KEM Konstruktion 09.2020
Trendthemen: Digitalisierung, Antriebstechnik/Elektromotoren; Porträt: Johannes Moosmann, EBM- Papst zu intelligenten und modularen Antriebssystemen; Titelstory: Integriertes Bremsenmonitoring optimiert Prozesse und Wartung
Trendthemen: Digitalisierung, Antriebstechnik/Elektromotoren; Porträt: Johannes Moosmann, EBM- Papst zu intelligenten und modularen Antriebssystemen; Titelstory: Integriertes Bremsenmonitoring optimiert Prozesse und Wartung
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Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
09 2020<br />
www.kem.de<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />
Titelstory Seite 28<br />
Intelligente Sicherheit<br />
für vertikale Achsen<br />
KI in der<br />
Automation<br />
Digitalisierung/Interview<br />
Seite 19<br />
Schnelle<br />
Formatwechsel<br />
Antriebstechnik<br />
Seite 26<br />
Robust<br />
und regelbar<br />
Hydraulik<br />
Seite 36<br />
Im Gespräch | „Antriebssysteme bauen sehr kompakt“<br />
Johannes Moosmann, Geschäftsbereichsleiter, EBM-Papst – Seite K|E|M 14 <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 1
GO BEYOND – ENTDECKEN SIE NEUE HORIZONTE FÜR IHRE INDUSTRIE.<br />
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hinterherlaufen. Mit SICK an Ihrer Seite sind Sie immer einen Fortschritt weiter. Denn intelligente Sensortechnologien<br />
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2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
EDITORIAL<br />
KI verändert uns alle<br />
Künstliche Intelligenz (KI) setzt Impulse – stark für die industrielle Automation,<br />
nur längst nicht allein. Wir wissen, sie wird nahezu all unsere Lebensbereiche<br />
berühren und weiter verändern. Damit können wir einen besonders voraussetzungsreichen<br />
Diskurs über rein technische Debatten hinaus anregen, um uns wichtigen<br />
Chancen und Risiken der Schlüsseltechnologie anzunähern. Denn zweifelsohne ist KI<br />
ein wichtiger Wachstumsmotor für die Industrie. Die Menschen, die Beschäftigten<br />
müssen allerdings im Mittelpunkt stehen, wenn KI-Lösungen die Arbeitswelt neu<br />
sortieren. Und EntwicklerInnen sind gefragt, sich an den Rändern und Übergängen<br />
ihrer Fachgebiete mit Folgeabschätzungen von KI auseinanderzusetzen.<br />
Mit der Frage, was „KI-bedingte Automation“ gerade für Beschäftige bedeutet,<br />
befasst sich der Wirtschaftspsychologe Jens Nachtwei. Im Interview „Technik als<br />
ebenbürtiger, vielleicht sogar überlegener Mitspieler“ (ab S. 19) sagt Nachtwei über<br />
die Verantwortung von EntscheiderInnen in Unternehmen, die KI-Systeme nutzen,<br />
entwickeln oder in Produkten und Dienstleistungen umsetzen:<br />
„Die beneide ich nicht. Aus der zweiten Reihe der akademischen Welt kann man<br />
immer gut über all die psychologischen, ethischen und moralischen Implikationen<br />
von KI debattieren. Aber als EntscheiderIn im Unternehmen muss ich diese<br />
wichtigen Aspekte irgendwie mit Wirtschaftlichkeit, Umsetzbarkeit und Datenschutz<br />
verheiraten – um nur einige zu nennen. Und das kann sich sicher teils wie die Quadratur<br />
des Kreises anfühlen. Die Verantwortung ist hoch, wenn man all diese Felder<br />
bestellen muss. Hier wird es noch viel Orientierungsbedarf für die Praxis geben.“<br />
Auf erfrischend-offene Art wird klar, dass gerade der Blick „aus der zweiten Reihe<br />
der akademischen Welt“, wie Nachtwei es nennt, hilfreich sein kann, um einen<br />
Perspektivenwechsel anzuregen und unverblümt auf die Grenzen unseres eigenen<br />
Wissens und Handelns zu blicken. Zu komplexen Fragen künstlicher Intelligenz<br />
brauchen wir weniger klare und schnelle Antworten als vielmehr ergebnisoffene<br />
sowie zukunftsorientierte Diskurse, die sich unseren Bedürfnissen annähern und in<br />
unserer gesellschaftlichen Vielfalt tragen.<br />
Nico Schröder<br />
Korrespondent<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
nico.schroeder@konradin.de<br />
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Inhalt 09 2020<br />
57. Jahrgang<br />
TITELSTORY<br />
Intelligente Sicherheit<br />
für vertikale Achsen<br />
Mayr Antriebstechnik bietet nicht nur ein breites Spektrum<br />
an zuverlässigen Sicherheitsbremsen, sondern auch<br />
Lösungskonzepte für ihre vorausschauende Wartung an.<br />
Im Fokus steht dabei das Modul Roba-brake-checker, das<br />
in einer erweiterten Ausführung auch Daten liefert.<br />
Bild: peshkova/stock.adobe.com<br />
19<br />
Welchen Einfluss insbesondere KI-bedingte Automation auf unsere<br />
Lebens- und Arbeitswelt hat, erläutert der Wirtschaftspsychologe<br />
Prof. Jens Nachtwei im Interview.<br />
Magazin<br />
Branchennews<br />
Laserschmelzanlage des Fraunhofer IWS für Kupfer-Bauteile .......... 6<br />
Trumpf und das Fraunhofer IPA kooperieren .................................... 8<br />
Lapp ist dem SPE Industrial Partner Network beigetreten ............ 10<br />
Tipps & Termine<br />
Rezepte für besseres Konstruieren dank Physics Driven Design ... 12<br />
<strong>KEM</strong> Porträt<br />
Bild: Blickle Räder+Rollen<br />
Neben einem umfangreichen Portfolio an Serienprodukten liefert<br />
Blickle auch eine Vielzahl an Rädern und Rollen als Sonderlösungen.<br />
Bild: Ejot<br />
50<br />
54<br />
Motiviert durch den automotiven Leichtbautrend<br />
entwickelt Ejot spezielle Befestigungslösungen für<br />
Sandwich-, Waben- und Schaumkernstrukturen.<br />
Johannes Moosmann, EBM-Papst, St. Georgen<br />
„Unsere intelligenten und<br />
modularen Antriebssysteme bauen sehr kompakt“ ...................... 14<br />
Trends<br />
Digitalisierung<br />
Prof. Jens Nachtwei zu KI-bedingter Automation ........................... 19<br />
Digitalisierung als Change-Prozess ................................................ 22<br />
Datenaustausch per Software as a Service ................................... 24<br />
Antriebstechnik<br />
Elektromotoren<br />
Intelligentes Transportsystem steigert die Flexibilität .................... 26<br />
Titelstory<br />
Integriertes Bremsenmonitoring optimiert Prozesse und Wartung ... 28<br />
Wälz- & Gleitlager<br />
Mit Runderneuerung von Drahtwälzlagern Ressourcen sparen ..... 32<br />
Hydrostatische Spindellagerungen für Werkzeugmaschinen ......... 34<br />
Produkt-News aus dem Bereich Antriebstechnik<br />
AC/DC-Motoren, Frequenzumrichter, Getriebe, Kupplungen &<br />
-bremsen, Linearführungen, Rollenlager, Gleitlager usw. .............. 38<br />
Fluidtechnik<br />
Pneumatik<br />
Durchflusssensor erleichtert das Condition Monitoring ................. 35<br />
Hydraulik<br />
Digitale On-Board-Elektroniken für die Hydraulik ........................... 36<br />
4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
28<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik/Konradin Mediengruppe<br />
Maschinenelemente<br />
Montage- & Handhabungstechnik<br />
Unendliche Rotationsfreiheit für Greifer ............................... 42<br />
Intelligente und reinigungsoptimierte Werkstückträger ........ 44<br />
Robotik<br />
Robotiklösungen für KMU .................................................... 45<br />
Einzelbauteile<br />
Technische Bürsten in der modernen Verpackungstechnik ... 46<br />
Schwere Industriestoßdämpfer als Überfahrschutz .............. 48<br />
Walzen, Räder & Rollen<br />
Maßgeschneiderte Sonderlösungen ..................................... 50<br />
Produkt-News aus dem Bereich Maschinenelemente<br />
Gelenkwellen, Welle-Nabe-Verbindungen, Dichtungen,<br />
Ketten und Riemen, HMIs, Griffelemente, Lineartische,<br />
Greifer, Portalsysteme, Roboter und Zubehör usw. .............. 52<br />
Werkstoffe/Verfahren<br />
Verbindungstechnik<br />
Befestigungslösungen für Sandwichstrukturen .................... 54<br />
Rubriken<br />
Editorial ................................................................................... 3<br />
Wir berichten über ................................................................ 10<br />
Inserentenverzeichnis ........................................................... 58<br />
Vorschau ............................................................................... 58<br />
Impressum ............................................................................ 58<br />
Korrosionsschutz<br />
mit Stil<br />
Ein ansprechendes Oberflächenfinish, das<br />
gleichzeitig exzellent vor Korrosion schützt:<br />
maxon setzt seit über 20 Jahren auf die kathodische<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 5
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Fraunhofer IWS setzt Laserschmelzanlage für komplexe Kupfer-Bauteile ein<br />
Grüner Laser<br />
schmilzt reines Kupfer<br />
Bisher gelang es nicht, Kupfer mit Infrarotlasern vollständig aufzuschmelzen,<br />
um daraus Schicht für Schicht komplexe Bauteile zu erzeugen. Deshalb setzt<br />
das Fraunhofer IWS in Dresden nun eine neuartige additive Fertigungsanlage<br />
ein, die das Metall mit einem kurzwelligen grünen Laser defektfrei verarbeitet.<br />
Die neue additive Fertigungsanlage schmilzt reines Kupferpulver vollständig auf<br />
(bt) Damit kann das Fraunhofer-Institut für<br />
Werkstoff- und Strahltechnik IWS nun Reinkupferbauteile<br />
aufbauen, die elektrisch und<br />
thermisch besonders leitfähig sind. Solche<br />
Bild: Fraunhofer IWS Dresden<br />
Komponenten ermöglichen effizientere Elektromotoren<br />
und neue Kühlkörper in der Leistungselektronik.<br />
Auch Anwendungen in der<br />
Spulen- und Induktorenfertigung sind denkbar.<br />
Additiv gefertigte Kupfer-Komponenten<br />
eignen sich für kompakte Geräte mit geringem<br />
Bauraum, hohem Wirkungsgrad und<br />
starker Leistung. Damit lassen sich auch spezielle<br />
individuelle Spulen für elektrische Antriebe<br />
in Satelliten, Kühlungen in Raumfahrtantrieben<br />
herstellen.<br />
Statt Infrarotlicht mit 1064 Nm Wellenlänge<br />
verwendet die neue Laserstrahlschmelzanlage<br />
einen Scheibenlaser mit energiereichem<br />
grünen Licht der Wellenlänge 515 Nanometer.<br />
Bei früheren Versuchen hatte sich gezeigt,<br />
dass infrarote Laserstrahlquellen bis<br />
500 W nicht leistungsstark genug sind, um<br />
Kupfer vollständig aufzuschmelzen. Lediglich<br />
30 % der eingesetzten Energie erreichen den<br />
Kupferwerkstoff – den großen Rest reflektiert<br />
das Metall. Anders beim neuen grünen<br />
Laser mit maximal 500 W: Hier absorbiert<br />
das Kupferpulver mehr als 70 % der eingesetzten<br />
Energie und schmilzt vollständig.<br />
Zwar lassen sich viele Kupferteile heute<br />
schon zerspanen, schmieden oder gießen.<br />
Allerdings eröffnen sich durch den Einsatz additiver<br />
Fertigung Möglichkeiten, hochkomplexe<br />
Geometrien herzustellen, die mit konventioneller<br />
Fertigung nicht möglich sind.<br />
Die Beschaffung der neuen Anlage für das<br />
Fraunhofer IWS war über das Leistungszentrum<br />
„Smart Production and Materials“<br />
möglich.<br />
www.iws.fraunhofer.de<br />
Strategische Neuausrichtung<br />
Norgren schafft neuen Geschäftsbereich Fluid Technologies<br />
Bild: Norgren<br />
Staffelstabübergabe bei Buschjost: Raymond<br />
Kamp (l.) übernimmt die Leitung des Standorts<br />
Bad Oeynhausen von Andreas Pönnighaus<br />
(bt) Technisches Know-how und maßgeschneiderte<br />
Lösungen für individuelle Kundenanwendungen<br />
bereitstellen – das waren<br />
die Ziele, die der Anbieter von Antriebs- und<br />
Fluidtechnik Norgren im Zuge einer strate -<br />
gischen Neuausrichtung angestrebt hat. Mit<br />
der Aufteilung in die drei neuen Geschäftsbereiche<br />
Fluid Technologies, Motion Control<br />
und Commercial Vehicles, denen sämtliche<br />
Standorte und Niederlassungen zugeordnet<br />
wurden, konnte die Unternehmensgruppe<br />
diese Ziele nun erfolgreich umsetzen.<br />
Um den unterschiedlichen Kundenanforderungen<br />
bestmöglich gerecht zu werden, wurde<br />
Fluid Technologies darüber hinaus in die<br />
drei Sparten Energy, Life Science und Process<br />
Control unterteilt. Die drei Einheiten<br />
sind autonom und besitzen eigene Entwicklungs-,<br />
Produktions- und Vertriebsteams.<br />
Während Energy die chemische sowie die Ölund<br />
Gasindustrie bedient, konzentriert sich<br />
Life Science auf die Kunden der Medizin- und<br />
Analysetechnik. Process Control deckt die<br />
gesamte Prozessindustrie ab und beliefert<br />
vom allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau<br />
über die Lebensmittel- und Getränkeindustrie<br />
bis hin zum Umweltsektor viele verschiedene<br />
Branchen. Hauptstandort dieser<br />
Sparte ist die in Bad Oeynhausen ansässige<br />
Buschjost GmbH.<br />
Mit der strategischen Neuausrichtung ging<br />
bereits die erste personelle Veränderung im<br />
Bereich Process Control einher: Raymond<br />
Kamp wurde zum neuen Geschäftsführer der<br />
Sparte berufen und wird gleichzeitig auch die<br />
Geschäfte von Buschjost leiten.<br />
Das Produktportfolio von Norgren umfasst<br />
die Marken Buschjost, FAS, Herion, Kloehn,<br />
Maxseal und Thompson Valves. Als Teil der<br />
britischen IMI Precision besitzt Norgren ein<br />
Vertriebs- und Service-Netzwerk in rund 50<br />
Ländern.<br />
www.norgren.com<br />
6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Konferenz<br />
SMARTE MASCHINEN<br />
IM EINSATZ<br />
EFFIZIENT, SICHER UND<br />
NACHHALTIG MIT KI<br />
1. Dezember 2020<br />
Fraunhofer IPA, Stuttgart<br />
Smarte Maschinen schaffen Mehrwert – dank<br />
Künstlicher Intelligenz<br />
Gerade in der derzeitigen schwierigen Phase müssen Unternehmen<br />
möglichst effizient, sicher und nachhaltig wirtschaften.<br />
Künstliche Intelligenz bietet hier enorme Chancen für alle, die<br />
die neuen Technologien einzusetzen wissen.<br />
Vor diesem Hintergrund präsentieren die Konradin Mediengruppe<br />
und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und<br />
Automatisierung IPA den Kongress „Smarte Maschinen im Einsatz“,<br />
in dem zahlreiche Forscher und Experten aus Unternehmen –<br />
vom innovativen Start-up über die Träger des Deutschen<br />
Zukunftspreises bis zum Weltkonzern – die Potenziale aufzeigen<br />
und über ihre Erfahrungen mit KI-Lösungen berichten.<br />
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(zzgl. MwSt.)<br />
Veranstalter Kooperationspartner Schirmherrschaft<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 7
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Forschungspartnerschaft zwischen Trumpf und dem Fraunhofer IPA<br />
Künstliche Intelligenz zur Industriereife bringen<br />
(bt) Trumpf und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik<br />
und Automatisierung IPA aus<br />
Stuttgart haben bis zum Jahr 2025 eine Forschungskooperation<br />
vereinbart. Ziel ist, Lösungen<br />
für die vernetzte Fertigung mit Künstlicher<br />
Intelligenz (KI) zur Industriereife zu bringen.<br />
Die Fördersumme für das Projekt beläuft<br />
sich für die nächsten fünf Jahre auf rund<br />
zwei Millionen Euro. Insgesamt sind zehn<br />
Mitarbeiter von Trumpf und dem Fraunhofer<br />
IPA in den Projekten beschäftigt. „Trumpf<br />
möchte seine führende Stellung bei KI weiter<br />
ausbauen. Deshalb investieren wir heute<br />
schon in Zukunftstechnologien, die Unternehmen<br />
zu großen Effizienzgewinnen verhelfen<br />
und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern“,<br />
sagt Thomas Schneider, Geschäftsführer Entwicklung<br />
bei Trumpf Werkzeugmaschinen.<br />
Trumpf und das Fraunhofer IPA arbeiten beim<br />
Thema Smart Factory bereits seit fünf Jahren<br />
zusammen und wollen im Zuge der neuen<br />
Forschungspartnerschaft auch bisherige Projekte<br />
fortführen. „Seit Jahren arbeitet Trumpf<br />
mit uns gemeinsam am Thema vernetzte<br />
Produktion, weil das Unternehmen – ebenso<br />
wie wir – die Entwicklungen rund um Industrie<br />
4.0 als große Chance erkennt. Die nächsten<br />
Jahre werden deshalb so spannend sein,<br />
weil sie alles entscheiden. Wir erwarten,<br />
dass die Corona-Pandemie hier wie ein Kata-<br />
Bild: Trumpf<br />
„Wir investieren heute<br />
schon in Zukunftstechno -<br />
logien, die Unternehmen<br />
zu großen Effizienzgewinnen<br />
verhelfen<br />
und die Wettbewerbsfähigkeit<br />
steigern.“<br />
Dr.-Ing. Thomas Schneider ist<br />
Geschäftsführer Entwicklung bei<br />
Trumpf Werkzeugmaschinen<br />
lysator wirkt: Diejenigen, die vorbereitet sind,<br />
werden die sich daraus ergebenden Opportunitäten<br />
massiv nutzen können. Nun wird sich<br />
also auch zeigen, ob wir uns mit den Arbeiten<br />
in den gemeinsamen Projekten gut für die<br />
Zukunft vorbereitet haben“, sagt Professor<br />
Thomas Bauernhansl, Leiter des Fraunhofer<br />
IPA. In den nächsten fünf Jahren wollen beide<br />
Partner unter anderem Lösungen für eine<br />
bessere Datenqualität in der Produktion entwickeln.<br />
Denn hochwertige Daten sind die<br />
Voraussetzung, um mit KI eine Effizienzsteigerung<br />
zu erzielen. In diesem Zusammenhang<br />
soll verstärkt das Thema Erklärbarkeit<br />
von KI erforscht werden. Ziel ist, die Arbeitsweise<br />
von neuronalen Netzen nachvollziehbar<br />
zu machen. Für die Blechfertigung sind<br />
solche Ergebnisse von großem Nutzen. Die<br />
Ergebnisse der Datenauswertung können die<br />
Qualität der Produktion steigern und Kosten<br />
und Zeit sparen.<br />
www.trumpf.com<br />
www.ipa.fraunhofer.de<br />
Projekt DigiKAM entwickelt Plattform für additive Fertigung<br />
3D-Druck als digitales Gemeinschaftsprojekt<br />
Auf der DigiKAM-Plattform entwickeln Experten<br />
und Anwender gemeinsam 3D-gedruckte Bauteile<br />
(bt) Damit auch mittelständische Unternehmen<br />
ohne eigenes Expertenwissen im<br />
3D-Druck davon profitieren, hat das For-<br />
Bild: Fraunhofer IEM<br />
schungsprojekt DigiKAM (Digitales Kollaborationsnetzwerk<br />
zur Erschließung von Additive<br />
Manufacturing) eine Plattform für die Zusammenarbeit<br />
von Technologieexperten und Anwendern<br />
aus der Industrie konzipiert. Gefördert<br />
wurde es dafür vom Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit rund<br />
2 Mio. Euro. Der Fokus der DigiKAM-Plattform<br />
liegt auf der Entwicklungsphase von<br />
3D-Bauteilen. „Additive Fertigung bietet großes<br />
Potenzial in der industriellen Anwendung,<br />
setzt aber umfassendes Technologiewissen<br />
voraus. Speziell kleine und mittlere<br />
Unternehmen sind auf die Kooperation mit<br />
Experten angewiesen. Die DigiKAM-Plattform<br />
soll dies ermöglichen und durch den<br />
Einsatz innovativer 3D-Technologien eine effiziente<br />
kollaborative Bauteil-Entwicklung auch<br />
über Distanzen hinweg unterstützen“, erläutert<br />
Daniel Eckertz, Gruppenleiter am Fraunhofer<br />
IEM, die Motivation des Projektes.<br />
„Unser Anwendungspartner Remmert<br />
GmbH könnte seine Lagersysteme durch<br />
3D-gedruckte Elemente kundenspezifisch<br />
gestalten, beispielsweise durch individuell<br />
angepasste ergonomische Griffe. Über die<br />
DigiKAM-Plattform könnte er den passenden<br />
Entwicklungspartner dazu finden und mit ihm<br />
zusammenarbeiten.“ Für die anschließende<br />
Fertigung der additiv gedruckten Bauteile<br />
setzt die DigiKAM-Plattform auf die Kooperation<br />
mit weiteren Projekten und Anbietern.<br />
Die Plattform fördert so die Vernetzung von<br />
Anbietern und Experten und Anwendern. Dabei<br />
greifen verschiedene Bausteine ineinander<br />
und ermöglichen eine effiziente digitale<br />
Kollaboration der einzelnen Akteure.<br />
www.iem.fraunhofer.de<br />
8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Industrie<br />
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09 2020<br />
Erfolg!<br />
9
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Hänchens Geschäftsstrategie im Bereich Hydraulikkomponenten<br />
Erfolgreiche Themen fortführen<br />
(eve) Die Herbert Hänchen GmbH & Co. KG<br />
hat in den letzten Jahren mehrere Produkt -<br />
bereiche seiner Hydraulikkomponenten ausgebaut:<br />
• das Dichtungssystem Servoseal, das<br />
auf Basis des Verbundwerkstoffs H-CFK<br />
basiert<br />
• die maßgeschneiderte Antriebslösung<br />
Ratio Drive<br />
• die Kleimmeinheit Ratio Clamp,<br />
deren Kompetenz auf andere Bereiche<br />
ausgedehnt wird.<br />
Darüber hinaus eröffnen Aufträge unter anderem<br />
für Dichtungsprüfstände zusätzliche<br />
Möglichkeiten als Maschinenbauer. Die Hydraulikzylinder<br />
und andere Produkte der<br />
Fluidtechnik sind weiterhin Schwerpunkte<br />
der Produktion. „Diese erfolgreichen Zukunftsthemen<br />
der letzten Jahre werden wir<br />
verstärkt fortführen“, erklärt Tanja Hänchen,<br />
Sprecherin der Geschäftsführung. „Dies gilt<br />
insbesondere für das Antriebssystem Ratio-<br />
Drive und den Maschinenbau.“<br />
Eingestellt werde der Unternehmensbereich<br />
H-CFK, so Tanja Hänchen. „Selbstverständlich<br />
werden wir alle Lieferverpflichtungen erfüllen.<br />
Und wir sind froh über die Erfahrungen<br />
mit H-CFK, die uns mehr Alternativen für<br />
Innovationen bieten, sowie auch zur Stärkung<br />
unserer bisherigen Produktpalette beitragen<br />
kann“. Dies betrifft die H-CFK-Hydraulikzylinder,<br />
Carbonstangen, Carbonrohre und<br />
weitere Maschinenelemente aus Carbon.<br />
Gleichzeitig ist man bei dem Hydraulikher-<br />
Tanja Hänchen, Sprecherin der Geschäftsführung<br />
steller optimistisch: Einen großen Teil des<br />
Engagements der vergangenen Jahre kann<br />
Hänchen erfolgreich in die Zukunft führen.<br />
Deshalb richtet Tanja Hänchen den Blick nach<br />
vorne: „Wir bauen weiter auf unsere Kernkompetenzen<br />
und investieren insbesondere<br />
in Hydraulikzylinder, Klemmungen und Komplettlösungen<br />
bis hin zu kompletten Prüfständen.<br />
Den Bereich Ratio-Drive haben wir dieses<br />
Jahr personell sogar aufgestockt.“<br />
www.haenchen.de<br />
Bild: Herbert Hänchen GmbH<br />
Lapp ist dem SPE Industrial Partner Network beigetreten<br />
Einheitliche Übertragungsstandards<br />
(ik) Das Stuttgarter Familienunternehmen<br />
Lapp ist dem SPE Industrial Partner Network<br />
e. V. beigetreten. Single Pair Ethernet (SPE)<br />
ermöglicht eine durchgängige Echtzeit-<br />
Datenübertragung bis in die Feldebene,<br />
weshalb Lapp bereits vor zwei Jahren die<br />
Bild: Lapp<br />
Lapp beschließt Beitritt zum SPE<br />
Industrial Partner Network, das<br />
die Geräteschnittstelle T1<br />
Industrial nach IEC 63171-6 sowie<br />
Single-Pair-Ethernet-Kabel nach ISO/<br />
IEC 11801-X befürwortet<br />
ersten Single-Pair-Ethernet-Leitungen vorgestellt<br />
hat. Über die Norm der Steckverbinder<br />
herrscht allerdings bis heute Uneinigkeit.<br />
Mehrere Vorschläge wurden in die Normung<br />
eingebracht und ringen nun um die Gunst der<br />
Anwender. „Wir brauchen jetzt dringend einheitliche<br />
Übertragungsstandards, um die<br />
neue IIOT-Technologie schnell in die Fabriken<br />
zu bringen. Und die Lösung des SPE Industrial<br />
Partner Networks hat nach unserer Ansicht<br />
das größte Potenzial“, betont Georg Stawowy,<br />
Vorstand Innovation und Technik bei<br />
der Lapp Holding AG.<br />
Deshalb unterstützt Lapp mit seiner Mitgliedschaft<br />
das SPE Industrial Partner Network,<br />
das sich für die von der ISO und IEC festgelegte<br />
einheitliche Geräteschnittstelle T1 Industrial<br />
nach IEC 63171-6 sowie SPE-Kabel<br />
nach ISO/IEC 11801-X ausspricht.<br />
www.lappkabel.de<br />
Wir berichten über<br />
ABB Automation .................... 45<br />
ACE Stoßdämpfer .................. 48<br />
ASM PT .................................. 22<br />
Beckhoff ................................. 26<br />
Blickle Räder+Rollen .............. 50<br />
Bosch Rexroth .................. 36, 37<br />
Brand Engineering .................. 12<br />
Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und Energie ....... 8<br />
Buschjost ................................. 6<br />
Cadfem ................................... 12<br />
DMG Mori .............................. 22<br />
DoT ........................................ 50<br />
Dürr ........................................ 22<br />
EBM-Papst ............................. 14<br />
Ejot ......................................... 54<br />
Franke .................................... 32<br />
Fraunhofer IEM ........................ 8<br />
Fraunhofer IPA ......................... 8<br />
Fraunhofer IWS ........................ 6<br />
Ganter .................................... 53<br />
Getriebebau Nord .................. 38<br />
HepcoMotion ......................... 40<br />
Herbert Hänchen .................... 10<br />
Hiwin ...................................... 39<br />
Humboldt-Universität<br />
zu Berlin ................................. 20<br />
Hyprostatik Schönfeld ............ 34<br />
Igus ........................................ 39<br />
Jakob Antriebstechnik ............ 38<br />
Jung Antriebstechnik<br />
u. Automation ........................ 42<br />
Kipp ........................................ 53<br />
Kullen-Koti .............................. 46<br />
KTR ........................................ 41<br />
L‘Oréal .................................... 26<br />
Lapp ....................................... 10<br />
LK Mechanik .......................... 44<br />
Mayr Antriebstechnik ............. 28<br />
Mesago Messe Frankfurt ....... 11<br />
Norgren .................................... 6<br />
OPC-Foundation ..................... 11<br />
Osram Continental ................. 24<br />
Prostep .................................. 24<br />
Remmert .................................. 8<br />
Schenck RoTec ....................... 22<br />
Schmalz .................................. 52<br />
Secad ..................................... 26<br />
Sick ........................................ 35<br />
SMC ................................. 41, 52<br />
Software AG ........................... 22<br />
SPE Industrial<br />
Partner Network ..................... 10<br />
Spectaris ................................ 11<br />
SPN Schwaben Präzision ....... 40<br />
Trumpf ...................................... 8<br />
VDMA ..................................... 11<br />
Zeiss ...................................... 22<br />
10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Spectaris, OPC Foundation und VDMA setzen Lads-Standard<br />
Internationaler Standard<br />
EINE MESSE.<br />
EIN ZIEL.<br />
IHR ERFOLG.<br />
(ge) Vor kurzem verkündete die OPC-Founda -<br />
tion im Rahmen ihrer Hauptversammlung die<br />
Gründung der Joint Working Group „Lads –<br />
Laboratory Agnostic Device Standard“, der<br />
neben der OPC-Foundation die Industrieverbände<br />
Spectaris und VDMA angehören. Die<br />
OPC-Foundation ist eine internationale Organisation,<br />
die den OPC UA-Standard entwickelt<br />
und fördert. Die offene Kommunikationsplattform<br />
bildet die Basis für die herstellerübergreifende<br />
Kommunikation und Interoperabilität<br />
in industriellen Automatisierungsprozessen.<br />
Das Ziel von Lads ist die Schaffung<br />
eines herstellerübergreifenden, offenen<br />
Standards für Analysen- und Laborgeräte, der<br />
umfassend die verschiedenen Kundenbranchen<br />
und ihre jeweiligen Workflows abbildet,<br />
nachhaltig anwendbar ist und auch künftigen<br />
Anforderungen der Digitalisierung und Automatisierung<br />
gerecht wird.<br />
Derzeit gibt es dafür keine umfassende, effiziente<br />
und robuste Lösung. „Bereits seit<br />
2016 arbeitet Spectaris in seiner Arbeitsgruppe<br />
‚Vernetzte Laborgeräte‘ an einer Antwort<br />
Dynamisches Differenzkalorimeter<br />
Bild: Spectaris<br />
auf die Herausforderung. Mit der Gründung<br />
einer Working Group zusammen mit der<br />
OPC-Foundation und dem VDMA beginnt<br />
nun die Einbindung aller internationalen und<br />
nationalen interessierten Stakeholder“, so<br />
Mathis Kuchejda, Vorsitzender des Fachverbandes<br />
für Analysen-, Bio- und Labortechnik.<br />
www.opcfoundation.org<br />
www.spectaris.de<br />
www.vdma.org<br />
4.– 6. NOVEMBER 2020<br />
BAD SALZUFLEN<br />
www.fmb-messe.de<br />
Bild: Mesago/Malte Kirchner<br />
Virtuelle Plattform<br />
Physische Messe SPS 2020 in Nürnberg abgesagt<br />
Die Mesago Messe Frankfurt gab bekannt, dass<br />
die Fachmesse SPS 2020 in einem rein virtuellen<br />
Format stattfindet<br />
(ik) Aufgrund der durch die Corona-Pandemie<br />
maßgeblich veränderten Rahmenbedingungen<br />
und den weiterhin bestehenden Reiserestriktionen<br />
hat die in Stuttgart ansässige<br />
Mesago Messe Frankfurt GmbH entschieden,<br />
die Fachmesse SPS 2020 in einem rein<br />
virtuellen Format stattfinden zu lassen.<br />
„Wir bedauern sehr, die diesjährige SPS<br />
2020 in Nürnberg absagen zu müssen“, so<br />
Martin Roschkowski, President Mesago<br />
Messe Frankfurt GmbH. „Anfang Sommer<br />
sahen die Vorzeichen sehr gut aus und wir<br />
sind fest davon ausgegangen, dass die Messe<br />
im November in Nürnberg stattfindet. Un-<br />
ser zu dem Zeitpunkt geplantes Schutz- und<br />
Hygienekonzept wurde positiv aufgenommen<br />
und mit vielen Messebeteiligten weiterentwickelt.<br />
Das hat uns wieder gezeigt, wie<br />
gut die SPS-Community zusammenarbeitet<br />
und dafür möchten wir uns herzlich bedanken.“<br />
Zu den Hauptgründen für die Absage<br />
der Veranstaltung gehören die in vielen Gesprächen<br />
geäußerten großen Bedenken der<br />
Beteiligten bezüglich der maßgeblich veränderten<br />
Rahmenbedingungen und die Sorge<br />
um die Mitarbeiter. Die vorgeschriebenen<br />
strikten Abstands- und Hygieneregeln sowie<br />
Reiserestriktionen und eine durch die Pandemie<br />
verursachte unsichere wirtschaftliche Lage<br />
legen nahe, dass die Messe nicht in der<br />
gewohnten Qualität durchgeführt werden<br />
kann. „Die SPS zeichnet sich durch intensive<br />
Fachgespräche und den Austausch zwischen<br />
Ausstellern und Besuchern aus. Aktuell sehen<br />
wir leider kaum eine Möglichkeit, dies<br />
vor Ort in gewohnter Weise möglich zu machen“,<br />
fasst Sylke Schulz-Metzner, Vice President<br />
SPS, zusammen. Die virtuelle Plattform<br />
SPS Connect startet, wie die geplante physische<br />
Messe, am 24.11.2020.<br />
www.sps.mesago.com<br />
Code: 9506<br />
einlösen und<br />
kostenloses<br />
Ticket sichern!<br />
ZULIEFERMESSE<br />
FÜR MASCHINENBAU,<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
UND PRODUKTION<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 11
SERVICE<br />
TIPPS & TERMINE<br />
Künstliche Intelligenz in der Industrie: Strategien – Potenziale – Use Cases<br />
KI-Kompass für Entscheider<br />
(bt) Endlich ist die Künstliche Intelligenz reif<br />
für die Nutzung in industriellen Prozessen,<br />
Produkten und Diensten. Die Potenziale sind<br />
enorm, doch eine erfolgreiche Integration<br />
von KI-Anwendungen kann nur gelingen,<br />
wenn man das Thema zur Chefsache macht.<br />
Dieser Leitfaden wendet sich an Entscheidungsträger,<br />
die ihr Unternehmen fit für den<br />
Einsatz industrieller KI machen wollen.<br />
Folgende Themen erwarten Sie:<br />
• Kompakter Einstieg in die KI-Technik: Data<br />
Science, Machine Learning, Künstliche<br />
Neuronale Netze<br />
• Das Zusammenspiel von KI, Industrie 4.0<br />
und IoT<br />
• KI in der Industrie: Einsatzszenarien in Produktentwicklung<br />
und Produktion sowie für<br />
produktbasierende Dienste, KI in der<br />
(Edge-)Cloud und auf dem Chip<br />
• Die Rolle der Industrieplattformen:<br />
B2B-Angebote für KI-Apps, Managed Services,<br />
Cloud Infrastructure as a Service<br />
• Fragen der Datensicherheit und Ethik<br />
Wertvolle Einblicke in die Strategien, Angebote<br />
und Use Cases führender Unternehmen<br />
und Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet<br />
der industriellen KI, wie ABB, Dassault<br />
Systèmes, Siemens, it’s OWL und das Werkzeugmaschinenlabor<br />
der RWTH Aachen, runden<br />
den Inhalt ab.<br />
KI-Kompass für Entscheider<br />
Künstliche Intelligenz in der Industrie: Strategien<br />
– Potenziale – Use Cases<br />
Autor:Ulrich Sendler<br />
Hanser Fachbuch, 288 Seiten;<br />
€ 39,99<br />
ISBN: 978-3-446-46295-3<br />
www.hanser-fachbuch.de<br />
Bild: Hanser<br />
8 Rezepte für besseres Konstruieren dank Physics Driven Design<br />
Physik begreifen – besser konstruieren<br />
Bild: Springer<br />
(bt) Das Buch ist ein Gemeinschaftsprojekt<br />
von (Berechnungs-)Experten des Ingenieurbüros<br />
Brand Engineering GmbH und Cadfem<br />
und enthält acht Rezepte zum besseren Konstruieren,<br />
dank Physics-Driven-Design. Dabei<br />
handelt es sich nicht einfach nur um <strong>Konstruktion</strong>svorschriften.<br />
Die Rezepte beruhen<br />
auf jahrelanger Erfahrung im <strong>Konstruktion</strong>sbüro<br />
und basieren auf einem erklärbaren physikalischen<br />
Hintergrund. Warum funktioniert<br />
es besser, eine <strong>Konstruktion</strong> zugdominant<br />
statt biegedominant zu gestalten? Wie verteilt<br />
man die Steifigkeiten am besten, um einen<br />
optimalen Kraftfluss zu erhalten? Was<br />
passiert an Stellen, an denen man eine Strömung<br />
umlenkt und wie kann man das mit geringsten<br />
Verlusten steuern?<br />
Anhand konkreter Beispiele werden Rezepte<br />
ausprobiert und viele Varianten durchgetestet.<br />
Bei diesem spielerischen Ausprobieren<br />
wird erlebbar, wie das Verständnis um die<br />
physikalische Wirkung die Evolution des Designs<br />
steuert. Alle Beispiele wurden mit Ansys<br />
Discovery Live aufbereitet und stehen<br />
zum Download bereit, sodass die Rezepte<br />
selbst ausprobiert und auf eigene <strong>Konstruktion</strong>en<br />
übertragen werden können. Wer die<br />
Physik hinter seinem Design begreift, dem<br />
gelingt es entlang der gewünschten Funktion<br />
besser zu konstruieren.<br />
Physik begreifen – besser konstruieren<br />
8 Rezepte für besseres Konstruieren dank<br />
Physics Driven Design<br />
Autoren: Brand, M., Baur, K., Brunner, S.,<br />
Gebhardt, C., Springer Vieweg, 49,99 Euro,<br />
ISBN 978-3-662-60824-1<br />
www.cadfem.de<br />
BAUGRUPPEN-<br />
LÖSUNGEN<br />
MIT WÄLZLAGERN<br />
ALS KOMPAKT- UND SYSTEMLÖSUNG<br />
Maßgeschneidert auf den kundenspezifischen Anwendungsfall<br />
VORSPRUNG SCHAFFEN<br />
Unbenannt-2 1 01.09.20 11:14<br />
12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Themenservice Systems Engineering<br />
So klappt‘s mit der<br />
Mechatronik und Industrie 4.0<br />
Vor dem Hintergrund mechatronischer Systeme,<br />
bei denen ein zunehmender Anteil der<br />
Funktionen in Software angebildet wird, ist<br />
Systems Engineering (SE) die Voraussetzung<br />
für die disziplinübergreifende Produktentwicklung<br />
und wird damit zum entscheidenden<br />
Wettbewerbsvorteil – auch und insbesondere<br />
in KMU. Voraussetzung ist, dass sich<br />
praxistaugliche Lösungen ohne hohen Einführungsaufwand<br />
nutzen lassen. Wichtig ist,<br />
die Belegschaft von Beginn an mit einzubeziehen<br />
und dafür zu sorgen, dass der gewählte<br />
SE-Ansatz akzeptiert und nachhaltig gelebt<br />
wird. „Ich bin überzeugt, dass Systems Engineering<br />
jedem entwickelnden Unternehmen<br />
Vorteile verschaffen kann“, betont etwa Matthias<br />
Knoke, Leiter der Virtuellen Produktentwicklung<br />
bei Miele. Das Unternehmen hat<br />
sich über einen längeren Zeitraum in Pilotprojekten<br />
mit dem SE befasst. „Interessant war,<br />
dass wir festgestellt haben, dass wir einige<br />
SE-Ansätze zwar bereits genutzt haben, diese<br />
jedoch oft als Insellösungen verwendet<br />
wurden. Ziel ist es, einen durchgängigen SE-<br />
Prozess zu realisieren.“ Welcher Ansatz zu<br />
welchem Unternehmen passt, wurde am<br />
Fraunhofer IEM auf Basis von 20 SE-Projekten<br />
untersucht. „Herausgekommen sind verschiedene<br />
Idealtypen, vom Erarbeiten eines<br />
gemeinsamen Bildes der Aufgabe bis hin zur<br />
Integration von Verhaltensmodellierung und<br />
der Simulation der Modelle“, betont Lukas<br />
Bretz, Wissenschaftler am Fraunhofer IEM.<br />
„Es gibt kein One-Size-Fits-All-SE.“ Hintergrundinformationen,<br />
Praxiserfahrungen sowie<br />
aktuelle Meldungen – zusammen mit einem<br />
detaillierten SE-Glossar – liefert unser<br />
Themenservice zum Systems Engineering:<br />
hier.pro/om30L<br />
Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com<br />
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Ein Unternehmen der Festo Gruppe<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 13<br />
Passion for Perfect Motion
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch: Johannes Moosmann, Geschäftsbereichsleiter Industrielle Antriebstechnik bei EBM-Papst<br />
„Unsere intelligenten und modularen<br />
Antriebssysteme bauen sehr kompakt“<br />
Welche Rolle Antriebssysteme als dezentrale und energieeffiziente Einheiten einnehmen und was<br />
industrielle Antriebstechnik von EBM-Papst bereits heute im Sinne digitaler Transformation ermöglicht,<br />
erläutert Johannes Moosmann, Geschäftsbereichsleiter Industrielle Antriebstechnik bei EBM-Papst in<br />
St. Georgen, im Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>.<br />
Interview: Nico Schröder und Johannes Gillar, Redaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Moosmann, welche<br />
antriebstechnischen Lösungen entwickeln Sie am<br />
Standort St. Georgen?<br />
Johannes Moosmann: Wir kümmern uns um individuelle<br />
Antriebslösungen basierend auf einem modularen<br />
System für den professionellen industriellen Bereich –<br />
und dies abgegrenzt von automobil- und lufttechnischen<br />
Anwendungen. Unser Schwerpunkt liegt in Antrieben in<br />
Schutzkleinspannung, wobei wir uns aktuell im Leistungsbereich<br />
zwischen 10 und 750 Watt bewegen.<br />
Die Antriebstechnik bei EBM-Papst verteilt sich auf zwei<br />
Standorte in Deutschland. In St. Georgen im Schwarzwald<br />
liegen die Kompetenzen im Bereich Motorentechnik<br />
und entsprechender Elektronikentwicklung. Der Standort<br />
Lauf nahe Nürnberg ist die ehemalige Firma Zeitlauf, die<br />
2013 akquiriert wurde – sie steht für Getriebelösungen<br />
innerhalb der industriellen Antriebstechnik.<br />
„EBM-Papst integriert<br />
bereits viel Hard- und<br />
Software direkt in seine<br />
Antriebssysteme.“<br />
Bremse sowie das Steuern und Regeln des Motors sind<br />
bereits direkt im Motorgehäuse integriert. Was wir auch<br />
anbieten können, ist die Nutzung der vorhandenen<br />
Daten. Über digitale I/Os oder Bussysteme wird der<br />
Motor als messendes System genutzt. Das erfolgt stets<br />
in Zusammenarbeit mit dem Kunden. Damit können wir<br />
die Grundlage für Condition Monitoring und Predictive<br />
Maintenance bieten. Ein Beispiel: Steigt der Strombedarf<br />
im Antrieb, ist dies ein Hinweis, dass ein höheres Drehmoment<br />
innerhalb der Applikation benötigt wird. Die<br />
Ursache hierfür kann im Antrieb oder in der Mechanik der<br />
Applikation liegen, beispielsweise durch eine höhere Reibung<br />
aufgrund von Verschleiß einer Führungsschiene.<br />
Wenn der Kunde diese Daten auswertet, erkennt er<br />
schon frühzeitig, ob in der Applikation ein größerer Verschleiß<br />
vorliegt, oder sogar ein Ausfall zu erwarten ist.<br />
Der Antrieb kann also vor dem Hintergrund der digitalen<br />
Transformation mehr und mehr als Sensor verwendet<br />
werden. Zukünftig können im Idealfall sogar Sensoren in<br />
Applikationen wegfallen, da bereits viele Informationen<br />
im Antrieb vorhanden sind. Auf der einen Seite haben wir<br />
in den Antrieben bereits unterschiedliche Sensor- und<br />
Zustandsinformationen integriert. Auf der anderen Seite<br />
haben wir Schnittstellen wie digitale I/Os oder Bussys -<br />
teme, über die wir diese Informationen an übergeord -<br />
nete Systeme weitergeben können.<br />
Bild: EBM-Papst<br />
Johannes Moosmann,<br />
Geschäftsbereichsleiter Industrielle<br />
Antriebstechnik, EBM-Papst<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Produktfeatures industrieller<br />
Antriebstechnik werden im Sinne digitaler<br />
Transformation wichtig?<br />
Moosmann: EBM-Papst integriert bereits viel Hard- und<br />
Software direkt in seine Antriebssysteme. Funktionen<br />
wie die Erfassung der Rotorlage, das Ansteuern einer<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wo im Digitalen besteht derzeit<br />
besonderer Lösungsbedarf?<br />
Moosmann: Wir sehen uns als Befähiger für die Digitalisierung.<br />
Wir haben sogenannte K4- und K5-Systeme mit<br />
integrierten Softwarealgorithmen, mithilfe derer wir<br />
schnell applikationsspezifische Lösungen umsetzen können.<br />
Nichtsdestotrotz definieren wir unseren Systemgedanken<br />
in Bezug auf Motor, Elektronik, Getriebe, Bremsen<br />
und Encoder inklusive der Software. Diese wird<br />
benötigt, um das Antriebssystem optimal auf die Applikation<br />
abzustimmen. Bei Maschinen oder Geräten mit einer<br />
geringeren Anzahl von Antriebsachsen können wir mit<br />
unseren integrierten Antriebssystemen sogar die komplette<br />
Steuerung der Applikation übernehmen. Auf die<br />
sonst übergeordnete SPS kann so verzichtet werden.<br />
Bild: EBM-Papst<br />
14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Johannes Moosmann,<br />
Geschäftsbereichsleiter<br />
Industrielle<br />
Antriebstechnik,<br />
EBM-Papst,<br />
St. Georgen<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 15
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ein Trend in der Automatisierung<br />
ist die dezentrale Antriebstechnik. Wie reagieren<br />
Sie auf diese Entwicklung?<br />
Moosmann: Die Entwicklung und Fertigung von dezentralen<br />
Antriebslösungen ist seit Jahren unsere Kernkompetenz.<br />
Unsere Kompaktantriebe integrieren möglichst<br />
viele Funktionen auf möglichst geringem Bauraum.<br />
Im Zuge von Industrie 4.0 geht ein Trend ganz klar in Richtung<br />
Dezentralisierung. Das heißt, es gibt zentrale Rechner,<br />
welche die Aktoren und Sensoren in der Feldebene<br />
direkt steuern und auslesen. Die einzelnen Einheiten der<br />
Feldebene müssen daher allerdings so autark wie möglich<br />
funktionieren. Dazu passen unsere Kompaktantriebe<br />
weil sie unabhängig die Antriebsaufgabe lösen und lediglich<br />
von einem digitalem Signal oder einem Netzwerk<br />
getriggert werden. Die eigentliche Antriebsaufgabe wird<br />
also unabhängig von der übergeordneten Steuerung ausgeführt<br />
und entlastet somit das Netzwerk deutlich.<br />
Der Entwickler einer Maschine oder eines Automatisierungssystems<br />
kann sich so auf die wesentlichen Aufgaben<br />
einer Applikation konzentrieren und muss sich nicht<br />
um die Ansteuerung des Antriebssystems kümmern.<br />
Wie bereits erwähnt, können wir auch die Ablaufsteuerungen<br />
in den Antrieb integrieren. Ein Motor übernimmt<br />
dann die Masterfunktionalität und steuert damit die<br />
gesamte Applikation.<br />
Drivestudio-Software<br />
INFO<br />
Mittels Drivestudio können Anwender die Antriebstechnik<br />
von EBM-Papst applikationsspezifisch anpassen<br />
Im Demo-Level der Drivestudio-Software kann der Antrieb im<br />
Drehzahl-, Drehmoment- oder Positioniermodus gestartet<br />
werden, und aktuelle Werte werden angezeigt. Im Parametrier-Level<br />
hingegen kann der Anwender bei Bedarf die<br />
Standardeinstellungen des Antriebs in logischer Reihenfolge<br />
menügeführt verändern. Funktionsdiagramme unterstützen<br />
ihn bei allen notwendigen Eingaben, beispielsweise für<br />
Regelkreise, Referenzfahrt oder die Einstellung der<br />
Beschleunigungs- und Bremsrampe. Im Scripting-Level<br />
können Anwender Testläufe beliebiger Fahrsequenzen in<br />
Programmiersprache C frei programmieren.<br />
www.ebmpapst.com/drivestudio<br />
Bild: EBM-Papst<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Als weiterer Trend in der<br />
Antriebstechnik lässt sich die Entwicklung hin zur<br />
Kleinspannung mit 24 V beziehungsweise 48 V beobachten.<br />
Welche Gründe gibt es dafür?<br />
Moosmann: Kompakte, multifunktionale Schutzkleinspannungsantriebe<br />
können direkt und ohne große Wirkungsgradverluste<br />
dort eingesetzt werden, wo das Drehmoment<br />
benötigt wird. Sie eignen sich optimal, da die<br />
Anforderungen in Bezug auf Sicherheitstechnik geringer<br />
sind. Ein weiterer Grund ist sicherlich die Notwendigkeit<br />
einer kostenoptimalen Lösung. So ist zu beobachten,<br />
dass Maschinen- und Anlagenbauer in neueren Generationen<br />
neben einem klassischen Zwischenkreis in Niederspannung<br />
eine zweite Spannungsversorgung in Schutzkleinspannung<br />
vorsehen. Oft werden Kleinantriebe mit<br />
dieser Spannungsversorgung für den Antrieb von Hilfsachsen<br />
wie Formatversteller eingesetzt. Sie ersetzen<br />
damit einen klassischen AC-Servomotor mit abgesetztem<br />
Umrichter, was beachtliche Einsparpotentiale bietet.<br />
Auch steigende Anforderungen an die Energieeffizienz<br />
von elektrischen Maschinen sind eine Motivation. Legt<br />
man einen bürstenlosen Gleichstrommotor auf Basis<br />
einer Synchronmaschine zugrunde, ist die Energieeffizienz<br />
eines solchen Antriebs im Vergleich zu herkömmlichen<br />
AC-Käfigläufermotoren deutlich besser. Die aktuellen<br />
Anforderungen innerhalb der Intralogistik unterstützen<br />
diesen Trend: Ortsfeste Stetigförderer werden vermehrt<br />
durch flexiblere Konzepte ersetzt. Zunehmend<br />
werden fahrerlose Transportsysteme eingesetzt. Diese<br />
werden standardmäßig über fahrzeugintegrierte Batterien<br />
mit Gleichstrom versorgt. Die Verwendung von<br />
Gleichstrommotoren in Schutzkleinspannung ermöglicht<br />
die direkte Versorgung.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Rolle spielen in diesem<br />
Spannungsbereich Servoantriebe mit integrierter<br />
Elektronik?<br />
Moosmann: Antriebe in Schutzkleinspannung mit integrierter<br />
Elektronik spielen in dieser Kombination ihre Stärke<br />
aus. Die Steuerungs- und Regelungsfunktion des<br />
Motors ist hier direkt in den Antrieb integriert und benötigt<br />
nur minimal mehr Bauraum im Vergleich zur Variante<br />
ohne integrierte Elektronik zum Betrieb an einem abgesetzten<br />
Antriebsregler. Daher nennen wir diese Art von<br />
Servomotoren auch Kompaktantriebe. Die Verkabelung<br />
zwischen Regler, Umrichter und Motor entfällt komplett.<br />
Diese Verbindung haben wir bereits innerhalb des Motors<br />
direkt und sehr robust ausgelegt. Auch wird diese Verbindung<br />
bereits während der Produktentwicklung auf die<br />
Markt- und EMV-Anforderungen validiert.<br />
Wie bereits erwähnt, wandern mit Industrie 4.0 und steigender<br />
Dezentralisierung Funktionen zunehmend in die<br />
Feldebene. Unsere Kompaktantriebe mit integrierter<br />
16 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Elektronik unterstützen diesen Trend. Im Zuge des IIoT<br />
entwickelt sich der Antrieb zum Sensor, der neben eigenen<br />
Zustandsinformationen auch Informationen von weiteren<br />
Komponenten dezentral einlesen kann. Daten können<br />
somit für die Themen Condition Monitoring und Predictive<br />
Maintenance genutzt werden.<br />
Vielseitig.<br />
Verlässlich.<br />
Verfügbar.<br />
NEU: Spindelhubgetriebe<br />
der C-Serie mit<br />
50 bis 500 kN Hubkraft<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie unterstützen Sie <strong>Konstruktion</strong>s-<br />
und Applikationsingenieure softwareseitig?<br />
Moosmann: Mithilfe unseres Softwaretools Drivestudio<br />
kann der Antrieb beispielsweise über eine grafische<br />
Oberfläche in Betrieb genommen und parametrisiert<br />
werden. Wird ein Antrieb in die Applikation eindesignt,<br />
können Ingenieure eine auf die Anwendung angepasste<br />
Parametrisierung schnell umsetzen. Die Applikation kann<br />
direkt vor Ort optimiert werden. Hilfestellung bietet hier<br />
die bedienerfreundliche Scope-Funktion. Das Software-<br />
Tool ermöglicht es dem Anwender, die Produkte schon<br />
innerhalb der Entwicklungsphase im Sinne eines multifunktionalen<br />
Antriebs zu optimieren und die volle Integration<br />
zu fahren. Die Drive-Experts von EBM-Papst unterstützen<br />
unsere Kunden schon während der Bemusterung<br />
mit ihrem Antriebs-Know-how. Wir bieten auch 3D-Daten<br />
im STEP-Format an, um die Produkte während der Entwicklungsphase<br />
im CAD-System einzudesignen.<br />
Varianz an Motoren und<br />
Getrieben: EBM-Papst bietet<br />
ein Motorenprogramm für<br />
unterschiedliche Antriebsanwendungen<br />
und Märkte<br />
Bild: EBM-Papst<br />
Spindelhubgetriebe<br />
Kugelgewindetriebe<br />
Trapezgewindetriebe<br />
Die NEFF Klassiker der<br />
C-Serie überzeugen:<br />
• Höhere Leistung<br />
• Längere Einschaltdauer<br />
• Überlegen in rauer Umgebung<br />
• Lebensdauerschmierung<br />
Überzeugen Sie sich selbst!<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Einerseits ist Produktvarianz<br />
gefragt, andererseits soll die Technik möglichst günstig<br />
sein. Wie reagieren Sie darauf?<br />
Moosmann: Um den spezifischen Kundenanforderungen<br />
Rechnung zu tragen, setzen wir auf ein sogenanntes<br />
modulares Antriebssystem. Innerhalb eines definierten<br />
Variantenraums werden einzelne Module – Motor,<br />
Elektronik, Getriebe, wie auch Bremsen oder Encoder –<br />
applikationsspezifisch zur Antriebslösung zusammengestellt.<br />
Damit können wir schnell und flexibel selbst einfache<br />
Lösungen von lediglich einem Motor bis hin zur kompletten<br />
Antriebsachse mit allen Modulen kombinieren.<br />
NEFF Gewindetriebe GmbH<br />
Karl-Benz-Str. 24<br />
71093 Weil im Schönbuch<br />
www.neff-gewindetriebe.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 17
MAGAZIN<br />
PORTRÄT<br />
Wesentlich ist hier die Festlegung auf standardisierte<br />
mechanische beziehungsweise elektrische Schnittstellen<br />
für jedes Einzelmodul innerhalb des Antriebssystems.<br />
Damit können immer wieder die gleichen Module verwendet<br />
werden, aber auch bestehende angepasst oder<br />
neue einfach hinzugefügt werden. Das ermöglicht dem<br />
Kunden, schnell spezifische und dennoch validierte Antriebslösungen<br />
einzudesignen und dabei die Kosten im<br />
Blick zu halten.<br />
Vorteilhaft ist auch, dass wir elektronikseitig Software -<br />
systeme entwickelt haben, die einfach parametrisiert<br />
werden können. Damit wird ein weiterer Grad der Individualisierung<br />
ermöglicht, wovon unsere Kunden unmittelbar<br />
profitieren. Insgesamt betrachtet bedeutet unser<br />
Ansatz eine Standardisierung am Anfang der Wertschöpfungskette.<br />
Die applikationsspezifische Individualisierung<br />
der Antriebe erfolgt zum Ende innerhalb der letzten Fertigungsschritte.<br />
„Bei den Motoren<br />
unterscheiden wir<br />
zwischen bürstenlosem<br />
Innenläufer, bürsten -<br />
behaftetem Innenläufer<br />
und bürstenlosem<br />
Außenläufer.“<br />
heitsmoments können hier dynamischere Antriebsaufgaben<br />
umgesetzt werden. Die integrierten Elektroniken<br />
ermöglichen neben Drehzahlregelung, Positionierung<br />
sowie die Kommunikation mit übergeordneten Systemen<br />
viele applikationsspezifische Features. Direkt integriert<br />
sind auch Encodersysteme und eine optionale Bremse.<br />
Passend dazu haben wir für die unterschiedlichen Anforderungen<br />
verschiedene Getriebebaureihen wie Winkelund<br />
Planetengetriebe im Angebot. Über eine derart kompakte<br />
und ausgereifte Integration vielfältiger Funktionen<br />
in einer Antriebseinheit heben wir uns von unseren<br />
Marktbegleitern ab. Kurzum: Unsere intelligenten<br />
Antriebssysteme bauen kompakt und können so direkt<br />
am Ort des Geschehens integriert werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Möglichkeiten eröffnen<br />
Ihre antriebstechnischen Entwicklungen unter ökologischen<br />
Aspekten – Stichwort Energieeffizienz?<br />
Moosmann: Dadurch dass wir gleichstrombetriebene<br />
Motoren haben und diese inklusive integrierter Elektronik<br />
entwicklungsseitig optimal auslegen, erreichen wir Wirkungsgrade<br />
von über 90 %. Wenn man das mit einem<br />
AC-Käfigläufer vergleicht, ist das um Welten effizienter.<br />
Die zugeführte Energie wird bei unseren Antriebssystemen<br />
fast vollständig in die vorgesehene Arbeit gesteckt.<br />
Die Verluste durch mechanische Reibung und elektrische<br />
Energieführung sind minimal, was gleichzeitig auch der<br />
störenden Wärmeentwicklung entgegenwirkt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Haben Sie aktuelle Beispiele?<br />
Bild: EBM-Papst<br />
Johannes Moosmann,<br />
Geschäftsbereichsleiter Industrielle<br />
Antriebstechnik, EBM-Papst<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Als kurzer Einblick: Welche Komponenten<br />
machen Ihren Antriebsbaukasten aus?<br />
Moosmann: Hauptbestandteile unseres modularen<br />
Antriebssystems sind Motoren, Regelelektronik und<br />
Getriebe. Bei den Motoren unterscheiden wir zwischen<br />
bürstenlosen oder bürstenbehafteten Innenläufern und<br />
bürstenlosen Außenläufern. Der Außenläufer ist der<br />
Motor, bei dem sich der der Rotor außen um den Kern<br />
bewegt. Es ist das Motorkonzept, das wir auch seit Jahrzehnten<br />
in der Lufttechnik verwenden. Vorteil des Außenläufermotors<br />
ist, dass er das Drehmoment auf einem<br />
kompakten Bauraum umsetzen kann und dadurch im Verhältnis<br />
zum Innenläufermotor recht kurz baut. Auch wird<br />
mit einem Außenläufermotor ein besseres Gleichlaufverhalten<br />
erzielt.<br />
Beim Innenläufer dreht sich der Rotor innen und die Bauweise<br />
ist länger als beim Außenläufer, dafür ist der<br />
Durchmesser geringer. Aufgrund des geringeren Träg-<br />
Moosmann: Eine Applikation sind Shuttle-Systeme, bei<br />
denen unsere Antriebssysteme aufgrund der kompakten<br />
Bauweise an verschiedenen Stellen integriert werden.<br />
Ein Highlight sind sicherlich auch batteriebetriebene, fahrerlose<br />
Transportsysteme (FTS). Hier muss man zwei<br />
Aspekte berücksichtigen: Zum einen benötigt man die<br />
48-V-Schutzkleinspannung, bei der keine Spannungswandlung<br />
von der Batterie zu den Motoren nötig ist. Zum<br />
anderen benötigt man bei batteriegetriebenen Systemen<br />
sehr effiziente Motoren, um eine möglichst lange Akkulaufzeit<br />
zu gewährleisten. Gerade bei FTS hat unser<br />
modulares Antriebssystem viele Einsatzmöglichkeiten<br />
wie Hubsysteme oder Fahrantrieb. Zurzeit entwickeln wir<br />
zudem ein kombiniertes Fahr-Lenk-System, das ein omnidirektionales,<br />
also flächenbewegliches Fahren ermöglicht.<br />
Die kompakte und effiziente Lösung besteht aus<br />
Antriebsmotor, Elektronik, Getriebe, Sensorik und Rad.<br />
Das Produkt entstand aus einer Forschungszusammenarbeit<br />
mit dem KIT Karlsruhe und hat die Forschungsphase<br />
durchlaufen. Aktuell sind wir in der Erprobung und dabei,<br />
das System in die Serie zu überführen.<br />
www.ebmpapst.com<br />
Zum Online-Konfigurator für Antriebslösungen<br />
von EMB-Papst:<br />
hier.pro/JAED4<br />
18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
DIGITALISIERUNG<br />
TRENDS<br />
Bild: peshkova/stock.adobe.com<br />
Künstliche Intelligenz (KI) gilt als Schlüsseltechnologie, die so ziemlich alle Lebensbereiche berühren und unsere Arbeitswelt weiter verändern wird.<br />
Für Entwicklungen zur Automation birgt KI enormes Leistungspotenzial. EntwicklerInnen bewegen sich dabei in einer neuen Dimension von Verantwortung<br />
Im Gespräch: Wirtschaftspsychologe Prof. Jens Nachtwei über KI-bedingte Automation<br />
„Technik als ebenbürtiger,<br />
vielleicht sogar überlegener Mitspieler“<br />
Entwicklungen künstlicher Intelligenz werden unsere Lebens- und Arbeitswelt maßgeblich verändern<br />
und ziemlich alle Bereiche berühren. Welchen Einfluss insbesondere KI-bedingte Automation hat,<br />
erläutert Wirtschaftspsychologe Jens Nachtwei. Im Interview spricht er über die Verantwortung von<br />
IngenieurInnen und UnternehmerInnen sowie über Folgeabschätzungen für Beschäftigte.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Professor Nachtwei, was halten Sie<br />
als Psychologe vom Begriff „künstlicher Intelligenz“ (KI)?<br />
Jens Nachtwei: Noch immer fällt es nicht leicht, menschliche Intelligenz<br />
sauber zu definieren. Und hierzu gibt es eine jahrzehntelange<br />
Forschungstradition. Zu KI gibt es zwar auch schon seit den 1950er<br />
Jahren akademische Debatten; aber in der Praxis sehen wir<br />
KI-Anwendungen erst seit Kurzem. Entsprechend viel wird darüber<br />
diskutiert, ob wir überhaupt mit KI als Begriff gut aufgestellt sind.<br />
Ich denke, für den Moment ist das vollkommen in Ordnung.<br />
Und vielleicht bleibt es dabei ja und im Lehrplan jeder Grundschule<br />
wird in ein paar Jahren von tierischer, menschlicher und künstlicher<br />
Intelligenz die Rede sein.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Worin unterscheiden sich Konzepte<br />
menschlicher und künstlich-maschineller Intelligenz?<br />
Nachtwei: Für eine Antwort müsste man beide Konzepte wirklich in<br />
aller Tiefe durchdrungen haben. Ich empfehle an dieser Stelle das<br />
Buch „Architects of Intelligence“. Martin Ford hat darin einige der<br />
weltweit führenden KI-Forscher ausführlich interviewt. Deren<br />
Meinungen gehen teilweise recht weit auseinander – da werde ich<br />
als Einzelner keine Lösung anbieten können.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Inwieweit lassen sich psychologische<br />
Intelligenzkonzepte und -dimensionen überhaupt auf Maschinen<br />
respektive Computer anwenden?<br />
Nachtwei: Das kommt auf die Abstraktionsebene an. Definiert man<br />
Intelligenz instrumentell, also im Sinne von „um zu“, könnte eine<br />
Anwendung gelingen. Denn in beiden Fällen würde es dann um<br />
eine Informationsverarbeitungsleistung gehen, um bestimmte<br />
Probleme zu lösen. Ansonsten ist es so, dass die Psychologie mit<br />
sogenannten Konstrukten arbeitet. Einfach und am Beispiel formuliert:<br />
Wir lassen Menschen ganz viele Zahlenreihen-Aufgaben lösen<br />
und nennen den Gesamtwert, beispielsweise die Summe der<br />
gelösten Aufgaben, dieses Zahlenreihen-Aufgabenpakets dann<br />
„numerische Intelligenz“. KI nimmt diesen Umweg der Konstrukte<br />
nicht unbedingt – ich muss dem Kind also keinen Namen geben, da<br />
die Ableitung aus einer großen Menge von Daten genügt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mit welcher KI-Definition arbeiten Sie?<br />
Nachtwei: Zum Glück stellen Sie die Frage erst jetzt. Tatsächlich<br />
haben wir uns in letzter Zeit intensiv mit einer Arbeitsdefinition von<br />
KI beschäftigt. Es gibt zig verschiedene definitorische Ansätze.<br />
Aber wir brauchen eine, die wir auch Menschen vorlegen können,<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 19
TRENDS<br />
DIGITALISIERUNG<br />
die an unseren Studien teilnehmen. Sie muss wichtige Elemente<br />
verschiedener Definitionen beinhalten, darf nicht zu lang sein und<br />
muss vor allem verständlich sein. Momentan sieht unsere Arbeitsdefinition<br />
so aus:<br />
„Eine Künstliche Intelligenz, kurz KI, ist ein technisches System,<br />
das selbstständig und zielgerichtet Aufgaben bearbeitet. Die KI<br />
greift dabei auf große Datenmengen zu und kann diese Datenmengen<br />
interpretieren, von den Daten lernen und das Erlernte anwenden.<br />
Die Regeln, denen die KI bei der Bearbeitung von Aufgaben<br />
folgt, sind nicht immer explizit durch den Menschen vorgegeben.<br />
Beispiele sind sowohl einfache Übersetzungssysteme wie DeepL<br />
oder Navigationssoftware wie Google Maps, als auch komplexere<br />
Systeme, wie der Tesla-Autopilot, der große Mengen an Bildmaterial<br />
in Echtzeit analysiert und in die Steuerung des Fahrzeugs einfließen<br />
lässt.“<br />
Bild: privat<br />
„KI wird alle Bereiche<br />
der Arbeitswelt berühren.<br />
Viele davon sind ja<br />
heute schon betroffen.“<br />
Jens Nachtwei leitet an der<br />
Humboldt-Universität zu Berlin das<br />
Projekt deepR, das sich mit Implikationen<br />
künstlicher Intelligenz für die<br />
Arbeitswelt befasst. Als Professor<br />
für Wirtschaftspsychologie lehrt<br />
Nachtwei an der Hochschule für<br />
angewandtes Management<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Künstliche Intelligenz gilt als Schlüsseltechnologie,<br />
um industrielle Automation wettbewerbsfähig<br />
voranzutreiben. Welche Chancen und Risiken birgt KI für die<br />
automatisierte Arbeitswelt?<br />
Nachtwei: Das ist der Kern unserer Forschung: Was bedeutet „KIbedingte<br />
Automation“ für Beschäftigte? Dabei geht es nicht nur um<br />
industrielle Automation. KI wird alle Bereiche der Arbeitswelt berühren.<br />
Viele davon sind ja heute schon betroffen. Als PsychologInnen<br />
interessiert uns natürlich, welche Auswirkungen auf das Erleben<br />
und Verhalten von Menschen zu erwarten oder auch jetzt schon zu<br />
beobachten sind.<br />
Die große Chance liegt darin, dass Tätigkeiten, die nicht sonderlich<br />
erfüllend sind, nicht mehr von Menschen ausgeübt werden müssen.<br />
In meinem Arbeitsbereich kann das Korrigieren von Klausuren<br />
mit freiem Beantwortungsformat ein Beispiel sein, das Entlastung<br />
bietet – spätestens ab der zwanzigsten Klausur, die man zur immer<br />
selben Aufgabenstellung liest, stellt sich einem schon die Frage, ob<br />
das nicht ein Algorithmus tun könnte. Zumal eine entsprechende<br />
KI-Lösung bestimmte implizite Beurteilungsverzerrungen gar nicht<br />
hätte, sofern man sie gut gestaltet und die Referenzdaten sauber<br />
sind. Aber die Beispiele sind vielfältig und ich denke, dass viele<br />
Menschen zumindest mehr oder minder große Teile ihres Jobs nicht<br />
unbedingt lieben, die durch Routinen klar beschreibbar und damit<br />
auch gut automatisierbar sind. Das würde dann Zeit freigeben für<br />
Tätigkeiten im sozialen oder kreativen Bereich – Dinge, die vielen<br />
Menschen mehr liegen als stupide Routinen im Büro oder am Band.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Im Projekt „Research on Universal Basic<br />
Income – Chances, Omissions, Negativities“ beschäftigen Sie<br />
sich auch mit einer Extremvariante von Chancen: der Entkopplung<br />
von Arbeit und Geld.<br />
Nachtwei: Ja, wir schauen uns die psychologischen Aspekte eines<br />
bedingungslosen Grundeinkommens unter der Prämisse an, dass ja<br />
tatsächlich in den nächsten Jahren und Jahrzehnten viele Jobs ohne<br />
Wiederkehr entfallen könnten, da sie schlicht durch eine Automation<br />
schneller, fehlerfrei und kostengünstiger erledigt werden können.<br />
Das bietet enorme Chancen, aber eben auch Risiken. Für viele Menschen<br />
ist Arbeit Sinnstiftung und Sozialkontakt: Ich weiß, warum ich<br />
bin – und ich bin nicht allein. Daher ist eine Vollautomatisierung der<br />
Arbeitswelt sicher psychologisch nicht ungefährlich. Zumindest für<br />
eine westlich geprägte Leistungsgesellschaft aktueller Spielart<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Verantwortung tragen Entschei -<br />
derInnen in Unternehmen, die KI-Systeme nutzen, entwickeln<br />
oder in Produkten und Dienstleistungen umsetzen?<br />
Nachtwei: Die beneide ich nicht. Aus der zweiten Reihe der akademischen<br />
Welt kann man immer gut über all die psychologischen,<br />
ethischen und moralischen Implikationen von KI debattieren. Aber<br />
als EntscheiderIn im Unternehmen muss ich diese wichtigen Aspekte<br />
irgendwie mit Wirtschaftlichkeit, Umsetzbarkeit und Datenschutz<br />
verheiraten – um nur einige zu nennen. Und das kann sich sicher<br />
teils wie die Quadratur des Kreises anfühlen. Die Verantwortung ist<br />
hoch, wenn man all diese Felder bestellen muss. Hier wird es noch<br />
viel Orientierungsbedarf für die Praxis geben.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie kann technologischer Wandel Ihrer<br />
Auffassung nach gelingen?<br />
Nachtwei: Hätte ich dafür die Blaupause, gäbe es wahrscheinlich<br />
kein Regal, das all die Preise dafür fassen würde. Ich denke, es ist<br />
ein ganzer Blumenstrauß an Faktoren, der hier auf den Erfolg<br />
einzahlt – darunter eben auch die wissenschaftliche Sicht auf den<br />
Einzelnen in der Arbeitswelt. Im Change Management wird beispielsweise<br />
viel von Widerständen und Ängsten von Mitarbeiter -<br />
Innen gesprochen. Das wird auch in Lehre und Forschung diskutiert<br />
und sollte auf den technologischen Wandel angewandt werden.<br />
Technologisch geht theoretisch fast alles – mit Menschen ist das<br />
anders. Wir sind kein On-off-System. Wir unterscheiden uns<br />
gravierend in unseren Ansichten, Verhaltensweisen und unserem<br />
persönlichen Hintergrund. Dem müssen wir durch mehr Forschung<br />
im arbeits- und organisationspsychologischen Bereich Rechnung<br />
tragen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Im Essay „Psychologie einer automatisierten<br />
Leistungsgesellschaft“ schreiben Sie: „Damit für eine<br />
(Leistungs-)Gesellschaft, Organisationen und Arbeitnehmer der<br />
technologische Wandel gelingen kann, muss die psychologische<br />
Forschung ein Feld bestellen, das momentan von anderen<br />
Disziplinen kultiviert und von Beratern sowie Kongress-Rednern<br />
geprägt wird.“ Nun, was steckt hinter Ihrem Appell?<br />
Nachtwei: Dahinter steckt schlicht: Die Sicht auf die Betroffenen,<br />
und das sind wir alle, ist noch zu trübe. Die Psychologie tritt als Disziplin<br />
an, Erleben und Verhalten von Menschen in allen erdenklichen<br />
20 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
DIGITALISIERUNG<br />
TRENDS<br />
Kontexten zu untersuchen. Gehen wir also davon aus, dass KI so<br />
ziemlich alle Lebensbereiche weiter durchdringt und vor allem die<br />
Arbeitswelt umkrempeln wird, muss die Psychologie hier ein zentrales<br />
Aufgabenfeld für sich definieren und dieses auch bearbeiten.<br />
Nun ist die Psychologie eine empirische Wissenschaft und tut sich<br />
mit Diskussionen über ungelegte Eier oft schwer. Vieles in Bezug<br />
auf KI und Arbeitswelt ist Zukunftsmusik und es gibt teils nur<br />
wenige Anwendungsfelder, in denen Beschäftigte tatsächlich mit KI<br />
in Kontakt sind. Hinzu kommt, dass die Psychologie, wie viele<br />
andere Disziplinen auch, nicht unbedingt offensiv auf andere Disziplinen<br />
zugeht. Man bleibt oft gern unter sich. Die Komplexität des<br />
Themas erfordert aber den offenen Austausch mit Wirtschaftswissenschaftlern,<br />
Soziologen, Informatikern, Philosophen und anderen<br />
– dieser Austausch ist mühsam, da unterschiedliche Sprachen<br />
gesprochen werden. Und er ist ein Risiko in der akademischen Laufbahn.<br />
Viele wägen ab, ob sie nicht lieber zu ihrem gewohnten, gut<br />
beforschten und engen Thema noch zwei weitere Fachartikel veröffentlichen<br />
anstatt sich auf diesen langwierigen Diskurs mit anderen<br />
Disziplinen einzulassen und als Grenzgänger am Ende vielleicht kein<br />
Journal zu finden, was Beiträge aus einem solchen Schnittstellenthema<br />
veröffentlichen will.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Fragen der Mensch-Technik-Interaktion<br />
wirft KI aus psychologischer Sicht auf?<br />
Nachtwei: Das ist wirklich spannend. Denn Mensch-Technik-Interaktion<br />
wird schon lange psychologisch erforscht. Ich komme<br />
ursprünglich aus der sogenannten Ingenieurpsychologie. Dort geht<br />
es um eben dieses Feld. Allerdings: Bisher haben wir dort vor allem<br />
auf Technik als Tool geschaut. Nicht auf Technik als ebenbürtigen,<br />
vielleicht sogar überlegenen Mitspieler. Die Automationsforschung<br />
ist gut aufgestellt, aber die Mächtigkeit von KI dürfte die eine oder<br />
andere Debatte in diesem Feld verändern. Es wird sicher weiterhin<br />
um Fragen der Akzeptanz, des Vertrauens und ganz allgemein von<br />
Überwachung und Kontrolle gehen. Nur eben nicht mehr mit Fokus<br />
auf den klassischen Autopiloten im Cockpit, sondern auf einen Kollegen<br />
im Büro, der nicht aus Fleisch und Blut ist. Ich denke, dass die<br />
Ingenieurpsychologie hier zukünftig mehr mit der Sozialpsychologie<br />
sprechen wird, um diese „neue Kollegialität“ zu erforschen.<br />
www.psychologie.hu-berlin.de<br />
Weitere Informationen im Sonderband<br />
„Zukunft der Arbeit“, kostenlos und digital unter:<br />
hier.pro/XHqam<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 21
TRENDS<br />
DIGITALISIERUNG<br />
Jörg Brunke, Geschäftsführer der Schenck RoTec GmbH, über Digitalisierung im Maschinenbau<br />
„Digitalisierung ist ein Change-Prozess“<br />
Die Digitalisierung beeinflusst und verändert auch den Maschinenbau in zunehmendem Maße. Im<br />
Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erläutert Jörg Brunke, Geschäftsführer der Schenck RoTec GmbH,<br />
Darmstadt, wo der Maschinenbau bezüglich der digitalen Transformation heute steht. Sein Fazit:<br />
Die Unternehmen sind nicht mehr in der Experimentierphase, vielmehr kommt die Digitalisierung nun<br />
in eine Reifephase – mit neuen Vermarktungs- und Geschäftsmodellen.<br />
Interview: Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Die Maschinenbauer sind in Sachen<br />
Digitalisierung nicht mehr in der<br />
Experimentierphase, sondern mittlerweile<br />
in einer Reifephase – mit neuen<br />
Vermarktungs- und Geschäftsmodellen<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie ist der derzeitige Stand der Digitalisierung<br />
im Maschinenbau hinsichtlich Produkten, Lösungen und<br />
Services? Und wie unterscheidet sich die Situation gegenüber<br />
früher?<br />
Brunke: Es gibt sicher Branchen, die in der Digitalisierung schneller<br />
und weiter sind, als der Maschinenbau. Aber auch hier gibt es digitale<br />
Lösungen – und das nicht erst seit gestern. Früher waren technische<br />
Verbesserungen sehr stark von Sensoren, Messtechnik und<br />
später zunehmend von Elektronik und Mikroprozessoren abhängig.<br />
Ich denke, dass aus heutiger Sicht, ähnlich wie in vielen anderen Bereichen,<br />
die grundlegende Technologie für das Auswuchten weitestgehend<br />
ausgereift ist. Der nächste große Schritt ist die Optimierung,<br />
nicht nur der Maschine, sondern aller Prozesse rund ums Auswuchten.<br />
Und da sind wir bei unseren Produkten mit den Themen<br />
Software und Digitalisierung schon auf dem richtigen Weg: Aus unserer<br />
Sicht lernt der Maschinenbau immer besser die neuen Digital-<br />
Technologien – und damit auch neue Vermarktungs- und Geschäftsmodelle<br />
– zu nutzen. So können nicht nur etablierte Märkte weiterbearbeitet<br />
werden, sondern es ergeben sich zudem Chancen für eine<br />
Differenzierung und den Aufbau eines profitablen digitalen Geschäftsmodells.<br />
Man kann sagen, die Digitalisierung hat im Maschinenbau<br />
eine neue Stufe erreicht, sie kommt nun in ihre Reifephase:<br />
Es gibt weniger Experimente und viel mehr echte, skalierende Problemlöser,<br />
also Produkte, Lösungen und Services mit einem echten<br />
Mehrwert für Kunden.<br />
Bild: Eisenhans/stock.adobe.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche strategischen<br />
Herangehensweisen an die digitale<br />
Transformation gibt es im Maschinenbau?<br />
Und welchen Herausforderungen sehen<br />
sich die Unternehmen gegenüber?<br />
Brunke: Bei allen Digitalisierungsmaßnahmen<br />
dürfen wir, und das gilt nicht nur für den<br />
Maschinenbau, nicht den Kundennutzen aus<br />
den Augen verlieren. Hier gibt es eine Vielzahl<br />
an Herausforderungen. Gerade bei strategischen<br />
Planungen unserer Digitalisierungslösungen müssen wir<br />
uns immer wieder fragen, was die Herausforderungen auf Kundenseite<br />
sind und welche Lösungen wir hierfür anbieten können. Darüber<br />
hinaus gibt es auch eine Vielzahl an technologischen und datenschutzrechtlichen<br />
Herausforderungen. Wir haben uns zum Beispiel<br />
von Anfang an gefragt, was der beste Speicherort für die Daten des<br />
Kunden ist. Die Anforderungen auf Kundenseite sind jedoch so unterschiedlich,<br />
dass wir uns entschlossen haben, diese Wahl dem<br />
Kunden zu überlassen und ihm so die größtmögliche Flexibilität zu<br />
bieten. Neben der Technologieauswahl und dem klassischen Verständnis<br />
von Kundenherausforderungen sind auch Fragen zu Partnerschaften<br />
wesentliche Entscheidungen. Schenck RoTec ist als Teil<br />
der Adamos-Initiative in engem Austausch mit anderen Maschinenbauern<br />
und Technologieanbietern. Zentral ist darüber hinaus auch<br />
die Kommunikation im Unternehmen: Für ein klassisches Maschinenbau-Unternehmen<br />
ist die Digitalisierung ein echter Change-Prozess,<br />
der über alle Hierarchieebenen gelebt werden muss.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Digitalisierung verändert Maschinenbau<br />
und <strong>Konstruktion</strong>. Oft werden dabei allerdings Digitalisierungsstrategien<br />
größerer Unternehmen publik. Heißt das im<br />
Umkehrschluss, dass kleine und mittlere Unternehmen von der<br />
Digitalisierung nicht betroffen sind?<br />
Brunke: Dass Digitalisierungsstrategien größerer Unternehmen<br />
präsenter in den Medien sind, hat wahrscheinlich weniger etwas<br />
mit Digitalisierung als viel mehr mit der Größe von Marketingbud-<br />
22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Bild: Schenck RoTec<br />
„Digitale Plattformen sind unverzichtbar<br />
für zukünftige Digitali -<br />
sierungslösungen. Daher hat<br />
Dürr 2017 gemeinsam mit den<br />
Maschinenbauern DMG Mori,<br />
Zeiss, ASM PT und der<br />
Software AG die offene und<br />
herstellerneutrale IIoT-Plattform<br />
Adamos gegründet.“<br />
Jörg Brunke, Geschäftsführer<br />
der Schenck RoTec GmbH<br />
gets zu tun. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stehen oft vor<br />
dem Problem, dass sie nicht ausreichend finanzielle Mittel und<br />
Know-how für die Digitalisierung zur Verfügung haben. Hier sind<br />
größere Unternehmen klar im Vorteil. Allerdings sind KMU, meiner<br />
Meinung nach, auch in einigen Bereichen im Vorteil: Die Entscheidungsprozesse<br />
sind oftmals etwas schneller und unkomplizierter.<br />
Auf Konzernebene gibt es viel mehr Abstimmungsbedarf und unterschiedlichste<br />
Stakeholder, die man abholen muss. Zudem gibt es in<br />
kleineren Unternehmen oft den Vorteil, dass eine Digitalisierung etwas<br />
einfacher umzusetzen ist. In Konzernen haben sie häufig heterogene<br />
IT-Infrastrukturen, die sie unter einen Hut bringen müssen.<br />
Und zu guter Letzt eröffnen sich durch die Digitalisierung vielen Unternehmen<br />
Chancen, die es vor einigen Jahren noch gar nicht gab.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wenn man über Digitalisierung redet,<br />
kommt man schnell auf neue Geschäftsmodelle zu sprechen.<br />
Insbesondere digitale Plattformen scheinen hier nach Meinung<br />
von Experten vielversprechend. Wie sehen Sie die Chancen für<br />
IIoT-Plattformen im Maschinenbau?<br />
Brunke: Digitale Plattformen sind aus unserer Sicht unverzichtbar<br />
für zukünftige Digitalisierungslösungen. Daher hat Dürr im Jahr 2017<br />
gemeinsam mit den Maschinenbauern DMG Mori, Zeiss, ASM PT<br />
und der Software AG die Plattform Adamos gegründet. Dabei handelt<br />
es sich um eine offene und herstellerneutrale IIoT-Plattform<br />
speziell für den Maschinenbau und seine Kunden. Solche Ökosysteme<br />
in denen neue Geschäftsmodelle und Marktangangsszenarien<br />
unternehmensübergreifend erarbeitet und umgesetzt werden, bilden<br />
aus meiner Sicht die notwendige Basis für Digitalisierungsstrategien.<br />
So können wir gemeinsam mit namhaften Partnern aus der<br />
Industrie die perfekte Ausgangsbasis für Digitalisierungslösungen<br />
im Maschinenbau schaffen: Und aus Sicht eines Maschinenbauers<br />
ist die IIoT-Plattform eine absolut notwendige Technologie für die Erstellung<br />
und den Betrieb von digitalen Produkten und Lösungen. Sie<br />
muss leistungsfähig sein, niedrige Vorleistungskosten ermöglichen<br />
und Lieferant immer neuer, innovativer Basis-Services sein.<br />
www.schenck-rotec.de<br />
Details zu den digitalen Lösungen<br />
von Schenck RoTec:<br />
hier.pro/oP9NP<br />
federnshop.com<br />
Info<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 23<br />
(+49) 07123 960-192<br />
service@gutekunst-co.com<br />
auswählen berechnen anfragen informieren
TRENDS<br />
DIGITALISIERUNG<br />
Osram Continental verlagert IT-Infrastruktur in die Cloud<br />
Datenaustausch per Software as a Service<br />
Als junges Joint Venture hat Osram Continental die Chance genutzt und seine gesamte IT-Infrastruktur in die<br />
Cloud verlagert. Das gilt auch für den Austausch von Produktdaten mit Kunden und Zulieferern. Hier kommt die<br />
ebenfalls Cloud-basierte SaaS-Lösung OpenDXM GlobalX von Prostep zum Einsatz. Die Software unterstützte<br />
fast alle Anwendungsfälle der Lichtspezialisten aus dem Stand und reduziert zudem die Gesamtbetriebskosten.<br />
Die SaaS-Lösung bietet aber vor allem die Flexibilität, schnell auf neue Anforderungen reagieren zu können.<br />
Michael Wendenburg, freier Fachjournalist für CAx- und PLM-Themen, Sevilla<br />
Die Zukunft der Automobilbeleuchtung zu gestalten, ist Zielsetzung<br />
der Münchner Osram Continental GmbH. Gemeint ist intelligent<br />
vernetztes Licht, das sich automatisch an die Fahrsituation<br />
anpasst und die Kommunikation zwischen Fahrer, Fahrzeug und<br />
Umwelt verbessert. Vernetzt arbeitet auch die Produktentwicklung –<br />
verteilt über Europa, Amerika und Asien. Das zwei Jahre junge Joint<br />
Venture hat deswegen die Chance genutzt und seine gesamte IT-Infrastruktur<br />
in die Cloud verlagert. Konsequenterweise werden deswegen<br />
auch Produktdaten über den Cloud-basierten Datenaustausch-Service<br />
OpenDXM GlobalX der Darmstädter Prostep AG mit<br />
Kunden und Zulieferern ausgetauscht.<br />
„Von wenigen Anwendungen abgesehen läuft bei uns alles in der<br />
Cloud“, erläutert Catalina Man, Team Lead IT Operations bei Osram<br />
Contintenal und mit ihrem Team unter anderem für den Support der<br />
OpenDXM-GlobalX-Anwender verantwortlich. „Die größte Hürde auf<br />
dem Weg in die Cloud war, das Mindset der Mitarbeiter zu ändern –<br />
wir mussten sie davon überzeugen, dass Cloud-Services genauso<br />
gut funktionieren wie lokal installierte Lösungen.“ Eine Herausforderung<br />
war auch das Thema Sicherheit. „Das kann man nicht allein<br />
dem Cloud-Provider überlassen, sondern braucht ein Team, das sich<br />
um Netzwerk und Infrastruktur kümmert“, so Catalina Man weiter.<br />
„Die begrenzten personellen Ressourcen zur Unterstützung der<br />
Cloud-Umgebung waren deshalb eine weitere Herausforderung.“<br />
Datenaustausch über flexible Plattform<br />
Im Einklang mit der generellen Cloud-Strategie entschied sich<br />
Osram Continental deswegen auch, die Datenaustausch-Plattform<br />
OpenDXM GlobalX aus der Cloud zu nutzen. Für die SaaS-Lösung<br />
(Software as a Service) von Prostep sprachen mehrere Gründe, wie<br />
Catalina Man betont. „Wir benötigten eine schnell einsatzfähige Lösung<br />
für alle Standorte, mit der wir nicht nur CAD-Dateien, sondern<br />
beispielsweise auch Produktvideos fürs Marketing sicher austauschen<br />
können. Wir wollten mit bekannten Providern zusammenarbeiten,<br />
und Prostep kannten wir schon von unserer Muttergesellschaft<br />
Continental. Wir wussten auch, dass das Unternehmen seine<br />
Datenaustausch-Plattform aus der Cloud anbietet und haben dann<br />
unsere Anforderungen diskutiert. Dabei zeigte sich, dass OpenDXM<br />
GlobalX für uns am besten passt, weil die Software sehr flexibel ist<br />
und sich schnell implementieren lässt.“<br />
Installiert ist die SaaS-Lösung in der Cloud des DARZ-Rechenzentrums<br />
in Darmstadt, das vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik<br />
(BSI) nach Kritis (Kritische Infrastrukturen) zertifiziert<br />
ist und alle Auflagen der DIN/ISO 9001 und 27001 und der EU-<br />
Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) erfüllt. Durch Architektur, Infrastruktur<br />
und Gebäudetechnik gewährleistet das DARZ den<br />
höchstmöglichen Schutz und eine maximale Verfügbarkeit der Daten.<br />
Alle Standorte von Osram Continental greifen über das Internet<br />
direkt auf die Cloud-Infrastruktur des Darmstädter Rechenzentrums<br />
zu, mit gutem Antwortzeitverhalten, wie Catalina Man bestätigt.<br />
Intelligent vernetztes Licht kann sich automatisch an die Fahrsituation<br />
anpassen und künftig auch Symbol- und Textprojektionen rund um das<br />
Fahrzeug ermöglichen<br />
Bild: Osram Continental<br />
Integration einer OFTP-Anwendung<br />
OpenDXM GlobalX ist grundsätzlich mehrmandantenfähig und wird<br />
auch von zahlreichen anderen Kunden als Multi-Tenant-Anwendung<br />
genutzt. Osram Continental hat sich jedoch für eine eigene Instanz<br />
entschieden. Hintergrund ist der, dass das Unternehmen mit Automobilherstellern<br />
große Datenumfänge über das OFTP2-Protokoll<br />
austauscht. Deshalb hat Prostep für den Kunden die OFTP-Anwendung<br />
rvsEVO von T-Systems in den Datenaustausch-Service integriert.<br />
Sie bereitet die auszutauschenden Daten bei der Auswahl der<br />
entsprechenden Empfänger automatisch für die OFTP2-Kommunikation<br />
auf, ist jedoch aus datenschutzrechtlichen Gründen und aufgrund<br />
von technischen Restriktionen nur in Kombination mit einer<br />
privaten Cloud beziehungsweise einer eigenen einsetzbar.<br />
Abgesehen von der OFTP-Integration nutzen die Anwender die<br />
SaaS-Lösung praktisch ‚out of the box‘, was Updates erleichtert.<br />
„Die Software unterstützte fast alle unsere Anwendungsfälle aus<br />
dem Stand“, berichtet Catalina Man. Eine wichtige Anpassung hat<br />
Prostep für Osram Continental vorgenommen, die bereits in den<br />
24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
DIGITALISIERUNG<br />
TRENDS<br />
Bild: Osram Continental<br />
Standardumfang der Anwendung eingeflossen ist. Die Größe der<br />
WebSpaces für einzelne Anwender und Anwendergruppen lässt<br />
sich innerhalb des Speicherkontingents für die lizensierte Nutzerzahl<br />
individuell festlegen und auch wieder verändern. Technisch war das<br />
vorher schon möglich, musste aber durch den Prostep-Support gemacht<br />
werden. Jetzt kann der Kundenadministrator das über die<br />
intuitive Weboberfläche selbst einstellen.<br />
Intuitiv zu bedienende Weboberfläche<br />
Alle wesentlichen Datenaustausch-Funktionen stehen den Anwendern<br />
in einer Html5-basierten Weboberfläche zur Verfügung. Pro -<br />
step hat sie mit Unterstützung externer User-Interface-Design-Spezialisten<br />
intuitiver und ergonomischer gestaltet, damit auch gelegentliche<br />
Anwender die Anwendung ohne regelmäßige Schulungen<br />
„Die Software unterstützte<br />
fast alle unsere<br />
Anwendungsfälle aus<br />
dem Stand.“<br />
Catalina Man,<br />
Team Lead IT Operations,<br />
Osram Contintenal<br />
bedienen können. „Der Bedienkomfort hat sich durch die neue<br />
Oberfläche deutlich verbessert“, sagt Catalina Man. „Am Anfang<br />
hatten die Anwender viele Fragen, weshalb wir uns intensiv darum<br />
gekümmert haben, dass sie das Tool verstehen und sich damit wohlfühlen.<br />
Prostep hat die existierende Dokumentation auf unseren<br />
Wunsch zum Beispiel um leicht verständliche Erklär-Videos ergänzt.“<br />
Obwohl der Datenaustausch-Service hauptsächlich von den Entwicklern<br />
genutzt wird, hat Osram Continental die SaaS-Lösung nicht<br />
direkt in die PLM-Umgebung integriert, was technisch möglich wäre.<br />
„Wir haben entschieden, zunächst die Anwendung für die Nutzer<br />
stabil zu machen“, betont Catalina Man. Die Ingenieure exportieren<br />
ihre CAD-Daten normalerweise aus SAP PLM beziehungsweise<br />
SAP ECTR in ein entsprechendes Verzeichnis, loggen sich über den<br />
Webclient in OpenDXM GlobalX ein, wählen die auszutauschenden<br />
Dateien und den Empfänger aus und laden sie auf die Plattform<br />
hoch. Sowohl die Dateien als auch die Austauschvorgänge werden<br />
dabei verschlüsselt, was für eine hohe Sicherheit sorgt.<br />
SaaS führt zu sinkenden Gesamtbetriebskosten<br />
Der wesentliche Nutzen des SaaS-Modells für Osram Continental<br />
ist, dass das Unternehmen sich weder um die Anschaffung noch<br />
um die Implementierung von Hard- und Software kümmern musste.<br />
Das ermöglichte eine schnelle Produktivsetzung der Datenaustausch-Lösung.<br />
Sie ist bei wachsender und schrumpfender Anwenderzahl<br />
schnell skalierbar. Für IT-Administration und -Support ist kein<br />
bzw. deutlich weniger Personal erforderlich. Die Wartung der IT-Infrastruktur<br />
und Software-Updates sind im Preis inbegriffen, was die<br />
Gesamtbetriebskosten reduziert oder zumindest besser kalkulierbar<br />
macht. Gerade in einem neuen Unternehmen, in dem die gesamte<br />
IT-Organisation erst aufgebaut werden muss, sind interne Ressourcen<br />
knapp. Daher ist eine Cloud-basierte Out-of-the-box-Lösung genau<br />
die richtige Antwort darauf. „Für mich ist der wichtigste Vorteil<br />
der SaaS-Lösung die Flexibilität, schnell auf neue Anforderungen<br />
reagieren zu können“ so Catalina Man abschließend, die mit der Unterstützung<br />
durch Prostep und der Qualität des Supports sehr zufrieden<br />
ist. Zweimal im Jahr nach den Updates gibt es Review Meetings,<br />
in denen die Prostep-Experten die neuen Features erklären<br />
und neue Anforderungen aufnehmen. „Das Team ist sehr flexibel<br />
und setzt unsere Anforderungen schnell um“, resümiert Man. „Das<br />
ist ein entscheidender Faktor für die erfolgreiche Zusammenarbeit.“<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
Intelligentes Transportsystem von Beckhoff steigert die Flexibilität von L’Oréal in der Kosmetikabfüllung<br />
Hohe Qualitätsanforderungen erfüllt<br />
Im Werk Caudry in Frankreich produziert die L’Oréal-Gruppe Pflegeprodukte, Mascaras und Make-up-<br />
Foundations für den Bereich Division Luxe. Bereits drei Produktionslinien basieren auf dem eXtended<br />
Transport System (XTS) von Beckhoff. Hierzu zählt die neue Abfüll- und Verschließlinie Agile F24, die<br />
einen schnellen Formatwechsel bei einer zeitgleich erhöhten Ausbringung ermöglicht und damit der<br />
Strategie des Unternehmens für mehr Agilität in der Produktion entspricht. Zudem vereint die Anlage<br />
mit einem reduzierten Footprint die Funktionalität von zuvor fünf Maschinen.<br />
Frank Würthner, Branchenmanagement Verpackungstechnik, Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl<br />
Im französischen Caudry produziert die<br />
L’Oréal-Gruppe hochwertige Pflegeprodukte,<br />
Mascaras und Make-up-Foundations für<br />
den Unternehmensbereich Division Luxe<br />
Bild: Beckhoff Automation<br />
L<br />
’Oréal, ein führender Kosmetikhersteller, produziert und vertreibt<br />
weltweit Parfums, Make-up-, Körper-, Hand-, Gesichtsund<br />
Haarpflegeprodukte bekannter Marken. Speziell im wachsenden<br />
Luxussegment stellen Trends, wie zum Beispiel eine zunehmende<br />
Individualisierung und geringe Fertigungsmengen, zusätzliche<br />
Herausforderungen an die Produktion. Um diesen Anforderungen<br />
gerecht zu werden, setzte sich der Vorstand der L‘Oréal-Gruppe<br />
das strategische Ziel, mehr Agilität in der Produktion zu erreichen.<br />
Neuausrichtung der Produktion durch XTS<br />
Die Fertigungsanlage für Make-up-Foundations im Werk Caudry bestand<br />
bislang aus mehreren Maschinen unterschiedlicher Hersteller,<br />
die in einem konventionellen Materialfluss durch Förderbänder und<br />
Zwischenspeicher verbunden waren. Die wachsende Bandbreite an<br />
Produktvarianten konnte diese Linie jedoch aufgrund ihrer begrenzten<br />
Flexibilität nicht abdecken, ebenso wenig die kostendeckende<br />
Produktion kleinerer Losgrößen. Daher wurde eine grundlegende<br />
Neuausrichtung beschlossen: die Bereitstellung einer innovativen<br />
Linie mit optimierten Herstellungskosten, welche die Produktion aller<br />
Formate bei schnellstmöglichem Formatwechsel sicherstellen<br />
kann. Diese neue Linie Agile F24 wurde beim Kosmetikhersteller<br />
von einem neunköpfigen Team unter der Regie von Franck Lefort,<br />
Projektmanager bei der Division Luxe, geplant.<br />
Das Anforderungsprofil der Anlage<br />
wurde zusammen mit dem Maschinenbauer<br />
Secad entwickelt. Nach Evaluierung verschiedener<br />
Systemlösungen entschied man, die<br />
vorhandenen Maschinen durch eine einzige<br />
Linie basierend auf dem intelligenten Transportsystem<br />
XTS der Beckhoff Automation<br />
GmbH & Co. KG, Verl, zu ersetzen. Die größte<br />
Herausforderung bei der Neuimplementierung<br />
bestand laut Lefort darin, den Fertigungsprozess<br />
von der starren Maschinentaktung<br />
zu lösen: „War dies zuvor mit Förderbändern und Speichern<br />
zwischen den Maschinen gelöst worden, bestand ein Schlüsselvorteil<br />
des XTS in der individuellen Steuerung der Mover.<br />
XTS als Kernelement einer neuen Lösung<br />
Das Anlagenlayout besteht im Kern aus einem XTS mit einer umlaufenden<br />
Länge von 22 m und 40 Movern. Die verschiedenen Stationen<br />
für die Abfüllung der Foundations sind entlang des intelligenten<br />
Transportsystems angeordnet. Dabei besteht die Abfüllung aus<br />
sechs Prozessschritten: das Zuführen der Flaschen, das Befüllen,<br />
das Anbringen von Dosierpumpe, Kappe und Etikett sowie die Entnahme<br />
des fertigen Produkts. Unterstützt wird die Zuführung durch<br />
einen Handlingroboter, der jeweils zwei oder drei leere Flaschen aus<br />
bereitgestellten Trays entnimmt und diese in die Halterung auf einem<br />
Mover setzt. Nachfolgende Arbeitsstationen übernehmen mit<br />
Robotern oder Handlingeinrichtungen die Befüllung, das Einsetzen<br />
einer Dosierpumpe oder je nach Produkttyp einer Pipette, das Verschrauben<br />
des Spenders sowie das Aufsetzen einer Kappe.<br />
Reduzierter Anlagenfootprint und Flexibilität<br />
Ein Schlüsselvorteil des XTS liegt in der individuellen Bewegung der<br />
Mover. So wird jede Flasche auf einem einzelnen Mover durch die<br />
Stationen transportiert. Entsprechend der erforderlichen Bearbeitungsdauer<br />
macht der Mover halt und kann nach dem Ende des Arbeitsschritts<br />
mit der Flasche in Richtung des nächsten Prozess-<br />
26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Bild: Beckhoff Automation<br />
Das kompakte XTS<br />
mit 22 m umlaufender<br />
Streckenlänge und<br />
40 Movern reduziert den<br />
Anlagenfootprint um 30 %<br />
Franck Lefort, Projektmanager bei der Division<br />
Luxe von L’Oréal, demonstriert den einfachen<br />
Zugriff auf die zentrale Liniensteuerung an<br />
einem der Multitouch-Control-Panel von<br />
Beckhoff<br />
Bild: Beckhoff Automation<br />
56%<br />
aller Produktrückrufe resultieren<br />
aus produktionsbedingten Fehlern<br />
wie z. B. Kontamination im<br />
offenen Prozess<br />
schrittes beschleunigen. Die Notwendigkeit der Aufteilung unterschiedlich<br />
getakteter Bearbeitungsschritte auf einzelne Maschinen<br />
sowie aufwendiger Schnittstellen und Zwischenspeicher entfallen<br />
dadurch. Stattdessen sind mittels der Lösung die vorherigen fünf<br />
Maschinen in eine einzelne Anlage integriert. Hierdurch und aufgrund<br />
der kompakten Bauweise des intelligenten Transportsystems<br />
wurde der Anlagenfootprint um 30% reduziert.<br />
Durch die softwarebasierte Steuerung mittels Twincat kann das intelligente<br />
Transportsystem anhand entsprechender Parametersätze<br />
unterschiedliche Produktvarianten abbilden.<br />
Ein weiterer Nutzen entsteht in Bezug auf die Fertigung von minimalen<br />
Losgrößen: „XTS ist Kern einer neuen Lösung für das Unternehmen,<br />
der es uns erlaubt, in Sekundenschnelle auf einen anderen<br />
Farbton umzustellen, auf diese Weise die Losgrößen zu reduzieren<br />
und die Kundenanforderungen zu erfüllen“, so Jean Yves Vey, Betriebsleiter<br />
im Werk Caudry. Die für einen Formatwechsel benötigte<br />
Zeit wurde halbiert und die Verfügbarkeit der Anlage erhöht.<br />
PC-based Control als<br />
ganzheitliche Automatisierungslösung<br />
Neben dem XTS werden weitere Automatisierungsaufgaben in<br />
Twincat realisiert, sodass sich für die gesamte Anlage eine einheitliche<br />
und zentrale Steuerungsplattform ergibt. So sind zusätzlich die<br />
Ablaufsteuerung mit SPS-Software und die integrierte Achssteuerung,<br />
eine Cloud-Anbindung und weitere Maschinenfunktionen, wie<br />
Robotik und HMI, in der Beckhoff-Steuerung realisiert. Zusätzliche<br />
Komponenten des Herstellers finden zum Beispiel mit den platzsparenden,<br />
schaltschrankinstallierten HD-Ethercat-Klemmen oder den<br />
Ethercat-P-I/O-Modulen in Schutzart IP 67 Verwendung. Die direkt in<br />
der Nähe der Sensoren und Aktoren positionierbaren Ethercat-<br />
P-Komponenten leiten Kommunikation und Power über nur eine Leitung<br />
weiter und vereinfachen so die Verkabelung. Für den Aufbau<br />
der Linie liefern die Verler zudem 39 Servomotoren AM8000, die zusammen<br />
mit den Ethercat-Servomotorklemmen EL7211 bzw. den<br />
Servoverstärkern AX5000 als Antriebsachsen in verschiedenen<br />
Handlingeinrichtungen dienen. Auch hier wird der Verkabelungsaufwand<br />
durch die One Cable Technology (OCT) reduziert.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 27
ANTRIEBSTECHNIK<br />
TITELSTORY<br />
Integriertes Bremsenmonitoring optimiert Prozesse und Wartung<br />
Intelligente Sicherheit<br />
für vertikale Achsen<br />
Sicherheitsbremsen kommen in schwerkraftbelasteten Achsen an verschiedenen Positionen<br />
zum Einsatz. Immer mit demselben Ziel: Personen und Material vor Schäden zu schützen.<br />
Dafür bietet Mayr Antriebstechnik nicht nur ein breites Spektrum an zuverlässigen Bremsen,<br />
sondern auch Lösungskonzepte für ihre vorausschauende Wartung. Im Fokus steht dabei<br />
das Modul Roba-brake-checker, das die Bremsen nicht nur sensorlos überwachen und<br />
versorgen kann. In einer erweiterten Ausführung liefert es darüber hinaus auch Daten.<br />
Das Bremsenmonitoring sorgt für Transparenz im Antriebsstrang und unterstützt eine<br />
effiziente und vorausschauende Maschinenwartung.<br />
Bernd Kees, Produktmanager, Chr. Mayr GmbH + Co. KG, Mauerstetten<br />
28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
TITELSTORY<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Ob in Werkzeugmaschinen, Handling-Systemen, Montageeinrichtungen,<br />
Hebezeugen, Kranen oder Bühnenwinden –<br />
schwebende Lasten stellen in Maschinen und Anlagen ein erheb -<br />
liches Gefährdungspotenzial dar. Besonders dann, wenn sich Per -<br />
sonen darunter aufhalten. Deshalb ist es wichtig, bereits in der<br />
<strong>Konstruktion</strong>sphase ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie<br />
unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft auszuschließen. Maschinenhersteller<br />
führen daher bereits bei der Projektierung eine Risikoanalyse<br />
für sicherheitskritische Achsen durch und ermitteln den<br />
erforderlichen Performance Level (PL) nach DIN EN ISO 13849-1.<br />
So ergeben sich gerade bei Werkzeugmaschinen oftmals mehrere<br />
Achsen, die abgesichert werden müssen und dies redundant. Dafür<br />
kommen an verschiedenen Positionen Sicherheitsbremsen mit unterschiedlichen<br />
Funktionsprinzipien zum Einsatz. Konkret heißt das<br />
z. B.: Während ein Bremssystem A-Lager-seitig an den Servomotor<br />
angebaut wird, wirken andere Systeme z. B. direkt auf die Linearführung,<br />
auf separate Rundstangen oder Zahnstangen. „Mit unserem<br />
integrierten Bremsenmonitoring können wir damit Rückschlüsse<br />
aus verschiedenen Stellen im Antriebsstrang ziehen“, erklärt<br />
Andreas Merz, Produktmanager bei der Chr. Mayr GmbH + Co. KG,<br />
Mauerstetten. „Damit lassen sich Informationen aus verschiedenen<br />
Achsen abgleichen und Prozesse so weiter optimieren und die<br />
Wartung verbessern.“<br />
Sicherheit wird sichtbar<br />
„Die Bremsen sind prädestinierte Komponenten für die Wartung,<br />
Sicherheit und Anlagenverfügbarkeit und lassen Rückschlüsse auf<br />
den Anlagenbetrieb zu“, erläutert Merz. „Das Monitoring unserer<br />
Sicherheitsbremsen erfolgt sensorlos mit dem nachrüstbaren<br />
Modul Roba-brake-checker.“ Das Modul erkennt durch eine erweiterte<br />
Analyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe<br />
und weiß, in welchem Zustand sich die Bremse befindet.<br />
Der Roba-brake-checker leistet neben der Überwachung von Schaltzustand<br />
und kritischer Spulentemperatur auch eine präventive Funktionsüberwachung<br />
auf Verschleiß, Funktionsreserve und Fehler.<br />
In einer erweiterten Ausführung ist das Modul mit einer zusätz -<br />
lichen Platine mit anwenderspezifischer Schnittstelle (z. B. optisch,<br />
W-Lan, IO Link, OPC UA usw.) ausgestattet. Über diese Schnitt -<br />
stelle kann es Daten zu Schaltzeit, Strom, Spannung, Widerstand,<br />
Leistung und relativem Anzugsstrom liefern. Damit sind auch Ver -<br />
läufe auswertbar, Auffälligkeiten im Bearbeitungsprozess lassen<br />
sich schnell erkennen und somit Schlüsse aus komplexen Zusammenhängen<br />
ziehen. Sicherheit und Zuverlässigkeit werden sozu -<br />
sagen sichtbar. Wartung wird planbar und durch die permanente<br />
Inspektion kosteneffektiv. Der Anlagenbetreiber bzw. -hersteller<br />
kann die Wartung gezielt und abgestimmt auf seinen Arbeitsprozess<br />
vornehmen. Darüber hinaus ist auch die Integration in Fernwartungssysteme<br />
möglich.<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik/Konradin Mediengruppe<br />
Roba-brake-checker: sensorloses,<br />
vernetztes Bremsenmonitoring für<br />
eine effiziente und vorausschauende<br />
Maschinenwartung<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 29
ANTRIEBSTECHNIK<br />
TITELSTORY<br />
Die spielfreie Sicherheitsbremse Roba-guidestop wirkt<br />
direkt auf die bewegten Massen der Vertikalachsen.<br />
Sie bietet damit hohe Sicherheit und minimiert das<br />
Gefährdungsrisiko von Personen<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Die elektromagnetische Ausführung der Linearbremsen-<br />
Baureihe Roba-linearstop ist für die Überwachung mit<br />
dem Modul Roba-brake-checker zugelassen. Sie ist die<br />
wohl einzige elektromagnetische Stangenbremse auf<br />
dem Markt<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Intelligente Sicherheit für die Werkzeugmaschine<br />
„Werkzeugmaschinen profitieren von der permanenten Inspektion<br />
der Sicherheitsbremsen durch das Modul Roba-brake-checker, – gerade<br />
auch, wenn Informationen aus verschiedenen Achsen zusammenfließen,“<br />
betont Merz. „Wird z. B. die Grenztemperatur erreicht,<br />
ist dies ein Hinweis auf eine Schädigung der Bremse, auf Bremsenausfall<br />
oder gar eine falsche Auslegung. Der Roba-brake-checker<br />
zeigt zudem, wenn kritische Verschleißwerte erreicht werden.<br />
Dadurch ist eine vorbeugende Wartung möglich. Dies sorgt wie -<br />
derum für eine höhere Anlagenverfügbarkeit.“ Sichtbar sind<br />
zudem Temperaturverlauf und Veränderungen der Parameter über<br />
die Lebensdauer.<br />
Mit bisherigen Lösungen wie beispielsweise der berührungslosen<br />
Lüftüberwachung sehen Anwender nur den Ausfall bzw. das Zerstörungsbild,<br />
wissen aber nicht, wie der Fehler zustande gekommen<br />
ist. Mit dem Roba-brake-checker dagegen, werden Verläufe sichtbar<br />
und Fehleranalysen sind nutzbar bzw. auch übertragbar auf andere<br />
Anlagen eines Anwenders. All diese Daten aus Störung und Normalbetrieb<br />
liefern damit wertvollen Input für zukünftige Verbesserungen<br />
und Optimierungen, z. B. für mehr Anlagensicherheit oder eine<br />
erweiterte Leistungsgrenze.<br />
Achsen, da sie direkt an den Massen angebracht werden, die abgebremst<br />
bzw. gehalten werden sollen. Antriebselemente wie Zahnriemen,<br />
Kupplungen oder Spindelmuttern, die bei anderen Bremssystemen<br />
das Bremsmoment mit übertragen und Einfluss auf die<br />
Sicherheit haben könnten, gibt es hier nicht.<br />
Werden Linearbremsen zudem als zweite Bremseinheit, z. B. zusätzlich<br />
zu einer Motorbremse eingesetzt, sorgt ihr Wirkprinzip – auf<br />
eine Stange oder Schiene – außerdem für eine hochwertige Redundanz<br />
mit Ausschluss gleicher Fehler. Die Einsatzbereiche für Linearbremsen<br />
sind vielfältig. Deshalb bietet Mayr Antriebstechnik ein<br />
breites Spektrum an Linearbremsen in pneumatischer, hydrau -<br />
lischer und elektromagnetischer Ausführung an. „Wir führen als einziger<br />
Hersteller elektrisch öffnende Linearbremsen, die gleichzeitig<br />
auch Sicherheitsbremsen sind“, erklärt Merz. „Anwender auf der<br />
Suche nach Lösungen können sich hier sowohl für Systeme mit<br />
Rundstange als auch mit Führungsschiene an uns wenden.“<br />
Zuverlässige Bremsen für vertikale Achsen<br />
Für Anwendungen mit vertikalen Achsen sind Sicherheitsbremsen<br />
nach dem Fail-Safe-Prinzip die erste Wahl. Denn diese Bremsen erzeugen<br />
die Bremskraft durch Druckfedern und sind im energielosen<br />
Zustand geschlossen. Sichere motorische Antriebe dagegen sind<br />
zwar ebenfalls in der Lage, vertikal bewegte Lasten auch bei Ausfall<br />
der Energiezuführung bis zum Stillstand zu verzögern (SS1-Betrieb),<br />
jedoch ist ohne Energie ein anschließendes Hochhalten der Last<br />
ausgeschlossen.<br />
Zwei bewährte Sicherheitsbremssysteme, die häufig für die Ab -<br />
sicherung linearer Bewegungen zur Anwendung kommen, sind<br />
Bremsen, die entweder auf separate Rundstangen oder aber auf<br />
Führungsschienen wirken. Dazu gehören z. B. die Roba-linearstop-<br />
Bremsen (Rundstange) und die Roba-guidestop-Bremsen (Führungsschiene)<br />
von Mayr Antriebstechnik. Diese Linearbremsen<br />
eignen sich besonders für den Einsatz in schwerkraftbelasteten<br />
Roba-topstop, das modulare<br />
Sicherheitsbremssystem für<br />
A-Lager-seitigen Servomotorenanbau,<br />
hält die z-Achse in jeder<br />
beliebigen Position sicher – auch<br />
bei demontiertem Servomotor<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
TITELSTORY<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Keine Kompromisse bei der Sicherheit<br />
Je nach <strong>Konstruktion</strong> ergeben sich weitere Möglichkeiten, Sicherheitsbremsen<br />
zu integrieren oder auch nachzurüsten. Eine mögliche<br />
Position ist direkt zwischen Servomotor und Spindel. Mit dem<br />
Roba-topstop-Bremssystem hat der Hersteller ein eigenständiges<br />
Modul im Angebot, das die Vertikalachse sicher in jeder beliebigen<br />
Position hält, selbst wenn der Motor zur Wartung oder zum Transport<br />
demontiert ist. Die Achse muss nicht mehr zusätzlich ab -<br />
gestützt werden, was beispielsweise den Wechsel des Antriebs -<br />
motors deutlich beschleunigt. Dadurch sinken die Kosten, Stillstandzeiten<br />
für Reparaturen fallen erheblich kürzer aus.<br />
Die Bremse lässt sich aufgrund ihrer angepassten Flanschabmessungen<br />
problemlos und einfach auch in bestehende <strong>Konstruktion</strong>en<br />
integrieren. Die Sicherheitsbremse erfüllt hohe IP-Standards und ist<br />
derzeit bis Schutzart IP65 erhältlich. Damit ist sie bereits jetzt gut<br />
gegen das Eindringen von Fetten oder Ölnebel geschützt. Eine freiwillige<br />
Baumusterprüfung durch die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung<br />
(DGUV) bestätigt die Bremseinrichtung als „bewährtes<br />
Bauteil“ im Sinne der Kategorie 1 nach DIN EN ISO 13849-1.<br />
Für Achsen mit Zahnstangenantrieb bietet sich die Roba-pinionstop<br />
als zusätzliches Bremssystem an. Diese elektromagnetisch öff -<br />
nende Sicherheitsbremse mit integriertem, gelagertem Ritzel greift<br />
an beliebiger Stelle direkt in die Zahnstange ein und arbeitet so unabhängig<br />
vom Antriebsmotor. Auch sie kann in bestehende Anlagen<br />
nachgerüstet werden.<br />
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www.mayr.com<br />
Die elektromagnetische<br />
Bremse Roba-pinionstop<br />
greift mit dem inte -<br />
grierten Ritzel direkt in<br />
die Zahnstange ein<br />
Detaillierte Informationen zum intelligenten<br />
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Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 31
ANTRIEBSTECHNIK<br />
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
Franke-Drehverbindungen<br />
lassen sich einfach und<br />
wirtschaftlich runderneuern<br />
Bild: Franke<br />
Mit der Runderneuerung von Drahtwälzlagern Kosten und Ressourcen sparen<br />
Mehr Nachhaltigkeit im Maschinenbau<br />
Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung sind auch im Maschinenbau wichtige Themen.<br />
Maschinen und Komponenten instand zu setzen, anstatt sie zu verschrotten, ist in vielen Fällen<br />
der bessere Ansatz, um Effizienz und Rentabilität einer Produktionsanlage zu erhalten oder gar<br />
zu steigern. Franke-Drahtwälzlager unterstützen den Anwender dabei.<br />
Stephan Kuhn, Leiter technischer Vertrieb, Franke GmbH, Aalen<br />
Drehverbindungen mit integrierten Drahtwälzlagern besitzen<br />
eine lange Lebensdauer. Doch selbst wenn das Drahtwälz -<br />
lager das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, können die auf -<br />
wendig gefertigten Gehäuseteile weiter verwendet werden. Sie<br />
sind den Beanspruchungen des Lagers nicht unmittelbar ausgesetzt<br />
und daher oftmals noch in gutem Zustand.<br />
Bis zu 60 % günstiger als eine Neuanschaffung<br />
Oftmals genügt ein Austausch einzelner Komponenten wie Lauf -<br />
ringe, Wälzkörper und Käfig, um das Lager wieder vollständig funk -<br />
tionsfähig zu machen. Das spart Zeit und Kosten und ist ein wert -<br />
voller Beitrag zur Erhaltung von Ressourcen und zur Schonung der<br />
Umwelt.<br />
Insbesondere bei aufwendigen Gehäuseteilen mit komplizierter<br />
Geometrie oder aus exklusiven Werkstoffen wie beispielsweise<br />
Edelstahl zahlen sich solche Runderneuerungen schnell aus. Schon<br />
bei Standarddrehverbindungen lassen sich durch den Wechsel<br />
des Drahtwälzlagers bis zu 60 % Kosten gegenüber einer Neu -<br />
anschaffung des kompletten Lagers einsparen.<br />
In den Archiven der Franke GmbH, Aalen, sind die speziellen geometrischen<br />
Beschaffenheiten aller je gefertigten Drahtwälzlager gespeichert.<br />
Seit vielen Jahren in digitalen Datenbanken, zuvor in<br />
handschriftlichen Dokumentationen. Die technischen Spezifika -<br />
tionen selbst von Drehverbindungen aus den späten 80er-Jahren<br />
des letzten Jahrhunderts können herangezogen werden, um das zu<br />
erneuernde Drahtwälzlager 1:1 zu ersetzen.<br />
Bild: Franke<br />
In Datenbanken und Archiven finden sich die Spezifikationen aller<br />
gefertigten Franke-Lager<br />
Bild: Franke<br />
Franke-Drehverbindung mit integriertem Lagerelement.<br />
Das Drahtwälz lager übernimmt die auftretenden Belastungen<br />
und kann bei Verschleiß einfach ausgetauscht werden<br />
32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
So funktioniert der Refurbishing-Service<br />
Nähern sich Franke-Drehverbindungen im Einsatz dem Ende der<br />
veranschlagten Lebensdauer, wird das Lager ausgebaut und zur Begutachtung<br />
an den Hersteller gesandt. Dort erfolgt eine erste Sichtprüfung<br />
und Einschätzung der Möglichkeiten zur Runderneuerung.<br />
Wenn der äußere Zustand des Lagers eine Überarbeitung recht -<br />
fertigt, wird das Lager geöffnet und in seine Einzelteile zerlegt.<br />
Schon in diesem Stadium erkennen die Franke-Spezialisten das<br />
vorhandene Recycling-Potenzial und können dem Anwender einen<br />
Kostenvoranschlag unterbreiten.<br />
Gibt der Kunde sein O. K., werden die Teile gereinigt und vermessen.<br />
Dann wird ein neues Lagerelement aus Laufringen, Wälzkörpern<br />
und Käfig gefertigt und in die bestehenden Gehäuseteile eingesetzt.<br />
Nach der Montage wird das Lager nach aktuellen Qualitätsstandards<br />
untersucht und absolviert bei Bedarf Testläufe auf geeigneten<br />
Prüfständen. Werden alle Spezifikationen zuverlässig erfüllt,<br />
geht das Lager an den Nutzer zurück. Dort kann es wieder eingebaut<br />
werden und für Bewegung sorgen, als wäre nichts gewesen.<br />
Nachhaltig, qualitätssicher und kompetent<br />
Zertifizierte Abläufe und Prozesse gewährleisten zu jedem Zeitpunkt<br />
ein Höchstmaß an Qualitätssicherheit und Zuverlässigkeit.<br />
Das gilt in gleichem Maße für Neuprodukte und für Instandset -<br />
zungen. Als Entwicklungspartner geben die Franke-Ingenieure und<br />
-Berater vor Ort gerne darüber Auskunft, welche Möglichkeiten es<br />
Bild: Franke<br />
im Einzelfall gibt, um Drahtwälzlager kostengünstig instand zu<br />
setzen. Gerade in der heutigen Zeit kostensparender und nachhal -<br />
tiger Güterherstellung gewinnt der Gedanke, Bewährtes zu repa -<br />
rieren, anstatt immer wieder neu anzuschaffen, mehr und mehr an<br />
Bedeutung. Drahtwälzlager von Franke sind dafür geradezu ideale<br />
Komponenten.<br />
bec<br />
www.franke-gmbh.de<br />
Detaillierte Informationen zum Refurbishing<br />
von Drehverbindungen:<br />
hier.pro/l2Ywo<br />
Alt gegen neu: Verschlissene<br />
Laufringe werden gegen neue<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 33
ANTRIEBSTECHNIK<br />
WÄLZ- & GLEITLAGER<br />
Verschleißfrei: hydrostatische Spindellagerungen für Werkzeugmaschinen<br />
Werkstücke präzise bearbeiten<br />
Hydrostatische Spindellagerungen sorgen in Werkzeugmaschinen für hohe Werkstückpräzision,<br />
exzellente Werkzeugstandzeit und hohe Maschinenverfügbarkeit bei geringen Wartungskosten.<br />
Robert Schönfeld, Geschäftsführer, Hyprostatik Schönfeld GmbH, Göppingen, und Maren Röding, Technikpresse, Bleckede/Singapur<br />
In Dreh-, Schleif- oder Fräsmaschinen werden bisher überwiegend<br />
wälzgelagerte Spindellagerungen eingesetzt. Wachsende<br />
Anforderungen hinsichtlich Formgenauigkeit, Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität<br />
und Abtragsleistung führen die wälzgelagerten<br />
Spindeln jedoch immer mehr an ihre Grenzen.<br />
Dreifach gelagerte<br />
hydrostatische Innenschleifspindel<br />
HSK 32<br />
Stellt man wälzgelagerte Spindellagerungen den hydrostatischen<br />
Spindellagerungen gegenüber, erzielen die hydrostatischen Ausführungen<br />
folgende Vorteile:<br />
• Verschleißfreiheit<br />
Hydrostatischen Lager sind berührungsfrei und somit verschleißfrei.<br />
Die Eigenschaften bleiben also unabhängig von der<br />
Gebrauchsdauer, der Belastung und der Drehzahl unverändert<br />
erhalten.<br />
• Rundlauf<br />
Je nach Spindelgröße, Maximaldrehzahl und Aufbau der Spindel<br />
beträgt der Rundlauf hydrostatischer Spindellagerungen und<br />
Rundtische zwischen 0,03 und 0,3 μm, typisch 0,1 μm – und das<br />
unabhängig von der Gebrauchsdauer.<br />
• Dämpfung<br />
Optimal ausgelegte hydrostatische Spindellagerungen weisen<br />
eine vielfach höhere Dämpfung als Wälzlagerspindeln auf. Neben<br />
der längeren Werkzeugstandzeit werden auch bessere Ober -<br />
flächenqualitäten und geringere Formfehler erreicht. Rattern tritt<br />
erst bei wesentlich höheren Zerspanungsleistungen auf.<br />
• Temperaturverhalten<br />
Bei hydrostatischen Lagern entsteht die Reibleistung nur im Öl.<br />
Da dieses sehr schnell bei wenigen benetzten Flächen aus der<br />
Lagerung transportiert wird, bleibt die Lagerung auch bei hohen<br />
Drehzahlen praktisch kalt. Die Kühlung des Lagerfluids findet<br />
außerhalb des Lagers statt.<br />
Bild: Hyprostatik Schönfeld<br />
• Amortisation<br />
Bei hochwertigen Maschinen beträgt der Mehrpreis durch<br />
Einsatz einer hydrostatischen Spindellagerung etwa 2 bis 3 %.<br />
Ist die Maschine automatisiert, ist es sogar noch weniger. Dem<br />
stehen Vorteile durch die höhere Maschinenverfügbarkeit, geringere<br />
Wartung- und Werkzeugkosten, schnellere Bearbeitungs -<br />
zeiten und eine verbesserte Werkstückpräzision gegenüber. Bei<br />
einer Zahnflankenschleifmaschine z. B. wurde eine signifikante<br />
Verbesserung der Schleifleistung durch Vermeidung von Brandflecken<br />
und deutlich geringere Formfehler erreicht, sodass eine<br />
Amortisationszeit von dem Bruchteil eines Jahres erwartet<br />
werden kann. Im Mehrschichtbetrieb ist die Amortisationszeit<br />
noch wesentlich kürzer.<br />
Unterschiede hydrostatischer Spindellagerungen<br />
Üblicherweise werden für hydrostatische Lagerungen zur Regelung<br />
der Ölströme zwischen einer Versorgungspumpe und den Hydrostatiktaschen<br />
Kapillaren, also feste Widerstände eingesetzt. Dies führt<br />
dazu, dass zunehmend belasteten Taschen ein reduzierter, entlas -<br />
teten Taschen ein höherer Ölstrom zugewiesen wird, was zu einer<br />
geringen Steife der Lagerung führt.<br />
Die Hyprostatik Schönfeld GmbH, Göppingen, dagegen verwendet<br />
anstelle der Kapillaren Progressiv-Mengen-Regler (PM-Regler), mit<br />
denen einer zunehmend belasteten Hydrostatiktasche mehr Öl,<br />
einer entlasteten Tasche dagegen weniger Öl zugewiesen wird.<br />
Hierdurch erreicht Hyprostatik gegenüber Lagern mit Kapillaren die<br />
4- bis 5-fache Steife und es kann niedriger viskoses Öl eingesetzt<br />
werden, wodurch die maximalen Drehzahlen etwa um 70 % angehoben<br />
werden können. Auch können, bedingt durch die PM-Regler,<br />
Spindellagerungen überdies bei sehr hohen Drehzahlen voll belastet<br />
werden, was bei Lösungen mit Kapillaren nicht möglich ist. Daneben<br />
werden durch den Einsatz des PM-Reglers Ölstrom, Pumpendruck<br />
und Ölerwärmung deutlich vermindert.<br />
Damit die hydrostatischen Spindellagerungen gegenüber statischen<br />
und auch bei schwingenden Belastungen optimal ausgelegt werden,<br />
arbeitet der Hersteller mit einem eigenen Berechnungsprogramm.<br />
Die ermittelten Daten werden zur Modifikation der Lagergestaltung<br />
und Ölversorgung genutzt, sodass die bestmögliche Dämpfung erreicht<br />
wird. Die hohe Steife und Dämpfung von Hyprostatik-Spindellagerungen<br />
gestattet Wuchtgüten im Bereich G0,04, garantiert<br />
werden kann G0,1 (die kleinste Wuchtgüte nach Norm ist G0,4). bec<br />
www.hyprostatik.de<br />
Detaillierte Informationen zu den hydrostatischen<br />
Spindellagerungen:<br />
hier.pro/Df5fn<br />
34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
PNEUMATIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Durchflusssensor FTMg von Sick erleichtert Condition Monitoring<br />
Früh erkannt, Gefahr gebannt<br />
Der Durchflusssensor FTMg der Sick AG, Waldkirch, ermöglicht einen effizienten und störungsfreien Betrieb von<br />
Druckluftsystemen. Er misst Druck, Durchfluss und Temperatur simultan. Deren Werte gibt er in kWh über seine<br />
digitalen Ausgänge aus und macht so Verbräuche transparent.<br />
Helen Zimmermann, Produktmanagerin Durchflussmesstechnik, Global Business Center New Business, Sick AG, Waldkirch<br />
Die hohe Dynamik seines kalorimetrischen Messprinzips<br />
ermöglicht es dem Durchflusssensor FTMg, bei der<br />
Zylinder- und Leckageüberwachung kleinste Veränderungen<br />
am Verbrauchssystem frühzeitig zu erkennen<br />
Der Druckluftkompressor läuft, doch plötzlich steht die pneumatisch<br />
angetriebene Maschine still. Ein lange Zeit nicht bemerkter,<br />
schleichender Druckabfall, hervorgerufen durch undichte Schläuche<br />
oder Verbindungen, ist die Ursache. Mit dem Durchflusssensor<br />
Flow Thermal Meter for gases (FTMg) von Sick lassen sich Leckagen<br />
in pneumatischen Systemen lange vor dem Ausfall einer Maschine<br />
durch Druckverlust erkennen. Der Durchflusssensor kann<br />
• Durchfluss, Druck und Temperatur simultan erkennen,<br />
• die Betriebskosten der Erzeugung, Bereitstellung und Verteilung<br />
von Druckluft minimieren,<br />
• pneumatisch angetriebene Prozesse effizienter gestalten,<br />
Bild: Sick<br />
• Energieströme und -verbräuche kontinuierlich messen und transparent<br />
machen,<br />
• gemessene Leckageverluste in kWh ausgeben,<br />
und ermöglicht so den direkten Vergleich mit der eingespeisten<br />
Druckluftenergie – ganz im Sinne eines DIN-EN50001-gerechten<br />
Energiemanagements. Dies gilt sowohl für die Sensorvariante mit<br />
IO-Link-Anbindung als auch für die mit Ethernet-Schnittstelle, Kommunikationsprotokoll<br />
OPC UA und integriertem Webserver.<br />
Die hohe Dynamik des kalorimetrischen Messprinzips des Sensors<br />
ermöglicht es, bei der Zylinder- und Leckageüberwachung selbst<br />
kleine Veränderungen am Verbrauchssystem früh zu erkennen. Auf<br />
dem Display des Sensors werden sie als flache oder steile Flanken<br />
der Druckkurve dargestellt . Der gemessene Energieverlust wird in<br />
kWh ausgegeben und kann ohne Umrechnung mit der in das Druckluftnetz<br />
eingespeisten Energie saldiert werden. Bei der Messung<br />
minimiert der gerade Messkanal den messtechnisch bedingten<br />
Druckverlust im pneumatischen System.<br />
Den vollständigen Beitrag lesen Sie online: hier.pro/wTj65 eve<br />
www.sick.de<br />
Mehr zum Durchflusssensor<br />
mit Leckagedetektion:<br />
hier.pro/3jNh6<br />
Hydraulik-Leitungstechnik<br />
von Anschluss<br />
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und optimieren Sie Materialflüsse und<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 35
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Digitale On-Board-Elektroniken für die Hydraulik<br />
„Robustheit mit Regelbarkeit<br />
sowie Intelligenz kombiniert“<br />
Die neue digitale On-Board-Elektronik von Bosch Rexroth kommt ohne Feldbus aus. Die ersten mit ihr<br />
ausgerüsteten Komponenten sind Proportional-Druckregelventile. Welche Vorteile und Möglichkeiten<br />
sich speziell für analoge Hydraulikventile ergeben, erläutert Dr. Mark C. Krieg, Leitung Entwicklung<br />
Business Unit Industrial Hydraulics bei Bosch Rexroth, im Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Dr. Krieg, wie robust und langlebig<br />
müssen Ventile mit On-Board-Elektronik inklusive Bluetooth,<br />
auch im Vergleich zu Systemen ohne On-Board-Elektronik, sein?<br />
Dr. Mark C. Krieg: Seit Längerem gibt es On-Board-Elektronik für<br />
den Ventilbereich, in den allermeisten Fällen war diese bisher mit<br />
analogen Bauteilen aufgebaut. Klar hat eine Elektronik erst einmal<br />
gewisse andere Anforderungen als ein rein hydro-mechanisches<br />
Bauteil. Doch vergleichen wir nun ein Ventil mit Standard-On-Board-<br />
Elektronik – also analog – mit digitaler On-Board-Elektronik, sind die<br />
Anforderungen schon identisch.<br />
Der Kunde wünscht sich die Robustheit und Lebensdauer, die er<br />
von der Hydraulik gewohnt ist. Und grundsätzlich gibt es drei Faktoren,<br />
die sich auf die Lebensdauer einer Elektronik auswirken: Das<br />
sind die Betriebstemperatur und die Alterung von Bauteilen – bei<br />
Kondensatoren beispielsweise, weshalb eine Elektronik grundsätz-<br />
lich nicht so robust wie die Mechanik oder Hydro-Mechanik ist. Der<br />
dritte Aspekt umfasst Umwelteinflüsse jenseits der Betriebstemperatur,<br />
also hauptsächlich mechanische Schwingungsbelastungen.<br />
Was diese Faktoren angeht, testen wir sehr ausführlich, um Qualitätsmängel<br />
auszuschließen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie gelangen Sie zu einem robusten<br />
Gesamtsystem aus mechanischen und elektronischen Komponenten?<br />
Krieg: Zwischen der Hydro-Mechanik und der Elektronik sehen wir<br />
eine Schnittstelle vor, sodass Elektroniken nach Abkündigung separat<br />
getauscht werden können. Auch sind entsprechende Softwareupdates<br />
möglich, was einen starken Vorteil der digitalen On-Board-<br />
Elektronik darstellt. Generell steht die Hydraulik für Robustheit und<br />
Langlebigkeit. Diese Robustheit wollen wir behalten und sie mit der<br />
Regelbarkeit sowie der Intelligenz der Elektronik und Software<br />
kombinieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sind softwarebasierte Funktionserweiterungen<br />
– beispielsweise via App – nutzbar, ohne die Hardware<br />
modifizieren zu müssen?<br />
Krieg: Wir nutzen eine App-Steuerung, sodass sich die Software im<br />
Nachhinein je nach Kundenbedarf erweitern lässt und Updates<br />
möglich sind. Zusätzliche Kundenmehrwerte sind beispielsweise<br />
Informationen über den Bauteilzustand und die voraussichtliche<br />
Restlebensdauer. Auch kann im laufenden Prozess Einfluss auf<br />
bestimmte Regelparameter genommen werden.<br />
Proportional-Druckregelventile von Bosch Rexroth sind die ersten mit<br />
digitaler On-Board-Elektronik ausgerüsteten Komponenten. Via Smart<br />
Devices und Bluetooth lassen sie sich parametrisieren und auslesen<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Gibt es neben Basisfunktionen in der<br />
Freeware Funktionen, die hinzubuchbar sind?<br />
Krieg: Ja, wir planen ähnliche Funktionserweiterungen, wie wir sie<br />
bereits bei der Cytro-Connect-Anbindung beim Hydraulikaggregat<br />
Cytro-Box anbieten. Hier ist die Monitor-Funktion als Freeware integriert,<br />
weitere Funktionen wie die Bausteine Maintain (Schwellwertüberwachung<br />
zum Beispiel für Filterwechsel) oder Predict (KI-Algorithmen<br />
mit Empfehlung zum zustandsbasierten Bauteiltausch)<br />
können hinzugebucht werden. Auch für Ventile funktioniert dieser<br />
Ansatz grundsätzlich, wobei das Ventil als Komponente von der Systemintegration<br />
her niedriger zu verorten ist. Ein Hydraulikaggregat<br />
stellt ein alleinstehendes Funktionssystem dar.<br />
36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
„Die Robustheit und<br />
Langlebigkeit der<br />
Hydraulik wollen wir mit<br />
der Regelbarkeit sowie<br />
der Intelligenz der Elektronik<br />
und Software<br />
kombinieren.“<br />
Dr. Mark C. Krieg, Leitung Entwicklung<br />
Business Unit Industrial<br />
Hydraulics, Bosch Rexroth<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche technischen Dimensionen fokussieren<br />
Sie in der Betrachtung von „Connected Hydraulics“, wie<br />
Sie es nennen?<br />
Krieg: Zum einen geht es um Konnektivität der Produkte über standardisierte<br />
Kommunikationsschnittstellen wie IO-Link, verschiedene<br />
Industrial-Ethernet-Feldbusse, Bluetooth et cetera, aber künftig<br />
auch OPC UA. Zum anderen geht es um die Verbindung zwischen<br />
den Welten der Hydraulik und der Elektro-Mechanik, Stichwort Elektro-Hydraulik.<br />
Als dritter Punkt ist die Verbindung von realer und virtueller<br />
Welt zu nennen – etwa der digitale Zwilling – mit der wir die<br />
erwähnten Mehrwerte entlang des Produktlebenszyklus bieten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Kundenanforderungen stecken<br />
hinter der aktuellen Digitalstrategie von Rexroth?<br />
Krieg: Der Aspekt, der über allen anderen steht, ist die Produktivität.<br />
Produktivitätssteigerungen sind in verschiedenen Teilen des Produktlebenszyklus<br />
möglich und beginnen bei der Maschinenauslegung/-konstruktion.<br />
Hier unterstützen wir unsere Kunden bei der<br />
Auswahl und Konfiguration unserer Produkte. Aktuell arbeiten wir<br />
daran, statische wie auch dynamische Modelle unserer Produkte<br />
zur Verfügung zu stellen, die sich nahtlos in gängige Softwaretools<br />
und Engineeringsuiten integrieren lassen.<br />
Ziel ist es, den viel diskutierten digitalen Zwilling von Komponenten<br />
als auch Systemen abbilden zu können. Mit diesem digitalen Zwilling<br />
eröffnen sich dann – je nach Detaillierungsgrad – vielfältige weitere<br />
Mehrwerte entlang des Lebenszyklus, beispielsweise die virtuelle<br />
Inbetriebnahme. Ist das Produkt im virtuellen Raum konfiguriert<br />
und in Betrieb genommen, steht dem Plug-and-Produce in der Realität<br />
nichts mehr im Wege. Mit der erfolgreichen Inbetriebnahme<br />
erfolgt der Übergang vom OEM, das heißt vom Maschinen- und<br />
Anlagenbauer zum Maschinenbetreiber, also dem Endkunden.<br />
Beim Endkunden steht die effiziente Nutzung der Maschine in der<br />
Produktion im Fokus. Auch hierfür können wir Mehrwerte anbieten.<br />
So ist es mit den beschriebenen digitalen On-Board-Elektroniken<br />
möglich, auf Störgrößen besser zu reagieren oder bei Material- und<br />
Formwechsel andere Regelparameter, die mit Hilfe des digitalen<br />
Zwillings definiert und erprobt wurden, auf die Maschine zu übertragen.<br />
Nicht-produktive Nebenzeiten können so reduziert werden.<br />
Auch ist die digitale Zustandsüberwachung und die vorausschauende<br />
Wartung ein Mehrwert für den Endkunden, um unerwartete Stillstandzeiten<br />
zu vermeiden. Ist ein Ersatzteil notwendig, kann dieses<br />
rechtzeitig und unkompliziert, wenn gewünscht automatisiert und<br />
vorkonfiguriert beschafft werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Zusammenfassend und mit Blick auf die<br />
<strong>Konstruktion</strong>sabteilung: An welchen Stellen profitiert das Engineering<br />
stark von neuen digitalen Rexroth-Features?<br />
Krieg: Wichtig sind die datenbasierten Auswahlmöglichkeiten.<br />
Wenn der Konstrukteur in seiner gewohnten Engineeringsuite direkten<br />
Zugriff auf die Hydraulikkomponenten hat und diese einfach in<br />
seinen Schaltplan, seinen Fluidplan, seine mechanische <strong>Konstruktion</strong><br />
oder auch die 1D-Dynamikmodelle zur Vorab-Simulation in seine<br />
Simulation einbinden kann, ist das ein großer Vorteil. Hier arbeiten<br />
wir mit den gängigen Toolanbietern zusammen.<br />
www.boschrexroth.de<br />
Weitere Details zu<br />
Connected Hydraulics:<br />
hier.pro/yRFd3<br />
DICHTUNGSTECHNIK<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 37
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe von Getriebebau Nord für Heavy-Duty-Anwendungen<br />
Industriegetriebe mit hohen Abtriebsdrehmomenten<br />
(bec) Für Anwendungen bis 250 kNm bietet<br />
die Getriebebau Nord GmbH & Co. KG, Bargteheide,<br />
robuste Industriegetriebe an, die<br />
sich durch eine hohe Leistungsdichte, einen<br />
geräuscharmen Lauf sowie hohe Zuverlässigkeit<br />
auszeichnen. Das modulare Baukastensystem<br />
mit seinen vielfältigen Optionen sorgt<br />
für ein hohes Maß an Gestaltungsflexibilität.<br />
Maxxdrive-Industriegetriebe von Nord Drivesystems<br />
bieten hohe Abtriebsdrehmomente<br />
von 15 bis 250 kNm und eignen sich damit<br />
perfekt für den Einsatz in Heavy-Duty-<br />
Anwendungen, z. B. in Rührwerken, Band -<br />
antrieben, Mischern, Mühlen, Trommeln oder<br />
Brechern. Dank des besonders verwindungssteifen,<br />
einteiligen Block-Gehäuses erreichen<br />
sie eine höhere Lagerlebensdauer als Teil -<br />
fugengetriebe und gewährleisten eine effiziente<br />
Kraftumsetzung sowie hohe Toleranz<br />
gegenüber Lastspitzen und Schlägen.<br />
Große reibungsarme Wälzlager sorgen für eine<br />
hohe Radial- und Axial-Belastbarkeit sowie<br />
Langlebigkeit. Hohe Achsgenauigkeit garantiert<br />
zudem einen geräuscharmen Lauf. Nord-<br />
Industriegetriebe werden als Stirnradgetriebe<br />
oder Kegelstirnradgetriebe angeboten<br />
und decken einen Übersetzungsbereich von<br />
5,54:1 bis 400:1 sowie mit Vorgetriebe bis zu<br />
30.000:1 ab. Für die Aufstellung und Befes -<br />
tigung in der Anlage stehen alle sechs Getriebeseiten<br />
zur Verfügung.<br />
Speziell für Anwendungen, in denen geringe<br />
Übersetzungen in Kombination mit hohen<br />
Leistungen gefragt sind, hat Nord die 2-stu -<br />
figen Kegelstirnradgetriebe der Maxxdrive-<br />
XT-Baureihe entwickelt. Die Serie ist standardmäßig<br />
mit einem stark verrippten Block-<br />
Gehäuse und einem integrierten Axiallüfter<br />
ausgerüstet. Durch die vergrößerte Ober -<br />
fläche und die Luftführungshauben wird die<br />
Luftkühlströmung optimiert und eine hohe<br />
thermische Grenzleistung erreicht. So kann in<br />
vielen Fällen auf zusätzliche Kühloptionen<br />
verzichtet werden. Große Wälzlager und<br />
Achsabstände erhöhen die Belastbarkeit und<br />
Lebensdauer der Komponenten.<br />
www.nord.com<br />
Metallbalgkupplung von Jakob Antriebstechnik für High-Speed-Anwendungen<br />
Steckbare Wellenkupplungen<br />
(bec) Um den immer steigenden Anforderungen<br />
bei höheren Leistungen zu folgen, bietet<br />
die Jakob Antriebstechnik GmbH, Kleinwallstadt,<br />
die Metallbalgkupplung KPP an. Ihr<br />
Nenndrehmoment liegt bei über 600 Nm,<br />
das Maximaldrehmoment bei etwa 1200<br />
Nm. Sie muss bei Betriebsdrehzahlen bis<br />
10.000 min -1 und damit enorm hohen dynamischen<br />
Belastungen standhalten. Auch die<br />
Anbindung der Kupplung stellt besondere<br />
konstruktive Anforderungen. Ein spielfreies<br />
Steckprinzip der Nabe ermöglicht auch die<br />
einfache Blindmontage. Die Betriebssicherheit<br />
ist in einem Temperaturbereich von -40<br />
bis +200 °C gewährleistet. Anwenderspezi -<br />
fische Sonderlösungen, spezielle Naben, individuelle<br />
Lösungen für den Metallbalg oder<br />
alternative Werkstoffausführungen sind auf<br />
Anfrage möglich.<br />
www.jakobantriebstechnik.de<br />
Bild: Jakob Antriebstechnik<br />
38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Einbaufertige Linearachse von Hiwin mit vierreihiger Führung<br />
Optimierte Gleichlaufeigenschaften<br />
Bild: Hiwin<br />
(bec) Die Hiwin GmbH, Offenburg,<br />
ergänzt ihre Linearachsen<br />
mit Kugelgewindetrieb um eine<br />
weitere Baureihe: Die Serie KF<br />
bietet durch eine vierreihige<br />
Führung optimierte Gleichlauf -<br />
eigenschaften bei hohen Anforderungen<br />
an das Laufverhalten<br />
der Achse. Die Achse steht<br />
als einbaufertige Komplettachse<br />
zur Verfügung und ist universell<br />
einsetzbar. Durch zusätzliche<br />
Optionen wie Abdeckung, Endschalter<br />
und zusätzliche<br />
Laufwagen lässt sich die<br />
Achse flexibel an die jeweiligen<br />
Anforderungen<br />
anpassen.<br />
Die hohe Genauigkeit und<br />
Steifigkeit der Linearachsen der<br />
KF-Baureihe wird durch eine Profilschienenführung<br />
im Stahlprofil<br />
mit integriertem Kugelgewindetrieb<br />
erreicht. Die aus Stahl gefertigten<br />
Achsen sind besonders<br />
kompakt, da der Kugelgewindetrieb<br />
im Laufwagen integriert ist.<br />
Sie eignen sich besonders für<br />
Applikationen in denen hohe<br />
Vorschubkräfte und Präzision in<br />
Kombination mit hoher Steifigkeit<br />
erfordert werden. Die Achse Materialstärken bis 4 mm<br />
Verarbeiten Sie verschiedene<br />
steht in den Baugrößen 60 und mit konstanter Spannkraft.<br />
86 zur Verfügung mit Hublängen<br />
von 50 bis 800 mm.<br />
www.hiwin.de info@tuenkers.de<br />
www.tuenkers.de<br />
Schmierfreie Folienumlenkrolle von Igus für die Etikettiertechnik<br />
Mit leichtlaufenden Polymerkugellagern<br />
Parallel-Spannen_2020_4C_103x150.indd 1 06.08.<br />
(bec) Sie lenken Folien oder Etiketten<br />
um: Tragrollen mit Kugel -<br />
lagern. Die Igus GmbH, Köln, bietet<br />
eine schwarze Umlenkrolle<br />
als einbaufertiges System für die<br />
Verpackungs- und Etikettiertechnik<br />
an. Es besteht aus schwarz<br />
eloxierten Aluminiumrohren sowie<br />
wartungsfreien und leichtläufigen<br />
Xiros-Polymerkugellagern.<br />
Die Polymerkugellager sind<br />
schmierfrei, wartungsfrei, hygienisch<br />
und besitzen ein sehr geringes<br />
Losbrechmoment. Durch<br />
diese besonderen Eigenschaften<br />
kommen sie vor allem im Bereich<br />
der Verpackungs- und Lebensmitteltechnik<br />
zum Einsatz. Als<br />
fertig konfektionierte Systeme<br />
mit einem Rohr aus Aluminium,<br />
Carbon oder PVC bewähren sich<br />
die Kugellager als Tragrollen zum<br />
Umlenken von Folien und Etiketten<br />
oder auch zum Fördern von<br />
Gütern.<br />
Durch den Einsatz von verschleißfesten<br />
Hochleistungspoly-<br />
meren sowie dünnwandigen<br />
Rohren sorgen sie im Gegensatz<br />
zu metallischen Lösungen für<br />
eine Gewichtsersparnis von bis<br />
zu 48 %. Ihre Massenträgheit ist<br />
so um 42 % geringer, die notwendige<br />
Energie zum Beschleunigen<br />
damit erheblich kleiner und<br />
die Rollen erreichen die Fördergeschwindigkeit<br />
eher.<br />
Die Idee für das schwarze Design<br />
entstand aus einer konkreten<br />
Anfrage. Mit der schwarzen<br />
Aluminiumrolle hat der Hersteller<br />
jetzt sein Sortiment erweitert.<br />
www.igus.de<br />
Bild: Igus<br />
Erste Hilfe.<br />
Selbsthilfe.<br />
Wer sich selbst ernähren kann,<br />
führt ein Leben in Würde.<br />
brot-fuer-die-welt.de/selbsthilfe<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 39
ANTRIEBSTECHNIK<br />
NEWS<br />
Stirnradgetriebe von SPN Schwaben Präzision für spezielle Schaltgeräte<br />
Antriebslösungen für die Energietechnik<br />
Bild: SPN Schwaben Präzision<br />
(bec) Ein Mittelspannungsnetz mit bis zu<br />
38.500 V und 12.000 A dient der Verteilung<br />
elektrischer Energie für mehrere Ortschaften,<br />
einzelne Stadtteile oder Eisenbahnen.<br />
Will man die Stromzufuhr – z. B. für Reparaturen<br />
– unterbrechen, sind spezielle Schaltgeräte<br />
erforderlich, um Personen im elek -<br />
trischen Umfeld zu schützen.<br />
Die SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf<br />
GmbH, Nördlingen, liefert anwenderspezi -<br />
fische Stirnradgetriebe für solche Schaltge -<br />
räte in der Energietechnik. Wichtige Kriterien<br />
sind hierbei eine hohe Zuverlässigkeit und<br />
Robustheit, damit die Funktion auch bei<br />
großer Hitze oder extremer Kälte sowie nach<br />
langen Stillstandzeiten gewährleistet ist. Bei<br />
einem Stromausfall kann dieser Vorgang<br />
auch manuell durchgeführt werden – durch<br />
eine aufsteckbare Handkurbel, dabei wird der<br />
Antriebsstrang zuvor mechanisch entkoppelt.<br />
Eine gängige Praxis bei SPN ist die Anpassung<br />
von Standardgetrieben oder die Modifizierung<br />
von bestehenden Lösungen an neue<br />
Anwenderanforderungen. So konnten aus<br />
einem Portfolio von bestehenden Lösungen<br />
aus Schaltergetrieben einem neuen Interessenten<br />
die unterschiedlichen Möglichkeiten<br />
aufgezeigt und für Vorversuche und Tests<br />
kurzfristig ein Antrieb zur Verfügung gestellt<br />
werden.<br />
Mit den Entwicklern des Anwenders konnten<br />
dann die SPN-Profis an die Anpassungen<br />
zum letztlichen Einsatz für alle Anwender -<br />
anforderungen gehen. Unter Beibehaltung<br />
der sich wiederholt bewährten Getriebeübersetzung<br />
mit einer Spezialverzahnung in der<br />
ersten Stufe (Motorwelle mit zwei Zähnen)<br />
wurde das Gehäuse und die Getriebewelle in<br />
den Anschlussmaßen zum Anwenderschalter<br />
hin individuell angepasst.<br />
Das Getriebegehäuse mit Deckel ist wie bei<br />
allen bereits bestehenden Lösungen so ausgeführt<br />
worden, dass es kurzfristig aus Alu-<br />
Plattenmaterial hergestellt werden kann. Die<br />
Schaltwelle (Abtriebswelle) mit Steuerstift<br />
blieb im Bereich zur Getriebeinnenseite<br />
unverändert, sodass auch diese schnell aus<br />
bestehenden, ähnlichen Teilen gefertigt werden<br />
konnte. Langläuferteile wie gehärtete,<br />
zum Teil in der Verzahnung geschliffene Zahnräder<br />
oder die verzahnte Motorwelle wurden<br />
wiederverwendet.<br />
www.spn-drive.de<br />
Schienensystem von HepcoMotion mit fest am Riemen fixierten Laufwagen<br />
Ermöglicht die Übertragung höherer Antriebskräfte<br />
(bec) Mit dem Schienensystem DTS+ ergänzt<br />
HepcoMotion, Feucht, jetzt seine Driven-<br />
Track-System-Reihe (DTS). Das DTS+-System<br />
enthält die Hauptmerkmale des PRT-<br />
Schienensystems sowie des ursprünglichen<br />
DTS und kombiniert diese mit einer hoch -<br />
belastbaren Verbindung vom Laufwagen zum<br />
Antriebsriemen. Im Unterschied zum DTS<br />
sind beim DTS+ die Laufwagen fest am<br />
Riemen fixiert, wodurch höhere Antriebs -<br />
kräfte übertragen werden können. So kann<br />
auch bei höherer Nutzlast und größerer Geschwindigkeit<br />
die Positioniergenauigkeit von<br />
±0,05 mm, die das DTS-System auszeichnet,<br />
beibehalten werden. DTS+ kann Lasten von<br />
bis zu 400 N und Geschwindigkeiten von bis<br />
zu 1,5 m/s beim Tragen leichterer Lasten<br />
handhaben. Während das ursprüngliche DTS<br />
oft die richtige Wahl für viele Anwendungen<br />
ist, eignet sich das DTS+ für Anwendungen<br />
mit höheren Lasten, in Fällen, wo eine vertikale<br />
Ausrichtung des Systems notwendig ist,<br />
oder wenn der freie Raum innerhalb des Führungssystems<br />
für die Integration von Zusatzausrüstung<br />
benötigt wird. Wie DTS und<br />
DTS2 wird auch DTS+ als Komplettpaket mit<br />
Antriebsrädern und Riemen zusammen mit<br />
allen zusätzlichen mechanischen Teilen geliefert.<br />
Dies begrenzt die <strong>Konstruktion</strong>szeit und<br />
gewährleistet eine schnelle Installation.<br />
www.hepcomotion.com/de<br />
Bild: HepcoMotion<br />
Schutz vor<br />
Corona-Infektion<br />
www.rct-online.de<br />
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zum Schutz vor Viren,<br />
Bakterien & Mikroorganismen<br />
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40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
SMC entwickelt XLJ-Hochvakuum-Eckventil<br />
Schnellere Evakuierung<br />
(eve) Das neue Hochvakuum-Eckventil der Serie<br />
XLJ der SMC Deutschland GmbH, Egelsbach,<br />
trägt dazu bei, in Vakuumkammern<br />
einen möglichst molekülfreien Raum bzw.<br />
ein Hochvakuum zu erzeugen. Die Besonderheiten<br />
des Hochvakuum-Eckventils sind:<br />
• ein robustes Aluminiumgehäuse<br />
• Features, wie ein Belüftungsventil<br />
Das angebaute Belüftungsventil steigert die<br />
Effizienz des jeweiligen Vakuumsystems: Ist<br />
das Ventil während der Evakuierung bzw.<br />
im Normalbetrieb des Systems noch geschlossen,<br />
öffnet es sich bei ausgeschalteter<br />
Pumpe oder einem Netzausfall und bringt<br />
den Druck im Pumpeninneren wieder auf<br />
atmosphärisches Niveau. So wird verhindert,<br />
dass Hydrauliköl in die Vakuumkammer<br />
fließt. Dank elektrischer Ansteuerung geht<br />
der Einsatz des Hochvakuum-Eckventils<br />
mit einer verbesserten Installationsflexibilität<br />
einher, während das bereits angebaute Belüftungsventil<br />
den Montageaufwand erspart.<br />
Zu den Vorzügen eines Aluminiumgehäuses<br />
gehören ein niedrigeres Gewicht, eine hohe<br />
Korrosionsbeständigkeit gegenüber aggres-<br />
Bild: SMC Deutschland<br />
siven Medien wie Fluorgas sowie eine exzellente<br />
Wärmeleitfähigkeit. Letztere sorgt für<br />
eine homogene Temperaturverteilung im<br />
Ventilinneren, was die Ablagerung von Prozessgasen<br />
reduziert. Außerdem verzichtet<br />
das Ventilgehäuse gänzlich auf Schwerme -<br />
talle wie Nickel oder Chrom. Das minimiert<br />
die Verunreinigung berührender Medien und<br />
optimiert beispielsweise die Qualität von<br />
Endprodukten, die durch Schwermetalle<br />
kontaminiert werden könnten. Die minimale<br />
Ausgasung des Aluminiumgehäuses verkürzt<br />
dabei die Zeit der Evakuierung oder ermöglicht<br />
den Einsatz einer Vakuumpumpe mit<br />
geringerer Leistung.<br />
www.smc.de<br />
Hysteresekupplung von KTR mit verschleißfreiem Überlastschutz<br />
Als Kupplung oder Bremse einsetzbar<br />
(bec) Die KTR Systems GmbH, Rheine, hat<br />
eine Kupplung entwickelt, die das Dreh -<br />
moment berührungslos über Magnetkräfte<br />
überträgt und bei Überlast verschleißfrei begrenzt;<br />
zudem kann die Kupplung als Bremse<br />
eingesetzt werden. Die Hysteresekupplung<br />
Minex-H ist aktuell in drei Baugrößen für<br />
Überlastmomente von 1,2 bis 6 Nm er -<br />
hältlich. Bei der Minex-H handelt es sich um<br />
eine dauermagnetische Hysteresekupplung,<br />
die das Drehmoment synchron und berührungslos<br />
mit Magnetkräften zwischen dem<br />
Innen- und Außenrotor überträgt.<br />
Die Besonderheit dieser Entwicklung ist<br />
der integrierte Überlastschutz: Sobald das<br />
Betriebsmoment das Auslegungsmoment<br />
Bild: KTR<br />
übersteigt, schlupft die Kupplung durch und<br />
sorgt für eine verschleißfreie Drehmomentbegrenzung.<br />
Bei diesem Vorgang stellt sich<br />
eine Relativdrehzahl zwischen An- und Abtriebsseite<br />
ein, wobei der Hysteresewerkstoff<br />
ständig umgepolt wird und sich erwärmt.<br />
Das Haltemoment bleibt bei Überlast<br />
nahezu konstant, kann aber mit steigender<br />
Relativdrehzahl und der damit verbundenen<br />
Wirbelstromeffekte leicht zunehmen.<br />
Die Kupplung kann zudem als Bremse im<br />
Dauerschlupfbetrieb eingesetzt werden. In<br />
diesem Fall wird eine Rotorseite fixiert, während<br />
die andere Rotorseite die festgelegte<br />
Zugkraft begrenzt.<br />
Bei dem Innenrotor der Minex-H handelt es<br />
sich um eine Edelstahlnabe, auf der die vernickelten<br />
Dauermagnete angeordnet sind. Der<br />
Außenrotor besteht aus einem Aluminiumkörper,<br />
auf dem sich die Hystereseringe<br />
befinden. Die Kupplungsserie ist aktuell in<br />
drei Baugrößen für Überlastmomente von<br />
1,2 bis 6 Nm bei einer maximalen Drehzahl<br />
von 1800 min -1 erhältlich.<br />
www.ktr.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 41
MASCHINENELEMENTE<br />
MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK<br />
Schlanke Schwenk-Drehmodule jetzt auch mit Drehdurchführungen zur Anbindung von Pneumatik und Vakuum<br />
Unendliche Rotationsfreiheit für die Greifer<br />
Mit den hoch dynamischen Endlosdrehachsen vom Typ ForTorque FT01 stellte Jung Antriebstechnik<br />
u. Automation (JA²) vor etwa fünf Jahren eine Baureihe von rotativen Aktuatoren vor, die sich zum<br />
Schwenken, Drehen, Schrauben und Takten in der Handhabungstechnik eignen. Jetzt erweitert das<br />
Unternehmen diese Produktbaureihe durch eine Serie mit 2- und/oder 1-Kanal-Drehdurchführungen<br />
zum Anschluss von Pneumatikgreifern und Vakuumsauggreifern.<br />
Julius Moselweiß, freier Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der Jung Antriebstechnik u. Automation GmbH, Wettenberg<br />
Anforderungen an die Dynamik und Präzision sowie frei programmierbare<br />
Drehwinkel von 0 bis unendlich. Jung Antriebstechnik u.<br />
Automation ist es sogar gelungen, in dem kleinen Außendurch -<br />
messer der Schwenk-Drehmodule noch einen miniaturisierten Referenzinitiator<br />
mit standardisiertem Anschlussstecker unterzubringen.<br />
Speziell für fluidtechnische Applikationen, in denen es vor allem auf<br />
Kompaktheit ankommt und bewegte Anschlussschläuche für Pneumatikgreifer<br />
und Vakuumsauggreifer stören, bietet das Unternehmen<br />
die ForTorque-Module nun auch mit den Drehdurchführungen<br />
FlowTorque an.<br />
Die hoch dynamischen Endlosdrehachsen ForTorque FT01 gibt es jetzt mit<br />
2- und/oder 1-Kanal-Drehdurchführungen zum Anschluss von Pneumatikgreifern<br />
und Vakuumsauggreifern<br />
Die neuen Module wiegen nur 560 g und sind eine innovative<br />
Lösung für kompakte Anwendungen in der Montage- und<br />
Positioniertechnik sowie Pick-and-Place-Applikationen mit hohen<br />
Dynamikansprüchen.<br />
Drehmomentstarke Aktuatoren<br />
Mit den Schwenk-Drehmodulen vom Typ ForTorque FT01 können<br />
Gewindedeckel aufgeschraubt, Werkstückträger bestückt, Bauteile<br />
zugeführt, Rundtakttische bewegt werden und vieles andere mehr.<br />
Als drehmomentstarke Aktuatoren decken die servoelektrischen<br />
Mehrkämpfer der Jung Antriebstechnik u. Automation GmbH (JA 2 ),<br />
Wettenberg, eine große Bandbreite montage- und handhabungstechnischer<br />
Aufgaben im Lastmassenbereich bis etwa 3000 g ab.<br />
Dabei punkten sie nicht nur mit einem schlanken Außendurch -<br />
messer von gerade einmal 40 mm und einem Gewicht von nur<br />
560 g, sondern auch mit programmierbaren Winkelbeschleuni -<br />
gungen von bis zu 14.500 °/s 2 und Spitzendrehzahlen von 150 rpm.<br />
Da sie außerdem mit hoher Winkelgenauigkeit (
Bild: Jung Antriebstechnik u. Automation<br />
Wiegen nur 560 g: die<br />
ForTorque-Module mit den<br />
FlowTorque-Fluid-Drehdurchführungen.<br />
Sie eignen sich<br />
für kompakte Anwendungen<br />
in der Montage- und Positioniertechnik<br />
sowie Pick-and-<br />
Place-Applikationen mit<br />
hohen Dynamikansprüchen<br />
Leicht, flexibel und energieeffizient<br />
Mit den Fluid-Drehdurchführungen erweitert der Hersteller den<br />
Aktionsradius der Schwenk-Drehmodule seiner Baureihe ForTorque<br />
bis weit hinein in den großen Bereich der pneumatischen und va -<br />
kuumtechnischen Applikationen. Dabei bleibt das Unternehmen<br />
seiner Linie treu, die Sondermaschinenbauer und Automatisierer<br />
mit leichten, flexiblen und energieeffizienten Aktuatoren für den<br />
Einsatz in hochdynamischen Montage- und Handhabungssystemen<br />
zu bedienen.<br />
Aktuell kommen die technischen Vorzüge der ForTorques bereits in<br />
ganz verschiedenen Anwendungen zum Tragen. Dank ihrer hohen<br />
Winkelbeschleunigungen und Drehzahlen sowie der Möglichkeit<br />
der elektronischen Drehmomentbegrenzung und -überwachung<br />
erweisen sie sich beispielsweise als geradezu ideale Kombination<br />
für die Umsetzung sensibler Verschraubungsprozesse. So lassen<br />
sich mit ihrer Hilfe Gewindedeckel mit empfindlichen Elastomerdichtungen<br />
auf Seifenbeutel schrauben oder bruchsensible Kunststoffgehäuse<br />
von Kugelschreibern automatisch zusammendrehen.<br />
Geht es darum, mit hoher Präzision komplexe und ausladende<br />
Greifersysteme zu schwenken oder Werkstücke zu versetzen, so<br />
punktet das ForTorque mit der Fähigkeit, größere Gewichte und<br />
Fremdträgheitsmomente aufzunehmen und winkelgenau zu posi -<br />
tionieren. Dabei kann das Schwenk-Drehmodul seine dynamische<br />
Flexibilität selbst dann voll nutzen, wenn ausladende Bauteile zu<br />
bewegen sind oder die Last außerhalb der rotierenden Achse liegt.<br />
Ein ForTorque lässt sich also auch für Schwenkprozesse mit exzentrischen<br />
Nutzlasten einsetzen.<br />
Komplett mit Controller<br />
Ob mit oder ohne die FlowTorque-Drehdurchführungen: Exakt abgestimmt<br />
auf den Leistungsumfang seiner Schwenk-Drehmodule<br />
bietet JA 2 auch fertig parametrierte Positioniercontroller für die<br />
wichtigsten Feldbussysteme sowie Versorgungseinheiten mit<br />
Beispielschaltplänen an. Alle Controller gibt es zudem mit einer<br />
Safe-Torque-Off-Funktion (STO), und als Zubehör sind Anbau- und<br />
Befestigungsadapter im Standardlieferprogramm.<br />
bec<br />
www.ja2-gmbh.de<br />
Detaillierte Informationen zu den<br />
Fluid-Drehdurchführungen:<br />
hier.pro/334y6<br />
Hybrid-Steckverbinder<br />
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// Leistung, Signal und Ethernet<br />
// Steckverbinder M16, M23 und M40<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 43<br />
www.hummel.com
MASCHINENELEMENTE<br />
MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK<br />
Intelligente, reinigungsoptimierte Werkstückträger aus hochwertigen Edelstahlblechen<br />
E-Mobility lässt Reinheitsansprüche steigen<br />
Die Realisierung alternativer Antriebskonzepte für E-Mobility-Anwendungen führt vielerorts zu<br />
erhöhten Anforderungen an die Technische Sauberkeit von Bauteilen und Baugruppen. Dem produk -<br />
tionsintegrierten Beseitigen und Vermeiden partikulärer und filmischer Verunreinigungen fällt hierbei<br />
eine Schlüsselrolle zu. Bereits seit geraumer Zeit fokussiert LK Mechanik daher die Entwicklung<br />
intelligenter Werkstückträger, deren Design sich an den anspruchsvollen Teilereinigungsprozessen<br />
der OEM und Systemzulieferer von Elektronik- und Elektrokomponenten orientiert.<br />
Michael Stöcker, freier Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der LK Mechanik GmbH, Heuchelheim<br />
In weiten Bereichen des Automobil- und Fahrzeugbaus gilt das<br />
Thema Technische Sauberkeit schon seit Jahrzehnten als wett -<br />
bewerbsrelevanter Produktionsfaktor. Die stetige Optimierung der<br />
Teilereinigung gehört daher für die OEM und Zulieferer der Branche<br />
längst zum normalen Betriebsgeschehen. „Mit der steigenden<br />
Nachfrage nach alternativen Antriebslösungen – auch gepusht<br />
durch den E-Bike-Boom – wachsen jedoch insbesondere bei den<br />
Herstellern von Elektronik- und Elektrotechnikkomponenten für<br />
E-Mobility- und Hybrid-Systeme die Anforderungen an die Effizienz<br />
der Reinigungsprozesse“, berichtet Matthias Kroll, Geschäftsführer<br />
der LK Mechanik GmbH, Heuchelheim. Das Unternehmen realisiert<br />
bereits seit vielen Jahren Werkstückträger und Waschkörbe für den<br />
Einsatz in der Automobilindustrie.<br />
Seit geraumer Zeit widmet es sich nun auch der Entwicklung intelligenter<br />
Warenträgersysteme, deren Design sich konsequent an den<br />
speziellen Reinheitsansprüchen der Hersteller von Leistungselektronik,<br />
Energiespeichern, Sensoren, Ladegeräten, Assistenzsystemen<br />
und vielen anderen E-Mobility-Komponenten orientiert. Dabei geht<br />
Bild: LK Mechanik<br />
Mehrebenen-<br />
Werkstückträger<br />
aus elektropoliertem<br />
Edelstahl, exklusiv<br />
entwickelt und<br />
gefertigt für den<br />
Einsatz in einer<br />
Elektroproduktion<br />
es meist um viel mehr als nur die Umsetzung des inzwischen weithin<br />
bekannten Regelwerkes der VDA 19. Denn die Berücksichtigung<br />
der besonderen Teiledimensionen ist hier ein ebenso prägender<br />
Faktor wie die sinnvolle Integration der Teilereinigung in die vielerorts<br />
neu entstandenen Infrastrukturen der Produktionslogistik.<br />
Partikuläre und filmische Unreinheiten beseitigen<br />
Die Werkstückträger für die Elektronik- und Elektrotechnikkomponenten<br />
der E-Mobility-Branche fertigt LK Mechanik grundsätzlich<br />
aus hochwertigen Edelstahlblechen. Die Oberflächen werden stets<br />
elektropoliert. Beim Design der Träger richten die Entwickler des<br />
Unternehmens besonderes Augenmerk darauf, dass die typischerweise<br />
meist filigranen, dünnwandigen und kleinen Bauteile während<br />
der häufig automatisierten Reinigungsprozesse optimal von<br />
den Reinigungsmedien erreicht werden, ohne dabei jedoch Schaden<br />
nehmen zu können. Eine schonende Bauteileaufnahme gehört<br />
daher ebenso zu den positiven Merkmalen der Trägersysteme wie<br />
ein optimales Abtropfverhalten, das eine Bildung von stehenden<br />
Flüssigkeitsnestern verhindert. „Dabei unterstützt die Formgebung<br />
unserer Werkstückträger die optimale Beseitigung sowohl parti -<br />
kulärer als auch filmischer Verunreinigungen“, betont Kroll. Feine<br />
Staub- oder Schmutzpartikel auf den Oberflächen der Bauteile könnten<br />
im späteren Einsatz der steuer- oder leistungselektronischen<br />
Systeme Kurzschlüsse und Fehlfunktionen verursachen, während<br />
filmische Spuren von Schmiermitteln oder Klebstoffen zu Pro -<br />
blemen bei nachfolgenden Beschichtungsprozessen führen oder<br />
die Leitfähigkeit der Komponenten beeinträchtigen.<br />
Expertisen aus Automobilbau und Medizintechnik<br />
LK Mechanik verfügt sowohl über jahrelange Erfahrungen aus<br />
der Herstellung von standardisierten und anwenderspezifischen<br />
Waschbehältern und Werkstückträgern für die Automobilindustrie<br />
als auch über Expertisen aus der Fertigung anspruchsvoller Sterilisierungs-Trays<br />
für die Medizintechnik. Die Erkenntnisse aus beiden<br />
Bereichen lässt das Unternehmen aktuell mit einfließen in die<br />
Entwicklung und Realisierung seiner Warenträgersysteme für die<br />
E-Mobility-Branche.<br />
bec<br />
www.lk-mechanik.de<br />
Detaillierte Informationen zu den<br />
Werkstückträger-Magazinen:<br />
hier.pro/MZ33A<br />
44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
ROBOTIK<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
ABB liefert Robotiklösungen für KMU<br />
Nächste Stufe für die Produktion<br />
Der Einsatz kollaborativer Roboter, wie sie die ABB Automation GmbH, Friedberg, anbietet, versetzt<br />
mittelständische Unternehmen in die Lage, die digitale und flexible Fabrik der Zukunft zu schaffen,<br />
die für eine moderne Produktion grundlegend ist.<br />
Jörg Reger, Leiter des Geschäftsbereichs Robotik & Fertigungsautomation, ABB, Friedberg<br />
Der Kollaborative Roboter YuMi von ABB findet Einsatz<br />
beim mittelständischen Unternehmen Deonet, Hersteller von<br />
Werbeartikeln. Die Niederländer bearbeiten so vielfältige<br />
Produktvarianten, die oft in Kleinmengen gefertigt werden<br />
Bereits heute haben produzierende Unternehmen ihre Prozesse<br />
weitgehend automatisiert und nutzen verschiedene Robotertypen,<br />
um ihre Produktion möglichst flexibel zu halten. In der Regel<br />
sind Roboterzellen jedoch abgeschlossen und werden von außen<br />
gesteuert. Will der Mensch den Roboter bestücken oder überprüfen,<br />
muss er den laufenden Prozess anhalten. Schneller und flexib-<br />
Bild: ABB Automation<br />
ler wird die Produktion mit kollaborativen Robotern: Sie lassen sich<br />
an veränderte Produktionsbedingungen anpassen. Sowohl mit einem<br />
großen Industrieroboter als auch mit flexiblen kollaborativen<br />
Robotern können Unternehmen das volle Automatisierungspotential<br />
ausschöpfen. Wichtig ist eine genaue Analyse im Vorfeld:<br />
• Wie präzise muss der Roboter sein, lässt er sich vielseitig einsetzen<br />
und kann er den Arbeiter effektiv unterstützen?<br />
• Wieviel Platz steht zur Verfügung und welche Erweiterungsmöglichkeiten<br />
werden für die Zukunft geplant?<br />
• Welche Sicherheitsrichtlinien müssen erfüllt werden und welche<br />
Lösungen stehen dafür zur Verfügung?<br />
Den vollständigen Beitrag mit den Themen Sicherheitsaspekte<br />
und Steuerung von Cobots lesen Sie online: hier.pro/bZFc2 eve<br />
https://new.abb.com/de<br />
Mehr zu den Robotiklösungen von ABB:<br />
hier.pro/czTY0<br />
Faszination<br />
Präzision.<br />
Präzisionskugelgewindetriebe<br />
Kugelgewindetriebe<br />
Eine Mutter dreht sich über ein Gewinde – mit<br />
unglaublicher Präzision. Es ist diese perfekte<br />
Bewegung, die uns fasziniert. Mit unseren Gewindetrieben<br />
reizen wir das technisch Machbare aus und<br />
bringen unsere Kunden voran. Auf den tausendstel<br />
Millimeter genau. Hipp. Präzision in Bewegung.<br />
Karl Hipp GmbH<br />
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D-72393 Burladingen<br />
Tel. 07475 9519-0<br />
Fax 07475 9519-19<br />
post@karl-hipp.de<br />
www.karl-hipp.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 45
MASCHINENELEMENTE<br />
EINZELBAUTEILE<br />
Technische Bürsten als Komponenten der automatisierten Verpackungstechnik<br />
Für viele Schlüsselfunktionen unverzichtbar<br />
In den vollautomatisierten Linien der modernen Verpackungstechnik übernehmen technische<br />
Bürsten in vielen Prozessstufen wichtige Schlüsselfunktionen. Sie falzen, führen, fördern, glätten<br />
und applizieren, und erweisen sich auch in zahlreichen anderen Fällen als vielseitige Akteure.<br />
Entscheidender Faktor für ihren effizienten Einsatz ist dabei stets die Auswahl der besten Bauform<br />
und des richtigen Besatzes. Als Hersteller von technischen Bürsten stattet Kullen-Koti die<br />
Maschinen- und Anlagen bauer der Verpackungs-, Ident- und Fördertechnik bereits seit vielen<br />
Jahren mit innovativen System- und Produktlösungen für viele verschiedene Aufgaben aus.<br />
Julius Moselweiß, freier Fachjournalist, Darmstadt, i. A. der Kullen-Koti GmbH, Reutlingen<br />
Sie falzen Kartonagen, bringen Etiketten auf, streichen Folien<br />
glatt, bremsen Pakete ab und fördern empfindliche Behälter<br />
und Lebensmittel zur Packstation – diese und viele weitere Auf -<br />
gaben übernehmen technische Bürsten heute in den vollautoma -<br />
tisierten Linien der Verpackungstechnik. Immer wieder erweisen sie<br />
sich hier als ebenso effiziente wie flexible Maschinenelemente, mit<br />
denen sich zahlreiche Handhabungen und Kinematiken rund um das<br />
Verpacken, Transportieren und Auszeichnen ganz unterschiedlicher<br />
Warengruppen einfach und kostengünstig realisieren lassen.<br />
Eine entscheidende Rolle spielt dabei, dass sich jedes Bürsten -<br />
system meist sehr genau und mit überschaubarem Aufwand auf<br />
seine Aufgabenstellung abstimmen lässt. Allein die Möglichkeit, verschiedene<br />
Bauformen von Trägern mit unterschiedlich dichten Besätzen<br />
aus vielen verschiedenen Materialien auszustatten, eröffnet<br />
große Freiräume für die einsatzoptimierte Anpassung und Aus -<br />
legung von Bürstensystemen. Ausgehend von einem breit gefä -<br />
cherten Produktsortiment und mit klarem Blick auf die jeweilige<br />
Anwendung, ist ein renommierter Hersteller wie die Kullen-Koti<br />
GmbH, Reutlingen, daher in der Lage, für fast jede verpackungstechnische<br />
Aufgabenstellung eine geeignete Bürstenlösung zu<br />
konfigurieren und bereitzustellen – auch kurzfristig.<br />
Das Aufbringen von selbstklebenden oder nassklebenden Verschluss -<br />
streifen auf Kartonagen ist eine typische verpackungstechnische<br />
Standardaufgabe für die Leistenbürsten von Kullen-Koti<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
Kartonagen schnell aufstellen<br />
Ein großes Anwendungsgebiet der Verpackungstechnik, in dem<br />
Bürstensysteme als Bestandteile verschiedener Vorrichtungen und<br />
Anlagen zentrale Funktionen abdecken, ist die maschinelle Verar -<br />
beitung von Kartonagen. Hier sind es meist Leisten-, Spiral- oder<br />
Walzenbürsten, die die als flache Faltprodukte angelieferten Kartonagen<br />
in vollautomatisierten Durchlaufprozessen fixieren, entfalten<br />
und zu einsatzfertigen Umverpackungen aufstellen. In anderen Ausführungen<br />
kommen Bürsten dieser Bauformen nach dem Befüllen<br />
der Kartonagen zum Einsatz, sobald die selbstklebenden Verschlussstreifen<br />
und Etiketten präzise aufgelegt und angedrückt<br />
werden müssen. Und damit die Pakete auf ihrer intralogistischen<br />
Tour zum Versand nicht neben den Förderbändern landen, werden<br />
sie – wo nötig – von Bürstenplatten abgebremst und von Bürstenstreifen<br />
in der Spur gehalten.<br />
Sensibles schonend fördern<br />
Für die Applikation von Etiketten und Aufgaben der Fördertechnik<br />
werden technische Bürsten auch an vielen anderen Stellen der Verpackungstechnik<br />
eingesetzt. Etwa wenn bruchsensible Glasgebinde<br />
ihr Produktlabel erhalten und dann sicher von der Befüllung zur Auslieferung<br />
durch den automatisierten Prozess geführt werden sollen.<br />
Oder wenn frische, dünnhäutige Lebensmittel besonders schonend<br />
und „unverletzt“ ihren Weg in die Transportverpackungen finden<br />
sollen. Hierbei übernehmen technische Bürsten im wahrsten Sinne<br />
des Wortes eine tragende Rolle. Denn beispielsweise für die feinfühlige<br />
Förderung vieler Obst- und Gemüsesorten sowie von Eiern<br />
gibt es kaum eine bessere Lösung als intelligent gestaltete Walzenbürsten<br />
mit einem spiralförmigen Besatz aus besonders weichen<br />
Fasern.<br />
Nicht wegzudenken sind technische Bürsten auch aus der Verar -<br />
beitung von Verpackungsfolien. Hier sorgen hochwertige Bürstensysteme<br />
von Kullen-Koti beispielsweise für das präzise Auf- und Abwickeln<br />
der Aluminium- oder Kunststofffolien von den Coils sowie<br />
für das kontrollierte Aufziehen, Dehnen und Glätten beim Verpacken<br />
von Waren. Eine weitere Prozessstufe der Folienverpackung, die<br />
ebenfalls von technischen Bürsten abgedeckt wird, ist schließlich<br />
die Befreiung der versandfertigen Verpackung von statischer Auf -<br />
ladung. Bei der Herstellung von elektronischen und mikroelektro -<br />
nischen Produkten ist dies in der Regel einer der letzten Prozessschritte<br />
vor der Auslieferung.<br />
46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
50 %<br />
WENIGER<br />
PLATZBEDARF<br />
Bild: Kullen-Koti<br />
Die Zeichnung visualisiert den Einsatz von Streifenbürsten im Rahmen<br />
der Aufstellung gefalteter Kartonagen<br />
STANDARD-SPIRALFEDER SMALLEY ®<br />
WELLENFEDER<br />
Druckventil<br />
Schwimmend<br />
gelagertes Zahnrad<br />
Ölventil<br />
Die Zeichnung thematisiert das Labeln versandfertiger Kartonagen durch<br />
eine Walzenbürste<br />
Partner der Maschinenbauer<br />
Bei der Auslegung und Konfiguration von Bürstensystemen für die<br />
Verpackungstechnik sind eine Vielzahl maßgebender Faktoren zu<br />
berücksichtigen. Welcher Bürstentyp ist grundsätzlich am besten<br />
geeignet für die konkrete Aufgabenstellung? Welche Abmessungen<br />
muss der Grundkörper aufweisen? Welches Material und welche<br />
Geometrie und Dichte sind für den Besatz zu wählen? Sind spezielle<br />
Anforderungen hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeiten, der Vorschubkräfte<br />
oder des Zustellverfahrens zu beachten? Kommt das<br />
Bürstensystem in einer trockenen, feuchten, heißen oder kalten<br />
Umgebung zum Einsatz? Welche Standzeiten sind gefordert? Und<br />
wie kurz oder lang sind die Instandsetzungsintervalle terminiert?<br />
Als Partner der Konstrukteure der Maschinen- und Anlagenbauer<br />
und erfahrener Bürstenhersteller setzt Kullen-Koti diese und etliche<br />
weitere Faktoren bei der Auswahl der idealen Bürstenlösung stets<br />
mit auf die Agenda. Das gilt grundsätzlich für jeden projektierten<br />
Anwendungsfall – auch jene in der Verpackungs-, Förder- und<br />
Identtechnik.<br />
bec<br />
www.kullen.de<br />
www.koti-eu.com<br />
Mit dem interaktiven Produktberater die optimal<br />
passende Bürste finden:<br />
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Bild: Kullen-Koti<br />
ALL SPRINGS ARE NOT EQUAL ®<br />
(ALLE FEDERN SIND NICHT GLEICH)<br />
Federhöhe gegenüber gewöhnlichen Spiralfedern<br />
um 50 % reduziert – bei gleicher Federkraft und<br />
gleichem Federweg. Standardmäßig aus Edelstahl und<br />
Kohlenstoffstahl erhältlich. Sie benötigen individuelle<br />
Teile? Kein Problem. Wir liefern Ihnen die richtige<br />
Feder aus dem gewünschten Werkstoff für Ihre<br />
spezifische Verwendung.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 47
MASCHINENELEMENTE<br />
EINZELBAUTEILE<br />
Schwere Industriestoßdämpfer für Herkulesaufgaben in der Industrie<br />
Dämpfen in allen Dimensionen<br />
Energieaufnahmen von 2350 bis 126.500 Nm/Hub bei Hüben zwischen 50 und 406 mm, die Eckdaten so<br />
mancher schwerer Industriestoßdämpfer sind beeindruckend und auf Wunsch, besonders für Notstopp-<br />
Aufgaben, noch deutlich steigerbar. Die ACE Stoßdämpfer GmbH greift dabei auf mehrere Jahrzehnte<br />
Technologie und Know-how bei allen Baugrößen zurück.<br />
Robert Timmerberg, Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf, i. A. der ACE Stoßdämpfer GmbH, Langenfeld<br />
Gerade effektive Massen von bis zu 326.000 kg punktgenau und<br />
ohne Rückpralleffekt abzubremsen, ist eine wahre Herkulesaufgabe.<br />
Konstrukteure von Förder- und Portalanlagen oder von<br />
Regalbediengeräten setzen zum Schutz des Gesamtaufbaus in<br />
den Endlagen häufig auf schwere Industriestoßdämpfer der ACE<br />
Stoßdämpfer GmbH, Langenfeld. Ähnlich wie bei den kleinen und<br />
mittelgroßen Modellen des Unternehmens wird bei dieser Art des<br />
Überfahrschutzes die Kolbenstange beim Abbremsvorgang in den<br />
zylinderförmigen Dämpferkorpus eingeschoben und das sich vor<br />
dem Kolben befindende Hydrauliköl gleichzeitig durch alle Drosselöffnungen<br />
verdrängt.<br />
Durch die proportional zum verfahrenen Hub abnehmende Anzahl<br />
der wirksamen Drosselbohrungen verringert sich nicht nur die Einfahrgeschwindigkeit<br />
konstant, es bleiben auch der vor dem Kolben<br />
entstehende Staudruck und die Gegenkraft gleich. Dies ist neben<br />
den hohen abzubremsenden effektiven Massen ein entscheidender<br />
Vorteil zu anderen auf dem Markt zu findenden Dämpferlösungen.<br />
Während der Abbremsvorgang sich bei Kleinstoßdämpfern von<br />
ACE so schnell vollzieht, dass Konstrukteure, die zum ersten Mal<br />
Schlitten mit Prüfmaterial und ACE-Sicherheitsdämpfern als Aufprallschutz<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
mit ihnen arbeiten, schon mal an ihrer Wirksamkeit zweifeln, benö -<br />
tigen die Schwergewichte bis zu 2,3 s, um Hübe von bis zu 40 cm<br />
zurückzulegen. Auf diese Weise ist es möglich, auch große Lasten<br />
punktgenau sanft zu stoppen.<br />
Freie Wahl – auch bei den großen Dämpfern<br />
Egal, ob selbsteinstellende oder einstellbare Ausführungen, diese<br />
Stoßdämpfer überzeugen durch Robustheit und hohe Einsatzbereitschaft.<br />
Die Baureihe der schweren selbsteinstellenden Typen von<br />
ACE eignet sich ebenso wie die der einstellbaren auch für den<br />
Notstopp-Einsatz. Zu diesem Zweck lässt sich der abzudeckende<br />
Bereich der effektiven Masse sogar noch wesentlich erhöhen. Die<br />
Dämpfer werden für jede Applikation mithilfe des ACE-Berechnungsprogramms<br />
(online: hier.pro/PZacZ) anwenderspezifisch ausgelegt.<br />
Crash-Gefahr und Falscheinstellungen sind somit gebannt.<br />
Die CA-Typen zeichnen sich zudem durch eine sehr große Band -<br />
breite aus. Denn am unteren Ende der Skala sind sie bereits für<br />
effektive Massen ab 0,3 kg und 2350 Nm/Hub ideal einsetzbar. In<br />
diesen Fällen sind selbstverständlich auch Hübe und Eigengewicht<br />
deutlich geringer als bei den Schwerstgewichten.<br />
Stoßdämpfer anwenderspezifisch optimieren<br />
Ihre Funktion und Kraftaufnahmen in den Endlagen eines Prüfstands<br />
veranschaulichen die Arbeit der schweren Industriestoßdämpfer<br />
ebenso wie die der Sicherheitsprodukte von ACE. Diese<br />
sind im vorliegenden Fall versuchsweise am Ende eines 6 m langen<br />
Beschleunigungsweges installiert. Auf jenem bewegt sich ein<br />
Schlitten mit Prüfmaterialien. Die Aufgabe der Dämpfer ist es, die<br />
kinetische Energie von bis zu 32 kJ so abzubremsen, dass Dämpfer<br />
und Material an dem Prüfstand schadensfrei für nachfolgende Messungen<br />
von Crash-Vorgängen zur Verfügung stehen. Dabei lautet die<br />
Aufgabe, dass dies nicht nur wiederholbar, sondern möglichst sicher<br />
sowie variabel einsetzbar und wartungsfrei erfolgen soll.<br />
In einer frühen Phase dieser Anwendung übernahmen Sicherheitsdämpfer<br />
aus den Produktfamilien Tubus TA, TC und TC-S den Schutz<br />
der Endlagen. Da diese aus Co-Polyester-Elastomer gefertigten Festkörperkomponenten<br />
die Masse nicht komplett ohne Rückprall des<br />
Schlittens absorbieren konnten, wählte man im nächsten Schritt die<br />
hydraulischen Sicherheitsstoßdämpfer des Unternehmens, die die<br />
bewegten Massenkräfte über den gesamten Hub gleichmäßig abbremsen<br />
und am Ende des Weges punktgenau verzögern können.<br />
Die Belastungen für die Stoßdämpfer sind dabei sehr hoch. So erfährt<br />
die Druckhülse unmittelbar nach dem Aufprall einen schlagar -<br />
tigen Anstieg des inneren Drucks von 460 bar. Dies führt dazu, dass<br />
auch die Fließgeschwindigkeit des Dämpferöls in kurzer Zeit rasant<br />
48 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
ansteigt, nämlich auf 750 km/h. Um am Ende zum optimalen Sicherheitsstoßdämpfer<br />
zu gelangen, sind im Vorfeld der weiteren Kooperation<br />
und Installation alle benötigten Rahmenparameter der Versuchsanlage<br />
bei ACE in das firmeneigene Berechnungsprogramm<br />
geflossen. Im Anschluss wurde für die Vielzahl der Massenkräfte<br />
und Aufprallgeschwindigkeiten die ideale Dämpfungskennlinie ermittelt.<br />
Diese wurde dann von den Ingenieuren bei ACE genau auf<br />
die in der Komponenten-Crash-Anlage verwendeten Sicherheitsdämpfer<br />
der Produktfamilien SDH und SCS angepasst.<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer<br />
Die Sicherheitsstoßdämpfer stellen nicht nur in diesem Fall eine<br />
kostengünstige Alternative zu den noch leistungsfähigeren Industriestoßdämpfern<br />
von ACE dar. Als tausendfach bewährte Lösungen<br />
sind bestimmte Sicherheitsdämpfer für den Dauereinsatz konzipiert,<br />
sie dienen aber vor allem als zuverlässiger, effektiver Schutz<br />
von <strong>Konstruktion</strong>en im Notstopp. Bei den auch am hier gezeigten<br />
Prüfstand zum Einsatz kommenden Typen aus der Produktfamilie<br />
SCS33 bis SCS64 verwendet ACE Serienbauteile der Magnum-<br />
Stoßdämpfer und erzielt dadurch Standzeiten von bis zu 1000 Lastwechseln.<br />
Die Sicherheitsstoßdämpfer sind in großer Auswahl mit<br />
verschiedenen Hüben und Energieaufnahmen erhältlich. Wie der<br />
Einsatzfall zeigt, kann dabei die Anordnung der Drosselbohrungen je<br />
nach Zweck anwenderspezifisch berechnet und gefertigt werden.<br />
Die SCS-Produktgruppe der Sicherheitsstoßdämpfer von ACE ist<br />
eine Antwort auf die gestiegenen Ansprüche der modernen Antriebstechnik.<br />
Kompakte Stoßdämpferbauformen und immense<br />
Energieaufnahme im Havariefall schützen immer kleiner und schneller<br />
werdende <strong>Konstruktion</strong>en. Die Dämpfungselemente sorgen für<br />
rückprallfreien Energieabbau, bis zu 300 % höhere Energieaufnahme<br />
und bis zu 80 % reduzierte Kosten je Nm Energieaufnahme im<br />
Vergleich zu herkömmlichen Industriestoßdämpfern von ACE. bec<br />
www.ace-ace.de<br />
ACE-Sicherheits -<br />
stoßdämpfer in der<br />
Endlage des Prüfstands<br />
nach punkt -<br />
genauer Aufnahme<br />
der Massenkräfte<br />
des Schlittens<br />
- frame<br />
Detaillierte Informationen zu Sicherheitsstoßdämpfern<br />
und weiteren Sicherheitsprodukten:<br />
hier.pro/G9A9z<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 49
MASCHINENELEMENTE<br />
WALZEN, RÄDER & ROLLEN<br />
Bild: DoT/Burnout<br />
Outdoor-Grill mit antistatischen Lenkrollen von Blickle<br />
Sonderlösungen in allen Dimensionen gehören zum Arbeitsalltag eines Herstellers von Rädern und Rollen<br />
Mit technischer Raffinesse<br />
Neben einem umfangreichen Portfolio an Serienprodukten liefert Blickle auch eine Vielzahl an Rädern<br />
und Rollen als Sonderlösungen. Profundes Branchen Know-how und hohe Entwicklungskompetenz<br />
sorgen dafür, dass Anwender genau die Produkte erhalten, die auf ihre Ansprüche maßgeschneidert sind.<br />
Der Anteil an anwenderspezifischen Lösungen liegt mittlerweile bei mehr als 40 % vom Gesamtumsatz.<br />
Sonderlösungen gehören für den Hersteller somit zum Alltagsgeschäft.<br />
Mona Juchler, Marketing, Blickle Räder+Rollen GmbH & Co. KG, Rosenfeld<br />
Allein im vergangenen Jahr haben die Blickle-Experten mehr als<br />
1200 Entwicklungsaufträge realisiert. „Unser Ziel ist es, für jede<br />
Anforderung das passende Rad und die perfekte Rolle zu entwickeln<br />
und bereitzustellen. Unsere Kunden formulieren ihre Ansprüche<br />
und wir setzen diese bei uns am Stammsitz um – von der ersten<br />
Zeichnung über die <strong>Konstruktion</strong> bis hin zum fertigen Produkt“,<br />
schildert Martin Wiest, Leiter Produktmanagement bei der Blickle<br />
Räder+Rollen GmbH u. Co. KG, Rosenfeld. Die Komponenten<br />
für das umfangreiche Standardprogramm entstehen hochautoma -<br />
tisiert. „Weil Sonderlösungen oft auf einzelnen Baukastenkomponenten<br />
basieren, lassen sich anwenderspezifische Lösungen ebenso<br />
schnell wie kostengünstig adaptieren und realisieren“, ergänzt er.<br />
Am Rosenfelder Standort befindet sich ein großes Entwicklungszentrum,<br />
in dem die Ingenieure je nach Werkstoffkompetenz ar -<br />
beiten und sich mit viel Fachwissen jedem individuellen Anwendungsfall<br />
annehmen. Dabei dient Blickle als „verlängerte Werkbank“<br />
der Projektpartner und kooperiert mit ihnen auf Augenhöhe:<br />
Die Experten erstellen beim Anwender Problemanalysen und gehen<br />
in der <strong>Konstruktion</strong> ins Detail. „Durch unser umfangreiches Bau -<br />
kastensystem sowie die hochflexible und moderne Kleinserien -<br />
fertigung können wir umgehend reagieren“, sagt Wiest.<br />
Die Sonderlösungen von Blickle haben sich in einer Vielzahl von<br />
Anwendungen bewährt und decken die ganze Bandbreite von Anforderungen<br />
ab – von präzisen und kompakten <strong>Konstruktion</strong>en bis hin<br />
zu Schwerlasttransport-Walzen.<br />
Schwerlast-Antriebswalze mit Polyurethan-Laufbelag Extrathane<br />
Bild: Blickle Räder+Rollen<br />
Maßgeschneiderte Lenkrollen aus<br />
Edelstahl für mobile Outdoor-Küchen<br />
Kochen und Grillen im Freien – und das bei jedem Wetter: Diese<br />
Vision hat sich die DoT GmbH & Co. KG, Bissendorf, mit ihren Outdoor-Küchen<br />
der Marke Burnout auf die Fahnen geschrieben. Der<br />
Hersteller setzt in seiner Produktion auf Premium-Qualität, die eine<br />
langlebige Funktion und hochwertige Optik miteinander vereint. Für<br />
die nötige Mobilität der Küchenelemente sorgen maßgeschneiderte<br />
Lenkrollen von Blickle. Die Anforderungen waren klar definiert:<br />
Die Rollen sollten über geschützte Lager verfügen, in die keine<br />
50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
Bild: Blickle Räder+Rollen<br />
„Weil Sonderlösungen<br />
oft auf einzelnen<br />
Baukastenkomponenten<br />
basieren,<br />
lassen sich kundenspezifische<br />
Lösungen<br />
ebenso schnell<br />
wie kostengünstig<br />
adaptieren und<br />
realisieren.“<br />
Martin Wiest,<br />
Leiter Produktmanagement,<br />
Blickle Räder+Rollen GmbH u. Co. KG<br />
Feuchtigkeit eindringen kann. Ablaufmöglichkeiten für Wasser sollten<br />
verhindern, dass bei Frost unter Umständen die Radabdeckung<br />
platzt. Zudem war es ein Wunsch von DoT, dass die Abdeckungen<br />
hochwertig und mit einem Logo des Herstellers gestaltet werden.<br />
Blickle entwickelte für die mobilen Küchenelemente eine Lenkrolle<br />
aus Edelstahl mit Rückenloch. Darin ist ein Rad der Serie Poth mit<br />
thermoplastischem Polyurethan-Laufbelag eingebaut. Dieser ist<br />
antistatisch und schützt somit den Benutzer der Küche vor elektrostatischen<br />
Entladungen. Zudem hinterlässt er auf Fußböden kei -<br />
nerlei Spuren oder Verfärbungen. Der Radkörper besteht aus hochwertigem<br />
Polyamid und kann damit im Gegensatz zu der vorherigen<br />
Lösung aus Aluminium nicht korrodieren. Das sorgt dafür, dass die<br />
hochwertige Optik der Rollen lange erhalten bleibt.<br />
Darüber hinaus stattete der Hersteller die Lenkrollen mit dem Feststeller<br />
Stop Fix aus. Dieser lässt sich mit einem Fußhebel bequem<br />
betätigen und wieder lösen. Auf dem Radkörper der Räder befindet<br />
sich eine nicht mitdrehende Abdeckung, auf der das Logo der Burn -<br />
out-Küchen gut sichtbar und immer perfekt ausgerichtet angebracht<br />
ist. Die Blickle-Rollen haben die hohen Anforderungen von DoT<br />
rundum erfüllt: Sie sehen gut aus, sind leichtgängig und zuverlässig<br />
sowie komfortabel und sicher für den Benutzer.<br />
Schwerlast-Antriebswalze mit<br />
einer Tragfähigkeit von bis zu 100 t<br />
Ein weitere Sonderlösung, die Maßstäbe setzt, ist eine Schwerlast-<br />
Antriebswalze mit dem Polyurethan-Laufbelag Extrathane. Sie trägt<br />
bis zu 100 t, nahezu 25 % mehr im Vergleich zu vier einzelnen<br />
Rädern. Neben der hohen Tragfähigkeit bietet diese Lösung mehr<br />
Sicherheit bei einem geringeren Einbauaufwand für den Anwender.<br />
Durch die optimale Kräfteverteilung ist außerdem eine dünnere<br />
Radachse möglich, was zu einer weiteren Kostenersparnis führt.<br />
Ein skandinavisches Unternehmen, das verschiedene Lösungen<br />
für die Windkraftindustrie liefert, setzt dieses Blickle-Produkt<br />
bei der Herstellung von Turbinentürmen für Windkraftanlagen als<br />
Standard ein.<br />
bec<br />
www.blickle.de<br />
www.burnout.kitchen<br />
Detaillierte Informationen zu Rädern und Rollen<br />
in Sonderausführungen<br />
hier.pro/aYFLH<br />
Wer die Wahl hat...<br />
... wählt Vakuum-Komponenten von Schmalz: Das Vorzugsprogramm<br />
Schmalz Select passt für 80 Prozent aller Standardanwendungen.<br />
Einfach selektiert, Versand am selben Tag, weltweit erhältlich.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 51
MASCHINENELEMENTE<br />
NEWS<br />
SMC entwickelt Drosselrückschlagventil für feuergefährdete Umgebungen<br />
Für brenzlige Anwendungen<br />
(eve) Das Drosselrückschlagventil AS-X900 der<br />
SMC Deutschland GmbH, Egelsbach, besteht<br />
aus schwerentflammbarem Kunststoff PBT<br />
(Polybutylenterephthalat). Damit erfüllt es Voraussetzungen<br />
vergleichbar mit der Vorschrift<br />
UL94 V-0 zur Brennbarkeit von Kunststoffen<br />
für Teile in Geräten und Anwendungen.<br />
Nach diesem in den USA entwickelten und<br />
mittlerweile weltweit anerkannten Testverfahren<br />
muss ein Werkstück nach einer zeitlich<br />
begrenzten Flammeneinwirkung innerhalb<br />
von rund 10 s selbst erlöschen und nach<br />
höchstens 30 s aufhören zu glühen. Zudem<br />
dürfen während der gesamten Prüfdauer<br />
keine brennenden Teile vom Teststück herabtropfen.<br />
Das Drosselrückschlagventil erweitert die<br />
Produktfamilie von Drosselrückschlagventilen<br />
der Serie AS und setzt zugleich ganz auf ihre<br />
Vorteile: So liegt das neue schwerentflammbare<br />
Ventil in gerader Bauform vor und kann<br />
dadurch vielfältig montiert werden – von der<br />
Direkt- über die Block- bis hin zur DIN-Schienenmontage.<br />
Die Außenanschlüsse für die<br />
Schläuche sind beim Durchmesser in drei<br />
Varianten (6, 8 und 10 mm) erhältlich. Ein<br />
Typenschild, das der Anwender selbst anbringen<br />
kann, hilft nicht nur bei der individuellen<br />
Kennzeichnung: Denn durch dessen Position<br />
an der Drosseleingangsseite können Monteure<br />
die Durchflussrichtung von Ab- und Zuluft<br />
sofort erkennen.<br />
Bild: SMC Deutschland<br />
Die Eigenschaften der Drosselrückschlag -<br />
ventile der Serie AS-X900:<br />
• Medium: Druckluft<br />
• Prüfdruck: 1,05 MPa<br />
• max. Betriebsdruck: 0,7 MPa<br />
• min. Betriebsdruck: 0,1 MPa<br />
• Umgebungs- und Medientemperatur:<br />
-5 bis +60 °C (kein Gefrieren)<br />
• verwendbare Schlauchmaterialien: schwer<br />
entflammbar; doppelwandig/Soft-Polyamid<br />
www.smc.de<br />
Vision- und Handling-Set, Bin-Picker und Sauggreifer von Schmalz<br />
Lösungen für den automatisierten Griff in die Kiste<br />
Bild: Schmalz<br />
(bec) Die J. Schmalz GmbH, Glatten, präsentiert<br />
für die komplexe Aufgabe des automatisierten<br />
Griffs in die Kiste weitere Lösungen,<br />
darunter anschlussfertige Sets, die sich in -<br />
tuitiv installieren lassen sowie einen Saug -<br />
greifer, der sich dank dünner Dichtlippe optimal<br />
an das Werkstück anpasst. Sämtliche Lösungen<br />
eignen sich ideal für Leichtbauroboter<br />
und Cobots. Im Mittelpunkt der Neuentwicklungen<br />
steht das Vison- und Handling-Set<br />
3D-R: Die Komplettlösung umfasst sämtliches<br />
Zubehör für einen effizienten Griff in die<br />
Kiste. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie<br />
sehr schnell in Betrieb genommen werden<br />
kann – ohne umfassende Robotik-Vorkenntnisse<br />
und in weniger als einem halben Tag.<br />
Der Nutzer erhält hierfür alle erforderlichen<br />
Komponenten anschlussfertig geliefert: das<br />
zum Robotertyp passende Anschlussset, den<br />
elektrischen Vakuumerzeuger ECBPi, einen<br />
Greifer samt Verlängerung zur Anbindung der<br />
passenden Sauger sowie das 3D-Kamera -<br />
system und die Software. Über diese lässt<br />
sich das System unkompliziert einrichten und<br />
steuern sowie der Griff in die Kiste einfach<br />
und kollisionsfrei planen. Darüber hinaus hat<br />
Schmalz den separat erhältlichen Bin-Picker<br />
SBPG entwickelt: Auch dieser kommt anschlussfertig,<br />
die Vakuumerzeugung ist bereits<br />
integriert. Mit seinem geringen Eigengewicht<br />
von wenigen hundert Gramm eignet er<br />
sich vor allem für stationäre Handhabungsaufgaben<br />
mit kollaborativen Robotern. Das hohe<br />
Saugvolumen sorgt für einen schnellen und<br />
sicheren Griff auch bei nicht dichten Teilen.<br />
Der Greifer nimmt die Werkstücke zuverlässig<br />
aus dem Behälter – unabhängig davon, ob sie<br />
chaotisch oder vorsortiert abgelegt sind.<br />
www.schmalz.com<br />
Kompatible Werkstückträger und Waschkörbe<br />
sichere Produktionsabläufe<br />
effiziente e Teilereinigung<br />
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52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020<br />
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Abschließbarer Edelstahl-Steckbolzen mit L-Griff von Ganter<br />
Bolzen mit Schloss gut gesichert<br />
(bec) Steckbolzen verbinden und sichern verschiedene<br />
Bauteile schnell und zuverlässig.<br />
Für höhere Sicherheit gegen unbeabsichtigtes<br />
Lösen oder gar Manipulation hat die Otto<br />
Ganter GmbH & Co. KG, Furtwangen, nun<br />
die abschließbaren Edelstahl-Steckbolzen<br />
GN 314 entwickelt.<br />
Auch wenn Steckbolzen auf den ersten Blick<br />
wenig komplex erscheinen, zeigt Ganter immer<br />
wieder, dass dieser Normelemente-<br />
Typus noch lange nicht ausentwickelt ist. So<br />
lassen sich die kürzlich eingeführten Varianten<br />
GN 113.11 und GN 113.12 mit ihrem einseitigen<br />
L-Griff ideal in beengten Bauräumen<br />
nutzen. Wie gewohnt werden die beiden<br />
Kugeln im Bolzen über den Druckknopf im<br />
Griff entriegelt.<br />
Auf diesen Knopf verzichtet der aktuelle Zuwachs<br />
der Steckbolzen-Familie, der Typ GN<br />
314. Dafür übernimmt er den einteiligen Griff<br />
und integriert ein für bestimmte Anwendungen<br />
extrem wichtiges Feature: Er lässt sich<br />
abschließen. Wichtig ist diese Funktionalität<br />
vor allem in sicherheitsrelevanten Applika -<br />
tionen, denn die Schließung verhindert Ver -<br />
Bild: Ganter<br />
änderungen an temporären oder dauerhaften<br />
Aufbauten. Bühnen, Tribünen, Projektionswände<br />
von Autokinos, Lautsprechertürme<br />
oder auch Produktionsanlagen macht der abschließbare<br />
Steckbolzen manipulationssicher.<br />
Dank der abgestuften Dimensionierung – der<br />
Bolzen deckt Durchmesser von 8 bis 20 mm<br />
und Längen bis 120 mm ab – ist der GN 314<br />
für unterschiedliche Anwendungen geeignet,<br />
deren Absicherung bislang nur kompliziert<br />
machbar war. Zudem produziert der Hersteller<br />
wie gewohnt auch weitere, anwender -<br />
spezifische Sondermaße.<br />
www.ganternorm.com<br />
TOX ®<br />
ElectricDrive<br />
moves<br />
Modulare Spanntechnik von Kipp in noch größerer Vielfalt<br />
Baukastensystem für schnelles und präzise Spannen<br />
(bec) Die Heinrich Kipp Werk KG, Sulz am<br />
Neckar, hat ihr Lieferprogramm im Bereich<br />
modulare Spanntechnik erweitert: Ab sofort<br />
steht ein umfangreiches Baukastensystem<br />
mit mehr als 300 Grund- und Aufbauele -<br />
menten zur Verfügung, mit denen sich die<br />
passenden Spannlösungen individuell zusammenstellen<br />
lassen. Das Sortiment kann<br />
nahezu alle Anforderungen abdecken, die<br />
sich im Werkstückaufbau auf CNC-Bearbeitungsmaschinen<br />
ergeben.<br />
Grundsätzlich sind Paletten, Aufspannwinkel<br />
und -würfel von Kipp jeweils in drei Ausführungen<br />
erhältlich – mit vorbearbeiteten Aufspannflächen,<br />
mit Rasterbohrungen sowie<br />
mit T-Nuten. Die Rastersysteme<br />
M12 bzw. M16 erlauben<br />
sowohl das Positionieren als<br />
auch das Befestigen durch<br />
Passschrauben. Sie werden<br />
mit gehärteten Passbuchsen<br />
der Toleranz F7 und mit vergüteten<br />
Gewindeeinsätzen<br />
geliefert. Die T-Nuten sind<br />
ebenfalls gemäß der<br />
Toleranzklasse H7 ausgelegt; sie ermöglichen<br />
ein positionsgenaues Befestigen von Vorrichtungen<br />
und Spannelementen.<br />
Aufspannwürfel und doppelseitige Aufspannwinkel<br />
sind darüber hinaus in weiteren Baugrößen<br />
verfügbar – das Sortiment umfasst<br />
jetzt Fußgrößen von 300 mm × 300 mm bis<br />
1000 mm × 1000 mm und Bauhöhen bis<br />
1250 mm. Neu im Programm sind Aufspannwürfel<br />
mit 6- und 8-seitigen Aufspannflächen<br />
sowie in Kreuzform. Alle Grundelemente<br />
werden aus dem Material Grauguss GJL300<br />
hergestellt. Sämtliche Paletten, Aufspannwinkel<br />
und -würfel von Kipp entsprechen den<br />
Normen DIN 55 201 und JIS 6337-1980, folglich<br />
lassen sich diese Produkte sowohl<br />
auf Maschinen mit DIN- als auch<br />
mit JIS-Norm nutzen. Damit ergibt<br />
sich vor allem für Anwender, die unterschiedliche<br />
Maschinen im Einsatz<br />
haben, ein enormer Vorteil: Sie sind<br />
bezüglich der Positionierung und<br />
Befestigung von Grundelementen<br />
flexibel und unabhängig.<br />
www.kipp.com<br />
Bild: Heinrich Kipp Werk<br />
Die treibende Kraft<br />
der Industrie.<br />
tox-electricdrive.com<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 53
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Befestigungslösung TSSD mit passendem Verfahren für Sandwichstrukturen im Flugzeug-Interieur<br />
Innovativer Insert für Leichtbau-Werkstoffe<br />
Motiviert durch den automotiven Leichtbautrend entwickelt Ejot spezielle Befestigungslösungen<br />
für Sandwich-, Waben- und Schaumkernstrukturen. Der Verbindungstechnik-Spezialist brachte mit<br />
dem TSSD und dem dazu gehörigen Fügeverfahren einen innovativen Ansatz zur Marktreife, mit<br />
dem sich Bauteile an diesen Leichtbauwerkstoffen prozesssicher und kostengünstig befestigen<br />
lassen. Der TSSD ist daher insbesondere im Bereich des Flugzeug-Interieurs eine ideale<br />
Verbindungslösung.<br />
Niko Müller, Projektmanager Aerospace, Ejot GmbH & Co. KG, Bad Berleburg<br />
Der TSSD (Thermischer Stoff-Schluss-Dom) von der Ejot GmbH<br />
& Co. KG, Bad Berleburg, ist eine neuartige Fügemethode, die<br />
es ermöglicht, Leichtbau-Werkstoffe schnell und prozesssicher zu<br />
verbinden. Es handelt sich dabei nicht „nur“ um ein Verbindungselement,<br />
sondern um ein komplettes Fügeverfahren. Bei den für den<br />
TSSD geeigneten Materialien handelt es sich in erster Linie um<br />
Sandwichstrukturen, die nach Kernmaterial und den beiden Deckschichten<br />
unterschieden werden. Als Deckschicht werden Holz, Furniere,<br />
GFK- oder auch CFK-Werkstoffe eingesetzt. Beim Kernmate -<br />
rial kann es sich um geschäumte Werkstoffe, wie EPP, PVC oder PUR,<br />
oder bei höheren Steifigkeiten auch um Wabenstrukturen aus Composite-Materialien<br />
oder Papier handeln. Auch Kombinationen dieser<br />
verschiedenen Materialien eignen sich für den Einsatz des TSSD,<br />
der damit ein sehr breites Anwendungsspektrum abdecken kann.<br />
Nur noch ein Prozessschritt<br />
Bis heute werden derartige Materialien in der Luftfahrtindustrie partiell<br />
durch Inserts verstärkt, die wiederum in sehr aufwändigen Prozessen<br />
in den Bauteilen verklebt werden. Solche Verbindungstechniken<br />
sind in der Bauteilvorbereitung (Vorlochfräsen, Anschleifen, Säu-<br />
bern und / oder Auftrag zusätzlicher Aktivatoren) zeitintensiv und im<br />
Prozess sehr aufwändig. Dazu kommen lange Aushärtezeiten einiger<br />
Klebstoffe, so dass eine Weiterverarbeitung oder Belastung der<br />
Verbindungspunkte erst deutlich später möglich ist.<br />
Mit dem TSSD Fügeverfahren haben die Verbindungstechnik-Experten<br />
von Ejot nun eine Möglichkeit entwickelt, diesen sehr aufwändigen<br />
Montageprozess signifikant zu verkürzen und zu vereinfachen,<br />
da die dafür notwendigen Prozessschritte auf einen Einzigen reduziert<br />
werden können.<br />
Formschlüssige Verbindung<br />
Beim Fügeverfahren wird der TSSD nach der Auflage auf dem zu verbindenden<br />
Bauteil auf eine festgelegte Drehzahl beschleunigt und<br />
exakt mit der Kraft belastet, die zur kontinuierlichen Erwärmung der<br />
Deckschicht des Verbundmaterials führt. Diese obere Schicht wird<br />
bei diesem Prozess aufgerieben. Das angeschmolzene TSSD Element<br />
dringt anschließend in das Bauteil ein, „fließt“ in die Hohlkammern<br />
der Zwischenschicht und erzeugt damit eine formschlüssige<br />
Verbindung. Hat der TSSD die Endposition erreicht, werden zusätzlich<br />
Faseranteile des Deckschichtmaterials in den angeschmolzenen<br />
Randbereichen des TSSD eingebettet. Diese sind nach Erstarren<br />
des Thermoplast-Doms fest mit diesem fixiert, um zusätzliche kraft-,<br />
stoff- und formschlüssige Verbindungsmechanismen zu generieren.<br />
Ejot TSSD als Schraubdom mit metallischem Insert – speziell für die Luftfahrt<br />
Bild: Ejot<br />
54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />
Setzprozess des TSSD<br />
mit metallischem Insert<br />
Bild: Ejot<br />
Vorlochbohren entfällt<br />
In der Regel wird beim Einsatz des TSSD Verfahrens kein zusätzliches<br />
Vorloch im Trägerbauteil benötigt. Die Kunststoff-Dome können<br />
dabei sowohl als Schraubdom (ausgelegt für eine Ejot Delta PT<br />
Schraube oder mit Metalleinsatz für luftfahrtübliche NAS-Schrauben)<br />
oder als direktes Verbindungselement eingesetzt werden. Je nach<br />
Ausführung und Kundenwunsch sind sowohl lösbare als auch nicht<br />
lösbare Verbindungen realisierbar.<br />
Das Setzen des TSSD - Verbindungselementes<br />
erfolgt voll- oder halbautomatisch<br />
mit eigens für diesen Prozess entwickelten<br />
Setzspindeln. Die Parameter<br />
Prozesssicherheit und Prozessdokumentation<br />
haben dabei für die Generierung<br />
einer optimalen Verbindung oberste Priorität.<br />
Je nach Anwendungsfall und Bauteilgröße<br />
kann sowohl eine Portalanlage<br />
als auch eine robotergestützte Lösung<br />
eingesetzt werden. Sowohl der zeit- und<br />
kostenoptimierte Montageprozess als<br />
auch die hohe verbindungstechnische Sicherheit prädestinieren das<br />
TSSD-Verfahren damit für den Einsatz im Luftfahrtbereich. bt<br />
www.ejot.de/industrie<br />
Weitere Informationen zum TSSD<br />
(Thermischer Stoff-Schluss-Dom):<br />
hier.pro/Lw5Ga<br />
WELLENFEDERN<br />
JETZT WIRD’S SPANNEND ...<br />
Wellenfedern sind eine Sonderform der herkömmlichen Druckfeder und gewundene, federnde Teile,<br />
die aus Flachdrahtmaterial gefertigt werden.<br />
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Sonderanfertigungen verschiedener Durchmesser<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 55
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zum Einsatz, wie z.B. Nahrungsmittel und Getränke,<br />
Energie, Abwasser, Beton, Metalle und Fördertechnik.<br />
56 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020<br />
Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG<br />
www.faulhaber.com/de<br />
Antriebslösungen an der Grenze des technisch Machbaren<br />
mit einzigartiger Zuverlässigkeit und Präzision –<br />
dafür steht FAULHABER. Der Antriebsspezialist ist eines<br />
der innovativsten Unternehmen Deutschlands und bietet<br />
das weltweit umfangreichste Portfolio an Miniaturund<br />
Mikroantriebstechnologien. Vom leistungsstarken<br />
DC-Motor mit 200 mNm Dauerdrehmoment bis zum<br />
filigranen Mikroantrieb mit 1,9 mm Außendurchmesser<br />
umfasst das FAULHABER Standardportfolio mehr als 25<br />
Mio. Möglichkeiten, ein optimales Antriebssystem für<br />
eine Anwendung zusammenzustellen. Dieser Technologiebaukasten<br />
ist zugleich die Basis für Modifikationen,<br />
um auf besondere Kundenwünsche hinsichtlich Sonderausführungen<br />
eingehen zu können.<br />
KULLEN-KOTI GmbH<br />
www.kullen.de<br />
Technische Bürsten, die perfekt passen – Kullen-Koti<br />
ist der innovative Lösungspartner weltweit. Seit über<br />
100 Jahren.<br />
Für kundenspezifische industrielle Anwendungen in<br />
jeder Branche bietet Kullen-Koti genau die richtige<br />
Bürste – bis hin zu individuellen Sonderlösungen.<br />
Kullen-Koti macht die Auswahl und Realisierung der<br />
besseren Lösung einfacher, schneller und sicherer –<br />
durch Expertenkompetenz und eines der größten Produktprogramme<br />
der Welt.<br />
Bürstentechnologie von Kullen-Koti – für mehr Produktivität,<br />
Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in vielen<br />
Prozessen und für hocheffiziente Anwendungslösungen<br />
der Zukunft.
PARTNER FÜR ENGINEERING<br />
DICHTUNGSTECHNIK<br />
FEDERN<br />
FLUIDTECH<br />
GFD – Gesellschaft für Dichtungstechnik mbH<br />
www.gfd-dichtungen.de<br />
GFD-Gesellschaft für Dichtungstechnik mbH entwickelt<br />
und produziert Dichtungen und Dichtelemente für<br />
höchste Anforderungen und extreme Betriebsbedingungen.<br />
Die GFD Dichtungen- und Dichtelemente werden<br />
seit Jahren in den unterschiedlichsten Branchen mit<br />
Erfolg eingesetzt. Sei es z. B in der Armaturenindustrie,<br />
in der Werkzeugmaschinenindustrie, in Pumpen- und<br />
Verdichtern, in der chemischen Industrie sowie in der<br />
Lebensmittelindustrie und in vielen weiteren Branchen.<br />
Lieferprogramm:<br />
– Federelastische PTFE-Dichtungen<br />
– Metall-O- und C-Ringe<br />
– Radialwellendichtringe mit PTFE-Dichtlippe und<br />
Edelstahlgehäuse<br />
Schweizer GmbH & Co. KG<br />
www.schweizer-federn.de<br />
Die Schweizer GmbH & Co. KG aus Reutlingen bietet<br />
bereits seit 1986 technische Federn in allen Variationen.<br />
Am Rande der schwäbischen Alb fertigen ca. 120 Mitarbeiter<br />
hochwertige Drahtfedern und Stanzbiegeteile<br />
aus allen gängigen Federmaterialien in Klein- und Großserien.<br />
Das umfangreiche Produktportfolio der Schweizer<br />
GmbH & Co. KG umfasst:<br />
• Druck-, Zug- und Schenkelfedern<br />
• Draht- und Stanzbiegeteile<br />
• Mikrofedern und Laserschneidteile<br />
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
www.rct-online.de<br />
Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip<br />
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />
und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />
ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />
Labortechnik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />
Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />
<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
SPANNTECHNIK<br />
SPANNTECHNIK mit<br />
SYSTEM<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH<br />
www.elringklinger-kunststoff.de<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik ist weltweiter<br />
Technologieführer und Entwicklungspartner für<br />
• Dichtungen • <strong>Konstruktion</strong>selemente<br />
• Module • Baugruppen<br />
aus innovativen Hochleistungs-Kunststoffen.<br />
Maßgeschneiderte Lösungen für nahezu alle Branchen<br />
wie Automotive, Chemie- u. Prozesstechnik, Energie,<br />
Food & Pharma, Maschinenbau, Medical & Life Science,<br />
Luft- und Raumfahrt, Oil & Gas und Optik werden an<br />
5 Standorten entwickelt und gefertigt.<br />
Ein breites Standard-Produktportfolio an Dichtungen<br />
und <strong>Konstruktion</strong>selementen ist bequem über<br />
shop.elringklinger-kunststoff.de erhältlich.<br />
Smalley Europa<br />
www. smalley.com/de<br />
Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen<br />
Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer<br />
bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox<br />
Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem<br />
Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat<br />
mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte<br />
vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine<br />
Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin<br />
aufzeigen.<br />
D. Mengemann<br />
www.d-mengemann-spanntechnik.com<br />
Seit vielen Jahren sind wir auf dem Gebiet der Werkstückspannung<br />
für kleine und bis zu großen Werkstücken<br />
auf Bearbeitungszentren, Fräsmaschinen und<br />
Portal- oder Lateral-Fräswerke erfolgreich tätig.<br />
Beginnend mit<br />
– Beratung über Entwicklung<br />
– <strong>Konstruktion</strong> bis hin zur Fertigung<br />
werden auch die bisherigen Erfahrungen des Kunden<br />
mit in eine optimale Spannlösung berüchsichtigt.<br />
Sie erreichen uns unter:<br />
Tel. Mobil: 01 72/2 68 22 52<br />
E-Mail: d-mengemann-spanntechnik@t-online.de<br />
TROCKNUNGSANLAGEN<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Weitere Fakten zu Unternehmen, Details<br />
zum Angebots- und Leistungsspektrum<br />
finden Sie im Firmenverzeichnis auf<br />
industrieanzeiger.de.<br />
Unter folgendem Link gelangen Sie zur<br />
Übersicht aller Online-Firmenprofile.<br />
Bookmark!<br />
www.kem.de/firmenverzeichnis<br />
Harter GmbH<br />
www.besser-trocknen.de<br />
Die Kunst des Trocknens<br />
Die von Harter entwickelte Kondensationstrocknung<br />
mit Wärmepumpe vereint scheinbar widersprüchliche<br />
Qualitäten: niedrige Temperaturen, schonende Trocknung,<br />
hochwertige Ergebnisse, kurze Trocknungszeiten,<br />
individuelle Luftführung, integrierte Wärmepumpentechnik,<br />
energetisch geschlossenes System. Trocknungsanlagen<br />
Airgenex®, AIRGENEX®med und<br />
AIRGENEX®food für mehr Innovation.<br />
Ferdinand Gross GmbH & Co. KG<br />
www.schrauben-gross.de<br />
Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik<br />
und C-Teile-Management und bietet Kunden und<br />
Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.<br />
Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen<br />
über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.<br />
Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über<br />
107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management<br />
bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen<br />
zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 57
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
Bauer Gear Motor GmbH,<br />
Esslingen ................................ 27, 56<br />
Bohnert GmbH, Hardt 55<br />
C. Otto Gehrckens GmbH &<br />
Co. KG, Pinneberg ....................... 37<br />
Easyfairs GmbH, Bielefeld 11<br />
D. Mengemann Spanntechnik<br />
GmbH, Frankfurt .......................... 57<br />
Eichenberger Gewinde AG,<br />
CH-BURG AG ............................... 13<br />
ElringKlinger<br />
Kunststofftechnik GmbH,<br />
Bietigheim-Bissingen ................... 57<br />
Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG,<br />
Schönaich.....................................<br />
56<br />
Franke GmbH, Aalen .................... 60<br />
Getriebebau NORD GmbH<br />
& Co. KG, Bargteheide 25<br />
GFD-Gesellschaft für<br />
Dichtungstechnik mbH,<br />
Brackenheim ................................ 57<br />
Ferdinand Gross GmbH &<br />
Co. KG,<br />
Leinfelden-Echterdingen 57<br />
Gutekunst & Co. KG,<br />
Metzingen....................................<br />
23<br />
VORSCHAU<br />
Maschinen und Anlagen müssen ausfallsicher sein – mit<br />
den richtigen Komponenten wird die Verfügbarkeit der<br />
24-V DC-Stromversorgung abgesichert<br />
Harter GmbH, Stiefenhofen 57<br />
Heidrive GmbH, Kelheim 31<br />
HepcoMotion Deutschland,<br />
Feucht .......................................... 38<br />
Karl Hipp GmbH<br />
Präzisions-Gewindespindeln,<br />
Burladingen .................................. 45<br />
Höhl & Westhoff GmbH,<br />
Wuppertal .................................... 51<br />
Hummel AG, Denzlingen 43<br />
häwa GmbH, Wain ....................... 49<br />
Heinrich Kipp Werk GmbH &<br />
Co. KG, Sulz ................................. 21<br />
Knapp Wälzlagertechnik GmbH,<br />
Waiblingen ................................... 12<br />
KULLEN-KOTI GmbH,<br />
Reutlingen .............................. 56, 59<br />
LK-Mechanik und<br />
Blechverarbeitungs-GmbH,<br />
Heuchelheim................................<br />
52<br />
Maxon Motor GmbH, Sexau 5<br />
MICRO-EPSILON-MESS-<br />
TECHNIK GmbH & Co. KG,<br />
Ortenburg ...................................... 3<br />
Neff Gewindetriebe GmbH,<br />
Weil im Schönbuch ....................... 17<br />
Neugart GmbH, Kippenheim 33<br />
Engineering-Know-how regelmäßig?<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />
KI in der<br />
Automation<br />
09 2020<br />
www.kem.de<br />
Titelstory Seite 28<br />
Intelligente Sicherheit<br />
für vertikale Achsen<br />
Schnelle<br />
Formatwechsel<br />
Digitalisierung/Interview Antriebstechnik<br />
Seite 19<br />
Seite 26<br />
Robust<br />
und regelbar<br />
Hydraulik<br />
Seite 36<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 1<br />
Im Gespräch | „Integration im Antrieb spart Platz“<br />
Online finden Sie uns unter<br />
www.kem.de, auf Twitter unter<br />
@<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong><br />
Bild: Phoenix Contact<br />
RCT Reichelt<br />
Chemietechnik GmbH + Co.,<br />
Heidelberg ............................. 40, 57<br />
J.Schmalz GmbH, Glatten 51<br />
Schweizer GmbH & Co.KG,<br />
Reutlingen....................................<br />
57<br />
SICK AG, Waldkirch ........................ 2<br />
Smalley Steel Ring Company,<br />
US-Lake Zurich, IL...................<br />
47, 57<br />
TOX Pressotechnik GmbH &<br />
Co. KG, Weingarten ..................... 53<br />
Dr. Erich Tretter<br />
Maschinenelemente GmbH & Co.,<br />
Rechberghausen .......................... 41<br />
Tünkers Maschinenbau GmbH,<br />
Ratingen.......................................<br />
39<br />
Walter Stauffenberg GmbH &<br />
Co. KG, Werdohl .......................... 35<br />
Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> liefert monatlich Trend- und Praxiswissen für<br />
die Produktentwicklung. Schwerpunkte liegen auf dem Maschinen-<br />
Anlagenbau, Sonderausgaben beleuchten detailliert auch an-<br />
und<br />
grenzende 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 />
INFO<br />
Immer mehr Installationen sollen immer höher ver -<br />
fügbar sein. Bei der 24-V DC -Versorgung gibt es hier<br />
einige technische Besonderheiten zu beachten. Dabei<br />
ist eine umfassende Betrachtung unerlässlich – vom<br />
Netzteil über die Absicherungen bis hin zur Potenzialverteilung.<br />
Schnell wird klar, dass ein funktionie -<br />
rendes System aus vielen einzelnen Komponenten besteht.<br />
Jede Komponente trägt ihren Teil zur Erhöhung<br />
der Verfügbarkeit bei. Die richtige Planung der Anlage<br />
sowie die fachgerechte Ausführung sind gleicher -<br />
maßen wichtig für einen reibungslosen Betrieb.<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 />
E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />
<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: jsp@trademedia.info<br />
USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn<br />
Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212<br />
8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />
Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />
nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />
eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />
<strong>Konstruktion</strong> erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich<br />
geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten.<br />
Reproduktionen gleich welcher Art, nur mit schriftlicher<br />
Genehmigung des Verlages.<br />
Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />
Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
Printed in Germany.<br />
© 2020 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Leinfelden-Echterdingen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 10/2020 erscheint am 27.10.2020<br />
EDA<br />
58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020 59
Bringt Bewegung ins Spiel:<br />
Drehtisch mit Direktantrieb<br />
Franke Drehtische vom Typ LTD mit<br />
integriertem Direktantrieb zeichnen sich durch<br />
höchste Energieeffizienz aus.<br />
Die Standardbaureihe mit vier Durchmessern<br />
von 100 bis 385 mm ist ab Lager lieferbar. Zur<br />
Anpassung an Ihre Anwendung sind darüberhinaus<br />
weitere Durchmesser im Bereich von 60<br />
bis 2000 mm sowie Sonderausführungen<br />
bezüglich Werkstoff, Motorleistung oder<br />
Elektronik auf Anfrage erhältlich.<br />
Ihr Nutzen<br />
• Integriertes System<br />
• Hohe Dynamik, hoher Wirkungsgrad<br />
• Kundenspezifisches Design möglich<br />
• Motor, Messsystem und Regler frei wählbar<br />
Anwendungsbereiche<br />
Drehtische finden in Medizintechnik, Fahrzeugbau,<br />
Navigation, Montage und Automation Anwendung.<br />
LTD-0100 LTD-0215 LTD-0320 LTD-0385<br />
Franke GmbH, Aalen<br />
info@franke-gmbh.de<br />
www.franke-gmbh.de<br />
60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> 09 2020