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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


MULTIMEDIAL VERNETZT<br />

KUNDEN GEWINNEN!<br />

FÖR<strong>DER</strong>TECHNIK<br />

MATERIALFLUSS<br />

LOGISTIK<br />

FLUIDTECHNIK<br />

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Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne!<br />

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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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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Nico Niemeyer<br />

FAULHABER Serie LM 1483<br />

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Mauerstetten<br />

WE CREATE MOTION


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 />

www.eplan.de/virtual-fair/.<br />

www.eplan.de<br />

KOOPERATION:<br />

ENGINEERING UND<br />

SYSTEMKOMPONENTEN<br />

Um integrierte Produktionslösungen<br />

für die Automotiveund<br />

Non-Automotive-Industrie<br />

bieten zu können, sind<br />

Edag und SEW-Eurodrive eine<br />

Kooperation eingegangen.<br />

Die Tochterfirma Edag PS<br />

bietet 360°-Engineering bei<br />

der Entwicklung von Produktionsfabriken<br />

und -anlagen<br />

Wir können mehr<br />

als perfekte<br />

Stoßdämpfer.<br />

5-Sterne-Service inklusive!<br />

von der Planung, über die<br />

virtuelle Inbetriebnahme bis<br />

zur Übergabe. SEW-Eurodrive<br />

ist Systemanbieter von<br />

Getriebemotoren, Industriegetrieben,<br />

dezentraler<br />

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 />

integrierte Lösungsansatz der<br />

beiden Unternehmen soll die<br />

Prozesssicherheit für ein<br />

Gesamtkonzept in der smarten<br />

Fertigung verbessern.<br />

www.edag.com<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Jedes unserer über 3.800 Produkte für die industrielle Dämpfungstechnik<br />

entspricht höchsten Anforderungen an Zuverlässigkeit, Präzision und Funktionalität.<br />

Das gilt gleichermaßen für unseren Service.<br />

Das Ergebnis: Gemeinsame Erfolge.<br />

Alles. Immer. Top.<br />

Mehr Info?<br />

T+49 (0)2173-9226-10<br />

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Katalog an!<br />

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Das Wellgetriebe.<br />

Bewegung ist unsere Leidenschaft.


www.hiwin.de


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 />

Anwendung fordert?<br />

• Wir projektieren und bauen<br />

individuelle Sonder- und<br />

Prüfmaschinen<br />

• Hydraulisch oder elektrisch<br />

• Von Teillösungen in Form<br />

einzelner Achsen bis zur<br />

vollständigen Maschine<br />

www.haenchen.de


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 />

Jetzt Produkt-<br />

Video ansehen<br />

www.sieb-meyer.de<br />

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 />

β<br />

NEU<br />

Beta<br />

Release<br />

<strong>2021</strong><br />

KISSsoft AG<br />

A Gleason Company<br />

T. +41 55 254 20 50<br />

info@KISSsoft.com<br />

KISSsoft Features<br />

▪ Lagerberechnung mit innerer Geometrie in der<br />

„SKF Cloud“<br />

▪ Kollisionsprüfung beim Honen und „Power Skiven“<br />

▪ Import des Messgitters für Stirnradflanken<br />

▪<br />

▪<br />

Systemzuverlässigkeit auf einen Blick gemäss<br />

AGMA 6006-B20<br />

Varianten von Verzahnungsmodifikationen<br />

definieren und vergleichen<br />

Kostenlose Testversion unter www.KISSsoft.com<br />

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 />

www.faulhaber.com<br />

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 />

Schmalz Select passt für 80 Prozent aller Standardanwendungen.<br />

Einfach selektiert, Versand am selben Tag, weltweit erhältlich.<br />

WWW.SCHMALZ.COM/SELECT<br />

T: +49 7443 2403-201<br />

Schmalz Select.<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 />

ZERSTÖRUNGSFREI PRÜFEN !<br />

Spezialprodukte höchster Präzision für Maßabdrücke<br />

www.studenroth.com<br />

PLASTIFORM ® Abformmassen eignen sich hervorragend, um schwer zugängliche Bereiche zerstörungsfrei zu<br />

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 />

Studenroth Präzisionstechnik GmbH | Konrad-Zuse-Ring 22 | 61137 Schöneck | info@studenroth.com | +49- (0) 6187/90593-0 | www.studenroth.com


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 />

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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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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 />

Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />

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

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