DER KONSTRUKTEUR 4/2021
DER KONSTRUKTEUR 4/2021
DER KONSTRUKTEUR 4/2021
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19073<br />
04 APRIL <strong>2021</strong><br />
AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />
FÜR DEN<br />
PERFEKTEN<br />
AUFTRITT<br />
Bühnenbremsen arbeiten<br />
sanft und bauteilschonend<br />
DerKonstrukteur.de
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FÖR<strong>DER</strong>TECHNIK<br />
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Carmen Nawrath<br />
Head of Sales<br />
Telefon: 0049/6131/992-245<br />
c.nawrath@vfmz.de
EDITORIAL<br />
ALLES SMART?<br />
Das Wörtchen „smart“ hat in den letzten Jahren einen enormen Siegeszug<br />
angetreten. Auch im Maschinenbau ist es heute allgegenwärtig. Was aber<br />
sind smarte Komponenten? Was kann eine smarte Maschine?<br />
Und muss für die Entwicklung eines smarten Produkts auch die Konstruktion<br />
smart werden? Das haben wir Prof. Berend Denkena, Leiter des Instituts<br />
für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität<br />
Hannover gefragt. Seine Sicht der Dinge erfahren Sie im Interview in<br />
unserem Special „Smarte Komponenten“ ab Seite 42.<br />
Ich selbst erlebe es so, dass tatsächlich ALLES immer mehr vernetzt wird.<br />
Damit meine ich nicht nur die digitale Vernetzung von Menschen, Produkten<br />
und Maschinen. Sondern ich sehe, dass auch Abteilungen, Technologien,<br />
Prozesse, Unternehmen,<br />
ERFOR<strong>DER</strong>T EIN SMARTES<br />
PRODUKT AUCH EINE<br />
SMARTE KONSTRUKTION?<br />
Lebensbereiche, Themen<br />
und Branchen mehr und<br />
mehr zusammewachsen.<br />
Natürlich kann das auch<br />
negative Auswirkungen<br />
haben und man muss<br />
aufpassen, dass man sich von alldem nicht überrollen lässt. Aber grundsätzlich<br />
bewerte ich es erst einmal positiv, denn letztlich ist ja alles mit allem<br />
verbunden. Wenn es uns also gelingt, diese ganzheitliche Sicht zumindest<br />
hin und wieder einzunehmen, dann kann das meiner Meinung nach im<br />
Hinblick auf ein bewusstes und nachhaltiges Leben viel bewirken – und das<br />
ist doch smart, oder?<br />
Martina Klein<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
m.klein@vfmz.de<br />
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Schaltschrankbau
INHALT<br />
06<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
03 Editorial: Alles smart?<br />
06 REPORTAGE<br />
Der Konstrukteur im Lockdown: Alles anders<br />
10 STANDPUNKT<br />
Was bedeutet 5G für den Konstrukteur?<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
22<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
14 TITELSTORY<br />
Sicherheitsbremsen: Für den perfekten Auftritt<br />
18 Servogetriebe: Antrieb für<br />
umweltfreundliche Verpackung<br />
22 Kugelgewindetriebe: Alles im Griff<br />
SOFTWARE & PROTOTYPING<br />
24 Berechnungssoftware: Nachhaltigkeit ahoi!<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
26 Positionsanzeige: Mini mit Format<br />
26<br />
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
30 Maschinenelemente:<br />
Proben sicher bewegen und fixieren<br />
34 Verbindungslösungen:<br />
Sichere Verbindungen für gute Luft<br />
38 Kaltgerätesteckermodule:<br />
Bauteile clever reduzieren<br />
30<br />
4 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
SPECIAL<br />
SMARTE KOMPONENTEN<br />
42 INTERVIEW<br />
Smarte Maschinen smart konstruiert<br />
46 Gleitlager: Intelligente Komponente – jetzt<br />
auch aus dem Drucker!<br />
SERVICE<br />
50 Impressum<br />
51 Vorschau<br />
46<br />
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REPORTAGE<br />
ALLES<br />
AN<strong>DER</strong>S<br />
Normalerweise sitzt Daniel Konrad tagsüber in<br />
einem Großraumbüro mit 22 Kollegen und<br />
arbeitet als technischer Projektleiter bei dem<br />
Hydraulik-Spezialisten Herbert Hänchen im<br />
Fachbereich Sondermaschinenbau Ratio-Drive.<br />
Seine drei Kinder im Alter von 6, 5 und 3 Jahren<br />
sind dann in der Schule oder im Kindergarten.<br />
In der Corona-Zeit ist jedoch alles anders …<br />
Im zweiten Lockdown ist Daniel Konrads Präsenz<br />
bei Hänchen gefragt; die Abstimmung mit<br />
den Kollegen, die vor Ort sind, geschieht unter<br />
Einhaltung der Hygienebestimmungen<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Dass Hydraulik zu seinem technischen Schwerpunkt werden<br />
sollte, ahnte Daniel Konrad während des Maschinenbau-Studiums<br />
bis hin zum Master an der Hochschule<br />
Offenburg nicht. Hydraulik war dort, wenn überhaupt,<br />
nur eine Randnotiz. Doch während seiner Tätigkeit bei einem<br />
Hersteller für Flughafenbodengeräte rutschte er durch eine frei<br />
gewordene Stelle genau in diesen Bereich und absolvierte noch<br />
in der Abendschule den Fachingenieur für Hydraulik an der<br />
Hochschule in Ulm. Nach sieben Jahren Konstruktion von Flughafenbodengeräten<br />
bewarb sich der heute 35-jährige auf eine<br />
Stelle als Hydraulik-Konstrukteur bei Hänchen, kam dann aber in<br />
den Bereich Ratio-Drive. Das ist viel mehr als Hydraulik. Denn<br />
das Systemangebot bietet Lösungen für Kunden, die Sondermaschinen<br />
benötigen. Von einzelnen Komponenten bis hin zur<br />
kompletten Maschine – für den Projektleiter ein komplett neues,<br />
herausforderndes Aufgabengebiet. Es begann mit einem komplexen<br />
Projekt und ist für ihn „total spannender Sondermaschinenbau<br />
mit unglaublich vielfältigen Aufgaben“.<br />
ARBEITEN VOR CORONA<br />
Mit seinem Eintritt in die Firma 2019 durfte er einen vielfältigen<br />
Arbeitsalltag entdecken. Bei Ratio-Drive wird die Aufgabenstellung<br />
vom Kunden vorgegeben und dann vor Ort bei ersten persönlichen<br />
Kontakten präzisiert. Auch der weitere Prozess, Präsentation<br />
von vergleichbaren Projekten und Lösungsansätzen,<br />
erfolgt so persönlich wie möglich. Anschließend wird die entsprechende<br />
Sondermaschine entwickelt, mit genau den Features,<br />
Autor: Jörg Beyer, Redakteur, mediaword, Tübingen<br />
die der Kunde benötigt – als Komplett- oder Teillösung. Die Kundenkontakte<br />
des Ratio-Drive-Teams sind dabei sehr vielfältig: in<br />
Stahlwerken für Kokillenoszillationsanlagen, im Maschinenbau<br />
für Wickelmaschinen zur Herstellung von Keilriemen, in der Automotive-Produktion<br />
von Montagelinien oder im Bereich Verfahrenstechnik<br />
in Chemieanlagen, um nur einige wenige zu nennen.<br />
Auch für den Prüfbereich bietet das Team unterschiedlichste Lösungen,<br />
von End-of-Line-Prüfständen bis hin zu Prüfmaschinen<br />
für Dichtungen oder das Testen von Sitzen und Lenkungen im<br />
Automotivbereich. Ratio-Drive bietet individuell abgestimmte<br />
Sondermaschinen statt Maschinen von der Stange. Ebenso möglich<br />
ist ein Retrofit für Maschinen oder die Erweiterung bestimmter<br />
Funktionen durch Hard- oder Software. Die Kollegen kommen<br />
aus den Bereichen Elektrotechnik und Software. Daniel<br />
Konrad übernimmt die Hydraulik, Antriebsmechanik, konstruktive<br />
Aufgaben sowie die Projektleitung an den Maschinen oder<br />
Teilmaschinen. Zusätzlich ist er vertriebsunterstützend tätig, etwa<br />
bei der Angebotserstellung.<br />
HOMEOFFICE IM ERSTEN LOCKDOWN<br />
Und dann – Lockdown im Frühjahr 2020. Die kurzen Wege fehlten<br />
– zu den Kunden, zu den Kollegen, in die Produktion. Der<br />
Konstrukteur konnte nicht mehr einfach schnell in die Montage<br />
gehen und fragen, „wie sieht‘s denn aus mit dem Projekt?“. Alles<br />
ging nur noch telefonisch oder online, teilweise bis heute. „Die<br />
Informationen bei einer spontanen Begegnung auf dem Flur<br />
entfallen und damit der kurze Input durch die Kollegen. Selbst<br />
die kurzen Unterhaltungen vor Teamsitzungen sind nur noch<br />
eingeschränkt möglich. Zwar datet man sich regelmäßig über<br />
die Projekte up, doch der so wichtige Austausch des Zwischenmenschlichen<br />
fehlt.“<br />
6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
REPORTAGE<br />
EINE KURZE VIDEOKONFERENZ<br />
MIT KUNDEN KANN DURCHAUS<br />
EFFIZIENT SEIN<br />
Das Equipment war für Konrad weniger das Problem, denn „Hänchen<br />
hat im ersten Lockdown sehr schnell und unbürokratisch reagiert.<br />
Wir Mitarbeiter durften alles ins Homeoffice mitnehmen,<br />
was wir benötigten, egal ob Laptop, ein oder zwei Bildschirme, man<br />
musste nichts selbst anschaffen.“ Natürlich gab es kleinere Probleme<br />
bei der schnellen Einführung von Video-Software oder durch<br />
den Mangel an Webcams. Aber bald funktionierte die Technik gut.<br />
Was dagegen für den Vater schwieriger war: „das Jonglieren zwischen<br />
Job und Familie. Erklären sie mal einem Dreijährigen, der Papa<br />
ist zwar den ganzen Tag da, hat aber keine Zeit für dich.“ So<br />
schlich er sich morgens immer an den Kindern vorbei ins häusliche<br />
Büro und versteckte sich quasi, um ungestört arbeiten zu können.<br />
Dann war es auch möglich, besonders ungestört zu telefonieren.<br />
VOR ORT IM ZWEITEN LOCKDOWN<br />
Im zweiten Lockdown wäre ein Homeoffice gar nicht mehr<br />
möglich gewesen. Seine Frau begann nach der Elternzeit<br />
wieder mit der Arbeit, ist vollständig von zuhause aus tätig –<br />
und die Wohnung hat einfach Grenzen. Deshalb ist Konrad<br />
froh, dass er jetzt vor Ort bei Hänchen arbeiten kann, dort<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 7
REPORTAGE<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
POSITIVE ASPEKTE<br />
SEHEN UND AUS <strong>DER</strong><br />
SITUATION LERNEN<br />
Insgesamt sind meine Erfahrungen in der von<br />
Corona geprägten Zeit nicht nur durch Belastungen<br />
geprägt, sondern ich kann durchaus auch positive<br />
Aspekte sehen. Allerdings würde ich mir<br />
wünschen, dass die politisch Verantwortlichen<br />
künftig ebenfalls aus der Situation lernen und<br />
gerade für Familien bessere Rahmenbedingungen<br />
schaffen. Darüber hinaus wäre ein deutlicher<br />
Ausbau der Netzinfrastruktur in vielen Regionen<br />
dringend nötig.<br />
DANIEL KONRAD, Technischer Projektleiter<br />
Ratio-Drive, Herbert Hänchen GmbH & Co. KG, Ostfi ldern<br />
allerdings fast alleine im Großraumbüro. Und seine Präsenz ist<br />
auch gefordert, denn das aktuelle Projekt befindet sich in der<br />
Endphase und er muss sehr engmaschig mit den Kollegen an<br />
der Maschine zusammenarbeiten. „Eine Klemme oder einen<br />
Dichtringe montieren – das geht schlecht im Homeoffice“, lacht<br />
er. Und freut sich über etwas mehr Bewegung. Nicht nur im Unternehmen,<br />
sondern auch auf dem Arbeitsweg, den er täglich<br />
mit dem Rad zurücklegt. „Im Homeoffice sitzt man doch den<br />
ganzen Tag am Bildschirm und bewegt sich sehr wenig. Außerdem<br />
kann man so besser trennen: Hier fängt die Arbeit an, hier<br />
das Privatleben.“<br />
WAS <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> AUS DEN<br />
BESON<strong>DER</strong>EN ZEITEN MITNIMMT<br />
Insgesamt wägt Daniel Konrad ab: „Dass die Kundenkontakte wenig<br />
bis gar nicht vor Ort stattfinden können, ist ein klarer Nachteil.<br />
Doch bei einem allerersten Kontakt ist es durchaus möglich, am<br />
Bildschirm grob die Rahmenbedingungen abzustecken. Ein Beispiel<br />
ist die Frage, ob die Kundenvorstellung der technischen Lösung<br />
auch finanziell abbildbar ist. Das spart natürlich Reisezeit<br />
und somit auch Geld. So gesehen kann eine kurze Videokonferenz<br />
mit dem Kunden durchaus effizient sein. Doch sobald ein<br />
Projekt konkreter wird, ist ein persönlicher Kontakt quasi unausweichlich.<br />
Man kann sich gegenseitig kennenlernen und Vertrauen<br />
aufbauen. Außerdem erhalte ich so einen Einblick in die Begebenheiten<br />
vor Ort. Auf dem Papier ist es beispielsweise oftmals<br />
egal, ob ein Zugang auf der einen oder anderen Seite geplant<br />
wird. Vor Ort kann das aber durchaus relevant sein.“<br />
Das gilt auch für die Zusammenarbeit mit den Kollegen. „Ideenfinden<br />
funktioniert am besten im direkten Austausch mit anderen<br />
auf einem weißen Blatt Papier. Am Bildschirm ist es komplizierter<br />
und das Direkte fehlt“, ist der Projektleiter überzeugt. Auch<br />
die mechanischen Komponenten, ob rotatorisch, linear, mit oder<br />
ohne Hydraulik, sind im Videochat nicht einfach diskutierbar.<br />
Sehr gut dagegen geht online das Engineering. Detaillösungen im<br />
Softwarebereich beispielsweise lassen sich im Homeoffice mit<br />
dem entsprechenden Equipment gut realisieren. „Und die Software-Kollegen<br />
sind wahrscheinlich regelrecht dankbar über etwas<br />
mehr Ruhe und weniger Störungen.“ Auch die Fernwartung<br />
funktioniert problemlos online. Hier war Hänchen durch die eigene<br />
Programmierung bereits bestens vorbereitet. In der Vergangenheit<br />
scheiterte der Einsatz von Fernwartung oft an der kundenseitigen<br />
IT. Doch zu Corona-Zeiten ließen sich auch solche<br />
Hindernisse gemeinsam mit dem Kunden aus dem Weg räumen.<br />
EIN BLICK IN DIE ZUKUNFT<br />
Gute Chancen für das Homeoffice der Zukunft sieht Daniel<br />
Konrad vor allem im Bereich digitale Produktentwicklung und<br />
auch bei einzelnen, begrenzten Fragen von Kunden. Diese kann<br />
man durchaus per Videochat besprechen und das vielleicht sogar<br />
effizienter. Der Konstrukteur relativiert: „Natürlich müssen<br />
die Rahmenbedingungen Zuhause auch gegeben sein. Telefonkonferenzen<br />
mit Kindergeschrei sind schwierig und auch die<br />
Konzentration auf die Arbeit muss stimmen. Und nicht zuletzt<br />
müssen die Arbeitsbedingungen zuhause auch optimal sein,<br />
was ergonomische Arbeit und natürlich die Räumlichkeiten betrifft.<br />
Nicht jeder hat genügend Zimmer im Haus, um sich ein<br />
eigenes Büro einzurichten.“<br />
Bilder: Virus: Feydzhet Shabanov - stock.adobe.com,<br />
Laptop: peshkova - stock.adobe.com, Sonstige: Hänchen<br />
www.haenchen.de<br />
8 Unbenannt-2 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 1 <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de<br />
10.12.2020 10:40:33
HANNOVER MESSE DIGITAL EDITION – KONFERENZPROGRAMM IST ONLINE<br />
Mit mehr als 1 500 Programmpunkten startet am 12. April die fünftägige Hannover<br />
Messe Digital Edition. Sie versteht sich als zentrale Plattform für Innovationen, Networking<br />
und Orientierung im Zeitalter der industriellen Transformation. Das Konferenzprogramm<br />
ist nun online verfügbar unter www.hannovermesse.de/de/conference/.<br />
Der Messemontag steht ganz im Zeichen der politischen Diskussionen. Neben der<br />
Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel und dem niedersächsischen Ministerpräsidenten<br />
Stephan Weil, sprechen u. a. der Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier sowie die<br />
Bundesforschungsministerin Anja Karliczek. Die drei Verbandspräsidenten Siegfried<br />
Russwurm (BDI), Karl Haeusgen (VDMA) und Dr. Gunther Kegel (ZVEI) diskutieren die<br />
allgemeinen Konjunkturaussichten der deutschen Industrie. Von Dienstag bis Donnerstag stehen die Kernthemen der Hannover<br />
Messe im Vordergrund. Es geht um die Digitalisierung der Industrie, Plattformökonomie, künstliche Intelligenz, Leichtbau,<br />
Cloudlösungen, Chancen für die Industrie durch Klimaschutz, Forecast in unsicheren Zeiten oder die Silicon Economy. Am<br />
Freitag veranstaltet die Deutsche Messe AG den Karrierekongress WomenPower unter dem Motto Reset.Rethink.Restart.<br />
www.hannovermesse.de<br />
EFFIZIENTE MOTOREN<br />
GEGEN DEN<br />
KLIMAWANDEL<br />
In dem Whitepaper „Achieving<br />
the Paris Agreement:<br />
The Vital Role of High-Efficiency<br />
Motors and Drives in<br />
MO<strong>DER</strong>NE<br />
SENSORTECHNIK<br />
DIE INTELLIGENTE KUPPLUNG.<br />
Reducing Energy Consumption”<br />
zeigt ABB auf, in welchem<br />
Maß hocheffiziente Motoren<br />
und Antriebe die Energieeffizienz<br />
von Industrie und<br />
Infrastruktur verbessern<br />
können. Entsprechend dem<br />
Whitepaper sind in der<br />
Industrie immer noch rund<br />
300 Mio. von Elektromotoren<br />
angetriebene Systeme im<br />
Einsatz, die deutlich mehr<br />
Elektrizität aufnehmen als<br />
nötig. Der Austausch dieser<br />
Systeme durch optimierte,<br />
hocheffiziente Anlagen<br />
könnte laut ABB, unabhängigen<br />
Forschungsergebnissen<br />
zufolge, den weltweiten<br />
Strombedarf um bis zu 10 %<br />
senken. Dies würde mehr als<br />
40 % zur Gesamtminderung<br />
der Treibhausgasemissionen<br />
beitragen, die zur Erfüllung<br />
der im Pariser Klimaabkommen<br />
vereinbarten Ziele bis<br />
2040 notwendig ist.<br />
www.abb.de<br />
RW-KUPPLUNGEN.DE
STANDPUNKT<br />
WAS BEDEUTET 5G<br />
FÜR DEN <strong>KONSTRUKTEUR</strong>?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Was bedeutet 5G für den Konstrukteur? Diese Frage<br />
ist nicht so einfach zu beantworten, da sich mit 5G<br />
die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten gegenüber<br />
existierenden Funktechnologien stark erweitert<br />
hat. Es gibt also nicht die eine Lösung für alle, die Bandbreite an<br />
Möglichkeiten ist dafür einfach zu groß. Aber anhand von ein<br />
paar Kriterien, lässt sich der Entscheidungsraum für den Anwender<br />
dennoch etwas übersichtlicher gestalten.<br />
Mit 5G gibt es erstmals einen Funkstandard, der mit dem<br />
Anspruch antritt, eine große Bandbreite unterschiedlicher<br />
Applikationen mit teilweise konträren Anforderungen zu<br />
ermöglichen. Im Wesentlichen gibt es für den Mobilfunkstandard<br />
drei ausschlaggebende Leistungsparameter, die häufig in<br />
einem Dreieck visualisiert werden: Auf der einen Seite steht mit<br />
„enhanced Mobile Broadband“ (eMBB) die Steigerung des Datendurchsatzes;<br />
hier werden bis zu 20 Gbps Peak-Datenrate und<br />
ca. 100 Mbps im Durchschnitt pro Nutzer erreicht. Der zweite<br />
Eckpunkt markiert die „Ultra-Reliable Low Latency Communication“<br />
(URLLC) mit einer Latenz kleiner gleich 1 ms. Der dritte<br />
Eckpunkt steht schließlich für „massive Machine Type Communication<br />
(mMTC)“ mit extrem vielen Endgeräten bei geringer bis<br />
moderater Datenrate und geringem Energieverbrauch.<br />
Allein hierdurch ergibt sich eine große Bandbreite an unterschiedlichen<br />
Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen. Diese<br />
reichen vom IoT-Sensor zur Überwachung von Prozessparametern<br />
über den Einsatz bei der Maschinensteuerung bis hin<br />
zu klassischen Mobilfunkanwendungen, wie beispielsweise<br />
dem Einsatz von AR-Brillen bei der Maschinenwartung. Die<br />
Industrie 4.0 gehört damit sicherlich zu den Einsatzgebieten<br />
von 5G mit der größten Bandbreite an Anforderungen und<br />
Einsatzgebieten.<br />
Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die Unterscheidung<br />
zwischen lokalen Campus-Netzen und den<br />
überregionalen öffentlichen Mobilfunknetzen.<br />
In Deutschland gibt es erstmals die Möglichkeit<br />
auf dem Firmengrundstück ein eigenes,<br />
lokales und geographisch beschränktes<br />
Mobilfunknetz in einem lizenzierten Band<br />
aufzubauen. Hierzu ist die Beantragung<br />
einer entsprechenden Lizenz bei der<br />
Bundesnetzagentur erforderlich. Der<br />
Frequenzbereich, der in Deutschland<br />
hierfür vorgesehen ist, liegt zwischen<br />
3,7 und 3,8 GHz. Die Vorteile für den<br />
Nutzer sind volle Kontrolle über<br />
Nutzung und Speicherung der Daten<br />
und die Auslegung bzw. Architektur<br />
des Netzes. Allerdings muss der<br />
Campusnetzbetreiber sein eigenes<br />
Mobilfunknetz planen, aufbauen und<br />
den laufenden Betrieb sicherstellen.<br />
Ebenfalls mitzudenken ist, dass es<br />
lokale Netze nur in wenigen Regionen<br />
der Welt gibt und dann auch nicht notwendigerweise<br />
im gleichen Frequenzbereich.<br />
Dies führt mich gleich zum nächsten<br />
Punkt: den Frequenzbändern sowie<br />
der Auslegung und Verfügbarkeit der öffent-<br />
lichen Netze am Einsatzort. Ist eine weltweite oder zumindest<br />
multi-nationale Nutzung einer Anlage geplant, so sollte darauf<br />
geachtet werden, dass passende Funkmodule für die landesspezifischen<br />
Frequenzbänder am Markt verfügbar sind. Überdies<br />
ist zu berücksichtigen, dass die genutzte 5G-Funktionalität<br />
auch von den jeweiligen lokalen Mobilfunkoperatoren unterstützt<br />
bzw. in der Campusnetz-Infrastruktur vorhanden ist. Es<br />
ist also wichtig, dass die Endgeräte (Funkmodule) zur genutzten<br />
Mobilfunk-Infrastruktur vor Ort passen.<br />
Eine weitere Dimension der Unterscheidung bietet der Einsatzzweck:<br />
Wird 5G genutzt, um einen anderen Funkstandard<br />
zu ersetzen? Dann ist mit den geringsten Herausforderungen<br />
für den Konstrukteur zu rechnen. Oder soll eine vorhandene<br />
Kabelverbindung durch ein Funkmodul ersetzt werden? In<br />
diesem Fall ist es nötig, auf die erforderliche Datenrate, Latenz,<br />
Zuverlässigkeit und Leistungsaufnahme zu achten, um die<br />
passende Wahl zu treffen. Oder geht es um völlig neue Anwendungen,<br />
die erst durch den Einsatz von 5G möglich werden? Das<br />
ist sicherlich die spannendste Variante, für deren Planung ich<br />
hoffentlich ein paar Anregungen liefern konnte.<br />
Bild: Fraunhofer IIS/Paul Pulkert<br />
www.iis.fraunhofer.de<br />
5G EIGNET SICH FÜR VIELFÄLTIGE<br />
APPLIKATIONEN MIT TEILS<br />
KONTRÄREN ANFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />
BERNHARD NIEMANN, ABTEILUNGSLEITER BREITBAND UND RUNDFUNK,<br />
FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR INTEGRIERTE SCHALTUNGEN IIS<br />
10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
EPLAN VIRTUAL FAIR STARTET IM APRIL<br />
Zum sechsten Mal öffnet die Eplan Virtual Fair ihre<br />
digitalen Pforten. Besucher erwartet am 28. und 29. April<br />
<strong>2021</strong> jeweils von 6:00 bis 22:00 Uhr ein vielfältiges<br />
Themenspektrum rund um professionelles Engineering<br />
und durchgängige Prozesse. Leadership-Talks auf Managementebene<br />
zum Ökosystem der industriellen Automatisierung,<br />
den Potenzialen im industriellen Steuerungs- und<br />
Schaltanlagenbau und dem Thema Roundtrip-Engineering<br />
stehen auf der Tagung. Ergänzt werden sie in diesem Jahr<br />
um neue Live-Talks. Pro Tag finden sechs unterschiedliche<br />
Live-Demos zu Software-Themen statt und Experten geben praktische Einblicke in die Neuerungen der Eplan-Plattform. Auch die<br />
Chancen der neuen Cloud-Services im Rahmen von Eplan ePulse sowie die Effizienzpotenziale der integrierten Wertschöpfungskette<br />
im Steuerungs- und Schaltanlagenbau stehen auf dem Programm. Neu ist ein Community-Bereich, der eine Präsenzmöglichkeit<br />
für alle beteiligten Unternehmen im neuen Eplan Partner Network bietet. Interessierte können sich kostenlos anmelden unter:<br />
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www.eplan.de<br />
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für die Automotiveund<br />
Non-Automotive-Industrie<br />
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Edag und SEW-Eurodrive eine<br />
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Technik, Servotechnik,<br />
Software, Steuerungs- und<br />
Regelungstechnik sowie<br />
funktionaler Sicherheit.<br />
Darüber hinaus forciert der<br />
Anbieter mit der Marke<br />
Maxolution smarte Systemlösungen<br />
für die Logistik- und<br />
Produktionsplanung sowie<br />
für mobile Assistenz- und<br />
schienengeführte Transportund<br />
Montagesysteme. Der<br />
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TITELSTORY<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
FÜR DEN<br />
PERFEKTEN<br />
AUFTRITT<br />
Autor: Peter Lucke, Ansprechpartner Bühnentechnik,<br />
mayr Antriebstechnik, Mauerstetten<br />
14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik kommen in<br />
einer Vielzahl von klassischen Industrieanwendungen<br />
zum Einsatz – zum Beispiel in Werkzeugmaschinen, Krananlagen<br />
oder Robotern. Aber auch in einem ganz anderen<br />
Bereich, in Bühnenantrieben, erfüllen die Bremsen eine verantwortungsvolle<br />
Aufgabe: Sie müssen dort im Notfall Leben retten.<br />
Denn gerade bei großen Theater- und Opernaufführungen sind<br />
aufwendig komponierte Bühnenbilder keine Seltenheit. Während<br />
einer Vorstellung halten und bewegen die Züge der Obermaschinerie<br />
zum Teil schwere Bühnenelemente, Dekoration und<br />
Beleuchtungseinheiten über den Köpfen der Künstler millimetergenau<br />
– und sie befördern die Personen auch. Deshalb müssen<br />
nach DIN 56950 (BGV C1) und der neuen Norm DIN EN 17206<br />
besondere Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. Die Sicherheitsbremsen<br />
in den Antrieben bringen bei Stromausfall oder<br />
Not-Aus die Lasten schnellstmöglich zum Stillstand. Um die<br />
Schauspieler auf der Bühne zuverlässig vor abstürzenden Lasten<br />
zu schützen, sind Bühnenantriebe in der Regel mit zwei Bremsen<br />
bzw. einer Bremse mit zwei Bremskreisen ausgestattet, die<br />
komplett unabhängig voneinander arbeiten. Jede der beiden<br />
DIE SICHERHEITSBREMSEN<br />
SIND KOMPAKT UND ERLAUBEN<br />
ES, DIE ANLAGEN KLEINER ZU<br />
DIMENSIONIEREN<br />
Sicherheitsbremsen in Bühnenantrieben<br />
haben eine verantwortungsvolle<br />
Aufgabe: Sie müssen im Notfall Leben<br />
retten. Ein neues Bühnenbremssystem<br />
erfüllt alle Sicherheitsanforderungen der<br />
neuen Norm DIN EN 17206. Die Bremsen<br />
sind redundant, arbeiten bei Not-Stopp<br />
aber trotzdem ohne Bremsmomentverdoppelung.<br />
Damit bremsen<br />
sie sanft und bauteilschonend – die<br />
Belastung der Tragwerke ist deutlich<br />
reduziert.<br />
Bremsen allein ist in der Lage, die Last sicher zu halten. Das gewährleistet,<br />
dass auch bei Ausfall einer Bremse keine Gefahr für<br />
die Akteure entsteht. Wenn beide Bremsen funktionieren, führt<br />
dieses Konzept bei einer Notbremsung allerdings zu einer Verdopplung<br />
des Bremsmoments und damit zu einer erheblichen<br />
Belastung aller Bauteile – Stichwort Störfallbelastung. Um die<br />
geltenden Sicherheitsbestimmungen zu erfüllen, werden die<br />
Bühnenkonstruktionen regelmäßig getestet und durch Sachverständige<br />
abgenommen. Dabei zeigt sich, dass durch die Störfallbelastung<br />
Defekte an Seilen, Rollen oder Traversen entstehen<br />
können. Als Konsequenz müssen dann die Konstruktionen entweder<br />
abgerüstet werden oder die Züge langsamer verfahren –<br />
beides keine idealen Lösungen. Deshalb hat Mayr Antriebstechnik<br />
mit der Roba-stop-stage-Baureihe eine neue Generation von<br />
Bühnenbremsen entwickelt, die bei Not-Stopp ohne Bremsmomentverdoppelung<br />
arbeitet und gleichzeitig höchste Sicherheit<br />
für Personen und Material gewährleistet.<br />
100 % SICHERHEIT – ZERTIFIZIERT<br />
UND PRAXISERPROBT<br />
„Die Roba-stop-stage-Bremsen haben zwei einzelne, gegeneinander<br />
gedrehte Bremskreise“, erläutert Bernd Kees, Produktmanager<br />
bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. „Damit erreichen<br />
sie die nötige Redundanz. Durch die spezielle Konstruktion verdoppelt<br />
sich das Bremsmoment aber beim Bremsen nicht. Die<br />
Bremsen arbeiten damit sanft und bauteilschonend.“ Die Robastop-stage-Bremsen<br />
sind durch ihren speziellen Aufbau nicht<br />
nur selbst äußerst kompakt. Zudem ermöglichen sie es durch ihr<br />
geringeres Bremsmoment auch, die Anlagen insgesamt kleiner<br />
zu dimensionieren – z. B. kann eine kleinere Getriebegröße gewählt<br />
werden. „Wir haben die Bremsen jetzt neu aufgelegt und<br />
ganz aktuell vom Tüv Süd zertifizieren lassen“, betont Bernd Kees.<br />
„Allerdings haben wir bereits über 20 Jahre Erfahrung mit dieser<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 15
MEHR ALS MAN SIEHT<br />
Prächtige Kulissen, bewegte Bühnenbilder und schwebende Darsteller.<br />
Wer schon einmal ein aufwendiges Theaterstück oder eine Oper besucht<br />
hat, weiß von der beeindruckenden Inszenierung. Der Einsatz elektrisch<br />
angetriebener Bühnentechnik wird hierbei zunehmend beliebter, denn<br />
sie vergrößert die kreative Freiheit der Szenenbildner und erhöht die<br />
Immersion beim Publikum. Teils in atemberaubendem Tempo und scheinbar<br />
lautlos bewegen sich die Szenerien, wobei die Sicherheit der Akteure durch<br />
den Einsatz von Bremsen zu jeder Zeit gewährleistet ist, selbst bei einem<br />
Stromausfall. Die eingesetzte Sicherheitstechnik bleibt für den Zuschauer<br />
jedoch verborgen, damit er das Schauspiel in seinem ganzen Glanz<br />
genießen kann.<br />
INGA RONSDORF, Redakteurin<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITELSTORY<br />
Technologie, weil die Bremsen in ähnlicher Form bereits bei einem Großkunden<br />
als Sonderlösung im Einsatz und somit in der Praxis erprobt sind.“<br />
PLUG-AND-PLAY-LÖSUNG<br />
01<br />
01 Die Roba-stop-stage-<br />
Sicherheitsbremsen haben<br />
vielseitige Einsatzfelder in<br />
der Bühnentechnik<br />
Die neuen Roba-stop-stage-Bühnenbremsen werden komplett montiert und<br />
eingestellt, d. h. einbaufertig, ausgeliefert. Sie sind also so konstruiert, dass sie<br />
eine möglichst einfache und schnelle Montage und Anwendung ermöglichen<br />
und dabei gleichzeitig Einstellfehler ausschließen.<br />
„Für Anwender bedeutet das neben größtmöglicher<br />
Sicherheit sozusagen auch eine Plugand-play-Lösung“,<br />
ergänzt Bernd Kees. „Die<br />
neuen Bremsen sind wartungsfrei und arbeiten<br />
geräuscharm.“ Damit eignen sie sich bestens für<br />
die geräuschsensible Umgebung einer Theateroder<br />
Opernaufführung.<br />
Zusätzlich sind die Roba-stop-stage-Bühnenbremsen<br />
mit einer steckbaren Handlüftung ausgestattet.<br />
Mit dieser können im Notfall beide<br />
Bremskreise gleichzeitig geöffnet werden. Im laufenden<br />
Betrieb allerdings wird die Handlüftung<br />
entfernt, um Unfälle, z. B. durch Fehlbedienung<br />
auszuschließen.<br />
DEN SCHALTZUSTAND<br />
<strong>DER</strong> BREMSE IM BLICK<br />
Ein unverzichtbares Element für normkonforme<br />
Sicherheitsbremsen (nach DIN 56950 (BGV C1)<br />
und DIN EN 17206) ist eine integrierte Funktionsüberwachung,<br />
die Rückmeldung gibt über den<br />
Schaltzustand der Bremse. Diese sogenannte<br />
Lüftüberwachung verhindert unzulässige Betriebszustände<br />
wie zum Beispiel, dass der Motor<br />
gegen die geschlossenen Bremsen fährt. Dafür<br />
sind die Roba-stop-stage-Bühnenbremsen mit<br />
der bewährten berührungslosen Lüftüberwachung<br />
von Mayr Antriebstechnik ausgestattet.<br />
Das Familienunternehmen bietet diese Neuerung<br />
als erster Bremsenhersteller bereits seit<br />
einigen Jahren als Alternative zur Lüftüberwachung<br />
mit Mikroschaltern. Das berührungslose<br />
System mit induktivem Näherungsinitiator ermöglicht<br />
der Steuerung, den Betriebszustand der<br />
Bremse zu erfassen und auszuwerten. Somit<br />
kann die Steuerung dem Motor erst nach dem<br />
Lüften der Bremsen die Freigabe zum Anlaufen<br />
erteilen. Die berührungslose Lüftüberwachung<br />
ist gegenüber Magnetfeldern resistent, sowie unempfindlich<br />
gegen Stöße und Erschütterungen,<br />
da keine beweglichen Elemente vorhanden sind<br />
und die Elektronik komplett vergossen ist. Sie ist<br />
16 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
zuverlässig und gewährleistet größtmögliche Funktions- und<br />
Betriebssicherheit: Denn während einer Vorstellung – zum Beispiel<br />
wenn die Dekoration im Sekundentakt, passend zur Musik,<br />
gefahren wird – muss der technische Hintergrund reibungslos<br />
und zuverlässig funktionieren. „Die berührungslose Lüftüberwachung<br />
ist nicht nur weniger anfällig gegen Störungen, sondern<br />
hat auch keine verschleißbehafteten Schaltkontakte wie<br />
etwa Mikroschalter“, erklärt Bernd Kees.<br />
INTELLIGENTES DESIGN UND<br />
SORGFÄLTIGE ENDPRÜFUNG<br />
Bei der Herstellung der Bremsen achtet das Unternehmen nicht<br />
nur darauf, durch das Design der Bremsen mögliche Einstellfehler<br />
von vornherein auszuschließen, sondern führt zudem eine<br />
sorgfältige Endprüfung durch. So muss jede einzelne Sicherheitsbremse,<br />
die das Werk verlässt, nach der Komplettmontage und<br />
Einstellung eine 100%-Prüfung bestehen. Dabei werden funktionsrelevante<br />
Parameter wie Anzugs- und Abfallspannung, Spulenwiderstand,<br />
Durchschlagfestigkeit der Spule, Isolation der<br />
Spule zum Gehäuse, Axialkraft, Ankerscheibenhub und die Funktionsweise<br />
der Schaltzustandsüberwachung ermittelt. Alle ermittelten<br />
Messwerte werden zusammen mit der dazugehörigen<br />
Seriennummer der Bremse in einer elektronischen Datenbank<br />
archiviert. Dies gewährleistet eine 100-prozentige Rückverfolgbarkeit.<br />
Umfassende, und in dieser Form einzigartige, Tests und<br />
Kontrollen sind zentrale Bestandteile des Mayr-Sicherheits- und<br />
Qualitätsverständnisses. Sie stellen sicher, dass die Sicherheitsbremsen<br />
von Anfang an zuverlässig funktionieren.<br />
02 Aufbau der Roba-stop-stage: Die beiden Bremskreise sind<br />
zueinander gedreht, d. h. die Ankerscheiben pressen beide Rotoren<br />
über eine schwimmend gelagerte Zwischenplatte gegeneinander<br />
Bilder: Aufmacher: Byelikova Oksana – stock.adobe.com,<br />
shutterstock/Trum Ronnarong, Einklinker und 02: mayr Antriebstechnik,<br />
01: mayr Antriebstechnik/Michael Paetow<br />
www.mayr.com<br />
02<br />
Sondermaschinenbau<br />
Antriebssysteme nicht von der Stange<br />
Sie benötigen eine Sondermaschine<br />
die genau das kann, was Ihre<br />
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einzelner Achsen bis zur<br />
vollständigen Maschine<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
ANTRIEB FÜR<br />
UMWELTFREUNDLICHE<br />
VERPACKUNG<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die Kritik von Verbrauchern an Verpackungen<br />
aus Kunststoff nimmt zu. Daher sucht die<br />
Verpackungsindustrie nach umweltfreundlichen<br />
Alternativen. Ein Hersteller von vertikalen<br />
Verpackungslinien setzt auf Umverpackungen<br />
aus Papier. Bei seinen Maschinen vertraut er seit<br />
über zehn Jahren auf zuverlässige Servogetriebe<br />
eines Herstellers.<br />
Das Familienunternehmen Jasa Packaging Solutions entwickelt<br />
vertikale Verpackungsmaschinen, Sleever und<br />
vollständige Wiege- und Verpackungslinien und ist mit<br />
seinen 85 Mitarbeitern in den Niederlanden und den<br />
USA ansässig. Jasa baut Maschinen, die Papier als Verpackungsmaterial<br />
verwenden – und erfüllt so die Wünsche umweltbewusster<br />
Kunden. Damit die Maschinen Papier verarbeiten können,<br />
mussten sie an das Packmittel angepasst werden. „Die meisten<br />
Maschinenbauer verwenden eine siegelfähige Beschichtung, um<br />
Verpackungen zu verschließen“, erklärt Hendrik van den Berg,<br />
F&E-Direktor bei Jasa Packaging Solutions. „Jasa hat eine besondere<br />
Methode entwickelt, die ein Abdichten überflüssig macht.<br />
Dadurch können Produkte viel schneller verpackt werden. Außerdem<br />
ist der Packstoff wiederverwertbar, also genau das, was<br />
der Verbraucher will.“<br />
NACHHALTIG DURCH PAPP-SLEEVER<br />
Ob Roh- oder Fertigprodukt – Jasa hat für jedes Produkt die passende<br />
Verpackungslösung. Das Spektrum reicht von Papierbeuteln<br />
für nicht verarbeitetes Gemüse wie Kartoffeln, Zwiebeln und<br />
Knoblauch bis hin zu hermetisch abdichtenden Verpackungen<br />
für geschnittenes Gemüse oder Kopfsalat. Darüber hinaus bietet<br />
Jasa auch Verpackungen aus Kunststoff an, da sie eine längere<br />
Haltbarkeit der Produkte garantieren. Unter dem Aspekt der Vermeidung<br />
von Lebensmittelverschwendung leisten auch diese<br />
Verpackungslösungen ihren positiven Beitrag zu Ressourcenschonung<br />
und Nachhaltigkeit.<br />
Jasa hat eine nachhaltige Technologie zum Verpacken von Äpfeln<br />
sowie anderen Früchten und Gemüsearten in Sleeves entwickelt.<br />
Das Packmittel wird zu 100 % aus recycelbarer Pappe hergestellt.<br />
Die ganz aus Edelstahl bestehenden vertikalen Verpackungsmaschinen<br />
können für zahlreiche Produkte und Verpackungen<br />
in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Sie sind<br />
schnell, effizient, hygienisch und flexibel einsetzbar.<br />
ANTRIEBE FÜR VERTIKALE<br />
VERPACKUNGSMASCHINEN<br />
Jasa hat zwei Arten von vertikalen Verpackungsmaschinen im<br />
Sortiment. Die erste ist eine Maschine mit getaktetem Arbeitsablauf,<br />
die Folien im Start-Stopp-Betrieb transportiert und keine<br />
Servomotoren benötigt. Der zweite Maschinentyp arbeitet kontinuierlich<br />
und ist mit Siemens-Servomotoren sowie mit Hypoidund<br />
Planetengetrieben der Produktlinien Alpha Advanced Line<br />
18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
und Alpha Value Line von Wittenstein ausgestattet. <strong>2021</strong> kommt<br />
eine neue Generation vertikaler Verpackungsmaschinen auf den<br />
Markt – ebenfalls mit Wittenstein-Getrieben.<br />
In den Maschinen von Jasa werden oft Servogetriebe von Wittenstein<br />
eingesetzt, insbesondere Produkte der Alpha Basic Line<br />
und der Alpha Value Line. „Wir haben erste Kontakte mit Wittenstein<br />
auf einer Messe in Deutschland geknüpft“, blickt Hendrik<br />
van den Berg auf den Beginn der Zusammenarbeit zurück. „Daraus<br />
ergaben sich Kontakte mit dem Vertriebsbüro in Belgien und<br />
EIN GETRIEBE MIT OPTIMIERTER<br />
ABTRIEBSSCHNITTSTELLE ERMÖGLICHTE<br />
DIE DIREKTE MONTAGE <strong>DER</strong> ZAHN-<br />
RIEMENSCHEIBE OHNE EXTRA LAGER<br />
eine Angebotsanfrage. Zum damaligen Zeitpunkt mussten wir<br />
uns zwischen drei Anbietern entscheiden, weshalb wir deren<br />
Produkte und Angebote miteinander verglichen haben. Zwei<br />
Punkte gaben dabei den Ausschlag: Das ausgezeichnete Preis-/<br />
Leistungsverhältnis von Wittenstein war für uns äußerst wichtig.<br />
Darüber hinaus hatte Wittenstein auch ein Getriebe mit optimierter<br />
Abtriebsschnittstelle im Sortiment, sodass wir direkt eine<br />
Zahnriemenscheibe auf das Getriebe montieren konnten, ohne<br />
ein extra Lager einsetzen zu müssen. Aufgrund des günstigen<br />
Preises entschieden wir uns damals im Jahr 2009 für die Eco-Baureihe.<br />
Heute, zehn Jahre später, setzen wir Wittenstein immer<br />
noch ein.“<br />
VERPACKEN IN ALLER WELT<br />
en, Russland und Südafrika. Für Jasa ist die globale Präsenz der<br />
Lieferanten nicht von entscheidender Bedeutung. „Die meisten<br />
Probleme, wo sie auf der Welt auch auftreten sollten, können wir<br />
hervorragend von Alkmaar aus beheben“, stellt Hendrik van den<br />
Berg fest. „Wir sind für unsere Kunden rund um die Uhr erreichbar<br />
und haben stets das passende Ersatzteil vorrätig, das innerhalb<br />
von 24 oder 48 Stunden am Bestimmungsort zur Verfügung<br />
stehen kann. Ich habe allerdings noch nie gehört, dass wir jemals<br />
ein defektes Wittenstein-Getriebe hätten auswechseln müssen.“<br />
Bilder: Aufmacher Einklinker Getriebe: WITTENSTEIN SE; Aufmacher<br />
Hintergrund: Hanna – stock.adobe.com; Sonstige: JASA Packaging Solutions<br />
www.wittenstein.de<br />
Jasa setzt in seinen Maschinen<br />
Servogetriebe von Wittenstein ein,<br />
insbesondere Produkte der Alpha Basic<br />
Line und der Alpha Value Line<br />
Der Kraftvolle<br />
Kundenspezifische<br />
Lösungen möglich<br />
SD2M mit Drei-Level-Technologie<br />
Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
bis 2.000 Hz im Leistungsbereich bis 432 kVA<br />
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Zu den Hauptkunden von Jasa zählen Lohnverpackungsunternehmen<br />
und (Groß-)Händler für Kartoffeln, Gemüse und Obst,<br />
die Lieferverträge mit Supermarktketten abgeschlossen haben.<br />
Aus diesem Grund liefert Jasa die Maschinen in alle Regionen der<br />
Welt – insbesondere jedoch nach Europa, Nordamerika, Australiwww.derkonstrukteur.de<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 19
ANTRIEBSTECHNIK<br />
GETRIEBE UND MOTOR IN EINEM<br />
Mit DuoDrive stellt Nord Drivesystems ein Konzept im Washdown-Design vor, bei dem der<br />
IE5+-Synchronmotor in ein einstufiges Stirnradgetriebe integriert worden ist. Diese Kombination<br />
erzielt einen Wirkungsgrad von bis zu 92 % und soll auch im Teillastbetrieb eine hohe Systemeffizienz<br />
erreichen. Ein weiteres Merkmal ist die glatte, unbelüftete und kompakte Bauweise. Da<br />
Verschleißteile entfallen, sinkt der Wartungsaufwand. Die erste Baugröße der Plug-and-play-<br />
Lösung deckt Übersetzungen von i = 3,24 bis i = 16,2 ab und ist für Drehmomente bis 80 Nm und<br />
Drehzahlen bis 1 000 min -1 ausgelegt. DuoDrive eignet sich für Einsätze in der Lebensmittel- und<br />
Pharmaindustrie sowie in der Intralogistik und ist kompatibel mit der Nord-Antriebselektronik. Die<br />
Einheit kann mit gängigen Hohlwellenabmessungen (20 bis 40 mm), Flanschausführungen (B5<br />
und B14) oder einer Drehmomentstütze ausgestattet werden. Für den Motoranschluss sind<br />
Harting HAN-Stecker, M12-Rundsteckverbinder oder eine Klemmenleiste vorgesehen.<br />
www.nord.com<br />
ELEKTRISCHER KOMPAKTSCHLITTEN MIT SPINDELANTRIEB<br />
Viele Pick-and-Place-Anwendungen laufen mit hoher Geschwindigkeit ab, und gleichzeitig<br />
ist höchste Präzision gefragt. Der elektrische Kompaktschlitten mit Spindelantrieb<br />
LESYH-X171 von SMC bietet beides und erreicht bei einer hohen vertikalen Nutzlast bis<br />
20 kg eine Beschleunigung bis zu 3 000 mm/s 2 und eine Positionier-Wiederholgenauigkeit<br />
von ±0,01 mm. Ein batterieloser Absolut-Encoder spart Zeit und Energie. Der<br />
Kompaktschlitten wird von einer Kugelumlaufspindel angetrieben. Dies ermöglicht<br />
engere Bauteiltoleranzen, weniger Ausschuss in der Produktion und reduziert Störungen<br />
im Maschinenablauf. In Kombination mit seiner Beschleunigung und einer Geschwindigkeit<br />
von bis zu 400 mm/s vereint er Kraft und gute Führungseigenschaften. Die integrierte<br />
lineare Linienführung verringert die Konstruktions- und die Montagezeit. Weitere<br />
Vorteile bieten die optionale Motorbremse, verkürzte Abmessungen bei geringem<br />
Gewicht und eine hohe Flexibilität durch mehrere Motormontagevarianten.<br />
www.smc.de<br />
SPEZIALSCHMIERSTOFF FÜR<br />
PLANETENGETRIEBE<br />
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NEU<br />
Beta<br />
Release<br />
<strong>2021</strong><br />
KISSsoft AG<br />
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T. +41 55 254 20 50<br />
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KISSsoft Features<br />
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„SKF Cloud“<br />
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▪ Import des Messgitters für Stirnradflanken<br />
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Systemzuverlässigkeit auf einen Blick gemäss<br />
AGMA 6006-B20<br />
Varianten von Verzahnungsmodifikationen<br />
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Einen verbesserten Verschleißschutz in einem gleichzeitig<br />
erweiterten Temperaturbereich bietet Getriebehersteller<br />
Neugart mit einem neuen, gezielt für Planetengetriebe<br />
entwickelten Spezialschmierstoff. Das neue Schmierfett<br />
„Klübersynth GE 14-112“ ist das Ergebnis einer Entwicklungspartnerschaft<br />
mit dem Schmierstoffspezialisten<br />
Klüber. Als Spezialfett für hochbelastete Kleingetriebe<br />
zeichnet es sich durch spezifische Additive aus, die genau<br />
auf die Anforderungen von Planetengetrieben abgestimmt<br />
wurden. „Herausgekommen ist eine passgenaue<br />
Lösung mit zahlreichen Vorteilen für die Kunden von<br />
Neugart“, erklärt Jürgen W. Gehrig, Vertriebsbezirksleiter<br />
bei Klüber Lubrication. „Die neue Lösung geht noch stärker<br />
auf kundenspezifische Anforderungen ein, da sie einen<br />
noch weiteren Anwendungsbereich ermöglicht“.<br />
www.neugart.com<br />
20 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de<br />
Antriebstechnik_KISSsoft_BetaRel<strong>2021</strong>_90x130mm.indd 1 17.02.<strong>2021</strong> 08:50:21
DIREKTANTRIEB MIT SEHR GROSSER ÖFFNUNG<br />
UND HOHEN LEISTUNGSWERTEN<br />
Mit der Reihe DM66200H eröffnet Faulhaber eine neue Leistungsdimension<br />
für Motoren mit Innenöffnung (Apertur). Als Direktantrieb arbeitet der neue<br />
Hohlwellenmotor spielfrei und lässt sich mit minimalem Aufwand in unterschiedliche<br />
Anwendungen integrieren. Er erreicht sowohl bei der<br />
Geschwindigkeit als auch beim Drehmoment hohe Leistungswerte. Seine<br />
besonders große Apertur hat einen Durchmesser von 40 mm. Trotzdem bleibt<br />
die bewegte Masse des Rotors gering, sodass Geschwindigkeiten bis<br />
2 000 min -1 möglich sind. Der Motor erreicht ein dynamisches Drehmoment<br />
von bis zu 180 mNm und kann entsprechend große Lasten bewegen. Mit einer<br />
hohen Auflösung von 1,8 ° im Vollschritt kann er Positionieraufgaben im<br />
offenen Regelkreis präzise ausführen. Der Antrieb zeichnet sich durch geringes<br />
Gewicht und ein flaches Design aus. Dank minimalem Verschleiß ist er für den<br />
wartungsfreien Dauerbetrieb ausgelegt.<br />
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Das<br />
Original.<br />
Seit 1970<br />
Harmonic Drive®<br />
PU-TRANSPORTRIEMEN MIT REDUZIERTER GLEITREIBUNG<br />
Brecoroll ist ein neu entwickelter Polyurethan-Zahnriemen, bei dem Rollen in die Zähne des<br />
Riemens integriert sind. Dadurch wird in Material-Transportsystemen die Gleitreibung<br />
zwischen Zahnriemen und Auflageschiene<br />
reduziert und der Wirkungsgrad des Antriebs<br />
sowie die Lebensdauer des Zahnriemens<br />
deutlich erhöht. Entwickler und Hersteller des<br />
Transportriemens ist Mulco-Mitglied Breco<br />
Antriebstechnik. Die Rollen in den Riemenzähnen<br />
des Brecoroll bewirken, dass die<br />
Gleitreibung (µ>0,5) durch eine wesentlich<br />
kleinere Rollreibung (µ
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ALLES<br />
IM GRIFF<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Ein Handschuh, der die Greifkraft verstärkt? Mit<br />
ihm können z. B. die anatomischen Unterschiede<br />
zwischen den Geschlechtern ausgeglichen<br />
werden. So können auch Frauen in Bereichen<br />
arbeiten, in denen besonders viel Muskelkraft<br />
und Ausdauer gefordert sind. Das Herzstück des<br />
Robotik-Handschuhs bilden fünf elektrisch<br />
angetriebene filigrane Kugelgewindetriebe.<br />
In der Berufswahl hat sich in den vergangenen Jahrzehnten viel<br />
getan, doch auf Augenhöhe sind Frauen und Männer bei weitem<br />
noch nicht. Die Herausforderungen von heute liegen<br />
schwerpunktmäßig in der Vereinbarkeit von Erwerbs- und Privatleben,<br />
der Lohngleichheit, der Chancengleichheit in Führungspositionen<br />
sowie des geschlechterunabhängigen Berufs.<br />
Chancengleichheit zu fördern bedeutet, vorhandene Barrieren<br />
abzubauen und unterstützende Maßnahmen zu entwickeln.<br />
<strong>DER</strong> EINSATZ<br />
Autorin: Ursula Schädeli, Eichenberger Gewinde AG, Burg (CH)<br />
Ein Beispiel ist der Robotik-Handschuh Ironhand des schwedischen<br />
Herstellers Bioservo Technologies. Er bietet zusätzliche<br />
Greifkraft und kann so anatomische Unterschiede zwischen den<br />
Geschlechtern ausgleichen. Darüber hinaus entlastet er die Muskeln<br />
bei repetitiven Arbeiten und kann so Muskel-Skelett-Erkrankungen<br />
vorbeugen. In verschiedenen Branchen wurde der Roboter-Handschuh<br />
bereits getestet. Im Handlingbereich, wo z. B. Kabel<br />
mit einer Zange manuell abisoliert, gecrimpt oder geschnitten<br />
werden, hilft die Ironhand dem Träger, indem sie den<br />
Aufwand bei der Arbeit reduziert. Sie unterstützt, wenn Gegenstände<br />
lange Zeit gehalten werden müssen, beispielsweise bei<br />
Glasinstallationen oder wenn auf dem Bau mit schweren Geräten<br />
wie Schleifern, Schraubendrehern oder gar Presslufthammermaschinen<br />
hantiert wird. Auch beim Schneiden von Metall mit Winkelschleifern<br />
oder beim Entladen und Beladen von Teilen aus<br />
Karton in der Logistik kann der Handschuh hilfreich sein. Und es<br />
gibt noch viele weitere mögliche Einsatzfelder …<br />
DIE FUNKTIONSWEISE<br />
Ironhand verstärkt den menschlichen Griff mithilfe der sogenannten<br />
Soft-Extra-Muscle-Technologie. Ein Handgriff wird normalerweise<br />
von den Muskeln des Unterarms und der Hand eingeleitet.<br />
Diese Muskeln ziehen die Sehnen, die von den fünf Fingern<br />
ausgehen. Ironhand funktioniert genauso: Die druckempfindlichen<br />
Sensoren in den Fingerspitzen des Handschuhs<br />
erkennen, wann der Benutzer ein Objekt ergreift. Ein Mikroprozessor<br />
berechnet die erforderliche Leistung. Servomotoren treiben<br />
fünf filigrane Kugelgewindetriebe an. Diese sind durch dünne<br />
Drahtsehnen mit den Fingern des Handschuhs verbunden<br />
und bewegen sie. Je höher der Druck auf die Sensoren ist, desto<br />
mehr Leistung liefert der Handschuh. Ironhand erkennt also,<br />
DIE KUGELGEWINDETRIEBE<br />
VEREINEN SCHNELLIGKEIT,<br />
PRÄZISION UND MINIMALEN<br />
PLATZBEDARF<br />
wie der Benutzer einen Gegenstand greift und passt die Greifbewegung<br />
intuitiv und automatisch an. Der Handschuh ist in vier<br />
verschiedenen Größen erhältlich und kann von Links- und<br />
Rechtshändern getragen werden. Im Akkupack, das wie ein<br />
Rucksack getragen wird, befinden sich sowohl die Rechnereinheit<br />
als auch die Kugelgewindetriebe mit den Motoren, die den<br />
einzelnen Fingergliedern ihr Leben einhauchen.<br />
Die Benutzer können verschiedene Programme voreinstellen.<br />
22 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Die Ironhand ermöglicht<br />
kraftvolles Zupacken und<br />
entlastet die Muskulatur<br />
bei repetitiven Arbeiten<br />
wie dem Crimpen<br />
Ironhand unterscheidet bei den Bewegungen unter den Kombinationen<br />
Sensorempfindlichkeit, Kraft, Fingersymmetrie und<br />
Verriegelungstendenz. Um die Profile zu wechseln, reicht ein<br />
Knopfdruck auf die im Brustbereich angebrachte Fernbedienung.<br />
Über diese Einstellungen ist es möglich, im Laufe eines Arbeitstags<br />
flexibel auf unterschiedliche Anforderungen zu reagieren.<br />
Etwa, wenn man am Vormittag leicht belastende Aufgaben<br />
durchführt und am Nachmittag Tätigkeiten anstehen, die die<br />
Muskulatur stark belasten. Auch können so verschiedene Nutzer<br />
mit einem System arbeiten. Maximal kann das System innerhalb<br />
von Millisekunden 80 N Griffkraft zur Verfügung stellen.<br />
DIE SERVOANTRIEBE<br />
Um die einzelnen Fingerglieder zu steuern, setzt Bioservo bei der<br />
Ironhand auf DC-Kleinstmotoren der Serie 1741 … CXR von Faulhaber.<br />
Die Baureihe kombiniert Kraft, Robustheit und Kontrolle<br />
in kompakter Bauform. Dafür sorgen eine Graphitkommutierung,<br />
hochwertige Neodym-Magnete und die bewährte Wicklung<br />
des Faulhaber-Rotors. Der leistungsstarke Neodym-Magnet verleiht<br />
den Motoren eine hohe Leistungsdichte mit einem Dauerdrehmomentbereich<br />
von 3,6 bis 40 mNm.<br />
DIE KUGELGEWINDETRIEBE<br />
sion und minimale Platzverhältnisse unter einen Hut. Zusätzlich<br />
verstärkt das ideale Steigungsverhältnis der Spindel die Effizienz<br />
der Bewegung. Die Gewindetriebe verfügen über jeweils drei in<br />
der Mutter eingebaute ausgeklügelte Einzelgangrückführungen.<br />
Sie sind besonders leicht und steigern die Wirtschaftlichkeit der<br />
Gesamtlösung.<br />
Martin Remning Wahlstedt, Development Director bei Bioservo,<br />
bringt es folgendermaßen auf den Punkt: „Das Herzstück im<br />
Bausatz von Ironhand bilden die fünf elektrisch angetriebenen,<br />
kaltgerollten Kugelgewindetriebe. Sie setzen die Drehbewegung<br />
der kleinen Motoren in eine Linearbewegung um und gewährleisten<br />
eine für uns überraschend gute Antriebsleistung. Dank<br />
dieser feinen, leichtgewichtigen und doch sehr zuverlässigen und<br />
genauen Antriebskomponenten konnten wir eine effiziente, bequem<br />
zu tragende Steuereinheit entwickeln, die optimal in den<br />
Rucksack passt.“<br />
Bilder: Eichenberger Gewinde AG, Bioservo Technologies<br />
www.eichenberger.com<br />
www.faulhaber.com<br />
Die fünf Kugelgewindetriebe setzen die Drehbewegung der kleinen<br />
Servomotoren in eine saubere Linearbewegung um. Der<br />
enorme Wirkungsgrad von über 94 % gewährleistet eine optimale<br />
Antriebsleistung. Und die Anforderungen sind hoch: Geringer<br />
Bauraum bei großer Belastung, geräuschlose Bewegungen auf<br />
kleinstem Raum. Darüber hinaus sind hohe Positioniergenauigkeiten<br />
bei kleinsten Hüben und hohe Dynamik im Dauereinsatz<br />
zu bewältigen. Sicherheit und Zuverlässigkeit stehen dabei im<br />
Mittelpunkt. Die Wartungsintervalle, die Lebensdauer und nicht<br />
zuletzt die Kosten spielen eine große Rolle.<br />
Die Eichenberger Gewinde AG passt ihre Produkte durch individuelles<br />
Design oder spezielle Herstellungsverfahren der Applikation<br />
an. So auch in diesem Fall. Die kaltverformten, induktiv<br />
gehärteten Ironhand-Kugelgewindetriebe, in der Dimension<br />
5 × 2 mm (Durchmesser 5 mm, Steigung 2 mm), erfüllen die bemerkenswerten<br />
Anforderungen. Sie bringen Schnelligkeit, Präziwww.derkonstrukteur.de<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 23
SOFTWARE & PROTOTYPING<br />
NACHHALTIGKEIT<br />
AHOI!<br />
Studenten verschiedener technischer<br />
Fachrichtungen haben im Projekt „Técnico<br />
Solar Boat“ (TSB) vom Instituto Superior<br />
Técnico in Lissabon ein elektrisch<br />
angetriebenes Boot entworfen, das mit<br />
erneuerbaren Energie angetrieben wird.<br />
Für die Auslegung, Optimierung und<br />
Nachrechnung einzelner Maschinenelemente,<br />
aber auch ganzer Getriebe<br />
nutzten die Studenten ein modulares<br />
Berechnungsprogramm.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Bereits im Jahr 2019 erlangte die TSB-Mannschaft den<br />
2. Platz bei der „Monaco Solar & Energy Boat Challenge“.<br />
In der vergangenen Saison konzentrierte sich das Team<br />
im Wesentlichen auf die Umsetzung von Optimierungen<br />
am Solar-Prototyp São Rafael 02 und auf die Analyse sowie Entwicklung<br />
ihres ersten mit Wasserstoff angetriebenen Bootes.<br />
Unter den vielen Verbesserungen im Hinblick auf São Rafael 02<br />
war das Tragflächensystem die erfolgreichste. Dieses System hebt<br />
das Boot über die Wasseroberfläche, sodass es Geschwindigkeiten<br />
nahe 50 km/h erreichen kann. Es besteht aus einem am Boden<br />
des Bootes befestigten Flügel, der das Boot mit zunehmender<br />
Geschwindigkeit anhebt.<br />
EIN HERAUSFOR<strong>DER</strong>NDES JAHR<br />
Im Jahr 2020 fand die 7. Veranstaltung der „Monaco Solar & Energy<br />
Boat Challenge“ aufgrund der Pandemie online statt und<br />
bestand dabei aus drei Wettbewerben: Innovation, Mannschaftsgeist<br />
und Umweltkonzept. Das Team von TSB erhielt den Innovationspreis<br />
aufgrund seiner Teilnahme mit dem neuesten Projektkonzept,<br />
das auf Wasserstoffbasis laufen wird. Unter den<br />
erschwerten Bedingungen ist der Preis für die Studenten umso<br />
motivierender.<br />
Autorin: Mariana Nunes, Técnico Solar Boat,<br />
Instituto Superior Técnico, Lissabon (Portugal)<br />
MIT EINEM SYSTEMAUFSATZ ZUR<br />
SOFTWARE KONNTE DIE EFFIZIENZ<br />
<strong>DER</strong> GETRIEBE ZUSÄTZLICH<br />
VERBESSERT WERDEN<br />
Ohne Zweifel war die Saison 2020 für alle schwierig, und auch<br />
das Team von TSB musste Alternativen finden, um nicht nur das<br />
Projekt selbst, sondern auch die Weiterentwicklung des Entwurfs<br />
unter Berücksichtigung der erschwerten Bedingungen durchzuführen.<br />
Für den Bau des dritten, mit Solarenergie betriebenen<br />
Prototyps SR03, der gerade in Entwicklung ist, musste ein neues<br />
Antriebssystem ausgelegt werden. Hierfür wurden die Berechnungsprogramme<br />
von Kisssoft hinzugezogen, die sich für die<br />
Auslegung, Optimierung und Nachrechnung einzelner Maschinenelemente,<br />
aber auch ganzer Getriebe eignen.<br />
OPTIMAL DIMENSIONIERT<br />
Um ein optimales Getriebedesign für den neuen solarbetriebenen<br />
Prototyp SR03 entwerfen zu können, wurden verschiedene<br />
Module von Kisssoft eingesetzt. In einem ersten Schritt wurden<br />
die Zahnräder dimensioniert – von den schrägverzahnten Stirnrädern<br />
bis zu den spiralverzahnten Kegelrädern. Dabei nahm die<br />
Software eine Bewertung verschiedener Kriterien vor, um eine<br />
zuverlässige, gleichmäßige, effiziente und geräuscharme Übertragung<br />
zu erzielen: der Sicherheiten, Drehwegabweichung und<br />
24 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
SOFTWARE & PROTOTYPING<br />
Das Entwicklungsteam besteht aus Studenten<br />
verschiedener technischer Fachrichtungen<br />
der Steifigkeit des Zahneingriffs. Außerdem wurden die verschiedenen<br />
Wellen mit Kisssoft so ausgelegt, dass sie allen Belastungen<br />
standhalten und die Auswirkungen ihrer Biegung im<br />
System auf ein Minimum reduziert werden konnten. Auch wurde<br />
KISSSOFT FEATURES<br />
BETA-RELEASE <strong>2021</strong><br />
Am 8. April erscheint die neue Beta-Version von<br />
Kisssoft und präsentiert zahlreiche Innovationen<br />
und Neuerungen der Software. Dazu zählen:<br />
■ Lagerberechnung mit innerer Geometrie<br />
in der „SKF Cloud“<br />
■ Kollisionsprüfung beim Honen und „Power Skiven“<br />
■ Import des Messgitters für Stirnradflanken<br />
■ Systemzuverlässigkeit auf einen Blick gemäß<br />
AGMA 6006-B20<br />
■ Varianten von Verzahnungsmodifikationen<br />
definieren und vergleichen<br />
Eine kostenlose Testversion ist verfügbar unter:<br />
www.kisssoft.com<br />
auf die Kisssoft-Datenbank zugegriffen, um für die geplante<br />
Lebensdauer des Getriebes geeignetere Lager mit möglichst<br />
kleinen Dimensionen auszuwählen – und somit Zuverlässigkeit<br />
und Robustheit zu gewährleisten. Anschließend ist das Team bei<br />
der Analyse noch einen Schritt weitergegangen und hat für die<br />
Systembewertung Kisssys hinzugezogen, den Systemaufsatz<br />
von Kisssoft – mit dem Ziel, die systemweite Effizienz und das<br />
thermische Verhalten zu verbessern. Außerdem verwendeten<br />
sie Kisssys, um die Resonanzdrehzahlen des Systems zu eruieren,<br />
alle Spannungen zu minimieren, das dynamische Verhalten<br />
des Systems zu analysieren, den Lärm zu reduzieren und die<br />
thermische Sicherheit zu gewährleisten.<br />
WEITERE PROJEKTE IN PLANUNG<br />
Bereits in Planung ist derzeit, Kisssoft und Kisssys für den Entwurf<br />
eines brandneuen Projekts zu verwenden – einer elektrischen<br />
autonomen Lenkung auf der Basis eines Schneckenrads.<br />
Kisssoft wird auch weiterhin verschiedene Projekte unterstützen<br />
und Synergien mit Ingenieuren schaffen, die sich dem Umweltschutz<br />
verschreiben. Die Nutzung erneuerbarer Energieressourcen<br />
führt zu den besten und nachhaltigsten Resultaten und<br />
die Firma Kisssoft bringt das dafür benötigte Fachwissen sowie<br />
die Funktionalitäten in der Software für eine Investition in die<br />
Zukunft mit ein.<br />
Bilder: KISSsoft AG<br />
www.kisssoft.ag<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 25
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
MINI MIT FORMAT<br />
Kaffeekapseln, Hustenbonbons, Batterien oder Pflaster – jedes Produkt besitzt<br />
seine individuelle Verpackung. Damit Waren mit unterschiedlichen Abmaßen<br />
auf der gleichen Linie verpackt werden können, wird eine intelligente<br />
Formatverstellung eingesetzt. Kompakte elektronische Positionsanzeigen<br />
erleichtern dabei den Umstellungsprozess der Verpackungsmaschine und<br />
sorgen zudem für eine einfache Bedienerführung und mehr Prozesssicherheit.<br />
Autorin: Michaela Wassenberg, freie Journalistin, Nürnberg<br />
26 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
JAHRE<br />
ELEKTRONISCHER<br />
ÜBERSTROMSCHUTZ<br />
Somic ist bekannt für innovative Lösungen in Sachen Endverpackungsmaschinen,<br />
also für Sekundär- und Tertiärverpackungen. Dazu gehören Wraparound-<br />
Packer, Tray-Packer oder Tray-Deckel-Packer sowie Maschinen für Display-<br />
Verpackungen, die Kunden im Supermarkt präsentiert werden. Hier ist entweder<br />
beim Wraparound-Karton eine typische Aufreißperforation vorhanden oder bei<br />
der Tray-Deckel-Version wird der Deckel entfernt und das Produkt im Tray präsentiert.<br />
Somic-Maschinen zeichnen sich in erster Linie dadurch aus, dass der jeweilige<br />
Karton um das Produkt in seiner Primärverpackung herumgefaltet und nicht wie bei<br />
anderen Herstellern das Produkt über Picker in einen vorgefalteten Karton eingesetzt<br />
wird. In der Regel besteht eine Verpackungsmaschine aus der Produktzuführung,<br />
über die die Einzelprodukte in eine sogenannte Sammelgruppe gelangen. Typischer-<br />
DIE ELEKTRONISCHE POSITIONS-<br />
ANZEIGE GARANTIERT KORREKTE<br />
MASCHINENEINSTELLUNGEN UND<br />
KURZE UMRÜSTZEITEN<br />
weise ist dies ein Fächersammler, der die Produkte so gruppiert, wie sie auch später<br />
im Karton stehen sollen. Je nachdem, ob es sich um eine einteilige oder eine zweiteilige<br />
Verpackung handelt, wird ein flacher Kartonzuschnitt von einem oder zwei<br />
Kartonmagazinen aus weitertransportiert, bis das gruppierte Produkt auf den flachen<br />
Zuschnitt geschoben werden kann. Dieser wird schließlich um das vom Faltkopf<br />
geschützte Produkt herum gefaltet, was für das Produkt eine sehr schonende Handhabung<br />
bedeutet. In der nächsten Station wird das Produkt dann verdeckelt oder individuell<br />
verschlossen, je nachdem, ob es sich um eine Wraparound- oder eine Deckel-<br />
Tray-Maschine handelt.<br />
EINDEUTIG UND GUT ABLESBAR<br />
Für mögliche Formatverstellungen auf veränderte Produkt- oder Verpackungsgrößen<br />
sind in allen Somic-Maschinen mechanische Positionsanzeigen von Siko, Spezialist für<br />
industrielle Mess- und Antriebstechnik, verbaut. „Mit Siko verbindet uns bereits eine<br />
langjährige, gute Zusammenarbeit, was die mechanischen Positionsanzeigen angeht“,<br />
betont Dr. Johann Härtl, Leiter der Konstruktion bei Somic. „Seit nun circa neun Jahren<br />
setzen wir auch auf die elektronischen, busfähigen Siko-Anzeigen, zunächst auf die<br />
AP04 und inzwischen auf das Nachfolgemodell AP05. Diese sind sehr kompakt, einfach<br />
in die Maschinensteuerung zu integrieren und sehr bedienerfreundlich im Hinblick auf<br />
Ablesbarkeit und Eindeutigkeit.“ Verstellungen bei Somic-Kundenmaschinen sind sehr<br />
unterschiedlich: „Es gibt Maschinen mit nur einer einzigen Formateinstellung, sogenannte<br />
Highrunner-Linien. Andere Kunden dagegen haben bis zu 20 oder 30 Formate<br />
auf den Anlagen und nutzen die volle Flexibilität aus. Manche fertigen sogar Wraparound-<br />
und Tray-Verpackungen auf einer einzigen Maschine, wo unterschiedlichste<br />
Produkte verpackt werden müssen. Somic deckt ein großes Produktspektrum im<br />
Lebensmittelbereich, aber auch bei Non-Food, Pharmazie und Kosmetik ab. Dazu<br />
berichtet Härtl: „Alles, was im Supermarkt in einer Tray-Verpackung steht, könnte in<br />
einer Somic-Maschine verpackt worden sein!“<br />
ROT/GRÜN-SYSTEM FÜR MEHR PROZESSSICHERHEIT<br />
Die Vorteile der überwachten Formatverstellung, wie sie durch die Integration der elektronischen<br />
Siko-Positionsanzeigen möglich ist, sind kürzere Umrüstzeiten, eine<br />
ergonomische Bedienung und eine hohe Prozesssicherheit. Der Bediener wählt das<br />
jeweilige Format, das in der Maschinensteuerung als Rezept hinterlegt ist, einfach an,<br />
und die Maschinensteuerung sendet die neuen Sollwerte an die zu verstellenden Anzeigen.<br />
Die hinterleuchteten LCD-Displays sind gut ablesbar und darüber hinaus mit<br />
grünen und roten Status-LEDs versehen. Wenn über das Drehen einer Kurbel der<br />
20 JAHRE<br />
ELEKTRONISCHER<br />
ÜBERSTROMSCHUTZ<br />
E-T-A hat’s erfunden!<br />
Automatisierung ist ohne elektronischen<br />
Überstromschutz nicht<br />
mehr denkbar – eine wegweisende<br />
Innovation vom Weltmarktführer<br />
E-T-A.<br />
Schon damals konnte nur E-T-A<br />
alle Formen der Absicherung anbieten.<br />
Und auch heute erhalten Sie in<br />
Sachen elektronischem Überstromschutz<br />
nur von E-T-A die maßgeschneiderte<br />
Antwort:<br />
• Hutschienen-Montage<br />
• steckbar<br />
• mit oder ohne galvanischer<br />
Trennung<br />
• ein- oder mehrkanalig<br />
• 12, 24 oder 48 V.<br />
Haben Sie dazu weitere Fragen?<br />
Bitte sprechen Sie uns an oder<br />
gehen Sie auf:<br />
www.e-t-a.de/e_schutz/<br />
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ENGINEERING TECHNOLOGY
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
01<br />
01 Der Deckel-Tray-Packer Somic 424 DT sammelt,<br />
gruppiert und verpackt Produkte in offene Kartons<br />
oder in Deckel-Tray-Verpackungen<br />
02 Überwachte Formateinstellung an einer<br />
Tray-Deckel-Maschine durch eine Positionsanzeige:<br />
sobald der Istwert im oberen Anzeigenfeld durch<br />
Drehen der Kurbel mit dem unteren Sollwert<br />
übereinstimmt, schaltet die Status-LED von Rot<br />
auf Grün um<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
korrekte Wert erreicht ist, springt die LED auf Grün um: Position<br />
erreicht. Andernfalls leuchtet die LED weiterhin rot und es muss<br />
nachjustiert werden. Zudem zeigen Pfeile auch bequem die Richtung<br />
an, in die verstellt werden muss. Da durch die Kommunikationsschnittstelle<br />
der Siko-Positionsanzeigen in der Maschinensteuerung<br />
immer die aktuellen Positionsinformationen vorliegen,<br />
wird effektiv ausgeschlossen, dass beim Wiederanfahren der<br />
Maschine fehlerhafte Einstellungen zu Qualitätsproblemen oder<br />
sogar Beschädigungen an Maschinenteilen führen könnten. Die<br />
Verstellung mit elektronischen Anzeigen ist gerade bei Maschinen<br />
mit vielen Verstellpunkten und häufigen Wechseln deutlich<br />
effizienter. Die Maschine hat alle Vorgabewerte eingespeichert;<br />
Sollpositionen müssen nicht mehr händisch aus Formatlisten<br />
herausgesucht werden.<br />
ÜBERWACHTE FORMATVERSTELLUNG<br />
UND QUICK-CHANGE-PRINZIP<br />
02<br />
Die Faktoren Zeitersparnis und Effizienz werden bei Somic nicht<br />
nur über elektronische Siko-Positionsanzeigen beim Formatwechsel,<br />
sondern auch über das Quick-Change-Prinzip gewährleistet.<br />
Hierbei werden Formatteile im Ganzen in der Maschine<br />
gewechselt. Dazu reicht ein Schnellhebelverschluss, durch den<br />
kein weiteres Werkzeug benötigt wird. Zusammengenommen<br />
(Verstellung durch elektronische Positionsanzeige und Quick<br />
Change Prinzip) können die Verpackungsmaschinen von Somic<br />
sehr effizient auf neue Maße umgerüstet werden.<br />
Die Resonanz der Kunden auf die elektronisch überwachte<br />
Formatverstellung ist sehr positiv, weiß Härtl: „Die Ausrüstung<br />
mit der AP05 ist optional, standardmäßig sind mechanische Siko-<br />
Zähler verbaut. Der Trend geht aber ganz klar zu den elektronisch<br />
überwachten Anzeigen, zumal circa 90 bis 95 % unserer<br />
Maschinen Formatverstellungen erfordern.“ Ungefähr 50 % der<br />
Kunden setzen bereits auf die elektronische Variante, wobei<br />
Somic hier noch einen weiteren Anstieg erwartet. Härtl: „Die<br />
Digitalisierung der Maschinen nimmt weiter zu. Und die AP05 ist<br />
ein Sensor, der mir hilft, Maschinendaten aufzunehmen. So weiß<br />
ich zum Beispiel auch, wann ich mit welcher Charge welche<br />
Einstellung gefahren habe, und kann die Daten speichern.“<br />
ERSTE KONZEPTE ZUR VOLLAUTOMATISIERUNG<br />
Der nächste Ausbauschritt wäre die Vollautomatisierung der<br />
Formatverstellung über Stellantriebe. Hier werden bei Somic bereits<br />
erste Konzepte erprobt, da auf Kundenseite der Wunsch<br />
nach einer zunehmenden Flexibilisierung der Maschinen bei<br />
gleichzeitig großer Prozesssicherheit hoch ist, um möglichst<br />
wirtschaftlich viele verschiedene Formate abbilden zu können.<br />
Je mehr Verstellpunkte es gibt und je häufiger die Formate gewechselt<br />
werden müssen, desto interessanter wird die vollautomatische<br />
Verstellung. Somic ist hinsichtlich vollautomatischer<br />
Stellantriebe bereits mit Siko im Gespräch. „Wir unterstützen<br />
gern bei Weiterentwicklungen und neuen Projekten“, betont<br />
Moritz Müller, Produktmanager Positionline bei Siko. „Dazu<br />
zählen zum Beispiel die Einbindung von IO-Link-Schnittstellen<br />
zur Vereinfachung der Integration in die Maschinensteuerung<br />
oder die Vollautomatisierung über unsere anbaukompatiblen<br />
Kompaktstellantriebe.“<br />
Bilder: Aufmacher Hintergrund: alphaspirit – stock.adobe.com,<br />
Sonstige: SOMIC Verpackungsmaschinen GmbH & Co. KG<br />
www.siko-global.com<br />
28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
WIRBELSTROM-MESSSYSTEM FÜR KLEINE MESSBEREICHE<br />
Das neue induktive Wegmesssystem EddyNCDT 3070 von Micro-Epsilon ist<br />
für kleine Messbereiche unter 1 mm konzipiert. Eingesetzt wird es zur<br />
Messung von Weg, Abstand, Position, Wellenbewegung und Spalt. Da<br />
sowohl der Sensor als auch der Controller temperaturkompensiert sind, ist<br />
eine sehr hohe Temperaturstabilität gegeben. Die Sensoren sind für Temperaturen<br />
bis 200 °C und einen Umgebungsdruck von bis zu 700 bar ausgelegt.<br />
Auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen erfasst das System<br />
genaue Messwerte. Diese werden in Submikrometergenauigkeit und mit<br />
einer Grenzfrequenz von bis zu 20 kHz ermittelt. Das System lässt sich mit<br />
rund 100 Sensormodellen kombinieren und bietet dadurch einen hohe<br />
Anwendungsvielfalt. Das EddyNCDT 3070 besteht aus Sensor, Kabel und<br />
Controller. Werksseitig wird es auf ferromagnetische oder nicht ferromagnetische<br />
Messobjekte abgestimmt.<br />
www.micro-epsilon.com<br />
E-GREIFER-VARIANTE FÜR KLEINTEILE-HANDLING<br />
Die elektrisch angetriebenen GEP2000-Greifer hat die Zimmer Group speziell für Montageaufgaben<br />
und das Handling von Kleinteilen entwickelt. Nun erweitert das Unternehmen die<br />
Serie um die Greifer-Variante 03. Diese ist jetzt frei positionierbar, das heißt der Anwender<br />
kann den Greifer vorpositionieren. Dadurch lässt sich der Hub flexibel an das Werkstück<br />
anpassen, der Nutzer spart Zeit im Prozess und vermeidet Störkonturen. Die neuen Greifer<br />
besitzen zudem eine Werkstückverlustkontrolle. Sollte ein Werkstück durch äußere Einflüsse<br />
verloren gehen, erkennt der Greifer dies und sendet die Information an die Steuerung. Alle<br />
Greifer der Serie GEP2000 sind mit einer integrierten Steuerung und einer mechanischen<br />
Selbsthemmung ausgestattet, die den Verlust des Werkstücks bei Stromausfall verhindert.<br />
www.Zimmer-Group.de<br />
MAGNETOSTRIKTIVE SENSOREN<br />
MIT IO-LINK<br />
Gefran erweiterte seine Palette an kontaktlosen<br />
magnetostriktiven Positionsaufnehmern um die Serie<br />
Hyperwave WPL. Diese sind nicht nur sehr messgenau<br />
und resistent gegen EMV-Störungen und Vibrationen,<br />
sondern auch mit der Schnittstelle IO-Link 1.1 ausgestattet.<br />
Die neuen Hochleistungssensoren sind mit<br />
den meisten industriellen Feldbussen kompatibel und<br />
besitzen eine verbesserte digitale Konnektivität. Der<br />
Datenaustausch erfolgt sehr schnell, da der IO-Link-<br />
Master die Parameter neu konfiguriert und so an den<br />
Sensor anpasst. Standardisierte IO-Link-Verbindungskabel<br />
ermöglichen zudem eine einfache Installation.<br />
Die magnetostriktiven WPL-Sensoren können zyklische<br />
Daten über Cursor-Position und Bewegungsgeschwindigkeit<br />
liefern. Zudem erfassen sie auch azyklische<br />
Informationen wie beispielsweise gefahrene Kilometer,<br />
Bewegungszeit, Höchstgeschwindigkeit und -beschleunigung.<br />
Das erlaubt dem Anwender, den Betriebszustand<br />
der Maschine und des Sensors zu bewerten.<br />
www.gefran.com<br />
Wer die Wahl hat...<br />
... wählt Vakuum-Komponenten von Schmalz: Das Vorzugsprogramm<br />
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www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 29
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
PROBEN<br />
SICHER BEWEGEN UND FIXIEREN<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Um Proben in der biomedizinischen Forschung<br />
mit hohem Durchsatz bearbeiten zu können,<br />
benötigt das Laborpersonal ergonomische<br />
Arbeitsplätze. Bei der Neukonstruktion eines<br />
Probenkopfhalters entschieden sich die<br />
Ingenieure für hochwertige mechanische<br />
Maschinenelemente, die Geschwindigkeiten<br />
sicher regulieren und schwere Massen<br />
zuverlässig fixieren.<br />
Bei Konstruktionslösungen unkonventionelle Wege zu beschreiten,<br />
gehört zum Tagesgeschäft der Tech-solute<br />
GmbH. Das auf technische Produktinnovationen spezialisierte<br />
Unternehmen aus Bruchsal wurde 2002 durch die<br />
seinerzeit am Institut für Produktentwicklung (IPEK) der Universität<br />
Karlsruhe tätigen Maschinenbauingenieure Dr.-Ing. Marcus<br />
Saak und Dr.-Ing. Dirk Schweinberger gegründet. Während deren<br />
Fokus zu Beginn der reinen Konzeptentwicklung galt, erweiterte<br />
sich das Angebotsspektrum ihres Unternehmens mit den zuneh-<br />
Autor: Robert Timmerberg, Fachjournalist, Düsseldorf<br />
menden Wünschen der Kunden, die technischen Ideen bis zu<br />
seriennahen Konstruktionen umzusetzen. Entsprechend entwickelt<br />
Tech-solute heute unter der Leitung der beiden Eigentümer<br />
eine Vielfalt von Ideen bis zur Serienreife, erstellt Funktionsmuster<br />
sowie Prototypen und begleitet den Prozess der eigenen und<br />
kundenseitigen Innovationsentwicklung. So wurde zum Beispiel<br />
vor kurzem für einen Kunden, der Messtechnik für den medizinischen<br />
Bereich entwickelt und fertigt, von Tech-solute eine Montagehilfe<br />
für die Arbeit an Laborproben entwickelt und als Prototyp<br />
hergestellt. Diese Neukonstruktion ermöglicht es, den Probenkopf<br />
in unterschiedlichen Ebenen frei zu bewegen und ohne<br />
Kraftaufwand zu positionieren. Anschließend wird die Montagehilfe<br />
in der für das Personal und die Proben bestmöglichen Position<br />
sicher fixiert. Zu diesem Zweck sind bei der Anwendung vier<br />
Klemmelemente sowie eine Gasdruckfeder der ACE Stoßdämpfer<br />
GmbH in einer Konstruktion vereint.<br />
EFFIZIENTE LÖSUNG GESUCHT,<br />
SERIENKOMPONENTEN GEFUNDEN<br />
Durch die geschickte Kombination dieser und anderer Komponenten<br />
sowie dank agiler Produktentwicklung ist es dem Mechanik-Entwicklungsteam<br />
rund um Projektleiter Philipp Aders von<br />
Tech-solute gelungen, in kurzer Zeit einen funktionsfähigen Probenkopfhalter<br />
als Prototyp aufzubauen, der sich bereits bei Produktionstests<br />
bewährt hat. Zum Vorgehen merkt Geschäftsleiter<br />
Dr.-Ing. Dirk Schweinberger an: „Da wir eine schnelle, kostengünstige<br />
und effiziente Lösung gesucht haben, war der Plan, auf<br />
Standardkomponenten zurückzugreifen. Aus vergangenen Projekten<br />
kannten wir die Vorzüge der Maschinenelemente von<br />
ACE. So erlauben die Klemmelemente eine Fixierung in jeder Position,<br />
und dank der Gasdruckfeder vollziehen sich die Auf- und<br />
Abwärtsbewegungen ruckfrei und kraftsparend.“<br />
30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
02<br />
01 Die ACE Industrie-Gasdruckfedern der Typen<br />
GS-8 bis GS-70 sind mit individuellen Hüben zwischen<br />
20 und 1 000 mm und Ausschubkräften zwischen<br />
10 und 13 000 N lieferbar<br />
01<br />
02 Eine ergonomische Montagehilfe ermöglicht<br />
es, zu montierende Probenköpfe möglichst frei<br />
zu orientieren und zu fixieren<br />
5
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Auftragsgemäß und den Anforderungen moderner Laborarbeit<br />
entsprechend, steht der Handhabungskomfort für das Bedienpersonal<br />
des Probenkopfs im Vordergrund. Die Neukonstruk tion<br />
von Tech-solute ermöglicht es, alle vier Achsen einzeln verstellen<br />
zu können. Dabei ist nur eine Hand zum Lösen der jeweiligen<br />
Achse und die andere zum Neu-Positionieren des Probenkörpers<br />
nötig. Im Vergleich mit den zuvor beim Kunden hierfür verwendeten<br />
Kugelspannstöcken ist es gelungen, die Bedienung auch<br />
buchstäblich deutlich leichter zu machen. „Bis dato kam es im<br />
Labor vor, dass die Bewegungsrichtung bei einem Probengewicht<br />
von bis zu 10 kg nicht immer wirklich vorhersehbar gewesen ist.<br />
Das führte dazu, dass das Personal die Proben zusätzlich manuell<br />
sichern, halten und ausrichten musste“, beschreibt Philipp Aders<br />
den vormals umständlichen, zeitraubenden und fehleranfälligen<br />
Arbeitsvorgang. Die neue Montagehilfe erlaube hingegen eine<br />
zeitgemäße Montage, so der Konstrukteur, der hinzufügt: „Durch<br />
die vier Achsen lässt sich der Proben körper jetzt so positionieren,<br />
dass alle Bereiche, in denen montiert und gelötet werden muss,<br />
ohne Verrenkungen der Monteure bequem erreicht werden.“<br />
Die Montagehilfe ist an einem höhenverstellbaren Tisch befestigt,<br />
an dem sich eine senkrechte Linearführung aus Aluminium<br />
befindet. Diese ermöglicht es, den gesamten Gelenkkopf elektrisch<br />
angetrieben relativ zur Tischplatte nach oben und unten zu<br />
fahren. Um das Heben und Senken des Probenkopfhalters zu erleichtern,<br />
ist eine Gasdruckfeder des Typs GS-22-250 von ACE<br />
verbaut. Bei deren Auswahl wurde die gewünschte schnelle Umsetzung<br />
dadurch unterstützt, dass die ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
auf der Homepage www.ace-ace.de Berechnungs- und Konfigurationstools<br />
anbietet. Innerhalb kurzer Zeit sind damit kundenspezifische<br />
Auslegungen und Bestellungen möglich. Im Fall von<br />
ACE-Industriegasfedern vollzieht sich die anschließende kundenspezifische<br />
Befüllung und Lieferung in der Regel innerhalb<br />
eines Arbeitstages.<br />
MEHR SICHERHEIT<br />
UND KOMFORT<br />
Wie von unserem Kunden gefordert, ist durch den<br />
Einsatz von Klemmelementen und einer Gasdruckfeder<br />
eine Gesamtkonstruktion entstanden, die<br />
ein optimales Wechselspiel zwischen kontrollierter<br />
Bewegung und sicherer Fixierung in jeder vom<br />
Laborpersonal gewünschten Position erlaubt.<br />
DR.-ING. DIRK SCHWEINBERGER,<br />
Geschäftsleiter Tech-solute GmbH, Bruchsal<br />
HYDRAULISCH UNTERSTÜTZT<br />
Gasdruck- oder Gaszugfedern kommen generell am besten dann<br />
zum Einsatz, wenn zuverlässige Unterstützung der Muskelkraft<br />
mittels eines hydraulisch funktionierenden Maschinenelements<br />
gewünscht wird. Ist der Probenkopfhalter dann dank der mechanischen<br />
Hilfe in der gewünschten Position, übernimmt eine<br />
Klemmeinheit für Linearführungen als weitere Strom sparende<br />
Mechanikkomponente von ACE die Arretierung. Das Maschinenelement<br />
vom Typ Locked PLK30-1-4B zeichnet sich durch eine<br />
kompakte Bauform aus und steht selbst bei gefetteten Schienen<br />
für höchste Haltekräfte. „Das Lösen erfolgt über einen Knopf am<br />
Gelenkkopf, der die Klemmeinheit durch Druckbeaufschlagung<br />
löst“, freut sich Philipp Aders über den präzisen Halt und die Arbeitserleichterung.<br />
Weitere Klemmkräfte wirken am Gehäuse,<br />
das auf dem Linearschlitten befestigt ist. Dort ist die erste, senkrecht<br />
zur Linearführung angeordnete Rotationsachse der Montagehilfe<br />
zu finden. Für Rotation und Arretierung sind zwei Rotationsklemmeinheiten<br />
des Typs R70-4B von ACE zuständig. Zudem<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
ERGONOMIE IM BLICK<br />
DIE KLEMMELEMENTE ERLAUBEN<br />
EINE FIXIERUNG DES PROBEN-<br />
KOPFS IN JE<strong>DER</strong> POSITION<br />
ist ein Element zur Stangenklemmung vom Typ PN63-20-2-4B<br />
mittig zwischen den Rotationsklemmungen verbaut. Zusätzlich<br />
sorgen Gleitlager dafür, dass im gelösten Zustand der Stangenklemmung<br />
nur eine Rotation und keine Translation ermöglicht<br />
und die Achse in der vorgesehenen Position gelagert wird. Diese<br />
drei Achsen dienen zur flexiblen Orientierung des Probenkopfs.<br />
Alle Komponenten zur Fixierung werden über Pneumatikventile<br />
gelöst und sind im Normalzustand angezogen. Für die Rotation<br />
des Probenkopfs um dessen eigene Achse hat das Team von Techsolute<br />
eine Lagerung über drei Rollen vorgesehen, die durch einen<br />
Bremsklotz gehalten wird. Der Innenring dieses Lagers ist zu<br />
teilen und ermöglicht es, eine Vielzahl unterschiedlicher Probenköpfe<br />
an der Montagehilfe anzubringen.<br />
Bilder: Aufmacher und 01: ACE Stoßdämpfer GmbH, Sonstige: tech-solute GmbH,<br />
www.ace-ace.de<br />
32 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
MINIATUR-WELLENFE<strong>DER</strong>N<br />
Konstrukteure und Entwickler feinwerktechnischer und mechatronischer Baugruppen<br />
agieren vorrangig in kleinen Maßstäben. Die Smalley-Wellenfedern von Zulieferer TFC<br />
bestehen aus gewalztem Flachdraht und benötigen bis zu 50 % weniger axialen Bauraum<br />
sowie einen etwas geringeren radialen Bauraum als konventionelle Runddrahtfedern – bei<br />
gleichem Federweg und gleicher Belastbarkeit. Gefertigt werden die Wellenfedern in einem<br />
Spezialverfahren. So können inzwischen sogar Wellenfedern mit Durchmessern von nur<br />
4,0 mm hergestellt werden. In diesem Verfahren entstehen sowohl ein- als auch mehrlagige<br />
Wellenfedern. Die Materialauswahl reicht von Federstahl und nichtrostenden Edelstählen<br />
über zahlreiche Superlegierungen bis hin zu Kupferlegierungen, Phosphorbronze und Titan.<br />
Das Standardsortiment von TFC umfasst Wellenfedern mit Durchmessern von 5 bis 400 mm.<br />
www.tfcdeutschland.com<br />
GEWINDETRAGBOLZEN MIT<br />
DREHBAREM SCHÄKEL<br />
Die Gewindetragbolzen der Erwin Halder<br />
KG sind dafür bekannt, schnell und einfach<br />
Lasten anzuheben und zu transportieren.<br />
Nun hat das Unternehmen eine neue<br />
Variante mit drehbarem Schäkel entwickelt.<br />
Der Vorteil: Ob gerade oder schräg –<br />
beim Lastentransport richtet sich der<br />
drehbare Schäkel immer in Zugrichtung<br />
aus, ohne dass sich der Bolzen dreht.<br />
Hierzu die Ingenieure Kilian Schneck und Andreas Kühlwein<br />
aus dem Entwicklungsteam von Halder: „Während eines<br />
Schrägzugs spielt die neue Variante ihre Vorteile aus: Dank<br />
des Lagerrings mit der wartungsfreien, temperatur-, chemieund<br />
ölbeständigen Gleitlagerbuchse kann sich der Schäkel<br />
frei um den Bolzen drehen. Da sich nur der Schäkel und nicht<br />
der Bolzen selbst dreht, bleibt das Lasthebemittel fest im<br />
Gewinde eingeschraubt und das Bauteil kann sicher angehoben<br />
und transportiert werden.“ Die CE-konformen Gewindetragbolzen<br />
sind zudem auch extrem belastbar. Abhängig von<br />
der Ausführung ist eine maximale Traglast von bis zu 1 850 kg<br />
möglich – bei 5-facher Sicherheit.<br />
www.halder.com<br />
LEICHT ZU REINIGENDE BEDIENTEILE<br />
Heinrich Kipp bietet Bedienteile und Griffe aus dem Kunststoff<br />
Duroplast an. Diese sind nicht nur sehr stabil und<br />
hitzebeständig, sondern lassen sich aufgrund der hochglanzpolierten<br />
Oberfläche auch gut reinigen. So können diese<br />
Komponenten eine günstige Alternative zu Edelstahl darstellen.<br />
Der Kunststoff kann im Anlagen- und Maschinenbau, in<br />
Baufahrzeugen und elektrischen<br />
Geräten, chemischen<br />
Anlagen oder auch<br />
in der Medizintechnik<br />
eingesetzt werden.<br />
Duroplast ist besonders<br />
hart und zeigt eine hohe<br />
Abrieb- und Formbeständigkeit<br />
bei Belastung.<br />
Bedienteile aus diesem<br />
Werkstoff dehnen sich bei Wärme wenig aus, widerstehen<br />
Temperaturen bis 150 °C und sind im Gegensatz zu Metall<br />
nicht elektrisch leitend. Die Oberflächenqualität ermöglicht<br />
eine einfache Reinigung, wobei der Werkstoff gegen Chemikalien<br />
wie Alkohole, Fette und Benzin beständig ist. Nicht<br />
zuletzt ergibt die hochglanzpolierte Oberfläche eine Klavierlack-Optik,<br />
die hochwertig aussieht.<br />
www.kipp.com<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 33
SICHERE VERBINDUNGEN FÜR GUTE LUFT<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Hohe Feinstaubkonzentrationen machen vielen<br />
Innenstädten zu schaffen. Spezielle Filteranlagen<br />
an stark befahrenen Straßen können einen<br />
Großteil der Schadstoffe aus der Umgebungsluft<br />
entfernen. Um alle Anforderungen der<br />
internationalen Brandschutz- und<br />
Materialrichtlinien zu erfüllen, werden im Filter<br />
Verbindungslösungen verbaut, die den<br />
Maximalanforderungen entsprechen.<br />
Autor: Dr. Matthias Ernst, Tübingen, Autor im Auftrag von LAPP<br />
Energieproduktion, Industrie und Verkehr sind die Hauptursachen<br />
für Schadstoffe wie Feinstaub und Stickstoffdioxid.<br />
Diese sind für das Klima schädlich, aber auch unmittelbar<br />
für die Gesundheit des Menschen, weil sie Atemwegs- und<br />
Herzerkrankungen hervorrufen und Allergien fördern können.<br />
Besonders Bewohner von Großstädten sind davon betroffen. Im<br />
Kontext der Covid-19-Pandemie verschärft sich die Situation<br />
noch zusätzlich, da Menschen mit angegriffenen Atemwegen<br />
auch anfälliger für die Viruserkrankung sind. Die Überschreitung<br />
von Grenzwerten in Innenstädten ist seit Jahren Thema von Diskussionen,<br />
in denen auch Fahrverbote angedacht wurden. Damit<br />
wird sich der Eintrag der Schadstoffe in die Luft auf absehbare<br />
Zeit jedoch nicht vollständig vermeiden lassen. Doch es gibt eine<br />
wirksame Maßnahme, um die vorhandene Schadstoffkonzentrationen<br />
in der Luft zu minimieren.<br />
VERBINDUNGSLÖSUNG FÜR<br />
DEN WELTWEITEN EINSATZ<br />
Das Ludwigsburger Familienunternehmen Mann+Hummel, Zulieferer<br />
von Filterelementen und -systemen für die Automobilin-<br />
34 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
DIE HALOGENFREIE<br />
STEUERLEITUNG IST<br />
FLAMMWIDRIG<br />
UND VERHIN<strong>DER</strong>T EINE<br />
BRANDFORTLEITUNG<br />
dustrie, hat dafür eine vielversprechende technische Lösung<br />
entwickelt. Seine fast 80 Jahre Expertise in Sachen Filtration<br />
nutzt das Unternehmen nun auch, um mit seinen Filterelementen<br />
für saubere Luft in Innenräumen wie auch im Außenbereich<br />
zu sorgen. So auch am Neckartor in Stuttgart, einem Verkehrsknotenpunkt<br />
und damit Hotspot für Schadstoffe. In einem vom<br />
Verkehrsministerium Baden-Württemberg geförderten und von<br />
der Stadt Stuttgart unterstützten Projekt hat Mann+Hummel seit<br />
Dezember 2018 insgesamt 23 der Filtersäulen „Filter Cubes“ dort<br />
aufgestellt. Mit Erfolg: Bis zu 19 % weniger Schadstoffe wurden in<br />
der Luft des betroffenen Gebiets gemessen. Seit 2020 stehen die<br />
Filter Cubes auch in Heilbronn und zunehmend in anderen Ländern:<br />
Das Familienunternehmen exportiert die Kerntechnologie<br />
auch nach Frankreich, Brasilien sowie nach Asien, wo sie an<br />
Standorten im koreanischen Seoul, im chinesischen Shanghai<br />
und im indischen Bangalore zum Einsatz kommt. Um sich angesichts<br />
aller relevanten Standards und Richtlinien für die diversen<br />
Standorte abzusichern, setzt Mann+Hummel bei der Spannungsversorgung<br />
und Signalübertragung der Filter Cubes auf<br />
Verbindungslösungen von Lapp. Der Hersteller für integrierte<br />
Lösungen im Bereich der Kabel- und Verbindungstechnologie<br />
ist ebenfalls in Baden-Württemberg beheimatet und sein Logistik-<br />
und Dienstleistungszentrum steht in direkter Nachbarschaft<br />
zu Mann+Hummel.<br />
KOMBIFILTER BINDET 80 % <strong>DER</strong> SCHADSTOFFE<br />
Drei Würfel übereinander, jeweils einen mal einen Meter groß, in<br />
grün-schwarzer Farbgebung – so sehen die Filter Cubes außen<br />
aus. Im Inneren erzeugt ein großer Lüfter einen Luftstrom, der<br />
verschmutzte Luft in die Filterelemente saugt. Diese sind der<br />
Kern der Technologie und als Kombifilter mit einer hochfeinen<br />
Filterlage für Feinstaubpartikel sowie Aktivkohlelagen, die Gase<br />
wie Stickstoffdioxid binden, ausgeführt. Am anderen Ende tritt<br />
saubere Luft heraus, die mehr als 80 % weniger Schadstoffe enthält.<br />
Bis zu 14 500 m 3 /h Luft reinigt eine Filtersäule mit drei Cubes,<br />
am Neckartor allein sind es also insgesamt 333 500 m 3 /h gereinigte<br />
Luft.<br />
GARANTIERTES EINHALTEN ALLER STANDARDS<br />
Weil die Filtrationstechnologie von Mann+Hummel auf der ganzen<br />
Welt und in verschiedenen Anwendungsszenarien funktionieren<br />
soll, setzte man auf Maximalanforderungen in Bezug auf<br />
Brandschutz und die verbauten Materialien. „Elektrogeräterichtlinien,<br />
CE, RoHS – da gibt es national und international viel zu<br />
beachten“, berichtet Dr. Christoph Schulz, Product Expert Industrial<br />
Air Solutions bei Mann+Hummel. „Bei vielen Zulieferern hat<br />
man da viel Nacharbeit, wenn es um die Dokumentation der<br />
Richtlinieneinhaltung geht. Das wollten wir uns sparen.“ Daher<br />
setzt Mann+Hummel für die Spannungsversorgung und Signalübertragung<br />
in den Filter Cubes auf Verbindungslösungen von<br />
Lapp. „Durch die Zuverlässigkeit und umfassende Dokumentation<br />
durch Lapp sind wir da einfach auf der sicheren Seite“, so der<br />
erfahrene Ingenieur.<br />
Zur Verwendung kommt die halogenfreie Steuerleitung Ölflex<br />
Classic 130 H von Lapp. Sie kommt speziell dort zum Einsatz, wo<br />
im Brandfall Menschen, Tiere als auch hohe Sachwerte durch<br />
Brandfolgen in hohem Maße gefährdet sind. Sie ist flammwidrig<br />
nach IEC 60332-1-2 und verhindert eine Brandfortleitung nach<br />
IEC 60332-3-22 und IEC 60332-3-24 bzw. IEC 60332-3-25. Zudem<br />
verfügt sie über eine UL-Zertifizierung und ist damit auch<br />
für den nordamerikanischen Markt zugelassen. Tatsächlich sei<br />
eine Alternative von Anfang an gar nicht zur Debatte gestanden:<br />
„Unser zuständiger Mechatroniker hat sofort darauf hingewiesen,<br />
dass er in Produkte von Lapp volles Vertrauen setzt“, so<br />
Schulz. Aspekte wie die regionale Nähe, kurze Lieferzeiten, zuverlässige<br />
Projektplanung und eine komfortable Kabelauswahl<br />
via Online-Konfigurationstool kamen als zusätzliche Argumente<br />
noch dazu.<br />
MIT<br />
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vermessen. Die Abformmassen basieren auf einem Zwei-Komponenten-Prinzip, die nach dem Vermischen aushärten.<br />
Somit erhält man eine exakte Kopie der gewünschten Innen- oder Außenkontur oder einer Oberfläche. Diese<br />
Abdrücke können dann problemlos optisch vermessen werden!<br />
Interne Formen<br />
Die Fähigkeit interne Formen mit flüssigen oder<br />
halbflexiblen Produkten zu kontrollieren, die mit<br />
dem Cutter leicht geschnitten werden können.<br />
Äussere Formen<br />
Die Fähigkeit äußere Formen zu kontrollieren,<br />
indem ein partieller Abdruck gemacht wird,<br />
durch Paste, Kitt, halbstarre oder starre<br />
Produkte.<br />
Komplexe Formen<br />
Die Fähigkeit interne und äußere komplexe<br />
Formen eines Teils zu kontrollieren, als Gewinde,<br />
Gewindewurzel, Nut oder Radius, mit flüssigen<br />
oder halbflexiblen Produkten.<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Filter auf einem öffentlichen<br />
Platz in Korea: Auch hier<br />
entsprechen die Verbindungslösungen allen<br />
relevanten Standards und Richtlinien<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
NICHT NUR SCHADSTOFFE, AUCH<br />
VIREN HERAUSFILTERN<br />
Mit den Produkten zur Reinigung der Luft von Schadstoffen wie<br />
Feinstaub und Stickstoffdioxid an diversen internationalen<br />
Standorten ist die Arbeit von Mann+Hummel aber noch nicht am<br />
Ende. Denn durch die Covid-19-Pandemie erhöht sich auch die<br />
Nachfrage nach Filtersystemen für die Virenbekämpfung. Eine<br />
entsprechende Entwicklung, die mobile Luftfilteranlage Tri-<br />
Kleen 500UV, gibt es zwar von der US-Abteilung schon seit längerem,<br />
jedoch fristete sie lange Zeit ein Nischendasein im Medizinsektor.<br />
Seit Beginn dieses Jahres stieg die Nachfrage nach entsprechenden<br />
Lösungen an. Mann+Hummel hat mit den antiviralen<br />
Luftreinigern Ourair SQ 2500 und Ourair TK 850 weitere<br />
Systeme zur Reduzierung des Infektionsrisikos in Innenräumen<br />
entwickelt. Die in den mobilen Luftreinigern verbauten Hepa-H14-Filter<br />
sind in der Lage, mehr als 99,995 % der Viren, Bakterien<br />
und Mikroorganismen sicher aus der Luft zu filtern. Zuletzt<br />
hat eine Studie des Karlsruher Instituts für Technologie in einem<br />
Klassenzimmer die Wirksamkeit der Geräte bestätigt. Aufgrund<br />
der jahrzehntelangen Erfahrung im Bereich Reinräume und Operationssäle<br />
ist es dem Unternehmen zudem gelungen, Hepa-Filter<br />
für die Um- und Aufrüstung bestehender Klima- und Lüftungsanlagen<br />
zu entwickeln, die nur einen geringen Anstieg des<br />
Differenzdrucks aufweisen, so die Nachrüstung ermöglichen und<br />
die Betriebskosten der Anlagen sogar auf einem Vor-Corona-Niveau<br />
halten.<br />
Für Außenbereiche wie in Innenstädten hat der Einsatz dieser<br />
mobilen Virenfilteranlagen keine besondere Bedeutung, sagt Dr.<br />
Christoph Schulz. „Im öffentlichen Raum verteilen sich die Aerosole<br />
so schnell, dass eine Filterung wenig Sinn ergibt.“ Dafür sind<br />
die Virenfilter jedoch ideal für den Einsatz in Büros, Klassenräumen,<br />
Arztpraxen oder Geschäften. „Mit unserer Filtrationstechnologie<br />
können wir einen aktiven Beitrag dazu leisten, die Menschen<br />
vor Luftverschmutzung und vor Viren zu schützen. Das<br />
macht uns sehr stolz. Wir sind froh, dass wir mit Lapp einen zuverlässigen<br />
Partner für die Verbindungslösungen haben, der es<br />
uns einfach macht, unsere Produkte weltweit zu vertreiben“, sagt<br />
Dr. Christoph Schulz.<br />
Bilder: MANN+HUMMEL,<br />
U.I. Lapp GmbH<br />
www.lappkabel.de<br />
EINE LÖSUNG FÜR ALLE NORMEN<br />
An vielbelebten Plätzen oder auch in öffentlichen Gebäuden wie Flughäfen oder<br />
Bahnhöfen ist Brandschutz von höchster Wichtigkeit. Das Ausbreiten von Bränden<br />
zu vermeiden und so Menschen und Sachwerte zu schützen, ist aber ebenso in der<br />
Industrie von Bedeutung. Flammwidrige Kabel zur Spannungsversorgung und<br />
Signalübertragung finden daher auch im Maschinen- und Anlagenbau ihren<br />
Einsatz. Dabei müssen jedoch von Land zu Land unterschiedliche Normen beachtet<br />
werden. Eine Verbindungslösung für den weltweiten Einsatz, die alle Normen<br />
erfüllt, ist hier gefragt.<br />
INGA RONSDORF, Redakteurin<br />
36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
ZUVERLÄSSIGE DATENÜBERTRAGUNG<br />
IM INDUSTRIAL ETHERNET<br />
Escha hat zwei Serien von Leitungen herausgebracht, die auf Industrial-<br />
Ethernet- und Ethercat-Applikationen ausgerichtet sind. Für Anwendungen<br />
mit geringer mechanischer Beanspruchung wurde die PVC-Leitung<br />
S5200 entwickelt. Sie ist PNO-konform und eignet sich für Applikationen,<br />
in denen es nicht auf Schleppketten- und Torsionseigenschaften<br />
ankommt. Alle Komponenten mit dieser Leitungsqualität erfüllen die<br />
Dichtigkeitsanforderungen der Schutzklassen IP67 und IP68.<br />
In vielen Ethercat-Applikationen ist mittlerweile eine Leitungsqualität<br />
mit gelbem Außenmantel vorgeschrieben, z. B. in der Automobilfertigung.<br />
Für diesen Bereich gibt es die Leitung S1329. Sie erfüllt die Echtzeitanforderungen nach IEC 61158. Aufgrund ihres<br />
flexiblen Aufbaus ist sie schleppkettentauglich und hält über 5 Mio. Biegezyklen stand. Beide Serien garantieren eine<br />
industrietaugliche Datenübertragung nach Cat.5e und umfassen M8-, M12- und RJ45-Steckverbinder.<br />
www.escha.net<br />
ETHERNET-TEILNEHMER KOMPAKT VERNETZT<br />
Unmanaged Switches von Murrelektronik kommen zum<br />
Einsatz in hochentwickelten Roboterzellen von HandlingTech.<br />
Dort leisten die 8-Port- und 16-Port-Switches einen wichtigen<br />
Beitrag zur kompakten Vernetzung von Ethernet-Teilnehmern.<br />
Aktuell werden vorwiegend Emparro-Schaltnetzteile eingesetzt,<br />
auch bei den E/A-Verteilern im Schaltschrank werden<br />
Produkte von Murrelektronik eingesetzt. Derzeit fassen<br />
I/O-Systeme der Baureihe Cube20S die kompletten digitalen<br />
Ein- und Ausgänge in einer Zelle zusammen und bringen sie in<br />
den Feldbus. Die kompakten Xelity-Switches mit Spannungsversorgung<br />
über Push-In-Klemmen werden in Neuanlagen,<br />
aber auch in älteren Modellen verbaut. In Standard-Roboterzellen<br />
von HandlingTech sind heute je zwei Xelity-Switches<br />
vorgesehen, um Ethernet und Profinet zu trennen. Bei großen<br />
Datenmengen kommen die Unmanaged Switches Tree16 TX<br />
zum Zuge. Gerade bei Sondermaschinen werden die starken<br />
Gigabit-Ports der Unmanaged 16-Port-Switches gebraucht.<br />
www.murrelektronik.de<br />
EXTERNE ZERTIFIZIERUNG BESIEGELT<br />
RUNDUM-SICHERHEIT<br />
Ein komplett geschlossenes Edelstahlgehäuse rüstet die<br />
Industrie-Computer von Noax für härteste Bedingungen und<br />
den Dauereinsatz. Im Härtetest eines unabhängigen Instituts<br />
hielten die Computer einem der härtesten Reinigungsprozesse<br />
stand: Der Hochdruck- und Dampfstrahlreinigung nach der<br />
Schutznorm IP69K. Die Industrie-PCs können im Einsatz z. B.<br />
Hitze, Kälte, Staub, Dreck, Nässe oder Erschütterungen<br />
ausgesetzt sein. Ihr Edelstahlgehäuse hat keine Außenlüfter<br />
und Lüftungsschlitze. Selbst zwischen Touchdisplay und<br />
Gehäuse existiert<br />
keine Fuge. Dieser<br />
Rundum-Schutz<br />
garantiert Sicherheit<br />
für alle inneren<br />
Hightech-PC-<br />
Komponenten. Die<br />
Oberflächen der<br />
Industrie-PCs können<br />
mit bis zu 80 °C<br />
heißem Strahlwasser<br />
mit einem Wasserdruck<br />
von 100 bar<br />
gereinigt werden.<br />
Das ist z. B. in der Lebensmittelindustrie wichtig. Um den<br />
hohen Hygienevorschriften bei der Herstellung von Lebensmitteln<br />
gerecht zu werden, werden die Geräte dort mehrmals<br />
täglich gereinigt.<br />
www.noax.com<br />
TORSION GEPAART MIT HORIZONTALEN LINEARBEWEGUNGEN<br />
Die Ethernetleitung Etherline Robot PN Cat.5e von Lapp entspricht dem Typ-R-Standard für Profinet-<br />
Leitungen an Robotern. Die mechanischen Anforderungen an solche Leitungen sind hoch: 5 Mio.<br />
vertikale Torsionszyklen bei ± 180 ° pro Meter, 5 Mio. Zyklen in der horizontalen Schleppkette bei<br />
Beschleunigungen bis zu 10 m/s² und Geschwindigkeiten von 3 m/s über einen Verfahrweg von<br />
5 m, zusätzlich 1 Mio. Biegungen im Wechselbiegetest nach EN 50396 bei einem Biegeradius von<br />
nur 7x Außendurchmesser. Die Profinet-Nutzerorganisation hat nun in Abstimmung mit der Automatisierungsinitiative<br />
der deutschen Automobilisten (Aida) die notwendige Spezifikation erarbeitet.<br />
Durch Füllelemente und Materialien wie dem robusten PUR-Außenmantel deckt die Leitung nicht<br />
nur die Anforderungen an die mechanische Belastung ab, sondern bietet auch eine UL-Konformität<br />
gemäß AWM Recognized. Diese ermöglicht einen Export als Bauteil in einer Maschine in den<br />
nordamerikanischen Markt.<br />
www.lappkabel.de<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 37
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
BAUTEILE<br />
CLEVER<br />
REDUZIEREN<br />
Autor: Konrad Sörgel, Leiter Sparte Equipment,<br />
E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, Altdorf<br />
Die systematische Reduzierung von Bauteilen<br />
ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für eine<br />
kostensparende Konstruktion. Oft übersehen<br />
wird dabei, dass sich schon am Netzeingang<br />
einer Maschine bzw. eines Geräts die Anzahl<br />
der eingesetzten Bauteile durch den Einsatz<br />
von Kaltgerätesteckermodulen spürbar<br />
verringern lässt.<br />
38 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Hochwertige Geräte und Maschinen für die Bereiche Office,<br />
Messtechnik, Informationstechnologie sowie Medizintechnik<br />
sind netzeingangsseitig bei Wechselstrom in<br />
aller Regel mit Gerätesteckern nach IEC 60320 ausgestattet.<br />
Aufgrund eines separat benötigten Netzkabels mit Kupplung<br />
und Stecker für die Installationssteckdose ist diese Lösung,<br />
im Gegensatz zu Produkten mit fest installierten Netzkabeln,<br />
zwar aufwendiger, bietet dafür jedoch zahlreiche Vorteile.<br />
Die meisten dieser Geräte werden weltweit vertrieben und eingesetzt,<br />
sie sind daher betreffend der Stromzuführungen an die<br />
länderspezifischen Gegebenheiten anzupassen. Dies geschieht<br />
in diesem Falle ganz einfach durch das Beilegen von unterschiedlichen<br />
Netzkabeln mit Anschlusssteckern für Deutschland, das<br />
Vereinigte Königreich oder die USA. Auch ist es beispielsweise<br />
möglich, Netzzuleitungskabel bei Kabelbrüchen schnell auszutauschen,<br />
wodurch ein zeitaufwendiges Abklemmen alter und<br />
ein Anklemmen neuer Zuleitungen entfällt.<br />
DIE FUNKTIONEN VON SECHS<br />
BAUTEILEN SIND IN EINER EINZIGEN<br />
KOMPONENTE INTEGRIERT<br />
Wirft man einen genaueren Blick auf Produkte mit Wechselstrom-anschluss,<br />
so fällt auf, dass in vielen Fällen der Ein-/Ausschalter<br />
an der Hinterseite des Geräts in unmittelbarer Nähe zu<br />
dem IEC-Gerätestecker verbaut ist. Dies ist immer dann der Fall,<br />
wenn die Geräte nur selten ein- und ausgeschaltet werden oder<br />
dauerhaft am Netz sind.<br />
Zwei Schmelzsicherungen mit Schmelzsicherungshalter können<br />
den eingangsseitigen Überstromschutz, der selektiv zur Absicherung<br />
des Steckdosenstromkreises wirkt, übernehmen. Die<br />
Schmelzsicherungen sollten dann ebenfalls in nächster Nähe zum<br />
Gerätestecker installiert sein. Für den Hersteller bedeutet dies<br />
aber, dass er in seinem Gehäuse separate Einbauöffnungen für<br />
Gerätestecker, Ein-/Ausschalter sowie für ein oder zwei geschlossene<br />
Sicherungshalter der Schmelzsicherung benötigt. Die Verdrahtung<br />
all dieser Bauteile im Innern des Geräts ist entsprechend<br />
aufwendig. Der Aufwand im Einkauf, der Logistik und im Lager ist<br />
ebenfalls groß. Zusammen mit den notwendigen Schmelzsicherungen<br />
müssen sechs Bauteile disponiert und verarbeitet werden.<br />
AUS SECHS MACH EINS<br />
Als deutlich einfachere Lösung haben sich Kaltgerätesteckermodule<br />
bewährt, die einen IEC-Stecker und einen Wipp-Schutzschalter<br />
in einer einzigen Komponente integrieren. Unmittelbarer<br />
Vorteil: Der Maschinen- und Gerätehersteller benötigt nur<br />
noch eine Einbauöffnung und reduziert gleichzeitig seinen Montage-<br />
und Verkabelungsaufwand spürbar. Gleichzeitig entsteht<br />
durch den Einsatz des Wipp-Schutzschalters ein rückstellbarer<br />
Überstromschutz. Diese intelligenten Produkte kombinieren<br />
nämlich thermischen Überstromschutz durch integrierte Bimetalle<br />
und die Funktion des Ein- und Ausschalters.<br />
Nach einer Überstromauslösung lässt sich der Schutzschalter<br />
einfach und schnell wieder einschalten. Ein zeitaufwendiger Sicherungswechsel<br />
– was streng genommen eine Reparatur darstellt<br />
– entfällt. Alle Funktionen der oben genannten sechs Bauteile<br />
sind nun in einer einzigen Komponente integriert.<br />
Bei Geräten und Maschinen, die das Bedienpersonal häufig einund<br />
ausschalten muss, ist eine Installation der Netzschalter auf<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 39
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Geräte<br />
Ein-/Ausschalter<br />
Resetschutzschalter<br />
IEC C14<br />
Gerätestecker<br />
01 02<br />
01 Verwendet der Gerätehersteller Kaltgerätesteckermodule,<br />
benötigt er nur noch eine<br />
Einbauöffnung und reduziert gleichzeitig seinen<br />
Montage- und Verkabelungsaufwand<br />
02 Gerät mit rückseitigem Netzschalter<br />
der Rückseite unpraktisch. Daher platziert man die Schalter in diesen<br />
Produkten in aller Regel frontseitig. Häufig kommen in diesen<br />
Fällen Schmelzsicherungen mit Sicherungshaltern als Überstromschutz<br />
im Zusammenspiel mit dem Gerätestecker zum Einsatz.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
EIN SIMPLER KLICK REICHT AUS<br />
Aber auch hier lässt sich netzeingangsseitig die Anzahl der Einzelbauteile<br />
reduzieren. Die Lösung sind Kaltgerätesteckermodule<br />
mit integrierten Reset-Schutzschaltern, also rein rückstellbaren<br />
Schutzschaltern ohne manuelle Ein-/Ausschaltfunktion. Ein<br />
Beispiel hierfür ist die neue E-T-A-Serie XR38.<br />
Das Kaltgerätesteckermodul der Serie XR38 von E-T-A enthält<br />
einen C14-Gerätestecker und einen ein- oder zweipoligen rücksetzbaren<br />
E-T-A-Schutzschalter in einer einzigen Komponente.<br />
Das Modul ersetzt somit die sonst einzeln einzubauenden IEC-<br />
Gerätestecker, Schmelzsicherungen und Sicherungshalter. Im Falle<br />
einer zweipoligen Absicherung sind dies fünf Bauteile. Auch die<br />
hier eingesetzten Schutzschalter lassen sich im Gegensatz zu<br />
Schmelz sicherungen nach einer Überstromauslösung einfach, sicher<br />
und bequem wieder einschalten. Ein simpler Klick reicht aus.<br />
Der Anwender hat die Wahl zwischen fünf rücksetzbaren<br />
Schutzschaltern des E-T-A-Portfolios. Anhand der Anforderungen<br />
der elektrischen Geräte kann er den für sich jeweils am besten<br />
passenden Schutzschalter auswählen. Neben vier thermisch<br />
auslösenden Schutzschaltern ist der ein- oder zweipolige hydraulisch-magnetische<br />
Schutzschalter Typ 8330 speziell für medizinische<br />
Anwendungen erhältlich.<br />
ZUSATZANFOR<strong>DER</strong>UNG NETZFILTER<br />
Um der europäischen EMV-Richtlinie zu entsprechen, müssen<br />
viele Geräte und Maschinen mit Netzfiltern ausgestattet sein. Der<br />
Grund dafür: Elektronische Komponenten, wie beispielsweise<br />
Schaltnetzteile, Frequenzumrichter und Motorsteuerungen, erzeugen<br />
während ihres Betriebs unerwünschte Funkstörspannungen.<br />
Dies hat möglicherweise auch negative Auswirkungen auf<br />
Verbraucher im gleichen Netz. Hersteller können Netzfilter problemlos<br />
in Kaltgerätesteckermodule integrieren. Dafür ist es lediglich<br />
notwendig, die IEC-Gerätestecker durch sogenannte IEC-<br />
Steckerfilter zu ersetzen.<br />
Die XR38-Module von E-T-A sind ebenfalls mit C14-Steckerfilter<br />
erhältlich. Neben einem Netzfilter für allgemeine Industrieanwendungen<br />
bietet E-T-A zwei Versionen ohne Y-Kondensatoren<br />
speziell für medizinische Geräte an – einen Med-Tech-Standard-<br />
Filter und einen Med-Tech-Hochleistungsfilter. Beide Versionen<br />
CLEVERE LÖSUNGEN<br />
IM ÜBERSTROMSCHUTZ<br />
SIND GEFRAGT<br />
Die Vielfalt im Überstromschutz von elektrischen<br />
Geräten ist groß: Verschiedene Architekturen,<br />
verschiedene Technologien, verschiedene<br />
Gerätetypen. Hier sind universell einsetzbare<br />
Lösungen, wie Kaltgerätesteckermodule, sinnvoll<br />
und gefragt. Sie ermöglichen eine flexible<br />
Verschaltung, Integration und Absicherung.<br />
Gleichzeitig können hierdurch Einsparpotenziale<br />
im Lebenszyklus der Geräte aktiviert werden.<br />
KONRAD SÖRGEL, Leiter Produktsparte<br />
Equipment, E-T-A, Altdorf<br />
erlauben nur kleinste Ableitströme von max. 2 μA und schützen<br />
Patienten und Bediener. Die verwendeten Schutzschalter und<br />
Netzfilter sind perfekt aufeinander abgestimmt, sodass der<br />
Schutzschalter auch den Netzfilter im Fehlerfall zuverlässig vor<br />
Überhitzung schützt.<br />
Bilder: Aufmacher Hintergrund: romaset – stock.adobe.com,<br />
Sonstige: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH<br />
www.e-t-a.de<br />
40 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
GESCHLOSSENE ENERGIEKETTE SCHÜTZT LEITUNGEN DAUERHAFT<br />
Eine optimierte Deckelkonstruktion schützt die Energieführung UAT1555<br />
von Tsubaki Kabelschlepp gegen das Eindringen von Schmutz und Spänen.<br />
Die Vollkunststoff-Energieführung der Uniflex-Serie ist so für raue Umgebungsbedingungen<br />
ausgestattet. Darüber hinaus ist die Kette durch die<br />
Geometrie der Kettenglieder sehr stabil und hat eine große freitragende<br />
Länge. Sie ist für freitragende und gleitende Anordnungen geeignet. Das<br />
integrierte Dämpfungssystem macht sie sehr leise und damit auch geeignet<br />
für die Medizintechnik oder den Werkzeugmaschinenbau. Die nahezu glatte<br />
Seitenbandkontur der einzelnen Kettenglieder weist fast keine Spalte auf,<br />
in die Fremdkörper eindringen können. Für eine schnelle Leitungsbelegung<br />
sind außen zu öffnende Bauarten verfügbar. Mit den UMB-Anschluss-<br />
Stücken kann die Energieführungskette von oben, von unten oder vor Kopf<br />
angeschlossen werden. Die Leitungen lassen sich mit C-Schienen und<br />
LineFix Bügelschellen fixieren.<br />
www.kabelschlepp.de<br />
HMI-BEDIENEINHEITEN:<br />
TASTER FLEXIBEL BELEGEN<br />
Rose Systemtechnik<br />
bietet eine E-Paper-<br />
Technologie für seine<br />
Panel-PCs, mit der sich<br />
die Tasten der Bedieneinheiten<br />
flexibel<br />
beschriften lassen.<br />
Dank des neuen Digital<br />
Label Systems (DLS)<br />
können Anwender ihre<br />
Taster-Belegung jetzt<br />
im laufenden Betrieb<br />
ändern.<br />
Die neue Technologie<br />
bietet weit mehr Optionen<br />
als bisherige<br />
Beschriftungsverfahren<br />
per Einschubstreifen oder Gravurschild. Das DLS erlaubt<br />
einem Unternehmen die schnelle, individuelle Anpassung<br />
der Taster-Belegung an veränderte Produktionsabläufe. Das<br />
Maschinen-Personal kann die Taster jederzeit neu beschriften<br />
– Vorkenntnisse sind nicht nötig. Mit dem DLS ist auch<br />
die Mehrfachbelegung von Tasten sowie die Verwendung<br />
benutzerangepasster Symboliken oder Sprachen möglich.<br />
Das DLS benötigt nur beim Wechsel der Beschriftungen<br />
Strom und arbeitet daher energieeffizient.<br />
www.rose-systemtechnik.com<br />
LED-DREHSPIEGELLEUCHTE MIT<br />
HOHER SIGNALWIRKUNG<br />
Werma hat das Signaltechnik-<br />
Angebot um die LED-Drehspiegelleuchte<br />
883 erweitert.<br />
Sie gewährleistet eine aufmerksamkeitsstarke<br />
Signalisierung<br />
über große Distanzen und<br />
strahlt Licht über einen Bereich<br />
von 360° aus.<br />
Die neue Drehspiegelleuchte<br />
überzeugt durch ein schnörkelloses,<br />
funktionales Design in<br />
Verbindung mit energiesparenden,<br />
und langlebigen LED-<br />
Leuchtmitteln. Im Vergleich zu<br />
den Vorgängern werden eine<br />
höhere Lichtintensität und eine<br />
vergrößerte Signalwirkung<br />
erreicht. Durch den im Innern rotierenden Spiegel entsteht<br />
der Eindruck eines Blitzes. Modell 883 ist in einem Gehäuse in<br />
Schutzart IP65 untergebracht und daher für Außenbereiche<br />
geeignet. Auch im Umfeld von Maschinen oder weitläufigen<br />
Anlagen ist die Signalwirkung hoch und wird durch die<br />
entstehenden Reflexe an Wänden oder Flächen weiter verstärkt.<br />
Die LED-Drehspiegelleuchte lässt sich auf einem Tor<br />
oder am Winkel montieren. Um Beschädigungen vorzubeugen,<br />
kann ein Drahtschutzkorb angebracht werden.<br />
www.werma.com<br />
ALUMINUM-GEHÄUSE MIT DECKELSCHRAUBEN STATT SCHARNIEREN<br />
Bopla bietet seine robusten Aluminium-Druckgussgehäuse der Serie Bocube Alu<br />
jetzt mit einer weiteren Verschlussoption an: Für mechanisch besonders anspruchsvolle<br />
Anwendungen ergänzt die neue S-Variante mit vier Deckelschrauben die<br />
Baureihe. Die Schrauben halten den Gehäusedeckel stets fest auf seinem Platz und<br />
das Gehäuse kommt ohne Scharniere aus. Bocube Alu S erreicht die Schutzarten<br />
der Standardbaureihe IP66/68 (1,2 m; 2 h)/69. Eine optionale Deckeldichtung aus<br />
Silikon ermöglicht den Einsatz auch unter extremen Temperaturbedingungen.<br />
Das neue Modell ist für die günstige Integration eines Druckausgleichselementes<br />
(DAE) vorbereitet und bietet Einbauraum für rechteckige Platten und Platinen.<br />
Die neuen Bocube-Alu-S-Modelle empfehlen sich vor allem für enge Einbausituationen,<br />
die ein Aufklappen des Gehäuses verhindern, und für Einsatzbereiche,<br />
in denen hohen Vibrationsbelastungen herrschen.<br />
www.bopla.de<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 41
SPECIAL<br />
SPECIAL<br />
SMARTE KOMPONENTEN<br />
42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
SMARTE KOMPONENTEN<br />
SMARTE<br />
MASCHINEN<br />
SMART<br />
KONSTRUIERT<br />
Längst hat das Wörtchen „smart“ die Industrie<br />
erobert. Aber was sind smarte Komponenten,<br />
was kann eine smarte Maschine und was muss<br />
der Konstrukteur bei ihrer Entwicklung<br />
beachten? Wir sprachen mit<br />
Prof. Berend Denkena. Als Leiter<br />
des Instituts für Fertigungstechnik<br />
und Werkzeugmaschinen (IFW)<br />
der Leibniz Universität Hannover,<br />
Mitglied der Deutschen<br />
Akademie der Technikwissenschaften<br />
und Leiter des Projekts<br />
„Konstrukteur 2020“<br />
beschäftigt er sich seit<br />
Jahren mit diesem Thema.
SMARTE KOMPONENTEN<br />
01 02<br />
SPECIAL<br />
Prof. Denkena, was ist in Ihren Augen eine smarte Maschine?<br />
DIE ENTWICKLUNG SMARTER<br />
PRODUKTE ERFOR<strong>DER</strong>T DIE<br />
VERNETZUNG <strong>DER</strong> GESAMTEN<br />
WERTSCHÖPFUNGSKETTE<br />
Smarte oder „fühlende“ Maschinen, wie wir es in Hannover seit<br />
2005 bezeichnen, sind in der Lage, die in ihnen ablaufenden<br />
technologischen Prozesse zu bewerten und möglichst selbstständig<br />
auf eine aktuelle Situation zu reagieren. Der Kern der<br />
smarten Maschine sind die Daten aus den Prozessen. Diese<br />
gesammelten Daten dienen anschließend der Entwicklung von<br />
Assistenzsystemen für die Arbeitsplanung, der Fertigungsteuerung<br />
sowie der Prozess- und Zustandsüberwachung. Durch eine<br />
intelligente Überwachung des Maschinenzustands können<br />
smarte Maschinen beispielsweise Komponentenausfälle frühzeitig<br />
vorhersagen. Ungeplante Instandhaltungsmaßnahmen<br />
werden dadurch verhindert. Auch die Beeinflussung neuer Produktgenerationen<br />
ist mit der smarten Maschine möglich. Wir<br />
konnten bereits in dem von 2005 bis 2017 laufenden Sonderforschungsbereich<br />
„Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus“ zeigen,<br />
dass smarte bzw. „fühlende“ Maschinen durch die kontinuierliche<br />
Datenerfassung auch bei der Verbesserung der nächsten<br />
Produktgeneration helfen. Durch aufgezeichnete Belastungshistorien<br />
können die Schwachstellen aktueller Konstruktionen<br />
behoben oder einzelne Komponenten an die Belastung angepasst<br />
werden.<br />
Was muss der Konstrukteur bei der Entwicklung einer<br />
solchen Maschine grundsätzlich beachten?<br />
Die präzise Erfassung von Prozessdaten ist eine wesentliche<br />
Grundlage der smarten Maschinen. Nur durch intelligent ausgelegte<br />
Sensorsysteme können alle notwendigen Informationen<br />
01 Digitaler Zwilling für die autonome Produktion<br />
02 Integrierte Sensorik und künstliche Intelligenz<br />
machen Maschinen „fühlend“ und smart<br />
erfasst werden. Geeignete Sensorpositionen müssen bereits<br />
frühzeitig identifiziert und notwendige konstruktive Maßnahmen<br />
vorgenommen werden. Zum Beispiel wurden für unsere<br />
„fühlenden Maschinen“ gezielt Kerben in den Spindelschlitten<br />
eingebracht, die zu einer lokalen Dehnungsüberhöhung führen,<br />
ohne die Gesamtsteifigkeit des Schlittens zu beeinträchtigen.<br />
Am Kerbengrund applizierte Sensoren können so selbst geringe<br />
Prozesskräfte erfassen. Dies ermöglicht somit eine hochgenaue<br />
Erfassung des Prozesszustands. Neben der Sensorpositionierung<br />
müssen auch die Kabelführung, Wartungsmöglichkeiten,<br />
Schutzgehäuse und Schnittstellen bedacht werden. Bereits in<br />
der Konstruktion muss festgelegt werden, was überwacht werden<br />
soll und welche Sensortechnologien zum Einsatz kommen.<br />
Ich kann mir vorstellen, dass das – je nach Applikation – recht<br />
komplex werden kann. Welche Methoden und Werkzeuge<br />
können dabei helfen?<br />
Neben einer geschlossenen CAD/CAM-Software sind Softwaretools<br />
zur Simulation des statischen und dynamischen Verhaltens<br />
unerlässlich, um geeigneter Sensorpositionen zu identifizieren<br />
und auszulegen. Die Entwicklung smarter Maschinen<br />
erfordert dabei die gemeinsame Zusammenarbeit unterschiedlichster<br />
Fachbereiche. So werden neben Konstrukteuren auch<br />
Fachkräfte aus dem Bereich der Sensortechnologie, Datenanalyse<br />
und Regelungstechnik benötigt. Nur mit durchgängigen Plattformen<br />
und cross-funktionalen Teams kann die Entwicklung<br />
smarter Maschinen gelingen. Durch agile Methoden können<br />
zudem Fehlentwicklungen bereits frühzeitig erkannt und Produkteinführungszeiten<br />
verkürzt werden.<br />
Das heißt, um smarte Lösungen entwickeln zu können, ist auch<br />
eine smarte Konstruktion gefragt – oder anders: Ein smartes<br />
Produkt ist bereits in seiner Entwicklung smart?<br />
44 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
SMARTE KOMPONENTEN<br />
Ja, aus meiner Sicht ist ein smartes Produkt nur durch eine<br />
smarte Entwicklung realisierbar. Die Entwicklung smarter Produkte<br />
erfordert die Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette.<br />
Smarte Softwarelösungen und Kommunikationsplattformen<br />
für den schnellen Austausch zwischen unterschiedlichen<br />
Fachbereichen sind hier unerlässlich. Smarte Produkte sammeln<br />
Daten über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg. Durch smarte<br />
Algorithmen, z. B. aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz<br />
(KI), können aus diesen Daten wertschöpfende Informationen<br />
für die gezielte Verbesserung der nächsten Produktgeneration<br />
generiert werden.<br />
Was muss eine intelligente Komponente für eine<br />
smarte Maschine mitbringen?<br />
Intelligente Komponenten für smarte Maschinen sind mit Sensoren<br />
und dezentraler Intelligenz ausgestattet. Dadurch können<br />
sie ihren Zustand selbstständig bewerten und notwendige Wartungsarbeiten<br />
bereits frühzeitig ankündigen. Durch standardisierte<br />
Schnittstellen können sie ohne großen Konfigurationsaufwand<br />
in das Gesamtsystem der Maschine integriert werden.<br />
Durch moderne Softwaretools werden die Datenströme koordiniert<br />
und smarte Überwachungslösungen aufgebaut. Und durch<br />
die Vernetzung der intelligenten Komponenten können beispielsweise<br />
smarte Überwachungslösungen umgesetzt werden.<br />
Und was muss der Konstrukteur einer smarten Maschine<br />
für deren Integration in eine Smart Factory mitgeben?<br />
Die Konstruktion bildet die Basis jeder smarten Maschine. Konstrukteure<br />
müssen die Integration von Sensorsystemen und<br />
Datenschnittstellen bereits in den ersten Schritten der Produktentwicklung<br />
mitberücksichtigen. In der Smart Factory spielt<br />
auch die Flexibilität von Maschinen eine bedeutende Rolle.<br />
Durch kurze Produkteinführungszeiten und eine hohe Produktvielfalt<br />
müssen Maschinen zunehmend flexibler sein und<br />
eine größere Bandbreite an Aufgaben erfüllen. Für die Integration<br />
smarter Maschinen in eine Smart Factory müssen einzelne<br />
Komponenten zusätzlich flexibel und effizient austauschbar<br />
sein: Der Konstrukteur muss auf einheitliche Schnittstellen und<br />
einen modularen Aufbau der Maschinen achten.<br />
Wo sehen Sie aktuell die größten Herausforderungen bei<br />
der Konstruktion smarter Lösungen im Maschinenbau?<br />
Aus meiner Sicht ist die zunehmende horizontale Integration<br />
eine der größten Herausforderungen bei der Konstruktion smarter<br />
Lösungen. Das notwendige Fachwissen für die Konstruktion<br />
ist längst nicht mehr auf klassische Disziplinen wie der Mechanik<br />
oder Maschinenelemente begrenzt. Beispielsweise zeigt die<br />
Studie „Faszination Konstruktion – Berufsbild und Tätigkeitsfeld<br />
im Wandel“, dass viele der „klassischen Konstrukteurfähigkeiten“<br />
als weniger wichtig eingestuft werden, während Mechatronik<br />
sowie betriebswirtschaftliche und fachübergreifende Aspekte<br />
zunehmend in den Vordergrund treten. Dieses in die Konstruktion<br />
effizient einzubinden ist hier eine große Herausforderung.<br />
Welche Tipps können Sie Konstrukteuren an die Hand geben?<br />
Der starke Wandel im Tätigkeitsfeld der Konstruktion stellt viele<br />
junge, aber auch die bereits erfahrenen Konstrukteure vor neue<br />
Herausforderungen. Wie bei jedem Wandel ergeben sich dadurch<br />
allerdings auch neue Chancen. Durch die bessere Vernetzung<br />
der Konstrukteure innerhalb der Wertschöpfungskette<br />
ergeben sich neue Aufstiegschancen und weitreichende Gestaltungsmöglichkeiten.<br />
Mein wichtigster Tipp an die Konstrukteure<br />
ist es daher, den Wandel nicht als zusätzliche Belastung, sondern<br />
als Chance zu begreifen, sich stetig weiter zu qualifizieren. Der<br />
Konstrukteur der Zukunft vereint fachübergreifendes Wissen<br />
und stärkt und erweitert damit seine Position im Unternehmen.<br />
Vielen Dank für das Gespräch.<br />
Das Interview führte Martina Klein, stv. Chefredakteurin.<br />
Bilder: Aufmacherbild: Nico Niemeyer, Sonstige: IFW Leibniz Universität<br />
Hannover<br />
www.ifw.uni-hannover.de<br />
Hand in Hand bis in die Cloud<br />
Profitieren Sie von digitaler Wertschöpfung zwischen Shop Floor und<br />
Cloud – mit Turcks durchgängiger IIoT-Architektur aus einer Hand.<br />
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<strong>2021</strong>/04 45
ANTRIEBSTECHNIK<br />
INTELLIGENTE KOMPONENTE –<br />
JETZT AUCH AUS DEM DRUCKER!<br />
SPECIAL<br />
Um Maschinenstillstände zu vermeiden, gilt<br />
es für Betreiber, Verschleißteile wie Gleitlager<br />
stets im Blick zu behalten. Ziel ist es, bei der<br />
Instandhaltung vom Reagieren in ein Agieren zu<br />
kommen – Stichwort Predictive Maintenance.<br />
Hier sind smarte Komponenten gefragt. Ein<br />
Kunststoffspezialist integriert daher seit Jahren<br />
zunehmend Sensorik in seine Bauteile. Jetzt hat<br />
er auch für Sonderteile eine Lösung gefunden:<br />
Er hat es geschafft, intelligente Komponenten<br />
im 3D-Druck herzustellen.<br />
Autor: Richard Habering, Leiter Geschäftsbereich<br />
smart plastics, igus GmbH, Köln<br />
Der Motion-Plastics-Spezialist Igus hat für seine Maschinenteile<br />
aus Hochleistungskunststoffen wie Energieketten,<br />
Leitungen, Linearführungen oder auch Gleitlager<br />
unter dem Namen Smart Plastics intelligente Lösungen<br />
für die Zustandsüberwachung und die vorausschauende<br />
Wartung entwickelt. Das Ergebnis: Die Komponenten gehen<br />
unter harten Umgebungsbedingungen nicht einfach in den<br />
Status „defekt“, sie kündigen vielmehr erst einmal ein Wartungsbedürfnis<br />
an. Mit dieser Entwicklung etabliert Igus die Einbindung<br />
seiner Maschinenelemente in eine intelligente Industrie-4.0-fähige<br />
Produktion.<br />
LEBENSDAUER ÜBERWACHEN<br />
Die Lebensdauer aller Igus-Produkte lässt sich mit Onlinetools<br />
berechnen. Dazu betreibt der Kunststoffspezialist ein hauseigenes<br />
3 800 m 2 großes Testlabor. Alle Daten aus dem Labor dienen<br />
bei i.Cee – den softwarebasierten Igus-Lösungen für die vorausschauende<br />
Wartung – als Basis für die Berechnung der voraussichtlichen<br />
Lebensdauer. Damit Anwender auch im Betrieb ihre<br />
Komponenten überwachen können, bietet der Hersteller seit<br />
2016 Smart-Plastics-Lösungen für seine Energieketten und Leitungen<br />
an. Kurz darauf folgten das intelligente Rundtischlager,<br />
46 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
SMARTE KOMPONENTEN<br />
<strong>DER</strong> MULTIMATERIAL-3D-DRUCK<br />
HAT EINE NEUE TÜR AUFGEMACHT<br />
Der 3D-Druck umfasst verschiedene Fertigungstechnologien, die<br />
faszinierende Möglichkeiten bieten. Dabei wird in alle Richtungen gedacht:<br />
Lebensmittel und sogar ganze Häuser kommen bereits aus dem 3D-Drucker.<br />
Und auch die Projekte rund um 3D-gedruckte Organe werden immer<br />
zahlreicher und vielversprechender. Eine neue Tür hat dabei der Multimaterial-3D-Druck<br />
aufgemacht. Denn wenn es möglich ist, ein Objekt aus<br />
mehreren Werkstoffen in einem Arbeitsschritt aufzubauen, eröffnen sich<br />
noch einmal ganz neue Perspektiven. So auch die Integration von Sensorik<br />
in additiv gefertigte Bauteile. Ich bin sehr gespannt, was in Zukunft noch<br />
alles aus dem 3D-Drucker kommt ...<br />
DIPL.-ING. MARTINA KLEIN, Stv. Chefredakteurin<br />
die smarten Linearführungen und 2019 das erste intelligente<br />
Gleitlager aus dem Spritzguss. Das Prinzip des schlauen Gleitlagers:<br />
Eine im Lager integrierte Technik erkennt den Verschleiß<br />
bereits vorab und gibt dem Anwender rechtzeitig ein Signal, bevor<br />
die Verschleißgrenze erreicht ist. Wartungen lassen sich bedacht<br />
planen, ein unnötiger Austausch und ungeplante Maschinen-<br />
und Anlagenausfälle vermeiden. Nach vielen Testreihen im<br />
Labor hat Igus 2020 das erste Isense-Standardprogramm für seine<br />
schmierfreien Iglidur-Gleitlager entwickelt. Dabei besteht der<br />
Grundkörper des Gleitlagers aus zwei Komponenten: dem innenliegenden<br />
kundenindividuellen Iglidur-Werkstoff sowie einer äußeren<br />
harten polymeren Schale, die das Lager schützt. Um den<br />
Verschleiß zu messen, kommt zwischen den zwei Komponenten<br />
ein Sensor zum Einsatz. „Im Katalogprogramm sind fünf Werkstoffe<br />
enthalten, mit denen wir einen großen Teil hochbeanspruchter<br />
Anwendungen abdecken können“, sagt Stefan Loockmann-Rittich,<br />
Geschäftsbereichsleiter Iglidur-Gleitlagertechnik<br />
bei der Igus GmbH. Mit dabei ist der FDA-konforme Werkstoff<br />
Iglidur A180, der speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie<br />
ausgelegt ist, das Hochlastlager Iglidur Q2E für den Einsatz<br />
in Baumaschinen und der Agrartechnik, der Allrounderwerkstoff<br />
Iglidur G, der Dauerläufer Iglidur J sowie als Spezialist<br />
für Schwenk- und walkende Anwendungen Iglidur P210. „Vor allem<br />
für schwer zugängliche Lagerstellen und Anwendungen, bei<br />
denen keine regelmäßigen Wartungsintervalle geplant sind, haben<br />
wir Smart Iglidur entwickelt“, berichtet Loockmann-Rittich.<br />
INTELLIGENZ AUS DEM 3D-DRUCKER<br />
Doch wie sieht es mit der Überwachung von Sonderteilen aus?<br />
Hier bietet Igus mit dem 3D-Druck eine neue Lösung: Additive<br />
Fertigung trifft auf Industrie 4.0. Den Ingenieuren des Kunststoffspezialisten<br />
gelang es jetzt, beides in einem einzigen Fertigungsschritt<br />
zu vereinen: Sensorik wird erstmals in das additiv<br />
gefertigte Tribo-Bauteil per Multimaterialdruck eingedruckt.<br />
„Weit vor dem Ausfall meldet das intelligente 3D-gedruckte Bauteil<br />
bereits, dass ein Austausch bevorsteht. Zudem kann es Überlast<br />
detektieren, um die Anwendung sofort zu stoppen und so<br />
Monitoring vereinfachen.<br />
Effizienzsteigern.<br />
Sensorik4.0erleben.<br />
Digital Expo<br />
April19–23,<strong>2021</strong><br />
Absolutwert-Drehgeber mit<br />
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ErhöhteAnlagenverfügbarkeit dankintelligenter<br />
Diagnosefunktionen und vereinfachtesCondition<br />
Monitoring durch frühzeitigeErkennung<br />
kritischer Maschinenzustände.
SMARTE KOMPONENTEN<br />
01 02<br />
SPECIAL<br />
01 Vom Gabelstapler bis zur Verpackungsmaschine: Isense-Gleitlager<br />
informieren über ihren Verschleiß und warnen rechtzeitig vor einem<br />
Anlagen- oder Maschinenstillstand<br />
02 Für die Anbindung der gedruckten intelligenten Verschleißteile<br />
werden entweder Gewindeeinsätze vorgesehen (unten), über die die<br />
Kontakte angeschraubt werden können, oder alternativ offene<br />
Kontakte an der Außenhaut des Gleitlagers (Bild oben)<br />
weiteren Schaden an der Lagerstelle und der ganzen Anlage zu<br />
verhindern“, erklärt Tom Krause, Leiter des Geschäftsbereichs<br />
der additiven Fertigung bei der Igus GmbH. Die Entwickler des<br />
Motion-Plastics-Spezialisten sind mithilfe des Multimaterialdrucks,<br />
auch 2k-Druck genannt, in der Lage, in nur einem einzelnen<br />
Arbeitsschritt solche intelligenten Sonderteile herzustellen.<br />
Die Sensorschicht wird dabei an den zu belastenden Stellen des<br />
Bauteils aufgetragen. Die Komponenten werden aus den Filamenten<br />
Iglidur I150 oder Iglidur I180 und einem speziell entwickelten<br />
elektrisch leitfähigen 3D-Druck-Material hergestellt, welches<br />
sich gut mit dem Tribo-Filament verbindet. Der Anwender<br />
kann auf hohe Werkzeugkosten verzichten und erhält bereits innerhalb<br />
von fünf Tagen sein individuelles Gleitlager.<br />
VERSCHLEISS O<strong>DER</strong> BELASTUNG<br />
WERDEN ÜBERWACHT<br />
Aktuell sind zwei Konzepte möglich: Befindet sich das elektrisch<br />
leitfähige Material zwischen den verschleißbeanspruchten<br />
Schichten, kann es vor Überlastung warnen. Denn ändert sich die<br />
Belastung, so verändern sich auch die elektrischen Eigenschaften.<br />
Die Maschine kann angehalten werden und weitere Schäden<br />
lassen sich verhindern. Um die Belastungsgrenzen festzulegen,<br />
muss das Lager entsprechend kalibriert sein.<br />
Ist die Leiterbahn hingegen in der Gleitfläche eingebracht, ist<br />
der Verschleiß über die Änderung der elektrischen Eigenschaften<br />
messbar. Predictive Maintenance wird bei dem 3D-Druck-Bauteil<br />
möglich. Dabei kann es sich um eine Schicht handeln oder auch<br />
um mehrere Schichten. Das mehrschichtige Verfahren lohnt sich<br />
vor allem für Teile, die sich in der z-Ebene bewegen. Werden die<br />
3D-gedruckten Komponenten zudem im Vorserienstadium eingesetzt,<br />
geben die erhobenen Verschleiß- oder Belastungsdaten<br />
schon im Vorfeld zusätzlich Auskunft über die Lebensdauer der<br />
einzelnen Komponente oder der geplanten Anwendung in der<br />
Serie. Anpassungen und Optimierungen im Entwicklungsprozess<br />
sind dadurch leichter möglich.<br />
SYSTEMANBINDUNG NACH WUNSCH<br />
Für die Anbindung der gedruckten intelligenten Verschleißteile<br />
bietet Igus zwei Möglichkeiten der Kontaktierung an. Entweder<br />
nutzt der Anwender Gewindeeinsätze, über welche die Kontakte<br />
angeschraubt werden können, oder es befinden sich offene Kontakte<br />
an der Außenhaut des Gleitlagers, wie bei der Isense-Gleitlagertechnik.<br />
Die Gleitlager müssen dafür in ein Gehäuse eingesetzt<br />
und ausgerichtet werden. Über eine Bohrung in diesem Gehäuse<br />
werden die Kontakte anschließend mit einem Stecker verbunden.<br />
Die gemessenen Daten der Sensoren lassen sich auf<br />
unterschiedliche Arten seitens der Maschinen- und Anlagenbetreiber<br />
integrieren. Im einfachsten Fall kommen simple Leuchtdioden<br />
zum Einsatz, die den Zustand temporär oder stationär in<br />
Rot oder Grün anzeigen. Des Weiteren sind kostengünstige Isense-Auswerteeinheiten<br />
verfügbar, hier wird der Zustand optisch<br />
angezeigt und über WLAN im lokalen Netz des Kunden zur Verfügung<br />
gestellt. Richtig interessant sind für den Kunden die vorausschauenden<br />
Informationen. Wenn den sogenannten „i.Cee:local<br />
devices“ die Bewegungsinformationen bekannt sind, können<br />
frühzeitig Informationen zu einem bevorstehenden Produktaustausch<br />
oder Warnungen bei unerwarteten Ereignissen bereitgestellt<br />
werden. Die Verbindung zwischen Sensoren und<br />
„i. Cee:local device“ kann drahtgebunden wie drahtlos erfolgen,<br />
Letzteres beispielsweise bei bewegten Anlagenteilen ohne eigene<br />
Stromversorgung (LoRa-Funkstandard). Von hier aus ist die Integration<br />
der Daten an das IoT, Cloudsystem oder an das Kundennetzwerk<br />
leitungsgebunden möglich. „So hat der Kunde die freie<br />
Auswahl, die Daten so auszulesen und die Serverinformationen<br />
so aufzubereiten, wie es sich für ihn am besten eignet“, konstatiert<br />
Richard Habering, Geschäftsbereichsleiter Smart Plastics.<br />
Bilder: igus GmbH<br />
www.igus.de<br />
SENSORIK WIRD PER MULTI-<br />
MATERIALDRUCK IN DAS ADDITIV<br />
GEFERTIGTE TRIBO-BAUTEIL<br />
EINGEDRUCKT<br />
48 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
SMARTE KOMPONENTEN<br />
CLOUDFÄHIGE INDUKTIVSENSOREN FÜR ECHTZEITANWENDUNGEN<br />
Contrinex hat cloudfähige Induktivsensoren für die Überwachung und<br />
Erfassung von Daten in Echtzeit auf den Markt gebracht. Sie können als<br />
IO-Link-Gerät oder für binäres Schalten konfiguriert werden. Im IO-Link-<br />
Modus unterstützen die Sensoren auch die vorausschauende Instandhaltung.<br />
Bei Aktivierung eines IO-Link-Parameters werden aus dem 16-Bit-Register<br />
Daten für die Anzeige und Live-Überwachung ausgegeben. Zur Konfiguration<br />
des Schaltpunkts bietet der Hersteller ein-, zwei- oder dynamische Teach-In-<br />
Sequenzen an. Die Selbstdiagnose wird auch durch Alarme auf Kurzschluss,<br />
EMV-Störungen und Ausfall der Emitterquelle begünstigt. Parallel ist eine<br />
Nutzung im SIO-Modus möglich. Boolesche Operationen, das Teach-In, die<br />
Synchronisation mit weiterer Sensorik sowie die Histogrammdaten-Erfassung<br />
werden zum Beispiel durch Einstellung eines IO-Pins ausgelöst. Zudem sind<br />
die Sensoren in der Lage, binäre Ausgangssignale während des Betriebs im<br />
IO-Link-Modus direkt an die Steuerung abzugeben.<br />
www.contrinex.de<br />
FÜLL- UND PEGELSTÄNDE VIA IOT<br />
STETS IM BLICK<br />
Mit Wilsen.sonic.level<br />
präsentiert<br />
Pepperl+Fuchs einen<br />
Ultraschall-Funksensor<br />
zur Fernüberwachung<br />
von Füll- und Pegelständen.<br />
Er wird per<br />
Batterie betrieben und<br />
ist daher unabhängig<br />
von externer Spannungsversorgung.<br />
Die<br />
Messung der Füll- und Pegelstände von Flüssigkeiten oder<br />
granularem Schüttgut erfolgt per Ultraschallabstandsmessung.<br />
Über die gewonnenen Informationen hinaus lassen<br />
sich zyklisch die Temperatur, der Batteriezustand sowie<br />
optional die Geoposition erfassen. Die Schallkeulenbreite ist<br />
via Mobile-App einstellbar und ausgewählte Auswerte- und<br />
Filtermethoden ermöglichen zuverlässige Messungen auch in<br />
verschmutzter Umgebung, engen Schächten oder Behältern<br />
mit Einbauten. Sämtliche Daten werden über LoRaWAN<br />
in das Internet übertragen. Es können sowohl öffentliche<br />
als auch privat betriebene Netze genutzt werden. Der<br />
Empfänger kann die Daten weiterleiten, speichern und<br />
verarbeiten. Da der Sensor autark arbeitet, ist ein Betrieb<br />
auch in infrastrukturarmen Gegenden sichergestellt.<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
OPTOELEKTRONISCHE SENSOREN<br />
MIT CONDITION MONITORING<br />
Die Bezeichnung Sams (Smart Automation and Monitoring<br />
System) steht für die umfassende Automatisierungsphilosophie<br />
von Balluff. Das Sams umfasst einerseits eine<br />
Vielzahl an Zusatzfunktionen und zusätzlichen Informationen<br />
jeder einzelnen Komponente<br />
und zeichnet sich andererseits<br />
durch sein einheitliches und<br />
standardisiertes Bedien-,<br />
Konfigurations- und Diagnosekonzept<br />
aus. Teil dieses<br />
Systems ist der optoelektronische<br />
Sensor BOS R254K, der<br />
zuverlässig beispielsweise<br />
Flaschen, Behälter und<br />
Paletten in der Lebensmittelindustrie<br />
und im Verpackungsbereich<br />
erfasst. Für anspruchsvolle<br />
Applikationen konzipiert,<br />
findet er überall dort Einsatz,<br />
wo regelmäßig mit aggressiven<br />
Mitteln und Hochdruck<br />
gereinigt wird. Die Schutzarten IP67 und IP69K erlauben<br />
einen Einsatz in kritischen Applikationen mit rauen<br />
Umgebungsbedingungen, gerade auch im Bereich Factory<br />
Automation.<br />
www.balluff.com<br />
IO-LINK-DREHGEBER FÜR VERBESSERTE REGELKREISE<br />
Turck bietet nun auch in den Kategorien „Efficiency Line“ sowie „Industrial Line“<br />
Encoder mit IO-Link-Schnittstelle an. Mit Com3 unterstützen die Drehgeber<br />
IIoT-Applikationen und erreichen Übertragungsgeschwindigkeiten bis<br />
230,4 kBit/s. Die robust konzipierten Multiturn-Encoder sind zudem mit Temperatursensoren<br />
bestückt und geben bei Bedarf vorverarbeitete Positionsdaten an den<br />
IO-Link-Master weiter. Sie sind auf einen wartungsfreien Dauerbetrieb ausgelegt<br />
und erfassen auch im spannungslosen Zustand die Anzahl der Umdrehungen –<br />
ohne zusätzliche Batterie oder mechanische Getriebe. Eine einheitliche Informationsverarbeitung<br />
wird durch die Unterstützung des IO-Link-Smart-Sensor-Profils<br />
(SSP) erreicht. Dieses detailliert die Daten-Semantik des IO-Link-Informationsmodells herstellerübergreifend. Via Data-Storage-<br />
Funktionalität können Anwender defekte Geräte einfach austauschen. Denn der IO-Link-Master stellt dem neuen Encoder alle<br />
nötigen Parameter automatisch zur Verfügung.<br />
www.turck.com<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 49
SMARTE KOMPONENTEN<br />
WÄLZLAGER MIT INTEGRIERTER INTELLIGENZ<br />
KBT Knapp bietet seine Wälzlager jetzt auch als smarte Variante für die<br />
vorbeugende Instandhaltung an. Die erforderliche Monitoring-Einheit<br />
VCM-3 steuert ein Partnerunternehmen bei.<br />
Mit dieser Einheit werden verschiedene Schwingungs- und Beschleunigungssensoren<br />
ausgewertet sowie Aussagen über das Verschleißverhalten<br />
der Wälzlager generiert. Folge des kontinuierlichen Monitorings ist eine<br />
erhöhte Lebensdauer der Maschinen. Ausfälle und Schäden werden<br />
verhindert und die Wartungsintervalle lassen sich an die Produktionsprozesse<br />
anpassen. Anfänglich sollen nur wenige Sensoren erforderlich<br />
sein. Je mehr Daten diese an der Maschine sammeln, desto schneller lernt<br />
das System hinzu. KBT Knapp Wälzlagertechnik liefert die präparierten<br />
Wälzlager auf Wunsch bereits mit Sensorik. Sämtliche Parameter werden<br />
dabei nach technischer Klärung anforderungsgerecht aufgebaut.<br />
www.knapp-waelzlagertechnik.de<br />
ALL-IN-ONE: FELDBUS-CONTROLLER UND ACHT MESSVERSTÄRKER<br />
Das Unternehmen Burster Präzisionsmesstechnik stellt ein kompaktes und<br />
skalierbares Modulsystem für die digitale Sensor-Einbindung in das Industrial-<br />
Ethernet-Konzept von Anlagensteuerungen vor. Es besteht aus einem Feldbus-Controller<br />
(Typ 9251) für Profinet, EtherNet/IP oder EtherCAT und flexibel einsetzbaren<br />
Messverstärkern. An einen Controller können bis zu acht Messverstärker (Typ 9250)<br />
für Sensoren wie DMS, Potentiometer oder analoge ±10 V bzw. inkrementelle<br />
Signale angesteckt werden. Der Messverstärker erkennt Burster-Sensoren automatisch<br />
und lässt sich einfach am Modul parametrieren. Gut zugängliche Anschlussklemmen<br />
und Konfiguriertastsen sorgen für eine schnelle Inbetriebnahme. Der<br />
Controller kann die acht Kanäle der 9250-Messverstärker sowie einen zusätzlichen<br />
±10 V DC-Kanal als Normsignal- oder Transmittereingang auslesen. Die Verstärkermodule<br />
arbeiten mit 24-Bit-AD-Wandlung, die Rate beträgt bis zu 14 400 Messungen<br />
je Sekunde bei Linearitätsabweichungen von < 0,005 % v. E.<br />
www.burster.de<br />
ANZEIGE<br />
IMPRESSUM<br />
Die aktuelle Ausgabe enthält eine Beilage von Technische Antriebselemente GmbH, Hamburg<br />
erscheint <strong>2021</strong> im 52. Jahrgang,<br />
ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />
Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Klein (mak),<br />
Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.klein@vfmz.de<br />
Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. (FH) Martina Laun (ml),<br />
Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />
Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />
Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Anzeigendisposition: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste Nr. 33: gültig ab 1. Oktober 2020<br />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />
Tel.: 06123/9238-266<br />
Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />
Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
Preise und Lieferbedingungen:<br />
Einzelheftpreis: € 14,- (zzgl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten)<br />
Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />
weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
Postfach 100465, 55135 Mainz<br />
Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />
E-Mail: info@vfmz.de<br />
www.vereinigte-fachverlage.de<br />
Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />
Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />
Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />
Head of Sales: Carmen Nawrath<br />
Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />
Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />
E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />
DRUCK UND VERARBEITUNG<br />
Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />
Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />
DATENSPEICHERUNG<br />
Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />
zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />
ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />
Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />
Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich<br />
beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />
Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />
Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />
Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />
Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />
zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />
auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />
zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />
entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />
Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />
das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das<br />
Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung, z. B. Einspeicherung<br />
und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />
zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />
jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von<br />
Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />
DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />
Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h.<br />
Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit<br />
des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen werden.<br />
Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der<br />
Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />
kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />
dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />
der Einsender verfügt, und die nicht gleichzeitig<br />
an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />
bereits veröffentlicht wurden.<br />
Datenschutzerklärung: ds-vfv.vfmz.de<br />
Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />
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zur Feststellung der Verbreitung von<br />
Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />
50 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 www.derkonstrukteur.de
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 05/<strong>2021</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 26. 04. <strong>2021</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 09. 04. <strong>2021</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
01 Der Multimaterial-3D-Druck birgt ein enormes Potenzial<br />
für die Herstellung komplexer Bauteile. Wir sprechen darüber<br />
mit Tom Krause, dem Leiter des Geschäftsbereichs Additive<br />
Fertigung bei dem Kunststoffspezialisten Igus.<br />
Bild: igus GmbH<br />
02 Was genau ist der piezoresistive Effekt? Und warum wird<br />
diese Technologie in der Druckmesstechnik angewendet?<br />
Bild: Macro photo/Shutterstock.com<br />
<strong>DER</strong> DIREKTE WEG<br />
INTERNET:<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
03 Druck- und Füllstandsensoren sorgen für die korrekte<br />
Abfüllung in einer der größten Marmeladenfabriken Europas.<br />
Bild: VEGA<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
E-PAPER:<br />
digital.derkonstrukteur.de<br />
REDAKTION:<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
WERBUNG:<br />
sales@vfmz.de<br />
SOZIALE NETZWERKE:<br />
www.Facebook.com/DerKonstrukteur<br />
www.twitter.com/derkonstrukteu<br />
www.derkonstrukteur.de <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>2021</strong>/04 51
Fachmodul-Staffel Zeichnungstechnik<br />
Für Konstruktion und Produktion im Fokus von Industrie 4.0 und des ISO-GPS-Systems.<br />
NEU<br />
Die modular aufgebaute Fachmodul-Staffel vermittelt praxisnah die Anwendung des ISO-GPS-Systems anhand<br />
vieler Beispiele und Übungen.<br />
Geometrische Tolerierung – Grundlagen<br />
Dieses Fachmodul beschreibt anhand vieler Beispiele die<br />
geometrische Tolerierung in Abhängigkeit des ISO GPS-<br />
Systems. Das Fachmodul versteht sich als Fachliteratur<br />
und beinhaltet keine Übungen.<br />
Leseprobe<br />
Geometrische Tolerierung – Methodik und Übungen<br />
Als Ergänzung zum Fachmodul «Geometrische Tolerierung<br />
– Grundlagen» ist diese Ausgabe mit einen umfangreichen<br />
Übungsteil ausgestattet worden. Es bietet<br />
die Möglichkeit, die erarbeitete Theorie aus dem Grundlagen-Modul<br />
zu festigen.<br />
Leseprobe<br />
Weitere Produkte aus der Staffel:<br />
Weitere Informationen entnehmen Sie dem eSHOP: www.swissmem-berufsbildung.ch<br />
Swissmem Berufsbildung<br />
Brühlbergstrasse 4<br />
8400 Winterthur<br />
Telefon +41 52 260 55 00<br />
www.swissmem-berufsbildung.ch
ÜBER 50 JAHRE TECHNIK<br />
PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
ANTRIEBSTECHNIK ‹› DRIVE TECHNOLOGY<br />
LINEARSYSTEME ‹› LINEAR SYSTEMS<br />
AUCH WENN WIR IM HOMEOFFICE ARBEITEN SIND WIR FÜR SIE DA.<br />
BESUCHEN SIE UNS ONLINE O<strong>DER</strong> KONTAKTIEREN SIE DEN VERTRIEB.<br />
EVEN IF WE WORK FROM HOME WE ARE THERE FOR YOU.<br />
VISIT US ONLINE OR CONTACT OUR SALES TEAM.<br />
Phone: + 49 40 5388921-0<br />
E-Mail: info@tea-hamburg.de<br />
www.tea-hamburg.de
2 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
INTEGRIERTE SERVOMOTOREN<br />
INTEGRATED SERVO MOTORS<br />
Über Kommunikartionsmodul konfigurierbar für alle Bussysteme<br />
Configurable for all bus systems via communication module<br />
INTEGRIERTE CLOSED-LOOP SCHRITTMOTOREN<br />
INTEGRATED CLOSED-LOOP STEPPER MOTORS<br />
Verfügbar für Ethernet und viele weitere Bussysteme<br />
Available for Ethernet and many more bus systems
3<br />
PLANETEN- UND EXZENTERGETRIEBE<br />
PLANETARY AND ECCENTRIC GEARBOXES<br />
Passend für unsere Servo-, und Schrittmotoren<br />
Suitable for our Servo- and Stepper motors<br />
HUBSPINDEL<br />
LIFTING SCREW<br />
Bis zu 100 % Einschaltdauer oder Vorschub bis zu 500 mm/s<br />
Up to 100 % duty cycle or feed rate up to 500 mm/sec<br />
www.tea-hamburg.de
4 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
HUBGETRIEBE MIT SCHUBSTANGE<br />
ACTUATORS WITH PUSH ROD<br />
HUBGETRIEBE MIT AXIAL BEWEGTER, OFFENER SPINDEL<br />
ACTUATORS WITH AXIAL MOVING, OPEN SCREW
5<br />
SPINDELHUBGETRIEBE<br />
SCREW JACKS<br />
Auch seewasserfest und für Lebensmittelindustrie (gold)<br />
Also sea water resistant and for food industry (gold coloured)<br />
SON<strong>DER</strong>LÖSUNGEN FÜR LINEARANTRIEBE<br />
SPECIAL SOLUTIONS FOR LINEAR DRIVES<br />
www.tea-hamburg.de
6 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
IE3-, IE2-, IE-NORMMOTOREN UND FRQUENZUMRICHTER<br />
IE3-, IE2-, IE-STANDARD MOTORS AND FREQUENCY INVERTERS<br />
GETRIEBEMOTOREN<br />
GEAR MOTORS
7<br />
ALUMINIUM ROLLENFÜHRUNGEN, LINEARACHSEN<br />
ALUMINIUM ROLLER GUIDES, LINEAR AXLES<br />
LINROL LINEARFÜHRUNGSSYSTEME<br />
LINROL LINEAR GUIDE SYSTEMS<br />
www.tea-hamburg.de
8 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
LINTREK LINEARFÜHRUNGSSYSTEME<br />
LINTREK LINEAR GUIDE SYSTEMS<br />
Perfekt für Schiebetüren und Luken<br />
Perfect for sliding doors and holds<br />
EDELSTAHL C-ROLLENFÜHRUNGEN<br />
STAINLESS STEEL C-ROLLER GUIDES<br />
Einfach zu montieren durch gebohrte Schienen und fertig montierte Wagen<br />
Simple mounting due to drilled rails and ready mounted carriers
9<br />
SCHWERLAST ROLLENFÜHRUNGEN<br />
HEAVY DUTY ROLLER GUIDE SYSTEMS<br />
HOCHLEISTUNGSGLEITFÜHRUNGEN<br />
HEAVY DUTY SLIDE SYSTEMS<br />
www.tea-hamburg.de
10 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
KUGELUMLAUFFÜHRUNGEN<br />
BALL GUIDE SYSTEMS<br />
PRÄZISIONSWELLEN UND KUGELBUCHSEN<br />
PRECISION SHAFTS AND BALL BUSHINGS<br />
Einfache und preiswerte Führungen<br />
Simple and competitively priced
11<br />
SCHNECKENGETRIEBE<br />
WORM GEAR BOXES<br />
KEGELRADGETRIEBE<br />
BEVEL GEAR BOXES<br />
www.tea-hamburg.de
12 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
FREILÄUFE, ÜBERHOLKUPPLUNGEN<br />
FREE WHEELS, OVERRUNNING CLUTCHES<br />
PERMANENTMAGNETKUPPLUNGEN, RUTSCHKUPPLUNGEN<br />
PERMANENT MAGNET COUPLINGS, TORQUE LIMITERS
13<br />
KUPPLUNGEN FÜR DREHGEBER UND SENSOREN<br />
COUPLINGS FOR ROTARY ENCO<strong>DER</strong>S AND SENSORS<br />
Auch für Servo- und Schrittmotoren<br />
Also for Servo- and Stepper motors<br />
GELENKWELLEN, WELLENGELENKE, FALTENBÄLGE<br />
TELESCOPIC- AND UNIVERSAL JOINTS, PROTECTIVE BELLOWS<br />
www.tea-hamburg.de
14 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
SPEZIALKUPPLUNGEN UND SPANNSÄTZE<br />
SPECIAL COUPLINGS AND CLAMPING SETS<br />
KEILWELLEN, KEILBUCHSEN<br />
SPLINED SHAFTS, SPLINED BUSHINGS
15<br />
VERZAHNUNGEN<br />
GEARED PARTS<br />
Auch Sonderausführungen nach Zeichnung<br />
Also customized parts according to drawing<br />
TRAPEZ- UND KUGELUMLAUFSPINDELN, FEST-, LOSLAGER<br />
TRAPEZOIDAL- AND BALL SCREWS, FIXED-, FLOATING BEARINGS<br />
Auch mit Endenbearbeitung nach Zeichnung<br />
Also end machining according to drawing<br />
www.tea-hamburg.de
16 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
MASCHINENFÜSSE, GUMMI-METALL-PUFFER, AXIALLAGER<br />
MACHINE FEET, VIBRATION DUMPERS, AXIAL BEARINGS<br />
HANDGRIFFE UND NORMTEILE<br />
HANDLES AND STANDARD PARTS
17<br />
ERWEITERTER SERVICE DURCH ZUSAMMENARBEIT<br />
EXTENDED SERVICE DUE TO COOPERATION<br />
Zusammen mit unserem Partner,<br />
der stoever Entwicklungs- und<br />
Konstruktionsgesellschaft mbH<br />
konnten wir ein interessantes<br />
Strategie-Paket entwickeln. Dieses<br />
ermöglicht es uns, Ihnen einen<br />
zusätzlichen Service anzubieten.<br />
Wir vermitteln die Dienstleistungen<br />
der stoever Entwicklungs- und<br />
Konstruktionsgesellschaft mbH:<br />
› Konzeption<br />
› Konstruktion<br />
› Prototypenbau<br />
Together with our partner<br />
stoever Entwicklungs- und<br />
Konstruktionsgesellschaft mbH<br />
we developed an interresting<br />
strategy-package. It allows us to<br />
offer you an additional service.<br />
We can arrange the service<br />
from stoever Entwicklungs- und<br />
Konstruktionsgesellschaft mbH:<br />
› Conceptual design<br />
› Design engineering<br />
› Prototype manufacturing<br />
stoever Entwicklungs- und Konstruktionsgesellschaft mbH<br />
Großer Schippsee 42, 21073 Hamburg, Germany, Tel. + 49 40 767934-40<br />
Fax + 49 40 767934-41, info@stoever-gmbh.de, www.stoever-gmbh.de<br />
www.tea-hamburg.de
18 PRODUKTÜBERSICHT ‹› PRODUCT OVERVIEW <strong>2021</strong><br />
T. E. A. HAMBURG – TECHNISCHE ANTRIEBSELEMENTE GMBH<br />
SEIT MEHR ALS 50 JAHREN TECHNIK<br />
Seit 1964 beliefert T. E. A. Hamburg als zuverlässiger Partner die Industrie im<br />
Bereich der Linear- und Antriebstechnik.<br />
Unser ständig wachsender Kundenkreis setzt auf die außergewöhnlich<br />
große Produktpalette und die Qualität der Produkte, sowie auf die individuelle<br />
Beratung, die mit großer Kompetenz und Engagement erfolgt.<br />
Viele Standardprodukte sind ab Lager lieferbar und somit schnell verfügbar.<br />
Als mittelständisches Unternehmen können wir flexibel auf die Wünsche der<br />
Kunden eingehen. Wir fertigen Verzahnungsteile nach Kunden zeichnungen<br />
an, können viele unserer Produkte gemäß den Anforderungen unserer<br />
Kunden konfektionieren und unterstützen bei der Auswahl der geeigneten<br />
Komponenten sowie bei der Lösungsfindung.<br />
Für eine Reihe unserer Produkte steht Ihnen auf unserer Homepage ein<br />
kostenfreier Download von CAD-Dateien zur Verfügung.<br />
Katalog und Datenblätter stehen auch auf unserer Website zur Verfügung.<br />
Gerne senden wir Ihnen kostenlos unseren digitalen Gesamtkatalog zu.
19<br />
T. E. A. HAMBURG – TECHNISCHE ANTRIEBSELEMENTE GMBH<br />
TECHNOLOGY FOR MORE THAN 50 YEARS<br />
Since 1964 T. E. A. Hamburg has been reliably supplying the automation<br />
industry with linear motion and power transmission components.<br />
Our expanding customer base relies on our extensive product range of high<br />
quality precision components and our dedication to providing product<br />
selection services that exceed industry standards and focus on finding the<br />
best solution for the customer.<br />
Most of our standard products are available from stock.<br />
As a medium-sized company we are flexible in responding to customer needs.<br />
We manufacture gearing parts according to customer drawings, can assemble<br />
many of our products according to our customers’ requirements and provide<br />
support in selecting suitable components as well as in finding solutions.<br />
Your design and manufacturing process can be simplified by utilizing our<br />
3D CAD files available on our website for free download.<br />
Catalogue and data sheets are also available on our website.<br />
For a free copy of our digital catalogue please contact us.<br />
Phone: + 49 40 5388921-0<br />
E-Mail: info@tea-hamburg.de<br />
www.tea-hamburg.de
Technische Antriebselemente GmbH<br />
Lademannbogen 45, 22339 Hamburg, Deutschland<br />
Tel. + 49 40 5388921-0, Fax + 49 40 5388921-29<br />
info@tea-hamburg.de, www.tea-hamburg.de<br />
ÜBER 50 JAHRE TECHNIK