sie ermöglicht es ihm, die Anwesenheit des Bedieners<br />
oder eines anderen Automatisierungssystems wahrzunehmen<br />
und im Bedarfsfall langsamer zu werden oder<br />
zu stoppen. Im Einzelnen erfolgt der Betrieb des<br />
Roboters durch die kombinierte Nutzung von wahrnehmenden<br />
und vorausschauenden Steuerungssystemen,<br />
die es ihm gestatten, in jedem Industrieprozess auf sichere<br />
und intelligente Weise mit Menschen zu kooperieren.<br />
Mit sechs Sicherheitsabstufungen und einem modularen<br />
Ansatz unterstützt das System den Menschen bei<br />
der Durchführung manueller Tätigkeiten und dies ohne irgendeine<br />
Absperrung. Der Roboter kann sowohl in einem<br />
kollaborativen als auch in einem nicht-kollaborativen High-<br />
Speed-Modus benutzt werden. Zudem verfügt AURA<br />
über leistungsfähige Näherungssensoren, die Bedienerbewegungen<br />
erkennen und entsprechend reagieren, um<br />
Kollisionen zu vermeiden. Das ist ein großer Benefit,<br />
denn ein 170-kg-Roboter mit 2,8 m Reichweite ist natürlich<br />
schon ein schweres Gerät, dessen Berührung für<br />
einen Werker fatale Folgen habe würde. Eine weitere<br />
wichtige Option für ein sicheres kollaboratives System ist<br />
Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />
eine Umhausung für den Greifer den Comau kundenspezifisch<br />
anbietet. Über diese ist die sensitive Haut fortgeführt<br />
und somit kann auch der Endeffektor sensitiv ausgeführt<br />
werden und stellt keine Gefahr mehr da.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist dieses System aus Beschichtung<br />
und Berührungs- beziehungsweise Näherungssensor<br />
zertifiziert?<br />
Anding: Wir haben ein CE-Teil-1- und eine TÜV-Zertifizierung<br />
gemäß EN ISO 13849-12015 für das Produkt, mit Fokus<br />
auf den Berührungssensor. Der Grund dafür ist, dass<br />
der Näherungssensor projektspezifisch eingerichtet werden<br />
muss, um eine Produktzertifizierung zu erreichen.<br />
Das heißt, die Sicherheit des Systems ist nachgewiesen,<br />
weshalb die Kunden diesen Teil des Systems nicht in ihrer<br />
Sicherheitsbewertung berücksichtigen müssen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mit Humanufacturing haben Sie<br />
ein kollaboratives Fertigungskonzept entwickelt. Was<br />
muss man sich darunter genau vorstellen und wie<br />
passen die AURA-Roboter in dieses Konzept?<br />
Anding: Humanufacturing stellt den Menschen ins Zentrum<br />
einer kollaborativen, sicheren und synergetischen<br />
Fertigungsumgebung. Das heißt, bei diesem Konzept<br />
sind Menschen die Hauptakteure – zusammen mit modernen,<br />
digitalen Werkzeugen, Basistechnologien und<br />
„intelligenter“ Industrierobotik im Rahmen eines vernetzten<br />
Produktionssystems. Die Produkte von Comau,<br />
die wir unter dem Namen Humanufacturing zusammenfassen,<br />
wie zum Beispiel der AURA-Roboter, die Automated<br />
Guided Vehicles Agile 1500, unsere automatisierte<br />
Montagestation SmartRob oder das Mate-Exoskelett für<br />
den Oberkörper, sollen den Menschen unterstützen und<br />
entlasten in der Arbeit in der Produktion.<br />
<strong>KEM</strong> Produktion: Ein Stichwort bei der Entwicklung<br />
von Cobots ist deren Vernetzung mit anderen Systemen.<br />
Welche Technologien werden hierbei eingesetzt?<br />
Einerseits mit Blick auf zu integrierende Bauelemente<br />
wie Sensoren und Bildverarbeitungssysteme, andererseits<br />
in Bezug auf die Kommunikation. Wie ist<br />
Comau diesbezüglich aufgestellt?<br />
Anding: Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass<br />
man Industriestandards verwendet, insbesondere im Bereich<br />
der Sicherheitstechnik. Benötigt werden zudem redundante,<br />
sicherheitszertifizierte Systeme. Speziell beim<br />
AURA-Roboter erfolgt die Safety-Kommunikation über<br />
das Profinet-Protokoll zu einer übergeordneten Steuerung,<br />
um sicher zu kommunizieren und nicht mehr Kabel<br />
auf Sicherheitseingänge verdrahten zu müssen. Das Ganze<br />
läuft über eine Bus-Kommunikation und über gesicherte<br />
Standardprotokolle. Bei der Sensorik, ist es wichtig,<br />
dass man Komponenten einsetzt, die die Industrie- und<br />
Sicherheitsstandards erfüllen. Hier haben wir mit mehreren<br />
Forschungsinstituten daran gearbeitet, um sichere<br />
und zugelassene Technik einsetzen zu können.<br />
76 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Rolle spielt OPC UA<br />
over TSN für die Roboterkommunikation?<br />
Anding: Der Kommunikations-Standard OPC UA over<br />
TSN beschäftigt sich auch mit Robotern. Da Comau einen<br />
eigenen Robotercontroller hat und diesen auch stetig<br />
weiterentwickelt, ist OPC UA over TSN ein großes Thema<br />
für uns. Hier sind wir auch mit den entsprechenden Organisationen<br />
wie der OPC Foundation in Kontakt, um das<br />
Ohr am Puls des Marktes zu haben und auf dem Laufenden<br />
zu bleiben. Das M2M-Kommunikationsprotokoll OPC<br />
UA ist aktuell stark verbreitet und verbreitet sich weiter.<br />
Gerade in der Roboterindustrie ist das ein großes Thema.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ein weiteres Thema im Zusammenhang<br />
mit kollaborativen Robotern ist die Safety.<br />
Typische Industrieroboter in der Fabrik arbeiten bisher<br />
hinter Schutzzäunen, um die Bediener zu schützen.<br />
Was müssen Roboter-Hersteller wie Comau tun,<br />
um eine gefahrlose MRK zu ermöglichen?<br />
Anding: Neben einer sicheren Technologie im Roboter,<br />
wie bereits beschrieben, muss man vor allem das Bewusstsein<br />
der Beteiligten – also Integratoren, Betreiber<br />
und Endanwender – für die möglichen Gefahren schärfen.<br />
An der Stelle arbeiten wir an Schulungskonzepten, wie<br />
wir Integratoren auf unseren AURA-Roboter schulen können.<br />
Ziel ist es, den Integratoren zu erklären, wie sie den<br />
Roboter in Betrieb nehmen müssen, wie sie die Sicherheitsschwerpunkte<br />
einzuschätzen haben, welche Parameter<br />
sie beim Sensor tunen können und worauf sie achten<br />
müssen, um am Ende die Zelle vom TÜV abgenommen<br />
zu bekommen. Das sind die beiden Punkte, auf die<br />
wir als Roboterhersteller fokussieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie manipulationssicher sind<br />
Ihre Roboter-Systeme?<br />
Anding: Kein System ist vollkommen manipulationssicher.<br />
Grundsätzlich versuchen wir jegliche Gefahrenquellen,<br />
soweit es in unserer Macht liegt, auszuschließen.<br />
Wenn der Roboter richtig eingerichtet ist, mit einem<br />
Passwortschutz versehen ist und über weitere Sicherheitsvorkehrungen<br />
verfügt, die verhindern, dass der Bediener<br />
Manipulationen vornimmt, kann man eine Elektronik<br />
nur schwer manipulieren. Bei einem Ausfall der Sensorik,<br />
einem Defekt oder einer Abschaltung, ist unsere Sicherheitstechnik<br />
so aufgebaut, dass es zum Fehler<br />
kommt. Der Roboter bleibt mit Not-Aus-Signal stehen,<br />
wenn die Verbindung zum Sensor verloren ist. Diesbezüglich<br />
müssen wir Roboterhersteller auch deutsche und europäische<br />
Normen erfüllen. – was wir mit AURA auch tun.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Rolle spielt bei der sicheren<br />
Mensch-Roboter-Kollaboration die Risikobeurteilung<br />
der Gesamtanwendung?<br />
Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe<br />
Anding: Das spielt eine sehr große Rolle. Es gibt Vorteile<br />
bei kollaborativen Systemen. Denn ein kollaborativer Roboter<br />
ist oftmals einfacher gebaut als eine herkömmliche<br />
Industrieroboter-Zelle. Das wirkt sich natürlich auch auf<br />
das Sicherheitskonzept aus. Das heißt, man hat im Idealfall<br />
ein kollaboratives System mit einer Schutzeinrichtung<br />
von einem Roboterhersteller. Ein Beispiel ist das AURA-<br />
System von Comau. Hier bietet schon die Hülle mehrere<br />
Sicherheitsfunktionen, die auch zertifiziert sind. Somit sehen<br />
wir hier eine große Erleichterung, denn bei kleineren<br />
Anwendungen oder Zellen muss man weniger bewerten,<br />
da es nur einen kollaborativen Roboter gibt. Letztendlich<br />
hängt das aber auch von der Applikation und deren Komplexität<br />
ab. Der Vorteil einer Lösung aus einer Hand ist zudem,<br />
dass man nur noch die Umgebungsbedingungen in<br />
die Bewertung mit einbeziehen muss und nicht das System<br />
aus mehreren zertifizierten Produkten vereinen und<br />
sich über deren Zusammenspiel Gedanken machen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Normen, wie die ISO/TS 15066,<br />
legen die Leistungs- und Kraftbegrenzungen für „kollaborierende<br />
Roboter“ fest. Reichen diese Normen<br />
heute noch aus oder besteht hier vor dem Hintergrund<br />
der Entwicklung hin zu autonomen selbst -<br />
lernenden Robotern Anpassungsbedarf?<br />
Anding: Comau hat mit der AURA-Entwicklung schon einen<br />
anderen Weg beschritten, denn bei unserem Roboter<br />
muss es durch den Näherungssensor zu keiner Berührung<br />
kommen. Wir haben ein System geschaffen, das sicher<br />
ist und schon heute über die Norm hinausgeht. Der<br />
Grund ist, ohne Berührung gibt es keine Kraft, die auf den<br />
Menschen wirkt. Insgesamt wird sich beim Thema Normen<br />
die nächsten Jahre noch sehr viel tun. Denn die<br />
Technologie entwickelt sich stetig weiter, es gibt immer<br />
neue Features und Ideen bei Produkten, die auch immer<br />
weiter fortschreiten, was die Regelwerke und Normen<br />
immer wieder auf die Probe stellt. Für die Zertifizierung<br />
braucht es vielleicht neue Wege, um diese Technologien<br />
einheitlich zu bewerten.<br />
www.comau.com<br />
Details zum kollaborativen Fertigungskonzept<br />
Humanufacturing von Comau:<br />
hier.pro/9rJCP<br />
„Der AURA-Roboter hat<br />
eine speziell für industrielle<br />
Umgebungen entwickelte<br />
Beschichtung.<br />
Diese Haut ist der Sensitivität<br />
menschlicher<br />
Haut nachempfunden.“<br />
Christoph Anding,<br />
Country Sales Manager Germany,<br />
Comau Deutschland GmbH<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 77
MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Mit den EleCylindern, einer neuen Baureihe,<br />
bietet IAI Industrieroboter einen einfachen<br />
Ein- oder Umstieg auf elektrische Aktuatoren<br />
Bild: IAI Industrieroboter<br />
Elektrische Aktuatoren von IAI Industrieroboter<br />
Elektrisch zu mehr Wirtschaftlichkeit<br />
Eine effiziente Montage- und Handhabungstechnik ist in vielen produzierenden Unternehmen eine<br />
Schlüsselkomponente, um dem wachsenden Kostendruck effektiv zu begegnen. Hierbei kommen<br />
verschiedene Aktuatoren zum Einsatz. Diese führen dann, in komplexen Produktionsanlagen installiert,<br />
Linear-, Rotations- oder auch Greifbewegungen aus.<br />
Stefan Ziemba, Manager Sales & Marketing DACH, IAI Industrieroboter GmbH, Schwalbach am Taunus<br />
Traditionell verwenden Unternehmen häufig pneumatische Aktuatoren.<br />
Nicht zuletzt auf Grund der geringen Investitionskosten<br />
sind diese in vielen Einkaufsabteilungen nach wie vor die bevorzugte<br />
Technologie. Die Erzeugung und Verteilung der notwendigen<br />
Druckluft geht jedoch mit hohen Verlusten einher. Selbstverständlich<br />
lassen sich durch intensive Optimierungsmaßnahmen auch Druckluftsysteme<br />
in ihrer Energieeffizienz noch verbessern. Dennoch sind<br />
hier technologische Grenzen schnell erreicht. In diesen Fällen bietet<br />
sich ein sogenanntes Substitutionsszenario an: Bei diesem werden<br />
die pneumatischen Positioniersysteme durch elektromechanische<br />
ersetzt.<br />
Elektrische Aktuatoren lassen sich einfach mit programmierbaren<br />
Steuerungen integrieren. Sie erfordern zudem einen geringeren<br />
Wartungsaufwand. Die freie Programmierbarkeit ist gleichzeitig<br />
auch einer der entscheidenden technischen Vorteile. So kann man<br />
beliebig freie Positionen und Geschwindigkeiten programmieren.<br />
Weitere technische Vorteile sind die kaum vorhandene Geräuschemissionen<br />
sowie die frei programmierbaren dynamischen Geschwindigkeitsänderungen<br />
mit individuell festzulegenden Beschleunigungs-<br />
und Verzögerungszyklen. Selbst die spürbar höheren Anschaffungskosten<br />
amortisieren sich auf Grund der Energieeinsparung<br />
innerhalb kurzer Zeit.<br />
Einer der führenden industriellen Hersteller derartiger elektrischer<br />
Aktuatoren ist das 1976 im japanischen Shizuoka gegründete Unternehmen<br />
IAI Industrieroboter. Seine jüngst vorgestellte neue Produktlinie<br />
der EleCylinder eignet sich vor allem für den einfachen Um-<br />
stieg oder auch den Einstieg auf diese ressourcenschonende Antriebstechnik.<br />
Mit nur zwei Endpositionen bieten diese den gleichen<br />
Leistungsumfang wie auch die pneumatischen Aktuatoren. Mit den<br />
integrierten Steuerungen können sie aber wie alle elektrischen Aktuatoren<br />
vollkommen frei programmiert werden. Ähnlich wie bei<br />
Magnetventilen erfolgt ihre Steuerung nur durch Ein/Aus-Signale.<br />
Auch sanftes Anfahren oder Abbremsen sind mit den elektrischen<br />
Aktuatoren möglich.<br />
Alle elektrischen Aktuatoren der EleCylinder-Serie verfügen über<br />
einen integrierten Controller<br />
Bild: IAI Industrieroboter<br />
78 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Pneumatisch versus elektrisch<br />
PLUS<br />
• Der EleCylinder ermöglicht die separate Einstellung von Beschleunigung,<br />
Geschwindigkeit und Verzögerung in Prozent. Bei Pneumatikzylindern<br />
werden Strömungsventile zur Bewegungssteuerung eingesetzt, bei denen<br />
aber die Parameter BGV nicht einzeln eingestellt werden können.<br />
• Zum Einstellen der Start- und Endpositionen des elektrischen Aktuators<br />
kann der Sollwert mit den Vorlauf- und Rücklauftasten in kleinen Schritten<br />
von 0,01 mm auf dem Jog/Tipp-Bildschirm eingegeben und visuell überprüft<br />
werden. Pneumatikzylinder erfordern eine Positionseinstellung für Endanschlag,<br />
Umschalter oder Stoßdämpfer, sowie eine Überprüfung und Abstimmung<br />
der Positionen aller Automationskomponenten.<br />
• Pneumatikzylinder können auf Grund der Stöße, die am Hubende bei zu<br />
hoher Geschwindigkeit auftreten, nicht mit hoher Geschwindigkeit betrieben<br />
werden. Der elektrische Aktuator kann bei hoher Geschwindigkeit<br />
weich anfahren und gedämpft anhalten. Auf diese Weise verringert sich<br />
die Zykluszeit.<br />
Selbstverständlich verfügen auch die Aktuatoren dieser Serie, so<br />
wie alle neuen Produkte aus dem Hause IAI, über hochauflösende<br />
batterielose Absolutwert-Encoder. Dadurch kommen alle Vorteile<br />
dieser Technologie voll zum Tragen:<br />
• das Entfallen von Referenzfahrten<br />
• der Einsatz eines Home-Sensors<br />
• der ersatzlose Wegfall von Batteriewartungen<br />
• das problemlose Wiederanfahren nach einem Not-Aus<br />
• die hohe Wiederholgenauigkeit von +/- 0,05 mm für präzise Positionierungen.<br />
Zusammen mit der EleCylinder-Serie hat IAI ebenfalls sein neues<br />
Teaching-Pendant mit der Bezeichnung „TB-03“ vorgestellt. In Kombination<br />
mit der Serie kann dieses neue Teaching-Pendant nun auch<br />
drahtlos mit diesen elektrischen Aktuatoren kommunizieren. Dies<br />
hat für den Anwender unter anderem den Vorteil, auch bereits fest<br />
hinter Abdeckungen und unsichtbar von außen verbaute Aktuatoren<br />
jederzeit sehr leicht umprogrammieren zu können. Darüber hinaus<br />
kann man mit diesem neuen Teaching-Pendant, über eine herkömmliche<br />
Kabelverbindung, auch alle anderen elektrischen Aktuatoren<br />
aus dem Hause IAI programmieren.<br />
Selbstverständlich muss eingeräumt werden, dass es auch in Zukunft<br />
nicht immer bei allen Anwendungen möglich sein wird, die<br />
pneumatisch angetriebenen Aktuatoren auszutauschen. Wo dies jedoch<br />
technisch umsetzbar ist, drängt sich in jedem Fall eine derartige<br />
Substitution durch elektromechanische Systeme auf. Die nachhaltige<br />
Energieeffizienz, die deutlichen Kosteneinsparungen über<br />
den gesamten Lebenszyklus der Produktionsanlage sowie die technischen<br />
Vorteile in der Bewegungssteuerung sind die klaren Argumente<br />
für eine solche Substitution. Diverse wissenschaftliche Studien<br />
lieferten hierfür bereits den folgenden Nachweis: Eine derartige<br />
Substitution ist im Hinblick auf die wirtschaftlichen und ökologischen<br />
Einsparungen beim Energieverbrauch einer Optimierung von<br />
Druckluftsystemen klar vorzuziehen. So konnte hier in einzelnen Fällen<br />
ein Einsparpotenzial von bis zu 90 % belegt werden. eve<br />
www.iai-gmbh.de<br />
Details zu den EleCylindern:<br />
hier.pro/73gM8<br />
federnshop.com<br />
Info<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 79<br />
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MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Stäublis Division Manager Peter Pühringer zur Industrie 4.0-Strategie<br />
„Es geht nicht um Big Data,<br />
sondern um Smart Data“<br />
Die TS2-Baureihe von Stäubli ist eine Roboter-Generation, die speziell für die Smart Factory und Industrie<br />
4.0 entwickelt worden ist. Durch diese vernetzten Roboter ist eine „Machine-to-Machine“-Kommunikation<br />
und der Datenaustausch zwischen Robotern möglich. Als neuer Division Manager Robotics<br />
will Peter Pühringer den Verkauf der Roboterbaureihe vorantreiben und die Expansionspolitik seines<br />
Vorgängers konsequent fortführen - inklusive der Pilotprojekte für das Predictive Maintenance.<br />
Interview: Armin Barnitzke, stellvertretender Chefredakteur Automationspraxis, Leinfelden-Echterdingen<br />
zum Einsatz. Diese sorgen für einen enormen Performancezugewinn,<br />
denn damit können wir viel höhere Dynamiken fahren. Bei der<br />
neuen TS2-Roboterbaureihe wurde außerdem das Modulbaukastensystem<br />
von Stäubli Robotics konsequent umgesetzt. Durch diese<br />
Modulbauweise profitieren unsere Kunden in Zukunft von sehr kurzen<br />
Lieferzeiten. Zudem wurde mit der Einführung der TS2-Baureihen<br />
das Produktportfolie bei den Scara Robotern erweitert, es gibt<br />
nun einen TS2–100 Scara Roboter mit 1 m Reichweite. Des Weiteren<br />
ist bei der neuen Baureihe optional ein voll integriertes Werkzeugwechselsystem<br />
von Stäubli Connectors erhältlich. Dieses<br />
Werkzeugwechselsystem zeichnet sich durch extrem kurze Wechselzeiten<br />
aus. Ein großer Vorteil ist nicht zuletzt auch die Hohlwellentechnologie.<br />
Dadurch können wir die Kabel innen führen und so<br />
die Störkonturen vermeiden. Vor allem aber sorgt der geschlossene<br />
Aufbau für ein Hygiene- und Reinraumdesign ohne Partikelemissionen.<br />
Mit diesen geschlossenen Scara-Strukturen haben wir insbesondere<br />
auf Anforderungen von Pharma-Kunden reagiert. Mit der<br />
zukünftigen Stericlean-Variante werden wir in der Pharma-Branche<br />
in ganze neue Anwendungsfelder vorstoßen.<br />
Peter Pühringer, Division Manager, Stäubli, Bayreuth<br />
Armin Barnitzke: Sie sind seit Juli 2018 Division Manager Robotics.<br />
Was haben Sie sich vorgenommen?<br />
Peter Pühringer: Mein Vorgänger Gerald Vogt hat seit 2014 eine<br />
starke Expansionspolitik vorangetrieben. Diese wollen wir natürlich<br />
fortführen. Zudem will ich unsere Innovationen – etwa die neuen<br />
Roboterbaureihen TX2 und TS2 oder die neue Robotersteuerung<br />
CS9 – schnell in den Markt tragen. Ein wichtiges Thema ist auch der<br />
Ausbau der Service-Angebote, dazu haben wir unser Robotics Service<br />
Center ausgebaut und das Serviceteam aufgestockt.<br />
Barnitzke: Ihre Scara-Reihe TS2 ist ganz neu. Was zeichnet diese<br />
aus?<br />
Pühringer: Bei den TS2-Scaras kommen jetzt – wie schon bei unseren<br />
Knickarm-Robotern – unsere eigenentwickelten JCS Getriebe<br />
Bild: Stäubli<br />
Barnitzke: Wie sieht Ihre Strategie in Sachen Industrie 4.0 aus?<br />
Auf der Automatica 2018 hat Stäubli mit Cockpit ein Beispiel<br />
fürs Sammeln und Aufbereiten von Daten gezeigt.<br />
Pühringer: Das Cockpit war erstmal nur ein Demonstrator, um zu<br />
zeigen, was wir via OPC UA aus dem Roboter heraus alles an Daten<br />
zur Verfügung stellen können: Getriebedaten, Motordaten, Sensordaten.<br />
Ob und wann Cockpit zum Produkt wird, ist noch nicht entschieden.<br />
Ganz konkrete Pilotprojekte haben wir aber zum Thema<br />
Predictive Maintenance. Zusammen mit einem großen Kunden<br />
sammeln und analysieren wir Roboter-Betriebsdaten, um ungeplante<br />
Ausfälle zu vermeiden. Dabei geht es aber bewusst nicht um Big<br />
Data, sondern um Smart Data – wir liefern also die richtigen und<br />
wichtigen Daten.<br />
Barnitzke: Und wie sorgen Sie für Smart Data?<br />
Pühringer: Durch eine Eigenentwicklung, eine so genannte<br />
„4.0.-Box“, welche Daten der Roboter und Sensoren sammelt, aufbereitet<br />
und dann an ein Visualisierungs- und Auswertesystem weiter<br />
gibt. Das Ganze ist letztlich ein vor Ort installierter Industrie-PC,<br />
an den man mehrere Roboter anschließen kann.<br />
80 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Barnitzke: Wollen Sie das Ganze dann auch an die Cloud anschließen?<br />
Pühringer: Unsere Kunden, gerade aus der Automobilindustrie,<br />
sind nicht so ganz offen, ihre Produktionsdaten in die Cloud zu geben.<br />
Jeder fragt zwar nach Cloud-Lösungen, aber wenn es dann<br />
konkret darum geht, Produktionsdaten in die Cloud schieben, sind<br />
die Kunden doch sehr zurückhaltend. Das braucht noch Zeit.<br />
Barnitzke: Aber eine Cloud-basierte Predictive Maintenance<br />
könnte doch auch für neue Service Angebote interessant sein…<br />
„Zusammen mit einem großen<br />
Kunden sammeln und analysieren<br />
wir Roboter-Betriebsdaten, um<br />
ungeplante Ausfälle zu vermeiden.“<br />
Pühringer: Ja, das Ganze kann zu neuen Geschäftsmodellen rund<br />
um Predictive Maintenance führen. Im ersten Schritt bauen wir aber<br />
erstmal andere Service-Angebote aus, etwa die Roboterwartung in<br />
unserem Robotics Service Center. Da unsere Roboter sehr robust<br />
sind, bekommen wir immer mehr Roboter nach Bayreuth, die über<br />
100.000 Betriebsstunden oder sogar mehr auf der Uhr haben. Damit<br />
die Kunden das Robotersystem weiter nutzen können, bieten<br />
wir eine entsprechende Wartung und Überholung an. Dafür müssen<br />
wir sicherstellen, dass alle Ersatzteile verfügbar sind. Und wir stocken<br />
das Personal auf. Denn der Kunde will ja nicht zwei Wochen auf<br />
sein Robotersystem verzichten. Das muss schnell gewartet werden<br />
und dann zurück in die Produktion.<br />
www.staubli.com<br />
info@tuenkers.de<br />
https://shop.tuenkers.de<br />
Erste Hilfe.<br />
Selbsthilfe.<br />
brot-fuer-die-welt.de/selbsthilfe<br />
<br />
Die Daten der TS2-Baureihe von Stäubli werden auf einem einfach zugänglichem<br />
DSI-Board gespeichert. So eröffnen die kollaborativen Roboter<br />
neue Automatisierungslösungen zur Steigerung der Produktivität in nahezu<br />
allen Branchen<br />
Details zur PC Software-Umgebung zur Erstellung und<br />
Wartung der Roboteranwendungen von Stäubli:<br />
hier.pro/GZ5aq<br />
Bild: Stäubli<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
über 60 Jahre Erfahrung<br />
für Ihre Sicherheit<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Tel. +49 (0) 711-91 96 97 -0<br />
Fax +49 (0) 711-91 96 97 -50<br />
<br />
<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 81
MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Projekt COVR unterstützt die CE-Zertifizierung von kollaborativen Robotern<br />
Zusammenarbeit, aber sicher<br />
Betreiber von kollaborativen Robotern sind nach europäischem Recht verpflichtet, für diese eine<br />
CE-Zertifizierung durchzuführen. Mit dem CE erklären sie, dass ihre Systeme die grundsätzlichen und<br />
spezifischen Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen einhalten. Jüngste Erfahrungen zeigen aber,<br />
dass sowohl für Anwender als auch Hersteller oder Integratoren von Robotern die Sicherheit eine<br />
erhebliche Barriere darstellt. Hier unterstützt das Projekt COVR.<br />
José Saenz, Business Unit Robotic Systems, Fraunhofer IFF, Magdeburg<br />
Die Herausforderungen an die CE-Zertifizierung der kollaborativen<br />
Roboter sind einerseits technischer Natur – zum Beispiel,<br />
weil Roboter komplexe, konfigurierbare Systeme sind, die ihre Nutzer<br />
je nach Bedarf und teils in regelmäßigen Abständen umprogrammieren.<br />
Andererseits – auf einer weniger technischen Ebene – stellt<br />
zum Beispiel die Interpretation und korrekte Anwendung von Normen<br />
und Richtlinien insbesondere solche Betreiber vor große Herausforderungen,<br />
die bisher keine bis wenige Erfahrungen mit kollaborativen<br />
Robotern haben. An dem von der EU geförderten Projekt<br />
COVR (“Being safe around collaborative and versatile robots in sha-<br />
red spaces”) beteiligen sich Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen<br />
aus Dänemark (DTI), Frankreich (CEA-LIST), Italien (CNR-<br />
STIIMA), Niederlande (Roessingh Research) und Deutschland<br />
(Fraunhofer IFF). Das Projekt hat das Ziel, durch vier konkrete Maßnahmen<br />
alle Anwender von kollaborativen Robotern beim Thema Sicherheit<br />
zu unterstützen:<br />
• Erstens wird ein Toolkit entwickelt, das Anwendern hilft, die für<br />
sie relevanten Sicherheits-Normen und -Richtlinien zu ermitteln.<br />
• Zweitens definiert das Projekt mehrere Protokolle. Dabei handelt<br />
es sich um praxisnahe Anleitungen für die Durchführung von<br />
Validierungsprüfungen, die nachweisen, dass ein kollaborativer<br />
Roboter die geltenden Sicherheitsanforderungen erfüllt.<br />
• Drittens bieten die COVR-Partner in ihren jeweiligen Einrichtungen,<br />
den sogenannten Shared Safety Facilities, Dienstleistungen<br />
für die Sicherheits-Validierung von Robotersystemen an.<br />
• Die vierte unterstützende Maßnahme sind die COVR Awards. In<br />
drei zeitlich versetzten Ausschreibungen stehen mit den Awards<br />
insgesamt mehr als fünf Millionen Euro für Anwender von kollaborativen<br />
Robotern zur Verfügung, die das Toolkit und die zugehörigen<br />
Protokolle testen, ergänzen und zu besonderen Fragestellungen<br />
untersuchen.<br />
Mit Validierungsmessungen für kraft- und leistungsbegrenzte Roboter<br />
werden deren Sicherheitseigenschaften bestimmt<br />
Bild: Fraunhofer IFF<br />
Unterstützung auf dem Weg zur CE-Kennzeichnung<br />
Im Fokus stehen Anwendungen aus den Bereichen Produktion, Logistik,<br />
Agrarproduktion, Gesundheit und Rehabilitation. Als Ausgangslage<br />
betrachtet COVR den konventionellen Weg zum CE-Zeichen.<br />
Für Roboteranwender, die über kein Expertenwissen zu den<br />
aktuellen Robotersicherheitsstandards und -richtlinien verfügen, ist<br />
jeder Schritt zur CE-Kennzeichnung mit Unsicherheiten behaftet:<br />
• Habe ich die richtigen Richtlinien und Normen identifiziert, die für<br />
meine Anwendung relevant sind?<br />
• Welche Anforderungen bestehen nach derzeitigem Stand der<br />
Technik an meinem System?<br />
• Wie belege ich, dass die von mir ausgewählte Sicherheitslösung<br />
richtig ist und für meinen Anwendungsfall einen wirksamen<br />
Schutz bietet?<br />
• Welche Sensoren, Messsysteme und Infrastruktur benötige ich,<br />
um den Nachweis durchzuführen?<br />
Das Projekt unterstützt Anwender und Integratoren bei der CE-Zertifizierung<br />
mit dem bereits erwähnten Toolkit. Das COVR Toolkit ist<br />
ein Online-Assistent, der dabei hilft, die relevanten Richtlinien, Nor-<br />
82 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Bild: Fraunhofer IFF<br />
Etappen einer CE-Zertifizierung<br />
men und Methoden zur Validierung für einen kollaborativen<br />
Roboter im Kontext einer spezifischen Anwendung<br />
zu finden. Der Nutzer des Toolkits beantwortet<br />
hierfür mehrere Fragen zu einem Robotersystem und<br />
gelangt so zu den relevanten Normen und Richtlinien.<br />
Damit unterstützt das Toolkit den Nutzer bei den ersten<br />
drei Schritten des Ablaufschemas.<br />
Anleitungen zur Validierung der Sicherheit<br />
Über das Toolkit erhält der Anwender auch die für ihn<br />
passenden Protokolle, die in Form einer schrittweisen<br />
Anleitung aufzeigen, wie die Validierung von Sicherheitseigenschaften<br />
seines Roboters durchzuführen ist.<br />
Die Protokolle sind so konzipiert, dass jeder Nutzer sie<br />
eigenständig und ohne Hilfe von Experten befolgen kann. Die Struktur<br />
der Protokolle und die Auswahl der notwendigen Messtechnik<br />
sind so einfach wie möglich gehalten. Hat der Nutzer des Protokolls<br />
dennoch Fragen oder verfügt nicht über die im Protokoll aufgeführte<br />
Messtechnik, bieten die fünf Forschungseinrichtungen und weitere<br />
europaweit verteilte COVR-Partner Dienstleistungen rund um die<br />
Durchführung der Validierungsmessungen in eigens dafür geschaffenen<br />
Bereichen an (engl. “Shared Safety Facilities – SSFs).<br />
Gesucht: Ideen zur Vereinfachung der Prozesse<br />
Die Protokolle werden im Rahmen des Projekts auch durch externe<br />
Anwender weiterentwickelt. Dafür stehen als sogenannte COVR-<br />
Awards mehr als 5 Millionen Euro zur Verfügung, die die fünf Partner<br />
an Bewerber im Rahmen von drei Ausschreibungen verteilt. Neben<br />
der Weiterentwicklung der Protokolle stehen auch die Erweiterung<br />
des Toolkits und die Bearbeitung von allgemeineren Themen<br />
zur Sicherheits-Validierung von kollaborativen Robotern, zum Beispiel<br />
durch Experimente, im Fokus. Gefragt sind vor allem Ideen,<br />
um Validierungsprozesse zu vereinfachen. Die nächsten beiden Ausschreibungen<br />
starten im Juli 2019 und März 2020. Bei der letzten<br />
Ausschreibung im Februar 2019 gingen 75 Anträge ein. Davon erhalten<br />
21 einen Award. Diese zur Förderung empfohlenen Projekte befassen<br />
sich mit Applikationen aus den Bereichen Flugzeugproduktion,<br />
Rehabilitation, mobile Manipulation und Agrartechnik.<br />
Akteure rund um die Sicherheit von kollaborativen<br />
Robotern und deren Interaktion mit dem COVR Projekt<br />
Mit allen Maßnahmen verfolgt das Projekt das übergeordnete Ziel,<br />
einen breiten Konsens innerhalb von Europa zu erreichen, der alle<br />
Akteure miteinbezieht. Hierzu zählen unter anderem nationale akkreditierte<br />
Stellen, Gesetzgeber oder Standardisierungsgruppen<br />
aber auch Endanwender und Hersteller von Robotern oder Roboterkomponenten.<br />
Dabei gilt es, brennende Fragen, wie: „Akzeptieren<br />
lokale benannte Stellen die Messergebnisse eines Systemintegrators,<br />
der seine Validierung nach einem COVR Protokoll durchgeführt<br />
hat?“ oder: „Sind Protokolle wirklich leicht zu verstehen und anzuwenden?“<br />
zu beantworten. Insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit<br />
im Umgang mit Robotern im Kontext künstlicher Intelligenz ist<br />
es wichtig, alle Akteure frühzeitig zusammenzubringen und über<br />
mögliche Lösungen zu sprechen.<br />
eve<br />
www.iff.fraunhofer.de<br />
Interessierte können das Toolkit hier testen:<br />
hier.pro/HprLw<br />
Bild: Fraunhofer IFF<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 83
MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Sicherheitsaspekte bei Greifsystemen von Schunk für MRK-Applikationen<br />
Safety First<br />
Als Hersteller MRK-zertifizierter Greifsystemkomponenten hat sich Schunk bewusst für eine frühzeitige<br />
Berücksichtigung relevanter Arbeitsschutzaspekte entschieden. Auf diese Weise können Sicherheitsaspekte<br />
von Beginn an in neue Greifsysteme einfließen. Das verkürzt den Entwicklungsprozess bei<br />
Standardkomponenten, senkt die Kosten und beschleunigt anwendungsspezifische MRK-Projekte.<br />
Vor allem die Validierung von MRK-Applikationen stellt in der<br />
Praxis eine Herausforderung dar“, berichtet Prof. Dr. Markus<br />
Glück, Geschäftsführer für Forschung & Entwicklung bei der Schunk<br />
GmbH & Co. KG. Auf Anwenderseite ließe sich häufig eine erhebliche<br />
Verunsicherung darüber feststellen, wie die arbeitsschutztechnischen<br />
Anforderungen der Richtlinien und Normen konkret umzusetzen<br />
seien. „Damit Mensch und Roboter sicher zusammenarbeiten,<br />
ist nicht nur ein umfassendes Verständnis der Roboteranwendung<br />
erforderlich, sondern auch Fachwissen zur Risikobewertung“, unterstreicht<br />
Glück. Da keine MRK-Applikation der anderen gleiche, sei<br />
stets eine individuelle Risikobeurteilung erforderlich.<br />
Zertifizierte Greifer-Baureihe<br />
Ziel des Unternehmens Schunk ist es, geprüfte Komponenten wie<br />
den Co-act EGP-C zur Verfügung zu stellen, mit denen sich kollaborative<br />
Szenarien schnell realisieren und zertifizieren lassen. Das vier<br />
Baugrößen umfassende Greiferportfolio ist für einfache Handhabungsaufgaben<br />
konzipiert und kann auf nahezu allen gängigen<br />
Leichtbaurobotern im Sinne eines intuitiven „Plug & Work“ eingebaut<br />
werden.<br />
Die am Finger wirkende Greifkraft des inhärent sicher ausgeführten<br />
Greifers ist auf einen Maximalwert von 140 N sicher begrenzt. Leistungsfähige<br />
Programmierbausteine und Plugins vereinfachen die Installation.<br />
Standardisierte Aufsatzfinger mit universell nutzbaren<br />
Wechseleinsätzen erleichtern Newcomern zusätzlich den Einstieg in<br />
die Welt der kollaborativen Robotik.<br />
Dank integrierter Intelligenz lassen sich beim Großhubgreifer Co-act EGL-C in<br />
kollaborativen Anwendungen nun erstmals Greifkräfte bis 450 N realisieren<br />
Bild: Schunk<br />
Noch einen Schritt weiter geht das Unternehmen beim Co-act<br />
EGL-C, der auf der Hannover Messe vorgestellt wurde. Erstmals<br />
überhaupt ist es bei dem Kraftpaket gelungen, einen Greifer für kollaborative<br />
Anwendungen zu realisieren, bei dem die am Finger wirkende<br />
Greifkraft die gesundheitsunschädliche 140-N-Grenze überschreitet.<br />
Wie beim kollaborativen Kleinteilegreifer Co-act EGP-C hat<br />
der Hersteller auch beim Co-act EGL-C großen Wert auf die Begleitung<br />
des Produktentstehungsprozesses durch die Deutsche Gesetzliche<br />
Unfallversicherung (DGUV) gelegt. Diese Zusammenarbeit<br />
ermöglichte einen frühzeitigen Austausch und eine effiziente Überwachung<br />
und Einhaltung der Normen. Zudem konnten Erfahrungen<br />
gesammelt werden, wie sich eine sicherheitstechnische Bewertung<br />
und Zertifizierung nutzerfreundlich gestalten lassen, ohne qualitative<br />
Abstriche in puncto Sicherheit zu machen. „Das Sicherheitskonzept<br />
dieses Greifers ist überaus anspruchsvoll“, erläutert Glück.<br />
„Über eine frühzeitige Abstimmung bereits während der Entwicklung<br />
des Greifers konnten wir sicherstellen, dass bei der Sicherheitselektronik,<br />
der sicheren Steuerungstechnik und dem Sicher-<br />
Richtlinien und Normen<br />
zur MRK<br />
PLUS<br />
Die gesetzlichen Anforderungen an kollaborative Szenarien beschreibt<br />
zunächst die EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG-Anhang 1: Der Hersteller<br />
einer Maschine oder sein Bevollmächtigter haben dafür zu sorgen,<br />
dass eine Risikobeurteilung vorgenommen wird, um die für die Maschine<br />
geltenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen zu ermitteln.<br />
Bei der Risikobewertung muss auch das nahe Umfeld der Applikationen<br />
in die Analyse einbezogen werden. Alle eventuell möglichen<br />
schadhaften Kollisionen, auch ein Einklemmen von Gliedmaßen, Arbeitshandschuhen<br />
oder ein Stolpern des Werkers sind wirkungsvoll abzusichern.<br />
Normative Grundlagen für die funktionale Sicherheit von MRK-<br />
Anwendungen wiederum sind allgemeine Normen wie die IEC 61508, die<br />
IEC 62061 sowie die ISO 13849–1 und –2. Darüber hinaus sind die ISO<br />
10218–1 und –2 zur Sicherheit von Industrierobotern zu berücksichtigen.<br />
In der Technischen Spezifikation ISO/TS 15066:2017-04 wiederum sind<br />
speziell die für Roboter im Kollaborationsbetrieb und Robotikgeräte<br />
wesentlichen Einsatzanforderungen festgelegt. Diese „MRK-Norm“<br />
beschreibt zum einen Einsatzhinweise für vier Kollaborationsarten und<br />
erläutert im Detail die erforderlichen Schutzprinzipien. Zum anderen<br />
enthält sie detaillierte Angaben über einzuhaltende Schmerzschwellen<br />
für die jeweiligen Körperregionen.<br />
84 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Industrie<br />
Bild: Schunk<br />
Prof. Dr.-Ing. Markus Glück,<br />
Geschäftsführer Forschung &<br />
Entwicklung, CINO, Schunk:<br />
„Wenn sich Anwender bei der<br />
Konzeption eines Mensch-<br />
Roboter-Arbeitsplatzes auf<br />
zertifizierte Komponenten<br />
stützen könnten, lässt sich die<br />
Einführung von MRK im betrieblichen<br />
Produktionsalltag<br />
beschleunigen.“<br />
Fachwissen für<br />
Interdisziplinäre<br />
Produktentwicklung<br />
heitskonzept insgesamt von Beginn an ein besonderes Augenmerk<br />
auf die Einhaltung der Normen und einschlägigen gesetzlichen Vorschriften<br />
gelegt wurde“, hebt Glück hervor.<br />
Greifen in drei Phasen<br />
Eine eigens von Schunk entwickelte und zum Patent angemeldete<br />
Sicherheitsintelligenz unterteilt den Greifprozess beim Co-act EGL-C<br />
in einzelne Phasen: Solange die Gefahr besteht, dass menschliche<br />
Hände oder Finger eingeklemmt werden, limitiert die integrierte Logik<br />
die Greifkraft auf harmlose 30 N. Erst ab einer Werkstückdistanz<br />
< 4 mm, wenn also kein Einklemmen mehr möglich ist, fahren die<br />
Greiffinger mit der frei definierbaren Greifkraft von maximal bis zu<br />
450 N zu. Misst das System in dieser Schließphase eine Nachgiebigkeit,<br />
weil etwa ein zu kleines Werkstück gegriffen wird, das der<br />
Bediener gerade per Hand entfernen will, stoppt auch diese Bewegung<br />
automatisch. Gleiches gilt, wenn die erwarteten Werkstückmaße<br />
um 2 mm überschritten werden, da beispielsweise kein Teil<br />
vorhanden ist. In der dritten Phase schließlich detektiert der Greifer,<br />
ob das Werkstück sicher gegriffen ist und verspannt die Bremse.<br />
Damit erfüllt der Greifer die Anforderungen an eine sichere Mensch-<br />
Roboter-Kollaboration und gewährleistet, dass gegriffene Teile, die<br />
im Kraftschluss bis zu 2,25 kg auf die Waage bringen dürfen, auch<br />
bei einer Not-Aus-Situation und einer damit verbundenen Vollbremsung<br />
nicht verloren gehen.<br />
Modulare Sicherheitskonzepte, wie sie das Unternehmen vorschlägt<br />
und mit seinem Angebot an zertifizierten Greifern verfolgt,<br />
können Nutzern Orientierung geben und vereinfachen die arbeitsschutztechnische<br />
Validierung im Einzelfall enorm. „Wenn sich Anwender<br />
bei der Konzeption eines Mensch-Roboter-Arbeitsplatzes<br />
auf zertifizierte Komponenten stützen könnten, lässt sich die Einführung<br />
der Mensch-Roboter-Kollaboration im betrieblichen Produktionsalltag<br />
deutlich beschleunigen“, so Glück. Auch die MRK-Normenlandschaft<br />
wird sich seiner Ansicht nach weiterentwickeln. So sei<br />
beispielsweise die ISO/TS 15066 als technische Spezifikation spätestens<br />
nach vier Jahren zu überarbeiten. „Daher ist es wichtig,<br />
dass Roboterhersteller, Anbieter von Greifwerkzeugen und Endeffektoren<br />
sowie Integratoren gemeinsam mit Prüfstellen wie der<br />
DGUV aktiv an der weiteren Ausgestaltung der Normen wirken“, unterstreicht<br />
Glück. „Sicherheitsaspekte müssen hierbei kompromisslos<br />
Vorfahrt genießen. Gleichwohl wird deren Akzeptanz verbessert,<br />
wenn es gelingt, die Themen Sicherheit und Vereinfachung bei Installation<br />
und Zertifizierung in Einklang zu bringen.“<br />
eve<br />
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Details zum Co-act EGL-C:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 85
MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Speziell angepasste Sonderkonstruktion: 10-t-Roboter-Linearachse für russischen Kraftwerksturbinen-Hersteller<br />
Schwerlast-Linearführung auf engem Raum<br />
Bei einer Produktionsumrüstung für den Kraftwerksturbinen-Hersteller Power Machines Russland<br />
setzte der Sonderanlagenbauer cts aus dem bayrischen Burgkirchen auf die Unterstützung von Winkel:<br />
Der Lineartechnik-Spezialist aus dem württembergischen Illingen lieferte für einen neuen Roboter<br />
eine Schwerlast-Linearführung. Bei der kniffligen Aufgabe in Sankt Petersburg kam eine Sonder -<br />
konstruktion zum Einsatz.<br />
Christian Winkel, Geschäftsführer, Winkel GmbH, Illingen<br />
Das Team von Power<br />
Machines Russland<br />
und der cts GmbH am<br />
Ende der Schwerlast-<br />
Linearführung von<br />
Winkel<br />
Bild: cts<br />
Beim weltweit viertgrößten Hersteller für Kraftwerksturbinen,<br />
Power Machines Russland (PMR), standen im wahrsten Sinne<br />
des Wortes große Veränderungen an: Die Turbinenschaufeln, die<br />
PMR neu ins Programm genommen hat, waren mit einem Rohgewicht<br />
von 490 kg pro Stück deutlich schwerer als die bisher produzierten.<br />
Um dieses höhere Gewicht handhaben zu können, musste<br />
das Traditionsunternehmen, dessen Wurzeln bis ins 19. Jahrhundert<br />
zurückreichen, seine Produktionslinie aufrüsten.<br />
Dafür engagierte PMR die cts GmbH aus Burgkirchen als Generalunternehmer.<br />
cts ist ein international tätiger system- und herstellerunabhängiger<br />
Spezialist für schlüsselfertige Sonderanlagen und<br />
Maschinen in der Fertigungs- und Prozessindustrie. Um die Produktion<br />
der neuen und schwereren Turbinenschaufeln zu ermöglichen,<br />
ersetzte cts den bisherigen Fanuc-M-900iA/600-Roboter durch den<br />
Fanuc M-2000iA/1200, der die Turbinenschaufeln im Produktionsprozess<br />
handhabt. Dieser ist aber nicht nur stärker, sondern mit seinen<br />
8,6 t auch deutlich schwerer als das zuvor eingesetzte Modell.<br />
Für dieses Gewicht war die bisherige Linearführung, die den Ro -<br />
boter entlang der Fertigungsstraße bewegt, nicht ausgelegt – eine<br />
robustere Achse mit höherer Lastaufnahme wurde benötigt. Und<br />
um die Aufgabe noch kniffliger zu machen, kamen zu dem hohen<br />
Gewicht auch noch wenig Platz und eine raue Fertigungsumgebung<br />
dazu. Kurz und gut: Spezialwissen war gefragt.<br />
Spezialist für Schwerlast-Linearführungen<br />
„Aufgrund der Anforderungen und den engen Platzverhältnissen<br />
war es wichtig, einen Partner an unserer Seite zu haben, der Spe -<br />
zialist in der Sonderkonstruktion derartiger Verfahrachsen ist“, sagt<br />
Stefan Schmiedlechner, Leiter der Fertigungsautomatisierung bei<br />
cts. Nicht zuletzt auf Empfehlung von Power Machines Russland<br />
wandten sich die cts-Verantwortlichen an den Marktführer für<br />
Schwerlast-Linearführungen aus Illingen. PMR setzt bereits seit<br />
2011 bei einigen seiner Roboter auf Lösungen von Winkel und hat<br />
gute Erfahrungen mit der robusten Stahlprofilbauweise und der<br />
hohen Wiederholgenauigkeit der Linearführungen gemacht.<br />
Auch das Anforderungsprofil und Winkels guter Name in der Branche<br />
spielten eine Rolle. Die Illinger fackelten nicht lange und lieferten<br />
eine passgenaue Lösung, die die Produktion im Dreischicht -<br />
betrieb ermöglicht. Die modifizierte RLE-10.000-Linearführung ist<br />
schlank, spielarm und verwindungssteif. Sie verfügt über eine<br />
Wiederholgenauigkeit von ±0,2 mm und eine maximale Traglast<br />
von 10 t. Diese ist auch notwendig, um den schwereren Roboter zu<br />
tragen und die größeren Bauteile zu bewegen.<br />
86 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
MASCHINENELEMENTE<br />
Mehr als 8 t wiegt der neu installierte Fanuc-Roboter. Er ist in<br />
der Lage, die schweren Turbinenschaufeln zu handhaben<br />
Bild: cts<br />
Winkel hat die massive Schwerlast-Linearführung um 480 mm<br />
verschmälert, damit sie dem Platzangebot gerecht wird<br />
Bild: cts<br />
In nur 24 Wochen zum Erfolg<br />
„Die Platzverhältnisse im bereits seit vielen Jahren bestehenden<br />
Gebäude waren etwas zu eng für eine Standardachse in dieser Gewichtsklasse“,<br />
erzählt Alessandro Mazzolla, Key-Account-Manager<br />
bei Winkel und zuständig für das Projekt. Auf der einen Seite begrenzte<br />
eine bereits vorhandene, parallel verlaufende Längsachse<br />
den Spielraum, auf der anderen lag ein Kabelschacht, der unbedingt<br />
zugänglich bleiben musste. „Hier profitierten wir von unserer langjährigen<br />
Erfahrung im Sondermaschinenbau“, betont Mazzolla. Um<br />
den Gegebenheiten gerecht zu werden, konzipierte Winkel die<br />
Roboterachse 480 mm schmaler und ständerte die ursprünglich<br />
bodengeführte Energiekette auf etwa 720 mm auf.<br />
Wegen der schmaleren Lösung und der hohen Last musste der Hersteller<br />
zudem Roll- statt Kugelwagen einsetzen, um den Herausforderungen<br />
besser begegnen zu können. „Die Anforderung an Fertigung<br />
und Montage war in Sachen Parallelität und Ebenheit der Führung<br />
extrem hoch“, erklärt Mazzolla. Und schnell gehen musste es<br />
auch noch: Lediglich 24 Wochen Projektlaufzeit waren veranschlagt<br />
– von der Planung bis zur Inbetriebnahme. cts testete die Winkel-<br />
Lösung erst vier Wochen lang auf eigenem Gelände auf Herz und<br />
Nieren, sechs Wochen später stand die Anlage bereits fertig in der<br />
Werkshalle von Power Machines Russland, wo sie weitere vier<br />
Wochen getestet wurde.<br />
Weitere Zusammenarbeit geplant<br />
Bei cts ist man hoch zufrieden mit der Zusammenarbeit mit Winkel.<br />
„Das ganze Projekt lief gewaltig gut“, schwärmt Schmiedlechner.<br />
„Alle Erwartungen wurden voll erfüllt.“ Und auch der Anwender ist<br />
mit seiner Winkel-Roboterachse zufrieden. „Bis jetzt, ein Jahr nach<br />
Abschluss der Arbeiten, gibt es nur positive Rückmeldungen“,<br />
erzählt Schmiedlechner. „Der Roboter funktioniert einwandfrei und<br />
die Produktion läuft wie geplant.“ Weitere gemeinsame Projekte von<br />
cts und Winkel sind „bereits in Umsetzung“, verrät er.<br />
bec<br />
www.winkel.de<br />
www.group-cts.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Linearachsen:<br />
hier.pro/XCF3Y<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 87<br />
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SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Sicherheitsbetrachtungen von Roboteranwendungen mit und ohne Kollaboration<br />
Schutzzaun – ja oder nein?<br />
Viele Unternehmen, die eine moderne Fertigungseinrichtung gemäß dem Zukunftsprojekt Industrie<br />
4.0 realisieren möchten, fragen sich, ob der bisher für Roboteranwendungen erforderliche Schutzzaun<br />
nicht verzichtbar ist. Hier gilt es bestimmte Rahmenbedingungen zu beachten.<br />
Marcus Peineke, Competence Center Safety, Phoenix Contact Deutschland GmbH, Blomberg<br />
Ein gutes Gespann: Werkerin<br />
und Roboter arbeiten sicher<br />
und ohne Schutzzaun zusammen,<br />
um Bauteile zu montieren<br />
Um über die Notwendigkeit eines Schutzzauns zu entscheiden,<br />
muss zunächst geklärt werden, ob und in welcher Weise der<br />
Mitarbeiter mit dem Roboter zusammenzuarbeiten hat. Soll der<br />
Zaun lediglich entfallen, damit ein einfacherer Zugang für Be- und<br />
Entladetätigkeiten geschaffen wird? Oder sind Bauteile gemeinsam<br />
mit dem Roboter zu montieren? Die Notwendigkeit eines Schutzzauns<br />
hängt letztlich aber nicht davon ab, ob der Mitarbeiter gemeinsam<br />
mit dem Roboter Tätigkeiten auszuführen hat oder nicht.<br />
Vielmehr gilt es festzustellen, inwieweit die Anwendung ohne einen<br />
Schutzzaun sicher betrieben werden kann. Entscheidend ist dabei<br />
die Gesamtbetrachtung von Roboter, Werkzeug und Werkstück. Obwohl<br />
bei einer Klemmung zwischen einer Art von Werkstück und<br />
dem Roboter keine Verletzung eintritt, könnte es bei einem anderen<br />
Werkstück zu einer Verletzung kommen, wenn dieses scharfkantig<br />
ist. Das Bauteil hat also immer auch einen Einfluss. So ist ein Roboter,<br />
der Stahlbleche transportieren soll, wegen der möglichen<br />
Schnittverletzungen kaum für eine MRK-Anwendung geeignet.<br />
Die geforderte Sicherheit steht häufig im Widerspruch zur unerlässlichen<br />
Produktivität. Sofern eine hohe Stückzahl in der Fertigung notwendig<br />
ist, bei einer MRK-Lösung jedoch die Geschwindigkeit des<br />
Roboters aus Sicherheitsgründen begrenzt werden muss oder er<br />
bei einer Annäherung sogar stoppt, sollte gegebenenfalls doch eine<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Trennung von Mensch und Roboter<br />
stattfinden. Wichtig ist somit,<br />
dass die Anwendung gleich zum<br />
Projektstart umfassend geprüft<br />
und über eine Risikobeurteilung<br />
bewertet wird, welche Gefährdungen<br />
vom Roboter ausgehen<br />
und ob diese akzeptabel sind respektive<br />
wie sie reduziert werden<br />
können.<br />
Ausstattung mit sicherer<br />
Sensorik<br />
Zur Evaluierung der Eignung von<br />
Robotern im kollaborativen Betrieb<br />
muss folglich genau auf die<br />
Applikation geschaut werden.<br />
Große Roboter und schwere Teile stellen nicht unbedingt ein Hindernis<br />
für MRK-Anwendungen dar. Mit sicherer Sensorik ausgestattet,<br />
können die Roboter bei langsamer Geschwindigkeit gemeinsam mit<br />
Menschen arbeiten. Als Beispiel sei eine Anwendung genannt, in<br />
der ein Roboter ein Reserverad in ein Auto einlegt. Hier wird ein<br />
Stoß des Roboters schon vorab durch entsprechende Sensorik verhindert<br />
respektive die Kraft des Roboters limitiert. Mit sicheren Momenten-Sensoren<br />
kann schnell auf Abweichungen der Kräfte innerhalb<br />
der geplanten Bahn des Roboters reagiert werden, sodass sich<br />
Schäden an Personen abwenden lassen.<br />
Da die Energie bei einem Stoß quadratisch mit der Geschwindigkeit<br />
zunimmt, reicht in der genannten Applikation eine geringe sicher begrenzte<br />
Robotergeschwindigkeit aus, um die Stoßenergie bei einem<br />
ungewollten Kontakt auf das zulässige Maß zu beschränken.<br />
Gleichzeitig wird die Energie beim Aufprall des Roboters von dessen<br />
effektiver Masse sowie dem getroffenen Körperteil beeinflusst.<br />
Ist keine hohe Nutzlast gefordert, erweist es sich deshalb als sinnvoll,<br />
die Masse des Roboters ebenfalls zu verringern. Insbesondere<br />
dann, wenn ein Stoß nicht nur an der Hand oder dem Arm des Mitarbeiters<br />
erwartet wird, lässt sich über eine solche Massereduzierung<br />
unter Umständen eine etwas höhere Geschwindigkeit des Roboters<br />
umsetzen. Vor diesem Hintergrund sind verschiedene Leicht-<br />
88 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Durchführung einer Kraft- und Druckmessung nach EN/ISO 15066<br />
am Vakuum-Endeffektor eines Roboters<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Über eine Auswertesoftware können die Druckverteilung und<br />
Spitzendruckwerte einer Messung grafisch dargestellt werden<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
bauroboter auf dem Markt für MRK-Anwendungen erhältlich. Sicherheitsbezogene<br />
Kraft- oder Momenten-Sensoren im Robotersystem<br />
sorgen dafür, die Kraft des Roboters zu begrenzen und ihn im Fehlerfall<br />
schnell abzuschalten.<br />
Grenzwerte für Stoß und Quetschung<br />
Die Teile eins und zwei der aktuell harmonisierten Norm<br />
EN ISO 10218 geben keine Grenzwerte für den Kontakt von Roboter<br />
und Mensch vor. Für die Anwendung des kollaborativen Betriebs<br />
wird auf die Risikobeurteilung verwiesen. Die Norm ISO/TS 15066<br />
für kollaborierende Roboter ist zwar im Sinne der Maschinenrichtlinie<br />
nicht harmonisiert, spiegelt aber den Stand der Technik wider.<br />
Sie führt Grenzwerte für Stoß und Quetschung auf.<br />
Erste Überlegungen, an welcher Stelle ein Kontakt zwischen dem<br />
Roboter und dem Körper des Bedieners wahrscheinlich auftritt, bilden<br />
die Grundlage für die Verwendung der Grenzwerte. Diese Erwägungen<br />
sind entscheidend, weil verschiedene Körperteile unterschiedliche<br />
Belastungsgrenzen für Druck und Stoß aufweisen. Es<br />
kommt zudem darauf an, ob es sich um einen unbeabsichtigten, zufälligen<br />
Kontakt handelt, der selten vorkommen kann, oder ob es<br />
um eine regelmäßig eintretende Berührung geht. Ein Stoß, der die<br />
Schmerzschwelle erreicht, jedoch nicht zu einer Verletzung führt, ist<br />
dem Bedienpersonal im Dauereinsatz nicht zumutbar. Im Hinblick<br />
auf die Grenzwerte der Anwendung erweist sich die jeweilige Situation<br />
daher ebenso als wichtig. Nicht allein die Einhaltung der Grenzwerte<br />
ist ausschlaggebend, sondern auch die Ergebnisse der Risikobeurteilung.<br />
Anpassung der Formgebung oder des Endeffektors<br />
Wenn die Grenzwerte für die zulässigen Spitzendruckwerte überschritten<br />
werden, sind nicht in jedem Fall die Geschwindigkeit oder<br />
die Kraftwerte des Roboters anzupassen. Eine Adaption der Formgebung<br />
des Roboters oder des Endeffektors kann die entstehenden<br />
Spitzendruckwerte wesentlich beeinflussen. Lässt sich die Anwendung<br />
nicht mit herkömmlichen Greifern realisieren, können die erforderlichen<br />
biomechanischen Grenzwerte vielleicht durch Nutzung eines<br />
Saugers für die Teileentnahme befolgt werden. Die Formgebung<br />
des Werkstücks wirkt sich ebenfalls darauf aus, ob sich die<br />
Grenzwerte erfüllen lassen oder nicht. Diese ist allerdings meist vorgegeben<br />
und die Möglichkeiten einer Einflussnahme sind deshalb<br />
eher gering. Sofern erkennbar ist, dass den Grenzwerten aus der Risikobeurteilung<br />
unter keinen Umständen entsprochen werden<br />
kann, lässt sich keine echte Kollaboration umsetzen. In diesem Fall<br />
muss der Roboter sicher stillgesetzt werden, bevor eine Kontaktsituation<br />
mit dem Bedienpersonal eintritt.<br />
Messung der Kraft- und Druckwerte<br />
Die Wirksamkeit der auf Basis der Risikobeurteilung definierten<br />
Maßnahmen ist mit geeigneten Mitteln zu validieren. Die Einhaltung<br />
der festgelegten Kraft- und Druckwerte muss über eine Messung sichergestellt<br />
werden. Zur Kraftmessung kommt ein spezialisiertes<br />
Messgerät für MRK zum Einsatz, mit dem der dynamische Kraftverlauf<br />
über die Zeit aufgenommen und ausgewertet wird. Hierbei darf<br />
der Spitzenwert der Kraft in den ersten 0,5 Sekunden nicht überschritten<br />
werden. Nach Ablauf dieser Zeitspanne erfolgt eine Analyse<br />
der quasistatischen Kraft.<br />
Sollten bereits Geräte für die Kraftmessung von Toren und Türen vorhanden<br />
sein, lassen sich diese nicht einfach für MRK-Anwendungen<br />
verwenden, da die Spezifikation für solche Messungen von derjenigen<br />
für Roboter abweicht. Die Erfassung der Druckspitzenwerte geschieht<br />
durch Messfolien, die sich je nach Druckwert unterschiedlich<br />
stark verfärben. Über eine spezielle Auswerte-Software kann auf<br />
diese Weise der Druckwert beurteilt werden. Abschließend sind die<br />
Ergebnisse der Messungen als Nachweis gemäß der<br />
EN ISO 13849–2 zu dokumentieren.<br />
eve<br />
www.phoenixcontact.de<br />
Phoenix Contact bietet Dienstleistungen für die<br />
Maschinensicherheit. Zur Broschüre:<br />
t1p.de/oul9<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 89
MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Sichere Kollaborative Robotik<br />
Immer wieder neue Fragestellungen<br />
Gibt es im Bereich der Normen sowie der Handlungsempfehlungen zur Kollaborativen Robotik Verbesserungspotenzial?<br />
Worauf sollten Anwender bei der Vergabe von CE-Kennzeichen achten? Und welche<br />
Möglichkeiten bietet Pilz Anwendern im Robotik-Bereich? Diese und weitere Fragen beantwortet uns<br />
Jochen Vetter, Manager Consulting Services bei der Pilz GmbH & Co. KG in Ostfildern, im Interview.<br />
Irene Knap, Redaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Kollaborative Robotik hat sich in den<br />
letzten Jahren sehr schnell weiterentwickelt. Wie ist der aktuelle<br />
Stand in Sachen Normen sowie bei Handlungsempfehlungen?<br />
Jochen Vetter: Die Sicherheitsanforderungen speziell zu kollaborierenden<br />
Robotersystemen nach der ISO 10218-1 und ISO 10218-2<br />
sind nach wie vor noch nicht umfassend beschrieben. Im Rahmen der<br />
Technischen Spezifikation ISO TS 15066 wurden die Sicherheitsanforderungen<br />
bereits weiterentwickelt. Diese Inhalte fließen teilweise in<br />
die geplante Überarbeitung der beiden Normen ein oder werden dort<br />
ergänzt. Geplant ist, die ISO 10218-1 und 10218-2 bis zum Mai 2021<br />
in einer neuen Fassung zu veröffentlichen. Experten von Pilz sind<br />
Mitglied des entsprechenden internationalen technischen Komitees<br />
ISO/TC 299 Robotics, Arbeitsgruppe WG 3 Industrial Safety.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Inwiefern gibt es Verbesserungspotenzial?<br />
Vetter: Die Liste der Themen, die bis zum Abschluss der Überarbeitung<br />
diskutiert werden, ist tatsächlich lang. Dazu gehören die Erstellung<br />
einer Übersicht mit allen relevanten Sicherheitsfunktionen, die<br />
Festlegung der Minimalanforderungen nach ISO 13849 / IEC 62061<br />
an die jeweiligen Sicherheitsfunktionen, die Ausarbeitung von<br />
genaueren Sicherheitsanforderungen im Bereich Bremsen sowie<br />
exaktere Anforderungen für Applikationen in den Kollaborationsarten<br />
nach ISO TS 15066. Weitere Punkte auf der Aufgaben-Liste sind die<br />
Ausarbeitung von Sicherheitsanforderungen für mobile Roboter, die<br />
Übernahme und Detaillierung der Sicherheitsanforderungen an<br />
Greifer/Greifersysteme, basierend auf dem Technischen Report ISO/<br />
TR 20218-1 und auch die Übernahme und Überarbeitung der biomechanischen<br />
Grenzwerte zur Leistungs- und Kraftbegrenzung sowie<br />
für quasistatische und transiente Kontakte aus der ISO TS 15066.<br />
Ein großes Manko ist nach meiner Ansicht, dass in der TS zwar festgelegt<br />
ist, dass die Grenzwerte einzuhalten sind und welche Grenzwerte<br />
für welche Körperregionen gelten. Was jedoch nicht beschrieben<br />
ist, ist die Art der Messung. Hier fehlen momentan Standards<br />
um, unabhängig davon wer die Validierung durchführt, vergleichbare<br />
Ergebnisse zu erhalten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Was sollten Anwender bei der Erstellung<br />
von EG-Konformitätserklärungen oder der Vergabe von CE-<br />
Kennzeichen beachten?<br />
Vetter: Grundsätzlich ist der Roboter gemäß der Maschinenrichtlinie<br />
an sich nur eine unvollständige Maschine; erst durch Greifer oder<br />
das für die jeweilige Applikation notwendige Werkzeug erhält der<br />
Roboter einen bestimmten Zweck und muss als vollständige<br />
90 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019<br />
Maschine betrachtet werden. Der Integrator oder Anwender wird<br />
damit zum Hersteller der Maschine und ist für die CE-Kennzeichnung<br />
inklusive sicherheitstechnischer Überprüfung verantwortlich.<br />
Sobald eine erste Idee der Applikation besteht, gibt es auch eine Diskussionsgrundlage<br />
für das Sicherheitskonzept und man kann bereits<br />
mit einer Risikobeurteilung beginnen. Wenn diese Überlegungen<br />
erst während oder nach dem Aufbau der Roboterapplikation angestellt<br />
werden, sind größere Umbaumaßnahmen häufig die Konsequenz.<br />
Die Praxis zeigt: Je früher das Thema Sicherheit berücksichtigt<br />
wird, desto mehr entspricht die umgesetzte MRK-Applikation<br />
dem ursprünglichen Konzept.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Pilz bietet auch ein eigenes Seminar zur<br />
sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration an. Können Sie uns<br />
einen kurzen Einblick in typische Probleme geben?<br />
Die vier Kollaborationsarten<br />
PLUS<br />
In der Technischen Spezifikation ISO/TS 15066 „Robots and Robotic<br />
Devices - Collaborative industrial robots“ sind vier Kollaborationsarten<br />
als Schutzprinzipien beschrieben:<br />
• Sicherheitsbewerteter überwachter Halt (Methode 1): Der Mensch hat nur<br />
Zugang zum stillstehenden Roboter. Eine Kollision ist damit ausgeschlossen.<br />
• Handführung (Methode 2): Der Mensch hat nur Zugang zum stillstehenden<br />
Roboter und der Mensch führt den Roboter manuell. Eine Kollision ist damit<br />
ausgeschlossen.<br />
• Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung (Methode 3): Der Mensch hat<br />
während des Betriebs Zugang zum Kollaborationsraum, seine Sicherheit wird<br />
durch den Abstand zum Roboter gewährleistet: Ist der Abstand zu gering,<br />
wird ein Sicherheitshalt ausgelöst. Eine Kollision ist damit ausgeschlossen.<br />
• Leistungs- und Kraftbegrenzung (Methode 4): Hier hat der Mensch ebenfalls<br />
Zugang zum Kollaborationsraum, während der Roboter sich bewegt. Ein Kontakt<br />
zwischen Mensch und Roboter – beabsichtigt oder nicht – ist möglich.
Schutz für<br />
Mensch und<br />
Maschine<br />
Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />
Bild: Pilz<br />
Jochen Vetter,<br />
Manager Consulting<br />
Services bei Pilz<br />
• Faltenbälge<br />
• Gleitbahnschützer<br />
• Kastenbälge<br />
• Jalousien<br />
• Gummiformteile<br />
• Rollbandabdeckungen<br />
• Spiralfedern<br />
• Schürzen<br />
• Kompensatoren<br />
• Manschetten<br />
Vetter: Mit diesem Seminar treffen wir tatsächlich einen Nerv. Die<br />
Teilnehmer suchen den Austausch mit unseren Experten aus der<br />
Praxis und wollen Informationen aus erster Hand haben.<br />
Die Herausforderung bei schutzzaunlosen Roboterapplikationen<br />
besteht darin, dass sich die Grenzen zwischen den beiden Arbeitsbereichen<br />
von Mensch und Maschine auflösen. Zusätzlich zu den<br />
Gefahren, die vom Roboter ausgehen, müssen die Bewegungen<br />
des Menschen berücksichtigt werden. Diese sind jedoch nicht<br />
immer kalkulierbar. Auch wenn Roboter über Sicherheitsfunktionen<br />
verfügen und die Produk tionstechnik über große Erfahrung bei der<br />
Gestaltung von Arbeitsplätzen verfügt: Bei der Umsetzung von<br />
MRK-Applikationen tauchen immer neue Fragestellungen auf, insbesondere<br />
wenn diese nach Methode 4 (siehe Plus-Kasten) umgesetzt<br />
wird und damit Kollisionen – gewollt oder nicht – möglich sind. Dabei<br />
spielt nicht zuletzt die Art der Kollision eine Rolle. Grundsätzlich beobachten<br />
wir bei den Beweggründen, warum eine MRK-Applikation<br />
realisiert werden soll, einen Trend dazu, dass es heute immer stärker<br />
darum geht, den Menschen durch Roboter tatsächlich zu entlasten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Abschließend noch eine Frage zur Umsetzung<br />
von sicheren Roboter-Anwendungen. Welche Möglichkeiten<br />
bietet Pilz hier Anwendern?<br />
Vetter: Pilz unterstützt Anwender mit einem auf die einzelnen<br />
Lebensphasen eines Robotersystems abgestimmten Dienstleistungsangebot:<br />
Von der Applikationsanalyse über die Risikobeurteilung<br />
gemäß EN ISO 12100 bis hin zur CE-Kennzeichnung. Für die spezielle<br />
Kraft- und Druckmessung haben wir beispielsweise ein eigenes<br />
Kollisionsmess-Set PRMS entwickelt. Das mit Federn, Kollisionselementen<br />
und entsprechender Sensorik ausgestattete System misst<br />
die auf den menschlichen Körper einwirkenden Kräfte und Druck<br />
exakt und vergleicht sie mit den Grenzwerten gemäß ISO/TS 15066.<br />
Bei der technischen Umsetzung von Roboterapplikationen kommt der<br />
sicheren Sensorik eine Schlüsselrolle zu: Um allen Anwendungen in<br />
Sachen Sicherheit gerecht zu werden, umfasst unser Sensorik-Portfolio<br />
zum einen Sicherheitsschalter zur Überwachung von Positionen<br />
und trennende Schutzeinrichtungen. Für die Flächen- und Raumüberwachung<br />
eignen sich optische Sensoren, wie Lichtschranken oder<br />
Kamerasysteme, optimal und großes Potenzial bei der Überwachung<br />
von Flächen bieten taktilen Sensoren, wie Sicherheitsschaltmatten.<br />
www.pilz.de<br />
www.faltenbalg.net<br />
info@faltenbalg.net<br />
Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82<br />
Fax +49 (0) 202 / 8 28 85<br />
THE GEAR COMPANY<br />
ROBOTS CHOICE<br />
Ideal für die Robotik: Das neue Spannungswellengetriebe<br />
FLEXWAVE<br />
Service Robotik Module von Pilz für den Einsatz im<br />
industriellen und nicht-industriellen Umfeld:<br />
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Mit hoher Drehmomentdichte, leichtem und kompaktem Design,<br />
Spielfreiheit und hohen Übersetzungsverhältnissen setzt Flexwave<br />
neue Maßstäbe. Und noch dazu günstige.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 91
MASCHINENELEMENTE<br />
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Arbeitssicherheit in der Robotik<br />
„Friedliche Koexistenz“<br />
von Mensch und Roboter<br />
Es geht auch ohne Schutzzaun: Immer häufiger arbeiten Roboter buchstäblich Hand in Hand mit<br />
dem Werker. Was ist dabei aus sicherheitstechnischer Perspektive zu beachten? Ulrich Bernhardt,<br />
Vertriebsleiter Steuerungen der Schmersal Gruppe, gibt Auskunft.<br />
Irene Knap, Redaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Für die Schmersal Gruppe gehört die Absicherung<br />
von Roboterarbeitsplätzen seit Jahrzehnten zu den<br />
Kernkompetenzen. Der Safety Controller schafft in<br />
diesem Zusammenhang die Voraussetzungen für<br />
eine sichere Zusammenarbeit von Mensch und<br />
Roboter ohne trennenden Schutzzaun<br />
Bild: Schmersal<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Für einen Hersteller von Sicherheitsschaltsystemen<br />
müsste der Trend zu koexistierenden und<br />
kollaborierenden Robotern eigentlich zu einem Absatzrückgang<br />
bei den elektromechanischen Sicherheitsschaltgeräten führen,<br />
weil weniger Roboter ihre Arbeit hinter Schutzzäunen verrichten.<br />
Ist das so?<br />
Ulrich Bernhardt: Glücklicherweise nicht. Die Roboter, die mit<br />
dem Werker zusammenarbeiten – zum Beispiel bei Montageauf -<br />
gaben –, erschließen neue Anwendungsbereiche, die der Robotik<br />
bisher verschlossen waren. Die Mensch-Roboter-Kollaboration geht<br />
also nicht zu Lasten der klassischen Robotik. Und laut Prognose der<br />
IFR (International Federation of Robotics) wird der Bestand an<br />
Industrierobotern allein in den kommenden beiden Jahren um mehr<br />
als 30 Prozent auf etwas mehr als drei Millionen steigen. Wir bewegen<br />
uns also weiterhin in einem Markt mit starkem Wachstum.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wenn wir zunächst über Lösungen für den<br />
klassischen Schutzzaun sprechen: Welche Sicherheitssysteme<br />
bieten Sie den Herstellern, Integratoren und Anwendern von<br />
Robotern?<br />
Ulrich Bernhardt: Für die Robotik haben wir Sicherheitsschalt -<br />
geräte mit Zusatzfunktionen wie Flucht- und Notentriegelung im<br />
Programm. Sie ermöglichen es beispielsweise im Gefahrenbereich<br />
eingeschlossenen Personen, die Schutztür von innen intuitiv zu öff-<br />
nen. Oder sie erlauben den Zutritt zum Gefahrenbereich der<br />
Anlage. Auf der Steuerungsebene bieten wir der Robotik mit<br />
dem „Safety Controller“ eine nicht neue, aber nach wie vor<br />
wegweisende Lösung. Sie wird von vielen Roboterherstellern<br />
eingesetzt und wurde jeweils individuell für deren spezifische<br />
Anforderungen entwickelt. Der Safety Controller gibt<br />
dem Roboter eine definierbare dreidimensionale Arbeits -<br />
zone vor und registriert sicher, wenn dieser Bereich verlassen<br />
wird. Zugleich überwacht er sicher die resultierende<br />
Geschwindigkeit in Richtung der Begrenzung. Der Roboter darf nur<br />
so schnell sein, dass er abbremsen kann, ohne den erlaubten Bewegungsraum<br />
zu verlassen. Damit entsteht auf der Steuerungsebene<br />
ein virtueller Schutzzaun, und der physikalische Schutzzaun dient<br />
dann nur noch dazu, ein Eindringen von Menschen oder auch Flurförderzeugen<br />
in den Sicherheitsbereich zu verhindern. Der Sicherheitsbereich<br />
kann also schlanker und kleiner dimensioniert werden.<br />
Zugleich schafft diese Sicherheitssteuerung die Voraussetzung für<br />
die Koexistenz von Mensch und Roboter ohne Schutzzaun.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Können Sie das bitte näher erklären?<br />
Bernhardt: Im Safety Controller sind Bereiche hinterlegt, in denen<br />
sich der Roboterarm bewegen darf – und solche, die er nicht erreichen<br />
darf. Das können zum Beispiel Übergabeplätze sein oder Bereiche,<br />
in denen der Werker Montageaufgaben ausführt. Somit ist die<br />
Voraussetzung für die Zusammenarbeit ohne trennenden Schutzzaun<br />
– bei klar abgegrenzten Arbeitsbereichen – geschaffen. Man<br />
spricht dann von Koexistenz.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie sprechen von Koexistenz statt von<br />
Kollaboration – warum?<br />
Bernhardt: Die C-Norm für Roboter DIN EN ISO 10281 unterscheidet<br />
vier Arten der Mensch-Roboter-Kooperation. In drei Arten sind<br />
Mensch und Roboter nicht gleichzeitig im selben Arbeitsbereich<br />
92 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Bild: Schmersal<br />
Ulrich Bernhardt, Leitung<br />
Vertrieb Steuerungen,<br />
Schmersal Gruppe,<br />
Wuppertal/Wettenberg<br />
tätig, so dass eine wirkliche Kollaboration – sprich Zusammenarbeit<br />
– eigentlich nicht gegeben ist. Hier spricht man dann von Koexistenz.<br />
Kollaboration bedeutet: Mensch und Roboter arbeiten unmittelbar<br />
und gleichzeitig zusammen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: In Ihrem Beispiel geht es um eine räumliche<br />
Trennung des Arbeitsbereichs von Roboter und Werker ohne<br />
trennenden Schutzzaun. In anderen Anwendungsfällen nutzen<br />
Werker und Roboter den gleichen Arbeitsbereich, aber zu unterschiedlichen<br />
Zeiten. Welche Lösungen bieten Sie für diese Art<br />
der Koexistenz?<br />
Bernhardt: Hier spricht man von sequentieller Koexistenz, und es<br />
kommen zum Beispiel taktile Schutzeinrichtungen wie Sicherheitsschaltmatten<br />
zum Einsatz. Sie ermöglichen die Überwachung ganzer<br />
Arbeitsbereiche und nicht nur ihrer Zugänge. Zusätzlich gewährleisten<br />
sie einen Hintertretschutz: Solange sich ein Bediener im Gefahrenbereich<br />
aufhält, kann die Maschine nicht gestartet werden. Die Sicherheits-Schaltmatten<br />
detektieren dann einen Menschen im Gefahrenbereich<br />
des Roboters, und der Safety Controller stellt sicher, dass<br />
sich der Roboter im sicheren Stillstand befindet. Ähnliche Lösungen<br />
lassen sich, zum Beispiel an Einlegeplätzen, mit optoelektronischen<br />
Schutzeinrichtungen wie Sicherheitslichtvorhängen realisieren.<br />
Bernhardt: Als generelle C-Norm für Roboter ist die schon erwähnte<br />
DIN EN ISO 10218 zu beachten, die im Abschnitt 5.10 vier Arten der<br />
Mensch-Roboter-Kooperation beschreibt. Für kollaborierende Roboter<br />
ist außerdem die ISO/TS 15066 relevant. Sie legt die Leistungs- und<br />
Kraftbegrenzungen fest. Hier gibt es also klare Regelungen. Komplexer<br />
wird es, wenn – was bei Robotern ja häufig der Fall ist – Roboter<br />
in bestehende Anlagen integriert werden oder mit einer vorhandenen<br />
Maschine kombiniert werden soll. Dann stellt sich die Frage, ob es<br />
sich beim Roboter um eine eigenständige Maschine handelt, die<br />
sicherheitstechnisch separat zu bewerten ist, oder nicht. In der Vergangenheit<br />
wurde viel und kontrovers über dieses Thema diskutiert.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie ist der aktuelle Stand der Diskussion?<br />
Bernhardt: Die Frage ist zunächst, ob man die Altanlage und die<br />
neue Automation jeweils getrennt sicherheitstechnisch bewerten<br />
kann. Das geht nur dann, wenn die Schnittstellen klar beschrieben<br />
werden können. In diesem Fall reicht es aus, für den Roboter eine<br />
getrennte Bewertung vorzunehmen – auf Basis der erwähnten<br />
C-Norm DIN EN ISO 10218, bei der dann insbesondere deren Teil 2<br />
‚Robotersysteme und Integration‘ zu berücksichtigen ist. Wenn es<br />
keine klar definierten Schnittstellen gibt, muss für die gesamte Anlage<br />
eine neue Sicherheitsbetrachtung mit Konformitätsbewertung<br />
etc. erfolgen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Und zum Abschluss noch einmal zurück<br />
zum Thema Koexistenz und Kollaboration: Wie wichtig ist dieses<br />
Aufgabenfeld für die Schmersal Gruppe?<br />
Bernhardt: Das ist ein Anwendungsfeld mit kontinuierlich überproportionalem<br />
Wachstum, das traditionell zu unseren Kernkompetenzen<br />
gehört. Wir befassen uns seit mehr als zwanzig Jahren mit der<br />
Mensch-Roboter-Kollaboration und werden auch in Zukunft innova -<br />
tive Lösungen für diesen anspruchsvollen Bereich der Maschinen -<br />
sicherheit entwickeln.<br />
www.schmersal.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wir gestaltet sich in diesem Fall die Einbindung<br />
in die sichere Steuerungstechnik?<br />
Bernhardt: Je nach Komplexität der Sicherheitskreise gibt es unterschiedliche<br />
Lösungen für die sichere Signalauswertung. Für kleinere<br />
Roboteranlagen bieten sich die multifunktionalen Sicherheitsrelaisbausteine<br />
der Protect-SRB-E-Reihe an, die unterschiedliche Anwendungen<br />
abdecken und einfach zu konfigurieren sind. Häufiger<br />
kommt jedoch die modulare Sicherheitssteuerung Protect PSC1 bei<br />
der Absicherung von Roboterarbeitsplätzen zum Einsatz. Sie lässt<br />
sich flexibel an den individuellen Anwendungsfall anpassen und<br />
ermöglicht die Programmierung komplexerer Sicherheitslösungen.<br />
Die modulare Sicherheitssteuerung Protect PSC1 eignet sich für die<br />
Integration diverser Sicherheitsschaltgeräte an Roboterarbeitsplätzen<br />
Bild: Schmersal<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Eine Frage zur Normung – hier verfügen<br />
Sie über eine hohe Expertise und sind mit Ihrem Geschäftsfeld<br />
tec.nicum auch beratend tätig. Was muss der Anwender hier<br />
beachten und welche Normen sind für die Projektierung der<br />
Maschinensicherheit in der Robotik relevant?<br />
Details zur programmierbaren Sicherheitssteuerung<br />
Protect PSC1 von Schmersal:<br />
hier.pro/14FCL<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 93
MASCHINENELEMENTE<br />
NEWS SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
Maschinenelemente/Robotik<br />
Leichtbauroboter TM von Atlanta Antriebssysteme<br />
Dank einer einfachen und intuitiven Programmierung<br />
lassen sich mit den Leichtbaurobotern<br />
TM von Atlanta flexibel und kurzfristig eine<br />
Vielzahl an Tätigkeiten automatisieren.<br />
Dies gelingt nunmehr ohne spezielle Hardund<br />
Software installieren zu müssen. Dazu<br />
bewegt der Bediener lediglich manuell den<br />
leichtgängigen Roboterarm über die vorgesehenen<br />
Bahnen an die benötigten Positionen.<br />
Auf Druck des Betätigungstasters am Roboterarm<br />
übernimmt die Robotersteuerung automatisch<br />
die Bewegung und die Koordinaten<br />
der Positionen. Die jeweiligen Programmblöcke<br />
kann der Programmierer anschließend<br />
am Bildschirm der Robotersteuerung durch<br />
Ziehen und Ablegen (Drag & Drop) in einem<br />
Ablaufdiagramm verknüpfen. An den Halte -<br />
positionen lassen sich zudem standardisierte<br />
Funktionen einfügen. Dazu gehört, beispielsweise<br />
einen Greifer zu öffnen oder zu schließen<br />
oder mit der angebauten Kamera ein Bild<br />
aufzunehmen. Die Programmblöcke verknüpft<br />
die Robotersteuerung selbsttätig zu<br />
logischen Gesamtabläufen. Derart kann<br />
selbst untrainiertes und unerfahrenes Personal<br />
ein großes Spektrum an Tätigkeiten für<br />
die Leichtbauroboter programmieren. Das<br />
betrifft unter anderem, ungeordnet in einer<br />
Ebene zugeführte Objekte zu erkennen, aufzunehmen<br />
und zu montieren oder geordnet<br />
abzulegen. Ebenso entfällt das Erstellen und<br />
Etablieren einer aufwendigen, abgestimmten<br />
Bild: Atlanta Antriebssysteme<br />
Datenkommunikation. Zudem kann man die<br />
Leichtbauroboter betreiben ohne zeit- und arbeitsaufwendig<br />
roboterspezifische Programmcodes<br />
generieren zu müssen. eve<br />
www.atlantagmbh.de<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
KBK-Wellenkupplungen mit verschiedenen Bohrungen<br />
Bild: KBK Antriebstechnik<br />
Starre Wellenkupplungen von KBK Antriebstechnik<br />
verbinden nicht nur Wellen oder Wellenstücke<br />
fest und ohne Spiel miteinander,<br />
sie übertragen gleichzeitig auch hohe Dreh-<br />
momente. Die Kupplungen eignen sich deshalb<br />
ideal für den Einsatz in Werkzeugmaschinen,<br />
Förderanlagen und Roboterstraßen.<br />
Das Unternehmen fertigt die kompakten<br />
Wellenkupplungen in vier Ausführungen und<br />
zahlreichen Größen, die unterschiedliche<br />
Wellendurchmesser und Drehmomentbe -<br />
reiche abdecken. Mit der KBST lassen sich<br />
z. B. Wellen mit Durchmessern von 6 bis<br />
50 mm verbinden und Drehmomente zwischen<br />
30 und 2250 Nm übertragen. Die<br />
Kupplung wird mit seitlichen Klemmschrauben<br />
einfach, schnell und sicher montiert und<br />
ist auch mit durchgängiger Bohrung oder<br />
mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern<br />
lieferbar. Die KBST-G überträgt ebenfalls<br />
Drehmomente von 30 bis 2250 Nm, lässt<br />
sich aber aufgrund ihrer Halbschalen-Bau -<br />
weise etwas schneller montieren und demontieren.<br />
Die Kupplung ist an Wellen mit<br />
Durchmessern von 5 bis 52 mm einsetzbar.<br />
Aus Edelstahl gefertigt – und damit auch für<br />
hygienekritische Bereiche wie die Lebensmittelindustrie<br />
geeignet – sind die Kupplungen<br />
der Serien KBST-VA und KBST-G-VA. bec<br />
www.kbk-antriebstechnik.de<br />
Maschinenelemente/Robotik<br />
Intelligentes Greifsystem von Visevi Robotics<br />
Visevi Robotics präsentiert ein intelligentes<br />
Greifsystem, dessen Kameras das Lokalisieren<br />
und feinfühlige Greifen von verschiedenen<br />
Objekten ermöglichen. Klassische Industrieroboter<br />
arbeiten in der Regel „blind“, sind<br />
auf einzelne Objekte angepasst und ihre Bewegungen<br />
sind fest programmiert. Mit dynamischen<br />
Umgebungen kommen sie nicht zurecht.<br />
Visevi Robotics ermöglicht Robotern<br />
dagegen mithilfe von Kameras und einer speziellen<br />
Software das vielseitige und feinfüh -<br />
lige Greifen. Ähnlich wie beim Menschen<br />
spielt der Tastsinn, die sogenannte taktile<br />
Sensorik, beim eigentlichen Greifvorgang eine<br />
entscheidende Rolle. Sie gibt dem Robo-<br />
ter das benötigte Fingerspitzengefühl und ermöglicht<br />
das selbstständige Greifen von unterschiedlichen<br />
Gegenständen. Das Münchner<br />
Startup, ausgegründet aus dem Projekt<br />
Bild: Visevi Robotics<br />
RoVi Robot Vision an der TU München, nutzt<br />
eine neuartige Software zur Bildanalyse als<br />
Schlüsseltechnologie. Diese extrahiert sogar<br />
taktile Informationen über den Greifvorgang<br />
aus den Bildern. Da der Greifer durch die<br />
Visevi-Software ohne zusätzliche elektro -<br />
nische Sensormodule in den Fingern auskommt,<br />
können diese einfach angepasst und<br />
mithilfe von 3D-Druck Technologien hergestellt<br />
werden. Die Technologie ermöglicht<br />
einfache, kostengünstige und zuverlässige<br />
Greiferlösungen für unstrukturierte Automa -<br />
tisierungsaufgaben und moderne Service -<br />
roboter.<br />
bec<br />
www.visevi.com<br />
94 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Maschinenelemente/Kollaborative Robotik<br />
Kassow Robots entwickelt 7-Achs-Cobots<br />
Das dänische Start-up Kassow Robots hat<br />
seine ersten beiden Cobots fertig entwickelt:<br />
den KR 810 mit 850 mm Reichweite und<br />
10 kg Traglast und den KR 1205 mit einer<br />
Reichweite von 1200 mm und einer Traglast<br />
von 5 kg – beide Modelle haben 7 Achsen.<br />
Der KR 1805, der eine Reichweite von<br />
1800 mm, eine Traglast von 5 kg und ebenfalls<br />
7 Achsen hat, folgt in der zweiten<br />
Jahreshälfte 2019. Der Hersteller und gerade<br />
auch seine mittelständischen Industriekunden<br />
heben insbesondere die Stärke und Flexibilität<br />
der 7-Achsen-Cobots als besonders<br />
kosteneffiziente Lösung für die Zusammenarbeit<br />
zwischen Mensch und Maschine hervor,<br />
heißt es aus dem Unternehmen. eve<br />
www.kassowrobots.com/de<br />
Bild: Kassow Robots<br />
Bild: Piab<br />
Maschinenelemente/Kollaborative Robotik<br />
Piab entwickelt End-of-Arm-Vakuumwerkzeug<br />
Piab hat ein End-of-Arm-Vakuumwerkzeug<br />
(EOAT) speziell für den Cobot-Markt entwickelt.<br />
Als Entwicklungskit bietet die Lösung<br />
eine Vakuumpumpeneinheit, eine Greifereinheit<br />
und zwei Saugnäpfe. Das Standard-Kit<br />
beinhaltet vier verschiedene Saugnapfsätze,<br />
die für eine Vielzahl von Aufgaben geeignet<br />
sind. Anwender können aber auch aus einem<br />
umfangreichen Saugnapfsortiment frei wählen,<br />
um den PiCobot auf ihre spezifischen Anwendungen<br />
abzustimmen. Von Universal Robots<br />
zertifiziert, baut das Vakuumwerkzeug<br />
auf der Idee einer sicheren und flexiblen<br />
Mensch-Roboter-Interaktion am Arbeitsplatz<br />
auf. Weiche Designlinien garantieren, dass<br />
niemand verletzt wird. Mithilfe einer UR-<br />
Caps-Installation wird die Programmierzeit<br />
für den Anwender auf ein Minimum reduziert.<br />
Ausgelegt für eine maximale Flexibilität<br />
und Reichweite, können die 97 bis 142 mm<br />
breiten und ±15° schwenkbaren Greifarme<br />
mit zwei Saugnäpfen ausgestattet werden.<br />
Alternativ kann der Greifer durch eine einzelne<br />
Saugnapfhalterung direkt an der Pumpeneinheit<br />
ersetzt werden. Ein dediziertes Sense-Ventil<br />
gewährleistet einen sicheren Betrieb,<br />
unabhängig davon, welche dieser Optionen<br />
verwendet wird. Während das kompakte<br />
Format und die geringe Bauhöhe von<br />
69 mm den Einsatz in räumlich begrenzten<br />
Bereichen ermöglichen, bietet das geringe<br />
Gewicht der Lösung einen großen Vorteil. Pi-<br />
Cobot wiegt nur 510 g und der Greifer 210 g.<br />
Die Lösung kann Gegenstände mit einem<br />
Gewicht von bis zu 7 kg heben.<br />
eve<br />
www.piab.com<br />
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Bildnachweis: Marco Kleebauer | Voxeljet<br />
Hintergrundmotiv: Fotolia.com | berya113<br />
Konzept & Design: KSA Media, Augsburg<br />
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und führen dank ihres stufenlosen<br />
und wartungsarmen Antriebskonzepts jede<br />
beliebige Bewegung in<br />
der Fläche aus. Gleichzeitig<br />
verfügen sie in ihrer<br />
größten Ausführung über eine<br />
Traglast von bis zu 2000 kg. In der<br />
Standard-Ausführung führen die Transportroboter<br />
Paletten von Kragarm zu Kragarm. Ausgestattet<br />
mit einem kundenindividuell entwickelten<br />
Spezialaufbau, das heißt mit zwei<br />
Lastaufnahmemitteln in einem Fahrzeug, ist<br />
der Fast Move sogar in der Lage, KLT-Kisten<br />
von Rollenbahnen aus zwei verschiedenen<br />
Bild: EK Automation<br />
Höhen zu übernehmen und auch wieder abzugeben.<br />
Die Transportroboter sind optimal<br />
auf die Anforderungen der Industrie 4.0 zugeschnitten,<br />
die intelligente, vernetzte und flexible<br />
Materialflusslösungen mit maximaler<br />
Verfügbarkeit benötigt.<br />
eve<br />
www.ek-automation.com<br />
Montage- & Handhabungstechnik/Fahrerlose Transportsysteme<br />
Autonome Transportgeräte von Trapo<br />
Bild: Trapo<br />
Die autonomem Transportgeräte von Trapo<br />
agieren selbstständig. Der Trapo Transport<br />
Shuttle (TTS) und der Trapo Warehouse<br />
Shuttle (TWS) erfüllen gemeinsam<br />
die Anforderung nach<br />
präzisen, zeitsparenden Übergaben<br />
und einer optimalen<br />
Nutzung von Lagerflächen. Der<br />
Transport Shuttle deckt Strecken<br />
innerhalb der Produktion oder<br />
des Wareneingangs ab und schafft durch den<br />
Ersatz konventioneller Förderer mehr nutz -<br />
baren Raum. Am Hochregallager übernehmen<br />
je nach Bedarf ein oder mehrere Warehouse<br />
Shuttle, die über ein Hubgerät parallel<br />
über verschiedene Ebenen hinweg agieren.<br />
Das Regalsystem ist modular aufgebaut und<br />
flexibel erweiterbar. Mit dem webbasierten<br />
Business-Intelligence-Portal TIM (Trapo Intelligent<br />
Managementsystem) sind managementrelevante<br />
Zahlen jederzeit weltweit<br />
abrufbar und tragen zur Anlagenoptimierung<br />
und Ergebnissteigerung bei.<br />
bec<br />
www.trapo.de<br />
Maschinenelemente/Robotik<br />
Verfahreinheit von Rollon und Dahl Automation<br />
Mit Dahl Linear Move haben Rollon und Dahl<br />
Automation eine leistungsstarke Verfahreinheit<br />
geschaffen, die die Cobots des dänischen<br />
Herstellers Universal Robots in Bewegung<br />
bringt und ihren Arbeitsbereich deutlich<br />
vergrößert. Dabei verfährt der Cobot auf einem<br />
Linearsystem und kann so Aufgaben an<br />
mehreren Orten übernehmen. Die Verfahreinheit<br />
ist ein perfekt vorbereitetes System,<br />
das optimal an UR-Roboter angepasst ist.<br />
Die Plug-and-Play-Lösung umfasst eine Rollon-Linearachse,<br />
einen B&R-Servoverstärker<br />
sowie Software zur einfachen UR-Integra -<br />
tion. Besondere Programmierkenntnisse sind<br />
nicht erforderlich: Das Linearsystem lässt<br />
sich bequem über das intuitive UR-Interface<br />
einrichten und bedienen. Auch Änderungen<br />
am Produktionslayout kann der Anwender<br />
jederzeit schnell und einfach selbst vorneh-<br />
men. Zum Einsatz kommen die robusten Rollon-Lineareinheiten<br />
der Baureihe Robot aus<br />
dem Plus System (Actuator Line) oder die offenen<br />
R-Smart-Achsen derselben Produktfamilie.<br />
Die Linearachsen zeichnen sich durch<br />
eine hohe Systemsteifigkeit, Traglast, Momentensteuerung,<br />
Verfahrgeschwindigkeit<br />
und Positioniergenauigkeit<br />
aus. Sie<br />
verfügen über eine<br />
robuste Struktur<br />
aus einem stranggepressten,<br />
eloxierten<br />
Aluminiumprofil mit<br />
quadratischem Querschnitt.<br />
Die Antriebskraft<br />
wird durch einen<br />
stahlverstärkten<br />
Zahnriemen aus Polyurethan übertragen.<br />
Der Cobot verfährt auf zwei parallelen Profilschienenführungen<br />
mit insgesamt vier<br />
Laufwagen, die alle auftretenden Lasten und<br />
Momente stützen.<br />
bec<br />
www.rollon.de<br />
Bild: Dahl Automation<br />
96 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS SONDERTEIL KOLLABORATIVE ROBOTIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Sherpa Robotics setzt auf Maschinengestell von Rampf<br />
Sherpa Robotics setzt bei seinem kamera -<br />
gesteuerten Sechsachsroboter zur automatisierten<br />
Beladung von CNC-Maschinen auf ein<br />
Maschinengestell aus Epument-Mineralguss<br />
von Rampf Machine Systems. Der epoxidharzgebundene<br />
Werkstoff gewährleistet die<br />
nötige Stabilität des CNC-Automation SherpaLoader<br />
und punktet mit seiner Ökobilanz.<br />
Mithilfe des digitalen Kamerasystems des<br />
SherpaLoader werden Beladewagen und unterschiedliche<br />
Werkstücktypen automatisch<br />
erfasst, ohne dass Rasterplatten oder Stapelmagazine<br />
erforderlich sind. Hierdurch wird<br />
die Einrichtezeit für die Beladung auf unter<br />
5 min reduziert, für einen Teilewechsel wer-<br />
Maschinenelemente/Kollaborative Robotik<br />
OnRobot appliziert End-of-Arm-Tools<br />
den lediglich 15 s benötigt. Die Bedienbarkeit<br />
des Roboters ist einfach, Aufträge werden<br />
mittels EasyControl gesteuert, ohne dass<br />
hierfür ausgebildete Fachkräfte benötigt<br />
werden. Roboterarm und Schaltschrank des<br />
SherpaLoader sind auf einem Maschinenbett<br />
aus Epument-Mineralguss verankert. Die<br />
Grundfläche der Anlage ist kleiner als 1 m 2 –<br />
und sie ist mobil. Der Mineralguss von<br />
Rampf Machine Systems gewährleistet die<br />
erforderliche Stabilität und ermöglicht es, bereits<br />
im Maschinengestell und auf kleinem<br />
Raum zahlreiche Features zu integrieren. bec<br />
www.rampf-gruppe.de<br />
www.sherpa-robotics.com<br />
Bild: Rampf Machine Systems<br />
Bild: OnRobot<br />
Den Überblick zu behalten, welcher Endeffektor<br />
für welchen Roboter und welche Anwendung<br />
der passende ist, wird immer aufwändiger.<br />
Und genau hier setzt das dänischen<br />
Unternehmen OnRobot an: Greifer,<br />
Sensorik und Software sollen aus einer Hand<br />
kommen, sofort verfügbar und so einfach<br />
wie möglich einzurichten sein. Das Unternehmen<br />
setzt verstärkt mit seinen kollaborativen<br />
Roboter-Applikationen darauf, für Anwender<br />
aller gängigen Roboterhersteller zugänglich<br />
zu sein. Neben Robotermodellen von Fanuc,<br />
Kawasaki, Kuka und Universal Robots wer-<br />
den neuerdings Applikationen mit Robotern<br />
von Doosan, Techman und Yaskawa hergestellt.<br />
Im Juni 2018 entstand OnRobot aus<br />
dem Zusammenschluss der Unternehmen<br />
On Robot, Perception Robotics und OptoForce.<br />
Bereits im September 2018 folgte das dänische<br />
Start-Up Purple Robotics und erweiterte<br />
das Produktportfolio um einen Vakuumgreifer.<br />
Um die ambitionierten Ziele des Unternehmens<br />
zu erreichen, stehen zukünftig<br />
noch weitere Akquisitionen an.<br />
eve<br />
www.onrobot.com/de<br />
Maschinenelemente/Kollaborative Robotik<br />
Besserer Schweißprozess<br />
Eine Vollautomatisierung von Schweißprozessen<br />
ist nicht immer wirtschaftlich. Insbesondere<br />
im Maschinen- und Sondermaschinenbau<br />
geht es oft um individuelle Kundenwünsche<br />
und Kleinserien. Eine vollständige Automatisierung<br />
hat hier keine Chance, da der jeweilige<br />
Anpassungsaufwand zu groß ist. Das<br />
Fraunhofer IEM realisiert daher mit einem<br />
kollaborativen, sensorgeführten Schweißroboter<br />
die Teilautomatisierung eines bisher<br />
rein manuellen Schweißprozesses. Der Roboterarm<br />
wird von Mitarbeitern ohne Programmierkenntnisse<br />
eingerichtet. Er nimmt<br />
ihnen schwere körperliche Arbeit ab, überlässt<br />
ihnen aber stets die Kontrolle. eve<br />
www.iem.fraunhofer.de<br />
Arnold realisiert<br />
Innovationen!<br />
Strapano® Schutzabdeckungen<br />
mit<br />
besonderen Vorzügen:<br />
– Geringes Gewicht<br />
– Minimaler Bauraum<br />
– Modularer Aufbau<br />
– Austauschbare Bleche<br />
www.arno-arnold.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 97
MASCHINENELEMENTE<br />
KETTEN & RIEMEN<br />
Bild: Continental<br />
Der Synchrochain Carbon von<br />
Continental ermöglicht effiziente<br />
Lösungen für anspruchsvolle<br />
Antriebe<br />
Hochleistungszahnriemen übertragen die Kräfte auch bei extremen Anwendungen zuverlässig und effizient<br />
Ein Partner für besondere Anforderungen<br />
Die Industrie benötigt immer leistungsstärkere und effizientere Antriebslösungen. Seit einigen Jahren<br />
spielen dabei vor allem Hochleistungszahnriemen mit Carbonzugstrang eine große Rolle. Denn sie über -<br />
tragen die Kräfte auch bei extremen Anwendungen zuverlässig und effizient. Überall, wo große Kraft und<br />
hohe Drehmomente gefordert sind – in der Automobilfertigung, im Maschinen- und Anlagenbau und auch<br />
in der Landwirtschaft – kommen Hochleistungszahnriemen zum Einsatz und bieten eine ideale Alternative<br />
zum Kettenantrieb.<br />
Alexander Behmann, Anwendungstechniker und technischer Redakteur, Continental AG, Hannover<br />
Für alle Anwendungen, bei denen extreme Kräfte zum Tragen<br />
kommen, sind Hochleistungszahnriemen die perfekten Partner.<br />
Zudem stellen sie eine gute Alternative zum Kettenantrieb dar. Genau<br />
für diesen Zweck hat Continental den Synchrochain Carbon entwickelt.<br />
Seine Stärke spielt der Hochleistungszahnriemen bereits in<br />
zahlreichen Anwendungen aus – sowohl in der Erstausrüstung als<br />
auch im Ersatzgeschäft. Er treibt z. B. Skidanlagen in Lackierstraßen<br />
sowie Zerkleinerungsanlagen an. „Hier ist er ideal, denn er überträgt<br />
hohe Leistungen extrem zuverlässig, gerade bei großer Krafteinwirkung“,<br />
sagt Hubert Göser aus dem Bereich Forschung und<br />
Entwicklung für Polyurethan-Antriebsriemen bei Continental.<br />
Zerkleinerungsmaschinen müssen enorme Lasten stemmen und ihre<br />
Belastung erfolgt sehr ungleichmäßig. Das fordert die gesamte<br />
Anlage und vor allem den Antriebsstrang. „Unser Riemen dehnt<br />
sich selbst bei immensen Belastungen kaum und ist dabei gleichzeitig<br />
verschleiß- und abriebfest“, erklärt Göser. Durch seine Konstruk -<br />
tion aus Carbon, Polyurethan und abriebfestem Gewebe übersteht<br />
er die Lastspitzen, hält den Antriebsstrang kompakt und kommt<br />
dabei sogar weitestgehend ohne Wartung aus. Für den Anwender<br />
bringt er weitere wichtige Vorteile mit sich: „Er überträgt bis zu fünfmal<br />
mehr Leistung als ein herkömmlicher Standardzahnriemen – bei<br />
gleicher Baubreite. Im Vergleich ist das Gesamtsystem daher güns -<br />
tiger, da nur ein Fünftel der Breite benötigt wird und somit auch die<br />
Antriebsscheiben preiswerter werden.“ Zudem ist ein schmaler<br />
Zahnriemen durch seine kleinere Kontaktfläche weniger den Reibkräften<br />
mit der Zahnscheibe ausgesetzt und dadurch effizienter.<br />
Carbon und Polyurethan: erfolgreiche Verbindung<br />
Der Synchrochain Carbon ist einer der stärksten Zahnriemen am<br />
Markt. Sein Erfolgsgeheimnis ist eine Kombination aus Carbon und<br />
Polyurethan. „Die Verbindung beider Werkstoffe ergibt ein Produkt<br />
für anspruchsvolle Antriebe: leichtes, aber haltbares Polyurethan<br />
98 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
KETTEN & RIEMEN<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Bild: Continental<br />
Bild: Continental<br />
Neben einem Zugstrang aus Carbon verfügt der Hochleistungszahnriemen<br />
über einen Riemenrücken sowie über Zähne aus Polyurethan<br />
Hochleistungszahnriemen mit Carbonzugstrang übertragen bei gleicher<br />
Baubreite bis zu fünfmal mehr Leistung als herkömmliche Standard -<br />
zahnriemen<br />
(PU) für Zähne und Riemenrücken, zugfestes und gleichzeitig längenstabiles<br />
Carbon als Zugstrang sowie ein verschleißfestes Gewebe“,<br />
sagt Göser. „Unsere Analysen belegen die hohe Leistungsdichte<br />
des Riemens, der sich im Wettbewerb mit anderen Produkten<br />
bestens behaupten kann.“<br />
Der Zugträger muss als Übertragungsmedium eine Biegewilligkeit<br />
aufweisen und gleichzeitig soll der Cord dehnungsarm und zugfest<br />
sein. Dafür spielen sowohl die Cordkonstruktion als auch das Cordmaterial<br />
eine wesentliche Rolle. Häufig werden in der Antriebstechnik<br />
Glas, Stahl und Aramid verwendet. „Aber kein Werkstoff weist<br />
so hohe spezifische Festigkeitswerte auf wie Carbon. Ein Standardzahnriemen<br />
in 14M-Zahnteilung mit 37 mm Baubreite aus Polychloropren<br />
mit Glasfaser kann bis maximal 5,6 kN dauerhaft zugbelastet<br />
werden, der Hochleistungszahnriemen von Continental dagegen bis<br />
knapp unter 19 kN. Im Vergleich zu Ketten ist Carbon zudem um ein<br />
Vielfaches leichter und bietet vergleichbare Kraft-Dehnungs-Werte.“<br />
Vertrauen in die eigene Materialentwicklung<br />
Nicht nur hochfeste Zugträger sind nötig, sondern auch formstabile<br />
Zähne. Daher spielt auch das Material, aus dem Antriebsriemen gefertigt<br />
werden, eine entscheidende Rolle für die Leistungsfähigkeit.<br />
Der Zahnriemen<br />
Synchrochain Carbon<br />
PLUS<br />
Längenbereich: 640 bis 5502 mm<br />
Zahnteilungen: 8M und 14M<br />
Riemengeschwindigkeiten: bis zu 40 m/s<br />
Temperaturen: -55 bis + 80 °C<br />
Beständigkeit: Schmutz und Staub, einfache Öle,<br />
Fette und Benzin<br />
besondere Merkmale: leistungsstark, verschleiß- und<br />
abriebfest, dehnungsarm, wartungsfrei<br />
In industriellen Anwendungen kommen oft Polyurethan-Elastomere<br />
zum Einsatz. „Der Kunststoff hat elastische Eigenschaften, weist<br />
aber auch extrem gute Weiterreißfestigkeiten auf. Deshalb können<br />
Polyurethan-Zahnriemen sehr hohe Leistungen und Drehmomente<br />
übertragen“, betont Göser.<br />
Continental stellt den Werkstoff für seine Polyurethan-Zahnriemen<br />
selbst her. „Wir setzen bei dem Material bereits bei der Entwicklung<br />
an. Das gibt uns die Möglichkeit, unsere Produkte von den anderen<br />
Polyurethanen am Markt qualitativ abzuheben“, berichtet der Produktentwickler.<br />
Bei der Fertigung durchdringt das flüssige Polyure -<br />
than den Carbonzugstrang, wodurch sich eine optimale Haftung beider<br />
Komponenten ergibt. „Durch unsere Verfahren weist der Riemen<br />
eine ausgezeichnete Teilungsgenauigkeit, Materialfestigkeit<br />
und -bindung aller Komponenten auf. Diese Eigenschaft reduziert<br />
das Risiko des Zahnüberspringens deutlich, maximiert die Lebensdauer<br />
und sorgt für Längenstabilität.“<br />
Hochleistungszahnriemen ersetzt Kettenantrieb<br />
Der Hochleistungszahnriemen hat eindeutige Vorteile gegenüber<br />
einem Kettenantrieb und kann ihn ebenso zuverlässig wie effizient<br />
ersetzen. Beispielsweise in der Landwirtschaft. „Mähdrescher und<br />
andere Maschinen müssen extreme Belastungen aushalten und die<br />
gesamte Saison über funktionieren“, sagt Göser. „Der Riemen sorgt<br />
bei hohen Drehmomenten und großen dynamischen Beanspruchungen<br />
für eine saubere, ruhige und besonders zuverlässige Leistungsübertragung.<br />
Der hohe Wirkungsgrad und das geringe Gewicht<br />
machen die Anlage sparsamer. Nicht zuletzt läuft er deutlich<br />
leiser als ein Metallkettenantrieb, was für den Bediener komfortabler<br />
ist.“ Für zahlreiche Anwendungsbereiche ist der polyurethanbasierte<br />
Zahnriemen daher eine interessante Lösung, die gleichzeitig<br />
hilft, Kosten einzusparen.<br />
bec<br />
www.contitech.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Antriebsriemen<br />
für industrielle Anwendungen:<br />
hier.pro/0R22g<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 99
MASCHINENELEMENTE<br />
KETTEN & RIEMEN<br />
Nahtlose, hoch flexible Flachriemen im Einsatz bei der Herstellung von spiralgewickelten Papierhülsen<br />
Höhere Lebensdauer und Leistung<br />
Nahtlose, hoch flexible Flachriemen der Reihe Zeroseam von Nitta besitzen eine höhere Lebensdauer<br />
und steigern so die Leistung bei der Herstellung von spiralgewickelten Papierhülsen zur Verpackung<br />
von Lebensmitteln. Dieser Einsatz stellt hohe Anforderungen an die Spiralhülsen-Wickelriemen: starke<br />
Riemenspannung und Flexibilität sind ebenso nötig wie hohe Griffigkeit und Abriebresistenz.<br />
Sebastian Voßmann, Area Sales Manager, Nitta Industries Europe GmbH, Düsseldorf<br />
Bei Sonoco Consumer Products stehen die Maschinen selten<br />
still. Der Hersteller mit Sitz im belgischen Mechelen gehört<br />
zum Verpackungsspezialisten Sonoco, einer Unternehmensgruppe<br />
mit 20.000 Mitarbeitern in 33 Ländern. In Mechelen werden spiralgewickelte<br />
Papierhülsen hergestellt, die in der Verpackung von Lebensmitteln<br />
wie z. B. Müsli oder Kartoffelchips eingesetzt werden.<br />
Oft drängt die Zeit und es kommt bei Service- und Wartungsarbeiten<br />
auf jede Minute an. Großen Anteil an der Leistung der Maschinen<br />
für diese Anwendung haben Spiralhülsen-Wickelriemen. Dieser<br />
Riemen übt den notwendigen Druck aus, um den für ein stabiles<br />
Endprodukt erforderlichen Grad an Haftung zwischen den einzelnen<br />
Papierbahnen zu erreichen.<br />
Die Anwendung stellt an den Riemen hohe Anforderungen: starke<br />
Riemenspannung und Flexibilität sind ebenso nötig wie hohe Griffigkeit<br />
und Abriebresistenz. Der Riemen wird um einen fixierten<br />
Dorn gelegt und gespannt. Er übt einen konstanten Druck auf mehrere<br />
geleimte, überlappende Papierbahnen aus, die auf den Dorn<br />
aufgewickelt werden. Die Anzahl der Papierbahnen hängt von der<br />
gewünschten Festigkeit des Endprodukts ab. Ein möglichst konstanter<br />
und über die gesamte Kontaktfläche des Riemens zu den<br />
Papierbahnen gleichmäßiger Druck ist essenziell, um eine gute Haftung<br />
der jeweiligen Papierbahnen aufeinander zu ermöglichen und<br />
ein stabiles Endprodukt zu garantieren.<br />
Der nahtlose Flachriemen Zeroseam ist hoch flexibel<br />
Bild: Nitta Industries Europe<br />
Spiralhülsen-Wickelriemen stark beansprucht<br />
Die hohen Produktionsgeschwindigkeiten mit entsprechend kurzen<br />
Wartungsintervallen beanspruchen die Spiralhülsen-Wickelriemen<br />
stark. Die bei den Maschinen in Mechelen eingesetzten Wickelriemen<br />
mit Polyamid-Kern verschlissen schnell, was die Kosten in die<br />
Höhe trieb. Sonoco konsultierte Bogaert Transmission, Nittas Partner<br />
in Belgien mit 35-jähriger Erfahrung in der Antriebs- und Fördertechnik.<br />
Als Grund für den hohen Verschleiß stellten die Service-<br />
Techniker von Nitta und Bogaert mangelnde Flexibilität des Riemenmaterials<br />
fest. Sie empfahlen einen Wechsel zu Nittas ZS-TWL-42H,<br />
einem nahtlosen Riemen der Reihe Zeroseam.<br />
Diese Riemen mit ihrer starken, nahtlosen Reibschicht wurden insbesondere<br />
für die Anforderungen bei der Papierhülsenherstellung<br />
entwickelt. Die nahtlose <strong>Konstruktion</strong> des Flachriemens ermöglicht<br />
hohe Flexibilität. Dadurch wird Druck gleichmäßig über die gesamte<br />
Papierbahn ausgeübt, was die Riemenspannung reduziert und die<br />
Lebensdauer des Riemens erhöht. Die Deckschicht aus weichem<br />
Nitrilkautschuk, der nach Nittas eigener Formel produziert wird,<br />
kombiniert einen hohen Reibungskoeffizienten mit einer starken<br />
Resistenz gegenüber abrasiven Papiersorten. Das Ergebnis ist eine<br />
langzeitstabile hohe Griffigkeit.<br />
Bis zu 7-fache Lebensdauer konnte erreicht werden<br />
„Um ehrlich zu sein, waren wir ziemlich überrascht“, sagt Luc van<br />
Campenhout von Sonoco in Mechelen. „Wir hatten gehofft, zumindest<br />
eine leichte Verbesserung der Lebensdauer zu sehen. Mit Blick<br />
auf die Produktionszahlen, die wir mit diesen Bändern erreichen<br />
konnten, kann ich aber sagen, dass unsere Erwartungen deutlich<br />
übertroffen wurden.“ Im Vergleich zu den bislang genutzten Riemen<br />
mit Polyamidkern konnte eine bis zu 7-fache Lebensdauer erreicht<br />
werden – bei gleichbleibend hoher Produktionsgeschwindigkeit und<br />
-qualität. „Nachdem wir Vorschläge anderer Anbieter ohne großen<br />
Erfolg ausprobiert hatten, war das für uns eine sehr angenehme<br />
Überraschung“, freut sich van Campenhout und verweist auf die<br />
guten Resultate, die er auf mehreren seiner Maschinen mit dem<br />
Zeroseam ZS-TWL-42H erreichen konnte.<br />
Die Flachriemen werden mithilfe eines von Nitta entwickelten Prozesses<br />
ohne Gussformen endlos produziert. Das neuartige Verfahren<br />
erlaubt die Fertigung von mit Kautschuk überzogenen nahtlosen<br />
Riemen ohne jegliche Verbindungsstelle. Aktuell sind die Zeroseam-<br />
Riemen in drei Konfigurationen verfügbar. Breite und Länge können<br />
je nach Anwenderwunsch frei gewählt werden. Weitere Produkt -<br />
typen, sowohl für die Papierhülsenfertigung als auch für weitere<br />
Anwendungen, befinden sich zurzeit in der Entwicklungsphase. Neben<br />
Antriebs- und Transportriemen stellt das Unternehmen Förder-<br />
100 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
GEWÖHNLICHER<br />
GESTANZTER RING<br />
SPIROLOX ® -SICHERUNGSRING<br />
VON SMALLEY<br />
Der Spiralhülsen-Wickelriemen Zeroseam ZS-TWL-42H auf Sonocos<br />
Produktionsline für Papierhülsen in Mechelen<br />
Bild: Nitta Industries Europe<br />
ÖSEN<br />
SPALT<br />
NO EARS TO<br />
INTERFERE ® (KEINE<br />
STÖRENDEN ÖSEN)<br />
KEIN SPALT,<br />
360°<br />
ANLAGEFLÄCHE<br />
Bei Sonoco produzierte Papierhülsen für die Lebensmittelverpackung<br />
Bild: Nitta Industries Europe<br />
STANDARDMÄSSIG<br />
AUS EDELSTAHL<br />
Unsere Sicherungsringe haben die gleiche Passung und<br />
Funktion wie gestanzte Sprengringe, sind aber wesentlich<br />
leichter zu montieren und können ohne Werkzeuge<br />
demontiert werden. Standardmäßig in Edelstahl (AISI 302<br />
und 316) und Kohlenstoffstahl erhältlich. Ob Standardring<br />
oder individueller Wunsch, wir liefern Ihnen den richtigen<br />
Sicherungsring aus dem gewünschten Werkstoff für Ihre<br />
spezifische Verwendung.<br />
Elektrischer Verbinder<br />
Getriebebaugruppe<br />
Bild: Nitta Industries Europe<br />
Einsatz in der Wickelmaschine: Die Riemen wickeln gerade einen<br />
Pappbehälter<br />
bänder, Kunststoffschläuche, industrielle Kautschukprodukte und<br />
mechatronische Sensorsysteme her. Die Produkte werden in einer<br />
Vielzahl von Industriezweigen wie z. B. der Warenlogistik, Papierund<br />
Druckindustrie, Bankautomation oder der Textilindustrie ein -<br />
gesetzt. Das japanische Traditionsunternehmen hat eine deutsche<br />
Niederlassung, die Nitta Industries Europe GmbH mit Sitz in Düsseldorf.<br />
In Altenstadt bei Frankfurt am Main betreibt Nitta ein Fabrika -<br />
tionszentrum, wo Riemen und Kunststoffschläuche gelagert und<br />
nach Anwenderspezifikationen verarbeitet werden.<br />
bec<br />
www.nitta.de<br />
www.sonocoeurope.com<br />
Detaillierte Informationen zu den nahtlosen Riemen<br />
mit frei konfigurierbarer Länge:<br />
hier.pro/CNi3w<br />
brings it together<br />
IN DEUTSCHLAND VERTRETEN DURCH<br />
+49 (0) 234 92361 0<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 101
MASCHINENELEMENTE<br />
KETTEN & RIEMEN<br />
Die Habasync-Zahnriemen kommen in Abfülllinien, Verarbeitungsmaschinen oder Verpackungsanlagen zum Einsatz, um Produkte exakt<br />
und schlupffrei zu positionieren<br />
Bild: Habasit<br />
Langlebige Zahnriemen ermöglichen exakte Positionierungsprozesse in der Verpackungsindustrie<br />
Punktgenau positionieren<br />
Zahnriemen aus der Habasync-Produktfamilie von Habasit bieten für den Einsatz in der sich rasch<br />
wandelnden Verpackungsindustrie viele Vorteile: Die langlebigen Riemen gewährleisten das exakte<br />
Positionieren und eignen sich damit besonders für den Stop-and-go-Betrieb von automatisierten<br />
Verpackungslinien. Mit speziellen Beschichtungen und standardisierten oder individuell konstruierten<br />
Mitnehmerprofilen erfüllen sie viele verschiedene Transport- und Antriebsaufgaben.<br />
Stefan Graf, Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der Habasit GmbH, Eppertshausen<br />
Ob Lebensmittel, Fahrzeugteile, Haushaltselektronik oder medizintechnische<br />
Apparaturen – nur eine sorgfältige, produktgerechte<br />
Verpackung sorgt für einen geschützten und reibungslosen<br />
Transport von Gütern. So verschieden die Waren, so unterschiedlich<br />
sind auch die Anforderungen an die immer stärker automatisierten<br />
Verpackungsanlagen. Ziel ist es, Produkte im Verpackungsprozess<br />
exakt und genau zu positionieren. Somit werden die Anforderungen<br />
an die Antriebs- und Fördertechnik in Verpackungsprozessen immer<br />
höher – Maschinen- und Anlagenkomponenten müssen getaktet<br />
angetrieben und die eingesetzten Zahnriemen den jeweiligen Auf-<br />
gaben gerecht werden. Die Habasit GmbH, ein Tochterunternehmen<br />
der Schweizer Habasit AG, einem Weltmarktführer für Transportund<br />
Prozessbänder, entwickelt und fertigt Zahnriemen, die den Herausforderungen<br />
dieses stark wachsenden Marktes in besonderer<br />
Weise gerecht werden.<br />
Flexibles Reagieren auf Produktvielfalt<br />
Mit seinen Habasync-Zahnriemen deckt das Unternehmen aus dem<br />
hessischen Eppertshausen ein breites Anforderungsspektrum ab,<br />
denn Verpacken reicht vom Abfüllen und Folienaufschrumpfen über<br />
das Etikettieren bis zum Kistentransport. Eine große Auswahl an<br />
besonderen Oberflächenbeschichtungen, bekannt aus dem Transportbandbereich,<br />
wie HAL, HAG, HAT-W oder branchenbekannte<br />
Zahnriemenbeschichtungen wie Linatex, PU-gelb, Supergrip oder<br />
PU-Folie ermöglichen das flexible Anpassen des Fördermittels an<br />
102 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
KETTEN & RIEMEN<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Habasit fertigt ein komplettes Sortiment an Zahnriemen, Gewebebändern,<br />
Kunststoff-Modulbändern, Ketten und Zahnriemen und bietet der<br />
Verpackungsindustrie Bandlösungen aus einer Hand an<br />
Bild: Habasit<br />
Neben allen gängigen Profilen, die in vielen Anwendungen eingesetzt<br />
werden, fertigt Habasit für seine Zahnriemen auch spezifische Profile nach<br />
Anwenderanforderungen<br />
Bild: Habasit<br />
Werkstoff, der über hervorragende Eigenschaften in verschiedenen<br />
Bereichen verfügt: Er ist einerseits beständig gegen Öl, Fett oder<br />
chemische Mittel, andererseits hydrolysebeständig und verfügt<br />
über eine FDA/EU Lebensmittelzulassung.<br />
Kein Umbau, keine Demontage der Anlage – die Zahnriemen mit der<br />
mechanischen Endverbindung Habasync Hinge Joint können in kurzer<br />
Zeit einfach ausgetauscht werden<br />
das jeweilige Fördergut. Individuell und nach Anwenderwunsch gefertigte<br />
Profile dienen dem Separieren, Sortieren und genauen Platzieren<br />
von Komponenten. Auch Mitnehmer in Sonderformen und<br />
-abmessungen sowie Zahnriemen mit Fräsungen oder Lochungen<br />
werden bei Habasit gefertigt.<br />
Große Dimensionen<br />
Für Transportgut mit größeren Dimensionen hat der Hersteller sein<br />
Spektrum erweitert und bietet den wohl breitesten am Markt verfügbaren<br />
Zahnriemen mit bis zu 600 mm Breite an. Die Habasync<br />
Breitzahnriemen haben die Zahnteilung T10 bzw. H und bestehen<br />
aus thermoplastischem Polyurethan mit einem Zugkörper aus Aramid.<br />
Je nach Einsatzzweck sind individuelle Konfigurationen möglich.<br />
Das thermoplastische Polyurethan mit einer Härte von 88 bis<br />
92 Shore A (je nach Art des Grundmaterials) ist gleichzeitig ein<br />
Bild: Habasit<br />
Zahnriemen schnell und sicher verbinden<br />
Einfach und zugleich genial ist die Zahnriemen-Endverbindungs -<br />
lösung Pin Joint von Habasit. Sie vereint die Sicherheit einer zuverlässigen<br />
und stabilen Endverbindung mit dem Vorteil einer schnellen<br />
Installation. Alle gängigen Teilungen und Breiten von 16 bis 150 mm<br />
können mit speziellen Stahlstiften zur Endverbindung ausgestattet<br />
werden. Die positiven Riemeneigenschaften im Hinblick auf Form<br />
oder Zahneingriff bleiben vollständig erhalten. Das Zahnprofil wird<br />
nicht verändert und auch bei den Oberflächenbeschichtungen sind<br />
keine Einschränkungen gegeben.<br />
Für die Habasync-Zahnriemen haben die Habasit-Ingenieure außerdem<br />
die patentierte mechanische Endverbindung Habasync Hinge<br />
Joint entwickelt. Auch sie ermöglicht einen schnellen und unkomp -<br />
lizierten Zahnriemenwechsel. Die stabile Scharnierverbindung ist<br />
vollständig in den Zahnriemen integriert und sorgt für einfache<br />
Handhabung beim Riemenwechsel. Wie bei Pin Joint bleiben bei<br />
dieser Technik alle Zähne vollständig und lückenlos erhalten. Die integrierte<br />
Verarbeitung der Scharniere ermöglicht darüber hinaus<br />
eine durchgängige Aufbringung von Mitnehmern. Die Abstände bleiben<br />
unverändert, die Taktung wird nicht beeinträchtigt. Die Montage<br />
ist einfach und intuitiv ohne Spezialwerkzeuge möglich.<br />
Gerade bei großen Maschinen oder Anlagen, die schwer zugänglich<br />
sind, kann durch den Einsatz einer dieser innovativen Endverbin -<br />
dungen eine zeitintensive Demontage oder ein Umbau vor Ort entfallen.<br />
Selbstverständlich können auch Habasync-Zahnriemen mit<br />
Hinge Joint oder Pin Joint individuell nach Anwenderwunsch (auch<br />
in Bezug auf die Beschichtung) konfektioniert werden.<br />
bec<br />
www.habasit.com/de<br />
Detaillierte Informationen zu den Zahnriemen:<br />
hier.pro/vsL9F<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 103
MASCHINENELEMENTE<br />
KETTEN & RIEMEN<br />
Tsubaki bietet sowohl Standard- als auch anwenderspezifische Förderkettenlösungen<br />
Bild: Tsubaki<br />
Maßgeschneiderte Antriebskette löst Ascheproblem in Müllverbrennungsanlage<br />
Standzeit verdoppelt<br />
Waste-to-Energy hat sich weltweit zu einer attraktiven Option für Industrieunternehmen und kommunale<br />
Einrichtungen entwickelt, weil die Themen Abfallentsorgung und Energieerzeugung voneinander profitieren. In<br />
einer Müllverbrennungsanlage in den Niederlanden konnte nun die Lebensdauer der dort verbauten Antriebsketten<br />
an einem Ascheförderer verdoppelt werden, weil die Anlagenbetreiber Spezialketten von Tsubaki einsetzen.<br />
Angela Struck, freie Journalistin und Geschäftsführerin Presse Service Büro, Langenpreising,<br />
i. A. der Tsubaki Deutschland GmbH, Gilching<br />
Der Wert der weltweit aus Abfall erzeugten Energiemenge<br />
wächst merklich: von geschätzten 28,4 Mrd. US-Dollar im Jahr<br />
2017 auf voraussichtlich 43 Mrd. US-Dollar bis 2024, so die Analysten<br />
von Statista. Durch die Verbrennung des Abfalls bei sehr hohen<br />
Temperaturen von mehr als +1000 °C erzeugen moderne Verbrennungsanlagen<br />
zudem nur eine geringe Luftverschmutzung. Die dabei<br />
entstehende Asche ist in manchen Fällen sogar als Baustoff<br />
oder Dünger wiederverwendbar.<br />
Eine der betrieblichen Herausforderungen, die alle Abfälle von Energieanlagen<br />
zu bewältigen haben, ist der Umgang mit dieser Asche.<br />
Bis vor etwa 25 Jahren wurde diese gewaschen, indem sie durch<br />
mehrere Schleusen geführt wurde. Das war allerdings sehr ineffizient.<br />
Daher bevorzugen die meisten Betreiber heute Bodenaschen-<br />
Handhabungssysteme. Anlagenbauer haben hierfür standardisierte,<br />
maßgeschneiderte Anlagen entwickelt.<br />
Wassergekühlte Asche<br />
Weil die Asche beim Verbrennen so heiß ist, würde das Abkühlen<br />
auf natürliche Weise zu lange dauern. Daher wird sie mit Wasser gekühlt,<br />
was der Rückgewinnung von Wärmeenergie zunutze gemacht<br />
wird. Die nasse Asche kann sehr abrasiv sein und ist schwierig zu<br />
handhaben.<br />
Die Müllverbrennungsanlage in den Niederlanden produzierte beträchtliche<br />
Mengen an Energie bei niedrigen Emissionen und guter<br />
Luftqualität. Anfangs akzeptierten die Betreiber die Tatsache, dass<br />
aufgrund der in der Umgebung gefundenen Schleifpartikel alle zwölf<br />
Monate die Ketten des Ascheförderers ausgetauscht werden mussten,<br />
auch wenn das den Betrieb stark beeinträchtigte.<br />
Eines Tages sollte der Prozess dann aber doch optimiert werden und<br />
so befragten die Verantwortlichen die Experten von Tsubaki nach<br />
Möglichkeiten zur Reduktion der Ausfallzeiten, die beim Austausch<br />
der abgenutzten Ketten entstehen. Die Antriebstechnikspezialisten<br />
waren zuversichtlich, eine Kette entwickeln zu können, die den Bedürfnissen<br />
der Anlage besser entspricht. Sie nahmen dafür einige<br />
Proben wie die abgenutzte Kette, die trockene Asche und vom<br />
Ascheschlamm für ihre Analyse.<br />
104 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
KETTEN & RIEMEN<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Waste-to-Energy ist eine attraktive Option für Industrieunternehmen<br />
und kommunale Einrichtungen<br />
Bild: Tsubaki<br />
Eine Müllverbrennungsanlage in den Niederlanden produziert beträcht -<br />
liche Mengen an Energie und ist stolz auf ihre Leistung hinsichtlich nied -<br />
riger Emissionen und der Aufrechterhaltung einer guten Luftqualität<br />
Bild: Tsubaki<br />
Korrosion und mechanische Schäden<br />
Die Auswertung der Proben hat gezeigt, dass die Kette zwei große<br />
wiederkehrende Probleme aufwies: Beim Gebrauch korrodiert die<br />
Kette und es lagert sich starker Schmutz ab – insbesondere im<br />
Bereich zwischen Bolzen und den Augen der Außenlaschen. Die<br />
Metallteile der Ketten wurden also chemisch stark angegriffen.<br />
Zudem gab es Hinweise auf erhebliche mechanische Schäden. Die<br />
Asche dringt, insbesondere wenn sie nass ist, in die Gelenkbereiche<br />
jedes Kettenglieds ein. Dadurch konnten sich die Kettenglieder nicht<br />
mehr reibungsfrei bewegen. Als Ergebnis wurde die Kette schwergängig<br />
und damit ineffizient. In vielen Fällen blieben die Ketten -<br />
glieder vollständig unbeweglich und konnten sich nicht mehr ausrichten.<br />
Zudem führte dies zu einer Unbeweglichkeit der Laufrollen,<br />
die dann an der Kontaktfläche verschlissen. Das hat die Effizienz<br />
und Lebensdauer der Kette noch zusätzlich verringert.<br />
Spezialkette als Problemlöser<br />
Ähnlich gelagerte Probleme hatte der Antriebsspezialist bereits in<br />
anderen Branchen gelöst und daher gleich eine Fülle von Lösungsansätzen<br />
für die Müllverbrennungsanlage parat. Es gab zwar<br />
auch Standardprodukte, die der Ascheumgebung gut standhalten<br />
konnten, die Experten empfahlen jedoch eine maßgeschneiderte<br />
Lösung, um das bestmögliche Ergebnis zu erhalten. Diese umfasst<br />
das zusätzliche Härten der Rollen sowie der Buchsen. Das reduziert<br />
den Verschleiß erheblich und erhöht gleichzeitig die Lebensdauer<br />
der Kette. Zudem wurde die Materialzusammensetzung der Bolzen<br />
verbessert, um den durch Korrosion hervorgerufenen Lochfraß<br />
zu reduzieren. Mit der zusätzlichen Vergrößerung des Abstands<br />
zwischen den beweglichen Teilen der Kette können nun die Ascheteilchen<br />
leichter passieren und verursachen so weniger Schaden.<br />
Funktioniert wie geschmiert<br />
Die neue Kette wurde installiert und alles funktionierte wie vorhergesagt:<br />
Die Abnutzung erfolgt gleichmäßig und vorhersehbar. Die<br />
Tsubaki-Techniker legten aber noch eins drauf: Sie analysierten und<br />
verglichen bei einer Reihe von Ketten den Verschleiß in regelmäßigen<br />
Abständen über die gesamte Lebensdauer hinweg. So konnten<br />
sie den durchschnittlichen Verschleißgrad ermitteln und eine Reihe<br />
von Annahmen treffen, wie sich die neuen Ketten verhalten werden.<br />
Damit optimierten sie die Wartung und jede einzelne Kette bekam<br />
ihren eigenen Zeitplan.<br />
Als Ergebnis muss das Kraftwerk seine Förderkette nur noch alle<br />
zwei Jahre ersetzen – halb so oft wie zuvor. Währenddessen arbeitet<br />
der Hersteller weiter mit den Anlagenbetreibern zusammen,<br />
analysiert fortlaufend die verschlissenen Ketten und verfeinert so<br />
den Service.<br />
bec<br />
www.tsubaki.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Antriebs- und<br />
Förderketten:<br />
hier.pro/oidp5<br />
Sicherheit 4.0<br />
ROBA ® -topstop ® — das zertifizierte<br />
Bremssystem für Vertikal achsen<br />
mit Bremsenmonitoring<br />
www.mayr.com<br />
Ihr zuverlässiger Partner<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 105
MASCHINENELEMENTE<br />
EINZELBAUTEILE<br />
Baukasten für das Arbeiten unter Reinraumbedingungen – ein Überblick über das Produkt-Portfolio des Anbieters<br />
Nicht nur sauber, sondern rein<br />
Der Reinraum ist ein geschlossenes System, in dem eine kontrollierte Umgebung geschaffen und die Luft<br />
möglichst keim- und partikelfrei gehalten wird. <strong>Konstruktion</strong>en wie Maschinengestelle, Schutzumhausungen und<br />
Arbeitsplätze oder -bühnen müssen in einer reinraumgerechten Umgebung die der jeweiligen Reinheitsklasse<br />
entsprechenden Anforderungen erfüllen. Der Beitrag gibt einen Überblick über das Reinraum-Produktportfolio<br />
von Maschinenbau Kitz.<br />
Werner Weber, Online Marketing und PR mk Group, Maschinenbau Kitz GmbH, Troisdorf<br />
Das Arbeiten unter Reinraumbedingungen ist in der Elektro- und<br />
Medizintechnik sowie der Pharma-, Lebensmittel- und Halbleiterindustrie<br />
überwiegend selbstverständlich. Durch den vermehrten<br />
Einsatz von Mikroelektronik im Automotive-Bereich und die dadurch<br />
steigenden Anforderungen an die technische Sauberkeit wird der<br />
Reinraum zukünftig aber auch die Automobilindustrie und deren<br />
Zulieferer immer stärker durchdringen. Der Reinraum erlaubt die<br />
Fertigung und Verpackung hoch technisierter oder besonders sensibler<br />
Produkte und bietet ebenfalls Umgebungsbedingungen für<br />
weite Teile der Forschung und Entwicklung.<br />
Die Definition von Reinraum ist ein Raum, in dem die Konzentration<br />
luftgetragener Teilchen kleinstmöglich gehalten wird. Die Reinheit<br />
der Luft wird nach Reinheitsklassen klassifiziert und die Ausstattung<br />
eines Reinraums muss den empfindlichen Anforderungen der jeweiligen<br />
Partikelreinheitsklasse entsprechen. Demnach müssen Spalten,<br />
Löcher und raue Oberflächen vermieden werden, um Partikelablagerungen<br />
besser entfernen zu können und somit Verunreini -<br />
gungen zu reduzieren.<br />
<strong>Konstruktion</strong>en wie Maschinengestelle, Schutzumhausungen, Arbeitsplätze<br />
oder Arbeitsbühnen müssen in einer reinraumgerechten<br />
Umgebung die der Reinheitsklasse entsprechenden Anforderungen<br />
erfüllen. Hierfür bietet Maschinenbau Kitz (mk) ein umfangreiches<br />
Portfolio an Reinraumprofilen und entsprechendem Zubehör an.<br />
Aluminium-Reinraumprofile mit glatter Oberfläche<br />
Die Reinraumprofile haben eine glatte und ebene Oberfläche, wodurch<br />
Schmutzansammlungen verhindert werden. Bei Verbindungen<br />
der Profile untereinander ist, durch den bei mk üblichen Kantenradius<br />
von nur 1 mm, ein glatter Übergang nahezu ohne Lücken<br />
oder Spalten gegeben. Durch das aufgeräumte und glatte Design<br />
hat eine <strong>Konstruktion</strong> aus Reinraumprofilen zudem den Vorteil, dass<br />
sie hochwertig und edel wirkt.<br />
Übergabestation mit Prüfeinrichtung und<br />
Schutzumhausung aus Reinraumprofilen<br />
Bild: Maschinenbau Kitz<br />
106 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
EINZELBAUTEILE<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Die Reinraumprofile zeichnen sich<br />
durch eine glatte und geschlossene<br />
Oberfläche aus, wodurch Schmutzansammlungen<br />
verhindert werden<br />
Bild: Maschinenbau Kitz<br />
Dieser Reinraumverbinder verbindet<br />
Reinraumprofile mit geschlossener<br />
Nut sauber und verdrehsicher<br />
Bild: Maschinenbau Kitz<br />
Der Spannverbinder mit Druckstück<br />
verbindet u. a. Profile der Serie 40<br />
mit Rundrohrprofilen der Serie D28<br />
Bild: Maschinenbau Kitz<br />
Die Einschwenklasche mit<br />
Federblech ist für nachträgliches<br />
Einlegen in die Profilnut vorgesehen,<br />
wenn z. B. die Profilstirnfläche<br />
bereits verschlossen ist und so die<br />
Lasche nicht mehr eingeschoben<br />
werden kann<br />
Bild: Maschinenbau Kitz<br />
Es stehen ein- bis vierseitig geschlossene Profile mit eckigen Querschnitten<br />
von 40 × 40, 40 × 80, 80 × 80 und 50 mm × 50 mm zur<br />
Verfügung sowie zwei Rundprofile im Durchmesser 28 und 40 mm.<br />
Eines der traditionell wichtigsten Produktmerkmale der Aluminium-<br />
Profiltechnik ist die offenliegende Systemnut. Sie ermöglicht den<br />
Ingenieuren die nötige Flexibilität für die <strong>Konstruktion</strong> eines stufenlos<br />
anpassbaren Profilgestells. Bei Reinraumprofilen ist diese Nut<br />
geschlossen, kann aber bei Bedarf teilweise oder vollständig geöffnet<br />
werden. Anschließend lässt sich die geöffnete Nut zum Einsatz<br />
von Verbindungselementen oder für die Befestigung von Anbau -<br />
teilen nutzen.<br />
Verbinden der Profile mit Verbindungselementen<br />
Um eine reinraumgerechte Verbindung der Profile untereinander zu<br />
gewährleisten, muss ein Anschluss möglichst ohne äußere Störkonturen<br />
geschaffen werden. Sie muss gut zu reinigen sein und keine<br />
unnötigen Ecken und Kanten für Partikelablagerungen bieten.<br />
Der Reinraumverbinder von mk ist hierfür optimal geeignet. Er besteht<br />
aus Edelstahl und verbindet sauber und verdrehsicher Reinraumprofile<br />
der Serie 40. Die Verdrehsicherung wird stirnseitig in ein<br />
mit Gewindeeinsatz bestücktes Profil geklippt und im Gegenprofil<br />
durch einen ø10-mm-Bohrkanal festgezogen. Die Bohrung wird abschließend<br />
mit einem Stopfen oder Aufkleber sauber verschlossen.<br />
Der Spannverbinder mit Druckstück ist ebenso für die Nutzung im<br />
Reinraum geeignet, da er nicht stirnseitig in ein Profil eingeschoben<br />
werden muss. Er wird einfach in die geöffnete Nut eines Reinraumprofils<br />
eingesetzt und im Gegenprofil durch einen ø10-mm-Bohr -<br />
kanal festgezogen. Die Bohrung wird ebenfalls abschließend mit<br />
einem Stopfen oder Aufkleber verschlossen.<br />
Mit der Einschwenklasche 1 aus Edelstahl können problemlos Anbauteile<br />
montiert werden. Das Federblech fixiert die Lasche in der<br />
geöffneten Nut des Reinraumprofils, sodass auch eine Anwendung<br />
in der Senkrechten möglich ist. Zudem gewährleistet die ESD-Funktion<br />
die Leitfähigkeit der Verbindung.<br />
ebenfalls Schmutzansammlungen verhindert. Verschlussprofile aus<br />
Aluminium sitzen nach dem Einschlagen bündig in der Nut. Verschlussprofile<br />
aus verschiedenfarbigem Kunststoff setzen optische<br />
Akzente oder geben Hinweise auf die möglicherweise darunter<br />
befindlichen Versorgungsleitungen.<br />
Endkappen aus Kunststoff verschließen die Stirnseite eines Profils.<br />
Durch einfaches Aufstecken wird die Endkappe im Profilende fixiert<br />
und sorgt für einen sauberen Abschluss und eine hochwertige<br />
Optik. Zudem schützen sie vor scharfkantigen Schnittflächen.<br />
Zertifiziertes Gurtfördersystem für den Reinraum<br />
Um den Baukasten für eine reinraumgerechte Fabrikautomation zu<br />
vervollständigen, umfasst das Portfolio auch ein zertifiziertes Gurtfördersystem<br />
für den Einsatz in Reinräumen. Der Gurtförderer Reinraum<br />
GUF-R 2000 wurde auf Grundlage des Fördersystems GUF-P<br />
2000 so optimiert, dass eine möglichst geringe Partikelemission<br />
entsteht. Außerdem verursacht der Förderer im Betrieb kaum Luftverwirbelungen<br />
durch den Einsatz eines oberflächengekühlten<br />
Glattmantelmotors. Dank glatter und großer Flächen ist der Förderer<br />
besonders leicht zu reinigen. Das System mit der Antriebsaus -<br />
führung AF wurde vom Fraunhofer-Institut IPA für die Luftreinheitsklasse<br />
4 nach DIN ISO 14644-01 zertifiziert. Dank seines modularen<br />
Aufbaus und der eloxierten Zubehörteile, wie Seitenführung oder<br />
Bandständer, ist der Gurtförderer vielfältig einsetzbar. Für den<br />
Aufbau werden geschlossene Reinraumprofile der Serie 50 und<br />
Stellfüße aus Edelstahl verwendet. Er lässt sich damit gut in bestehende<br />
Reinräume integrieren.<br />
bec<br />
www.mk-group.com<br />
Detaillierte Informationen zu den Reinraumprofilen aus<br />
eloxiertem Aluminium:<br />
hier.pro/jz26v<br />
Alternative: Verschlussprofile und Endkappen<br />
Als Alternative zu Reinraumprofilen oder als nachträgliche Lösung<br />
kann die Systemnut eines herkömmlichen Profils auch mit sogenannten<br />
Verschlussprofilen abgedichtet werden. Dadurch werden<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 107
MASCHINENELEMENTE<br />
NEWS<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Schwerlast-Stellfüße mit Ausgleich von Ganter<br />
Ein verkippter und unebener Boden kann zur<br />
Herausforderung werden – etwa dann, wenn<br />
es um das exakte Ausrichten einer Maschine<br />
geht. Abhilfe bieten die Ausgleich-Stellfüße<br />
GN 360 von Ganter – und das auch für<br />
schwere Anlagen. Dieser Ausgleich-Stellfuß<br />
ist eine Weiterentwicklung bereits bekannter<br />
Ausgleichelemente, die Niveauunterschiede<br />
nach dem Prinzip einer verstellbaren Distanzbuchse<br />
nivellieren. Der GN 360 übernimmt<br />
diese Höhenverstellbarkeit, verfügt aber zudem<br />
über einen Aufstell-Fußteller. Dieser ist<br />
unverlierbar, gelenkig und um 3° in jede Richtung<br />
aus der Horizontalen neigbar angebracht.<br />
Die Tragfähigkeit der Stellfüße beträgt<br />
nach Abzug eines werksseitigen Sicherheitsfaktors<br />
je nach Größe zwischen 7 und 22,5 t.<br />
Bei jeder der drei Fuß-Nenngrößen stehen<br />
zwei Fußtellerdurchmesser zur Verfügung die<br />
per Artikelnummer so gewählt werden können,<br />
dass die Flächenpressung am Boden in<br />
zulässigen Grenzen gehalten wird. Nivelliert<br />
wird das Ausgleichselement mittels Feingewinde<br />
zwischen dem Fuß- und Auflageteil<br />
per Hakenschlüssel und falls nötig, wird zum<br />
Kontern eine Nutmutter verwendet, die einfach<br />
per Form hinzu bestellt werden kann.<br />
Dank eines integrierten Sprengringes lässt<br />
sich das Nivelliergewinde nicht vollständig<br />
herausdrehen und stellt so die Mindesteinschraubtiefe<br />
sicher.<br />
bec<br />
www.ganter-griff.de<br />
Bild: Ganter<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Verschlusslösungen von Emka für Schaltschränke<br />
Emka Beschlagteile präsentiert elektronische<br />
Verschlusssysteme für verschiedene Anwendungsbereiche.<br />
Vor allem für den Bereich<br />
Maschinenbau hat das Unternehmen seine<br />
Bild: Emka Beschlagteile<br />
bewährte Lösung eCam weiterentwickelt:<br />
zur eCam Safety. Die eCam sichert Türen und<br />
Klappen in gefährlichen Sicherheitszonen,<br />
beispielsweise an Schaltschränken oder<br />
Maschinen. Elektronisch ansteuerbar, verhindern<br />
der Vorreiber an der Vorderseite der Tür<br />
und der elektronische Zungenverschluss im<br />
Innern ein unbefugtes Öffnen. Die eCam<br />
Safety ist eine TÜV-zertifizierte Weiterentwicklung,<br />
bei der das integrierte Sensorelement<br />
redundant ausgeführt ist und damit das<br />
in der Maschinenrichtlinie vorgeschriebene<br />
Performance-Level erreicht. Insbesondere in<br />
sensiblen Bereichen wie Rechenzentren sind<br />
Systemlösungen inklusive Monitoring-Funk -<br />
tion gefragt. Der Agent-E wurde u. a. für den<br />
Schutz von Serverracks in Rechenzentren<br />
konzipiert. Der elektromechanische Griff mit<br />
Funktechnik ermöglicht in Kombination mit<br />
der Software einen kontrollierten Zugang für<br />
autorisierte Personen. Die Technologie überwacht<br />
und protokolliert jeden Öffnungs- und<br />
Schließvorgang. Den weiterentwickelten<br />
Agent-E hat der Hersteller nun mit einem optischen<br />
Druckknopf ausgestattet und damit<br />
die Bedienerfreundlichkeit noch einmal deutlich<br />
optimiert. Darüber hinaus wurde das System<br />
um zwei neue optionale Lesermodule ergänzt,<br />
damit für die Autorisierung per ID-Card<br />
weitere Kartentypen verwendet werden<br />
können.<br />
bec<br />
www.emka.com<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Robustes Edelstahlförderband von Dorner<br />
Das Edelstahl-Flachförderband AquaPruf<br />
7600 von Dorner ist robust, für höhere Gewichte<br />
ausgelegt und schnell lieferbar. Zudem<br />
bietet es optimale Hygienevoraussetzungen.<br />
Die offene Bauweise des Rahmens<br />
mit den großzügigen Aussparungen gewährleistet<br />
eine einfache Reinigung des Band -<br />
innenbereiches zwischen den Gurten. Es ist<br />
mit wenigen Handgriffen möglich, den Gurt<br />
zu entspannen, ohne dass zusätzliches Werkzeug<br />
benötigt wird. Durch über die gesamte<br />
Länge angebrachte Feststellhebel, wird der<br />
Gurt während der Reinigung – sofern gewünscht<br />
– gar nicht auf der Oberfläche aufliegen.<br />
Mit der Schutzart IP 65 ist der Motor optimal<br />
zu reinigen und auch die Bänder selbst<br />
können mit einer Druckstärke von bis zu<br />
100 bar sowie mit chlorhaltigen Lösungen behandelt<br />
werden. Neben dem Rahmen bestehen<br />
alle anderen sichtbaren Teile ebenfalls<br />
aus Edelstahl, so auch das Gehäuse für die<br />
Lager. Je nach Bedingungen vor Ort gibt es<br />
für den Antrieb mehrere Optionen: So kann<br />
der Motor an den Enden oder auch mittig<br />
Bild: Dorner<br />
positioniert werden. Je nach Ausführung<br />
beträgt die Gesamtbandbelastung bis zu<br />
180 kg. Neben der Variante als Flachförderband<br />
gibt es das AquaPruf 7600 auch als<br />
Steig-, Knick- und Z-Förderband.<br />
bec<br />
www.dorner.com<br />
108 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Antriebsriemen und Förderbänder von Ammega<br />
Bild: Ammega<br />
Das Produktportfolio von Ammega (Zusammenschluss<br />
von Ammeraal Beltech und Megadyne)<br />
umfasst maßgeschneiderte Lösungen<br />
im Bereich Antriebsriemen und Förderbänder<br />
für Industrieanwendungen aller Art,<br />
z. B. für Märkte wie Lebensmittel, Verpa -<br />
ckungen, Aufzüge, Materialtransport, Fitness,<br />
Medizin, Automobil, Bauwesen,<br />
Schwerindustrie, Robotik sowie gewerbliche<br />
und Haushaltsgeräte. Zu den Innovationen<br />
gehören das Uni-UltraFit-System mit geteilten<br />
Kettenrädern von Ammeraal Beltech mit<br />
austauschbaren Adaptern, das sich zum effizienten<br />
Fördern einsetzen lässt, das multi -<br />
direktionale Uni-QNB Ball-Kugelband (Bild),<br />
das in der Intralogistik, Materialförderung,<br />
Verpackung und Fertigung weit verbreitet ist,<br />
die vielseitige, direkt angetriebene Band -<br />
lösung Soliflex PRO für Backwaren und Lebensmittel,<br />
die optimale Hygiene bietet, und<br />
das Maestro-Spleißwerkzeug für schnelle<br />
Ergebnisse vor Ort. Megadyne präsentiert<br />
ein vielseitiges und anpassbares Riemensortiment:<br />
Kautschuk- und Polyurethan-Zahn -<br />
riemen mit Riemenscheiben, Kautschuk-<br />
V-Riemen und eine Vielzahl von Riemenzu -<br />
behör. Neu sind u. a. das Hybridsortiment<br />
für die Hygiene-, Lebensmittel- und Verpa-<br />
ckungsindus-<br />
trie, bei dem Zahnriemen<br />
und Förderbänder<br />
kombiniert werden, das elektrisch leitfähige<br />
Megapower-EC-Band, das spezielle Megalinear-ID-Band,<br />
das mit einem Mikrochip<br />
ausgestattet ist, der Daten an Smartphones<br />
oder andere Geräte übertragen kann und die<br />
Megawire-Lösung für die Stromversorgung<br />
von Kleinmotoren für das Materialhandling,<br />
bei der die Leitungen Energie und elektrische<br />
Signale übertragen.<br />
bec<br />
www.megadynegroup.com<br />
www.ammeraalbeltech.com<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Modularer Greifer von AMF mit einstellbaren Kräften<br />
Einen modularen Greifer mit einstellbaren<br />
Greifkräften stellt AMF vor. Das Greifsystem<br />
für die Werkzeugmaschine hat hat einen Weldon-Schaft<br />
und wird wie ein Werkzeug aus<br />
Bild: AMF<br />
dem Magazin eingewechselt. Anwender realisieren<br />
damit den vollautomatischen Werkstückwechsel<br />
während des Bearbeitungsprozesses<br />
auf einer Werkzeugmaschine. Der<br />
Greifer kann Werkstücke bis 8 kg auf dem<br />
Maschinentisch umsetzen und für die Bearbeitung<br />
platzieren. Mit drei verschiedenen<br />
Greifeinsätzen – Finger, Prisma und Universal<br />
– können unterschiedliche Geometrien sicher<br />
gegriffen werden. Die prismenförmigen<br />
Greif einsätze sind drehbar für noch mehr<br />
Flexibilität. Betätigt wird der Greifer über die<br />
Maschinenspindel, entweder hydraulisch mit<br />
Kühlschmierstoff oder pneumatisch durch anliegende<br />
Druckluft. Dabei sind die Greifkräfte<br />
der Backen stufenlos einstellbar – von 250<br />
bis 1000 N in der hydraulischen Version und<br />
zwischen 200 und 700 N bei pneumatischer<br />
Ansteuerung. Diese Flexibilität durch die<br />
stufenlose Einstellbarkeit der Greifkräfte sei<br />
einzigartig, so der Hersteller, und schont z. B.<br />
dünnwandige Bauteile. Darüber hinaus verfügt<br />
der Greifer über ein Ausgleichspiel für<br />
die C-Achse von ±3° und für die Z-Achse von<br />
5 mm, wodurch auch ungefähre Geometrien<br />
und Positionen sicher gegriffen werden können.<br />
AMF bietet den Greifer mit zwei unterschiedlichen<br />
Greiferträgern an, die Werk -<br />
stücke von bis zu 70 mm greifen und transportieren<br />
können. Die gehärteten Einsätze<br />
haben eine verschleißfreie Oberfläche. bec<br />
www.amf.de<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Tischuntergestell für Duo-Arbeitsplätze von Suspa<br />
Mit der Bench-Lösung von Suspa lässt sich<br />
das Arbeitsumfeld durch die Möglichkeit<br />
einer Höhenverstellung ergonomisch optimieren.<br />
Sie ermöglicht es, zwei gegenüberliegende<br />
Arbeitsplatzuntergestelle miteinander<br />
zu verknüpfen, während die aufliegenden<br />
Tischplatten voneinander unabhängig bleiben<br />
und deshalb auch einzeln verfahren werden<br />
können. Das Herzstück der Bench-Lösung<br />
sind die ELS3-Hubsäulen, mit denen die Arbeitsplätze<br />
in der Höhe elektrisch verstellt<br />
werden. Diese heben bis zu 60 kg pro Hubsäule,<br />
und das sehr ruhig. Die Bench-Lösung<br />
ist eine Variante, bei der zwei gegenüber -<br />
stehende Tischuntergestelle mittels zweier<br />
Brückenelemente miteinander verbunden<br />
werden. Dadurch entfallen die Fußausleger,<br />
die normalerweise bei einem einzeln stehenden<br />
Tisch benötigt werden. So entstehen<br />
zwei gegenüberliegende Arbeitsplätze, die<br />
trotz raumsparender Verbindung unabhängig<br />
voneinander höhenverstellbar sind. Auf die<br />
Tischuntergestelle lassen sich Tischplatten<br />
mit einer Länge von 120 bis 200 cm montieren.<br />
Ebenso können die Arbeitsplätze mithilfe<br />
eines Bench-to-Bench-Verbinders jeweils als<br />
Zweierkombination aneinandergereiht werden.<br />
Die <strong>Konstruktion</strong> ist platzsparend und<br />
Bild: Suspa<br />
erfüllt gleichzeitig alle Anforderungen an einen<br />
ergonomisch optimierten Arbeitsplatz,<br />
der flexibel von mehreren Mitarbeitern genutzt<br />
werden kann. Die Handschalter sind<br />
mit einer Memory-Funktion erhältlich. bec<br />
www.suspa.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 109
MASCHINENELEMENTE<br />
NEWS<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Flexibel konfigurierbare Windensysteme von Liebherr<br />
Bild: Liebherr<br />
Liebherr liefert Windensysteme für unterschiedliche<br />
Anwendungen im Bereich der<br />
Hub- und Fördertechnik sowie in Verstell -<br />
systemen. Die nach dem Baukastenprinzip<br />
entwickelten Windensysteme decken ein<br />
breites Spektrum an Anwenderbedürfnissen<br />
ab. Dabei stellt Liebherr alle wesentlichen<br />
Komponenten wie Trommel, Planeteneinschubgetriebe,<br />
Asynchronmotoren und<br />
Schaltanlagen im eigenen Haus her. Dadurch<br />
entstehen überzeugende Systemlösungen<br />
für unterschiedliche Zielbranchen wie Maschinen-<br />
und Anlagenbau, die Offshore-,<br />
Bergbau und- Rohstoffindustrie bis hin zum<br />
Stahlwasserbau, Brückenbau oder die Unterhaltungsbranche.<br />
Die Windensysteme punkten<br />
vor allem durch ihre kurze Montagezeit:<br />
Die komplette Winde wird auf einem Rahmen<br />
vormontiert geliefert, wodurch eine zeitaufwendige<br />
Einzelmontage vor Ort entfällt.<br />
Der Schaltschrank wird entsprechend dem<br />
Anwenderbedürfnis auf dem Windenrahmen<br />
befestigt und vorverdrahtet oder als separate<br />
Einheit geliefert. Die Steuer- und Leistungselektronik<br />
wird werksseitig gemäß dem<br />
Connect-and-Use-Prinzip vorbereitet. Außerdem<br />
stellt der Anbieter ein Auslegungshandbuch<br />
bereit, das einen umfassenden Einblick<br />
in das Leistungsspektrum der Windensys -<br />
teme bietet sowie die Vorauslegung im<br />
Rahmen des Systembaukastens ermöglicht.<br />
Es werden Seilgeschwindigkeiten bis 120<br />
m/min und Seilzüge bis 30 t abgedeckt. bec<br />
www.liebherr.com/hmi<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Afag bietet jetzt auch Engineering-Dienstleistungen an<br />
Mit seinen Tochterunternehmen TBK und TBP<br />
erweitert der Automationsspezialist Afag<br />
sein Angebotsportfolio. Neben der Fertigung<br />
von passgenauen Lösungen in den Bereichen<br />
Zuführen, Handhaben und Transportieren<br />
bieten die Schweizer jetzt auch Engineering-Dienstleistungen<br />
an und unterstützen<br />
die Entwicklungsteams ihrer Anwender. Die<br />
Mitarbeiter der beiden Gesellschaften entwickeln<br />
Maschinen, Montage- und Fertigungs -<br />
linien sowie Arbeitsplätze und Vorrichtungen.<br />
Der Branchenschwerpunkt liegt im Sondermaschinenbau<br />
und in den Bereichen Werkzeugmaschinen,<br />
Pharma, Elektrotechnik und<br />
Automotive. Die beiden Engineering-Dienst-<br />
leister setzen dabei immer auf langfristige<br />
Zusammenarbeit mit den Kunden und eine<br />
frühe Einbindung in deren Projekte. Dadurch<br />
kann die langjährige Erfahrung im Maschinenbau<br />
zum Vorteil des Anwenders eingesetzt,<br />
frühzeitig auf die individuellen Gegebenheiten<br />
eingegangen und die Kosten und<br />
Termine im Projekt positiv mitgestaltet werden.<br />
Bei der <strong>Konstruktion</strong> legen TBK und TBP<br />
Wert auf die Einhaltung spezifischer <strong>Konstruktion</strong>srichtlinien.<br />
Sie sind zudem flexibel<br />
bei der Wahl des verwendeten CAD-<br />
Systems. Mögliche Softwarelösungen sind<br />
DS Solidworks, Autodesk Inventor, Siemens<br />
PLM NX oder PTC Creo. Die Afag-Töchter<br />
verantworten das komplette Projektmanagement<br />
für mechanische Teilsysteme bis hin<br />
zu halbautomatischen Arbeitsplätzen von<br />
der Entwicklung über die Montage bis zur<br />
Prozessabnahme.<br />
bec<br />
www.afag.com<br />
Bild: Afag Automation<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Für mehr Sicherheit: Warn- und Schutzprofil von Item<br />
Bild: Item<br />
Schwarz-gelb schraffiert – das fällt ins Auge.<br />
Mit dieser Markierung ist das Warn- und<br />
Schutzprofil D30 R28-90° aus dem Lean-<br />
Production-Systembaukasten von Item nicht<br />
zu übersehen. Die Komponente bietet umfassenden<br />
Schutz für Menschen sowie für<br />
Gestelle, Rahmen oder Transportgut an exponierten<br />
Stellen und in Gefahrenzonen. Dabei<br />
erfolgt die Montage in Sekundenschnelle –<br />
der Aufprallschutz wird einfach auf den Zahn<br />
des Profilrohrs D30 geklipst. Die Sicherheitskomponente<br />
eignet sich somit auch zur temporären<br />
Kennzeichnung von Profilen, da sie<br />
einfach installiert ist und schnell wieder entfernt<br />
werden kann. Bei Stößen verformt sich<br />
die Kammer des Warn- und Schutzprofils<br />
elastisch und schützt so Mensch und Mate -<br />
rial optimal. Das Warn- und Schutzprofil<br />
umschließt ein Viertel des Profilrohres, alle<br />
weiteren Bereiche bleiben somit zugänglich.<br />
Bei Bedarf kann ein D30-Profil aber auch<br />
komplett von allen Seiten abgedeckt werden.<br />
Die auffällige Markierung weist auf Gefahrenstellen<br />
in Produktions- und anderen Arbeitsbereichen<br />
hin. Darüber hinaus eignet sich die<br />
Sicherheitskomponente als Aufprall- und<br />
Kratzschutz für jegliches Transportgut und<br />
schützt Rahmen, Gestelle sowie einzelne<br />
Profile. Bei Stößen verformt sich die Kammer<br />
des Warn- und Schutzprofils nur kurzzeitig, da<br />
das Material elastisch ist.<br />
bec<br />
www.item24.de<br />
110 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Maschinenelemente/Robotik<br />
Zweipunkt-Hubmagnet-Greifer von IAI Industrieroboter<br />
Als Spezialist für die druckluftlose Automa -<br />
tisierung erweitert das Unternehmen IAI Industrieroboter<br />
sein Angebot an frei programmierbaren<br />
elektrischen Greifern um einen<br />
Zweipunkt-Hubmagnet-Greifer für die Kleinteilemontage.<br />
Der neue Greifer ist in zwei<br />
Ausführungen erhältlich. In der kleinsten<br />
Ausführung ermöglicht dieser Greifer maximale<br />
Greifkräfte von 10 N und in der größe-<br />
Bild: IAI Industrieroboter<br />
ren Variante von 20 N. Beide Varianten verfügen<br />
über einen Hub von 4 mm bei Eigengewichten<br />
von 160 bzw. 270 g. Als Anschluss<br />
benötigen diese kleinen elektrischen Greifer<br />
lediglich ein Kabel für die Versorgung und die<br />
Sensorsignale, was den Einbau in komplexen<br />
Anlagen besonders einfach und dadurch im<br />
laufenden Betrieb sehr sicher macht. Zum<br />
Öffnen und Schließen benötigen diese elektrischen<br />
Greifer lediglich 0,03 s. Zum Einsatz<br />
kommen diese sehr kompakten Greifer überall<br />
da, wo filigrane Kleinteile sicher und energiesparend<br />
aufgenommen und bewegt werden<br />
sollen.<br />
eve<br />
www.iai-gmbh.de<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Kraftspannmuttern<br />
von Jakob<br />
Die Kraftspannmuttern der<br />
Reihe MCA-S/MCA-T von Jakob<br />
Antriebstechnik sind eine Weiterentwicklung<br />
der bewährten Reihe<br />
MCA. Der Bediensechskant<br />
wurde um einen Stern- bzw.<br />
T-Griff erweitert, um die einfache<br />
Bedienung per Hand zu ermög -<br />
lichen. So kann auch ohne Werkzeug<br />
eine hohe Spannkraft erzeugt<br />
werden, da die Kraftverstärkung<br />
über das integrierte Planetengetriebe<br />
erzeugt wird. Die<br />
Rastmechanik gewährleistet die<br />
automatische Umschaltung von<br />
der Vorspannung zur Kraftspannung.<br />
Dank des robusten Designs<br />
und der selbsthemmenden<br />
Funktion der Kraftspannmuttern<br />
kann ein hoher Grad an Sicherheit<br />
garantiert werden. Hergestellt<br />
wird das Kraftpaket aus nitrokarburiertem<br />
Vergütungsstahl<br />
mit einem Gehäusedeckel aus<br />
hochfestem Aluminium. Die<br />
Kraftspannmuttern können bei<br />
Temperaturen von -30 bis +90 °C<br />
eingesetzt werden.<br />
bec<br />
www.jakobantriebstechnik.de<br />
Wir können mehr<br />
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Stoßdämpfer.<br />
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Bild: Jakob Antriebstechnik<br />
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S E R V<br />
I C E<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 111
MASCHINENELEMENTE<br />
NEWS<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Verschleißarme Querstromventilatoren von LTG<br />
Bild: LTG<br />
Ob beim Kühlen, Erhitzen, Räuchern, Rösten<br />
oder Trocknen und Trennen – in vielen Produktionsprozessen,<br />
z. B. im Bereich Nahrungs-/<br />
Verpackungsmittel, Medizin-/Labortechnik<br />
oder Verfahrens-/Trocknungstechnik, ist das<br />
zuverlässige, gezielte Einbringen temperierter<br />
Luft essenziell. Querstromventilatoren<br />
der LTG Aktiengesellschaft ermöglichen eine<br />
langgestreckte und absolut gleichmäßige<br />
Beaufschlagung der Arbeitsfläche über die<br />
gesamte Gerätebreite. Sie laufen leise und<br />
verschleißarm, selbst bei dreistelligen Minusgraden<br />
oder Extremtemperaturen bis zu<br />
+800 °C, denn sie verfügen über leicht zu<br />
wartende, außenliegende Lager und Antriebe.<br />
Bei Durchlauf- und Bandprozessen bietet<br />
dies den zusätzlichen Vorteil, dass sich die<br />
Querstromventilatoren platzsparend in das<br />
Anlagendesign einfügen. Erhältlich sind die<br />
Querstromventilatoren mit rechts- oder linksseitigen<br />
Antrieben, mit rechtwinkliger oder<br />
180°-Luftumlenkung sowie mit maximalen<br />
Luftvolumenströmen von 1600 m 3 /h beim<br />
kleinsten bis 300.000 m 3 /h beim größten<br />
Modell. Die Baulänge der Ventilatoren kann<br />
bis zu 4500 mm betragen und lässt sich dem<br />
Einsatzfall entsprechend anpassen. bec<br />
www.ltg.de<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Bott-Betriebseinrichtungen für den industriellen Einsatz<br />
Bott präsentiert Betriebseinrichtungen, die<br />
sich besonders gut für den Einsatz in der<br />
Industrie beim Einrichten und Lagern von<br />
CNC-Werkzeugen eignen. Der Hersteller legt<br />
bei der Konzeption seiner Betriebseinrichtungen<br />
großen Wert auf Langlebigkeit und Funktionalität.<br />
Die Kombinationsmöglichkeiten<br />
der Produktprogramme Cubio und Avero ermöglichen<br />
es, jedem individuellen Bedarf gerecht<br />
zu werden. Für ideale Voraussetzungen<br />
am Arbeitsplatz sorgen die Cubio-Schubladenschränke:<br />
Werkzeuge und Material sind<br />
darin übersichtlich aufbewahrt. Unterschied -<br />
liche Einteilungen der Schubladen bieten eine<br />
große Flexibilität. Hiermit ist das gesuchte<br />
Werkzeug und Material stets schnell griffbereit.<br />
Die Werkbänke von Bott sind vielseitig<br />
und robust. Für das Einrichten leichterer<br />
CNC-Werkzeuge eignet sich insbesondere<br />
das Avero-Arbeitsplatzsystem. Für schwere<br />
CNC-Werkzeuge bieten sich die Cubio-Werkbänke<br />
mit Aufsatzrahmen an. Für die Cubio-<br />
Systemschränke gibt es Aufnahmen für ein<br />
übersichtliches und sicheres Verstauen der<br />
CNC-Werkzeuge. Die Cubio-Transportgestelle<br />
befördern die Werkzeuge zur Maschine.<br />
Mit dem flexiblen Baukastensystem von Bott<br />
lassen sich Beleuchtungselemente und die<br />
notwendigen Kabelkanäle für die Versorgung<br />
mit Energie und Daten integrieren. Monitorhalter<br />
sorgen für die für die Arbeit notwen -<br />
digen Informationen.<br />
bec<br />
www.bott.de<br />
Bild: Bott<br />
Maschinenelemente/Einzelbauteile<br />
Keilspannelement mit Verriegelung von Roemheld<br />
Bild: Roemheld<br />
Mit einer Serie robuster Keilspannelemente<br />
ergänzt Roemheld sein Angebot an Werkzeugspanntechnik<br />
für Pressen, Anlagen und<br />
Spritzgießmaschinen. Speziell für das Fixie-<br />
ren von Oberwerkzeugen hat die Unternehmensgruppe<br />
ein hydraulisches Modell ent -<br />
wickelt, das hohen Sicherheitsanforderungen<br />
genügt. Ein zusätzlicher Verriegelungszylinder<br />
hält den Keilspannerbolzen in Position<br />
und verhindert das unbeabsichtigte Zurückfahren.<br />
Ein Lösen des Spannmittels ist erst<br />
nach dem Öffnen der Verriegelung möglich.<br />
Somit wird das Oberwerkzeug auch bei<br />
einem Druckabfall in Position gehalten. Das<br />
Keilspannelement selbst besteht aus einem<br />
Blockzylinder mit einem gehäusegeführten<br />
Spannbolzen. Dessen abgewinkelte Auflagefläche<br />
erzeugt in Verbindung mit schrägen<br />
Werkzeugspannrändern einen Reibschluss.<br />
Platzsparend integriert ist eine Positionskontrolle,<br />
die sowohl die Spann- und die Löse -<br />
position als auch den Status der Verriegelung<br />
überwacht. Zudem wird eine Meldung ausgegeben,<br />
wenn kein Werkzeug vorhanden<br />
ist. Da die Keilspanner als Variantensystem<br />
aufgebaut sind, lassen sie sich flexibel auf<br />
Anwenderwünsche abstimmen. Bereits die<br />
Standardreihe umfasst sieben Bauformen,<br />
mit Spannkräften von 25 bis 630 kN und<br />
Zylinderdurchmessern zwischen 25 und<br />
125 mm. Spannhübe von 15 bis 36 mm sind<br />
hier verfügbar, der maximale Betriebsdruck<br />
beträgt jeweils 350 bar.<br />
bec<br />
www.roemheld-gruppe.de<br />
112 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
NEWS<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Dezentrales Werkzeugausgabesystem von Mapal<br />
Mapal bietet zur optimalen Lagerung und Verwaltung<br />
von Werkzeugen, Komponenten und<br />
Zubehör verschiedene Unibase-Ausgabesysteme,<br />
die nach einem Baukastenprinzip individuell<br />
miteinander vernetzt werden können.<br />
Oft befinden sich diese Systeme an einem<br />
zentralen Ort in der Fertigungshalle. Um häufig<br />
benötigte Verbrauchsmaterialien dezentral<br />
und platzsparend lagern und verwalten zu<br />
können, hat das Unternehmen den Einzelausgabeautomaten<br />
Unibase-S entwickelt.<br />
Dieser kann sowohl an bestehende Unibase-<br />
Systeme angekoppelt, als auch als Einzel -<br />
lösung eingesetzt werden. Durch die kompakten<br />
Maße kann das bestandsgeführte<br />
Bild: Mapal<br />
Ausgabesystem Unibase-S direkt auf der<br />
Werkbank aufgestellt werden. In den 96 bzw.<br />
192 Fächern können beispielsweise Wendeschneidplatten,<br />
Werkzeuge, Spannfutter oder<br />
die persönliche Schutzausrüstung ideal ge -<br />
lagert werden. Die Artikelentnahme verläuft<br />
schnell und unkompliziert in wenigen Schritten.<br />
Dafür meldet sich der Mitarbeiter direkt<br />
am Gerät über den integrierten Touchscreen<br />
an. Nachdem der gewünschte Artikel über<br />
die vorinstallierte Software ausgewählt ist,<br />
dabei unterstützt die Suchfunktion der Software,<br />
kennzeichnet eine LED-Beleuchtung<br />
das Fach mit dem entsprechenden Artikel.<br />
Manuell wird die Ausgabetrommel so gedreht,<br />
dass sich dieses an der Entnahmepo -<br />
sition befindet und der Artikel entnommen<br />
werden kann. Das System verbucht die<br />
Entnahme automatisch – so wird jederzeit<br />
mit dem aktuellen Stand gearbeitet. bec<br />
www.mapal.com<br />
Montage- & Handhabungstechnik/Taschensortiersystem<br />
Dematic-System mit automatischer Taschenentladung<br />
Bild: Dematic<br />
Dematic ermöglicht mit seinem Taschen -<br />
sortiersystem jetzt auch die automatische<br />
Taschenentladung. Dafür hat der Hersteller<br />
einen innovativen Öffnungsund<br />
Schließmechanismus<br />
entwickelt, mit dem der Beutel<br />
an jeder beliebigen Stelle<br />
des Systems geöffnet werden<br />
kann. Gegenüber einer<br />
manuellen Lösung lassen sich<br />
so die Taschenentladungen<br />
pro Stunde um das Sechs -<br />
fache steigern. Mit der automatischen<br />
Taschenentladung<br />
schließt das Unternehmen eine<br />
Lücke im Bereich bestehender<br />
Automatisierungssysteme.<br />
Der Intralogistikspezialist<br />
optimierte dafür nicht nur die Beutel des<br />
Taschensortiersystems, sondern entwickelte<br />
auch eigens einen innovativen Öffnungs- und<br />
Schließmechanismus: Die patentierte Lösung<br />
bietet eine Kombination aus Klips- und<br />
Bajonettverschluss. Die Tasche kann dadurch<br />
an einer beliebigen Stelle geöffnet und vollautomatisch<br />
geleert werden. Anschließend<br />
wird die Ware je nach Bedarf schonend auf<br />
einer Rutsche, einem Gurtband oder direkt in<br />
einen Behälter befördert. Mit dem automatischen<br />
Vorgang werden die Entladungen im<br />
Kommissionierprozess so von etwa 200 auf<br />
1200 pro Stunde gegenüber einer manuellen<br />
Lösung erhöht. Der neue Öffnungs- und<br />
Schließmechanismus kann ohne großen Aufwand<br />
in vorhandene Taschensortiersysteme<br />
integriert werden. Darüber hinaus können innerhalb<br />
der Anlage geschlossene Beutel mit<br />
den neuen Taschen kombiniert werden. bec<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 113
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
WERKSTOFFE<br />
Bild: Alimex<br />
Ein Aluminiumbauteil in der Entstehung, nämlich vor dem Ausfräsen der einzelnen Elemente<br />
Das Leichtmetall Aluminium: Wie lässt sich dieses Material optimieren und für die <strong>Konstruktion</strong> nutzen?<br />
Gefragter Leichtbau-Werkstoff<br />
Das Leichtmetall Aluminium gehört zu den gefragtesten Werkstoffen in der <strong>Konstruktion</strong>. Dieser Beitrag<br />
erläutert, warum das Material für <strong>Konstruktion</strong>sanwendungen optimiert werden muss und wie das geschieht.<br />
Ebenso beschreibt er Anwendungsbereiche, für die sich Aluminiumbauteile eignen.<br />
Marc-Wilm Lünemann, Leiter des Geschäftsbereichs CNC, Alimex GmbH, Willich<br />
Bei Anwendungen in der <strong>Konstruktion</strong> kommen der Festigkeit<br />
und den Dehngrenzen des verwendeten Materials große Bedeutung<br />
zu. Da Aluminium in reiner Form sehr weich und duktil ist,<br />
verändert man seine mechanischen Eigenschaften durch Zulegieren<br />
und optimiert es so für den Gebrauch. Für <strong>Konstruktion</strong>en werden<br />
häufig die Legierungen AlMgMn oder AlZnMg genutzt. AlZnMg hat<br />
eine mit Stahl vergleichbare Festigkeit, aber eine deutlich geringere<br />
Dichte (1/3 von Stahl).<br />
Weiter verbessert werden die mechanischen Eigenschaften dieser<br />
Legierungen durch das Glühen des Ausgangsmaterials, also der Aluminiumbarren.<br />
Alimex reduziert mithilfe der sogenannten Wärmebehandlung<br />
die Spannungen in den Barren. Dadurch weisen sie eine<br />
konstante Härte auf. Das ist gerade für Anwendungen, die hohe Anforderungen<br />
an Formstabilität und die Einhaltung enger Maßtoleranzen<br />
an Bauteile stellen, entscheidend. Die Alimex GmbH mit Standort<br />
in Willich ist in der Glühtechnologie federführend. Sie behandelt<br />
das Ausgangsmaterial in der eigenen Glühhalle und fertigt daraus<br />
anschließend Aluminiumgussplatten. Diese werden im Gegensatz<br />
zu Walzplatten durch spanende Verarbeitung hergestellt.<br />
Für die Herstellung von Aluminiumbauteilen eignen sich beide Arten<br />
von Platten: Walzplatten haben durch die eingebrachte Umform -<br />
energie meist höhere Festigkeiten und bessere Verformungseigenschaften,<br />
während Gussplatten bessere Formstabilität bei der Bearbeitung<br />
sowie dickere Abmessungen bieten, was u. a. bei der<br />
Herstellung von Bauteilen aus Vollmaterial vorteilhaft ist, da so<br />
Schweißnähte verhindert werden können. Aluminiumbauteile, egal<br />
aus welcher Platte gefertigt, bieten weitere Vorteile wie Lebens -<br />
mittelverträglichkeit, hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit<br />
und nach entsprechender Behandlung eine ausgeprägte Korrosionsbeständigkeit.<br />
Eloxieren – was ist das?<br />
Aluminium hat eine natürliche Schutzschicht (bis 0,5 μm), die durch<br />
Oxidation entsteht, allerdings von sauren und alkalischen Lösungen<br />
angegriffen wird. Mit dem sogenannten Eloxieren (Schutzanodi -<br />
sieren) erzeugt Alimex eine kontrollierte Schutzschicht (50 bis<br />
114 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
WERKSTOFFE<br />
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
Bild: Alimex<br />
Ein Aluminiumbauteil wird bearbeitet (Lochbohrung)<br />
Bild: Alimex<br />
Die Endkontrolle eines Bauteils<br />
5000-fache Dicke der natürlichen Oxidationsschicht), die den Aluminiumcharakter<br />
verbessert und das Material schützt. Diese Schicht<br />
ist an sich transparent, kann durch Druckverfahren oder Färbebäder<br />
aber farbig gestaltet werden. Es existieren Soft- und Hart-Eloxal.<br />
Soft-Eloxal macht die Oberfläche verschleißfester und resistenter<br />
gegenüber chemischen Mitteln und dient dem Korrosionsschutz.<br />
Es wird sehr oft zu dekorativen Zwecken eingesetzt, da durch organische<br />
oder elektrolytische Farbgebung weitere Farbtöne wie rot<br />
oder blau erreicht werden können. Hart-Eloxal wird für technische<br />
Oberflächen eingesetzt, wenn es weniger um das Erscheinungsbild,<br />
sondern um die Funktion der Fläche geht und Bauteile z. B.<br />
gegen Gleitreibung geschützt werden sollen.<br />
Aluminium kann auch durch Beschichtungen gehärtet und geschützt<br />
werden: Es existieren verschiedene Verfahren wie Galvanisieren,<br />
Dispersionsbeschichten, Lackieren oder thermische Spritzver -<br />
fahren.<br />
Einsatz von Aluminiumbauteilen in der <strong>Konstruktion</strong><br />
In der <strong>Konstruktion</strong> kommen Aluminiumbauteile zum Einsatz, wenn<br />
Gewicht gespart werden muss. So substituiert die Verkehrsindustrie<br />
mit Aluminium beispielsweise Stahl. Im konkreten Fall kann das<br />
dazu führen, dass man weniger bewegte Massen hat und dadurch<br />
geringere Antriebsleistungen benötigt bzw. höhere Geschwindig -<br />
keiten erzielen kann.<br />
„Geringes Gewicht bei hoher<br />
Stabilität: Aluminium ist der<br />
ideale Leichtbau-Werkstoff für<br />
die <strong>Konstruktion</strong>.“<br />
Ein weiteres zentrales Anwendungsbeispiel ist der Maschinenbau.<br />
Hier werden durch diese Substitution Anlagen energieeffizienter<br />
gestaltet und somit die Taktfrequenz, also der Output, gesteigert<br />
und die Stückkosten gesenkt. Bei einer aufwendigen mechanischen<br />
Zerspanung sind die Bearbeitungszeiten von Aluminium deutlich<br />
geringer als bei anderen Materialien, was die Fertigungszeit der<br />
gesamten Maschine verkürzt.<br />
In der Medizintechnik wird Aluminium nicht nur wegen des geringen<br />
Gewichts, sondern auch wegen der einfach zu schützenden<br />
Oberflächen, z. B. durch chemisches Vernickeln, eingesetzt. Auch<br />
spielen die Zerspanung und die Kühl- bzw. Heizleistung des Mate -<br />
rials eine Rolle.<br />
Aluminiumbauteile werden auch häufig in der Solar-Display- und der<br />
Halbleiterindustrie eingesetzt. Aluminium ist leicht, leicht zu bearbeiten<br />
und aufgrund seiner Legierungsbestandteile gut in den unterschiedlichen<br />
Anwendungen einsetzbar. Kurz gesagt: herausragende<br />
Materialeigenschaften bei gleichzeitiger Leichtigkeit – Aluminium ist<br />
der ideale Leichtbau-Werkstoff für die <strong>Konstruktion</strong>.<br />
bec<br />
www.alimex.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Aluminiumbauteilen:<br />
hier.pro/tYmk8<br />
Bild: Alimex<br />
Marc-Wilm Lünemann, Leiter<br />
des Geschäftsbereichs CNC bei<br />
der Alimex GmbH<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 115
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
WERKSTOFFE<br />
Kompensatoren aus PTFE-Verbundmaterial im Einsatz in Entstaubungsanlagen<br />
Halten extremen Belastungen stand<br />
In Entstaubungsanlagen, die schadstoffhaltige Rauchgase aus Herstellungsprozessen der Stahlindustrie reinigen,<br />
können Kompensatoren einer hohen Bewegungsdynamik, hohen Betriebszyklen und extremen Druckwechsel -<br />
belastungen ausgesetzt sein. Häufig entsteht zudem noch Kondensat. Dieser vielschichtigen Problematik halten<br />
klassische Weichstoffkompensatoren oftmals nicht stand. PTFE-Verbundkompensatoren von Frenzelit beweisen<br />
hingegen unter diesen extremen Bedingungen ihre Widerstandsfähigkeit.<br />
Ulf Pöhlmann, Director Sales and Engineering, Frenzelit GmbH, Bad Berneck<br />
Der installierte Frenzelit-PTFE-Verbundkompensator, ausgelegt<br />
für auftretende Druckwechselbelastungen und Pulsationen<br />
Bild: Küttner<br />
Pulsationen des Abgasstroms sind bei Entstaubungsanlagen ein<br />
oft beobachtetes Phänomen. Sie hängen mit der Fahrweise<br />
der Anlage zusammen. Erst während des Betriebes zeigt sich in der<br />
Regel, inwieweit es zu atypischen Über- oder Unterdrucksituationen<br />
kommt, die sich in Einzelfällen zwischen ±100 mbar bewegen<br />
können. Pulsationen der Abgasströmung führen häufig auch zu<br />
Schwingungen, die die Kompensatoren zusätzlich extrem bean -<br />
spruchen.<br />
Durch die ständigen Wechseldruckbelastungen und die sich verändernde<br />
Strömung bläst sich der Kompensator auf, um sich im nächsten<br />
Augenblick aufgrund eines abermaligen Druckwechsels wieder<br />
zusammenzuziehen. Unabhängig vom Strömungsvolumen kommt<br />
es zu fortwährenden, unvorhersehbaren Kontraktionen und auch zu<br />
Schwingungen, die der Kompensator auszugleichen hat.<br />
Durch diese Überbelastung wird das Standardmaterial porös und<br />
bricht schließlich. Klassische Weichstoffkompensatoren halten aus<br />
diesem Grund bei Druckwechselbelastungen an kritischen Stellen<br />
weder der geforderten Materialfestigkeit noch der 100%igen<br />
Rauchgasdichtheit stand. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Belastung,<br />
hervorgerufen durch die kontinuierliche Bewegungsaufnahme<br />
des Kompensators im Betrieb, häufig ein weiteres Ausschlusskriterium<br />
für einen mit thermischer Isolation ausgeführten Weichstoffkompensator.<br />
PTFE-Verbundkompensatoren<br />
trotzen Pulsationen<br />
In vielen Entstaubungsanlagen, in denen nicht vorher -<br />
sehbare Pulsationen auftraten, hat die oberfränkische<br />
Frenzelit GmbH klassische Weichstoffkompensatoren<br />
durch PTFE-Verbundkompensatoren ersetzt. Bei dem<br />
eingesetzten PTFE-Verbundmaterial handelt es sich um<br />
einen widerstandsfähigen Werkstoff, der sich insbesondere<br />
durch eine sehr gute mechanische Festigkeit sowie<br />
chemische Beständigkeit charakterisieren lässt. PTFE ist<br />
resistent gegen Schwefeldioxid (SO 2<br />
), Schwefeltrioxid<br />
(SO 3<br />
), Schwefelsäure (H 2<br />
SO 4<br />
) und viele andere aggres -<br />
sive Medien – dazu gehören auch chlorwasserstoff- und<br />
dioxinhaltige Rauchgase. Die Kombination der einzigartigen<br />
Dichtheit und Flexibilität bei einer Temperaturbeständigkeit<br />
von bis zu +300 °C, ermöglicht ein breites Einsatzspektrum<br />
unter der Berücksichtigung der erforderlichen Festigkeit.<br />
Das PTFE-Verbundmaterial kommt bei Frenzelit in der Texlam-<br />
Familie zum Einsatz. Im Gegensatz zu einfachen Weichstoffkompensatoren<br />
setzt sich PTFE-Verbundmaterial aus einer mehrlagigen<br />
PTFE-Gewebe-Struktur zusammen. Als Sandwich-Bauweise einoder<br />
mehrlagig ausgeführt, ist der PTFE-Verbundkompensator für<br />
den Einsatz unter Druckwechselbelastungen, Kondensatanfall und<br />
aggressiven Medien besonders geeignet.<br />
Gewebeschädigung durch Kondensat entgegenwirken<br />
Generell negative Auswirkungen auf die Funktion von Standard-<br />
Weichstoffkompensatoren hat auch das Auftreten von Kondensa -<br />
tion. Diese kann z. B. dann eintreten, wenn die im Pflichtenheft geforderte<br />
Materialauslegung von einer theoretischen Betriebs- bzw.<br />
Abgastemperatur ausgeht, diese sich jedoch aufgrund der tatsäch -<br />
lichen Fahrweise der Entstaubungsanlage zu nahe am Kondensa -<br />
tionspunkt befindet. Je näher die Temperatur des Mediums am Kondensationspunkt<br />
– zwischen +100 und +110 °C – liegt, desto größer<br />
ist die Gefahr einer Kondensatbildung. Die so entstehende Flüssigkeit<br />
verursacht eine abnehmende Materialfestigkeit des normalen<br />
Kompensatorgewebes. Der widerstandsfähige PTFE-Verbundwerkstoff<br />
ist indes resistent gegen Kondensatanfall und dessen Folgen,<br />
da dieser auf der Mediumseite mit einem zusätzlichen PTFE-Kreuzlaminat<br />
beschichtet ist. Fehlfunktionen in Folge von Nässe oder<br />
Feuchtigkeit sowie daraus resultierende Dochtwirkung sind somit<br />
ausgeschlossen.<br />
116 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Frenzelit-Design: Der vormontierte PTFE-Verbundkompensator,<br />
inklusive Rohrkonstruktion und Anschlussflansche, wird zum Einbau in<br />
die Entstaubungsanlage vorbereitet<br />
Spezielle formstabile Faltenbalggeometrie<br />
Der PTFE-Verbundwerkstoff wird als Halbzeug dem unternehmenseigenen<br />
Herstellungsprozess der PTFE-Verbundkompensatoren<br />
zugeführt. Dieses Halbzeug wird dann mit entsprechenden Werkzeugen<br />
geformt. Im Grunde ist also auch der PTFE-Verbundkompensator<br />
ein Formkompensator. Mit seiner Ziehharmonika-Struktur verfügt<br />
er über eine spezielle formstabile Faltenbalggeometrie. Sie beruht<br />
im Kern auf einer fachgerechten Materialverarbeitung und der<br />
Zusammenführung der erforderlichen Verbundmaterialien nach der<br />
konkreten Vorgabe. Selbst Anforderungen, die im Projektstadium<br />
noch nicht von Anfang an berücksichtigt wurden, wie z. B. mögliche<br />
Druckwechselbelastungen in Entstaubungsanlagen, werden durch<br />
die Lösung mit dem PTFE-Verbundkompensator im Nachgang für<br />
den Betrieb erfüllt.<br />
Das Design, das mit einer entsprechenden Rohrkonstruktion auf -<br />
gebaut ist, stabilisiert dabei die Ausführung der Frenzelit-PTFE-<br />
Verbundkompensatoren bei den unterschiedlichen Lastfällen im<br />
Betrieb. Das Ergebnis ist eine überdurchschnittliche Lebensdauer<br />
von sechs bis acht Jahren.<br />
Maximale sich überlagernde Problemstellungen<br />
Hohe Bewegungsdynamik, hohe Betriebszyklen, maximaler Kondensatanfall<br />
und eine vergleichsweise große Druckwechselbelastung<br />
des Abgasstroms stellen die Herausforderungen dar. Nicht immer<br />
werden derartige Aufgabenstellungen von Beginn an prognostiziert<br />
oder auch in die Spezifikation eingebracht, sodass während der<br />
Inbetriebnahme eines solchen Projektes oftmals gewährleistungstechnische<br />
Klärung erforderlich werden kann. Die PTFE-Verbundkompensatoren<br />
lösen dieses atypische Problem beim Einsatz in pulsationssensiblen<br />
Entstaubungsanlagen und sollten daher erste<br />
Wahl sein.<br />
Anlagenbauer und Kunden profitieren bereits in der Entwicklung<br />
und <strong>Konstruktion</strong> vom Frenzelit-Design und der damit verbundenen<br />
Fertigungstiefe. Dahinter verbirgt sich ein fundiertes Werkstoff- und<br />
Verfahrens-Know-how, gepaart mit einem enormen praktischen<br />
Erfahrungsschatz aus zahlreichen Kompensatoren-Projekten. Das<br />
Ergebnis ist eine konkrete und lösungsorientierte Auslegung mit<br />
entsprechendem Engineering und Design. Dieses projektbezogene<br />
Konzept wird abgerundet durch eine professionelle und leistungsgerechte<br />
Abarbeitung und Montage vor Ort. So kommen Customized<br />
Oriented Solutions zustande, die, wie im Fall von Entstaubungsan -<br />
lagen, mit dem Frenzelit-PTFE-Verbundkompensator 100%ig auf die<br />
jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden und deshalb selbst<br />
unerwartete und vielschichtige Problemstellungen lösen. bec<br />
www.frenzelit.com<br />
Bild: Küttner<br />
Mehrsprachige<br />
Katalogproduktion<br />
Für die Produktion Ihrer mehrsprachigen oder versionierten<br />
Kataloge sind wir bestens gerüstet – speziell wenn es<br />
um das Know-how beim Projektmanagement Ihrer hochkomplexen<br />
Aufträge geht.<br />
Individuelle Tools, die perfekt auf Ihr Projekt abgestimmt sind,<br />
beschleunigen und vereinfachen den Gesamtprozess.<br />
Wir können viel für Sie tun, sprechen Sie uns an.<br />
Passt!<br />
intelligent<br />
Medien<br />
produzieren<br />
druck@konradin.de<br />
www.konradinheckel.de<br />
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mit einer Leistungsdichte von 5 W/cm 2 , einer Wärmeübertragung<br />
von 1 W/m K bei 100 °C und weiteren spannenden Features.<br />
Detaillierte Informationen zu den PTFE-<br />
Verbundmaterialkompensatoren:<br />
hier.pro/P44UM<br />
Anwendungstemperatur<br />
bis 270 °C<br />
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Wandstärke<br />
von 0,4 mm<br />
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durch neueste<br />
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Normen und<br />
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www.hotset.com/hotform<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 117
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
NEWS<br />
3D-Druck-Verfahren<br />
Additive Fertigung mit Printdur-Metallpulvern von DEW<br />
Mit ihrem Printdur-Metallpulverportfolio fer -<br />
tigen die Deutschen Edelstahlwerke (DEW)<br />
komplexe Komponenten per 3D-Druck. Dabei<br />
müssen nicht zwingend klassische Metall -<br />
pulverlegierungen zum Einsatz kommen: Für<br />
und vor allem mit interessierten Anwendern<br />
entwickelt das Unternehmen auch speziell<br />
auf den Einsatzzweck zugeschnittene Werkstoffe.<br />
Die Kunden sind in den gesamten<br />
Prototyping-Prozess involviert und bringen<br />
ihre individuellen Anforderungen ein. Gemeinsam<br />
wird der komplette Fertigungsprozess<br />
entwickelt – von der eigenen Legierungsidee<br />
bis zum gedruckten Endprodukt.<br />
Die DEW lassen ihre Kunden auf Wunsch am<br />
gesamten Prototyping-Prozess teilhaben und<br />
entwickeln, testen und optimieren einen<br />
Werkstoff mit einem hochspezifischen Skillset.<br />
Beim Prototyping geht es darum, gemeinsam<br />
die Anforderungen der Anwendung<br />
und die Möglichkeiten des Materials optimal<br />
in Einklang zu bringen. Natürlich können die<br />
DEW die gewünschten Komponenten auch<br />
in einer klassischen Metallpulverlegierung<br />
umsetzen. Durch die Entwicklung speziell für<br />
den 3D-Druck optimierter Werkstoffe lässt<br />
sich jedoch je nach Anwendungsbereich das<br />
bessere Resultat erreichen. Anwender, die<br />
sich für das 3D-Drucken interessieren, pro -<br />
fitieren darüber hinaus von mehr Design -<br />
freiheit, einer kürzeren Prozesskette und<br />
damit weniger Werkzeugkosten im Vergleich<br />
zur herkömmlichen Entwicklung von Bauteilen<br />
aus Stahl. Werden Legierungen neu entwickelt,<br />
erhält der Kunde die notwendigen<br />
Parameter von den DEW.<br />
bec<br />
www.dew-powder.de/printdur<br />
Bild: Deutsche Edelstahlwerke<br />
Verbindungstechnik<br />
Bolzenkonfigurator mit Einstich vom mbo Oßwald<br />
Bild: mbo Oßwald<br />
Ob Musterteile, Serienteile oder Ersatzteile –<br />
der Bolzen-Konfigurator von mbo Oßwald<br />
bietet schnell die passende Lösung. Neben<br />
den bewährten DIN-Bolzen ist es jetzt erstmals<br />
möglich, Bolzen mit Einstich in Echtzeit<br />
zu konfigurieren. Kombinationen aus Bolzenform,<br />
Material, Wellendurchmesser und Sicherungstyp<br />
mit der gewünschten frei definierbaren<br />
Länge oder Klemmlänge sind möglich.<br />
Der Konfigurator berechnet auf Knopfdruck<br />
selbständig die benötigen Mindestmaße,<br />
erstellt die entsprechende Maßzeichnung<br />
und zeigt Preis und aktuelle Lieferzeit an.<br />
Das ausgewählte Sicherungselement in der<br />
notwendigen Stückzahl kann bequem per<br />
CheckBox zum Warenkorb hinzugefügt und<br />
bestellt werden. Zur Auswahl stehen Bolzen<br />
mit und ohne Kopf in Material Stahl und Edelstahl.<br />
Die auf der Achse angebrachte umlaufende<br />
Nut kann dabei für diverse Standard-<br />
Sicherungstypen ausgelegt werden: Sicherungsscheibe<br />
DIN 6799, Sicherungsring DIN<br />
471, SL-Sicherung, KL-Sicherung und Bajonett-Clip.<br />
Vorteil gegenüber dem konventionellen<br />
Bestellweg ist die Sofortauskunft über<br />
Verfügbarkeit und Lieferzeit und bestimmte<br />
produktspezifische Preisvorteile.<br />
bt<br />
www.mbo-osswald.de<br />
Werkstoffe<br />
Lilaminbeständiger Chloroprenkautschuk von Tec-Joint<br />
Bei Tec-Joint weiß man, dass vor der Werkstoffauswahl<br />
die Prozessparameter genau<br />
und systematisch zu analysieren sind. In diesem<br />
Fall musste das Material eine gute Öl -<br />
beständigkeit aufweisen und flammwidrig<br />
sein. Dies konnte durch die Beigabe von<br />
Zusatzstoffen erreicht werden. Da es sich um<br />
ein Förderband im Freien handelte, sollte der<br />
Werkstoff eine gute Beständigkeit gegen Alterung,<br />
Licht sowie Ozon aufweisen. Weiterhin<br />
unabdingbar war eine hohe Reißfestigkeit,<br />
ein hoher Weiterreißwiderstand des<br />
Grundmaterials. Für den Einsatz reichte<br />
ein Chloroprenkautschuk-Standardwerkstoff<br />
Bild: Tec-Joint<br />
(CR) alleine nicht aus. Die Zugbeanspruchungen<br />
waren höher als die Reißfestigkeit des<br />
Elastomers selbst. Im Verlauf der Gespräche<br />
mit dem Anwender legte man sich daher auf<br />
CR in Kombination mit einem hochfesten<br />
Aramidgewebe fest. Damit wurde die geforderte<br />
Zugfestigkeit erreicht. Doch auch dies<br />
reichte noch nicht. Da das Förderband in der<br />
Düngemittelindustrie eingesetzt werden sollte,<br />
war zudem eine gute Beständigkeit gegenüber<br />
Zusätzen zur Staubbindung bzw. Lockerungshilfe<br />
notwendig. In Zusammenarbeit<br />
mit seinem Mischungshersteller gelang es<br />
Tec-Joint, einen CR-Elastomerwerkstoff zu<br />
fixieren, der letztlich nichts mehr mit einem<br />
Standardwerkstoff gemein hat.<br />
bec<br />
www.tec-joint.ch<br />
118 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Werkstoffe/Kunststoffe<br />
RCT Reichelt Chemietechnik: Produkte aus Silikon<br />
Silikone gelten unter den Kunststoffen als<br />
Ausnahmetalent: Sie vereinen chemische<br />
Beständigkeit mit hoher Temperaturbeständigkeit<br />
sowie guter Flexibilität selbst bei<br />
niedrigen Temperaturen von bis zu -100 °C.<br />
Auch Witterungseinflüsse, Ozon oder UV-<br />
Strahlen können dem Kunststoff-Allrounder<br />
nichts anhaben. Darüber hinaus ist das Elastomer<br />
physiologisch unbedenklich. Produkte<br />
aus Silikon finden sich deswegen nicht nur in<br />
der Medizintechnik wieder, sondern auch in<br />
unserer Küche, z. B. als Back- oder Eiswürfelformen.<br />
Polymeren auf Basis von Silikon liegen<br />
im Unterschied zu anderen gebräuch -<br />
lichen Kunststoffen wie Polyethylen oder<br />
Polypropylen keine Kohlenstoffketten zugrunde,<br />
sondern ein Silizium-Sauerstoff-Silizium-<br />
Grundgerüst. Die Bindungsenergie dieser<br />
Si-O-Bindung ist höher als eine vergleichbare<br />
C-C-Bindung, was sich auch in der höheren<br />
Temperaturbeständigkeit widerspiegelt. Dieser<br />
wichtige Unterschied macht den synthe -<br />
tischen Kunststoff einzigartig unter den Elas-<br />
tomeren und begründet auch den breiten<br />
Einsatzbereich. Dabei begann alles mit<br />
einem Fehlversuch, denn eigentlich wollte<br />
der englische Chemiker Kipping eine ganz andere<br />
Verbindung darstellen, als er die Grundbausteine<br />
aller Silikone entdeckte. Wie es zu<br />
der zufälligen Entdeckung kam und welche<br />
verschiedenen Arten von Silikonkautschuken<br />
heute erhältlich sind, erfahren Sie im Artikel<br />
„Silikon – vielfältiger und universeller Kunststoff“<br />
unter hier.pro/XNde4.<br />
bec<br />
www.rct-online.de<br />
Bild: RCT Reichelt Chemietechnik<br />
3D-Drucker<br />
Stratasys steigt in die Stereolithographie ein<br />
Der neue Stereolithographie-3D-Drucker<br />
V650 Flex von Stratasys ist der Einstieg des<br />
Unternehmens in das Segment der Stereolithographie.<br />
Unterstützt durch die Partnerschaft<br />
mit DSM, einem international tätigen<br />
Unternehmen für Ernährung und Nachhaltige<br />
Lebensweise können Kunden die Somos<br />
Stereolithographie-Harze mit dem neuen<br />
3D-Drucker nutzen. Mit einem Bauraum von<br />
50,8 cm × 50,8 cm × 58,4 cm (B × T × H) und<br />
Bild: Stratasys<br />
Wechselbehältern bietet der 3D-Drucker eine<br />
hohe Zuverlässigkeit, die sich bei einer Laufzeit<br />
von über 75.000 h und mehr als 150.000<br />
gefertigten Bauteilen bei Stratasys Direct<br />
Manufacturing bewiesen hat. Die Open-VAT-<br />
Konfiguration des Druckers enthält eine Auswahl<br />
an Somos-Harzen, die direkt von Stratasys<br />
bezogen werden können. Dazu gehören<br />
u. a. folgende:<br />
• Element: Das antimonfreie Stereolithographie-Harz<br />
ist für die Herstellung starker,<br />
stabiler Feingussmodelle mit feinen<br />
Details und äußerst geringen Brennasche -<br />
rückständen geeignet.<br />
• NeXt: Das Harz vereint die Präzision der<br />
Stereolithographie mit dem Aussehen, der<br />
Haptik und der Leistungsfähigkeit eines<br />
Thermoplasts.<br />
• PerForm: Das Material ist für Anwendungen,<br />
die starke, steife und hochtemperaturbeständige<br />
Bauteile erfordern.<br />
• Watershed XC 11122: Das Harz ist eine<br />
transparente Lösung für Designer und<br />
Konstrukteure, die ABS- und PBT-ähnliche<br />
Eigenschaften für die Stereolithographie<br />
suchen.<br />
eve<br />
www.stratasys.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 119
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> präsentiert Ihnen Partner für Engineering<br />
3D-Druck Elektrotechnik<br />
Bussysteme Automatisierung<br />
Weiterbildung Steuerungen<br />
Verbindungstechnik<br />
Werkstoffe Pneumatik<br />
PLM/CAD/CAE<br />
Kupplungen/Bremsen<br />
Verfahren<br />
Dienstleistungen<br />
Hier finden Sie leistungsstarke Lieferanten, Dienstleister und<br />
kompetente lösungsorientierte Partner für Engineering!<br />
Weitere Fakten zu Unternehmen, Details zum Angebots- und<br />
Leistungsspektrum finden Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />
Unter folgendem Link gelangen Sie zur Übersicht aller Online-<br />
Firmenprofile.<br />
Bookmark!<br />
www.kem.de/firmenverzeichnis<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Bauer Gear Motor GmbH<br />
www.bauergears.com<br />
Innovation seit 1927<br />
Die Ingenieure von Bauer Gear Motor entwickeln seit<br />
über 90 Jahren hochwertige, extrem zuverlässige und<br />
energieeffiziente Getriebemotoren welche über ein<br />
weltweites Vertriebsnetz angeboten werden.<br />
Unsere Produkte<br />
• Stirnrad- und Flachgetriebemotoren<br />
• Kegelrad- und Schneckengetriebemotoren<br />
• Hängebahngetriebemotoren und Aseptikantriebe<br />
• Kundenspezifische Lösungen für alle Applikationen<br />
Die Antriebslösungen von Bauer kommen weitläufig in<br />
allen bedeutenden Märkten in einer Vielzahl von Anwendungen<br />
zum Einsatz, wie z.B. Nahrungsmittel und Getränke,<br />
Energie, Abwasser, Beton, Metalle und Fördertechnik.<br />
ÜV Überlastschutz und Verbindungssysteme<br />
GmbH<br />
www.uev-gmbh.de<br />
Überlastschutz und Verbindungssysteme GmbH bietet<br />
als Hersteller sowohl Ausgleichskupplungen verschiedener<br />
Arten und Baugrößen als auch Sicherheitskupplungen<br />
für unterschiedliche Anwendungsfälle an.<br />
Im umfangreichen Produktportfolio finden Sie:<br />
– Metallbalgkupplungen<br />
– Federstegkupplungen<br />
– Sicherheitskupplungen<br />
30 Jahre Erfahrung in Entwicklung und Produktion<br />
ermöglichen es auch auf spezielle Kundenanforderungen<br />
zu reagieren und Sonderlösungen zu realisieren.<br />
Sensor-Technik Wiedemann GmbH (STW)<br />
www.stw-mm.com<br />
Als international tätiges Unternehmen stehen wir für<br />
die Digitalisierung, Automatisierung und Elektrifizierung<br />
mobiler Maschinen. Mit generischen oder kundenspezifischen<br />
Produkten, Systemen und Lösungen, die in<br />
unserer Zentrale in Deutschland entwickelt und gefertigt<br />
werden, unterstützen wir unsere Kunden auf ihrem<br />
Weg, mit innovativer Technik die Leistung und Effizienz<br />
ihrer Maschinen zu steigern und deren Sicherheit zu<br />
erhöhen, um sie so zu den besten der Welt zu machen.<br />
Zusammen mit unseren Kunden und Partnern beteiligen<br />
wir uns schon heute aktiv an wichtigen Zukunftsthemen:<br />
dem Internet der Dinge (IoT) und der Industrie<br />
4.0, dem (teil-)autonomen Fahren und Arbeiten und der<br />
E-Mobility.<br />
BÜRSTEN<br />
C-TEILE-MANAGEMENT<br />
FEDERN<br />
KULLEN-KOTI GmbH<br />
www.kullen.de<br />
Technische Bürsten, die perfekt passen – Kullen-Koti<br />
ist der innovative Lösungspartner weltweit. Seit über<br />
100 Jahren.<br />
Für kundenspezifische industrielle Anwendungen in<br />
jeder Branche bietet Kullen-Koti genau die richtige<br />
Bürste – bis hin zu individuellen Sonderlösungen.<br />
Kullen-Koti macht die Auswahl und Realisierung der<br />
besseren Lösung einfacher, schneller und sicherer –<br />
durch Expertenkompetenz und eines der größten Produktprogramme<br />
der Welt.<br />
Bürstentechnologie von Kullen-Koti – für mehr Produktivität,<br />
Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in vielen<br />
Prozessen und für hocheffiziente Anwendungslösungen<br />
der Zukunft.<br />
120 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019<br />
REIFF Technische Produkte GmbH<br />
www.reiff-tp.de, www.reiff-tpshop.de<br />
REIFF Technische Produkte – kompetenter Partner der<br />
Industrie mit Schwerpunkt in der Erstausrüstung. Als<br />
Vollsortimenter verfügt REIFF über mehr als 140 000<br />
Produkte aus den Bereichen Antriebstechnik, Dichtungstechnik,<br />
Klebetechnik, Kunststofftechnik, Profiltechnik,<br />
Schlauchtechnik und Schwingungsdämpfung.<br />
Enge Partnerschaften zu namhaften Herstellern, eigene<br />
Produktionsstätten zur Be- und Verarbeitung und<br />
umfassende E-Business-Lösungen zeichnen REIFF aus.<br />
Ergänzt durch Vertriebstechniker, die beraten und entwickeln,<br />
wird REIFF zum verlässlichen Partner, dessen<br />
Leistungen weit über den Begriff Handel hinausgehen.<br />
Bohnert GmbH<br />
www.bohnert-federn.de<br />
Für zahlreiche Großkonzerne ist die Bohnert GmbH<br />
erste Wahl, wenn es um die Fertigung von technische<br />
Federn und Stanzbiegeteile in Mittel- und Großserien<br />
geht. Das Unternehmen wurde vor 40 Jahren in Hardt<br />
gegründet, ist Mitglied der weltweit agierenden<br />
Firmengruppe KERN-LIEBERS und beschäftigt mittlerweile<br />
über 115 Mitarbeiter.<br />
Das Produktportfolio der Bohnert GmbH umfasst:<br />
– Druckfedern – Drahtbiegeteile<br />
– Schenkelfedern – Induktionsspulen<br />
– Zugfedern – Kontaktfedern<br />
– Rollfedern – Baugruppen<br />
– Stanzbiegeteile
PARTNER FÜR ENGINEERING<br />
FEDERN<br />
FLUIDTECH<br />
KOMPONENTEN<br />
Schweizer GmbH & Co. KG<br />
www.schweizer-federn.de<br />
Die Schweizer GmbH & Co. KG aus Reutlingen bietet<br />
bereits seit 1986 technische Federn in allen Variationen.<br />
Am Rande der schwäbischen Alb fertigen ca. 90<br />
Mitarbeiter hochwertige Drahtfedern und Stanzbiegeteile<br />
aus allen gängigen Federmaterialien in Klein- und<br />
Großserien.<br />
Das umfangreiche Produktportfolio der Schweizer<br />
GmbH & Co. KG umfasst:<br />
• Druck-, Zug- und Schenkelfedern<br />
• Draht- und Stanzbiegeteile<br />
• Mikrofedern und Laserschneidteile<br />
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
www.rct-online.de<br />
Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip<br />
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />
und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />
ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />
Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />
Lechler GmbH<br />
www.lechler.de<br />
Die Lechler GmbH ist ein international ausgerichtetes<br />
Familienunternehmen mit einer über 135 jährigen Firmengeschichte.<br />
Das Stammhaus befindet sich im badenwürttembergischen<br />
Metzingen. Das Unternehmen entwickelt<br />
und produziert Präzisionsdüsen und Düsensysteme<br />
für die allgemeine Industrie, Hüttentechnik, Umwelttechnik<br />
und Landwirtschaft. Als Europas größter Düsenanbieter<br />
ist Lechler mit rund 680 Mitarbeitern weltweit vertreten,<br />
mit Produktionsstätten in Ungarn, England, USA,<br />
Indien und China, sowie Vertriebsniederlassungen und<br />
Vertretungen in über 40 Ländern. Überall dort, wo es darum<br />
geht, Flüssigkeiten in definierter Form zu zerstäuben, z.B.<br />
beim Reinigen, Beschichten, Befeuchten oder Kühlen,<br />
kommt die Düsentechnik von Lechler zum Einsatz.<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
TROCKNUNGSANLAGEN<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Smalley Europa<br />
www. smalley.com/de<br />
Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen<br />
Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer<br />
bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox<br />
Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem<br />
Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat<br />
mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte<br />
vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine<br />
Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin<br />
aufzeigen.<br />
Harter GmbH<br />
www.besser-trocknen.de<br />
Die Kunst des Trocknens<br />
Die von Harter entwickelte Kondensationstrocknung<br />
mit Wärmepumpe vereint scheinbar widersprüchliche<br />
Qualitäten: niedrige Temperaturen, schonende Trocknung,<br />
hochwertige Ergebnisse, kurze Trocknungszeiten,<br />
individuelle Luftführung, integrierte Wärmepumpentechnik,<br />
energetisch geschlossenes System. Trocknungsanlagen<br />
Airgenex®, AIRGENEX®med und<br />
AIRGENEX®food für mehr Innovation.<br />
Bossard Deutschland GmbH<br />
www.bossard.com/de<br />
Die Bossard Gruppe ist ein weltweit führender Anbieter<br />
von Produktlösungen und Dienstleistungen in der<br />
industriellen Verbindungs- und Montagetechnik. Mit<br />
einem über 1.000.000 Artikeln umfassenden Produktsortiment,<br />
der technischen Beratung (Engineering) und<br />
der Lagerbewirtschaftung (Smart Factory Logistics) hat<br />
sich Bossard als Komplettanbieter und Partner der<br />
Industrie positioniert.<br />
Gemeinsam mit unseren Kunden vorwärtskommen<br />
heißt für uns, Lösungen zu entwickeln, die besser,<br />
schneller, effizienter und kostengünstiger sind – und<br />
somit unseren Kunden helfen, ihre Konkurrenz zu überflügeln.<br />
Diese ganzheitliche Sicht nennen wir „Proven Productivity“.<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
WEITERBILDUNG<br />
Weitere Fakten zu Unternehmen, Details<br />
zum Angebots- und Leistungsspektrum<br />
finden Sie im Firmenverzeichnis auf<br />
industrieanzeiger.de.<br />
Unter folgendem Link gelangen Sie zur<br />
Übersicht aller Online-Firmenprofile.<br />
Bookmark!<br />
www.kem.de/firmenverzeichnis<br />
Ferdinand Gross GmbH & Co. KG<br />
www.schrauben-gross.de<br />
Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik<br />
und C-Teile-Management und bietet Kunden und<br />
Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.<br />
Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen<br />
über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.<br />
Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über<br />
107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management<br />
bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen<br />
zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.<br />
Technische Akademie Esslingen – TAE<br />
www.tae.de<br />
Die Technische Akademie Esslingen (TAE) mit Sitz in<br />
Ostfildern – nahe der Landeshauptstadt Stuttgart – ist<br />
seit über 60 Jahren für Unternehmen und Privatpersonen<br />
internationaler Partner für effektive Fort- und<br />
Weiterbildung.<br />
Mit rund 1000 Veranstaltungen, einem Kompetenznetzwerk<br />
von mehr als 4000 Referenten und über<br />
10 000 Teilnehmern pro Jahr gehören wir zu den größten<br />
Weiterbildungsanbietern im deutschsprachigen Raum.<br />
Auch in den Bereichen Studium und Ausbildung bietet<br />
die TAE jahrzehntelange Erfahrung. Sie finden bei uns<br />
berufsbegleitende Bachelor-, Master- und Online-<br />
Studiengänge, mit denen Sie Beruf und Studium perfekt<br />
verbinden.<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 121
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
ACE Stoßdämpfer GmbH,<br />
Langenfeld ..................................... 111<br />
AMSYS GmbH & Co. KG, Mainz ..... 57<br />
Arno Arnold GmbH,<br />
Obertshausen ................................. 97<br />
Bauer Gear Motor GmbH,<br />
Esslingen ...................................... 120<br />
Bohnert GmbH, Hardt ................... 120<br />
Bossard Deutschland GmbH,<br />
Illerrieden ...................................... 121<br />
Chr. Mayr GmbH + Co. KG<br />
Antriebstechnik, Mauerstetten ..... 105<br />
COMSOL Multiphysics GmbH,<br />
Göttingen ........................................ 45<br />
Eichenberger Gewinde AG,<br />
CH-BURG AG .................................. 13<br />
elobau GmbH & Co. KG, Leutkirch . 69<br />
ESCHA GmbH & Co. KG, Halver .... 21<br />
Fiessler Elektronik GmbH & Co. KG,<br />
Aichwald ......................................... 81<br />
Fischer Connectors GmbH,<br />
Zorneding ....................................... 57<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG,<br />
Bargteheide .................................... 37<br />
Nidec Graessner GmbH & Co. KG,<br />
Dettenhausen ................................. 91<br />
Ferdinand Gross GmbH & Co KG,<br />
Leinfelden-Echterdingen ............... 121<br />
Gutekunst & Co. KG, Metzingen .... 79<br />
Harter GmbH, Stiefenhofen .......... 121<br />
HELU KABEL GmbH,<br />
Hemmingen .................................... 19<br />
Höhl & Westhoff GmbH,<br />
Wuppertal .................................. 39,91<br />
VORSCHAU<br />
Bild: Wittenstein<br />
Das Modul ist formschlüssig in das Getriebe integriert, so<br />
können existierende <strong>Konstruktion</strong>slösungen unverändert<br />
bestehen bleiben<br />
Hotset GmbH, Lüdenscheid .......... 117<br />
Hummel AG, Denzlingen ................ 29<br />
IDS Imaging Development Systems<br />
GmbH, Obersulm ........................... 63<br />
igus GmbH, Köln ............................. 59<br />
Tsubaki Kabelschlepp GmbH,<br />
Wenden .......................................... 61<br />
Kabeltronik Arthur Volland GmbH,<br />
Denkendorf ..................................... 60<br />
KELLER AG für Druckmesstechnik,<br />
CH-WINTERTHUR ........................ 124<br />
KENDRION Villingen GmbH,<br />
Villingen-Schwenningen ................... 7<br />
KULLEN-KOTI GmbH,<br />
Reutlingen .............................. 120,123<br />
Lechler GmbH & Co.KG,<br />
Metzingen ..................................... 121<br />
Messe Augsburg ASMV GmbH,<br />
Augsburg ........................................ 95<br />
Messe Düsseldorf GmbH,<br />
Düsseldorf ................................. 15,31<br />
MICRO-EPSILON-MESS- TECHNIK<br />
GmbH & Co. KG, Ortenburg ............. 3<br />
Novotechnik Messwertaufnehmer<br />
oHG, Ostfildern ............ 67<br />
ODU GmbH & Co. KG, Mühldorf .... 71<br />
F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG,<br />
Schwerte ........................................ 47<br />
Phoenix Contact GmbH & Co. KG,<br />
Blomberg ........................................ 11<br />
RCT Reichelt Chemietechnik<br />
GmbH + Co., Heidelberg ........ 113,121<br />
REIFF Technische Produkte GmbH,<br />
Engineering-Know-how regelmäßig?<br />
<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong> Das Engineering Magazin/06/2019/Druckstruktur_<strong>KEM</strong> - Seite 1 BUH<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />
Sensorik ist<br />
Rohstoff für IoT<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Seite 32<br />
06 2019<br />
www.kem.de<br />
Titelstory Seite 50<br />
Digitalisierung der<br />
letzten Meile per IO-Link<br />
Zuverlässige<br />
Überwachung<br />
Eine Frage<br />
der Präzision<br />
Messtechnik & Sensoren Elektromotoren<br />
Seite 54<br />
Seite 66<br />
<strong>KEM</strong> Porträt | „KI macht Sensoren intelligent“<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 1<br />
Online finden Sie uns unter<br />
www.kem.de, auf Twitter unter<br />
@<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong><br />
Reutlingen .................................... 120<br />
RINGSPANN GmbH,<br />
Bad Homburg ................................. 27<br />
Schmidt-Kupplung GmbH,<br />
Wolfenbüttel ................................... 87<br />
Schweizer GmbH & Co.KG,<br />
Reutlingen .................................... 121<br />
SICK AG, Waldkirch ........................... 2<br />
Smalley Steel Ring Company,<br />
US-Lake Zurich, IL 60047 ....... 101,121<br />
Technische Akademie<br />
Esslingen e.V., Ostfildern .............. 121<br />
Telemeter Electronic GmbH,<br />
Donauwörth .................................... 60<br />
Tünkers Maschinenbau GmbH,<br />
Ratingen ......................................... 81<br />
Türk & Hillinger GmbH, Tuttlingen ..... 5<br />
Virtual Dimension Center<br />
Fellbach w. V., Fellbach .................. 119<br />
Herbert Waldmann GmbH & Co. KG<br />
Waldmann GmbH & Co. KG,<br />
Villingen-Schwenningen ................... 9<br />
Sensor-Technik Wiedemann GmbH<br />
Steuer- und Regelelektronik,<br />
Kaufbeuren ................................... 120<br />
WITTENSTEIN alpha GmbH,<br />
Igersheim ........................................ 17<br />
Zollern GmbH & Co. KG,<br />
Sigmaringendorf ............................. 43<br />
ÜV Überlastschutz und<br />
Verbindungsysteme GmbH,<br />
Mömlingen ................................... 120<br />
Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> liefert monatlich Trend- und Praxiswissen für<br />
die Produktentwicklung. Schwerpunkte liegen auf dem Maschinenund<br />
Anlagenbau, Sonderausgaben beleuchten detailliert auch angrenzende<br />
Branchen und Fachgebiete sowie Sonderthemen wie das<br />
Systems Engineering und die Automobilkonstruktion. Wenn Sie an<br />
einem Probeexemplar interessiert sind, schicken Sie uns doch ein<br />
Mail mit dem Betreff „Probe <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>“ an:<br />
kem.redaktion@konradin.de<br />
Die smarten Getriebe von Wittenstein alpha verfügen<br />
über ein integriertes Sensormodul mit IO-Link-Schnittstelle<br />
und bieten so volle Industrie-4.0-Konnektivität.<br />
Sie sind serienmäßig verfügbar und in der Lage,<br />
Größen wie Temperatur, Vibrationen, Betriebsdauer<br />
oder Einbaulage direkt im Getriebe zu erfassen,<br />
zu speichern, auszugeben sowie in integrierten<br />
Logikfunktionen zu verarbeiten. Nicht nur für das<br />
Condition Monitoring ergeben sich hieraus völlig neue<br />
Perspektiven.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 7-8/2019 erscheint am 20.08.2019<br />
INFO<br />
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 />
Carmelina Weber<br />
Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />
carmelina.weber@konradin.de<br />
Layout:<br />
Matthias Rösiger, Phone +49 711 7594–273<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />
Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 54 vom 1.10.2018<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 />
<strong>KEM</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos nur an<br />
qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 85,00 € inkl. Versandkosten und<br />
MwSt.; Ausland: 85,00 € inkl. Versandkosten.<br />
Einzelverkaufspreis: 8,60 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />
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 />
633 08 99, E-Mail: f.stoll@iff-media.ch USA: TD.A. Fox Advertising<br />
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 />
erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich geschützt.<br />
Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen<br />
gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung<br />
des Verlages.<br />
Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />
Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
Printed in Germany.<br />
© 2019 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Leinfelden-Echterdingen.<br />
EDA<br />
122 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019
Brushed to last forever<br />
Wussten Sie, dass unsere Bürsten Helden bis hoch in den Himmel sind?<br />
KULLEN-KOTI Bürsten - Exklusiv für die Metallbearbeitung. Vom Entgraten, Glätten, Entrosten bis zum<br />
Polieren und Reinigen mit KULLEN-KOTI Werkzeugbürsten finden Sie die richtige Lösung.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019 123
KELLER in Space<br />
Internationale Raumstation ISS<br />
mit Schweizer Druckmesstechnik<br />
Absolut- und Differenzdrucktransmitter<br />
regeln regenerative Prozesse<br />
in der Sauerstoffversorgung der ISS<br />
Druckmesstechnik für Anwendungen<br />
unter extremen Anforderungen<br />
Zum Beispiel in folgenden Bereichen:<br />
50 mbar…20 bar<br />
0…110 °C<br />
1…9 VDC und RS485<br />
Gemeinsame Entwicklung mit dem Kunden für den Kunden<br />
Höchste Anforderungen an Stabilität und Zuverlässigkeit<br />
Durchgängige Qualitätssicherung von Verkauf über Entwicklung<br />
bis zur Fertigung in spezialisierten Bereichen<br />
Sensor + Test I Halle 1 I Stand 335<br />
124 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 06 2019<br />
keller-druck.com