KEM Konstruktion Antreiben Steuern Bewegen 2020
Trendthema: Intralogistik; KEM Porträt: Bernd Neugart und Thomas Herr, Geschäftsführer bei Neugart - "Immer auch Zahnräder im Kopf"
Trendthema: Intralogistik; KEM Porträt: Bernd Neugart und Thomas Herr, Geschäftsführer bei Neugart - "Immer auch Zahnräder im Kopf"
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Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
<strong>2020</strong><br />
www.kem.de<br />
Sonderausgabe <strong>Antreiben</strong> – <strong>Steuern</strong> – <strong>Bewegen</strong><br />
Titelstory Seite 32<br />
Entwicklungsziel<br />
Reibungsreduzierung<br />
Alternative<br />
Zykloidgetriebe<br />
Getriebe<br />
Seite 39<br />
Wirkungsgrad<br />
gesteigert<br />
Synchronmotoren<br />
Seite 46<br />
Digitalisierung<br />
nutzen<br />
Pneumatik<br />
Seite 54<br />
Im Gespräch | „Immer auch Zahnräder im Kopf“<br />
Bernd Neugart, Geschäftsführer Neugart GmbH, K|E|M Kippenheim <strong>Konstruktion</strong> – <strong>Antreiben</strong> Seite 14 - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 1
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Halle 5, Stand E13<br />
20–24 April <strong>2020</strong><br />
2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong><br />
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EDITORIAL<br />
Hehre Ziele<br />
Mehr Präzision.<br />
Präzise Wegmessung<br />
für Maschinenbau<br />
und Automatisierung<br />
Entwicklungen aktueller Antriebstechnik eint eines: Sie zielen auf Präzision<br />
und Zuverlässigkeit ab. Wenngleich IoT-Trends und Konzepte digitaler Transformation<br />
neue, relevante Impulse im Engineering setzen, bilden bewährte<br />
Antriebstechnologien in langlebigen Maschinen und Anlagen die solide Basis wirtschaftlicher<br />
Anwendungen. Einer wachsenden ökologischen Verantwortung haben<br />
Antriebstechnologien darüber hinaus zu genügen.<br />
Wichtige Trends mechanischer und elektromechanischer Antriebstechnik spiegeln<br />
sich in unserer Sonderausgabe wider: Lesen Sie in der Titelgeschichte (S. 32), welche<br />
Stellschrauben Entwickler nutzen, um Wälzlager energetisch zu optimieren.<br />
Im konkreten Fall bedeutet das vor allem, innere Reibung weiter zu reduzieren.<br />
Im Porträt von <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> sind wir den Fragen nachgegangen, welche<br />
Alleinstellungsmerkmale es in der <strong>Konstruktion</strong> und Entwicklung leistungsfähiger<br />
Planetengetriebe sowie Sondergetriebe gibt und wie sich ein entsprechendes<br />
Getriebeprogramm vom Wettbewerb abheben kann. Wir haben mit Bernd Neugart<br />
und Thomas Herr, als erfahrene Getriebespezialisten, gesprochen (S. 14).<br />
Lesen Sie in der Ausgabe auch, was es mit der sogenannten Ironhand mit Soft-<br />
Extra-Muscle-Technology und nützlicher Datenanalyse auf sich hat (S. 36).<br />
Und erfahren Sie in einem Beispiel aus der Fabrikautomation, inwiefern Anwender<br />
vom Digitalwissen rund um künstliche Intelligenz und Analysemethoden profitieren<br />
können. In der Fertigung kann das Expertenwissen von Maschinenbedienern<br />
mit passenden statistischen Methoden künstlicher Intelligenz (KI) zusammengebracht<br />
werden, um letztlich effizienter zu produzieren. Interessant ist, dass dieses<br />
Digitalwissen zu Kunden und Anwendern gelangt – und zwar in Form neuer<br />
digitaler Angebote zur Wartung und Instandhaltung (S.54). Eine spannende Lektüre,<br />
wünscht Ihnen<br />
Nico Schröder<br />
Korrespondent<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
nico.schroeder@konradin.de<br />
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Konfokal-chromatische<br />
Sensoren für alle Oberflächen<br />
Hochpräzise Weg- & Abstandsmessung<br />
Dickenmessung von Glas und<br />
transparenten Objekten<br />
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Erfassung kleinster Teile<br />
Schnellste Messrate weltweit: 70 kHz<br />
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Inhalt <strong>Antreiben</strong> -<br />
<strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong><br />
57. Jahrgang<br />
TITELSTORY<br />
Entwicklungsziel:<br />
Reibungsreduzierung<br />
Wälzlager können einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger<br />
und energieoptimierter Maschinen und Antriebe<br />
leisten. Der zentrale Parameter ist hier die innere Reibung,<br />
die es zu verringern gilt. Es gibt Stellschrauben,<br />
mit denen man diesen Faktor beeinflussen kann.<br />
Bild: Halfpoint/stock.adobe.com<br />
18<br />
Mit der <strong>2020</strong> neu strukturierten Hannover Messe erhalten<br />
auch Intralogistik-Lösungen ein neues Zuhause. Die Cemat<br />
findet sich jetzt als Ausstellungsbereich Logistics in den<br />
Hallen 2 bis 5. Besucher können zudem das Potenzial von<br />
Drohnen in der Industrial Drone Arena erkunden.<br />
Magazin<br />
Branchennews<br />
Automation, Motion & Drives auf der Hannover Messe <strong>2020</strong> ......... 6<br />
ZVEI entwickelt Leitfaden zum Umgang mit Daten ......................... 7<br />
Vertriebspartnerschaft zwischen SMC und Misumi ........................ 8<br />
Open Manufacturing Platform wächst ........................................... 10<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> Service<br />
Online-Tipps<br />
Mobile Maschinen & Fahrzeuge ..................................................... 11<br />
Tipps & Termine<br />
Workshop Material Digital <strong>2020</strong> in Freiburg ................................... 12<br />
The Big Green Book Edition <strong>2020</strong> von Norelem ............................ 12<br />
<strong>KEM</strong> Porträt<br />
Bernd Neugart und Thomas Herr, Geschäftsführer Neugart<br />
„Immer auch Zahnräder im Kopf“ .................................................. 14<br />
Bild: Festo<br />
Bild: Nabtesco<br />
39<br />
Wenn geringes Spiel und eine hohe Positioniergenauigkeit von<br />
wesentlicher Bedeutung sind, bieten Zykloidgetriebe im Vergleich<br />
zu Planetengetrieben die besseren Leistungsdaten.<br />
54<br />
Digitalisierungswissen und Methoden künstlicher Intelligenz spiegeln<br />
sich in digitalen Angeboten wie IoT-Gateways oder App-Services von<br />
Festo wider.<br />
Trends<br />
Intralogistik<br />
Cemat ist jetzt Ausstellungsbereich Logistics ................................... 18<br />
Linearführungstechnologie in Verpackungsanwendung ................. 20<br />
Vollautomatische Abfüllanlage für mehrere Flüssigkeiten ............. 22<br />
Produkt-News aus dem Bereich <strong>Antreiben</strong>, <strong>Steuern</strong>, <strong>Bewegen</strong> .... 24<br />
Antriebstechnik<br />
Titelstory<br />
Wälzlager: Viele Stellschrauben für energetische Optimierung ...... 32<br />
Wälz- & Gleitlager<br />
Kaltgerollte Kugelgewindetriebe bewegen Hand-Exoskelett ........ 36<br />
Getriebe<br />
Zykloidgetriebe als Alternative zu spielarmen Planetengetrieben .. 39<br />
4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Neue Wege gehen?<br />
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32<br />
Bild: NSK<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
Federkraft-Zahnhaltebremse als Alternative zu<br />
herkömmlichen Permanentmagnet-Haltebremsen ............... 42<br />
Monitoring-Lösungen für Servobremsen .............................. 44<br />
.<br />
Elektromotoren<br />
IE5+-Synchronmotoren mit hohem Wirkungsgrad ................ 46<br />
Spindelmotoren mit FDB-Technologie<br />
erobern neue Anwendungen ................................................ 48<br />
Servoantriebe mit Hohlwelle für Automation und Handling .. 52<br />
Maschinenelemente<br />
Einzelbauteile<br />
Sonderstoßdämpfer mit 10-fach gesteigerter Taktfrequenz .. 52<br />
Fluidtechnik<br />
Pneumatik<br />
Festo stellt Anwendern Digitalisierungswissen bereit .......... 54<br />
Standardventil für sicher begrenzte Geschwindigkeit ........... 57<br />
Rubriken<br />
Editorial ................................................................................... 3<br />
Wir berichten über ................................................................ 10<br />
Inserentenverzeichnis ........................................................... 58<br />
Vorschau ............................................................................... 58<br />
Impressum ............................................................................ 58<br />
Bremsenlösungen<br />
für Intralogistik & Robotik<br />
Mit dem Zukauf von INTORQ haben wir unser<br />
Produktportfolio der elektromagnetischen Bremsen<br />
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Hannover Messe<br />
20. – 24. April <strong>2020</strong><br />
Halle 4 / Stand C04<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 5<br />
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MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Automation, Motion & Drives auf der Hannover Messe <strong>2020</strong><br />
Cobots – das flexible Powertool<br />
Damit die Kollaboration zwischen Mensch und Roboter gelingt, müssen<br />
Risiken ausgeschlossen werden. Um Potenziale und Sicherheit der<br />
Mensch-Maschine-Interaktion geht es im Bereich Automation, Motion &<br />
Drives auf der Hannover Messe in Halle 6.<br />
Cobots bieten große Potenziale für die flexible Automatisierung besonders<br />
in Verbindung mit Machine Learning und Künstlicher Intelligenz<br />
Marktgrößen wie ABB, Atlanta, Bosch, Igus,<br />
Pilz, Stäubli, Universal Robots, Yaskawa oder<br />
Yuanda präsentieren ihre kollaborativen Roboter<br />
hauptsächlich in der neuen Robotik-Halle<br />
6. Hinzu kommen Komponenten wie Greifsysteme<br />
von Schunk oder Zimmer sowie die<br />
industrielle Bildverarbeitung mit Lösungen<br />
etwa von Isra Vision oder Stemmer. Auch die<br />
klassischen Industrieroboter von Yaskawa,<br />
Stäubli, Yamaha und vielen mehr stellen ihr<br />
Können in Halle 6 unter Beweis. Ergänzt wird<br />
das Angebot durch unterstützende Softwarelösungen<br />
für die Roboter-Programmierung –<br />
beispielsweise von Artiminds.<br />
„Robots und Cobots bieten große Potenziale<br />
für die flexible Automatisierung in der Fertigung<br />
– besonders auch in Verbindung mit<br />
Machine Learning und Künstlicher Intelligenz“,<br />
so Hubertus von Monschaw, Global Director<br />
Automation, Motion, Drives im Team<br />
der Deutschen Messe. „In Hannover zeigen<br />
wir, was heute möglich ist, und werfen einen<br />
Blick in die nahe Zukunft der digitalisierten Industrie.“<br />
Bild: Deutsche Messe<br />
Kollege Cobot bringt Vorteile<br />
Darüber hinaus geht es um die vielen Vorteile,<br />
die der Cobot als direkter Kollege in die<br />
Fertigungshalle mitbringt. Der menschliche<br />
Mitarbeiter wird entlastet, Prozessschritte<br />
werden flexibilisiert und unterm Strich wirtschaftlicher.<br />
„Ein Cobot ist ein flexibles<br />
Powertool in einem dynamischen Produktionsumfeld“,<br />
sagt Dr. Jens Kotlarski, CEO von<br />
Yuanda Robotics. „Im ersten Schritt zeigt<br />
man dem Cobot, was seine angedachte Aufgabe<br />
ist, um ihn im nächsten Schritt eigenständig<br />
diese Arbeit verrichten zu lassen.“<br />
Dabei liegt der Mehrwert der Cobots ganz<br />
klar in der wirtschaftlichen Flexibilität. „Selbst<br />
tageweise kann das System wirtschaftlich an<br />
unterschiedlichen Anlagen betrieben werden<br />
und unterschiedliche Prozessschritte automatisieren“,<br />
so Kotlarski.<br />
Alles eine Frage der Sicherheit<br />
Wenn Mensch und Roboter zusammenarbeiten,<br />
darf der Roboter nicht das Maximum an<br />
Kraft und Schnelligkeit mitbringen. Es gibt<br />
Gründe für den scheinbaren Widerspruch.<br />
Das ist eine Frage der Sicherheit. Denn wenn<br />
Mensch und Roboter bei der Arbeit in Kontakt<br />
kommen, darf der Mensch nicht verletzt<br />
werden. Cobots werden in ihrem Leistungsumfang<br />
auch mithilfe von Sensorik genau darauf<br />
ausgelegt. Die Sicherheit in der Mensch-<br />
Roboter-Kollaboration ist ein Aspekt, der auf<br />
der Hannover Messe im Bereich Robotik in<br />
Halle 6 eine wichtige Rolle spielen wird.<br />
Es gibt weltweit festgelegte Sicherheitsnormen,<br />
die in einer Risikoanalyse zu überprüfen<br />
und zu erfüllen sind. „Bei der Auswahl eines<br />
Cobots sollte man darauf achten, ob die geltenden<br />
Normen berücksichtigt und eingehalten<br />
werden“, sagt Yuanda-Chef Kotlarski.<br />
„Nur, wenn ein Cobot auch zertifiziert in der<br />
Lage ist, seine Geschwindigkeit und Position<br />
sowie äußere Krafteinwirkung sicher zu überwachen,<br />
ist er faktisch sicher.“<br />
KI und Machine Learning für Praktiker<br />
Enorme Potenziale für die Entwicklung der industriellen<br />
Fertigung bieten auch die Künstliche<br />
Intelligenz (KI) und Machine Learning<br />
(ML). Darum geht es beim Industrial Pioneers<br />
Summit am 22. April <strong>2020</strong> im Rahmen<br />
der Hannover Messe. Die Industrieproduktion<br />
steht im Mittelpunkt des Programms.<br />
Deshalb versammelt der Industrial Pioneers<br />
Summit die Vordenker und Umsetzer von KI<br />
und ML für die Industrie. Praktiker berichten<br />
aus ihren Projekten. Themen sind Small Data<br />
vs. Big Data, Edge und/oder Cloud, Sprachsteuerungen<br />
für Maschinen, KI und ML im<br />
Sondermaschinenbau, Quantencomputing<br />
oder AutoML im Maschinenbau.<br />
„Der Anspruch des Treffens ist es nicht, KI<br />
oder ML in ihre wissenschaftlichen, mathematischen<br />
Bestandteile zu zerlegen. Wir wollen<br />
mit Vertretern aus der Industrie über Anwendungen<br />
und Technologien diskutieren,<br />
um KI und ML zu entmystifizieren“, so Hubertus<br />
von Monschaw. „Wir stellen KI und ML in<br />
den Mittelpunkt, weil es in fünf Jahren ein<br />
notwendiger Schritt sein wird, um als Unternehmer<br />
weiterhin erfolgreich zu sein.“ bt<br />
www.hannovermesse.de<br />
6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
20.-24. April <strong>2020</strong><br />
Elektroindustrie Leitbranche der Digitalisierung<br />
ZVEI entwickelt Leitfaden für Daten<br />
Halle 9<br />
Stand D26<br />
Besuchen Sie uns!<br />
Bild: ZVEI<br />
Der ZVEI – Zentralverband Elektrotechnikund<br />
Elektronikindustrie e.V., Frankfurt am<br />
Main, sieht die Elektroindustrie als Leitbranche<br />
der Digitalisierung in einer besonderen<br />
Verantwortung der Datennutzung und hat daher<br />
einen „Leitfaden für den verantwortungsvollen<br />
Umgang mit Daten und Plattformen“<br />
veröffentlicht. Angesichts der bisher ungekannten<br />
Menge an Daten fordert der ZVEI<br />
klare Regeln für die Daten- und Plattformökonomie,<br />
die vor allem eines sicherstellen müssen:<br />
gesellschaftliches Vertrauen als notwendige<br />
Voraussetzung für eine erfolgreiche Datenwirtschaft.<br />
Für Künstliche Intelligenz-Algorithmen beispielsweise<br />
dürfe es keine „one size fits<br />
all“-Regulierung geben. „Ein KI-Algorithmus<br />
zur Gesichtserkennung muss anderen, gerade<br />
auch ethischen, Regeln unterliegen als ein<br />
Algorithmus, der zur Optimierung der industriellen<br />
Produktion eingesetzt wird“, so Michael<br />
Ziesemer, Präsident des ZVEI<br />
Der ZVEI fordert eine intensive Auseinandersetzung<br />
über die künftige Datennutzung in<br />
Deutschland und Europa und legt mit den<br />
„Leitlinien der deutschen Elektroindustrie<br />
zum verantwortungsvollen Umgang mit Daten<br />
und Plattformen“ einen Diskussionsvorschlag<br />
vor. Wichtig sei, vorhandene Daten<br />
künftig besser für industrielle Innovationen<br />
und neue Geschäftsmodelle nutzen zu können.<br />
„Die Datenökonomie ist eine Chance,<br />
insbesondere die Industrie in Europa im internationalen<br />
Wettbewerb zu stärken“, betont<br />
der ZVEI-Präsident weiter. „Die EU-Kommission<br />
muss den digitalen Binnenmarkt jetzt<br />
vollenden: Er ist der Schlüssel zur technologischen<br />
Souveränität unseres Kontinents.“ eve<br />
Die Leitlinien zum Download: hier.pro/hzisz<br />
Michael Ziesemer,<br />
Präsident des ZVEI: Für<br />
KI-Algorithmen darf es<br />
keine „one-size-fitsall“-Regulierung<br />
geben<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 7
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Vertriebspartnerschaft zwischen SMC und Misumi<br />
One-Stop-Shop für Automatisierung<br />
Pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik<br />
jederzeit verfügbar und schnell<br />
europaweit im Einsatz, mit diesem Ziel starten<br />
SMC und das auf die mechanische Komponentenherstellung<br />
und den Vertrieb spezialisierte<br />
Unternehmen Misumi eine Partnerschaft<br />
für Deutschland und Europa. Das breite<br />
Automatisierungsportfolio von SMC als<br />
Hersteller, Partner und Lösungsanbieter für<br />
elektrische und pneumatische Automatisierungstechnik<br />
ist dabei auch über den Online-<br />
Shop von Misumi rund um die Uhr bestellbar<br />
– von elektrischen und pneumatischen Zylindern<br />
oder Greifern über Ventile, Sensoren<br />
und Ionisierer bis hin zu Lösungen für die<br />
Druckluftaufbereitung. Mehr als 1200 SMC-<br />
Produkte sind bereits direkt ab Lager verfügbar,<br />
über 400.000 im Online-Shop gelistet.<br />
„Wir verstärken damit unsere Präsenz am<br />
Markt und Misumi wird zum One-Stop-Shop<br />
für leistungsstarke Automatisierungstechnik<br />
in der Branche“, sagt Ralf Laber, Managing Director<br />
bei SMC.<br />
Die beiden Unternehmen arbeiten bereits<br />
seit 2016 erfolgreich in Japan zusammen.<br />
Nun weiten die beiden Unternehmen ihre<br />
Partnerschaft auf Deutschland und Europa<br />
aus. Ralf Laber: „Der Online-Versandhandel<br />
ist nicht nur im privaten Sektor angekommen.<br />
Auch große Unternehmen nutzen heute<br />
E-Commerce-Plattformen, um schnell und<br />
unkompliziert Komponenten zu bestellen.“<br />
Bild: SMC<br />
Darüber hinaus hat sich das Modell europaweit<br />
speziell auch bei kleinen und mittleren<br />
Unternehmen durchgesetzt, die besonderes<br />
Augenmerk auf Effizienz und einfache Einkaufsprozesse<br />
legen. „Wir behalten unsere<br />
traditionellen Vertriebswege natürlich bei, ergänzen<br />
das Angebot aber durch unsere Partnerschaft<br />
und machen es einfacher für Endkunden,<br />
die passenden Lösungen und Ersatzteile<br />
zu bestellen“, betont Ralf Laber. „Darüber<br />
hinaus entwickeln wir weiter gemeinsam<br />
mit unseren Kunden individuelle Automatisierungslösungen<br />
in unserem Industrial<br />
Application Center in Egelsbach.“<br />
„Unternehmen<br />
nutzen unsere<br />
E-Commerce-Plattform,<br />
um<br />
schnell<br />
Komponenten<br />
zu<br />
bestellen.“<br />
Start der Vertriebspartnerschaft<br />
zwischen<br />
SMC und Misumi in<br />
Deutschland und<br />
Europa<br />
Die Zusammenarbeit stärkt nicht nur den Vertrieb,<br />
Kunden profitieren auch von den Vorzügen<br />
zweier starker Logistiknetze. „Als weltweit<br />
agierendes Handelsunternehmen haben<br />
wir mehr als 300.000 Kunden“, sagt Stephan<br />
Stammberger, Managing Director, COO<br />
Sales & Marketing bei Misumi. „Unser Logistikzentrum<br />
für Europa und Afrika liegt im<br />
Frankfurter Stadtteil Kalbach.“ Dort lagern neben<br />
mehr als 1200 SMC-Komponenten auch<br />
alle weiteren Bauteile, die Misumi in ganz<br />
Europa und Afrika ausliefert.<br />
bt<br />
www.smc.de<br />
www.misumi.de<br />
RK Rose+Krieger gründet neue Tochtergesellschaft<br />
Zusätzliche Kompetenzen und Absatzmärkte<br />
Bild: RK Automatisierungs- und Handhabungstechnik<br />
Das Führungstrio der RK Automatisierungs- und<br />
Handhabungstechnik GmbH: Franz Hadrian, Kaufmännischer<br />
Leiter, Erhard Peters, Vertriebsleiter,<br />
und Malte Stahnke, Technischer Leiter (v.l.n.r.)<br />
RK Rose+Krieger übernahm mit Wirkung<br />
zum 1. Januar <strong>2020</strong> die beiden norddeutschen<br />
Unternehmen APT GmbH Automation<br />
& Produktionstechnik (APT) und Linear- und<br />
Handhabungstechnik GmbH (LHT) und verschmolz<br />
sie zur RK Antriebs- und Handhabungstechnik<br />
GmbH (RK-AHT). Sitz der neuen<br />
100-prozentigen Tochtergesellschaft mit<br />
insgesamt 29 Mitarbeitern ist Bienenbüttel,<br />
südlich von Lüneburg.<br />
RK-AHT wird als norddeutsche Handelsvertretung<br />
für RK-Produkte tätig sein und gleichzeitig<br />
gezielt anspruchsvolle Systemlösungen<br />
auf den Gebieten Automatisierung und Produktionstechnik<br />
für Kunden in Norddeutschland<br />
und weltweit anbieten.<br />
„Durch die Übernahme von APT mit seinen<br />
erfahrenen Spezialisten aus Robotik, Verfahrenstechnik<br />
und Hardware- sowie Softwareentwicklung<br />
gewinnen wir neue Kompetenzen<br />
in den Bereichen Steuerungstechnik,<br />
Elektrik und Software hinzu“, erklärt Hartmut<br />
Hoffmann, der als Geschäftsführer beider<br />
Unternehmen, RK Rose+Krieger und RK-<br />
AHT, fungiert. Bei der Führung des neuen Unternehmens<br />
unterstützen ihn Malte Stahnke,<br />
bisheriger Geschäftsführer der APT, als Technischer<br />
Leiter, Erhard Peters, ehemaliger Geschäftsführer<br />
der LHT, der die Vertriebsleitung<br />
übernimmt, und der Kaufmännische Leiter<br />
von RK Rose+Krieger, Franz Hadrian, der<br />
dieses Ressort auch im neuen Unternehmen<br />
verantwortet.<br />
bt<br />
www.rk-rose-krieger.com<br />
8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Dunkermotoren treiben Fahrwerk an<br />
Herzstück des Rover<br />
Studierende der Frankfurt University of Applied<br />
Sciences entwickeln die mobile Roboterplattform<br />
(Rover) „Horizon XIX“ für den internationalen<br />
Studentenwettbewerb European<br />
Rover Challenge. Dieser zählt zu den größten<br />
internationalen Weltraum- und Robotikveranstaltungen.<br />
Der Rover ist für die marsähnliche<br />
Aufgaben des Wettbewerbs ausgelegt.<br />
Zwei mittig im Fahrwerk querliegende,<br />
um 180° versetzte Antriebe von Dunkermotoren<br />
treiben das Fahrwerk an. Die Übertragung<br />
des Drehmoments erfolgt über Zahnriemen.<br />
Die leistungsstarken Antriebseinheiten<br />
von Dunkermotoren bestehen aus dem<br />
BLDC-Motor des Typs BG 65Sx50, dem Planetengetriebe<br />
PLG 63LL sowie der Bremse/<br />
Gebersystem-Kombination E90 + RE30-3-<br />
500TI24. Die Ansteuerung der Motoren erfolgt<br />
über die Steuerungselektronik BGE<br />
6010 A von Dunkermotoren. Der Steuerungselektronik<br />
liegt ein 4-Quandranten-Regler zugrunde.<br />
Der Mikrocontroller realisiert über<br />
die selbst entwickelte CANopen Library die<br />
Kommunikation. Erfolgt ein neuer Fahrbefehl<br />
über den Joystick wird zunächst die Bremse<br />
gelöst, die CiA 402 Power State Machine<br />
wird durchlaufen bis der Zustand „Operational<br />
enabled“ erreicht ist. In besagten Zustand<br />
ist die Spannung für den Controller zugeschaltet<br />
und das Drehmoment freigegeben.<br />
Die Joystick-Bewegung rechnet der Mikrocontroller<br />
in Geschwindigkeiten für die<br />
beiden Motoren um und schreibt mittels<br />
CAN-open Nachricht in die entsprechenden<br />
Objektverzeichnisse. Die Steuerungselektronik<br />
setzt nun das Anfahren auf die gewünschte<br />
Geschwindigkeit um.<br />
bt<br />
www.dunkermotoren.de<br />
Bild: Dunkermotoren<br />
Das Kettenfahrwerk<br />
in Kombination mit<br />
den leistungsstarken<br />
Antriebseinheiten<br />
ermöglicht eine<br />
präzise Steuerung<br />
des Rovers in<br />
schwierigem<br />
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MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Zusammenarbeit von Anheuser-Busch InBev, die BMW Group, Bosch, Microsoft und ZF Friedrichshafen<br />
Die Open Manufacturing Platform wächst<br />
Der erste Auftritt der Open Manufacturing Platform (v.l.n.r.): Sven Hamann, SVP Bosch<br />
Connected Industry; Ralf Waltram, VP IT Systems Produktion und Logistik, BMW Group;<br />
Dr.-Ing. Michael Bolle, Mitglied des Vorstands, Bosch-Gruppe; Scott Guthrie, EVP Cloud<br />
& AI, Microsoft; Werner Balandat, Leiter Produktionsmanagement, ZF Friedrichshafen AG<br />
Die Open Manufacturing Platform (OMP)<br />
wächst durch neue Mitglieder im Steering<br />
Committee sowie neu eingerichtete Arbeitsgruppen:<br />
Die OMP ist eine 2019 gegründete<br />
Allianz, die produzierende Unternehmen bei<br />
der Skalierung von Innovationen unterstützt,<br />
sowohl durch branchenübergreifende Zusammenarbeit<br />
und Wissens- und Datenaustausch<br />
als auch durch Zugang zu neuen Technologien.<br />
Die OMP wurde unter dem Dach<br />
der Joint Development Foundation gegründet,<br />
die Teil der Linux Foundation ist.<br />
Die Gründungsmitglieder Microsoft und die<br />
BMW Group begrüßten Anheuser-Busch In-<br />
Bev, Bosch und die ZF Friedrichshafen AG als<br />
neue Mitglieder im OMP Steering Committee.<br />
Dieses Komitee hat eine Reihe von Arbeitsgruppen<br />
bestätigt, die auf für die Bran-<br />
Bild: Open Manufacturing Platform<br />
che wichtige Kernbereiche fokussieren, darunter<br />
IoT-Konnektivität, semantische Datenmodelle,<br />
eine IIoT-Referenzarchitektur und<br />
zentrale Services für ATS (Autonome Transportsysteme).<br />
Die Ausweitung der intelligenten Produktion<br />
führt zu Effizienz- und Produktivitätssteigerungen<br />
und bringt zugleich neue Herausforderungen<br />
mit sich. Innerhalb der Branche haben<br />
Legacy- und proprietäre Systeme zu Datensilos<br />
geführt, die betriebsweite Einblicke<br />
und eine Transformation erschweren. Als bekanntes<br />
Hindernis für die gesamte Industrie<br />
erfordert dies oft ein hohes Maß an Investitionen<br />
bei initial überschaubarem Mehrwert<br />
innerhalb einer einzelnen Organisation. Die<br />
OMP wurde konzipiert, genau hier anzusetzen.<br />
Hersteller und Zulieferer kommen zusammen,<br />
um gemeinsam Lösungen für diese<br />
nicht-differenzierenden Probleme zu identifizieren<br />
und zu entwickeln. Die Plattform<br />
bringt dafür Experten aus dem gesamten Fertigungssektor<br />
zusammen – darunter diskrete<br />
und Prozessfertigung, Transport und Konsumgüter,<br />
Industrieanlagen und mehr. „Unser<br />
Ziel ist es, skalierbare Innovationen in der<br />
Fertigung voranzutreiben, die Zeit bis zur<br />
Wertschöpfung zu verkürzen und die Produktionseffizienz<br />
zu steigern, indem wir auf der<br />
Grundlage eines Open-Community-Ansatzes<br />
gemeinsame Herausforderungen miteinander<br />
lösen“, sagte Jürgen Maidl, Leiter Logistik<br />
BMW Group Produktionsnetzwerk. „Die<br />
OMP hilft produzierenden Unternehmen dabei,<br />
das Potenzial ihrer Daten zu erschließen,<br />
industrielle Lösungen schneller und sicherer<br />
zu implementieren und vom Mitwirken der<br />
Industrie zu profitieren. Dabei werden gleichzeitig<br />
geistiges Eigentum und Wettbewerbsvorteile<br />
bewahrt, betriebliche Risiken gemindert<br />
und finanzielle Investitionen reduziert.“<br />
Die OMP agiert unter dem Dach der Joint<br />
Development Foundation (JDF). Die JDF ist<br />
Teil der Linux Foundation und bietet der OMP<br />
die Infrastruktur und den organisatorischen<br />
Rahmen zur Erstellung technischer Spezifikationen<br />
sowie zum Voranbringen offener Industriestandards.<br />
Die OMP unterstützt andere<br />
Allianzen, einschließlich der OPC Foundation<br />
und der Plattform Industrie 4.0, und nutzt<br />
bestehende Industriestandards, Open-Source-Referenzarchitekturen<br />
und gemeinsame<br />
Datenmodelle.<br />
ik<br />
www.microsoft.com<br />
Wir berichten über<br />
ABB .......................................... 6<br />
ACE Stoßdämpfer .................. 52<br />
Amazon Web Services ........... 18<br />
Anheuser-Busch InBev ........... 10<br />
Atlanta ...................................... 6<br />
Beckhof .................................. 20<br />
Bioservo Technologies ............ 36<br />
BMW ...................................... 10<br />
Bosch ................................. 6, 10<br />
B&R Industrie-Elektronik ........ 31<br />
Dahl Automation .................... 28<br />
Deutsche Messe .................... 18<br />
DM ........................................... 9<br />
Dunkermotoren ........................ 9<br />
Eichenberger Gewinde .......... 36<br />
Ewellix ................................... 26<br />
Faulhaber ............................... 30<br />
Festo ...................................... 54<br />
GHM Group ........................... 26<br />
Harmonic Drive ...................... 50<br />
HepcoMotion ......................... 20<br />
Igus .................................... 6, 29<br />
Isra Vision ................................. 6<br />
Jakob Antriebstechnik ............ 28<br />
Knapp Wälzlagertechnik ......... 27<br />
Maschinenfabrik<br />
Mönninghoff .......................... 42<br />
Mayr Antriebstechnik ............. 44<br />
Microsoft .......................... 10, 18<br />
Minebea Mitsumi ................... 48<br />
MiniTec .................................. 22<br />
Misumi ..................................... 8<br />
Nabtesco Precision Europe .... 39<br />
Neugart .................................. 14<br />
Nord Drivesystems ................ 46<br />
Norelem ........................... 12, 25<br />
NSK ........................................ 32<br />
Oyota Material Handling ........ 18<br />
Packfeeder ............................. 20<br />
Pilz ........................................... 6<br />
PSI .......................................... 18<br />
RK Antriebs- und<br />
Handhabungstechnik ............... 8<br />
RK Rose+Krieger ..................... 8<br />
Rodriguez ............................... 24<br />
Rollon ..................................... 28<br />
SAP ........................................ 18<br />
Schmersal .............................. 12<br />
Schunk ..................................... 6<br />
Siemens ................................. 22<br />
Sigmatek ................................ 30<br />
SMC ................................... 8, 57<br />
Software AG ........................... 18<br />
Stäubli ...................................... 6<br />
Stemmer .................................. 6<br />
TE Connectivity ...................... 31<br />
Universal Robots ................ 6, 28<br />
VDMA ................................ 9, 18<br />
WEG Germany ....................... 24<br />
Yaskawa ................................... 6<br />
Yuanda ..................................... 6<br />
ZF Friedrichshafen .................. 10<br />
Zimmer .................................... 6<br />
ZVEI ......................................... 7<br />
10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
SERVICE<br />
ONLINE-TIPPS<br />
Mobile Maschinen & Fahrzeuge<br />
Die Chancen vernetzter Mobilität<br />
Mobile Maschinen gewinnen nicht nur im Baubereich an<br />
Bedeutung – Smart Construction, Smart Farming oder auch<br />
Smart City heißen die Anwendungsfelder der Zukunft, insbesondere<br />
mit der zunehmenden Vernetzung der Maschinen<br />
Vernetzte mobile Maschinen und Fahrzeuge (CMM –<br />
Connected mobile Machines & Mobility) ermöglichen zukünftig<br />
ganz neue Möglichkeiten. Zwei Beispiele verdeutlichen<br />
dies:<br />
• Lag in der Vergangenheit der Fokus von Baumaschinenherstellern<br />
auf der Funktionalität der einzelnen<br />
Maschine, rücken künftig zusätzlich übergreifende<br />
Systemkonzepte in den Vordergrund. Dabei arbeiten<br />
mehrere Baufahrzeuge bzw. Baumaschinen hochautomatisiert<br />
und koordiniert zusammen. Die konkrete<br />
Aufgabe wird schneller und mit höherer Präzision ausgeführt.<br />
Voraussetzung auf Seite der Maschinen sind<br />
Automatisierungstechnik, Konnektivität sowie die<br />
Möglichkeit, das Gesamtsystem zu koordinieren.<br />
• Moderne Verkehrskonzepte werden Lösungen anbieten,<br />
die vorhandene Infrastruktur sinnvoller und damit<br />
staufreier zu nutzen. Neben Landfahrzeugen trifft das<br />
bspw. auch für Schiffe zu, mit denen sich etwa in Bereichen<br />
mit zahlreichen Wasserwegen der Gütertransport<br />
von der Straße auf das Wasser verlegen lässt.<br />
Voraussetzung auf Seite der Schiffe ist wiederum die<br />
Automatisierung einer Vielzahl von Aufgaben (etwa<br />
das automatische Anlegen oder die automatische Einfahrt<br />
in eine Schleuse) sowie übergeordnet die Koordination<br />
und Steuerung der Güterströme.<br />
Beide Beispiele lassen sich sinngemäß auf nahezu alle<br />
Einsätze mobiler Maschinen (die Landwirtschaft ist hier<br />
mit dem Smart Farming einer der Vorreiter) sowie Fahrzeuge<br />
aller Art (vom Güter- bis hin zum Personentransport)<br />
übertragen. Mit der Betrachtung des ‚Gesamtsystems‘<br />
lässt sich nicht nur die gestellte Aufgabe effizienter<br />
bearbeiten, zusätzlich gefördert wird auch der nachhaltige<br />
Umgang mit den verfügbaren Ressourcen.<br />
Welche Chancen in diesen vernetzten mobilen Anwendungen<br />
stecken, das stellt die <strong>KEM</strong><br />
<strong>Konstruktion</strong> auf ihrer Themenseite<br />
Mobile Maschinen vor:<br />
hier.pro/o8NYI<br />
Bilder: Yuriy (Truck), chesky (AGVs und Urban Mobility),<br />
Oleksandr Delyk (Flugdrohne), Golden Sikorka (Farming) u.<br />
AndSus (Unterwasserdrohne) – alle /stock.adobe.com<br />
Ihre zündende Idee<br />
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20. bis 24. April <strong>2020</strong><br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 11<br />
Ein Unternehmen der Festo Gruppe
SERVICE<br />
Online-Katalog von Schmersal<br />
Klare Struktur für über 7000 Produkte<br />
Der neue Online-Katalog der K.A. Schmersal<br />
GmbH & Co. KG, Wuppertal, zeichnet sich<br />
durch ein modernes Design und eine übersichtliche,<br />
klare Strukturierung aus sowie<br />
durch benutzerfreundliche Auswahl- und<br />
Suchfunktionen. Auf der Website präsentiert<br />
das Unternehmen über 7000 Sicherheitsund<br />
Automatisierungsprodukte – vom einfachen<br />
elektromechanischen Sicherheitsschalter<br />
über programmierbare Sicherheitssteuerungen<br />
bis hin zu Software. Auch Ex-Schaltgeräte<br />
und Komponenten aus dem Bereich<br />
Aufzugtechnik sind hier zu finden.<br />
Ein neues Feature ist die Möglichkeit, auf die<br />
externen Plattformen Cadenas und ePlan zugreifen<br />
zu können. Damit kann der Konstrukteur<br />
die 3-Daten der ausgewählten Produkte<br />
direkt in sein CAD-Programm übernehmen.<br />
Zudem stehen die UL-Zertifikate der Komponenten<br />
jetzt einfach als Download zur Verfügung.<br />
Der Nutzer des Online-Katalogs kann<br />
ausgewählte Produkte mit Hilfe einer Merkzettelfunktion<br />
vormerken und Preisanfragen<br />
oder zusätzliche Informationsabfragen zu die-<br />
sen Produkten einfach und schnell per E-Mail<br />
an den Vertrieb der jeweiligen Schmersal-<br />
Landesgesellschaften richten. Der Online-Katalog<br />
steht in 16 Sprachen zur Verfügung, darunter<br />
auch Chinesisch und Japanisch. bt<br />
www.products.schmersal.com<br />
Bild: Schmersal<br />
The Big Green Book Edition <strong>2020</strong> von Norelem<br />
Zwei Bände, ein Nachschlagewerk<br />
Der Norelem-Katalog The Big Green Book<br />
präsentiert sich im Jahr <strong>2020</strong> erstmals in<br />
zwei separaten Bänden und ist umfassender<br />
und zugleich übersichtlicher denn je. Auf insgesamt<br />
rund 2300 Seiten finden sich rund<br />
60000 Produkte, davon 4000 Neuheiten. Besonders<br />
komfortabel: 98% der Norelem-<br />
Komponenten sind ab Lager lieferbar.<br />
Grünes Licht für alle Konstrukteure, die ihre<br />
Ideen im Maschinen-<br />
und Anlagenbau<br />
verwirklichen<br />
wollen: Norelem<br />
unterstützt sie<br />
mit einer einzigartigen<br />
Auswahl von Norm- und Bedienteilen.<br />
Der Katalog erscheint in insgesamt neun<br />
Sprachen und ist nicht nur als Print-Ausgabe<br />
Bild: Norelem<br />
Der Katalog ist umfassender und<br />
zugleich übersichtlicher denn je<br />
verfügbar, sondern auch per Online-Download<br />
erhältlich. Eine vollständige CAD-Datenbank<br />
rundet den Service ab. Zudem können<br />
Kunden einen USB-Stick mit Katalog und allen<br />
CAD-Daten anfordern. Katalog, Stick und<br />
Download sind kostenlos.<br />
bt<br />
www.norelem.de<br />
Workshop Material Digital <strong>2020</strong> am 22. und 23. April <strong>2020</strong> in Freiburg<br />
Innovativer Umgang mit Werkstoffdaten<br />
Im Workshop Material Digital <strong>2020</strong> präsentieren<br />
namhafte Referenten aus Industrie und<br />
Wissenschaft, wie mit digitalen Workflows,<br />
durchgängigen Datenflüssen und Datenräumen<br />
in werkstoffintensiven Produktlebenszyklen<br />
die Wertschöpfung gesteigert und Innovationen<br />
erzeugt werden können. Der Fachworkshop<br />
legt seinen Schwertpunkt auf<br />
pragmatische Ansätze, um die enorme Herausforderung<br />
der Digitalisierung in der Werkstofftechnik<br />
zielorientiert zu bewältigen.<br />
Der Schlüssel zum Erfolg besteht darin,<br />
Werkstoffe mit ihren Eigenschaften, ihren<br />
Funktionen und ihrem Verhalten digital abzubilden.<br />
Indem Informationen zu veränderlichen<br />
Werkstoffeigenschaften im Produktlebenszyklus<br />
durchgängig verfügbar sind und<br />
die materialwissenschaftliche Bewertung<br />
Eingang in die Produktion findet, ergeben<br />
sich Gestaltungsmöglichkeiten bei der Zuverlässigkeit<br />
und Funktionalität von Bauteilen<br />
und der Effizienz von Fertigungsprozessen.<br />
Die vier Handlungsfelder des Workshops:<br />
• Daten strukturieren und Dateninseln integrieren<br />
Die Basis der Digitalisierung in werkstoffintensiven<br />
Wertschöpfungsketten bildet die<br />
Strukturierung von Werkstoffdaten. Erst<br />
durch eine „gemeinsame Sprache“ werden<br />
ein sinnhafter Austausch und eine Verknüpfung<br />
möglich. Auf dieser Grundlage können<br />
Prozesse datenbasiert dargestellt und Daten-<br />
Bild: Fraunhofer Gesellschaft<br />
inseln zusammengeführt werden.<br />
• Datenströme implementieren<br />
Die vielzitierte durchgängige Verfügbarkeit<br />
von Werkstoffinformationen erfordert die Implementierung<br />
von Datenströmen. Dazu<br />
müssen Messdaten, Maschinen und Geräte<br />
zum digitalen Workflow integriert werden.<br />
• Datenbestände analysieren und nutzen<br />
In vielen Unternehmen schlummern ungenutzte<br />
wertvolle Datenbestände, die es zu<br />
analysieren und zu nutzen gilt. Zentrales Anliegen<br />
ist, vorhandene inkonsistente Werkstoffdaten<br />
für die Entwicklung neuer Produkte<br />
zu nutzen.<br />
• Datenprodukte entwickeln<br />
Zudem führen digitalisierte Entwicklungsund<br />
Produktionsprozesse zu neuen Datenprodukten<br />
und Geschäftsmodellen. Im Fokus<br />
stehen digitalisierte Werkstoffe oder die Ausgestaltung<br />
von Schnittstellen bei internem<br />
und externem Datenaustausch.<br />
bt<br />
www.matdig.de<br />
12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Industrie<br />
Wissensvorsprung für<br />
Automatisierer<br />
Kompetent – vielseitig – praxisnah<br />
elektro AUTOMATION thematisiert lösungs- und<br />
zukunftsorientiert elektrische Automatisierungstechnik –<br />
von grundlegenden Architekturen und Konzepten bis<br />
hin zu Komponenten und Systemlösungen für die<br />
tägliche Praxis.<br />
Neben Steuerungs- und elektrischer Antriebstechnik<br />
stehen dabei gleichermaßen die industrielle Kommunikation,<br />
Sensorik sowie alle Themen rund um den<br />
Schaltschrank und den Aufbau von Automatisierungsanlagen<br />
im Mittelpunkt der Berichterstattung.<br />
Digital:<br />
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Die passenden Medien für<br />
Sie und Ihre Branche:<br />
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media.industrie.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 13
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch: Bernd Neugart und Thomas Herr, Geschäftsführer der Neugart GmbH, Kippenheim<br />
„Immer auch Zahnräder im Kopf“<br />
Getriebelösungen für Maschinen und Anlagen sollen präzise arbeiten und wirtschaftlich sein. Welche<br />
Alleinstellungsmerkmale es in der <strong>Konstruktion</strong> und Entwicklung geeigneter Planetengetriebe und kundenspezifischer<br />
Sondergetriebe gibt und wie sich ein entsprechendes Getriebeprogramm vom Wettbewerb<br />
abheben kann, erläutern Bernd Neugart und Thomas Herr, Geschäftsführer der Neugart GmbH.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Zukunft sehen Sie für<br />
die elektrische Antriebstechnik?<br />
Bernd Neugart: Die Notwendigkeit, weiter zu automatisieren,<br />
ist ungebrochen. Das wird auch zukünftig zu<br />
einem wachsenden Bedarf an elektrischer Antriebstechnik<br />
führen und damit zum Bedarf an Präzisionsgetrieben.<br />
Unseres Erachtens nach ist die Entwicklung erst am<br />
Anfang. Sie wird in den nächsten Jahren noch an Dynamik<br />
gewinnen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Nichtsdestotrotz werden Sie<br />
auch künftig frei von Elektrotechnik bleiben?<br />
Neugart: Wir bleiben innerhalb des Antriebsstrangs der<br />
Partner für den Getriebekopf. Wir werden frei bleiben<br />
vom Motor und auch frei von der Steuerung und Regelung.<br />
Das können andere besser. Und: Wir haben immer<br />
auch Zahnräder im Kopf. Das macht uns sicherlich aus.<br />
Thomas Herr: Wir denken an der Stelle wirklich rein<br />
mechanisch. Und wir wollen unsere Kunden in die Lage<br />
versetzen, ihre Maschinen und Anlagen mit einem perfekten<br />
Antriebsstrang auszustatten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wo setzten Sie aktuell Schwerpunkte<br />
in der Entwicklung Ihrer Planetengetriebe<br />
sowie bei kundenspezifischen Sondergetrieben?<br />
Bernd Neugart und Thomas Herr erläutern den Bedarf an Präzisionsgetrieben<br />
sowie Trends in der Entwicklung von Getriebelösungen<br />
Bild: Wilhelm Media/Konradin Mediengruppe<br />
„Wir wollen unsere<br />
Kunden in die Lage versetzen,<br />
ihre Maschinen<br />
und Anlagen mit einem<br />
perfekten Antriebsstrang<br />
auszustatten.“<br />
Neugart: Im Bereich der Planetengetriebe stärken wir<br />
sowohl die Vielfalt im Hochpräzisionsbereich als auch bei<br />
wirtschaftlich attraktiven Economy-Getrieben. Diversifizierung<br />
werden wir in diesen Bereichen über spezifische<br />
Baureihen vorantreiben. Ein aktuelles Beispiel ist unser<br />
NGV als Planetengetriebe speziell für industrielle Flurförderfahrzeuge.<br />
Herr: Wir entwickeln unser Getriebeprogramm stetig als<br />
Baukastensystem weiter. Wir sind der Ansicht, dass wir<br />
vom Programm und von der Differenzierung her mehr<br />
Möglichkeiten gegenüber unserem Wettbewerb haben.<br />
Die <strong>Konstruktion</strong> ist so gestaltet, dass Getriebe über die<br />
Teilevielzahl in unterschiedlichen Dimensionen realisierbar<br />
sind. Der Anteil kundenspezifischer Lösungen reduziert<br />
sich dadurch. Natürlich entwickeln wir kundenspezifische<br />
Getriebe für neue Applikationen. Wir entwickeln<br />
eben sowohl Standardgetriebe als auch kundenspezifische<br />
Getriebelösungen. Zudem haben wir Spielraum in<br />
entsprechenden Leistungsklassen. Unsere Produkte<br />
decken Anwendungsgebiete ab, die von 1 Nm bis<br />
2.000 Nm und von der Baugröße 20 mm bis über<br />
200 mm reichen. Diese Einsatzvielfalt ermöglicht es uns,<br />
mehrere Ansätze in der Produktentwicklung zu verfolgen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie haben NGV als Planetengetriebe<br />
genannt, das sich speziell für industrielle Flurförderfahrzeuge<br />
eignet. Wo liegen die konstruktiven<br />
Herausforderungen und mechanischen Anpassungen<br />
dieser Getriebe?<br />
Neugart: Industrielle Flurförderfahrzeuge bieten konstruktiv<br />
nur wenig Platz für den Antriebsstrang. Deshalb<br />
lautet einer unserer Entwicklungsschwerpunkte, die<br />
mechanischen Komponenten so klein als notwendig zu<br />
gestalten und überflüssige Komponenten wegzulassen.<br />
Das Planetengetriebe ist für den Einsatz im fahrerlosen<br />
Transportsystem prädestiniert, da es sehr kompakt baut<br />
und eine hohe Leistungsdichte aufweist.<br />
Herr: Die Besonderheit ist ein kompaktes Flansch -<br />
getriebe, das fast vollständig von einem speziell entwickelten<br />
Rad umschlossen wird. Der Montageflansch des<br />
Getriebes wird direkt am Fahrgestell montiert, wodurch<br />
Bild: Wilhelm Media/Konradin Mediengruppe<br />
14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
V.l.n.r.: Die Cousins<br />
Bernd Neugart und<br />
Thomas Herr führen<br />
die Geschäfte der<br />
Neugart GmbH, mit<br />
Stammsitz in<br />
Kippenheim<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 15
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch mit der<br />
Redaktion von<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>:<br />
Bernd Neugart (links)<br />
und Thomas Herr,<br />
Geschäftsführer der<br />
Neugart GmbH<br />
zusätzliche Adapter überflüssig werden. Durch das<br />
Gesamtkonzept mit Rad wird das Fahrzeuggewicht und<br />
die Zuladung über das Chassis direkt an das Getriebe<br />
weitergegeben und von den Schrägrollenlagern aufgenommen.<br />
Eine zusätzliche Lagerung des Rades ist nicht<br />
erforderlich.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welchen Markt sehen Sie dafür?<br />
Neugart: Die Automatisierung und der Einsatz von Robotern<br />
weiten sich aus. Insbesondere im Bereich der Intralogistik<br />
ist der Einsatz der industriellen Flurförderfahr -<br />
zeuge in den vergangenen Jahren gestiegen. Es zeichnet<br />
sich auch für die nächsten Jahren ein starkes Wachstum<br />
ab. Nicht nur das zunehmende Online-Geschäft wird den<br />
Einsatz automatisierter Logistik vorantreiben, auch<br />
schreitet die Automatisierung der Produktionsprozesse in<br />
mittelständischen Betrieben voran. Zusätzlich kommen<br />
unsere Planetengetriebe in Servicerobotern zum Einsatz,<br />
die insbesondere im Dienstleistungssektor einen bedeutsamen<br />
Anteil einnehmen werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Eine weitere Neuentwicklung ist<br />
ein High-Load-Planetengetriebe. Für welche Applikationen<br />
ist dieses PFHE-Getriebe interessant?<br />
Herr: Das PFHE-Getriebe ist ein Economy-Planetengetriebe<br />
mit Flansch-Abtriebswelle. Das Besondere an dieser<br />
Baureihe sind die vorgespannten Schrägrollenlager<br />
Bild: Neugart<br />
Neugart bietet eine Getriebelösung,<br />
die sich speziell für industrielle Flurförderfahrzeuge<br />
(NGVs) eignet – dabei haben kompakte<br />
Bauweise, Effizienz und Haltbarkeit Priorität, da die<br />
NGVs im Dauerbetrieb hohe Lasten transportieren müssen<br />
Bild: Wilhelm Media/Konradin Mediengruppe<br />
am Abtrieb, die hohe Radial- und Axiallasten aufnehmen<br />
können und üblicherweise in den Präzisionsgetrieben<br />
eingesetzt werden. Wenn die Kunden bisher ein kompakt<br />
bauendes Flanschgetriebe mit einer hohen Abtriebswellenbelastung<br />
einsetzen wollten, mussten sie häufig auf<br />
ein teureres Präzisionsgetriebe mit einem sehr geringen<br />
Verdrehspiel zurückgreifen. Doch insbesondere in den<br />
Nebenachsen einer Werkzeugmaschine gibt es zahlreiche<br />
Applikationen, bei denen ein Verdrehspiel wie beim PFHE<br />
im Bereich von
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Bedeutung haben kundenspezifische<br />
Sonderlösungen und welchen Anteil<br />
machen Sie aus?<br />
Neugart: Projekte, bei denen das Getriebe in enger<br />
Zusammenarbeit mit der Entwicklungsabteilung des Kunden<br />
definiert und entwickelt wird, haben einen hohen<br />
Stellenwert. Wir sind in der Lage, Getriebelösungen anzubieten,<br />
die sowohl konstruktiv als auch wirtschaftlich<br />
genau abbilden, was sich der Kunde wünscht. Dabei fallen<br />
etwa 20 % auf rein kundenspezifische Sondergetriebe<br />
und 15 bis 20 % sind modifizierte Standardgetriebe.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Über welches Engineering- und<br />
Fertigungs-Know-how verfügt Neugart dabei?<br />
Herr: Gemeinsam mit Kunden entwickeln wir spezifische<br />
Getriebe als Planeten-, Stirnrad- oder Kegelradgetriebe.<br />
Je nach Applikationsanforderung kombinieren wir verschiedene<br />
Getriebe- und Verzahnungsarten, um genau<br />
das passende Produkt zur Verfügung stellen zu können.<br />
Auch die Auswahl spezieller Materialien erweitert die<br />
Möglichkeiten. In der direkt an die Entwicklung angeschlossenen<br />
Produktion werden die Prototypen gefertigt.<br />
Sie runden das Engineering ab.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Alleinstellungsmerkmale<br />
sehen Sie, um sich vom Markt abzugrenzen?<br />
Herr: Ein Grundsatz von Neugart ist es, sowohl Schrägund<br />
Geradverzahnung anzubieten. Der Kunde kann je<br />
nach Anwendung auswählen, welcher Getriebetyp eingesetzt<br />
wird. Damit nehmen wir eine besondere Rolle im<br />
Markt ein, da die meisten Getriebehersteller sich auf eine<br />
Verzahnungsart festgelegt haben. Beide Verzahnungsarten<br />
haben jedoch ihre spezifischen Eigenschaften, die in<br />
der einen Applikation vernachlässigbar sind und in einer<br />
anderen Anwendung den entscheidenden Vorteil bringen:<br />
Mit Schrägverzahnung hat das Getriebe eine präzisere<br />
Laufruhe aufgrund der Eingriffsverhältnisse, aber mit<br />
zunehmendem Drehmoment kommen hohe Radialkräfte<br />
auf die Lagerung. Also wenn Gleichlauf oberste Priorität<br />
hat und nicht das Drehmoment, ist die Schrägverzahnung<br />
zu favorisieren. In Fällen mit begrenztem Einbauraum, bei<br />
denen möglichst kleine Getriebe großes Drehmoment<br />
bei langer Lebensdauer übertragen müssen, ist nach wie<br />
vor die Geradverzahnung prädestiniert, weil die Lagerbelastung<br />
bei entsprechend gleichem Drehmoment, speziell<br />
für die Planetenradlagerung, geringer ist.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie richten Sie sich auf Markt -<br />
anforderungen zur Digitalisierung aus?<br />
Neugart: Ein wichtiger Baustein ist der digitale Informationsaustausch<br />
in der Supply Chain. Er beschleunigt die<br />
Zusammenarbeit mit unseren Kunden. Das ferne Ziel ist<br />
es, bei Stückzahl eins die Möglichkeit zu erlangen, einen<br />
Fertigungsauftrag vollständig digital und synchron zu verarbeiten,<br />
was äußerst anspruchsvoll sein wird. Dazu<br />
Bild: Wilhelm Media/Konradin Mediengruppe<br />
benötigen wir jetzt die Digitalisierung der Fertigungswelt.<br />
Eine weitere Säule ist es, dem Kunden schon in der Entwicklungsphase<br />
das auf die Applikation hin optimierte<br />
Getriebe auszulegen und die dafür notwendigen Informationen<br />
softwareseitig bereitzustellen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Auf welche Bedürfnisse im<br />
Engineering fokussieren Sie sich softwareseitig?<br />
Herr: Mit unserem Produkt-Filter kann ein Konstrukteur<br />
durch Selektion der Bauform sowie einzelne technische<br />
Daten, wie Drehmoment oder Schutzklasse Planetenund<br />
Winkelgetriebe, vorfiltern. Die technischen<br />
Datenblätter und CAD-Modelle für die passende Getriebe-Motor-Kombination<br />
werden im sogenannten Tec Data<br />
Finder konfiguriert. Dabei kann der Nutzer entweder<br />
einen der über 17.000 Motoren aus der Motordatenbank<br />
auswählen oder mit der Getriebekonfiguration starten.<br />
Der Konstrukteur erhält mit wenigen Klicks die CAD-<br />
Daten und kann darüber hinaus direkt eine Angebotsanfrage<br />
senden. Unsere umfassendste Software ist das<br />
Neugart Calculation Program (NCP) – ein praktisches Auslegungstool<br />
zur Berechnung der optimalen Getriebe-<br />
Motor-Kombination.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie lautet Ihr Qualitätsanspruch<br />
über Märkte und Brachen hinweg?<br />
Neugart: Der Qualitätsanspruch lautet maximale Zuverlässigkeit.<br />
Kunden erwarten, dass das Getriebe nach<br />
dem Einbau problemlos arbeitet – baue es ein und vergiss<br />
es. Auf unseren Performance- und Qualitätsanspruch<br />
wirkt sich vor allem aus, dass wir mit sehr kleinen Losgrößen<br />
arbeiten, also Losgrößen von ein, zwei oder drei<br />
Getrieben. Bei derartig kleinen Stückzahlen – mit One-<br />
Piece-Flow – ist die Prozess- und Qualitätsoptimierung<br />
besonders anspruchsvoll. Und das beherrschen wir.<br />
www.neugart.com<br />
Details zum NGV-Planetengetriebe<br />
für industrielle Flurförderfahrzeuge:<br />
hier.pro/FbMmh<br />
Wir sind in der Lage,<br />
Getriebelösungen anzubieten,<br />
die sowohl konstruktiv<br />
als auch wirtschaftlich<br />
genau das<br />
abbilden, was sich der<br />
Kunde wünscht.“<br />
Bernd Neugart,<br />
Geschäftsführer<br />
Neugart GmbH<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 17
TRENDS<br />
SCHWERPUNKT INTRALOGISTIK<br />
Intralogistik auf der Hannover Messe<br />
Cemat ist jetzt Ausstellungsbereich Logistics<br />
Mit der <strong>2020</strong> neu strukturierten Hannover Messe erhalten auch Intralogistik-Lösungen ein neues<br />
Zuhause. Die Cemat findet sich jetzt als Ausstellungsbereich Logistics in den Hallen 2 bis 5. Doch über<br />
den Gemeinschaftsstand Logistics IT wird auch die Querverbindung zum neuen Zentrum sichtbar, der<br />
Digital Ecosystems. Von 20. bis 24. April <strong>2020</strong> können Besucher zudem das Potenzial von Drohnen in<br />
der Industrial Drone Arena erkunden.<br />
Wer sich auf der Hannover Messe <strong>2020</strong> für den Themenbereich<br />
Intralogistik interessiert, findet den Ausstellungsbereich<br />
Logistics nun in den Hallen 2 bis 5. Mit der Neuaufstellung hat<br />
die Deutsche Messe AG als Veranstalterin die ‚alte‘ Cemat folgerichtig<br />
in das Gesamtkonzept integriert. „Die digitale Transformation<br />
wird auch die Logistik nachhaltig verändern – bestehende Materialflusskonzepte<br />
damit infrage gestellt und neue Lösungen sind gefragt“,<br />
sagt Arno Reich, Geschäftsbereichsleiter bei der Deutschen<br />
Messe.<br />
Start-ups forcieren neue Geschäftsmodelle<br />
Die digitale Transformation bietet allen Logistikunternehmen weitreichende<br />
Chancen und Potenziale, birgt aber auch Gefahren für<br />
etablierte Firmen, da derzeit viele Start-ups mit IT-Lösungen auf den<br />
Markt drängen und sowohl neue Produkte als auch neue Geschäftsmodelle<br />
entwickeln. „Wir wollen deswegen zeigen, welche Auswirkungen<br />
die digitale Transformation auf die einzelnen Unternehmen<br />
haben wird und wie groß das disruptive Potenzial für die Logistik<br />
ist“, so Reich weiter.<br />
Die digitale Transformation eröffnet auch der Intralogistik neue<br />
Chancen – in Hannover werden entsprechende Angebote <strong>2020</strong><br />
im Ausstellungsbereich Logistics gezeigt<br />
„Heute orientieren sich neue Ideen eher an Technologien als an der<br />
Hardware, deshalb werden wir unsere Stories in der Halle 4 präsentieren<br />
– an der Seite anderer führender Technologieanbieter, anstatt<br />
in den traditionellen Staplerpavillons, wo wir in den vergangenen<br />
Jahren ausgestellt haben,“ betont auch Matthias Fischer, President<br />
und CEO, Toyota Material Handling Europe.<br />
Gemeinschaftsstand Logistics IT<br />
Mit dem Gemeinschaftsstand Logistics IT bietet die Deutsche Messe<br />
insbesondere kleinen und mittleren Softwareunternehmen die<br />
Möglichkeit, sich auf der Hannover Messe zu präsentieren. Der<br />
Messestand steht interessanterweise im Ausstellungsbereich Digital<br />
Ecosystems in der Halle 17 – damit gleichzeitig im Mittelpunkt<br />
der Industriemesse und in direkter Nachbarschaft zu den großen IT-<br />
Unternehmen wie SAP, Microsoft, Amazon Web Services, PSI oder<br />
Software AG.<br />
Um Logistikprozesse effektiv steuern zu können, braucht es eine<br />
moderne, ganzheitlich ausgerichtete IT-Infrastruktur. Nur so können<br />
die Potenziale von Industrie 4.0 und Logistik 4.0 wirklich ausgeschöpft<br />
werden. „Dort setzt der neue Logistics-IT-Gemeinschaftsstand<br />
an, um die Top-Themen der Logistik auf internationaler Ebene<br />
Bild: jonigraph/stock.adobe.com<br />
18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Integrierte<br />
Drehmentüberwachung<br />
für Industrie 4.0<br />
In Halle 3, Stand K47 können Messebesucher im Rahmen der<br />
Industrial Drone Arena verschiedene Drohnenlösungen für Logistik<br />
und Industrie erleben<br />
Bild: Halfpoint/stock.adobe.com<br />
zu diskutieren“, führt Arno Reich weiter aus. Dazu zählen Plattformökonomie,<br />
Künstliche Intelligenz, neue Geschäftsmodelle, Drohnen<br />
und autonome Fahrzeuge oder innovative Strategien in der Handelslogistik.<br />
Industrial Drone Arena<br />
Erstmals können Messebesucher auf der Hannover Messe auch<br />
verschiedene Drohnenlösungen für Logistik und Industrie erleben.<br />
In Halle 3, Stand K47 zeigen Start-ups, Unternehmen und Forschungsinstitute<br />
im Rahmen der Industrial Drone Arena, welchen<br />
Mehrwert Drohnen in der Wertschöpfungskette spielen können.<br />
Der VDMA bringt, unterstützt durch die Deutsche Messe, sogar die<br />
Flugroboter nach Hannover.<br />
Der Markt für kommerzielle Drohnenanwendungen wächst, auch<br />
wenn die Industrie noch recht jung ist. Laut einer Marktstudie vom<br />
Bundesverband der Deutschen Luftverkehrswirtschaft (BDL) und<br />
vom Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie<br />
(BDLI) soll allein der deutsche Drohnenmarkt bis 2030 von 574 Mio.<br />
Euro auf fast 3 Mrd. Euro wachsen – vor allem getrieben durch den<br />
kommerziellen Markt.<br />
Die Anwendungsbeispiele werden von Inventur, Materialfluss- und<br />
Transportaufgaben über Inspektion bis hin zu Überwachungs- und<br />
Vermessungslösungen reichen. Die gesamte Messewoche über<br />
können interessierte Fachbesucher die Drohnen zudem auf der<br />
Flugfläche in Aktion erleben.<br />
Logistik Forum als Fenster in die Zukunft<br />
Eine weitere inhaltliche Bühne bietet übrigens das Logistik Forum in<br />
der Halle 2. Dort werden an den fünf Messetagen alle Themen zusammengeführt,<br />
von den IT-Angeboten bis hin zu den Drohnen -<br />
lösungen. „Die dort diskutierten Themen bewegen häufig nicht nur<br />
die Logistik, sondern auch die Industrie“, so Reich abschließend.<br />
„Plattformökonomie ist ein solches Thema – hier besteht die Gefahr,<br />
dass ein Branchenfremder eine Plattformlösung entwickelt. Daher<br />
arbeiten viele mittelständisch geprägte Industrieunternehmen an<br />
eigenen Lösungen.“ Inhaltliche Partner des Forums sind die Bundesvereinigung<br />
Logistik (BVL), das Fraunhofer-Institut für Materialfluss<br />
und Logistik IML sowie der Verband Deutscher Maschinen und<br />
Anlagenbau (VDMA) mit den Fachverbänden Fördertechnik und<br />
Intra logistik sowie Software und Digitalisierung.<br />
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Das integrierte System<br />
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Ihr Vorteil<br />
• Direkte Einbindung von Motoren in die SPS<br />
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• Motor als Industrie 4.0-Komponente<br />
• Schnelle Drehmomentmessung<br />
• Schnelle Momentfreischaltung bei Überlast<br />
• Status- und Prozess-Monitoring<br />
• Sanftanlauf und Sanft-Stopp<br />
• Adaptive Lastregelung<br />
• Integrierte Bremsenansteuerung<br />
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Ersetzt das<br />
klassische System:<br />
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Überlastkupplung<br />
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Eine Übersicht des die Hannover Messe begleitenden<br />
Rahmenprogrammes findet sich hier:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 19<br />
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TRENDS<br />
SCHWERPUNKT INTRALOGISTIK<br />
Perfekt auf das Antriebssystem angepasste Linearführungstechnologie in Hochleistungsverpackungsanwendung<br />
Zuverlässige und wartungsarme Lösung<br />
Ziel bei Packfeeder, einem Hersteller von Positionier- und Sortiersystemen für Kunststoffbehälter<br />
und -flaschen, war es, ein noch schnelleres Positioniersystem für Behälter von 3 bis 4 ml bis hin zu Volumina<br />
von 1 l zu entwickeln. Um einen Durchsatz von 200 Flaschen pro Minute zu erreichen, entschied<br />
sich das spanische Unternehmen für die lineare Servomotortechnologie von Beckhoff, das eXtended<br />
Transport System, und die auf dieses Antriebssystem perfekt angepasste Linearführungstechnologie<br />
von HepcoMotion.<br />
Alexander Mend, Vertriebsleiter Deutschland und Benelux, HepcoMotion, Tiverton, Großbritannien<br />
„Innovation ist unsere Existenzgrundlage“, fasst Ferrán Martínez,<br />
CEO von Packfeeder, prägnant die Herausforderung zusammen, mit<br />
der das Unternehmen mit Sitz in Barcelona, tagtäglich konfrontiert<br />
ist. „Diese Herausforderung erfordert Technologiepartner, die un -<br />
sere Vision teilen. Bei diesem strategischen Projekt für Packfeeder<br />
gaben uns die Erfahrung von HepcoMotion, Beckhoff und Delta-<br />
Roboter sowie die Qualität ihrer Produkte das Vertrauen, dass wir<br />
brauchen“, sagt Martínez.<br />
Mit Saugern werden die Flaschen vom Förderband aufgenommen und an<br />
speziell konstruierte Greifer weitergegeben. Diese sind auf die Mover des<br />
GFX-Führungssystems von HepcoMotion aufmontiert<br />
Schnelligkeit ist das Mantra in der Produktion und Verpackung<br />
von Massenprodukten. Nur mit schnellen Durchsatzzeiten<br />
lässt sich langfristig die Rentabilität eines Unternehmens erhalten.<br />
Die Herausforderung dabei ist, dass es nicht nur einfach um Schnelligkeit,<br />
sondern auch um Flexibilität geht. Denn gerade in der Welt<br />
der Verpackung muss jedes System innerhalb kurzer Zeit auf andere<br />
Formate anpassbar sein.<br />
Um dies zu erreichen, bedarf es natürlich vor allem technischer<br />
Kreativität, aber – und das zeigt dieser Fall klar – auch der Kombina -<br />
tion moderner Antriebstechnologie mit Cutting-Edge-Mechanik. Im<br />
Fall des spanischen Unternehmens Packfeeder, das auf die Entwicklung<br />
und Herstellung von Positionierungs- und Sortiersystemen für<br />
Kunststoffbehälter und -flaschen spezialisiert ist, ging es um die<br />
Entwicklung eines noch schnelleren Positioniersystems für Behälter<br />
von 3 bis 4 ml bis hin zu Kapazitäten von 1 l.<br />
Bild: HepcoMotion<br />
Ziel: Durchsatz von 200 Flaschen pro Minute<br />
Konkret ging es um die Weiterentwicklung der Pickfeeder-Serie, die<br />
Behälter von einem Transportband einheitlich ausrichtet, aufnimmt<br />
und zum Befüllen senkrecht in einer Halterung aufstellt und weiterleitet.<br />
Hauptziel war es, eine verbesserte Durchsatzzeit von 200 Flaschen<br />
pro Minute zu erreichen (zuvor lag diese bei 160) und das<br />
Systems so flexibel zu gestalten, dass es leicht an verschiedene<br />
Flaschengrößen, Geometrien und Geschwindigkeiten angepasst<br />
werden kann.<br />
Um dies zu erreichen, entschied sich Packfeeder mit der linearen<br />
Servomotortechnologie von Beckhoff, dem eXtended Transport<br />
System (XTS), und der auf dieses Antriebssystem perfekt angepassten<br />
Linearführungstechnologie GFX von HepcoMotion zu arbeiten.<br />
Das Beckhoff-XTS nutzt lineare Servomotortechnologie, um sogenannte<br />
Mover mit Geschwindigkeiten von maximal 4 m/s zu ver -<br />
fahren. Dabei wird jeder Mover einzeln über ein Softwareprogramm<br />
gesteuert. Diese individuelle Steuerung macht es möglich, unterschiedliche<br />
Arbeitsabläufe oder Losgrößen relativ schnell und<br />
unkompliziert einzig über Softwareänderungen umzusetzen. Zudem<br />
können Mover verhältnismäßig einfach hinzugefügt oder zu<br />
Wartungszwecken abgenommen werden. Bei der Kombination von<br />
XTS und GFX werden die Antriebsmodule auf die GFX-Führungsschienen<br />
und speziell von HepcoMotion entwickelte 3-Lager-Mover<br />
montiert. Dies ermöglicht den präzisen und schnellen Transport<br />
auch von größeren Lasten und bei maximaler Auslastung.<br />
Leichtere Mover mit speziellen Lagern kombiniert<br />
Der Pickfeeder Twin 200 sollte mit Ladegewichten von bis zu 0,5 kg<br />
zurechtkommen und den kleinstmöglichen Anlagenfootprint haben,<br />
denn gerade in der Verpackungsindustrie ist jeder Zentimeter teuer.<br />
Dies war dank der Modularität der XTS/GFX-Systeme kein Problem:<br />
Der Gesamtumfang des Pickfeeder T200 beträgt nur 3,5 m mit zwei<br />
klothoiden 180º-Kurven. Der klothoide Kurvenverlauf ist wichtig, um<br />
bei hohen Geschwindigkeiten auch in der Kurve gleichmäßigen Lauf<br />
20 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Bild: HepcoMotion<br />
50 %<br />
WENIGER<br />
PLATZBEDARF<br />
Die Beckhoff-Motormodule werden auf das wartungsarme HepcoMotion-<br />
Führungssystem montiert. Beide Systeme sind voll modular. Zusammen<br />
mit der individuellen Steuerung der Mover eröffnet diese Kombination<br />
zahlreiche <strong>Konstruktion</strong>smöglichkeiten und mit Geschwindigkeiten von bis<br />
zu 4 m/s ein großes Potenzial, den Produktionsfluss zu optimieren<br />
und Präzision zu garantieren. Im Verhältnis zum Transportband ist<br />
das System mit einer Neigung von 45° Grad montiert, um mit den<br />
Schwerkräften zurechtzukommen, die bei der Rückführung der<br />
Mover entstehen. Dies allein reichte jedoch nicht aus, um die<br />
großen Momentkräfte, die bei Geschwindigkeiten von 3 m/s und<br />
Beschleunigungen von bis zu 30 m/s 2 entstehen, zu bewältigen.<br />
„Dazu mussten wir das Gewicht der Mover reduzieren, gleichzeitig<br />
aber auch dafür sorgen, dass deren Stabilität nicht gefährdet ist,<br />
denn dies hätte natürlich eine Auswirkung auf die Präzision der<br />
Bewegungen. Daher haben wir den leichteren Aluminiumkörper der<br />
Mover mit speziellen Lagern kombiniert, die eine ausreichende Tragfähigkeit<br />
bieten und so den hohen Anforderungen der Anwendung<br />
standhalten“, erklärt Steve Rendall, R&D-Direktor von HepcoMotion.<br />
Dank der Sonderentwicklung, die HepcoMotion für diesen Anwender<br />
vornahm, konnte die Zielvorgabe von zwei Jahren Lebensdauer<br />
bei einer Zykluszeit von 2,4 s und einer Laufzeit von 16 h/d an<br />
sieben Tagen pro Woche erreicht werden. Das Ergebnis zeigt, wie<br />
viel sich mit der Kombination passender Technologien erreichen<br />
lässt. Die Kombination von Delta-Robotern mit HepcoMotions GFX-<br />
Führungssystem und dem Beckhoff-XTS macht die Pickfeeder-<br />
200-Serie zu einem der vielseitigsten Systeme auf dem Markt. bec<br />
www.hepcomotion.com/de<br />
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Bild: HepcoMotion<br />
Der Pickfeeder Twin 200 des spanischen Unternehmens Packfeeder<br />
erlaubt es, bis zu 200 Flaschen pro Minute zu sortieren und aufzurichten<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 21
TRENDS<br />
SCHWERPUNKT INTRALOGISTIK<br />
Bild: MiniTec<br />
MiniTec hat für einen Kunden eine vollautomatische Abfüllanlage für das gleichzeitige Abfüllen mehrerer Flüssigkeiten realisiert<br />
Vollautomatische Abfüllanlage für gleichzeitiges Abfüllen mehrerer Flüssigkeiten<br />
Zwei auf einen Streich<br />
MiniTec ist als internationales Technologieunternehmen auf die Themen Automatisierung, Fördertechnik,<br />
Arbeitsplatzsysteme und Montagetechnik spezialisiert. Mit dieser Kompetenz realisiert der Mittelständler<br />
auch Maschinen und Anlagen. So wurde eine vollautomatische Abfüllanlage geplant und umgesetzt, die<br />
zwei verschiedene Flüssigkeiten gleichzeitig in einem Arbeitsgang dosiert. In der modular konzipierten<br />
Abfülllinie können einzelne Stationen auch separat betrieben werden. Sie ist damit flexibel einsetzbar.<br />
Stefan Graf, Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der MiniTec GmbH & Co. KG, Schönenberg-Kübelberg<br />
Seit mehr als 30 Jahren ist die MiniTec GmbH & Co. KG, Schönenberg-Kübelberg,<br />
bekannt als Anbieter eines ausgeklügelten<br />
Baukastensystems mit Aluprofilen und Lineartechnik. Besonders<br />
hervorzuheben sind dabei zahlreiche Innovationen, wie beispielsweise<br />
die neuartige Verbindungstechnik, die bearbeitungsfrei funktioniert.<br />
Durch ständige Weiterentwicklung des Baukastensystems<br />
und der darauf basierenden Lösungen, hat sich der Hersteller zu<br />
einem internationalen Technologieunternehmen mit den Schwerpunkten<br />
Automatisierung, Fördertechnik, Arbeitsplatzsysteme und<br />
Montagetechnik entwickelt und etabliert.<br />
Die Anforderungen an die Systeme haben sich im Laufe der Zeit<br />
durch die Digitalisierung wesentlich verändert. MiniTec stellt sich<br />
dieser Aufgabe durch Optimierung bestehender Produkte und Neuentwicklungen.<br />
Die Kompetenz als Lösungsanbieter für Maschinen<br />
und Anlagen führt regelmäßig zu Anfragen nach Sondermaschinen<br />
wie beispielsweise einer Abfüllanlage für Flüssigkeiten.<br />
Für einen Kunden, der ein innovatives Produkt mit zwei verschiedenen<br />
Flüssigkeiten in einem einzigen, völlig neu entwickelten Plastikbehältnis<br />
anbietet, hat MiniTec nun eine vollautomatische Abfüll -<br />
anlage realisiert. Wie alle Lösungen des Anbieters ist auch diese<br />
Linie modular aufgebaut. Damit lassen sich einzelne Stationen auch<br />
separat betreiben.<br />
Pro Minute können 35 Behälter mit zwei verschiedenen Flüssigkeiten<br />
verarbeitet werden<br />
Bild: MiniTec<br />
Die Dosierung und die Verschraubung mit Deckel erfolgt zeitgesteuert; ein<br />
Kamerasystem mit Orientierungserkennung stellt die korrekte Lage sicher<br />
Bild: MiniTec<br />
22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Die Abfüllanlage besteht aus einem Doppelgurtförderer mit Auf -<br />
nahmenocken für zwei verschiedene Gefäßgrößen. Dieser Förderer<br />
verbindet die verschiedenen Arbeitsstationen (insgesamt sieben).<br />
Nach der manuellen Aufgabe der Behältnisse wird an der ersten<br />
Abfüllstation die erste Flüssigkeit eingefüllt. Die Dosierung erfolgt<br />
zeitgesteuert. Anschließend wird ein Deckel mittels Pick-and-Place-<br />
Einheit aus einem Bandbunker übernommen. Ein Kamerasystem<br />
mit Orientierungserkennung stellt die korrekte Lage der Verschraubung<br />
sicher.<br />
Nach dem Aufbringen des Verschlusses durch ein Rotationsmodul,<br />
werden jeweils vier Behälter durch einen kollaborierenden Roboter<br />
übernommen und in Position zum Abfüllen der zweiten Flüssigkeit<br />
gebracht. Taucht ein Hindernis auf, stoppt die Steuerung den<br />
Vorgang automatisch. Vorteil: Die Anlage benötigt dadurch keine<br />
Schutzeinhausung. Danach wiederholen sich die Schritte in der<br />
Folgestation. Abschließend werden die fertigen Behälter in einen<br />
Tray übergeben.<br />
Jeweils vier Behälter<br />
werden durch einen<br />
kollaborierenden<br />
Roboter übernommen<br />
und in Position zum<br />
Abfüllen der zweiten<br />
Flüssigkeit gebracht<br />
Bild: MiniTec<br />
Erste Hilfe.<br />
brot-fuer-die-welt.de/selbsthilfe<br />
Selbsthilfe.<br />
Die gesamte Anlage wird von einer Siemens-S7-SPS gesteuert. Alle<br />
Bedienungsfunktionen sind auf einem mobilen Touchpanel visua -<br />
lisiert. Die Anlage ist damit einfach und intuitiv zu bedienen. Pro<br />
Minute werden 35 Behälter mit zwei verschiedenen Flüssigkeiten<br />
verarbeitet.<br />
„Die Abfüllanlage dokumentiert einmal mehr unsere technische<br />
Kompetenz, wenn es um besondere Anforderungen geht“, so der<br />
MiniTec-Projektverantwortliche Reiner Krück. „Wir unterstützen so<br />
unsere Kunden, innovative Produktideen in die Praxis umzusetzen.<br />
Dabei ist es stets unser Anspruch, nicht nur deren Basiserwar -<br />
tungen zu erfüllen, sondern Lösungen zu realisieren, die ihnen<br />
hinsichtlich Effizienz, Flexibilität und Bedienkomfort ein Optimum<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 23
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Rodriguez ergänzt Axial-Radial-Zylinderrollenlager-Sortiment für Werkzeugmaschinen<br />
Erhöhte Tragkraft und Steifigkeit<br />
Bild: Unitec/Rodriguez<br />
Die bidirektionalen Axial-Radial-Zylinderrollenlager<br />
oder RTB-Lager (Rotary Table Bearings)<br />
sind nun auch in einer HSA-Version erhältlich,<br />
die mit einer verbesserten Steifigkeit, einem<br />
um 20 % reduzierten Start- und Laufmoment<br />
und einer Drehzahlerhöhung von 20 % überzeugt.<br />
Anwender profitieren zudem von bis<br />
zu 70 % mehr Momentensteifigkeit und Tragkraft<br />
(axial und radial). Mit Bohrungsdurchmessern<br />
von 200 bis 580 mm bietet die<br />
Rodriguez GmbH, Eschweiler, ein komplettes<br />
Lieferprogramm für nahezu jede Anwendung.<br />
Diese deutlichen Verbesserungen<br />
konnten u. a. durch eine Neuberechnung der<br />
RTB-Lager durch den Hersteller erzielt werden.<br />
Verbesserte Modelle und neue Software<br />
ermöglichten eine genauere Kalkulation. So<br />
ließen sich die neuen Steifigkeitswerte erzielen<br />
und bestätigen. Tests und Entwicklungen<br />
in Zusammenarbeit mit ausgewählten Anwendern<br />
führten zudem zu wichtigen Erfahrungen<br />
und einer vermehrten Sachkenntnis<br />
auf diesem Gebiet. Der Hersteller hat außerdem<br />
den Produktionsprozess vor allem bezüglich<br />
der Wärmebehandlung optimiert.<br />
Striktere Lieferbedingungen bei der Rohmaterialbeschaffung<br />
haben sich positiv auf Reinheitsgrad<br />
und Qualität der Lager ausgewirkt.<br />
Insgesamt ließen sich so verbesserte mechanische<br />
Eigenschaften erzielen.<br />
Die hochpräzisen Axial-Radial-Zylinderrollenlager<br />
der RTB-Serie eignen sich besonders<br />
für die Positionierung von Dreh- oder Rund -<br />
tischen in Bearbeitungszentren. Dank ihres<br />
kippsteifen Verhaltens erfüllen sie die hohen<br />
Anforderungen an Genauigkeit, Tragfähigkeit<br />
und Steifigkeit in der spanenden Bearbeitung.<br />
Speziell für den Einsatz in torque-getriebenen<br />
Rundtischen sind die RTB-Lager<br />
auch mit einem integrierten Winkelmesssystem<br />
(RTB...ABS) verfügbar. Dank der absoluten<br />
Messmethode sind diese Lager robust,<br />
temperaturstabil und einfach zu installieren.<br />
Das System ist zudem modular aufgebaut,<br />
sodass es alle Anforderungen an Auflösung<br />
und Präzision erfüllt.<br />
bec<br />
www.rodriguez.de<br />
Hannover Messe: Halle 5, Stand E04<br />
Antriebsspezialist WEG erweitert die Frequenzumrichter-Reihe CFW500<br />
Geeignet für dezentrale Automatisierungsarchitekturen<br />
Bild: WEG<br />
Die WEG Germany GmbH, Kerpen-Türnich,<br />
präsentiert zwei Erweiterungen ihrer<br />
Frequenzumrichter-Baureihe CFW500: den<br />
Neuzugang CFW500 IP66 und die ebenfalls<br />
neue Baugröße F der Serie. Der neue Umrichter<br />
deckt in den Baugrößen A und B Motorleistungen<br />
von 0,25 bis 15 kW ab. Beide<br />
Baugrößen kommen für unterschiedliche<br />
Netzspannung auf den Markt. Die Frequenz -<br />
umrichterbaureihe mit der Effizienz- oder Wirkungsgradklasse<br />
IE2 ist konform zu der neuen<br />
EU-Verordnung Ecodesign Requirement<br />
(EU) 1781/2019, die ab dem 1. Juli 2021 in<br />
Kraft treten wird. Die Frequenzumrichter<br />
können in einem breiteren Spannungsbereich<br />
von 200 bis 240 V, 380 bis 480 V und<br />
500 bis 600 V betrieben und bei Umgebungstemperaturen<br />
von -10 bis +40 °C eingesetzt<br />
werden. Die robuste Ausführung der Geräte<br />
und deren hohe Schutzart machen sie zu<br />
einer guten Wahl für anspruchsvolle Anwendungsumgebungen.<br />
Ebenfalls neu ist die Erweiterung<br />
des Frequenzumrichters um die<br />
Baugröße F mit einem Nennleistungsbereich<br />
bis 55 kW. Die Baugröße F ist für Ausgangsströme<br />
von 77, 88 und 105 A verfügbar und<br />
für den Spannungsbereich von 380 bis 480 V<br />
verwendbar. Damit erschließen sich dem<br />
Anwender neue Einsatzmöglichkeiten im<br />
Leistungsbereich 37, 45 und 55 kW in einer<br />
Vielzahl industrieller Anwendungen, insbesondere<br />
im allgemeinen Maschinenbau zum<br />
Fördern, Drehen, Heben, Pumpen und Belüften.<br />
Die neue Leistungsklasse rundet die<br />
Haupteinsatzgebiete des Frequenzumrichters<br />
in Klein- und Kleinstanwendungen nach<br />
oben hin ab.<br />
Gerade vor dem Hintergrund der ab 2021 geltenden<br />
EU-Verordnung 1781/2019 rückt der<br />
Ansatz, die Energieeffizienz in allen Systemkomponenten<br />
der elektrischen Antriebstechnik<br />
zu optimieren, in den Fokus. Erstmalig<br />
wird der Wirkungsgrad von Frequenzumrichtern<br />
europaweit gesetzlich reguliert.<br />
Frequenzumrichter von 0,12 bis 1000 kW<br />
müssen nach der neuen EU-Verordnung ab<br />
dem 1.7.2021 mindestens IE2 entsprechen.<br />
Mit den integrierten Sicherheitsfunktionen<br />
STO (Safe Torque Off) und SS1 (Safe Stop 1)<br />
erhalten Maschinenbauer eine kostengüns -<br />
tige und flexible Lösung zur Reduzierung des<br />
Risikos durch unerwartete Ereignisse. Dazu<br />
zählt das Verhindern von unbeabsichtigtem<br />
Inbetriebsetzen von Maschinen, Notabschaltungen<br />
und unkontrollierten Stopps. Die<br />
Sicherheitsfunktionen dienen zur Risikominimierung<br />
und zur Verbesserung der Sicherheit<br />
von Personal und Umwelt. Der Frequenz -<br />
umrichter mit Sicherheitsfunktionen erfüllt<br />
die Anforderungen für SIL 3/PLe nach<br />
IEC 61800-5-2, EN ISO 13849-1, EN 62061,<br />
IEC 61508 und IEC 60204-1. Nach der Aktivierung<br />
schaltet STO den Antriebsausgang zum<br />
Motor sofort ab. Dies geschieht durch das<br />
Deaktivieren der Bereitstellung von dreh -<br />
momentgenerierender Energie. STO wird<br />
auch verwendet, um unerwartetes Inbetriebsetzen<br />
von Maschinen zu verhindern oder für<br />
Notabschaltungen, die die Stoppkategorie 0<br />
(IEC 60204-1) erfüllen. SS1 ermöglicht die<br />
Motorverzögerung, um den Motor zu stoppen.<br />
Nach einer Verzögerungszeit aktiviert<br />
sich automatisch die STO-Funktion. SS1 kann<br />
verwendet werden, um einen kontrollierten<br />
Stopp nach IEC 60204-1 zu erreichen. Diese<br />
Funktion wird verwendet, wenn der Umrichter<br />
sicherheitsbedingt den Motor stoppen<br />
muss. Mit Pump Genius steht eine eingebaute<br />
Funktion für die Pumpensteuerung zur Verfügung,<br />
die eine genaue Druck-/Durchflusskontrolle<br />
während des gesamten Prozesszyklus<br />
ermöglicht. Mit einem einfach zu bedienenden<br />
Programmierassistenten hilft diese<br />
Funktion, Ausfallzeiten zu minimieren. Das<br />
Plug-and-Play-Design der Baureihe ist nutzerfreundlich.<br />
jg<br />
www.weg.net<br />
24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
NEWS<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Norelem präsentiert eine neue Generation von manuellen Schlittenführungen<br />
Präzise, langlebig und flexibel anpassbar<br />
Modularität, hohe Präzision, Langlebigkeit<br />
und ein optimaler Service – das sind die Vorteile<br />
der Schlittenführungen, die die Norelem<br />
Normelemente KG, Markgröningen, neu entwickelt<br />
hat. Sie ermöglichen die Positionierung<br />
und Bewegung in horizontaler und vertikaler<br />
Richtung. Die Lösungen lassen sich an<br />
verschiedene Bedürfnisse flexibel anpassen<br />
und sind somit die ideale Wahl für eine Vielzahl<br />
von Anwendungen.<br />
Die Schlittenführungen zeichnen sich u. a.<br />
durch ihr integriertes Einstellsystem aus –<br />
ein modulares Lochbild mit integrierten<br />
Befestigungslöchern macht eine erneute<br />
Bearbeitung durch den Anwender über -<br />
flüssig. Die schnelle Kopplung eröffnet viele<br />
Montagemöglichkeiten, wobei stets für eine<br />
optimale Genauigkeit gesorgt ist: Dafür sorgt<br />
die hochpräzise Geometrie mit der skalierten<br />
Einstellschraube und maßgeschliffenen<br />
Oberflächen.<br />
Die besondere Langlebigkeit der Schlittenführung<br />
ist u. a. durch die hoch belastbare,<br />
robuste <strong>Konstruktion</strong> gewährleistet, die auch<br />
rauen Umgebungsbedingungen widersteht.<br />
Durch die integrierten Schmiernippel ist bei<br />
Bedarf ein Nachschmieren der Führungen<br />
jederzeit möglich und reduziert so den<br />
Wartungsaufwand auf ein Minimum. Dank<br />
dieser Eigenschaften finden die Schlitten -<br />
führungen von Norelem Anwendung im Maschinen-,<br />
Vorrichtungs- und Messgerätebau<br />
sowie in der optischen und feinmecha -<br />
nischen Industrie.<br />
Die Schwalbenschwanz-Schlittenführungen<br />
sind günstig und zugleich hochbelastbar.<br />
Norelem bietet eine umfassende Auswahl an<br />
Schwalbenschwanz- und rollengelagerten<br />
Präzisionsschlittenführungen<br />
Diese Modelle weisen durch die großen Auflageflächen<br />
eine hohe Tragfähigkeit von bis zu<br />
1500 N auf. Als Werkstoffe kommen Grauguss<br />
und Aluminium zum Einsatz, wobei die<br />
Ausführungen aus Aluminium einen hervor -<br />
ragenden Kompromiss zwischen Gewicht,<br />
Belastbarkeit und Präzision darstellen. Die<br />
Schwalbenschwanz-Schlittenführungen sind<br />
in Breiten von 20 bis 150 mm und Längen<br />
von 30 bis 310 mm erhältlich. Die individuelle<br />
Einstellung des Spiels zwischen Innen- und<br />
Außenteil erfolgt über eine Zustellleiste. Alle<br />
Außenflächen sind geschliffen und die Führungen<br />
feingefräst. Modelle, die mit einer<br />
Gewindespindel ausgestattet sind, besitzen<br />
für die Hubverstellung einen Skalenknopf mit<br />
Skalenteilung 0,02 mm.<br />
Rollengelagerte Präzisionsschlittenführungen<br />
aus Grauguss überzeugen durch ihre Leichtgängigkeit<br />
und hohe Präzision. Sie sind in<br />
Breiten von 40 bis 100 mm und Längen von<br />
Bild: Norelem<br />
Norelem präsentiert eine neue Generation von<br />
manuellen Schlittenführungen – im Bild hochbelastbare<br />
Schwalbenschwanz-Schlittenführungen<br />
50 bis 360 mm erhältlich. Die rollengelagerten<br />
Schlittenführungen sind mit gehärteten<br />
und geschliffenen Kreuzrollen-Führungsschienen<br />
ausgestattet. Diese garantieren einen<br />
leichtgängigen und spielfreien Lauf sowie<br />
eine minimale Anlaufreibung, sodass nur geringe<br />
Bewegungskräfte benötigt werden.<br />
Schwalbenschwanz-Schlittenführungen und<br />
rollengelagerte Präzisionsschlittenführungen<br />
können jeweils zu Kreuztischen montiert werden.<br />
Hier liegt ein weiterer Vorteil der neuen<br />
Generation der Schlittenführungen: An sämtlichen<br />
Gewindebohrungen befindet sich eine<br />
zusätzliche Zentrierbohrung. In Verbindung<br />
mit den passenden Zentrierringen können<br />
mehrere Schlittenführungen und weitere<br />
Verbindungselemente passgenau auf dem<br />
Schlitten montiert werden.<br />
bec<br />
www.norelem.de<br />
Bild: Norelem<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 25
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Elektromechanische Aktuatoren von Ewellix mit integrierten drahtlosen Sensoren<br />
Bereit für das Internet of Things<br />
Die Ewellix GmbH, Schweinfurt, ehemals<br />
SKF Motion Technologies, hat die Aktuatoren<br />
ihrer Serien CASM-100 und LEMC neu konzipiert.<br />
Die Komponenten sind jetzt mit integrierten<br />
drahtlosen Sensoren zur Erfassung<br />
von Kraft und Temperatur ausgestattet. Damit<br />
hat der Anwender alle wichtigen Parameter<br />
im Blick, und seine Anlage ist bereit für das<br />
Internet of Things (IoT).<br />
Die neue Generation der CASM-100- und<br />
LEMC-Serien leistet bis zu 82 kN und ermöglicht<br />
Betriebsgeschwindigkeiten von bis zu<br />
1 m/s. Die Lineartechnikspezialisten haben<br />
die Aktuatoren zudem mit einer Reihe von<br />
Sensoren ausgestattet. Diese messen prä -<br />
zise das vom Motor an die interne Kugeloder<br />
Rollenspindel abgegebene Drehmoment<br />
und überwachen die Betriebstempe -<br />
ratur des Aktuators. Die so gewonnenen Informationen<br />
stehen dem Anwender in Echtzeit<br />
zur Verfügung. Sie helfen ihm dabei, die<br />
Produktivität seiner Anlagen zu steigern, die<br />
Qualität des Prozesses zu verbessern sowie<br />
sie vor Ausfällen zu schützen, ohne dass das<br />
aktuelle Maschinenlayout wesentlich geändert<br />
werden muss.<br />
Beide Linien sind in vielen verschiedenen<br />
Kombinationen erhältlich und decken ein breites<br />
Anwendungsspektrum ab. Die Aktuatoren<br />
arbeiten zuverlässig und präzise, sind flexibel<br />
einsetzbar und bieten eine hohe Leistung.<br />
Dadurch steigern sie die Produktivität<br />
und senken die Wartungskosten im Vergleich<br />
zu herkömmlichen Hydrauliksystemen.<br />
Die eingebauten Sensoren verbessern dies<br />
weiter und helfen dem Anwender dabei, den<br />
passenden Aktuator für seine Anwendung zu<br />
finden. Beispielsweise kann ein Nutzer erst<br />
einmal nur einen Aktuator in der Anlage ersetzen<br />
und anhand der so gewonnen Daten<br />
entscheiden, ob die Komponente richtig<br />
dimensioniert ist. Damit sind weitere Kosten-,<br />
Platz- und Gewichtseinsparungen möglich.<br />
Die genauen Echtzeitdaten zeigen darüber<br />
hinaus Platz- und Energieeinsparungen<br />
durch Downsizing von Anbaugeräten auf.<br />
Bild: Ewellix<br />
Ewellix hat seine CASM-100- und LEMC-Aktuatoren<br />
neu konzipiert und IoT-fähig gemacht ...<br />
Bild: Ewellix<br />
... die Komponenten sind jetzt mit integrierten<br />
drahtlosen Sensoren zur Erfassung von Kraft und<br />
Temperatur ausgestattet<br />
Das reduziert die Gesamtkosten der Produktionslinie<br />
und ermöglicht gleichzeitig sichere<br />
Fertigungsprozesse.<br />
bec<br />
www.ewellix.com<br />
Strömungswächter FF der GHM Group erhöht die Anlagensicherheit<br />
Sitzt und wacht auf Dauer<br />
Bild: GHM Group<br />
Die Strömungswächter der Typenreihe FF der<br />
GHM Group, Remscheid, verfügen über eine<br />
große Schaltwertauswahl und ein großes Gehäusespektrum<br />
in Ventilsitz-Bauweise. Anwendern,<br />
die sich u. a. in den Bereichen<br />
Hochdruck-Reinigungstechnik, Hydraulik und<br />
Kältetechnik finden lassen, steht damit ein<br />
wartungsarmer, langlebiger und kosteneffizienter<br />
Strömungswächter zum Kauf bereit,<br />
der die Anlagensicherheit erhöht. Die Vorteile<br />
auf einen Blick:<br />
• durch werkseitig justierten Schaltwert<br />
keine Manipulation möglich<br />
• hohe Sicherheit durch hohe Schaltwert-<br />
Wiederholgenauigkeit bei einem minimalen<br />
Druckverlust unter 0,1 bar<br />
• flexibel einsetzbar, auch auf der Druckseite<br />
im System<br />
• weites Schaltwert-Spektrum bietet<br />
umfangreiche Einsatzmöglichkeiten<br />
• geringe Betriebskosten durch Wartungsfreiheit<br />
• Investitionssicherheit durch robuste,<br />
sichere und langlebige <strong>Konstruktion</strong><br />
Das Spektrum umfasst Gehäusegrößen für<br />
Rohrnennweiten von DN 8 bis DN 50 und frei<br />
wählbare Schaltwerte ab 0,4 l/min. Die Reaktionsschnelligkeit<br />
der Strömungswächter beträgt<br />
100 ms.<br />
Bei der Brauchwasser-Nutzung ist Filtration<br />
ein empfohlener konstruktiver Anlagenbestandteil.<br />
Der Strömungswächter FF ermöglicht<br />
die horizontale Durchströmung des Gehäuses,<br />
wodurch die vertikale Funktionskonstruktion<br />
nur gering mit Wasserverschmutzungen<br />
belastet wird. Da dadurch die Filtrationseffektivität<br />
steigt, erhöht sich auch die<br />
Störungsfreiheit der Anlage insgesamt. eve<br />
www.ghm-group.de<br />
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26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Großlager: Drehverbindungen von Knapp Wälzlagertechnik mit hoher Tragfähigkeit<br />
Für zuverlässige rotative Bewegungen<br />
Bild: Knapp Wälzlagertechnik<br />
Eine besondere Stellung unter den Groß -<br />
lagern nehmen Drehverbindungen ein. Das<br />
vielfach bewährte und zuverlässige Maschinenelement<br />
für rotative Bewegungen ist als<br />
Wälzlager vielseitig einsetzbar und kommt bei<br />
hohen Belastungen zum Einsatz. Der konstruktive<br />
Aufbau befähigt die Aufnahme von<br />
Radial- und Axialkräften sowie Kippmomentbelastungen,<br />
reduziert auf eine Lagerstelle.<br />
Dadurch gestalten sich auch die konstruktiven<br />
Anschlussbedingungen und der Einbau kostenoptimiert.<br />
Drehverbindungen nehmen Axial-,<br />
Radial- und Kippmomentbelastungen auf,<br />
meist tritt eine Kombination der Belastungen<br />
auf. Die beidseitige Abdichtung schützt das<br />
Lager vor Schmutz, Staub und Spritzwasser.<br />
Bei hohem Schmutzaufkommen oder<br />
Schwallwasser finden entsprechend modifizierte<br />
spezifische Abdichtungen Anwendung.<br />
Die Wälzkörper sind gefettet und durch<br />
Schmiernippel in den Ringen von außen nachschmierbar.<br />
Angepasste Kunststoff-Distanzstücke<br />
führen die Wälzkörper. Mehrreihige<br />
Drehverbindungen bestehen in der Regel aus<br />
zwei Lagerreihen. Dadurch wird die Leichtgängigkeit<br />
der robusten Drehverbinder sichergestellt.<br />
Mehrreihige Drehverbindungen sind<br />
ausgelegt für hohe statische Belastungen<br />
und haben – bei gleichem Durchmesser –<br />
eine bis zu 2-fach höhere Tragfähigkeit. Drehverbindungen<br />
werden von der Knapp Wälzlagertechnik<br />
GmbH, Waiblingen, unter dem geschützten<br />
Eigennamen KBT (Knapp Bearing<br />
Technology) produziert als:<br />
• Vierpunktlager<br />
• Kreuzrollenlager<br />
• Genauigkeitslager (Axial-Radial-Lager und<br />
Axial-Schrägkugellager<br />
Kreuzrollenlager sind stärker belastbar als<br />
Vierpunktlager und eignen sich für Genauigkeitsanwendungen<br />
Bild: Knapp Wälzlagertechnik<br />
Vierpunktlager nehmen Axial- und<br />
Radialbelastungen auf<br />
Vierpunktlager nehmen Axial- und Radial -<br />
belastungen auf. Die geschliffene oder hartgedrehte<br />
Laufbahn in gotischer Form bewirkt<br />
die Vierpunktberührung der Wälzkörper und<br />
somit auch eine Momentenstütze in den Vierpunkt-Anlagebereichen<br />
der Kugeln mit der<br />
Laufbahn der Ringe. Lager mit Verzahnung<br />
nach DIN 867 und DIN 3960 an Außen- und<br />
Innenring sind möglich, die variabel in Vorspannung<br />
und Radial-Axialspiel sind. KBT-<br />
Vierpunktlager sind anwenderspezifisch sehr<br />
robust für harte Einsätze geeignet oder für<br />
einfache Anwendungen auch kostenoptimiert<br />
entwickelt.<br />
Diese vorgespannten Drehverbindungen<br />
sind stärker belastbar als Vierpunktlager und<br />
eignen sich für Genauigkeitsanwendungen.<br />
Durch die x-Anordnung der Zylinderrollen<br />
nehmen die Lager axiale Kräfte aus beiden<br />
Richtungen sowie radiale Kräfte, Kippmomentbelastungen<br />
und Lastkombinationen<br />
auf. Lager mit Verzahnung nach DIN 867 und<br />
DIN 3960 an Außen- und Innenring sind<br />
möglich. Es handelt sich um eine sehr steife<br />
Lagerung mit einer hohen Laufgenauigkeit.<br />
Die Axial-Radial-Rollenlager sowie Axial-<br />
Schrägkugellager sind baufertige Präzisionslager<br />
für Genauigkeitsanwendungen mit<br />
hoher Belastbarkeit und Steifigkeit. Sie nehmen<br />
wechselnde radiale und axiale Lasten<br />
sowie Kippmomente spielfrei auf. Genauigkeitslager<br />
eigenen sich besonders für Lagerungen<br />
mit hohen Anforderungen an die<br />
Laufgenauigkeit in geringen Bauräumen. Sie<br />
sind durch die Befestigungsbohrungen einfach<br />
zu montieren und nach dem Einbau axial<br />
und radial vorgespannt. Genauigkeitslager<br />
werden häufig eingesetzt als Rundtisch -<br />
lagerung und für Rotationsachsen mit hoher<br />
Wiederholgenauigkeit.<br />
bec<br />
www.knapp-waelzlagertechnik.de<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
UR+-zertifizierte Rollon-Linearachsen für Cobots<br />
Auf die Achse, fertig, los!<br />
Die UR+-zertifzierten Linearachsen von Rollon<br />
erweitern den Aktionsradius von Cobots erheblich<br />
Die Rollon GmbH, Düsseldorf, macht UR-<br />
Robotern Beine und erweitert so ihre Reichweite<br />
erheblich. Die UR+-zertifizierten Linearachsen<br />
sind perfekt auf die Zusammenarbeit<br />
mit den populären Cobots vorbereitet. Das<br />
All-in-One-Paket Dahl Linear Move ist vollständig<br />
Universal-Robots-systemintegriert,<br />
individuell konfigurierbar und leicht zu bedienen.<br />
Die Cobots lassen damit einfach, schnell<br />
und wirtschaftlich mit einer Linearachse kombinieren.<br />
Mit dem Konzept der 7. Achse hat<br />
Rollon für Bewegung in der Automation gesorgt.<br />
Jetzt bringen Dahl Automation und der<br />
Lineartechnikspezialist die populären Leichtbauroboter<br />
von Universal Robots mit einer<br />
einfachen Plug-and-Play-Lösung in Fahrt. Die<br />
UR+-zertifizierten Linearachsen der Serien<br />
Robot (geschlossen) und R-Smart (offen)<br />
zeichnen sich durch eine hohe Systemstei -<br />
figkeit, Traglast, Momentensteuerung, Verfahrgeschwindigkeit<br />
sowie Positioniergenau-<br />
Bild: Dahl Automation<br />
igkeit aus und sind in puncto Größe und Leistungsfähigkeit<br />
passgenau auf die unterschiedlichen<br />
Modelle von Universal Robots<br />
abgestimmt. Die Rollon-Achsen sind Teil des<br />
All-in-One-Pakets Dahl Linear Move, bestehend<br />
aus einer konfigurierbaren Linearachse<br />
(inkl. Motor, Getriebe, Endschalter und Befestigungskit),<br />
einem elektronischen Schaltschrank<br />
sowie der Software-Komponente<br />
URCap. Inbetriebnahme und Bedienung sind<br />
einfach: Aufbauen, anschließen und schon<br />
kann es losgehen. Aufwendige Achsaus -<br />
legungs-, Anpassungs- und Programmierprozesse<br />
entfallen. Das intuitive UR-Interface<br />
URCap führt den Anwender Schritt für Schritt<br />
durch die Installation, besondere Programmierkenntnisse<br />
sind dafür nicht erforderlich.<br />
Auch Änderungen am Produktionslayout<br />
kann der Anwender jederzeit schnell und<br />
einfach selbst vornehmen.<br />
Die UR+-zertifizierten Linearachsen von<br />
Rollon verfügen über eine robuste Struktur<br />
aus einem stranggepressten, eloxierten Aluminiumprofil<br />
mit quadratischem Querschnitt.<br />
Die Antriebskraft wird durch einen stahlverstärkten<br />
Zahnriemen aus Polyurethan übertragen.<br />
Der UR-Roboter verfährt auf zwei<br />
parallelen Profilschienenführungen mit insgesamt<br />
vier Laufwagen, die alle auftretenden<br />
Lasten und Momente stützen. Die kugel -<br />
geführten Systeme gewährleisten eine hohe<br />
Tragfähigkeit und Belastbarkeit und punkten<br />
darüber hinaus mit einem wartungsarmen<br />
Betrieb, geringer Geräuschentwicklung sowie<br />
einer langen Lebensdauer.<br />
Die Rollon-Achsen lassen sich passgenau auf<br />
die jeweilige Anwendung zuschneiden:<br />
Durch Verlängerung der Basisausführung<br />
(1 m) in 100-mm-Schritten erhält der An -<br />
wender exakt die Reichweite, die er für seine<br />
Applikation benötigt. Für die Dynamik sorgen<br />
Geschwindigkeiten von bis zu 4 bzw. 5 m/s<br />
sowie Beschleunigungen bis zu 50 m/s 2 , die<br />
Wiederholgenauigkeit beträgt ±0,05 mm.<br />
Ob Handling, Palettierung, Maschinenbe -<br />
stückung, Intralogistik oder Arbeitsplatzkombination:<br />
Mit den UR+-zertifizierten Linearachsen<br />
von Rollon können Anwender ihre<br />
UR-Roboter noch effizienter und flexibler einsetzen.<br />
Dahl Linear Move ist das Ergebnis<br />
der Kooperation zwischen Rollon und der<br />
Dahl Automation GmbH, Meinerzhagen. bec<br />
www.rollon.de<br />
Bild: Dahl Automation<br />
Ob Handling, Palettierung, Maschinen -<br />
bestückung, Intralogistik oder Arbeitsplatzkombination:<br />
Mit den UR+-zertifzierten Linearachsen<br />
können Anwender ihre Universal<br />
Robots noch effizienter und flexibler einsetzen<br />
Sicherheitskupplungen mit Balganbau von Jakob Antriebstechnik<br />
Überlastschutz bis 9000 Nm<br />
Bild: Jakob Antriebstechnik<br />
Adäquate Sicherheitselemente für leistungsstarke<br />
Antriebe sind die Sicherheitskupplungen<br />
der Baureihe SKY-KS der Jakob Antriebstechnik<br />
GmbH, Kleinwallstadt. Mit einem<br />
maximalen Ausrückmoment von 9000 Nm<br />
werden die aktuellen, immer höher wer -<br />
denden Leistungsdaten der Antriebe berücksichtigt.<br />
Als Sonderausführung können Ausrückmomente<br />
bis zu 9000 Nm und Betriebsdrehzahlen<br />
bis 8000 min -1 realisiert werden.<br />
Die Sicherheitskupplungen für direkte Antriebe<br />
sind eine Kombination der bewährten<br />
Ausrückmechanik mit einem torsionssteifen,<br />
mehrwelligen Metallbalg. In einer Vielzahl<br />
von Einsatzfällen, besonders als Kollisionsschutz<br />
in Vorschubachsen, konnten sie ihre<br />
Wirksamkeit unter Beweis stellen. Sie schützen<br />
die komplexen und teuren Anlagen vor<br />
Folgeschäden mit kostspieligen Maschinenschäden,<br />
Reparaturen und Ausfallzeiten.<br />
Wesentliche Leistungsmerkmale der SKY-KS-<br />
Baureihe sind kompakte Abmessungen,<br />
niedrige Massenträgheitsmomente, der<br />
Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen<br />
An- und Abtriebswelle bei geringen Rückstellkräften<br />
sowie vor allem eine absolut<br />
spielfreie, winkelgetreue Übertragung der<br />
Drehmomente aufgrund einer sehr hohen<br />
Verdrehsteifigkeit des Metallbalgs und der<br />
Kugel-Rastmechanik.<br />
bec<br />
www.jakobantriebstechnik.de<br />
28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Schmierfreie Hochleistungskunststoffe von Igus machen Wellgetriebe kostengünstig und leicht<br />
Wartungsarm durch Tribo-Polymere<br />
Um Bewegungen z. B. an der 5. Roboter -<br />
achse kostengünstig zu realisieren, hat der<br />
Motion-plastics-Spezialist Igus GmbH, Köln,<br />
neuartige Wellgetriebe auf Basis seiner Tribo-<br />
Polymer-Technologie entwickelt. Durch den<br />
Einsatz der schmierfreien Hochleistungskunststoffe<br />
sind sie nicht nur äußerst kompakt<br />
und leicht, sondern auch besonders wartungsarm<br />
und langlebig. Die neue Genera -<br />
tion ergänzt die Getriebeserien des Herstellers<br />
und ist Teil seines stetig wachsenden<br />
Angebots für die Low-Cost-Automatisierung.<br />
Tribo-Polymere kommen überall dort zum<br />
Einsatz, wo in bewegten Anwendungen die<br />
Technik verbessert und Kosten reduziert werden<br />
sollen. Gerade bei Getrieben zeigen sich<br />
die Vorteile der Tribo-Polymere deutlich:<br />
Durch den Einsatz von Iglidur-Hochleistungskunststoffen<br />
müssen Wellgetriebe von Igus<br />
nicht wie metallische Varianten zusätzlich<br />
geschmiert werden. Reibung und Verschleiß<br />
werden durch die trockenlaufenden Tribo-<br />
Polymere optimiert. Gleichzeitig ermöglicht<br />
der Einsatz von Kunststoffen eine äußerst<br />
kompakte Bauweise und eine kostengünstige<br />
Herstellung. Durch eine aktive Forschung<br />
und Weiterentwicklung der Wellgetriebe wurde<br />
vor allem in der neuesten Generation die<br />
Laufruhe, das Umkehrspiel und die Lebensdauer<br />
durch konstruktive Optimierungen und<br />
die Werkstoffauswahl weiter verbessert.<br />
Die Hauptbestandteile der Getriebe umfassen<br />
einen Wellgenerator und Flexring mit<br />
Außenverzahnung sowie einen gehäusefesten<br />
Außenring und ein drehbares Abtriebselement<br />
mit Innenverzahnung. Hierbei wird<br />
durch die Verwendung von schmierfreien<br />
Hochleistungskunststoffen die notwendige<br />
Flexibilität bei hoher Verschleißfestigkeit<br />
erreicht. Der Wellgenerator weist eine ellip -<br />
tische Form auf, die auf den umliegenden<br />
Flexring übertragen wird. Dabei greift die<br />
Verzahnung des Flexrings an zwei Stellen in<br />
die Innenverzahnung von Außenring und Abtriebselement.<br />
Da der Außenring zwei Zähne<br />
mehr besitzt als die anderen Bauteile, wird<br />
der Flexring bei der Rotation des Wellgenerators<br />
pro Umdrehung nur um zwei Zähne weiterbewegt.<br />
Das Wellgetriebe kann in der letzten<br />
Achse von Gelenkarm-, Portal- und Delta-<br />
Robotern vor verschiedenen Greifersystemen<br />
eingesetzt werden. An dieser Stelle<br />
übernimmt es die Aufgabe, nicht-rotationssymmetrische<br />
Objekte zu greifen und genau<br />
zu positionieren. Die aktuelle Entwicklung<br />
beruht auf der Baugröße Nema 17 für die<br />
direkte Anbindung an einen Schrittmotor und<br />
ist problemlos auf andere Motortypen adaptierbar.<br />
Durch Untersuchungen im Testlabor<br />
wurde die Belastbarkeit der Wellgetriebe in<br />
Versuchen ermittelt. So zeigt das Getriebe<br />
mit einer Übersetzung von 28:1 eine Lebensdauer<br />
von 1 Mio. Zyklen bei einer Belastung<br />
von 1,5 Nm und einer Drehzahl von 6 min -1 .<br />
Im nächsten Schritt ist die Übertragung<br />
der Entwicklungsschritte auf die Baugröße<br />
Bild: Igus<br />
Nema 23 geplant. Die Wellgetriebe sind wie<br />
auch die Igus-Schnecken- und -Planetengetriebe<br />
Bestandteil des Low-Cost-Automation-<br />
Angebots des Herstellers. Damit lassen sich<br />
kostengünstige und langlebige Automati -<br />
sierungslösungen für den Mittelstand ent -<br />
wickeln – etwa Roboter, die im Einzelhandel<br />
Kaffee ausschenken, Pick-and-Place-Aufgaben<br />
in der Elektronikindustrie erledigen oder<br />
zukünftig zuhause die Spülmaschine ausräumen<br />
können. Und das zu einem günstigen<br />
Preis; der Invest amortisiere sich oftmals in<br />
nur wenigen Monaten.<br />
Für eine einfache Zusammenstellung von<br />
weiteren Komponenten wie Greifer, Steuerung<br />
oder Pneumatik zu einer Robotiklösung<br />
hat Igus bereits im letzten Jahr gemeinsam<br />
mit Partnern die Plattform RBTX.com gestartet.<br />
Diese bringt Anwender und Anbieter von<br />
Low-Cost-Robotik-Komponenten einfach und<br />
schnell zusammen. Interessenten können<br />
sich dadurch eine Low-Cost-Robotik-Lösung<br />
zusammenstellen, die ihren Anforderungen<br />
und ihrem Budget entspricht.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 29
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Sigmatek stellt Servoverstärker-Doppelmodulvariante vor<br />
Ohne zusätzliches Lüftermodul<br />
Das flexible Steuerungssystem S-Dias für die<br />
Hutschiene der Sigmatek GmbH, Landau,<br />
vereint schnelle Signalverarbeitung, komfortable<br />
Handhabung sowie hohe Vibrationsfestigkeit.<br />
Mit den vielfältigen Motor-Endstufen<br />
der Serie lassen sich dynamische Bewegungsabläufe<br />
präzise in die Realität umsetzen.<br />
Bei schnellen Positionieraufgaben sind<br />
die Module der DC-Serie für synchrone Servomotoren<br />
(BLDC) die richtige Wahl. Diese<br />
Servoverstärker im Pocket-Format sind mit<br />
einem Standard-Resolver- bzw. Inkremen -<br />
talgeber-Eingang, einem +24-V-DC-Ausgang<br />
zum optionalen Ansteuern einer Haltebrem-<br />
Bild: Sigmatek<br />
se sowie einem zweikanaligen Enable-Eingang<br />
ausgestattet, mit dem die Funktion<br />
Safe Torque Off (SIL 3, Kat. 4, Pl e) realisiert<br />
werden kann.<br />
Neu sind die Doppelmodulvarianten DC 101<br />
und DC 102. Sie schaffen mit 10 A Dauerbzw.<br />
20 A Spitzenstrom bei 48 bis zu 480 W<br />
und das auf nur 25 mm Breite und ohne<br />
zusätzliches Lüftermodul. Die Einscheiben-<br />
Module DC 061 und DC 062 sind die richtige<br />
Wahl für Anwendungen mit bis zu 6 A Dauerund<br />
12 A Spitzenstrom bei 48 V DC.<br />
Einfachere Positionieraufgaben können mit<br />
den Modulen SR 011 und SR 012 zum <strong>Steuern</strong><br />
und Regeln von wirtschaftlichen Bürsten-<br />
DC-Motoren bis zu 5 A Phasenstrom und 10<br />
bzw. 15 A Spitzenstrom umgesetzt werden.<br />
Während das SR 011 mit integriertem Brems -<br />
chopper und umschaltbarem Inkrementalgeber<br />
ausgestattet ist, verfügt das SR 012 über<br />
vier digitale Eingänge, die als Endlagenschalter<br />
genutzt werden können. Es stehen verschiedene<br />
Betriebsmodi bereit. Der integrierte<br />
kurzschlussfeste, digitale Ausgang kann<br />
zur Bremsansteuerung oder für sonstige applikationstechnische<br />
Schaltvorgänge genutzt<br />
werden. Die Sicherheitsfunktionalität STO<br />
nach EN 61800-5-2 wird mithilfe der beiden<br />
Enable-Eingänge realisiert.<br />
Auch für Schrittmotoren gibt es das passende<br />
Modul. So steht für 2-phasige Schritt -<br />
motoren das ST 151 zur Ansteuerung bereit.<br />
Hier kann zwischen Voll-, Halb- und Mikroschritt<br />
(64) gewählt werden. Für die Posi -<br />
tionskontrolle wird eine Inkrementalgeber-<br />
Schnittstelle verwendet. Die zwei digitalen<br />
Eingänge können als Endschalter, als Posi -<br />
tionslatch oder für Referenzfahrten genutzt<br />
werden. Mit Einsatz der zwei Enable-Eingänge<br />
lässt sich STO nach SIL 3, PL e umsetzen.<br />
In der Antriebsbibliothek des Engineering<br />
Tools Lasal steht eine große Auswahl an<br />
vorgefertigten Motion-Bausteinen zur Ver -<br />
fügung. Die Applikationserstellung wird<br />
dadurch vereinfacht und beschleunigt. mc<br />
www.sigmatek-automation.com<br />
Faulhaber entwickelt sterilisierbare Motoren der Serie 2057…BA<br />
Nachwuchs für die Medizintechnik<br />
Bild: Faulhaber<br />
Die Dr. Fritz Faulhaber GmbH, Schönaich, hat<br />
die neue sterilisierbare Motorenfamilie<br />
2057…BA speziell für medizinische Anwendungen<br />
entwickelt. In der sensorfreien<br />
Variante können die Antriebe mehr als<br />
1500 Autoklav-Zyklen überstehen. Die Serie<br />
2057…BA erreicht eine Drehzahl von bis<br />
zu 65.000 min -1 , wie sie z. B. in den Hand -<br />
stücken von zahnmedizinischen Geräten<br />
benötigt wird. Die Eigenschaften:<br />
• Nennspannung: 24 V<br />
• Nenndrehmoment (max.): 13,7 mNm<br />
• Leerlaufdrehzahl: 44.300 min -1<br />
• Anhaltemoment: 309 mNm<br />
• Durchmesser: 20 mm<br />
• Länge: 57 mm<br />
Die Motoren der Serie 2057…BA sind in<br />
einem rostfreien, feuchtigkeitsbeständigen<br />
Edelstahlgehäuse untergebracht. Während<br />
der Entwicklung wurden sie ausgiebig auf<br />
ihre Resistenz gegen die Belastung des Autoklavierens<br />
getestet. Anhand dieser Tests ist<br />
gewährleistet, dass der Standardmotor typisch<br />
1000 Zyklen im Autoklav unbeschadet<br />
übersteht. Für die sensorfreie Variante liegt<br />
dieser Wert bei 1500 Zyklen.<br />
Autoklavierbare Motoren werden häufig in<br />
den Handstücken von zahnmedizinischen<br />
oder chirurgischen Handinstrumenten ein -<br />
gesetzt. Dort werden in der Regel sehr<br />
hohe Geschwindigkeiten gebraucht. Weitere<br />
Anwendungen für diesen Motortyp finden<br />
sich in anderen Bereichen der medizinischen<br />
Versorgung, wie etwa in Beatmungsgeräten.<br />
eve<br />
www.faulhaber.com<br />
Hannover Messe: Halle 5, Stand C26<br />
30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
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Antriebstechnik-Produkte von B&R verkraften Netzausfall<br />
Blackout-Modus vermeidet Stillstand<br />
Die B&R Industrie-Elektronik<br />
GmbH, Bad Homburg,<br />
hat ihr Produktprogramm<br />
der Antriebstechnik<br />
mit einem<br />
Blackout-Modus aus -<br />
gestattet. Dieser ermöglicht<br />
es, Maschinen<br />
auch bei einem Netzwerkausfall<br />
sicher zu<br />
steuern. Dies steigert<br />
die Verfügbarkeit der Systeme und vermeidet Stillstände,<br />
ohne dass der Anwender teure Redundanzlösungen installieren<br />
muss.<br />
Mithilfe der Blackout-Funktion laufen die sicheren Varianten<br />
der B&R-Servoantriebsfamilien Acopos-Multi, Acopos-Motor<br />
und Acopos-P3 bei einem Netzwerkausfall weiter. Die Sicherheitsfunktionen<br />
bleiben aktiviert. Mit dem Blackout-<br />
Modus können einfache Sicherheitsabläufe parametriert<br />
werden. Anwendungen, die in untergeordneten Systemen<br />
laufen, werden auch noch nach dem Ausfall eines Netzwerks<br />
abgearbeitet. So können z. B. Achsen sicher gestoppt<br />
oder in eine definierte Position gefahren werden. tp<br />
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Hannover Messe: Halle 25, Stand G19<br />
Bild: B&R<br />
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Resolver-Serie von TE Connectivity<br />
Genaue Winkelpositionsmessung<br />
TE Connectivity, Darmstadt, bietet mit der T7X-Serie eine<br />
weitere Generation von Resolvern zur genauen Winkelposi -<br />
tionsmessung in industriellen Servoantrieben. Die Resolver<br />
der Größe 21 können in unterschiedlichen Anwendungen<br />
der Fertigungsautomatisierung wie beispielsweise Robotern<br />
oder Werkzeug- und Textilmaschinen eingesetzt<br />
werden. Sie sind in den gängigsten<br />
Hohlwellendurchmessern erhältlich<br />
und kombinieren dabei Präzision und<br />
Zuverlässigkeit mit geringen Platzanforderungen.<br />
Die T7X-Serie bietet<br />
dabei eine Standardgenauigkeit<br />
von ±10 bzw. ±08 Winkelminuten<br />
bis hin zu hochpräzisen Versionen mit<br />
±04 Winkelminuten. Die Resolver sind<br />
in den Varianten Speed 1 bis 4 verfügbar<br />
und für Anwendungen von 4 bis 10 kHz ausgelegt.<br />
Mithilfe der verschiedenen elektrischen Varianten können<br />
unterschiedliche Servoantriebe unterstützt werden. Die<br />
T7X-Resolver bleiben auch unter extremen Umgebungsbedingungen<br />
voll funktionsfähig. Sie können bei Temperaturen<br />
von -55 bis +150 °C und Motor-Drehzahlen von bis zu<br />
20.000 min -1 eingesetzt werden. Somit eignen sie sich auch<br />
für anwenderspezifische mechanische Schnittstellen und<br />
Verbindungslösungen.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 31
ANTRIEBSTECHNIK<br />
TITELSTORY<br />
Wälzlager: Viele Stellschrauben für die energetische Optimierung<br />
Entwicklungsziel:<br />
Reibungsreduzierung<br />
Wälzlager können einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger und<br />
energieoptimierter Maschinen und Antriebe leisten. Der zentrale<br />
Parameter ist hier die innere Reibung, die es zu verringern gilt. Es gibt<br />
zahlreiche Stellschrauben, mit denen man diesen Faktor beeinflussen<br />
kann – vom Käfigdesign über die Auswahl des Fettes bis zu neuen<br />
Oberflächenstrukturen der Laufbahn.<br />
Ralf Petersen, Manager Industrial Bearings, European Technology Center,<br />
NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
TITELSTORY<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Welche Ergebnisse eine konsequente Reibungsreduzierung<br />
haben kann, zeigt NSK mit einer neuen Baureihe von Rillenkugellagern,<br />
die u. a. mit Blick auf Anwendungen in Haushaltsge -<br />
räten entwickelt wurde. Im Vergleich zu konventionellen Rillenkugellagern<br />
weist die neue Baureihe eine um 58 % (mit Stahlkäfig) bzw.<br />
sogar um 79 % (mit Kunststoffkäfig) verringerte Reibung auf.<br />
Testreihen mit Antrieben unterschiedlicher Leistungsklassen (2,3,<br />
7,5 und 30 kW; jeweils 200 V, 50 Hz) zeigen, dass dieser Opti -<br />
mierungseffekt mit der Leistung des Antriebs linear steigt. Diese<br />
reibungsreduzierten Rillenkugellager haben somit in allen zur Ver -<br />
fügung stehenden Baugrößen signifikant positiven Einfluss auf die<br />
Energieeffizienz des (Elektro-)Antriebs.<br />
Wälzlager: Viele Faktoren beeinflussen die Reibung<br />
Solche Verbesserungen lassen sich nicht mit einer einzelnen konstruktiven<br />
Maßnahme erreichen. Es gibt diverse Möglichkeiten, die<br />
innere Reibung von Wälzlagern zu reduzieren. Nicht alle Maßnahmen<br />
sind für jede Lagerbauart geeignet, und nicht alle lassen sich<br />
kombinieren. In den folgenden Absätzen werden einige reibungs -<br />
reduzierende Detailkonstruktionen vorgestellt, die NSK bei neuen<br />
Wälzlager-Baureihen realisiert.<br />
Fettauswahl und Fettfüllgrad als zentrale Faktoren<br />
Bei der Entwicklung der neuen Rillenkugellager haben die NSK-<br />
Ingenieure die Erkenntnis genutzt, dass das Fett eine erheblich<br />
größere Auswirkung auf die Reibung hat, als die mechanische<br />
<strong>Konstruktion</strong>. Deshalb wird bei der neuen Baureihe u. a. ein unter<br />
dem Aspekt der Reibungsreduzierung entwickeltes Fett verwendet.<br />
Außerdem wurde der Fettfüllgrad optimiert.<br />
Käfigdesign: Detailarbeit ist gefragt<br />
Die Unterschiede bei der Reibungsreduzierung von Lagern mit<br />
Kunststoff- oder Stahlkäfig (58 und 79 %) zeigen schon, dass der<br />
Käfig große Auswirkungen auf die innere Reibung hat. Als Opti -<br />
mierungsmaßnahme verwendet NSK bei einigen Baureihen z. B.<br />
geprägte Taschen, die in Stahlblechkäfige eingearbeitet werden. Sie<br />
bewirken eine gleichmäßigere Verteilung des Schmierstoffs und<br />
damit eine verringerte Reibung.<br />
Bei im Spritzgussverfahren hergestellten Polyamidkäfigen hat eine<br />
Optimierung der Kugeltaschen ebenfalls positive Auswirkungen auf<br />
die Reibung – mit dem Ergebnis, dass Wälzlager mit Polyamidkäfig<br />
bei hohen Drehzahlen mit reduziertem Reibverhalten betrieben<br />
werden können.<br />
Bild: NSK Deutschland/Konradin Mediengruppe<br />
Laufbahngeometrie und Oberflächenbehandlung<br />
Die reibungsreduzierten Rillenkugellager zeichnen sich u. a. durch<br />
eine neu entwickelte Laufbahngeometrie aus. Sie reduziert die<br />
Reibung der Wälzkörper und verbessert die Bildung des Schmier -<br />
ölfilms. Diese Eigenschaften werden zusätzlich durch ein spezielles<br />
Honverfahren verbessert.<br />
Durch reibungsoptimierte<br />
Rillenkugellager lässt sich<br />
der Energieverbrauch von<br />
Elektroantrieben senken<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 33
ANTRIEBSTECHNIK<br />
TITELSTORY<br />
Vergleichstest mit Antrieben<br />
verschiedener Leistung (jeweils<br />
Standard- und reibungs -<br />
optimierte Lager) zeigen<br />
signifikant positive Effekte der<br />
reibungsoptimierten Lager<br />
Bild: NSK Deutschland<br />
INFO<br />
Der ökologische Effekt<br />
von Antriebskomponenten<br />
Geringerer Energieverbrauch und damit verringerte Energiekosten<br />
sind ohne Zweifel erfreulich für den Betreiber und<br />
die Umwelt. Aber sie dürfen nicht z. B. durch steigenden<br />
Aufwand für Produktion oder Entsorgung oder sonstige<br />
(Neben-)Effekte erkauft werden. Das haben viele Unter -<br />
nehmen erkannt und auch in ihren Leitlinien oder Nachhaltigkeitskonzepten<br />
verankert. NSK ermittelt beispielsweise<br />
für alle neu entwickelten Produkte den Neco-Index. Die<br />
Abkürzung steht für NSK Eco-Efficiency Indicators und setzt<br />
u. a. den ökologischen Fußabdruck des Produktes (Res -<br />
sourcen- und Energieverbrauch) in Relation zum Produkt -<br />
nutzen, der aus verschiedenen Faktoren errechnet wird.<br />
Jedes neue Produkt – so das erklärte Ziel des Herstellers –<br />
muss einen Mindestnutzen in Bezug auf die Umweltfreundlichkeit<br />
aufweisen [2]. Für die neuen Rillenkugellager z. B.<br />
trifft das in hohem Maße zu.<br />
Für eine andere neue Wälzlager-Baureihe hat NSK eine besondere<br />
Oberflächenstruktur der Laufflächen entwickelt. Sie ist mit poren -<br />
artigen Mikrovertiefungen versehen, in denen sich kleine Ölvorräte<br />
absetzen können. Hauptziel dieser Entwicklung war es eigentlich,<br />
Mangelschmierung vorzubeugen und das Risiko von Oberflächenschäden<br />
zu minimieren. Dieses Ziel wurde erreicht: Im Vergleich zu<br />
konventionellen Kegelrollenlagern erreichen die neuen Lager eine<br />
bis zu achtmal längere Lebensdauer. Zugleich bewirkt die verbesserte,<br />
d. h. gleichmäßigere Ölverteilung auf den Laufflächen insbesondere<br />
bei geringen Drehzahlen eine bis zu 10 % verringerte Reibung.<br />
Dichtung: am besten berührungslos<br />
Als berührendes <strong>Konstruktion</strong>selement wirkt sich die Dichtung auch<br />
(negativ) auf die Reibung eines Wälzlagers aus. Deshalb hat NSK<br />
mit der V-Dichtung eine Technologie mit berührungsloser Dichtlippe<br />
entwickelt. Sie reduziert das Reibmoment des Lagers und kommt<br />
vor allem bei Anwendungen zum Einsatz, bei denen Leistungsverluste<br />
kritisch sind – z. B. bei kleinen elektromotorischen Antrieben.<br />
Welche Einspareffekte sind möglich?<br />
Die erwähnten neuen Rillenkugellager eignen sich u. a. für den<br />
Einsatz in hoch effizienten Elektromotoren der IE4-Klasse nach EU-<br />
Verordnung 4/2014. Den Endanwender der Wälzlager, d. h. den<br />
Nutzer einer Maschine oder eines Fahrzeugs, wird es interessieren,<br />
welche konkreten Einspareffekte er durch den Einsatz von derar -<br />
tigen energiesparenden Antrieben mit reibungsreduzierten Wälz -<br />
lagern erzielen kann.<br />
NSK hat entsprechende Versuchsreihen gefahren und eine Maschine<br />
mit einem vierpoligen Antriebsmotor von 30 kW Nennleistung<br />
und einem Wirkungsgrad von 85 % untersucht. Wenn dieser Antrieb<br />
durch einen Motor der Klasse IE4 ersetzt wird, sinkt der Energieverbrauch<br />
des Antriebs um 10 %, wodurch auch die Anschlussleistung<br />
reduziert wird. Im Einschichtbetrieb der Maschine (2000 h)<br />
ergibt sich dadurch eine Energiekostenersparnis von etwa 900 €,<br />
bei 7000 Betriebsstunden entsprechend 3150 €/a [1].<br />
Berücksichtigen sollte der Konstrukteur generell, dass auch die<br />
reibungsreduzierten Lager „fit for purpose“ sind, d. h. in vollem Umfang<br />
die individuellen Spezifikationen und auch die Anforderungen<br />
an Qualität und Lebensdauer erfüllen. Bei den von NSK entwickelten<br />
reibungsreduzierten Lagern geht die Minimierung der inneren<br />
Reibung nicht zulasten der Tragfähigkeit und sonstiger Eigenschaften<br />
der Wälzlager.<br />
34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
TITELSTORY<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Der Fettfüllgrad<br />
beeinflusst in hohem<br />
Maße die interne<br />
Reibung im Wälzlager<br />
Bild: NSK Deutschland<br />
Auch mit den berührungslosen V-<br />
Dichtungen lässt sich die Reibung von<br />
Wälzlagern – und damit ihr indirekter<br />
Energieverbrauch – reduzieren<br />
Bild: NSK Deutschland<br />
Der Marktanteil energieeffizienter Elektroantriebe wird – so die Prognose –<br />
deutlich ansteigen. Das wird zu einer Senkung des CO 2<br />
-Ausstoßes führen<br />
Bild: NSK Deutschland<br />
Erhebliches Einsparpotenzial auf globaler Ebene<br />
Der Hersteller hat überschlägig auch die Möglichkeiten der Energieeinsparung<br />
ermittelt, die weltweit durch den Einsatz reibungsop -<br />
timierter Wälzlager erschlossen werden können. Pro Jahr werden<br />
weltweit 8,8 Billionen kWh Energie (40 % des Gesamtverbrauchs)<br />
für den Betrieb von Elektromotoren aufgewendet. Der interne Leistungsverlust<br />
bzw. Eigenverbrauch eines Standard-Elektromotors der<br />
Effizienzklasse IE1 liegt bei mindestens 7 %, woran die wälzlagerbedingte<br />
Reibung einen Anteil von etwa 6 % hat. Das heißt: Die gesamte<br />
Verlustleistung beträgt 619 Mrd. kWh, die wälzlagerbedingte<br />
Reibung verursacht einen Mehrverbrauch von 37,1 Mrd. kWh.<br />
Das wiederum entspricht einem CO 2 -Ausstoß von 19,27 Mio. t/a.<br />
Kämen in den Elektroantrieben weltweit und zu 100 % diese reibungsreduzierten<br />
NSK-Wälzlager zum Einsatz, würden – wenn man<br />
konservativ nur von 50 % geringerer Reibung ausgeht – 9,63 Mio. t<br />
CO 2 weniger emittiert werden. Das ist eine beachtliche Schadstoffmenge,<br />
und ganz unrealistisch ist dieses Ziel nicht. Immerhin wird<br />
sich der Marktanteil von verkauften Elektromotoren mit Premium-<br />
Effizienz laut Schätzungen von 4 % im Jahr 2014 auf 30 % in <strong>2020</strong><br />
erhöhen.<br />
bec<br />
www.nskeurope.de<br />
Anmerkungen:<br />
[1] Matthias Kabus, Wirkungsgradklassen für Elektromotoren. http://www.energie-imunternehmen.de/downloads/effizienzklassen_von_motoren.pdf,<br />
abgerufen am<br />
31.1.<strong>2020</strong><br />
[2] NSK-Geschäftsbericht 2019, S. 47<br />
Detaillierte Informationen zu den<br />
Rillenkugellagern:<br />
hier.pro/XAOP6<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 35
ANTRIEBSTECHNIK<br />
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
Fünf elektrisch angetriebene, kaltgerollte Kugelgewindetriebe bewegen die Finger eines Hand-Exoskeletts<br />
Kräftiger zupacken mit der Ironhand<br />
Die Ironhand von Bioservo ist ein Greifassistent, der dem Träger einen stärkeren Griff verleiht.<br />
Sie besteht aus einem leichten Handschuh und einer tragbaren Steuereinheit, die als Rucksack<br />
getragen wird. Innerhalb von Millisekunden kann der Nutzer seine Griffkraft um bis zu 80 N<br />
erhöhen. Das Herzstück des weichen Hand-Exoskeletts bilden fünf elektrisch angetriebene,<br />
kaltgerollte Kugelgewindetriebe von Eichenberger. Sie sind durch dünne Drahtsehnen mit den<br />
Fingern des Handschuhs verbunden.<br />
Ursula Schädeli, Marketing, Eichenberger Gewinde AG, Burg, Schweiz<br />
Die Fähigkeit, unsere Hände zu benutzen, ist von hoher Bedeutung.<br />
Sie sind an fast allem beteiligt, was wir tun – vom Zähneputzen<br />
am Morgen über die anstrengende Arbeit am Tag bis zum<br />
Ins-Bett-bringen unserer müden Kinder am Abend. Eine beeinträchtigte<br />
Handfunktion kann daher sowohl im Beruf als auch zuhause<br />
schwerwiegende Folgen haben.<br />
Bionische, kraftspendende Produkte für Menschen mit reduzierter<br />
Muskelkraft oder zusätzlichem Kräftebedarf herzustellen, ist die Mission<br />
der Bioservo Technologies AB, Kista, Schweden. Das Bestreben,<br />
für ein innovatives Hand-Exoskelett eine perfekte Antriebslösung<br />
zu finden, hat das schwedische Technologie- und Entwicklungsunternehmen<br />
zur Eichenberger Gewinde AG, Burg, Schweiz, ge-<br />
führt. Die Ironhand vereint medizinisches Knowhow, Roboter- und<br />
Computertechnologie. Mit viel Leidenschaft für die perfekte Bewegung<br />
haucht der Gewindespezialist dieser Zauberhand ihr Leben ein.<br />
Außerhalb der Norm – kein Problem<br />
Für den Schweizer Gewindeprofi sind exotische Materialien und<br />
Dimensionen oder Gewindeformen, die sich außerhalb der Norm<br />
befinden, willkommene Herausforderungen. Eichenbergers Konstrukteure<br />
erfassen die Anliegen der Anwender genau. Im bera -<br />
tenden, lösungsorientierten Dialog werden Antworten gesucht und<br />
gefunden. Die damit verbundenen, inspirierenden Gespräche, sind<br />
die Triebkraft für Neuentwicklungen des Gewindespezialisten.<br />
36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Bild: Bioservo<br />
Der Ironhand-<br />
Handschuh ist in vier<br />
Größen für die linke<br />
und rechte Hand<br />
erhältlich. Es wird ein<br />
normaler Arbeits -<br />
handschuh über der<br />
Eisenhand getragen<br />
Mehr Lebensqualität dank Hand-Exoskelett<br />
Schwache Hände können für berufstätige Menschen mit griffintensiven<br />
Arbeitsaufgaben eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich<br />
bringen. Schmerzen oder Kraftlosigkeit können zu krankheitsbedingten<br />
Fehlzeiten führen. In Notsituationen müssen sogar Aufgaben<br />
neu definiert werden (Umschulung). Dies kann sich auf die Gesellschaft<br />
als Ganzes und auch auf die körperliche und geistige Gesundheit<br />
des Einzelnen auswirken. Indem den Menschen Hilfsmittel zur<br />
Verfügung gestellt werden, können sie den Alltag weiter bewältigen<br />
und/oder an ihren Arbeitsplatz zurückkehren. Dadurch verlieren Unternehmen<br />
weniger wertvolle Mitarbeiter mit Schlüsselkompetenzen<br />
und der Einzelne bleibt weiterhin in die Arbeitswelt integriert.<br />
Die Ironhand basiert auf der Soft-Extra-Muscle-Technologie und<br />
wurde 2019 auf dem Markt eingeführt. Das modulare System besteht<br />
aus einem Handschuh, der die fünf Finger abdeckt und einem<br />
Antriebssystem. In die Powerhand integrierte Drucksensoren steuern<br />
die im Gerät befindlichen Servomotoren an. Dadurch erhält der<br />
Träger einen besonders starken Griff.<br />
Fünf Kugelgewindetriebe für mehr Griffkraft<br />
Wie schon erwähnt, wagt sich der Gewindespezialist an exotische<br />
Materialien, Gewindeformen oder Dimensionen die außerhalb der<br />
Norm liegen. Außergewöhnliche Geometrien, eigene Interfaces, besondere<br />
Werkstoffe und Härteverfahren bieten beeindruckende Extras.<br />
Einen Kugelgewindetrieb mit den Maßen 9,3 mm × 2,125 mm<br />
beispielsweise erhält man wohl nur bei Eichenberger. Die dafür notwendigen<br />
Werkzeuge stellt das Unternehmen selbst her. Damit gewährleistet<br />
der Hersteller eine kurze Time-to-Market für anwendungsoptimierte<br />
Produkte hoher Präzision und Wirtschaftlichkeit.<br />
Gemeinsam mit Bioservo entwickelte Eichenberger eine perfekte<br />
Gewindetrieb-Lösung für die Ironhand. Bioservo ist ein weltweit<br />
führendes Unternehmen im Bereich des weichen Exoskeletts und<br />
der motorischen Unterstützung, das sich auf die Hand und andere<br />
Extremitäten des Oberkörpers konzentriert. Das Bioservo-Team hatte<br />
die Idee, einen Handschuh zu entwickeln, der zur Vorbeugung<br />
von Stressverletzungen, zur Rehabilitation und zur Unterstützung<br />
von Menschen bei ihren täglichen Aktivitäten zuhause oder bei der<br />
Arbeit beitragen kann.<br />
Die Drehbewegung in eine Linearbewegung umsetzen<br />
Die Ironhand besteht aus einem leichten Handschuh mit einer tragbaren<br />
Steuereinheit, die als Rucksack getragen wird. Innerhalb von<br />
Millisekunden kann sie die Griffkraft des Trägers um bis zu 80 N<br />
erhöhen. Das Herzstück in diesem Bausatz bilden fünf elektrisch<br />
angetriebene, kaltgerollte Kugelgewindetriebe von Eichenberger.<br />
Sie sind es, die die Drehbewegung der kleinen Servomotoren in eine<br />
Linearbewegung umsetzen. Der beeindruckende Wirkungsgrad<br />
von mehr als 94 % gewährleistet eine optimale Antriebsleistung.<br />
Die Funktion der Ironhand ähnelt der unserer Hände. Ein Handgriff<br />
wird normalerweise von den Muskeln des Unterarms und der Hand<br />
eingeleitet. Diese Muskeln ziehen die Sehnen, die von den fünf Fingern<br />
ausgehen. Die Ironhand funktioniert genauso: Die druckempfindlichen<br />
Sensoren in den Fingerspitzen des Handschuhs erkennen,<br />
wann der Benutzer ein Objekt ergreift. Ein Mikrocomputer berechnet<br />
die erforderliche Leistung. Servomotoren treiben fünf filigrane<br />
Kugelgewindetriebe 5 mm × 2 mm (Ø 5 mm, Steigung 2 mm)<br />
an. Diese sind durch dünne Drahtsehnen mit den Fingern des Handschuhs<br />
verbunden. Die feinen Verbindungen bewegen die Finger<br />
und die zusätzliche Kraft wird durch den schlanken Handschuh<br />
INFO<br />
Genaue Geometrien<br />
von hoher Oberflächengüte<br />
Was macht den Kugelgewindetrieb Carry so belastbar und zum<br />
idealen Funktionselement für diese Anwendung? Durch das<br />
Gewinderollen entstehen sehr genaue Geometrien von hoher<br />
Oberflächengüte. Die üblichen Herstellungsverfahren für Gewinde<br />
wie Fräsen, Drehen oder Wirbeln sind spanabhebend.<br />
Sie haben den Nachteil, dass sie den Faserverlauf des Stahls<br />
unterbrechen. Dem gegenüber steht das Gewinderollen, das<br />
als spanlose Bearbeitung die Längsfasern nicht zerschneidet,<br />
sondern lediglich umleitet. Zugleich verfestigt sich die Oberfläche<br />
im Profil. Diese glattrollierte Oberfläche bietet nur<br />
wenig Angriffsmöglichkeiten für Verschmutzung. Für eine<br />
lange Lebensdauer ist das ausschlaggebend und es ermöglicht<br />
zudem das geräuscharme Abrollen der Kugeln. Weiter ergeben<br />
sich durch die Kaltumformung sehr gute Rauheitswerte<br />
(~ Rz 1,0) auf den Gewindeflanken und im Grundradius.<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 37
ANTRIEBSTECHNIK<br />
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
Die Soft-Extra-<br />
Muscle-Technologie<br />
INFO<br />
Beim patentierten SEM-Technologiekonzept (Soft Extra<br />
Muscle) werden zur Unterstützung des Trägers Daten<br />
gesammelt und analysiert, um griffintensive Anwendungs -<br />
fälle mit einem hohen ergonomischen Risiko zu bewerten<br />
und zu identifizieren. Die eingeführte Intent-Detection-Logik<br />
aktiviert die Unterstützung nur dann, wenn der Träger die<br />
Bewegung mit einem natürlichen und intuitiven Krafteinsatz<br />
einleitet. Dies wird durch Sensoren erreicht, die die Aktion<br />
des Benutzers erfassen. Die Motoren werden automatisch<br />
angesteuert und verstärken den Krafteinsatz des Trägers. Die<br />
Antriebe reagieren sofort und auf natürliche Weise, um die<br />
beabsichtigte Bewegung zu erleichtern. Dies bedeutet, dass<br />
die Ironhand berechnet, wie der Benutzer einen Gegenstand<br />
greift. Je schwerer die Greifbewegung ist, desto mehr<br />
Leistung wird bereitgestellt.<br />
Kugelgewindetriebe bewerkstelligen die kraftvollen<br />
Bewegungen der Ironhand<br />
erzeugt. Je höher der Druck auf die Sensoren ist, desto mehr<br />
Leistung liefert der Handschuh. Das Hand-Exoskelett erkennt also,<br />
wie der Benutzer einen Gegenstand greift und passt die Greifbe -<br />
wegung intuitiv und automatisch an.<br />
Individuell an den jeweiligen Einsatz angepasst<br />
Häufig stellt geringer Bauraum bei großer Belastung eine Heraus -<br />
forderung dar. Geräuschlose Bewegungen auf kleinem Raum sind<br />
gefordert. Genau so beschreibt Bioservo die Anforderungen an die<br />
mechanischen Antriebselemente im Pflichtenheft. Hohe Positioniergenauigkeiten<br />
bei sehr kleinen Hüben und hohe Dynamik im Dauereinsatz<br />
sind zu bewältigen. Sicherheit und Zuverlässigkeit stehen<br />
im Mittelpunkt. Die Wartungsintervalle, die Lebensdauer und nicht<br />
zuletzt die Kosten spielen eine tragende Rolle.<br />
Bild: Bioservo<br />
In Dimension oder Qualität vergleichbare Produkte leisten bei<br />
Eichenberger mehr als erwartet. Durch individuelles Design oder<br />
spezielle Herstellungsverfahren passt der Gewindeprofi seine<br />
Produkte der Applikation an und macht vieles möglich. Die kaltverformten,<br />
induktiv gehärteten Ironhand-Kugelgewindetriebe in der<br />
Dimension 5 mm × 2 mm bringen Schnelligkeit, Präzision und minimale<br />
Platzverhältnisse unter einen Hut. Zusätzlich verstärkt das<br />
ideale Steigungsverhältnis der Spindel die Effizienz der Bewegung.<br />
Die „fünf Schweizer Helden“, mit drei in der Mutter eingebauten<br />
ausgeklügelten Einzelgangrückführungen, verblüffen außerdem mit<br />
ihrem geringen Gewicht und steigern die Wirtschaftlichkeit der<br />
Gesamtlösung.<br />
bec<br />
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38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
GETRIEBE<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Zykloidgetriebe bieten hohen Wirkunsgrad und lange Lebensdauer<br />
Alternative zu spielarmen Planetengetrieben<br />
Zykloidgetriebe nutzen zur Kraftübertragung Kurvenscheiben und Rollen. Das sorgt für einen hohen<br />
Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer sowie ein extrem geringes Spiel – Eigenschaften, die die<br />
Getriebe in zahlreichen Anwendungen zur Idealbesetzung machen. Hinsichtlich Performance, Lang -<br />
lebigkeit und Baugröße sind Zykloidgetriebe gegenüber herkömmlichen Planetensystemen in den<br />
meisten Fällen klar im Vorteil.<br />
Jennifer Hagmeyer, Expert Internal Sales & Marketing General Industries, Nabtesco Precision Europe GmbH,<br />
Düsseldorf<br />
Bild: Nabtesco Precision Europe<br />
Dank ihrer besonderen Bauweise sind Zykloid -<br />
getriebe außerordentlich leistungsfähig, sehr<br />
genau und extrem robust<br />
Sollen in der Robotik oder Automatisierung Präzisionsgetriebe<br />
zum Einsatz kommen, stehen Konstrukteure vor der Wahl:<br />
Planeten- oder Zykloidgetriebe? Die Einsatzgebiete beider Getriebearten<br />
überschneiden sich, jedoch können Zykloidgetriebe Planetengetriebe<br />
in vielen Anwendungen ersetzen. Insbesondere wenn geringes<br />
Spiel und eine hohe Positioniergenauigkeit von wesentlicher<br />
Bedeutung sind, bieten Zykloidgetriebe im Vergleich zu Planeten -<br />
getrieben durchweg die besseren Leistungsdaten.<br />
Leistungsvorsprung dank zykloider Bauweise<br />
Zykloidgetriebe weisen eine robustere Bauweise auf und kommen<br />
daher auf eine höhere Lebensdauer. Auch über einen langen Zeitraum<br />
ist die Spielzunahme extrem gering (Hystereseverlust<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
GETRIEBE<br />
Der fast vollständige Kontakt innerhalb der Zykloidgetriebe garantiert<br />
eine hohe Belastbarkeit bei geringem Spiel (links); im Vergleich dazu<br />
rechts im Bild ein Planetengetriebe, das zur Kraftübertragung nur eine<br />
geringe Kontaktfläche nutzt<br />
Bild: Nabtesco Precision Europe<br />
Sind geringes Spiel und Positioniergenauigkeit von wesentlicher<br />
Bedeutung, bieten Zykloidgetriebe gegenüber herkömmlichen Planetensystemen<br />
durchweg die besseren Leistungsdaten<br />
Bild: Nabtesco Precision Europe<br />
in ständigem Kontakt mit den Bolzen. So lassen sich sehr hohe<br />
Drehmomente mit hoher Präzision und Laufruhe übertragen und<br />
aufgrund der beiden Untersetzungsstufen hohe Untersetzungsverhältnisse<br />
erzielen.<br />
„Das zweistufige Untersetzungsprinzip (Stirnradstufe und Exzenterstufe)<br />
reduziert die Vibrationen sowie die Massenträgheit“, hebt<br />
Obladen die Vorteile hervor. „Der fast vollständige Kontakt sowie<br />
die gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb der Zykloidgetriebe er -<br />
lauben außerdem eine hohe Belastung bei geringem Spiel.“ In Not-<br />
Halt-Situationen kann das Getriebe so das 5-Fache des Nenn -<br />
drehmoments aufnehmen. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung<br />
beteiligten Elemente garantiert außerdem ein sehr<br />
geringes Losbrechmoment.<br />
Planetengetriebe verteilen die Last<br />
Ihre hohe Leistungsfähigkeit macht die Zykloidgetriebe von Nab -<br />
tesco in vielen Anwendungen zur Idealbesetzung. Insbesondere Applikationen,<br />
bei denen schnelle und genaue Positionierbewegungen<br />
mit hohen Traglasten ohne Nachschwingen gefordert sind, profitieren<br />
von den hervorragenden Eigenschaften. Bestehen keine so hohen<br />
Spielanforderungen oder liegen die geforderten Untersetzungen<br />
unter 30:1, sind dagegen Planetengetriebe (auch Umlaufrädergetriebe<br />
genannt) im Vorteil. „Auch wenn es prinzipiell möglich ist,<br />
lassen sich bei Zykloidgetrieben Untersetzungen unter 30:1 bauartbedingt<br />
nur schwer ohne eine zusätzliche Vorstufe erzielen“, erklärt<br />
Obladen und ergänzt: „Bei Untersetzungen über 30:1 sind Zykloidgetriebe<br />
aber ganz klar die Technologie der Wahl, da sie – anders als<br />
Planetengetriebe – keine zusätzlichen Vorstufen benötigen.“<br />
Planetengetriebe setzen sich aus drei grundlegenden Elementen<br />
zusammen: einem mittigen sogenannten Sonnenrad, drei oder<br />
mehr Satelliten- bzw. Planetenrädern und einem Hohlrad. In einem<br />
typischen Planetengetriebe überträgt das Sonnenrad die Bewegung<br />
zu den Satelliten. Diese rollen sich dann im statischen Hohlrad ab.<br />
Die Planetenräder sind am Planetenträger montiert, der die Drehzahl<br />
dann an die Abtriebswelle überträgt. Im Unterschied zu ein -<br />
fachen Untersetzungslösungen, wie etwa Schneckengetrieben,<br />
wirken bei Planetengetrieben geringere Kräfte auf die Zahnräder, da<br />
das Drehmoment stets auf mehrere Zahnräder verteilt wird. Außerdem<br />
bewirkt diese Verteilung einen geräuscharmen Lauf ohne Kraftflussunterbrechung.<br />
Vergleicht man die Abmessungen von Planeten- und Zykloidge -<br />
trieben fällt auf, dass die Baulänge der Planetengetriebe mit größer<br />
werdenden Untersetzungen erheblich zunimmt. So erreichen mehrstufige<br />
Planetengetriebe deutlich größere Baulängen als Zykloid -<br />
getriebe mit identischer Untersetzung. Zykloidgetriebe dagegen<br />
haben bei kürzerer Baulänge einen etwas größeren Durchmesser.<br />
Die Getriebe stehen im Zentrum der Anwendung<br />
Als Wandler von Drehmoment und Drehzahl kommt den Getrieben<br />
eine zentrale Rolle bei der <strong>Konstruktion</strong> zu. „Um die bestmögliche<br />
wirtschaftliche Leistung zu erhalten, sollte die Auslegung einer<br />
Applikation grundsätzlich vom Getriebe ausgehen“, rät Obladen.<br />
Dies erleichtere die Auslegung der gesamten Anwendung. Auf die<br />
Wahl der passenden Antriebskomponenten sollten Konstrukteure<br />
daher besonderes Augenmerk legen. Um das jeweils optimale<br />
Getriebe zu finden ist es notwendig, alle Anforderungsparameter<br />
der einzelnen Arbeitszyklen hinsichtlich Präzision, Lebensdauer und<br />
Not-Aus-Situationen zu betrachten. „In den meisten Fällen haben<br />
Zykloidgetriebe dabei in puncto Performance, Zuverlässigkeit und<br />
Bauweise die Nase vorn und sind eine echte Alternative zu spiel -<br />
armen Planetengetrieben“, macht Obladen deutlich.<br />
Erste Wahl für hochpräzise Positionieraufgaben<br />
Ob Voll- oder Hohlwelle, ob vollständig geschlossene Getriebeeinheiten<br />
(Getriebekopf) oder hochintegrierbare Einbausätze, ob besonders<br />
leicht, stark, schnell oder flexibel: Mit seinem umfangreichen<br />
Portfolio und seiner langjährigen Entwicklungskompetenz wird<br />
Nabtesco nahezu allen Getriebeanforderungen gerecht. Insbesondere<br />
aus der Robotik sind die zuverlässigen Getriebesysteme nicht<br />
mehr wegzudenken: In sechs von zehn Industrierobotern stecken<br />
40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
GETRIEBE<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Mit einem Marktanteil von 60 % ist Nabtesco wohl unan -<br />
gefochtener Marktführer im Bereich der Robotergetriebe<br />
Bild: Nabtesco Precision Europe<br />
Nabtesco-Getriebe – damit ist der japanische Hersteller mit Europazentrale<br />
in Düsseldorf wohl unangefochtener Marktführer in der<br />
Robotik. Doch nicht nur Robotergelenke profitieren von den technischen<br />
Qualitäten der Zykloidgetriebe, auch in der Peripherie sowie<br />
in zahlreichen weiteren Hightech-Anwendungen sind sie erste Wahl.<br />
Sei es im Werkzeugmaschinenbau, in der Medizintechnik, beim<br />
Handling oder in Schweißapplikationen – überall dort, wo exaktes<br />
Positionieren und absolute Zuverlässigkeit gefragt sind, machen die<br />
Getriebe aus dem Hause Nabtesco eine gute Figur. Auch in der<br />
Verpackungstechnik, im Antennenbau sowie in der Solartechnik<br />
werden sie weltweit geschätzt.<br />
Neben den bewährten Getriebeserien liegt eine besondere Stärke<br />
in den Engineering Services mit individuellen Sonderanfertigungen:<br />
In enger Zusammenarbeit mit dem Anwender entwickelt und fertigt<br />
Nabtesco spezielle Getriebelösungen, die optimal an die individuelle<br />
Applikation angepasst sind.<br />
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www.nabtesco.de<br />
Ob mit Voll- oder Hohlwelle: Überall, wo es auf exaktes Positionieren und<br />
absolute Zuverlässigkeit ankommt, sind Zykloidgetriebe die Technologie<br />
der Wahl<br />
Detaillierte Informationen zum Funktionsprinzip<br />
der Zykloidgetriebe:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 41
ANTRIEBSTECHNIK<br />
KUPPLUNGEN & BREMSEN<br />
Leistungsstarke Federkraft-Zahnhaltebremse als Alternative zu herkömmlichen Permanentmagnet-Haltebremsen<br />
Sicherheitskomponente mit Biss<br />
Der rasant wachsende Markt der Robotik aber auch andere anspruchsvolle Branchen fordern Antriebs -<br />
komponenten mit immer höheren Leistungsdichten und Sicherheitsfunktionen. Um diesen Herausforderungen<br />
gezielt zu begegnen, bietet die Maschinenfabrik Mönninghoff eine besonders platzsparende und dennoch sehr<br />
leistungsstarke Federkraft-Zahnhaltebremse als perfekte Alternative zu herkömmlichen Permanentmagnet-<br />
Haltebremsen.<br />
Daniel Mittelstädt, <strong>Konstruktion</strong>, und Stephan Schmidt, Vertrieb, Maschinenfabrik Mönninghoff GmbH & Co. KG, Bochum<br />
Bild: Maschinenfabrik Mönninghoff<br />
Bild: Maschinenfabrik Mönninghoff<br />
Die Fail-Safe-Robotikbremse von Mönninghoff<br />
Überall dort, wo reibschlüssige Bremsen zwar hohe Positioniergenauigkeiten<br />
bieten, jedoch aufgrund der kraftschlüssigen<br />
Drehmomentübertragung schnell an ihre Grenzen stoßen, lässt sich<br />
die Zahnhaltebremse der Maschinenfabrik Mönninghoff GmbH &<br />
Co. KG, Bochum, einsetzen. Neue Fertigungsverfahren ermöglichen<br />
eine Planverzahnung, die die Bremse in sehr feinen Schritten positionieren<br />
und fixieren kann.<br />
Die formschlüssige Drehmomentübertragung bietet hierbei deutlich<br />
höhere Drehmomente im Bereich von bis zu 6000 Nm. Gerade in<br />
den Bereichen Robotik oder Servotechnik finden diese Bremsen mit<br />
ihrem geringen Platzbedarf, ihrer hoher Leistungsdichte und ihrem<br />
maximalen Sicherheitsanspruch heute somit vermehrt Anwendung.<br />
Funktion und Aufbau<br />
Die Federkraft-Zahnhaltebremse wird im Normalzustand durch die<br />
Druckfedern, die die beiden planverzahnten Zahnringe in Eingriff<br />
bringen, stromlos geschlossen gehalten. Das Drehmoment wird<br />
über die Führungsverzahnung spielarm und schlupffrei übertragen.<br />
Geöffnet wird die Bremse mithilfe eines Elektromagneten, der der<br />
Federkraft entgegenwirkt und so die Bremse lüftet. Dies ermöglicht,<br />
dass die Bremse als Fail-Safe-Produkt agieren kann. In all ihren<br />
Funktionen ist diese Federkraft-Zahnhaltebremse auch als Schaltkupplung<br />
ausführbar.<br />
Für jede Anforderung die passende Bremse<br />
Für die speziellen Anforderungen jeder Branche und jedes Einsatzfalls<br />
entwickelt die Maschinenfabrik Mönninghoff eine Varianten -<br />
vielfalt an Kupplungen und Bremsen. So kann die Bremse beispielsweise<br />
pneumatisch gelüftet oder auch elektrisch betätigt werden.<br />
Ebenso denkbar ist es, sie mit einer definierten Federkraft einzustellen.<br />
Zudem ermöglicht die individuelle Auslegung der Verzahnungsgeometrie,<br />
auf jeden besonderen Einsatzfall mit einer Sonderlösung<br />
einzugehen.<br />
Außerdem besteht die Möglichkeit, die Bremse „bistabil“ auszuführen.<br />
Das heißt, dass bei Stromausfall der zuletzt vorherrschende<br />
Schaltzustand garantiert gewahrt wird. Diese bistabile Variante<br />
erfährt gerade in mobilen Anwendungen hohe Akzeptanz, da lediglich<br />
für die Änderung des Schaltzustandes Energie benötigt wird<br />
und sie somit sehr stromsparend ist.<br />
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43
ANTRIEBSTECHNIK<br />
KUPPLUNGEN & BREMSEN<br />
Vielseitige Technologie und innovative Monitoring-Lösungen für Servobremsen bieten Sicherheit für alle Fälle<br />
Sicherheitsbremsen in<br />
Servosystemen zuverlässig überwachen<br />
Servosysteme sind heute Standard in einer Vielzahl von Antrieben. Sicherheitsbremsen sind dabei ein wich -<br />
tiger Bestandteil. Aufgrund der spezifischen Eigenschaften von Servoantrieben sind bei der Auswahl dieser<br />
Bremsen wichtige Kriterien zu beachten. Darüber hinaus ist die Überwachung von Servobremsen ein brisantes<br />
Thema. Besonders, wenn sie in die Systeme integriert oder sehr klein sind. Bislang gelten sie in diesen Fällen<br />
als nicht überwachbar – in Zeiten von Industrie 4.0 und einem wachsenden Bedarf an Daten aus der Maschine<br />
ein echtes Problem.<br />
Andreas Merz, Produktmanager, und Bernd Kees, Produktmanager, Chr. Mayr GmbH + Co. KG, Mauerstetten<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Das intelligente Modul Roba-brake-checker überwacht ohne Sensoren<br />
neben dem Schaltzustand auch die Zugwegreserve und detektiert sicherheitskritische<br />
Veränderungen von Spannung, Luftspalt und Temperatur<br />
Servoantriebe sind in vielen Bereichen, wie beispielsweise in<br />
Werkzeugmaschinen oder Robotern, heute bereits Standard.<br />
In anderen Branchen wie der Windkraft werden sie immer häufiger<br />
eingesetzt und verdrängen auch dort bisher übliche Antriebsvari -<br />
anten. Der Aufbau der Servosysteme ist dabei grundsätzlich gleich:<br />
Regelelektronik, häufig ein Getriebe und der Motor mit Sicherheitsbremse.<br />
In der Industrie sind Systeme üblich, bei denen die Bremse<br />
bereits integriert ist, also zusammen mit den anderen Kompo -<br />
nenten in einem Gehäuse verbaut wird.<br />
Diese Einbausituation bringt spezifische Herausforderungen mit<br />
sich. Zum einen die Temperatur: In einem Servomotor kann die<br />
Temperatur bis zu +120 °C erreichen. Um auch in diesem hohen<br />
Temperaturbereich sicher und zuverlässig zu funktionieren, müssen<br />
alle Komponenten der Bremse für solche Temperaturen ausgelegt<br />
sein. Federdruckbetätigte Elektromagnetbremsen wie z. B. die<br />
Roba-servostop haben sich hier bewährt.<br />
Sind integrierte Servobremsen überwachbar?<br />
Ein Manko allerdings haben die integrierten Bremsen: Sie galten<br />
bisher als nicht überwachbar, da durch die Einbausituation, die<br />
Betriebstemperaturen und die extrem kleinen Luftspalte keinerlei<br />
Schalter oder Sensoren verwendet werden können. Das ist im Hinblick<br />
auf die immer stärkere Vernetzung von Maschinen – Stichwort<br />
Industrie 4.0 – ein Problem. Natürlich liefert die Steuer- und Regelelektronik<br />
des Servosystems Daten, die auch Rückschlüsse auf den<br />
Zustand des Gesamtsystems erlauben. Die Sicherheitsbremse<br />
selbst bleibt dabei aber stumm. Dabei wären auch bei geschlos -<br />
senen Systemen Daten aus der Bremse sehr hilfreich und ermög -<br />
lichen beispielsweise vorausschauende Wartung.<br />
Sensorloses Monitoring: sicher und zuverlässig<br />
Genau diese Möglichkeiten bietet die Chr. Mayr GmbH + Co. KG,<br />
Mauerstetten, mit ihrem intelligenten Modul Roba-brake-checker.<br />
Es arbeitet ohne Sensoren. Stattdessen erkennt es durch die Ana -<br />
lyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und<br />
weiß, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Das Ganze<br />
vom Schaltschrank aus. Es überwacht neben Schaltzustand, Temperatur<br />
und Verschleiß auch auf Zugweg- oder Zugkraftreserve, also ob<br />
der Magnet noch in der Lage ist, die Ankerscheibe anzuziehen. Bei<br />
Erreichen der Zugkraftreserve sendet das intelligente Über -<br />
wachungsmodul so frühzeitig ein Warnsignal, dass noch eine<br />
bestimmte Betriebszeit der Bremse möglich ist. Bei einer weiteren<br />
Ausbaustufe ist das Modul über eine entsprechende Schnittstelle<br />
auch in ein Fernwartungssystem integrierbar. Das verringert die<br />
Servicezeiten und -kosten noch einmal.<br />
Sollte es dennoch zu einem Schaden kommen, haben Anwender<br />
mit dem Roba-brake-checker deutlich bessere Analysemöglich -<br />
keiten. Mit bisherigen Lösungen wie beispielsweise der berührungslosen<br />
Lüftüberwachung sehen sie nur den Ausfall und das<br />
Zerstörungsbild. Sie wissen aber nicht, wie der Fehler zustande<br />
gekommen ist. Mit dem intelligenten Überwachungsmodul dagegen<br />
werden Verläufe sichtbar und Fehleranalysen sind nutzbar. Sie<br />
lassen sich auch auf andere Anlagen eines Anwenders übertragen.<br />
All diese Daten aus Störung und Normalbetrieb liefern damit wertvollen<br />
Input für zukünftige Verbesserungen und Optimierungen.<br />
Ein zusätzlicher Vorteil der sensorlosen Überwachung ist das Fehlen<br />
mechanischer Komponenten. Im Gegensatz zu den herkömmlichen<br />
44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
KUPPLUNGEN & BREMSEN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Es gibt Federdruckbremsen für Servomotoren, die speziell auf die hohen<br />
Anforderungen der Robotik angepasst sind. Anwender können dabei<br />
wählen zwischen klassischen Servobremsen im Motor, mit Rotor und<br />
Verzahnung (Bild) oder aber Bremslösungen, die direkt in das Roboter -<br />
gelenk eingepasst werden, sogenannten Pad-Lösungen mit großem<br />
Innendurchmesser (s. Bild S. 44)<br />
Intelligentes Überwachungsmodul für das Bremsenmonitoring: Neben<br />
dem reinen Signal liefert der Roba-brake-checker in einer erweiterten<br />
Ausbaustufe Daten. Sicherheit wird damit sichtbar und Wartung planbar.<br />
Die Abbildung zeigt das Modul Roba-brake-checker bereits im Design<br />
der Zukunft: modern und funktional<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Schaltern kann nichts verstellt werden oder durch äußere physische<br />
Einflüsse Schaden nehmen. Auch Toleranzen durch Abweichungen<br />
bei der Fertigung von Komponenten, schwankende Temperaturen<br />
im Betrieb oder fehlerhafte Montage haben auf das Monitoring und<br />
die gelieferten Daten keinen Einfluss. Der Roba-brake-checker detektiert<br />
Verläufe und Charakteristiken statt exakter Auslösepunkte.<br />
Das macht das Monitoring mit dem Modul äußerst zuverlässig und<br />
stellt wesentlich aufschlussreichere Daten zur Verfügung. In der Variante<br />
„plus“ übernimmt das Modul gleichzeitig auch die Versorgung<br />
der Bremse und ersetzt damit einen Gleichrichter. Versorgung und<br />
Überwachung der Bremsen sind also in einem Gerät kombiniert.<br />
Das Modul ist eine Plug-and-play-Lösung, wird also einbaufertig mit<br />
komplett getesteten Werten geliefert.<br />
Vernetzte Maschinen: Bremsentechnologie 4.0<br />
Die Wahl der richtigen Bremse für Servosysteme ist von mehreren<br />
Faktoren abhängig. Idealerweise berücksichtigt das Bremsen -<br />
konzept alle Faktoren, die für Sicherheit und Zuverlässigkeit<br />
ausschlaggebend sind. Dazu gehört zunächst eine zuverlässige Mechanik,<br />
die unabhängig von Temperaturen und äußeren Einflüssen<br />
funktioniert. Dann spielt die Auswahl des Reibbelag-Materials eine<br />
wichtige Rolle für ein gleichbleibend hohes Bremsmoment über die<br />
gesamte Lebensdauer, auch bei Not-Halt-Situationen. Neue, intelligente<br />
Monitoring-Technologie rundet das Konzept ab und macht<br />
auch integrierte oder sehr kleine Servobremsen fit für die vernetzte<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 45
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
IE5+-Synchronmotoren von Nord für den Einsatz in anspruchsvollen Produktionsumgebungen<br />
Hoher Wirkungsgrad<br />
Die neue Generation von Nord- Synchronmotoren haben eine deutlich höhere Energieeffizienz als die<br />
bisherigen Motoren. Zusätzlich kann dieser neue Motor ohne Lüfter und mit sehr glatten Oberflächen<br />
geliefert werden. Er lässt sich außerdem mit der Oberflächenveredelung nsd tupH kombinieren. Er ist<br />
somit für den Einsatz in der Intralogistik und der Lebensmittelindustrie geeignet. Durch die glatten<br />
Oberflächen gibt es besondere Vorteile bei Wash-down-Anwendungen.<br />
Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems Gruppe, Bargteheide<br />
Der energieeffiziente Permanentmagnet-Synchronmotor der<br />
neusten Generation der Nord Drivesystems Gruppe, Bargteheide,<br />
erzielt noch einmal deutlich geringere Verluste als die aktuelle<br />
IE4-Baureihe. Der unbelüftete Glattmotor erreicht seinen hohen Wirkungsgrad,<br />
der teilweise deutlich oberhalb der Effizienzklasse IE5<br />
liegt, über einen breiten Drehmomentbereich und ist damit optimal<br />
für den wirtschaftlichen Betrieb im Teillastbereich geeignet. Der<br />
kompakte IE5+-Motor bietet eine hohe Leistungsdichte bei geringem<br />
Bauraum und wird zuerst in einer Baugröße für den Leistungsbereich<br />
von 0,35 bis 1,1 kW mit einem Dauerdrehmoment von 1,6<br />
bis 4,8 Nm und Drehzahlen von 0 bis 2.100 min-1 auf den Markt<br />
kommen. Der Motoranbau kann direkt an alle NORD-Getriebe und<br />
nach NEMA oder IEC erfolgen. Sowohl die NEMA C-face-Flanschbefestigung<br />
als auch die IEC B14– und die IEC B5-Flanschbefestigung<br />
sind möglich. Ein integrierter Drehgeber gehört zur Standardausstattung,<br />
eine mechanische Bremse wird optional integriert. Das<br />
Motorkonzept wird sukzessive um weitere Leistungen ergänzt. Da<br />
er leicht zu reinigen, korrosionsbeständig und wash-down-fähig ist,<br />
ist der IE5+ Motor auch für den Einsatz in hygienesensiblen und<br />
rauen Umgebungen geeignet und richtet sich insbesondere an die<br />
Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie die Intralogistikbranche.<br />
Die Oberflächenveredelung nsd tupH und Schutzart IP69K sind optional<br />
erhältlich.<br />
Der energieeffiziente IE5+-Motor von<br />
Nord eignet sich als Glattmotor mit der<br />
Oberflächenveredelung nsd tupH ideal<br />
für den Einsatz in anspruchsvollen<br />
Produktionsumgebungen der<br />
Lebensmittelindustrie<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Der IE5+-Motor von Nord aus der Baureihe Logidrive bietet eine<br />
hohe Leistungsdichte und kommt zuerst in einer Baugröße für<br />
Leistungsbereiche von 0,35 bis 1,1 kW auf den Markt<br />
Der IE5+-Motor erreicht seinen hohen Wirkungsgrad über einen breiten<br />
Drehmomentbereich und ist damit für den wirtschaftlichen Betrieb im<br />
Teillastbereich geeignet<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Korrosionsschutz durch Oberflächenveredelung<br />
Mit der Oberflächenveredelung nsd tupH bietet Nord einen überaus<br />
leistungsstarken Korrosionsschutz für Getriebe, Glattmotoren, Frequenzumrichter<br />
und Motorstarter im washdown-optimierten Aluminiumgussgehäuse<br />
an. Die Antriebe lassen sich leicht reinigen und<br />
sind weitgehend unempfindlich gegenüber Säuren und Laugen.<br />
Selbst der Einsatz von Hochdruck-Reinigern oder der Kontakt mit<br />
aggressiven Medien sind ohne weiteres möglich. Die lüfterlosen<br />
Glattmotoren, zu denen auch der neue IE5+ Motor gehört, verhindern<br />
die Verbreitung von Keimen und gewährleisten zudem eine hohe<br />
Laufruhe.<br />
Gezielte Variantenreduzierung nutzen<br />
Durch das konstante Drehmoment über einen weiten Drehzahlbereich<br />
ist mit den IE5+ Motoren eine gezielte Variantenreduzierung<br />
möglich. So können administrative Aufwände minimiert und Herstellungs-,<br />
Logistik-, Lager- und Serviceprozesse schlanker gestaltet<br />
werden. Die neue IE5+ Motorengeneration kombiniert die Vorteile<br />
des Baukastens und des höheren Wirkungsgrades mit den Möglichkeiten<br />
der Variantenreduzierung und amortisiert sich innerhalb kurzer<br />
Zeit. Auch die Gesamtbetriebskosten (TCO) reduzieren sich signifikant.<br />
Die Lösung wird unter Ausnutzung der hohen Überlastfähigkeit<br />
der Motoren und des großen Verstellbereichs des Systems<br />
auf jeden Kunden individuell zugeschnitten und gezielt auf das individuelle<br />
Lastkollektiv der Anlage ausgelegt.<br />
Kompakter Bauraum bei hoher Leistungsdichte<br />
Durch eine optimierte Leistungsdichte kann mit dem neuen IE5+<br />
Motor bis zu 40% Platzersparnis gegenüber herkömmlichen Asynchronmotoren<br />
erreicht werden. Das bedeutet: Auf gleichem Bauraum<br />
kann ein leistungsstärkerer Motor mit höherer Energieeffizienz<br />
eingebaut werden. Durch die höhere Leistungsdichte ist ein<br />
IE5+ Synchronmotor der 4,8 Nm Drehmoment liefert, beispielsweise<br />
genauso groß wie ein bisheriger IE1-Motor mit 1,24 Nm. Dank<br />
des modularen skalierbaren Motordesign sind außerdem drei Leistungsklassen<br />
in einem Gehäuse möglich geworden, indem je nach<br />
Bedarf ein, zwei, oder drei Rotorpakete in ein einheitliches Gehäuse<br />
eingesetzt werden.<br />
Geringeres Gewicht und höhere Dynamik<br />
Der neue IE5+ Synchronmotor erzielt durch effizienten Materialeinsatz<br />
und kompakten Bauraum einen Gewichtsvorteil von über 50%<br />
im Vergleich zu IE3-Asynchronmotoren im gleichen Leistungsbereich.<br />
Beim Anfahren und Beschleunigen des Motors ergibt sich<br />
durch sein geringeres Massenträgheitsmoment eine hohe Dynamik.<br />
Die Massenträgheit im Motor konnte im Vergleich zu den bisherigen<br />
IE4-Permanentmagnet-Synchronmotoren um 50% und im<br />
Vergleich zu Standard-IE3-Asynchronmotoren um 80% reduziert<br />
werden. Dadurch werden kürzere Rampenzeiten bzw. dynamischere<br />
Anwendungen möglich, die insbesondere in Intralogistikanwendungen<br />
immer wichtiger werden.<br />
Mit der neuen Synchronmotorenbaureihe für kleine Leistungen hat<br />
Nord Drivesystems den ersten Schritt einer neuen Produktsystemlandschaft<br />
mit Fokus auf höchste Energieeffizienz bei gleichzeitig<br />
kompakter Bauweise vorgestellt. Der neue IE5+ Synchronmotor ist<br />
modular im Baukastensystem mit allen Getrieben und der Antriebselektronik<br />
des gleichen Herstellers kombinierbar und ergänzt das<br />
Logidrive-Konzept für die Intralogistik. So entsteht eine Systemlösung<br />
aus einer Hand, bei der alle Teile nahtlos aufeinander abgestimmt<br />
sind. Durch seine Bauweise und den Betrieb am Frequenzumrichter<br />
kann die gleiche Motorvariante weltweit universell eingesetzt<br />
werden. Das bedeutet, dass unabhängig von der jeweiligen<br />
Netzspannung oder lokalen Energieeffizienzvorschriften derselbe<br />
Motortyp verwendet werden kann. Der Synchronmotor wird ab<br />
dem zweiten Quartal <strong>2020</strong> erhältlich sein.<br />
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Details zum IE5+-Motor von Nord Drivesystems:<br />
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Hannover Messe: Halle 5, Stand D17<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 47
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Spindelmotoren mit FDB-Technologie von Minebea Mitsumi erobern neue Anwendungen<br />
Präzise Antriebstechnologie<br />
Spindelmotoren mit FDB-Technologie sind BLDC-Motoren, deren Lagertechnologie nicht aus Kugeln<br />
besteht, sondern aus Flüssigkeiten in Form von spezifischen Ölen. Das Minebea Mitsumi Technology<br />
Center Europe entwickelt solche Spindelmotoren mit Flüssigkeitslagertechnologie. Zu ihren Vorteilen<br />
zählen hohe Drehzahlen, niedrige Vibration und lange Lebensdauer. Bisher ausschließlich in der Festplattenindustrie<br />
eingesetzt, erobern diese nun neue Anwendungsbereiche wie das 3D Laser Scanning.<br />
Annette Bammert, PR Referentin, und Roman Klein, Head of Communications, Minebea Mitsumi Europe,<br />
Villingen-Schwenningen<br />
Bild: Minebea Mitsumi<br />
Inzwischen sind die Vorteile des Spindelmotors<br />
mit FDB-Technologie in zahlreichen Bereichen, in<br />
denen hohe Akribie und Genauigkeit gefragt sind,<br />
gerne gesehen. So zum Beispiel im Laser Tracking<br />
im Bereich VR<br />
Inzwischen sind die Vorteile des Spindelmotors mit FDB-Technologie<br />
(Fluid Dynamic Bearing) in zahlreichen Bereichen, in denen<br />
hohe Akribie und Genauigkeit gefragt sind, gerne gesehen. So zum<br />
Beispiel im Laser Scanning sowie Laser Tracking im Bereich Virtual<br />
Reality. Auch im Bereich LiDAR (Light detection and ranging) könnte<br />
die Motortechnologie Vorteile schaffen. Der FDB-Motor der<br />
Minebea Mitsumi Technology Center GmbH, Villingen-Schwenningen,<br />
kombiniert die positiven Eigenschaften eines BLDC-Motors<br />
(bürstenlosen Gleichstrommotors) mit der hoch modernen Technologie<br />
der FDB-Lagerung. Er eliminiert unter anderem die begrenzte<br />
Präzision von kugelgelagerten Motoren, reduziert den nicht wiederholbaren<br />
Schlag auf ein absolutes Minimum, senkt den akustischen<br />
Geräuschpegel und verbessert die Zuverlässigkeit sowie die Lebensdauer.<br />
Bei der Vermessung mit einem Laser Scanner wird ein<br />
Laserstrahl über einen Umlenkspiegel abgelenkt und in Rotation<br />
versetzt. Dieser Vorgang kann dabei einige hunderttausendmal in<br />
der Sekunde erfolgen. Das vom Scanner empfangene Laserlicht<br />
wird dann entsprechend ausgewertet. Laser Scanning ist eine leis-<br />
tungsfähige und zudem kostengünstige Art der Vermessung. Die<br />
Vermessung erfolgt dabei mit einem Laser-Scanner, der<br />
ein schnelles Aufmaß (das Scannen) von Landschaften, Bauwerken,<br />
deren Einrichtungen und Installationen erzeugt. Laser-Scanner<br />
werden aber auch für die 3D-Vermessung beziehungsweise<br />
die Erfassung von großen Bauteilen<br />
und komplexen Strukturen benutzt. Typische Anwendungen<br />
sind das verformungsgerechte Aufmaß, das Fassadenaufmaß,<br />
die Schadenskartierung und die Gebäudedokumentation.<br />
Aus den Scan-Ergebnissen lassen sich beispielsweise<br />
Volumen, Flächen, Grundrisse und Schnitte, vollständige<br />
und vor allem aktuelle Pläne und Ansichten ableiten.<br />
Das Scannen mit Laser ist das optimale Aufmaß-Verfahren. Für<br />
das Aufmaß in der Industrie, wie zum Beispiel in der Fabrikplanung<br />
und im Anlagenbau, werden Laser-Scanner für die effiziente<br />
und vollständige Vermessung von Produktionshallen, der technischen<br />
Gebäudeausstattung, Stahlkonstruktionen, Fertigungsstraßen<br />
beziehungsweise produzierenden Maschinen verwendet. Gerade<br />
bei der Modernisierung, der Produktionserweiterung, aber auch<br />
für die Produktionsoptimierung ist dieses leistungsfähige Verfahren<br />
für das industrielle Aufmaß einmalig. Auch die Vermessung von<br />
Schiffen und Flugzeugen vereinfacht sich durch den Einsatz von Laser-Scannern.<br />
FDB-Motor besitzt besonders steife Achsstabilität<br />
Je effizienter der Scan-Vorgang, desto genauer sind die Abbildungen<br />
oder Darstellungen der Objekte. Hier leistet der FDB-Motor<br />
Erstaunliches. Kugelgelagerte Motoren weisen verstärkt Taumelfehler<br />
auf, deren Ursachen das Achs- bzw. Lagerspiel, die Unrundheiten<br />
der Kugeln sowie im Achslager oder am Achszapfen, das Durchbiegen<br />
der Kugellagerachsen oder einfach nur eine unregelmäßige Verteilung<br />
des Schmierfetts sein können. Ein Taumelfehler wirkt sich<br />
mit etwa 1“ auf die gemessenen Horizontalrichtungen aus, aber<br />
auch auf die Vertikalwinkel und Distanzen. Bei Präzisionsmessungen<br />
werden sie im Zuge der Ausgleichrechnung minimiert, wenn<br />
48 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Bild: Minebea Mitsumi<br />
Der FDB-Motor eliminiert durch das<br />
fluiddynamische Lager die begrenzte<br />
Präzision der Kugellager, minimiert<br />
den nicht wiederholbaren<br />
Schlag und senkt den akustischen<br />
Geräuschpegel<br />
die Achsfehler von zufällig-unregelmäßiger Natur sind. Die Taumelfehler,<br />
die erst gar nicht auftreten, sind naturgemäß die Besten. Der<br />
FDB-Motor dagegen besitzt eine besonders steife Achsstabilität<br />
und verringert die Taumelfehleranzahl bei unterschiedlichen<br />
Frequenzen erheblich. Die Winkelveränderungen gehen sogar in der<br />
Bestimmungsgenauigkeit der Mess- und Auswertverfahren unter.<br />
Motoren mit unverspannten Lagern verzeichnen zu viele Taumelfehler<br />
und sind für den speziellen Einsatz schwierig zu handhaben.<br />
Verspannt man dagegen die Lager, die Rede ist vom sogenannten<br />
Preload, so wird zwar eine gewisse Achsstabilität sichergestellt, die<br />
Stromaufnahme steigt jedoch durch die verstärkte Reibung in den<br />
Lagern. Ein anderes Ergebnis zeigt der FDB-Motor: Ausgewuchtet<br />
treten kaum Taumelfehler auf und auch mit verschiedenen Frequenzen<br />
gibt es keine signifikanten Änderungen. Der Rundlauf ist gegeben.<br />
Maßgeblich für den Einsatz des FDB-Motors in der Laser-Scanner-Technologie<br />
sind die jahrzehntelangen Erfahrungen, die das<br />
Technology Center in der Festplattenindustrie mitbringt. Wer präzise<br />
messen will, braucht den richtigen Antrieb in seiner Applikation. Entscheidungskriterien<br />
sind die überlegenen Eigenschaften wie leiser<br />
Lauf, hohe Drehzahlen, sehr geringe Vibrationen, der niedrige nicht<br />
wiederholbare Schlag unter 40 nm, eine geringe Taumelfehlerquote,<br />
die lange Lebensdauer und der niedrige Stromverbrauch. Laser-<br />
Scanner vermessen nicht nur Objekte sondern sorgen auch für die<br />
Sicherheit in gefährdeten Bereichen oder tracken in virtuellen<br />
Welten den Gamer anhand von Sensoren auf dem Headset und<br />
dem Controller. Der FDB-Motor ist kundenspezifisch, das heißt, er<br />
kann individuell an die Applikation angepasst werden.<br />
jg<br />
www.minebeamitsumi.eu<br />
Details zu den Antriebssystemen von Minebea Mitsumi:<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 49
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Servoantriebe der Baureihe BHA<br />
Bild: Harmonic Drive<br />
BHA-Servoantriebe mit Hohlwelle schaffen hervorragende Voraussetzungen für Automation und Handling<br />
Lebenslange Präzision, hohe Kosteneffizienz<br />
Die Servoantriebe der Baureihe BHA von Harmonic Drive eignen sich insbesondere für Anwendungen in den<br />
Bereichen Automation und Handling. Die Antriebe sind eine Kombination aus kompakten, hochdynamischen Synchron-<br />
Servomotoren und einem spielfreien Getriebe mit Abtriebslager. Die Baureihe ist in drei Baugrößen verfügbar und<br />
bietet Drehmomente zwischen 44 und 229 Nm sowie maximale Drehzahlen zwischen 35 und 146 min -1 .<br />
Alois Buss, Produktmanager Servotechnik, Harmonic Drive SE, Limburg an der Lahn<br />
Die Servoantriebe der Baureihe BHA sind eine perfekte Kombina -<br />
tion aus hochdynamischen, kompakten Synchron-Servomotoren<br />
und spielfreien Getrieben mit Abtriebslager. Die Servoantriebe mit<br />
Hohlwelle überzeugen durch geringes Gewicht, kleines Volumen,<br />
überragende Drehmomentdichte, hohe Lebensdauer und Zuver -<br />
lässigkeit. Das ökonomische Design und die optimierten Fertigungsmethoden<br />
bieten ein kostengünstiges und präzises Antriebssystem<br />
– auch für große Fertigungsvolumina und bei marktüblichen Lieferzeiten.<br />
Darüber hinaus gibt es bei der Wahl der Motorwicklung und<br />
des Motor-Feedback-Systems sowie bei der Entscheidung über<br />
Bremse, Anschlusskabel und Anschlussstecker zahlreiche Kombi -<br />
nationsmöglichkeiten. Aufgrund der Flexibilität in der Konfiguration<br />
der Motorwicklung und des Motor-Feedback-Systems ist die<br />
Kompatibilität zu nahezu allen Servoreglern des Marktes gegeben.<br />
Synchron-Servomotoren mit hoher Leistungsdichte<br />
Die neuen, kostenoptimierten Synchron-Servomotoren der Harmonic<br />
Drive SE, Limburg, bilden die Grundlage des Antriebssystems<br />
und zeichnen sich durch ihre hervorragende Leistungsdichte aus.<br />
Diese wurde mithilfe eines optimierten Blechschnitts, eines ausgeklügelten<br />
Isolationssystems, eines hohen Kupfer-Nutfüllfaktors und<br />
schließlich durch orthozyklisches Wickeln maximiert. Aufgrund ihrer<br />
teilautomatisierten Fertigung über eine Wickelmaschine sind die<br />
Servomotoren als Kernkomponente der BHA-Baureihe sowohl in<br />
großer Stückzahl als auch innerhalb kurzer Zeit verfügbar. Zudem ist<br />
das gesamte Motorendesign auf automatisierbare maschinelle<br />
Herstellungsverfahren ausgerichtet, um eine kostengünstige und<br />
schnelle Fertigung zu gewährleisten. Als Motorwicklung stehen für<br />
mobile Anwendungen eine Ausführung in 24/48 VDC und für stationäre<br />
Anwendungen eine Ausführung in 560 VDC zur Verfügung.<br />
Abtriebslager erlaubt platzsparende <strong>Konstruktion</strong><br />
Das kippsteife Abtriebslager ermöglicht die direkte Anbringung hoher<br />
Nutzlasten ohne weitere Abstützung und erlaubt somit eine einfache<br />
und platzsparende <strong>Konstruktion</strong>. Die Lagergenauigkeit wird<br />
dabei nicht durch zwischengeschaltete Getriebegehäuse verfälscht,<br />
sodass Anforderungen an Parallelität, Rechtwinkligkeit und Koaxia -<br />
lität des Getriebeabtriebs zum Maschinengehäuse erfüllt sind.<br />
Flexibel bei der Wahl des Motor-Feedback-Systems<br />
Als Motor-Feedback-System stehen sowohl singleturn-absolute als<br />
auch multiturn-absolute Messsysteme zur Auswahl. Um eine möglichst<br />
umfassende Kompatibilität zu üblichen Servoregler-Herstellern<br />
zu bieten, setzt Harmonic Drive auf die bekannten Schnitt -<br />
stellen Endat, Hiperface und Biss-C. Hierbei bietet das eigenent -<br />
wickelte Biss-C-Motor-Feedback-System im Vergleich zu anderen<br />
Motor-Feedback-Systemen einen wesentlichen Kostenvorteil und<br />
gehört somit zur Basisausstattung des BHA.<br />
Das magnetische Wirkprinzip macht das neue Motor-Feedback-<br />
System immun gegen Verschmutzung durch Schmierstoffe, Flüssigkeiten<br />
aller Art und nichtmetallische Partikel. Besondere elektronische<br />
Maßnahmen gewährleisten eine Lebensdauer der zum Betrieb<br />
des Multiturn-Absolutwertes notwendigen Pufferbatterie von mehr<br />
als zehn Jahren. Sollte die Batterielebensdauer in einzelnen Anwendungen<br />
doch überschritten werden, ist ein unkomplizierter Wechsel<br />
der Batterie durch das innovative Design der Batteriehalterung ge -<br />
sichert. Weiterhin unterstützt das Biss-C-Motor-Feedback-System<br />
den Einsatz eines elektronischen Antriebstypenschildes.<br />
Funktionsweise des präzisen Wellgetriebes<br />
Der im BHA eingesetzte hochpräzise und spielfreie Getriebe-<br />
Einbausatz CSG ist das zentrale Element der nach dem Harmonic-<br />
Drive-Prinzip arbeitenden Getriebe. Das Getriebe besteht aus<br />
nur drei Präzisionsbauteilen: Circular Spline, Flexspline und Wave<br />
50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Generator. Der Circular Spline ist als starrer Ring mit Innenver -<br />
zahnung ausgeführt. Seine Verzahnung weist zwei Zähne mehr als<br />
die des Flexsplines auf. Der Flexspline ist ein hochfestes, torsionssteifes,<br />
aber dennoch flexibles Bauteil mit Außenverzahnung, das<br />
hohe Lasten zuverlässig überträgt. Der Wave Generator stellt das<br />
Antriebselement des Getriebes dar. Sein ellipsenförmiger Grund -<br />
körper trägt ein speziell entwickeltes Kugellager.<br />
Durch das Einfügen des Wave Generators nimmt der Flexspline dessen<br />
elliptische Form an. Der drehende Wave Generator bewirkt am<br />
Flexspline eine umlaufende Verformung. Das montierte Getriebe hat<br />
im Bereich der großen Ellipsenachse zwei symmetrisch gegenüberliegende<br />
Zahneingriffsbereiche. Die Drehung des Wave Generators<br />
bewirkt einen permanenten, umlaufenden Zahneingriff von Flex -<br />
spline und Circular Spline. Da der Flexspline zwei Zähne weniger als<br />
der Circular Spline aufweist, bewirkt eine Drehung des Wave Generators<br />
eine Relativbewegung des Flexsplines zum Circular Spline.<br />
Elektronisches Typenschild<br />
Dank des integrierten elektronischen Typenschildes profitieren<br />
Anwender insbesondere bei der Umsetzung verschiedener Maschinenvarianten,<br />
da keine Einstellungen am Antriebsmodul vorge -<br />
nommen werden müssen. Das elektronische Typenschild unterstützt<br />
die rasche Identifikation von Motoren im Netzwerkverbund<br />
und parametriert diese zuverlässig. Ausgestattet mit mechanisch<br />
und elektronisch relevanten Daten wie u. a. Seriennummer, Typ und<br />
Herstellerangaben, ist der gesamte Antriebsstrang vom Anwenderprogramm<br />
ausgehend eindeutig identifizierbar.<br />
bec<br />
www.harmonicdrive.de<br />
Hannover Messe: Halle 5, Stand A14<br />
Bild: Harmonic Drive<br />
Alois Buss ist<br />
Produktmanager<br />
Servotechnik bei der<br />
Harmonic Drive SE<br />
iCreating Connectors<br />
MIXO ONE –<br />
Modulare Vielfalt mit<br />
nur einem Gehäuse<br />
Mit der neuen Gehäuseserie MIXO<br />
ONE werden die einzelnen Module<br />
der Baureihe MIXO zu komplett unabhängigen<br />
Steckverbindern.<br />
Dank der Vielzahl der verschiedenen<br />
Module bietet MIXO ONE die<br />
perfekte Lösung für nahezu jede<br />
Anwendung. So lassen sich Module<br />
für Signale bis 25 Pole, Ströme bis<br />
100A, aber auch Datenschnittstellen<br />
wie RJ45 oder LWL einbauen - und<br />
das alles in nur einem Gehäuse!<br />
Symbol<br />
[Einheit]<br />
von<br />
bis<br />
maximales Drehmoment<br />
T max<br />
[Nm]<br />
44<br />
229<br />
maximale Drehzahl<br />
n max<br />
[min -1 ]<br />
35<br />
146<br />
Tabelle: Harmonic Drive<br />
Stillstandsdrehmoment<br />
Übertragungsgenauigkeit<br />
Untersetzung<br />
dynamische Radiallast<br />
dynamische Axiallast<br />
dynamisches Kippmoment<br />
Hohlwellendurchmesser<br />
T 0<br />
[Nm]<br />
[arcmin]<br />
Technische Daten zu den Servoantrieben der Baureihe BHA<br />
i [ ]<br />
F R dyn (max)<br />
[N]<br />
F A dyn (max)<br />
[N]<br />
M dyn (max)<br />
[Nm]<br />
d H<br />
[mm]<br />
Detaillierte Informationen zu den Servoantrieben<br />
mit Hohlwelle:<br />
hier.pro/SHdA9<br />
33<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
EINZELBAUTEILE<br />
Taktfrequenz von Sonderstoßdämpfern gegenüber Serie um das Zehnfache gesteigert<br />
Tuning durch Hubraumreduzierung?<br />
Wer einen Motor aufbohrt, will mehr Leistung aus seinem Fahrzeug herausholen. Wenn in Spezialfällen<br />
erforderlich, können zwecks Leistungssteigerung auch Industriestoßdämpfer „frisiert“ werden. Aber was<br />
bei Verbrennungsmotoren der Hubraum, ist bei Stoßdämpfern die Druckhülse. Wie die ACE Stoßdämpfer<br />
GmbH die bereits sehr leistungsfähigen Standardtypen für noch kürzere Rückstellzeiten und höhere<br />
Taktungen optimiert, zeigt ein besonderer Einsatzfall.<br />
Robert Timmerberg, Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf, i. A. der ACE Stoßdämpfer GmbH, Langenfeld<br />
Vor nicht langer Zeit gab es Konstrukteure, die staunten, wenn<br />
sie auf einer Messe erstmals mit eigenen Augen erlebten, wie<br />
schnell Industriestoßdämpfer große Massen an Energie aufnehmen<br />
und zerstörungsfrei absorbieren können. So stellt die ACE Stoßdämpfer<br />
GmbH, Langenfeld, für unterschiedliche Einsatzzwecke<br />
mehr als 200 Stoßdämpfertypen zur Verfügung, deren Kraftauf -<br />
nahmen zwischen 0,68 und 44.000 Nm/Hub betragen. Zum punktgenauen<br />
Verzögern werden von diesen Maschinenelementen effektive<br />
Massenbereiche von 500 g bis 204 t abgedeckt. Warum sollte<br />
ACE bei dieser Bandbreite Anwendern in Spezialfällen noch ein<br />
Tuning anbieten? Zur Beantwortung hilft ein weiterer Vergleich mit<br />
der Automobilindustrie. Basismodelle sind für über 95 % aller<br />
Käufer hinreichend dimensioniert. Aber für die übrigen Prozent darf<br />
bzw. muss es manchmal noch ein bisschen mehr sein.<br />
Überzeugendes Serienmodell ist die Basis<br />
Wenn es darum geht, bewegte Massen mit konstanter Dämpfkraft<br />
über den gesamten Hub abzubremsen, sind Industriestoßdämpfer<br />
die richtige Wahl. Sie bremsen Massekräfte über die komplette<br />
Strecke mit konstanter Kraft. Sie nehmen dabei die Masse weich<br />
auf und verzögern gleichmäßig. Es entsteht dadurch eine konstante<br />
lineare Kennlinie und damit die geringste Belastung für die <strong>Konstruktion</strong>.<br />
Zusätzlich wird eine erhebliche Lärmreduzierung erzielt.<br />
Stoßdämpfer-Tuning in der Praxis erfolgt bei ACE zuerst per Simulation<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
Die selbsteinstellenden Magnum-Dämpfer der Produktfamilie<br />
MC33V4A-MC64V4A aus Edelstahl sind in den Gewindegrößen<br />
M33 × 1,5 bis M64 × 2 bei Dämpfungshüben bis 100 mm verfügbar<br />
Die Dämpfungslösungen von ACE wandeln kinetische Energie in<br />
Wärme um. Trifft eine bewegte Masse auf den Industriestoßdämpfer,<br />
setzt dessen Kolben das Öl in der Druckhülse in Bewegung. Das<br />
Öl wird durch die Drosselbohrungen gedrückt, wodurch die eingeleitete<br />
Energie in Wärme umgewandelt wird. Die Drosselbohrungen<br />
sind über den Hub so angeordnet, dass die Masse mit konstanter<br />
Dämpfkraft abgebremst wird. Der hydraulische Druck bleibt während<br />
des gesamten Bremsvorgangs nahezu konstant. Genau diese<br />
Eigenschaften zeichnen die Stoßdämpfer der Magnum-Serie bereits<br />
bei den Standardlösungen aus. Dass diese Modelle als richtungsweisend<br />
gelten, liegt an Innovationen wie einem Membranspeicher,<br />
besonderen Dichtungen und Druckhülsen in Topfform. Die Kombi -<br />
nation dieser Technologien steigert die Dämpfungsleistung und verlängert<br />
die Lebensdauer im Vergleich zu den Vorgängermodellen<br />
von ACE und von anderen Herstellern.<br />
ACE ist es damit gelungen, dass sich bei kompakter Bauform der<br />
effektive Massenbereich erheblich erweitern lässt, was Anwendern<br />
mehr Spielraum bezüglich der Dämpfergröße und der Ausnutzung<br />
der Maschinenleistung gibt. Diese wahlweise als einstellbare oder<br />
selbsteinstellende Maschinenelemente lieferbaren Komponenten<br />
können ihre Vorzüge selbst in schwierigen Umgebungen aus -<br />
spielen. So empfiehlt es sich, auf Magnum-Dämpfer aus Edelstahl<br />
zu setzen, wenn Korrosionsschutz eine größere Rolle spielt. Oder<br />
ab Werk mit einem speziellen Öl befüllt, genügen bestimmte<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
EINZELBAUTEILE<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Die Rahmenbedingungen der Anwendung, 8,5 kg Masse, 14 m/s (50,4 km/h)<br />
Aufprallgeschwindigkeit und 10 Hz Frequenz, bilden die Basis für das<br />
Simulationsmodell<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
Darstellung des Verlaufs des optimierten Drucks auf das Führungslager<br />
des gewünschten ACE-Stoßdämpfers mit Durchmesser M64<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
Magnum-Varianten selbst den strengen Hygienevorschriften der<br />
Lebensmittelindustrie und Medizintechnik. Generell gilt für die<br />
selbsteinstellenden Vertreter der Standard-Produktfamilie MC33 bis<br />
MC64: Mit PU-Kopf ausgestattet sind sie in den Gewindegrößen<br />
M33 × 1,5 bis M64 × 2 bei Dämpfungshüben bis 150 mm verfügbar<br />
und decken Energieaufnahmen von 170 bis 5650 Nm/Hub ab.<br />
10-mal höhere Taktung gewünscht und geliefert<br />
Die Standard-Aufprallgeschwindigkeiten liegen bei den bisher genannten<br />
Magnum-Dämpfern zwischen 0,1 und 6 m/s, und die<br />
Taktung sollte in der Regel nicht mehr als 1 Hz betragen. Genau an<br />
dieser Stelle konnten die Konstrukteure von ACE vor Kurzem in einem<br />
Sonderfall zeigen, was in ihnen steckt. Für einen Sonderauftrag<br />
galt es, zuerst durch simulationsgestützte Berechnungen und<br />
dann in der Kleinserie durch Modifikationen deutlich mehr aus den<br />
Magnum-Stoßdämpfern mit Gewinde M64 zu holen als bei den<br />
Schnitt durch einen Magnum-<br />
Industriestoßdämpfer der Produkt -<br />
familie MC33V4A-MC64V4A, die in<br />
diesem Fall für das Stoßdämpfer-<br />
Tuning verwendet worden ist<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
oben beschriebenen Standardtypen. Konkret hatte der Anwender<br />
den Wunsch, 8,5 kg an Masse bei einer Aufprallgeschwindigkeit von<br />
14 m/s und einer Frequenz von 10 Hz zuverlässig abzubremsen.<br />
Während die Aufprallgeschwindigkeit in diesem Fall die normalerweise<br />
zulässige Geschwindigkeit „nur“ um das 2,5-fache übersteigt,<br />
bedeutet die Frequenz von 10 Hz eine Steigerung der Taktung<br />
um das Zehnfache gegenüber der Standardauslegung.<br />
Generell müssen für diese hohen Taktungen möglichst kurze Dämpfungshübe<br />
verwendet werden. Daher wurde der Standardstoßdämpfer<br />
aus Edelstahl mit einer Hubverkürzung simuliert. Anstelle<br />
eines Standardhubes von 50 mm reduzierte ACE diesen auf 30 mm.<br />
Der Vorteil liegt darin, dass dadurch ein größeres Ölvolumen im<br />
Dämpfer als bei dem herkömmlichen Typ entsteht. Damit zehn Takte<br />
pro Sekunde für den Dämpfer möglich sind, waren weitere Modi -<br />
fikationen erforderlich. So wurde der für diesen Fall auserkorene<br />
Magnum mit einer stärkeren Rückstellfeder als die Serientypen<br />
ausgestattet.<br />
Der Ölrückfluss im Dämpfer wurde ebenfalls optimiert. Gleiches<br />
galt für das Bohrbild in der Druckhülse. Die Anzahl der Drossel -<br />
bohrungen und die Durchmesser wurden nach den Simulationen so<br />
angepasst, dass beim Abbremsen von 50 auf 0 km/h eine möglichst<br />
konstante Kraft-Weg-Kurve entsteht. Das Öl, das während des<br />
Dämpfungsvorganges durch die nunmehr optimierten Drossel -<br />
bohrungen strömt, muss jetzt in kurzer Zeit hinter den Kolben<br />
und auch in den Ausgleichsspeicher gelangen. Dieser nimmt das<br />
von der eintauchenden Kolbenstange verdrängte Ölvolumen auf.<br />
Das ist von besonderer Bedeutung, da sonst ein zu hoher Druck auf<br />
die Führungslager entsteht und es zu Schäden an der <strong>Konstruktion</strong><br />
führen kann.<br />
Im konkreten Fall gelang es ACE, in Kombination mit einer An -<br />
passung des Dichtungspaketes die genannten Optimierungen in<br />
Summe so auszuführen, dass alle Anforderungen des Anwenders<br />
erfüllt wurden und im übertragenen Sinne aus dem Top-Serien -<br />
wagen nun ein Rennwagen der Extraklasse entstanden ist. bec<br />
www.ace-ace.de<br />
Detaillierte Informationen zu den<br />
Industriestoßdämpfern:<br />
hier.pro/T0vP2<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 53
FLUIDTECHNIK<br />
PNEUMATIK<br />
Bild: Festo<br />
Festo stellt Anwendern Digitalisierungswissen bereit<br />
Wenn Digitalisierung produktiver macht<br />
In den eigenen Werken hat Festo das Expertenwissen der Maschinenbediener mit passenden statis -<br />
tischen Methoden künstlicher Intelligenz (KI) zusammengebracht, um letztlich effizienter zu produ -<br />
zieren. Seinen Kunden stellt der Automatisierer längst gesammelte Erfahrungen und entsprechende<br />
digitale Angebote in Form von IoT-Gateways oder App-Services zur Wartung und Instandhaltung bereit.<br />
Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
Neuen Geschäftsmodellen ebnen digitale Komponenten und<br />
Services den Weg. Ein aktuell gängiger Ansatz, auch einen<br />
erkennbaren Mehrwert darzustellen, besteht unter anderem darin,<br />
technische Unregelmäßigkeiten frühzeitig via Condition Monitoring<br />
zu erkennen. Notwendige Maßnahmen lassen sich so bereits vor<br />
einem möglichen Anlagenausfall starten.<br />
Dr. Oliver Jung, Vorstandsvorsitzender von Festo, sagt dazu: „Die<br />
hohe Produktivität durch Vollautomatisierung erfordert zum Beispiel<br />
die Bevorratung vieler Ersatzteile und einen hohen Personalaufwand<br />
in der vorbeugenden Instandhaltung. KI, hier im Speziellen maschinelles<br />
Lernen mit Anomalie-Erkennung, wird dazu beitragen, diese<br />
Kosten in Zukunft zu senken“. Soft- und hardwareseitig möchte<br />
Festo die Instandhaltung und eine geeignete Zustandsüberwachung<br />
mit Dashboards und IoT-Gateways erleichtern.<br />
Um mittels Algorithmen einen Mehrwert zu erreichen und die Effizienz<br />
zu steigern, sei es allerdings unerlässlich, Anwendungen<br />
genau zu bestimmen. Nur wenn die Daten zielgerichtet vorstrukturiert<br />
und in ausreichender Menge verfügbar seien, würde man<br />
54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
PNEUMATIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Wissenstransfer: Als Automatisierer<br />
macht Festo Digitalisierungserfahrungen<br />
und nutzt statistische<br />
KI- Methoden in seinen Werken.<br />
In Form von Dashboard- und<br />
App-Services profitieren Kunden<br />
auch von diesen Erfahrungen<br />
befriedigende Ergebnisse erhalten: „Wir haben in unseren eigenen<br />
Werken in einem Produktionsprozess die Qualitätssicherung mit KI<br />
unter die Lupe genommen und festgestellt, dass der Big-Data-<br />
Ansatz aus dem Consumer-Markt in der Industrie nicht zum Erfolg<br />
führt. Erst als wir das Expertenwissen der Maschinenbediener mit<br />
den passenden statistischen Methoden einer KI zusammengebracht<br />
haben, ist es uns gelungen, die Effizienz signifikant zu steigern“,<br />
sagt Jung.<br />
Momentan konzentriert sich Festo auf KI-Auswertungen on-edge,<br />
also direkt an der Komponente, oder on-premise innerhalb eines<br />
Produktionsnetzwerkes. Das spare Kosten, garantiere Echtzeitauswertungen<br />
und vermeide Latenzen. Nur aufwändige Auswertungen<br />
über weltweit verteilte Werke hinweg würden die großen Rechenleistungen<br />
einer angebundenen Cloud-Infrastruktur benötigen.<br />
Digitalisierung: Datenaufbereitung und Wissen<br />
Die schlüsselfertigen, vorkonfigurierten Dashboards erfordern keine<br />
zusätzliche Programmierung oder Installation einer Software.<br />
Sie visualisieren die gewonnenen Informationen. Damit werden<br />
Maschinenbauer wie Endanwender in mehreren Schritten über<br />
Visualisierung und Datenaufbereitung unterstützt. Die Daten verbessern<br />
die betriebliche Transparenz für Produktionsleiter und<br />
Bediener. Die Weiterverarbeitung und Langzeitauswertung von<br />
Daten finden in der Cloud statt. Im Ergebnis bedeutet das mehr Produktivität<br />
durch bessere Auslastung, geringere Kosten durch mehr<br />
Energieeffizienz und weniger Stillstand aufgrund umfassender Diagnose,<br />
Condition Monitoring und verbesserter Instandhaltung. Anlagenbetreiber<br />
können die Prozessleitung ihrer Maschinen über verschiedene<br />
Standorte hinweg vergleichen und Potenziale zum Energiesparen<br />
identifizieren. Die Daten sind zudem jederzeit abrufbar.<br />
Das Gateway CPX-IOT – quasi als Hardware für unbegrenzte Kommunikation<br />
– verbindet Komponenten und Module aus der Feld -<br />
ebene: beispielsweise die Automatisierungsplattform inklusive Ventilinsel<br />
und das Energie-Monitoring-Modul über OPC-UA mit der<br />
Festo-Cloud. Das Gateway sammelt über eine ethernetbasierte<br />
Schnittstelle und ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll wie<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 55
FLUIDTECHNIK<br />
PNEUMATIK<br />
Bild: Festo<br />
Dr. Oliver Jung,<br />
Vorstandsvorsitzender<br />
von Festo<br />
„Erst als wir das<br />
Expertenwissen der<br />
Maschinenbediener<br />
mit den passenden<br />
statistischen<br />
Methoden einer KI<br />
zusammengebracht<br />
haben, ist es uns<br />
gelungen, die<br />
Effizienz signifikant<br />
zu steigern.“<br />
Bild: Festo<br />
OPC-UA Informationen und Daten über Festo-Geräte und deren<br />
Zustände. Über den zweiten Ethernet-Anschluss sendet es die<br />
Informationen mit IoT-Protokollen an die Cloud. Dabei gewährleisten<br />
geeignete IT-Sicherheitsmechanismen die Datensicherheit.<br />
Mit dem IoT-Gateway können bestehende Produktionsanlagen ohne<br />
größere Eingriffe KI-fähig gemacht werden. Algorithmen und<br />
Modelle lassen sich direkt auf dem Gerät – ohne Änderung der<br />
Steuerung – aktualisieren, unabhängig von der Rechenleistung und<br />
den freien Ressourcen der SPS.<br />
Automationsanwendungen per App optimieren<br />
Festo will Anwender bei ihren Digitalisierungsvorhaben unterstützen.<br />
Dabei kann der Automatisierungsexperte sein Wissen aus<br />
verschiedenen industriellen Anwendungen und aktuellen Entwicklungen<br />
der Informationstechnik nutzen, um Online-Anwendungen<br />
für die industrielle Automation umzusetzen. So wird beispielsweise<br />
die papierlose Wartung über ein digitales Wartungsmanagement<br />
vorangetrieben. Mittels sogenannter Smartenance-App können Produktionsleiter<br />
ein Dashboard aufrufen. Via App sollen Endkunden<br />
die Anlagenwartung terminieren, nachverfolgen und auswerten können.<br />
Ein digitaler Wartungskalender soll die Wartung einfacher,<br />
schneller und sicherer machen, wenn eine gegenseitige Prüfung<br />
von Anlagenbedienern und Produktionsleitern erfolgt und viele<br />
Wege und Abstimmungen entfallen.<br />
Smartenance wird cloudbasiert und herstellerunspezifisch bereitgestellt.<br />
Die Anwendung soll selbsterklärend und damit leicht und<br />
schnell einzurichten sein sowie einen kostengünstigen Einstieg in<br />
die Welt der Digitalisierung ermöglichen. Smartenance besteht aus<br />
zwei Teilen: einem mobilen Wartungskalender als App für Smartphones<br />
und Tablets und einem Dashboard als Website für Produktionsleiter,<br />
mit dem sie Wartungsaufgaben verwalten und dokumentieren<br />
können. Das Dashboard kann einfach im Web-Browser aufgerufen<br />
werden.<br />
Hardware zur digitalen Kommunikation: IoT-<br />
Gateway, mit dem Festo- Geräte wie Steuerungen<br />
und Ventilinseln an die Cloud anbindbar sind<br />
Nach dem Download über App Stores erwerben Anwender eine<br />
Lizenz in der sogenannten Festo-App-World. Mit dieser übertragen<br />
sie ihre Aufgaben und Wartungsintervalle aus der Dokumentation<br />
ihrer Anlage, die sie vom Maschinenbauer bekommen haben.<br />
Danach ist das System einsatzbereit. Jeder Anlagenbediener kann<br />
sämtliche Aufgaben sehen und bearbeiten. Produktionsleiter haben<br />
automatisch alle erledigten und offenen Aufgaben im Blick.<br />
Auch für Maschinenbauer ist App-Lösung interessant. Sie können<br />
die Wartungsaufgaben für jede Anlage direkt in eine digitale Lösung<br />
überführen und sie ihren Kunden als Mehrwert zur Anlage weitergeben.<br />
Wartungsanleitungen lassen sich digital mit Bildern, Videos und<br />
PDFs erweitern. Damit können Teammitglieder auf einfache Weise<br />
zusammenarbeiten. Softwarebasiert kommt die Wartungsaufgabe<br />
direkt zum Anwender, der alle Vorteile eines digitalen Wartungsmanagements<br />
nutzen kann, wenn alle relevanten Aufgaben auf Knopfdruck<br />
verfügbar sind.<br />
www.festo.com<br />
Details zu digitalen Produkten und Services von Festo:<br />
hier.pro/KOrEd<br />
Hannover Messe: Halle 7, Stand C32<br />
56 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
PNEUMATIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Das Ventil Two Speed Valve von SMC Deutschland bietet sicher begrenzte Geschwindigkeit<br />
Wer es braucht, rüstet nach<br />
265,68 cm3 mehr Sicherheit - Das Two-Speed-Valve ist ein standardisiertes, sicheres Ventil zur<br />
pneumatischen Umschaltung der Betriebsarten nach VDMA 66416 und DIN EN 12417 und findet<br />
beispielsweise bei Maschinentüren Einsatz.<br />
Bild: SMC Deutschland<br />
Das sogenannte Two-Speed-Valve von SMC Deutschland besteht aus<br />
einem pneumatisch angesteuerten Ventil, zwei Drosseln und einer Ventilschieberabfrage<br />
in einem rot eloxierten Aluminiumgehäuse<br />
Mit dem Two-Speed-Valve der SMC Deutschland GmbH, Egelsbach<br />
bei Frankfurt am Main, lassen sich alle gängigen Betriebsarten<br />
einer Maschine vom Einrichtbetrieb, über den Automatikbetrieb<br />
bis hin zum Wartungs- und Instandhaltungsbetrieb sicher<br />
realisieren. Beide Modi – operative und sicher reduzierte Geschwindigkeit<br />
– können erstmals mit einem Bauteil umgesetzt werden.<br />
Gleichzeitig verfügt das standardisierte Ventil über eine sichere Erkennung<br />
der Ventilstellung. Diese wird mittels eines sicheren Wechselkontakts<br />
an die übergeordnete SPS weitergegeben.<br />
Das Ventil mit der Serienbezeichnung VZM5–300-CEW20057 besteht<br />
aus einem pneumatisch angesteuerten Ventil, zwei Drosseln<br />
und einer Ventilschieberabfrage in einem rot eloxierten Aluminiumgehäuse.<br />
Technische Details:<br />
• Durchflussrate: max. 380 l/min<br />
• Bestellnummer: VZM5–300-CEW20057<br />
• Betriebsmedium: Druckluft<br />
• Betriebsdruck: min. 0,1 MPa, max. 0,7 MPa<br />
• Umgebungs- und Medientemperatur: –5 bis +60 Grad Celsius<br />
(nicht vereisend)<br />
• Versorgungsspannung und -strom: 24 V DC / 0,5 A (2 AgG) keine<br />
induktive Last zulässig<br />
• Medium: Druckluft<br />
• Stecker für sicheres Signal: M12<br />
• Druckluftanschluss: G 3/8<br />
• Pilotluftanschluss: 6 mm (Schlauchdurchmesser außen)<br />
• Maße: 123 x 30 x 72 mm<br />
Montiert wird das Two-Speed-Valve je nach vorhandenem Platzan-<br />
gebot möglichst nahe am Zylinder oder im Idealfall direkt am Antrieb.<br />
Großer Vorteil: Bei einer Fehlersuche innerhalb der Anlage<br />
oder bei Instandhaltungsmaßnahmen ist so auf den ersten Blick eine<br />
schnelle und zuverlässige Zuordnung von Ventil und Zylinder<br />
möglich. Das Auslegen in individuell aufgebaute <strong>Konstruktion</strong>en entfällt.<br />
Dazu weist das rot eloxierte Gehäuse das Ventil auf den ersten<br />
Blick als ein sicheres Bauteil aus. Das übliche Typenschild wurde<br />
durch eine gelaserte Markierung ersetzt. Das stellt sicher, dass alle<br />
Typeninformationen dauerhaft zur Verfügung stehen. Fittinge und<br />
Drosseln sind ebenfalls in Metall ausgeführt. Sie sind somit gegenüber<br />
vielen Medien resistent und dauerhaft beständig. Der elektrische<br />
Anschluss erfolgt über einen M12-Stecker.<br />
Ein zusätzlicher Aspekt ist, dass das standardisierte, sichere Ventil<br />
bei Wartungs- oder Instandhaltungsarbeiten über eine Handsteuerung<br />
komplett außerhalb des Gefahrenbereichs bedient werden<br />
kann. Ein zweiter Mitarbeiter oder das Betreten der Maschinenzone<br />
ist dabei nicht erforderlich. Anwendung findet es zum Beispiel bei<br />
Maschinentüren. Hier kann beim Öffnen der Tür der Zylinder mit sicher<br />
begrenzter Geschwindigkeit betrieben werden. Außerdem<br />
kann der Zylinder bei sicherem Ventilschiebersignal bei Druckluftzuschaltung<br />
betrieben werden. Daher eignet sich das standardisierte<br />
Ventil gut zum Nachrüsten bereits bestehender Anlagen. eve<br />
www.smc.de<br />
Sicheres,<br />
standardisiertes Ventil<br />
Florian Kindler, Engineer bei SMC Deutschland, erläuterte<br />
auf der Motek 2019 die Funktionsweise des neuen Ventils<br />
und die daraus resultierenden Vorteile. Mit dem Ventil mit<br />
der Bezeichnung VZM5–300-CEW20057 lassen sich alle gängigen<br />
Betriebsarten einer Maschine vom Einrichtbetrieb,<br />
über den Automatikbetrieb bis hin zum Wartungs- und Instandhaltungsbetrieb<br />
sicher realisieren. Zum Video:<br />
hier.pro/46Jvh<br />
Zum Datenblatt des Two Speed Valve:<br />
hier.pro/fukqn<br />
Hannover Messe: Halle 15, Stand D26<br />
PLUS<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 57
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
B&R Industrie-Elektronik<br />
GmbH, Bad Homburg ............ 7<br />
Bauer Gear Motor GmbH,<br />
Esslingen ............................. 19<br />
Chr. Mayr GmbH + Co. KG<br />
Antriebstechnik,<br />
Mauerstetten ....................... 41<br />
Eichenberger Gewinde AG,<br />
CH-BURG AG ....................... 11<br />
ENEMAC Ges.für Energie-u.<br />
Maschinentechnik mbH,<br />
Kleinwallstadt ...................... 31<br />
Fiessler Elektronik<br />
GmbH & Co. KG,<br />
Aichwald .............................. 31<br />
HepcoMotion Deutschland,<br />
Feucht .................................. 29<br />
Höhl & Westhoff GmbH,<br />
Wuppertal ............................ 23<br />
Engineering-Know-how<br />
regelmäßig?<br />
<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong> Das Engineering Magazin/S1/<strong>2020</strong>/Druckstruktur_<strong>KEM</strong> - Seite 1 ATUR<br />
VORSCHAU<br />
Sonderausgabe <strong>Antreiben</strong> – <strong>Steuern</strong> – <strong>Bewegen</strong><br />
Alternative<br />
Zykloidgetriebe<br />
Getriebe<br />
Seite 39<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
Weit vorangeschritten ist der Einsatz mobiler<br />
Maschinen bereits beim Smart Farming<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> Mobile Maschinen<br />
erscheint am 02.09.<strong>2020</strong><br />
<strong>2020</strong><br />
www.kem.de<br />
Titelstory Seite 32<br />
Entwicklungsziel<br />
Reibungsreduzierung<br />
Wirkungsgrad<br />
gesteigert<br />
Synchronmotoren<br />
Seite 46<br />
Digitalisierung<br />
nutzen<br />
Pneumatik<br />
Seite 54<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 1<br />
Im Gespräch | „Immer auch Zahnräder im Kopf“<br />
Bernd Neugart, Geschäftsführer Neugart GmbH, Kippenheim – Seite 14<br />
igus GmbH, Köln ................. 49<br />
ILME GmbH Elektrotechnische<br />
Handelsgesellschaft,<br />
Wiehl ................................... 51<br />
KBK Antriebstechnik GmbH,<br />
Klingenberg ......................... 26<br />
Kendrion Villingen GmbH,<br />
Villingen-Schwenningen ........ 5<br />
LEE-Hydraulische Miniatur-<br />
Komponenten GmbH,<br />
Sulzbach ................................ 9<br />
MICRO-EPSILON-MESS-<br />
TECHNIK GmbH & Co. KG,<br />
Ortenburg .............................. 3<br />
Oswald Elektromotoren<br />
GmbH, Miltenberg .............. 60<br />
pro-beam GmbH & Co. KGaA,<br />
Gilching ................................ 25<br />
Online finden Sie uns unter<br />
www.kem.de, auf Twitter unter<br />
@<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong><br />
Bild: Golden Sikorka/stock.adobe.com<br />
R + W Antriebselemente<br />
GmbH, Wörth 2<br />
........................<br />
Siegfried Skarke<br />
Ventilsysteme, Rimbach ...... 23<br />
Smalley Steel Ring<br />
Company,<br />
US-Lake Zurich, IL ............... 21<br />
Dr. Erich Tretter<br />
Maschinenelemente<br />
GmbH & Co.,<br />
Rechberghausen ................. 27<br />
Joachim Uhing<br />
GmbH & Co. KG,<br />
Flintbek ................................ 45<br />
INFO<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 />
Mit der Digitalisierung eröffnen sich in nahezu allen Industriebereichen<br />
Chancen für die Umsetzung grundlegend neuer<br />
Konzepte und damit verbunden neuer Geschäftsmodelle.<br />
Das gilt insbesondere auch für das weite Feld mobiler Anwendungen<br />
– angefangen von mobilen Maschinen bis hin<br />
zu Fahrzeugen aller Art. Unsere Sonderausgabe Mobile<br />
Maschinen beleuchtet umfassend und praxisnah die Produktentwicklung<br />
mobiler Maschinen und Fahrzeuge (inklusive<br />
Schiffbau, Schienenfahrzeugbau sowie insbesondere<br />
Flugdrohnen). Im Fokus stehen vor allem Lösungen für die<br />
drei Hauptaufgaben<br />
• (Hoch-)Automatisierung,<br />
• Datengewinnung und -verarbeitung sowie<br />
• Management des Gesamtsystems.<br />
Ziel ist, branchenübergreifend Lösungskonzepte vorzustellen,<br />
um so ‚den Blick über den Tellerrand‘ und damit<br />
den Know-how-Transfer zu ermöglichen.<br />
hier.pro/o8NYI<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 +49 711 7594–4653;<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 />
Ana Turina, Phone +49 711 7594–273<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />
Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 55 vom 1.10.2019<br />
Auftragsmanagement:<br />
Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />
Leserservice:<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
Phone +49 711 7252–209<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />
nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und<br />
MwSt.; Ausland: 84,90 € 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 USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox, 5<br />
Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212<br />
8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />
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Printed in Germany.<br />
© <strong>2020</strong> by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Leinfelden-Echterdingen.<br />
EDA<br />
58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong>
Industrie<br />
Automobilkonstruktion<br />
Fachwissen für<br />
Automobilentwickler<br />
<strong>KEM</strong> Automobilkonstruktion<br />
Speziell für Ingenieure und Konstrukteure in den Entwicklungsabteilungen<br />
der Automobil- und Zulieferindustrie.<br />
Ob Komponenten, Systeme oder das Auto der Zukunft –<br />
in diesen Sonderausgaben erfahren Sie alles rund um die<br />
konstruktiven Aspekte des Fahrzeugbaus.<br />
Die nächsten Ausgaben:<br />
• 5. Juni <strong>2020</strong><br />
• 15. September <strong>2020</strong><br />
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media.industrie@konradin.de<br />
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Digitale Ausgabe hier anschauen:<br />
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Sonderausgaben<br />
bei <strong>KEM</strong><br />
<strong>Konstruktion</strong>!<br />
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media.industrie.de K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong> 59
Wir lösen individuelle<br />
Antriebsaufgaben:<br />
Motoren und Generatoren:<br />
100 - 600 000 Nm<br />
100 - 3000 kW<br />
60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>Antreiben</strong> - <strong>Steuern</strong> - <strong>Bewegen</strong> <strong>2020</strong><br />
www.oswald.de