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KEM Konstruktion 03.2022

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Ausgabe 03 | 2022<br />

www.kem.de<br />

Das<br />

Engineering<br />

Magazin<br />

Schutz und Monetarisierung<br />

von 3D-Druckdaten<br />

Digitalisierung/3D-Druck<br />

» Seite 16<br />

Digitalisierung leicht<br />

gemacht<br />

Schaltschrankbau<br />

» Seite 30<br />

Antreiben –<br />

Steuern – Bewegen<br />

Sonderteil zur Antriebstechnik<br />

» ab Seite 36<br />

„Robotik verlangt<br />

intelligente<br />

Sicherheitslösungen“<br />

Philip Schmersal, Geschäftsführender<br />

Gesellschafter,<br />

Schmersal Gruppe<br />

» Seite 22<br />

TITELSTORY<br />

Sicherheits -<br />

bremsen für<br />

Fahrerlose Transportsysteme<br />

» Seite 40<br />

Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte


Drehverbindung mit Direktantrieb – Franke LTD<br />

Der Franke-Torque:<br />

superkompakt und superindividuell<br />

Ein Franke-Torqueantrieb Typ LTD bietet außergewöhnliche Vorteile. Wegen der integrierten<br />

Franke-Lagertechnik benötigt er den geringstmöglichen Raum und lässt sich ideal an<br />

spezifische Anforderungen anpassen. Nach Bedarf komplett mit Servoregler, Messsystem<br />

und Wasserkühlung.<br />

Mehr über Franke in unserem neuen<br />

Unternehmensvideo.<br />

www.franke-gmbh.de


» EDITORIAL<br />

Innovieren –<br />

fast ohne Limits<br />

Wie Maschinen- und Anlagenbauer gerade auch engineeringseitig mit<br />

Limitierungen wie begrenztem Bauraum oder den knappen Ressourcen<br />

wie Zeit und Geld oder Werkstoffen und Komponenten umgehen können,<br />

zeigt ein Blick in die Themen der aktuellen Ausgabe. Dabei wird wieder<br />

mal deutlich, dass in Limitierungen verschiedener Art oft sogar wichtiges<br />

Innovationspotenzial steckt.<br />

„Leistungsstarke Antriebstechnik – wenig Platz ist kein Argument!“, lautet<br />

die Websession von <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, zu der wir Sie herzlich für den<br />

4. und 5. Mai einladen. Erste Hintergründe zur Motivation und zu<br />

einzelnen Themen finden Sie ab S. 12 – melden Sie sich gern über den Link<br />

hier.pro/i7N2v oder einfach via QR-Code auf S. 14 kostenlos an.<br />

Der Frage, welche Herausforderungen sich im Zuge der Digitalisierung für<br />

Schmersal als Hersteller von Sicherheitstechnik für den Maschinen- und<br />

Anlagenbau ergeben, geht unser Kollege Andreas Gees im <strong>KEM</strong>-Porträt ab<br />

S. 22 nach. Detailliert geht es hier auch um den Status quo der Sicherheitstechnik<br />

für die Mensch-Roboter-Kollaboration oder darum, welche<br />

Bedeutung das Machine Learning bezüglich Maschinensicherheit hat.<br />

Unser Interview zum Themenkomplex intelligente Transportsysteme mit<br />

B&R zeigt am Beispiel der Batteriezellenproduktion für Automotive, dass<br />

integrierte Automatisierungstechnik eine entscheidende Rolle spielt,<br />

weil die so mögliche Parallelisierung von Transport und Bearbeitung hohe<br />

Zeitgewinne bringt – ab S. 36 zu lesen.<br />

Eine spannende Lektüre mit diesen und weiteren Themen, wünscht Ihnen<br />

Mehr Präzision.<br />

Performante<br />

Wegmessung<br />

in rauer Umgebung<br />

eddyNCDT<br />

• Induktive Wegsensoren auf<br />

Wirbelstrombasis zur berührungslosen<br />

Messung von Weg, Abstand & Position<br />

auf allen Metallen<br />

• Hohe Grenzfrequenz für dynamische<br />

Messaufgaben<br />

• Höchste Genauigkeit & Stabilität<br />

• Robuste Bauformen für schwierige<br />

Umweltbedingungen (Öl, Schmutz,<br />

Hoch-Temperatur, Druck bis 2000 bar)<br />

Nico Schröder<br />

Korrespondent<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

nico.schroeder@konradin.de<br />

Schlag / Rundlauf<br />

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hier.pro/RsOki<br />

Ölspalt<br />

Ausdehnung<br />

Kontaktieren Sie unsere<br />

Applikationsingenieure:<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

micro-epsilon.de/eddy


» INHALT 03 | 2022 58. JAHRGANG<br />

TITELSTORY<br />

Teamfähiger<br />

Kollege gesucht<br />

» Seite 40<br />

In der modernen<br />

Intralogistik kommen<br />

verstärkt Fahrerlose<br />

Transportsysteme zum Einsatz.<br />

Das Unternehmen Stork Drives setzt<br />

erfolgreich auf Sicherheitsbremsen<br />

von Mayr Antriebstechnik.<br />

Titelbild: Mayr Antriebstechnik/Konradin Mediengruppe<br />

Schaltschrankbau<br />

Axioline-I/O-Systeme ergänzen PLCnext Control im Sinne einer<br />

offenen Automatisierungsplattform ohne die Grenzen proprietärer<br />

Systeme.<br />

» Seite 32<br />

Intelligente Transportsysteme<br />

Track-Transportsysteme ermöglichen die Parallelisierung von<br />

Transport und Bearbeitung und damit hohe Zeitgewinne in der<br />

Fertigung auch von Großserien.<br />

» Seite 36<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Bild: B&R<br />

MAGAZIN<br />

Branchennews<br />

Ejot-Gruppe feiert 100-jähriges Bestehen 6<br />

Condition-Monitoring-Systeme für die Berliner U-Bahn 8<br />

Flender wächst weiter durch Integration von Moventas 10<br />

Automatisierungstreff 2022 in Böblingen 10<br />

Websession: Antriebstechnik für beengte Bauräume 12<br />

Unternehmen<br />

UVV-Prüftermine effizient managen 15<br />

TRENDS<br />

Digitalisierung/3D-Druck<br />

Schutz und Monetarisierung von 3D-Druckdaten 16<br />

Digitalisierung/Steuerungstechnik<br />

Digitale Durchgängigkeit steigert die Produktivität 19<br />

<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />

Philip Schmersal und Edgar Stadler, Schmersal, Wuppertal<br />

„Digitalisierung ist ein Thema von Netzwerkfähigkeit,<br />

Konnektivität und Daten“ 22<br />

KOMPONENTEN<br />

Elektrotechnische Bauteile<br />

Datenleitung mit Überwachung 28<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Schaltschrankbau<br />

Wago unterstützt Hensel bei der Digitalisierung 30<br />

Zukunftssichere Remote-I/O-Systeme 32<br />

News zur Automatisierung 35<br />

4 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


92x270_<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong>spraxis_210222.pdf - März 1, 2022 x<br />

Kugelgewindetriebe<br />

KGT<br />

Bild: Wibu<br />

Additive Fertigung Mit Hilfe der Codemeter-Technologie von Wibu lassen<br />

sich 3D-Druckdaten über den Gesamtprozesses schützen und monetarisieren.<br />

» Seite 16<br />

Ressourcen<br />

NEFFizient<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Sonderteil Antreiben-Steuern-Bewegen (ASB)<br />

Transportsysteme machen Transport- zu Bearbeitungszeit 36<br />

TITELSTORY<br />

Sicherheitsbremsen für Fahrerlose Transportsysteme 40<br />

Wellenkupplungen richtig auswählen –<br />

diese Kriterien sind wichtig 44<br />

Zykloidgetriebe-Hersteller Nabtesco kooperiert<br />

mit Steuerungshersteller Keba 46<br />

Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen 48<br />

Wälzlager-Lebensdauerberechnung<br />

für Getriebeoptimierungen 50<br />

Rotationsbremsen und technische Federn an Klapptüren 52<br />

News zu Antreiben-Steuern-Bewegen 54<br />

RUBRIKEN<br />

Editorial 3<br />

Wir berichten über 10<br />

Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum 58<br />

Kugelgewindetriebe<br />

Trapezgewindetriebe<br />

Gleitgewindetriebe<br />

• Spindelhub- und Teleskopgewindetriebe<br />

in verschiedenen Ausführungen<br />

• breites Zubehörprogramm lieferfähig<br />

ab Lager<br />

• kundenspezifische Sonderlösungen<br />

auf Anfrage<br />

NEFF Gewindetriebe GmbH<br />

Karl-Benz-Str. 24<br />

71093 Weil im Schönbuch<br />

www.neff-gewindetriebe.de<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 5


MAGAZIN » Branchen-News<br />

Ejot feiert 100-jähriges Bestehen<br />

Von der „kleinen Nagelbude“ zur Unternehmensgruppe<br />

Bild: Ejot<br />

Ejot wird 100 Jahre alt: Aus der kleinen<br />

„Nagelbude“ mit einer Maschine in der<br />

Werkstatt des Firmengründers Adolf Böhl<br />

in Berghausen bei Bad Berleburg wurde<br />

eine Unternehmensgruppe mit weltweit<br />

mehr als 3.800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern<br />

in 35 Ländern. „Dass unsere<br />

Gruppe bereits seit über drei Generationen<br />

Bestand hat, ist ein gutes Zeichen –<br />

für uns, weil wir uns und für unsere Kunden<br />

erfolgreich im Wettbewerb durchgesetzt<br />

haben und weil es Verlässlichkeit<br />

symbolisiert und Vertrauen stärken kann,“<br />

»Dass unsere Gruppe seit<br />

über drei Generationen<br />

Bestand hat, symbolisiert<br />

für unsere Kunden<br />

Verlässlichkeit und stärkt<br />

Vertrauen.«<br />

Christian Kocherscheidt ist geschäftsführender<br />

Gesellschafter der Ejot Gruppe.<br />

betont der geschäftsführende Gesellschafter<br />

der Ejot Gruppe, Christian Kocherscheidt.<br />

Im Fokus des Unternehmens<br />

ist der der Blick auf die Zukunft. Zentraler<br />

Aspekt in der strategischen Ausrichtung<br />

ist die Erhaltung des Familienunternehmens<br />

Ejot, das als kapitalmarktunabhängiges<br />

Unternehmen mit einem breit aufgestellten<br />

Kundenstamm seine Unabhängigkeit<br />

verteidigen, also eigene Strategien<br />

verfolgen kann. Dazu zählt der vollzogene<br />

Wechsel der Rechtsform der Ejot GmbH &<br />

Co. KG zur Ejot SE – eine Rechtsform, die<br />

den Charakter des Familienunternehmens<br />

europäischer Herkunft stärkt. Ein weiterer,<br />

wichtiger Aspekt ist die zunehmende<br />

technologische Dynamik: Digitalisierung,<br />

der sich abzeichnende Wandel der Mobilität,<br />

aber auch die Anforderungen, den<br />

Klimawandel für alle verträglich zu gestalten.<br />

Dazu werden für die Ejot Gruppe<br />

konkrete Ziele formuliert, die das Unternehmen<br />

über das laufende Jahrzehnt begleiten<br />

werden. So bietet die Elektromobilität<br />

von der Batterietechnik über den<br />

Leicht- und Mischbau der Rohkarossen,<br />

den Ladestationen für Strom usw. Ansatzpunkte<br />

für Schrauben und Verbindungselemente<br />

aus dem breiten Produktportfolio<br />

der Ejot Gruppe.<br />

(eve)<br />

www.ejot.de<br />

Die Ejot Gruppe mit weltweit mehr als 3.800<br />

Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 35 Ländern<br />

feiert ihr 100-jähriges Bestehen.<br />

Bild: Ejot SE<br />

Low-Code-Plattform von Siemens-Tochter<br />

Mendix und AWS erweitern Partnerschaft<br />

Bild: Murrstock/stock.adobe.com<br />

Den Unternehmen, die<br />

intelligente Automatisierung<br />

auf Amazon<br />

Web Services einsetzen<br />

möchten, helfen die<br />

Low-Code-Anwendungen<br />

von Mendix, strategisch<br />

Kosten zu senken.<br />

Die Siemens-Tochter Mendix gibt eine erweiterte<br />

Go-to-Market-Beziehung mit Amazon Web Services<br />

(AWS) bekannt. Die Ankündigung baut auf der bereits<br />

bestehenden Partnerschaft zwischen AWS und<br />

Mendix sowie auf der kürzlich angekündigten Zusammenarbeit<br />

zwischen Siemens Digital Industries<br />

Software und AWS im Bereich der digitalen Transfor-<br />

mation auf. Um den Beschaffungs- und Bereitstellungsprozess<br />

für Kunden zu vereinfachen, sind ab sofort<br />

drei Mendix-Angebote auf dem AWS Marketplace<br />

verfügbar. Kunden beider Unternehmen können<br />

diese Lösungen ab sofort nutzen, um ihre intelligenten<br />

Automatisierungsinitiativen zu starten, ihre Geschäftsprozesse<br />

zu rationalisieren, ihre Kundenerfahrung<br />

zu verbessern und die Innovation voranzutreiben.<br />

Die intelligente Automatisierungslösungen sind<br />

direkt für Banken und Versicherungen verfügbar, Fertigung<br />

und weitere Branchen werden folgen.<br />

Die Lösungen basieren auf Vorlagen für Low-Code-<br />

Anwendungen, die es Entwicklern und Experten ermöglichen,<br />

konsistente, maßgeschneiderte Anwendungen<br />

für branchenspezifische Anwendungsfälle zu<br />

erstellen und zielen darauf ab, diese Anwendungsvorlagen<br />

mit intelligenten Services von AWS zu<br />

kombinieren.<br />

(eve)<br />

www.mendix.com/de/<br />

6 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


| AT11-14G |<br />

Flexiblere und produktivere<br />

Maschinen mit dem linearen<br />

Transportsystem XTS<br />

XTS steigert die Produktivität<br />

durch individuelle Bewegungen<br />

XTS verkürzt die Time-to-Market<br />

mit innovativen Maschinenkonzepten<br />

XTS ermöglicht softwarebasierte<br />

Formatwechsel ohne Stillstandszeiten<br />

XTS minimiert den Footprint durch<br />

kompakte Bauform<br />

Für jede Applikation die optimale Lösung:<br />

individuelle Bahnverläufe ermöglichen an das Maschinenlayout angepasste Fahrwege<br />

skalierbare Leistungsklassen maximieren Transportmassen und -dynamiken<br />

integrierte XTS-Simulation erleichtert die Anlagenkonzeptionierung<br />

vormontierte Funktionsbaugruppen als Plug-and-Play-Lösung für die schnelle Projektumsetzung<br />

Edelstahl-Ausführung XTS Hygienic für besonders anspruchsvolle Umgebungsbedingungen<br />

der Lebensmittel- und Pharmaindustrie<br />

XTS Track Management erhöht Flexibilität durch Ein- und Ausschleusen von Movern<br />

auf unterschiedlichen Systemebenen<br />

Scannen und alles<br />

über das lineare<br />

Transportsystem<br />

XTS erfahren<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 7


MAGAZIN » Branchen-News<br />

Condition-Monitoring-Systeme von B&K Vibro für die Berliner U-Bahn<br />

Stadler Rail rüstet 606 Waggons aus<br />

Bild: BVG Berliner Verkehrsbetriebe<br />

Insgesamt 606 Waggons der Berliner U-Bahn werden mit dem Condition-Monitoring-<br />

System VCM-3 der NSK-Tochtergesellschaft B&K Vibro ausgerüstet.<br />

Brüel & Kjær Vibro (B&K Vibro), ein Unternehmen der<br />

NSK-Gruppe, hat mit Stadler Rail einen langfristigen<br />

Vertrag über die Installation des Condition Monitoring<br />

Systems (CMS) VCM-3 in 606 Waggons der Berliner<br />

U-Bahn unterzeichnet. Das System wird einen<br />

Beitrag dazu leisten, die Wartungspläne der Waggons<br />

zu optimieren, deren Betriebszeit auf hohem<br />

Niveau zu halten und die Betriebskosten zu senken.<br />

Der Auftrag mit einem Volumen von mehreren Mil-<br />

lionen Euro ist Teil eines kürzlich von der Stadler Rail<br />

AG, Bussnang, Schweiz gewonnenen Vertrags, der die<br />

Lieferung von bis zu 1.500 neuen Waggons für das<br />

Berliner U-Bahn-Netz vorsieht. Gebaut werden die<br />

U-Bahnen am Stadler-Standort in Berlin-Pankow.<br />

Bei der Condition-Monitoring-Lösung von B&K<br />

Vibro, die hier zum Einsatz kommen wird, erfassen<br />

Schwingungssensoren den Betriebszustand von Lagern<br />

und anderen rotierenden Komponenten der<br />

Schienenfahrzeuge. Sie stellen Daten für die On-<br />

Board-Diagnose bereit, die von der zugehörigen Analyse-Software<br />

ausgewertet werden. Die kontinuierliche<br />

Überwachung der Komponenten schafft eine<br />

wesentliche Voraussetzung für einen zuverlässigen<br />

und sicheren U-Bahn-Betrieb.<br />

NSK hat B&K Vibro im März 2021 übernommen und<br />

stärkt damit die Fähigkeit, die Nachfrage nach fortschrittlicher<br />

Automatisierung, der Nutzung von intelligenten<br />

Technologien und der Implementierung<br />

von nachhaltigen Antriebskonzepten in Umweltmaßnahmen<br />

zu decken. Die Akquisition dient auch dazu,<br />

die Entwicklung des CMS-Geschäfts von NSK auf<br />

globaler Basis zu beschleunigen.<br />

(bec)<br />

www.nskeurope.de<br />

www.bkvibro.com<br />

Bild: Afag<br />

Bild: Harmonic Drive<br />

Bild: Schunk<br />

Bild: VDMA<br />

Adrian Fuchser, Afag<br />

Einen Wechsel gibt es im<br />

Top Management der<br />

Schweizer Afag-Gruppe. Seit<br />

Anfang des Jahres ist Adrian<br />

Fuchser neuer CEO. Er war<br />

unter anderem Geschäftsführer<br />

von Schneeberger<br />

Schweiz. Fuchser will die<br />

Internationalisierung des<br />

Unternehmens und die positive<br />

Entwicklung weiter<br />

vorantreiben.<br />

Thomas Berger,<br />

Harmonic Drive<br />

Thomas Berger übernimmt<br />

ab 01.<strong>03.2022</strong> das Amt des<br />

Vorstandsvorsitzenden der<br />

Harmonic Drive SE. Er tritt<br />

die Nachfolge von Norimitsu<br />

Ito an, der seit 2017 im Vorstand<br />

der Harmonic Drive SE<br />

tätig ist. Ito verbleibt im<br />

Vorstand und verlegt seinen<br />

Geschäftssitz gruppenintern<br />

nach Asien.<br />

Heinz-Dieter Schunk,<br />

Schunk<br />

Der Greiftechnik-Pionier<br />

Heinz-Dieter Schunk feierte<br />

im Januar 2022 seinen 80.<br />

Geburtstag. Er hat die Robotik<br />

entscheidend geprägt.<br />

Als einer der ersten ließ er<br />

standardisierte Greifmodule<br />

entwickeln. Heute gilt<br />

Schunk als Kompetenzführer<br />

für Spanntechnik und Greifsysteme.<br />

Enno Scharphuis, VDMA<br />

Robotik + Automation<br />

Enno Scharphuis, Leiter der<br />

Business Unit Assembly<br />

Technology der Bosch Rexroth<br />

AG, ist neues Mitglied<br />

im Vorstand des VDMA-Fachverbandes<br />

Robotik + Automation<br />

(R+A). Damit folgt er<br />

auf Johannes Linden, PIA<br />

Automation, der satzungsgemäß<br />

aus dem R+A-Vorstand<br />

ausgeschieden ist.<br />

8 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Integration von finnischem Windturbinen-Getriebehersteller<br />

Flender will Moventas übernehmen<br />

Der deutsche Antriebsspezialist Flender hat eine Vereinbarung<br />

zur Übernahme des finnischen Windkraft-<br />

Getriebeherstellers Moventas vom Investor N4 Partners<br />

unterzeichnet. Die geplante Übernahme ist der<br />

nächste Schritt in Flenders Wachstumsstrategie nach<br />

dem Schritt in die Eigenständigkeit im letzten Jahr.<br />

Die Integration von Moventas‘ Engineering- und Servicekapazitäten<br />

wird Flenders Geschäft mit Antrieben<br />

für die Windenergie unter der erfolgreichen Produktmarke<br />

Win ergy weiter vorantreiben.<br />

Die 22 GW installierte Basis an Moventas-Getrieben,<br />

das Service-Know-how und die Möglichkeiten für<br />

Multi-Brand Service werden der Hebel für weiteres<br />

Wachstum im Winergy-Servicegeschäft sein. Für<br />

Wind-Kunden ergibt sich so eine umfassende Service-Lösung<br />

aus einer Hand. Das globale Produktions-<br />

und Servicenetzwerk von Moventas erweitert<br />

die Kapazitäten für die Montage von Windkraftgetrieben<br />

um drei Gigawatt und ergänzt umfangreiche<br />

Fähigkeiten im Vor-Ort-Service und der Verzah-<br />

nungsfertigung. Die Übernahme steht noch unter<br />

dem Vorbehalt der Genehmigung durch die Behörden<br />

und wird voraussichtlich im Sommer 2022 abgeschlossen<br />

sein. Sie würde dann den gesamten Geschäftsumfang<br />

von Moventas Gears Oy mit allen<br />

weltweiten Produktions- und Serviceeinrichtungen<br />

umfassen.<br />

(eve)<br />

www.flender.com<br />

Getriebe von Moventas<br />

gehören zu den den<br />

bekannten und bewährten<br />

Antriebslösungen<br />

in der Windindustrie.<br />

Bild: Flender<br />

Workplace Solutions<br />

Mehr Produktivität<br />

in der Werkstatt<br />

Entdecken Sie unsere<br />

ganzheitlichen Lösungen<br />

• Bis zu 80 % schnellere und sichere Prozesse<br />

• Aktuelle Zertifizierungen und Zulassungen<br />

gemäß allen relevanten Normen sprechen<br />

für 100 % Premiumqualität<br />

• 100 % Planungssicherheit durch Reduzierung<br />

potenzieller Fehlerquellen<br />

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www.weidmueller.de/wps<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 9


SERVICE » Tipps & Termine<br />

Automatisierungstreff 2022 in Böblingen<br />

Aufgaben mit IIoT und Industrie 4.0 lösen<br />

Die Workshops des Automatisierungstreffs IT & Automation 2022 ermöglichen eine<br />

direkte Auseinandersetzung mit Industrie 4.0-Technologien.<br />

Wie sich Aufgaben mit Industrie 4.0 und IIoT-Technologien<br />

schon heute lösen lassen, zeigt der Automatisierungstreff<br />

IT & Automation 2022 in der Kongresshalle<br />

Böblingen. Der Veranstalter, die Strobl<br />

GmbH, Ilsfeld-Auenstein, fokussiert vom 29. bis 31.<br />

März 2022 entsprechende Themen mit dem Workshop-Angebot<br />

und dem Marktplatz Industrie 4.0.<br />

Da das Zusammenwachsen von Automatisierung und<br />

IT die Branche aktuell sehr stark beschäftigt, zielen<br />

die Inhalte der praxisbezogenen Workshops verstärkt<br />

in Richtung Industrial IoT und Industrie 4.0. Auch bereits<br />

ganz konkret im Alltag der Anwender. Deshalb<br />

haben die Teilnehmer die Möglichkeit, einzelne Tech-<br />

Bild: pixelrain/stock.adobe.com<br />

nologien vor Ort auszutesten und können selbst<br />

Hand anlegen. So ermöglichen die Workshops eine<br />

direkte Auseinandersetzung rund um das Zusammenwachsen<br />

von IT und Automatisierung. Teilnehmer erhalten<br />

tiefen Einblick in den Einsatz von bereits verfügbaren<br />

Produkten, Systemen und Methoden.<br />

Analog zum technologischen Wandel und den sich<br />

ändernden Anforderungen in der Branche hat sich<br />

der Automatisierungstreff weiterentwickelt. Der<br />

Marktplatz Industrie 4.0 zielt darauf ab, dass Verständnis<br />

von Industrie 4.0, dessen Anforderungen<br />

und bestehenden Lösungen beim Anwender zu fördern.<br />

Der Marktplatz bietet dem Besucher eine gute<br />

Gelegenheit, um Berührungsängste abzubauen und<br />

zu verstehen, welche individuellen Schritte er in<br />

puncto Industrie 4.0 als Anwender gehen sollte.<br />

Übergreifend gilt: Der praktische Nutzen und die<br />

schnelle Umsetzung entsprechender Projekte in der<br />

Produktion stehen auf dem Marktplatz Industrie 4.0<br />

im Vordergrund. In Folge werden dem Besucher dort<br />

konzentriert reale Use Cases sowie individualisierte<br />

Lösungsmöglichkeiten für seine Aufgabenstellung<br />

vorgestellt. Es wird diskutiert, wie sich greifbare Aufgaben<br />

mit Industrial Internet of Things und Industrie-4.0-Technologie<br />

schon heute lösen lassen. Anwender<br />

erhalten so schnell und unkompliziert Infos<br />

zu Produkten und Lösungen für ihre Anwendung. (eve)<br />

www.automatisierungstreff.com<br />

ACE Stoßdämpfer ............................................................... 52<br />

Afag ............................................................................................. 8<br />

Altra Industrial Motion ..................................................... 44<br />

Amazon Web Services ......................................................... 6<br />

Autonox Robotics ............................................................... 46<br />

B&R ........................................................................................... 36<br />

Beckhoff Automation ........................................................ 19<br />

Bosch Rexroth ......................................................................... 8<br />

Brüel & Kjær Vibro ................................................................ 8<br />

Cynapsis Interactive ........................................................... 35<br />

DGUV ....................................................................................... 15<br />

Ejot .............................................................................................. 6<br />

Enemac .................................................................................... 55<br />

Ewellix ...................................................................................... 56<br />

Faulhaber ........................................................................ 13, 55<br />

Flender ....................................................................................... 9<br />

Gustav Hensel ...................................................................... 30<br />

Wir berichten über<br />

Harmonic Drive ...................................................................... 8<br />

Hoppe Unternehmensberatung .................................... 15<br />

Huco ......................................................................................... 44<br />

Igus .................................................................................... 54, 57<br />

K.A. Schmersal ...................................................................... 22<br />

Keba .......................................................................................... 46<br />

Lapp .......................................................................................... 28<br />

Maxon Motor ........................................................................ 12<br />

Mayr Antriebstechnik ........................................................ 40<br />

Mendix ....................................................................................... 6<br />

Moventas .................................................................................. 9<br />

Nabtesco ................................................................................. 46<br />

NSK .............................................................................................. 8<br />

Oriental Motor ..................................................................... 56<br />

Panduit .................................................................................... 35<br />

Phoenix Contact Electronics .......................................... 32<br />

PiezoMotor ............................................................................ 14<br />

Plasma-Tech Systems ........................................................ 19<br />

Posital-Fraba ......................................................................... 12<br />

R+W ......................................................................................... 14<br />

Rodriguez ............................................................................... 56<br />

Rose Systemtechnik ........................................................... 35<br />

Schneeberger .......................................................................... 8<br />

Schunk ....................................................................................... 8<br />

SEW-Eurodrive ..................................................................... 50<br />

Sieb & Meyer ......................................................................... 48<br />

Siemens Digital Industries Software ............................. 6<br />

Siko ........................................................................................... 54<br />

SMC .......................................................................................... 54<br />

Stadler Rail ............................................................................... 8<br />

Stork Drives ........................................................................... 40<br />

Strobl ........................................................................................ 10<br />

Trelleborg Sealing Solutions ........................................... 57<br />

VDMA ......................................................................................... 8<br />

Vesz-Mont-Gruppe ............................................................ 19<br />

Wachtel ................................................................................... 52<br />

Wago ........................................................................................ 30<br />

Wibu-Systems AG ............................................................... 16<br />

10 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Industrie<br />

Das<br />

Kompetenz-<br />

Netzwerk<br />

der Industrie<br />

17 Medienmarken für alle wichtigen<br />

Branchen der Industrie<br />

Information, Inspiration und Vernetzung<br />

für Fach- und Führungskräfte in der Industrie<br />

Praxiswissen über alle Kanäle:<br />

Fachzeitschriften, Websites, Newsletter,<br />

Whitepaper, Webinare, Events<br />

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Zukunftsthemen der Industrie<br />

Die passenden Medien für Sie<br />

und Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

media.industrie.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 11


SERVICE » Tipps & Termine<br />

Bild: Photocreo Bednarek/stock.adobe.com<br />

Platzsparende Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau<br />

Leistungsstarke Antriebstechnik<br />

– wenig Platz ist kein Argument!<br />

Maschinen- und Anlagenbauer stecken in einer Zwickmühle: Die Leistung der Maschine soll steigen – aber bitte<br />

bei weniger Bauraum und damit geringerem Footprint. Speziell die Antriebstechnik ist hier gefragt – elektrische<br />

Antriebe, Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie alle Maschinenelemente des Antriebsstrangs sind gefragt.<br />

Glücklicherweise liefert die Miniaturisierung in allen Feldern der Antriebstechnik Antworten. Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

stellt diese Lösungen in der Websession ‚Antriebstechnik – Wenig Platz ist kein Argument!‘ am 4. und 5.<br />

Mai 2022 vor. Die Teilnahme ist nach Anmeldung kostenlos.<br />

Auch die Leistungselektronik<br />

wird immer<br />

kleiner. Die Epos4-<br />

Micro-Module von<br />

Maxon bieten einen<br />

hohen standardisierten<br />

Funktionsumfang modernste<br />

Regleralgorithmen<br />

sowie eine kompakte<br />

Leistungsendstufe<br />

und sind dabei<br />

nicht größer als ein<br />

USB-Stick.<br />

Bild: Maxon Motor<br />

Immer kompaktere bis hin zu miniaturisierten Antrieben<br />

erfordern immer kompaktere Subsysteme<br />

– seien es Elektromotoren, Getriebe, Kupplungen<br />

oder auch die zugehörige Steuerungstechnik und<br />

verbaute Maschinenelemente wie etwa Federn und<br />

Sicherungsringe beziehungsweise Fluidtechnik-Ventile<br />

etc. Da parallel die Leistung nicht sinkt sondern<br />

eher gesteigert wird, ergeben sich zahlreiche konstruktive<br />

Anforderungen – immer kleinere Bauteile<br />

müssen hohen Belastungen standhalten, die Temperaturbeständigkeit<br />

muss gegeben sein und alles muss<br />

unter beengten Platzverhältnissen verbaut werden<br />

können. Nur so lässt sich der Footprint der Maschinen<br />

und Anlagen wie gewünscht senken.<br />

Beispiel Multiturn-Drehgeber für<br />

miniaturisierte Antriebe<br />

Da sich aus der Miniaturisierung viele Vorteile für<br />

den Anwender ergeben, bleibt die weitere Verkleinerung<br />

der Antriebe auch in Zukunft eine der zentralen<br />

Aufgaben der F&E-Teams der Hersteller. Ein Beispiel<br />

dafür sind Multiturn-Drehgeber für Klein- und<br />

Kleinstantriebe. Damit die absolute Positionierung<br />

auch bei diesen möglich ist, ohne die oft teuren Referenzfahrten,<br />

hat Posital-Fraba einen Kit-Encoder<br />

mit nur 22 mm Durchmesser vorgestellt. Auch der<br />

zugehörige Wiegand-Sensor konnte miniaturisiert<br />

werden. Laut Posital-Fraba eine große Herausforderung.<br />

Während der auf eine Fingerkuppe passende Wiegand-Sensor<br />

– mit dem 15 mm kurzen haarfeinen<br />

Wiegand-Draht als Kernkomponente – nicht weiter<br />

verschlankt werden konnte, knöpften sich das<br />

F&E-Team des Unternehmens dessen Innenleben intensiv<br />

vor. Ziel war es, genügend Output aus einem<br />

Magnetfeld mit wesentlich kleinerem Permanentmagneten<br />

zu generieren. Das F&E-Zentrum in Aa-<br />

12 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Antriebssysteme werden immer<br />

leistungsfähiger und gleichzeitig<br />

kleiner. Der Nutzen liegt auf der<br />

Hand: Maschinenbauer senken<br />

den Footprint ihrer Maschinen<br />

und Anlagen – und damit letztlich<br />

Kosten.<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Höhere Leistungen in weniger<br />

Bauraum – die Antriebstechnik<br />

bietet zahlreiche<br />

platzsparende Lösungen für<br />

den Maschinen- und<br />

chen, wo auch der Wiegand-<br />

Draht gefertigt wird, arbeitete<br />

daran, das kleinere Magnetfeld<br />

über eine Vielzahl von Para-<br />

Anlagenbau.<br />

metern wie Abstände, Schirmung und<br />

noch präzisere Qualitätsvorgaben in Sachen ‚Draht’<br />

für die Mini-Kits zu optimieren. Jeder Schritt wurde<br />

per Magnetfeldsimulation geprüft. Nur weil Posital-<br />

Fraba beim Wiegand-Thema schon lange alles – von<br />

der Grundlagenforschung bis zur praktischen Umsetzung<br />

– in einer Hand anbietet, konnten die Energy-<br />

Harvesting-Bausteine für die 22er-Kits fit gemacht<br />

werden.<br />

Zu den engsten Kooperationspartnern von Posital-<br />

Fraba bei der Entwicklung der 22-mm-Kits gehörte<br />

auch Maxon Motor. Für den Schweizer Spezialisten<br />

für Klein- und Kleinstantriebe war gerade die Multiturn-Funktionalität<br />

mit Wiegand-Sensor, bei der die<br />

Bewegungen der nachlaufenden Welle auch im<br />

stromlosen Zustand präzise erfasst werden, der entscheidende<br />

Faktor. Mehr und mehr maxon-Kunden<br />

fragen nach absoluter Positionierung, mit der unnötige<br />

und oft teure Referenzfahrten entfallen können.<br />

Der bürstenlose DC-Servomotor 1645 … BHS von Faulhaber<br />

erweitert die BHx-Serie mit 16 mm Durchmesser um eine noch<br />

kompaktere Variante, die nur 45 mm lang ist.<br />

Platz ist auch im Schaltschrank ein<br />

wichtiges Thema<br />

Miniaturisierte Antriebe bieten auch im Schaltschrank<br />

Vorteile, denn sie sind leichter zu installieren<br />

und sparen Platz. Somit können beispielsweise<br />

Schaltschrankbauer mehr Frequenzumrichter in einen<br />

Standardschrank einbauen, der Schaltschrank<br />

kann kleiner ausfallen, die Anlagen werden kompakter<br />

und die Elektroräume kleiner und kostengünstiger.<br />

Der Nutzen liegt klar auf der Hand: Durch kleinere<br />

Komponenten spart man Bauraum.<br />

Bei integrierten Lösungen führt die hohe Leistungsdichte<br />

zudem zu geringeren Massen, die im Bewegungsablauf<br />

beschleunigt und abgebremst werden<br />

müssen. Die Bewegungen werden dadurch dynamischer<br />

und die Zykluszeiten von Maschinen kürzer. Die<br />

Bild: Faulhaber<br />

ANTRIEB<br />

DER<br />

Intelligent Flexibel Verlässlich<br />

ANTRIEBS-<br />

ELEKTRONIK<br />

GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = DER ANTRIEB.<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 13


SERVICE » Tipps & Termine<br />

Bild: Posital-Fraba<br />

Bild: R+W Antriebselemente<br />

Aufbau eines Kit-Encoders mit 22 mm<br />

Durchmesser: Zentrales Element ist der<br />

Wiegand-Sensor, der über das Energie-<br />

Harvesting die Position auch bei einem<br />

Stromausfall sicher speichert.<br />

Kupplungslösungen<br />

von R+W werden unter<br />

anderem in der Medizintechnik<br />

eingesetzt.<br />

Daher müssen die Bauteile<br />

kompakt sein und<br />

dürfen nur ein geringes<br />

Gewicht haben.<br />

Grenzen dieser Entwicklung liegen einzig in der Wärmeabfuhr:<br />

Die Wärme aus den Komponenten muss<br />

prozesssicher abgeführt werden.<br />

Die Herausforderungen bei der Miniaturisierung von<br />

Antrieben bestehen hauptsächlich in der Ableitung<br />

genau dieser Bauteilwärme und der Vermeidung<br />

elektromagnetischer Störeinflüsse. Je kompakter etwa<br />

Frequenzumrichter werden, umso kleiner müssen<br />

auch die verwendeten elektrischen Bauelemente und<br />

ihre Abstände untereinander auf den Leiterplatten<br />

werden, was den Abtransport der entstehenden Wärme<br />

aufgrund geringerer Kühlfläche erschwert. Und<br />

auch hinsichtlich der benötigten Kühlfläche gibt es<br />

Grenzen. Diese gibt es auch bei den Anschlüssen, da<br />

Kabel mit ausreichendem Querschnitt für die Stromübertragung<br />

untergebracht werden müssen. Hier gibt<br />

es physikalische Grenzen, die sich nicht umgehen<br />

Websession ‚Antriebstechnik –<br />

Wenig Platz ist kein Argument!‘<br />

Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> stellt leistungsfähige und<br />

gleichzeitig kompakte Lösungen der Antriebstechnik<br />

von elektrischen Antriebe, Getriebe, Kupplungen<br />

und Bremsen bis hin zu allen relevanten Maschinenelementen<br />

des Antriebsstrangs – von Linearkomponenten<br />

bis hin zu Wälzlagern und kleinsten<br />

Federelementen – in ihrer Websession ‚Antriebstechnik<br />

– Wenig Platz ist kein Argument!‘ vor.<br />

Die Teilnahme ist nach vorheriger Anmeldung kostenlos<br />

möglich.<br />

• Datum: 4. und 5. Mai 2022<br />

• Anmeldung unter:<br />

hier.pro/i7N2v<br />

Für viele Anwendungen<br />

in der Medizintechnik<br />

und Nanotechnologie<br />

ist vor allem<br />

eine lineare Bewegung<br />

gefragt. PiezoMotor<br />

bietet seine Miniatur-<br />

Motoren in unterschiedlicher<br />

Größe als<br />

Linearversion an.<br />

lassen: Größere Leistungen bedingen größere Kabelquerschnitte.<br />

Allein darum ist für den Motoranschluss<br />

ein gewisser Raum nötig.<br />

Die technologischen Grenzen für kompaktere Leistungselektronik<br />

sind jedoch noch lange nicht erreicht.<br />

Es gibt nur wenige Einschränkungen. Für die<br />

Miniaturisierung in der Mikroelektronik scheint es<br />

keine Grenzen zu geben, und die gleiche Technologie<br />

findet wenige Jahre später Eingang in die Leistungshalbleiter-Industrie.<br />

Bei identischer Siliziumoberfläche<br />

werden die Verluste reduziert. Das bedeutet<br />

nicht nur kleinere Halbleiter, sondern auch einen geringeren<br />

Kühlungsaufwand im Frequenzumrichter.<br />

Dadurch können kleinere Kühlkörper verwendet und<br />

das Luftvolumen im Frequenzumrichter verringert<br />

werden: Das Ergebnis sind immer kleinere Umrichter.<br />

Miniaturisierte Antriebe senken Kosten<br />

Am Ende ermöglicht die Miniaturisierung antriebstechnischer<br />

Komponenten und Systeme kompakt ausgelegte<br />

Maschinen und Anlagen, die sich dadurch<br />

grundlegend flexibler und vielfältiger umsetzen lassen.<br />

Nicht zuletzt macht sich der geringere Platzbedarf<br />

auch in dem geforderten geringeren Footprint der<br />

Maschinen und Anlagen bemerkbar. Auf diese Weise<br />

ergeben sich viele Vorteile leistungsfähiger und<br />

gleichzeitig kompakter Antriebstechnik: Die verfügbare<br />

Hallenfläche lässt sich intensiver nutzen, Abwärme<br />

wird reduziert und die Ausfallsicherheit gesteigert –<br />

mit anderen Worten: die Kosten sinken! (jg)<br />

Bild: PiezoMotor<br />

14 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Unternehmen « MAGAZIN<br />

Digitalisierung sorgt für ein effizientes Management der Prüftermine<br />

Alle Termine für betriebliche<br />

UVV-Prüfungen im Blick<br />

Unternehmer sind dafür verantwortlich, Betriebs- und Arbeitsmittel in einem so guten Zustand<br />

zu erhalten, dass die Sicherheit der Mitarbeiter am Arbeitsplatz garantiert ist. Um das zu gewährleisten,<br />

müssen regelmäßig sachkundige Prüfungen durchgeführt werden, so schreiben es<br />

die Unfallverhütungsvorschriften (UVV) vor. Mit der Software Wartungsplaner der Hoppe Unternehmensberatung,<br />

Heusenstamm, gelingt es, die Termine für die Pflichtprüfungen im Blick zu<br />

behalten und zu organisieren. Zusätzlich lassen sich Prüfberichte, Prüfergebnisse und Prüf -<br />

protokolle revisionssicher erstellen.<br />

Nadja Müller, freie Journalistin für Wordfinder PR<br />

Bild: Hoppe<br />

Der Wartungsplaner ermöglicht die Prüfterminplanung und unterstützt bei der revisionssicheren<br />

Erstellung von Prüfberichten, Prüfergebnissen und Prüfprotokollen.<br />

Maschinen und technische Anlagen<br />

können im Laufe der Zeit ihre Funktionstüchtigkeit<br />

verlieren. Komponenten<br />

verschleißen oder korrodieren. Das führt<br />

nicht nur zu Produktionsmängeln, sondern<br />

ist auch ein Sicherheitsrisiko. Die Gesetzliche<br />

Unfallversicherung (DGUV) und die<br />

Berufsgenossenschaften haben deswegen<br />

die UVV verfasst, die vorschreiben, dass<br />

Anlagen und Maschinen in bestimmten<br />

Intervallen hinsichtlich ihrer Funktionstüchtigkeit<br />

geprüft werden müssen. Diese<br />

Aufgabe fällt in den Zuständigkeitsbereich<br />

von Fachkräften für Arbeitsschutz und<br />

-sicherheit sowie EHS-Manager.<br />

Planen und Steuern mit System<br />

Software-Programme für die UVV-Prüfung<br />

beinhalten sämtliche Wartungs- und<br />

Instandhaltungsvorschriften sowie einen<br />

Kalender, um die Prüfintervalle zu planen.<br />

Indem sämtliche Prüfgegenstände und die<br />

relevanten Objektdaten erfasst werden,<br />

können keine Termine mehr verpasst werden.<br />

Auch die rechtssichere Dokumentation<br />

ist mithilfe eines digitalen Wartungsplaners<br />

ein Leichtes. Die Software erstellt<br />

für die UVV-Prüfung ein Prüfbuch und ein<br />

Prüfprotokoll. Sie dokumentiert so zuverlässig<br />

alle gesetzlich vorgeschriebenen<br />

Nachweise zu Prüfungsumfang, -datum,<br />

festgestellten Mängeln, der Beurteilung,<br />

ob eine Fortführung des Betriebs möglich<br />

ist, Datum der Nachprüfung sowie Daten<br />

des Prüfers. So haben die Verantwortlichen<br />

alle Informationen im Blick und sind<br />

auch auf eventuelle externe Kontrollen<br />

oder Schadensfälle bestens vorbereitet.<br />

„Die Prüftermin- und Wartungsplaner-<br />

Software eignet sich besonders für die Organisation<br />

von UVV-Prüfungen, weil sie<br />

einerseits den Arbeitsaufwand im Rahmen<br />

der Prüfpflichten eines Unternehmens reduziert<br />

und andererseits Prüfberichte bei<br />

Betriebsprüfungen stets griffbereit sind“,<br />

betont Ulrich Hoppe, Senior Consultant<br />

der Hoppe Unternehmensberatung.<br />

www.hoppe-net.de<br />

INFO<br />

Eine kostenlose Demoversion<br />

erlaubt das Testen des<br />

Wartungsplaners:<br />

hier.pro/X1eeg<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 15


TRENDS » Digitalisierung/3D-Druck<br />

Bild: Wibu<br />

CodeMeter erlaubt den Schutz und die Monetarisierung von 3D-Druckdaten entlang der kompletten Wertschöpfungskette.<br />

Wibu-Systems unterstützt bei Schutz und Monetarisierung von 3D-Druckdaten<br />

Schutz für die Additive Fertigung<br />

Heutzutage ist es den meisten Software-Herstellern bewusst: Software zählt als geistiges Eigentum, das sogenannte<br />

Intellectual Property (IP). Sie zählt zu den schützenswerten Gütern, denn wertvolles Know-how ist darin<br />

enthalten. Doch wie sieht der Schutz von Produktions- und Konfigurationsdaten aus? Mit Hilfe der Code -<br />

Meter-Technologie lassen sich 3D-Druckdaten über den Gesamtprozesses schützen und monetarisieren.<br />

Stefan Bamberg, Senior Key Account & Partner Manager bei der Wibu-Systems AG in Karlsruhe<br />

Dies wird im Bereich additive Fertigung<br />

oft vernachlässigt, da beim<br />

IM ÜBERBLICK<br />

3D-Druck häufig der Rechteinhaber<br />

Mit Hilfe der CodeMeterdas<br />

Objekt selbst druckt oder das<br />

Technologie von Wibu-Systems<br />

lassen sich 3D-Druck-<br />

Objekt über Verträge mit seinem<br />

Dienstleister geschützt wird. Der<br />

daten über den Gesamtprozesses<br />

weltweit schützen<br />

Markt der additiven Fertigung entwickelt<br />

sich rasant weiter, so dass<br />

und monetarisieren.<br />

diese Art der Absicherung in Zukunft<br />

nicht mehr adäquat sein wird. Zum einen<br />

werden die Objekte global produziert, um Kosten<br />

einzusparen und Lieferketten zu verkürzen.<br />

Zum anderen muss das komplette System so aufgebaut<br />

sein, dass nur die berechtigten Personen die<br />

versendeten Daten nutzen dürfen. Zusätzlich muss<br />

die Monetarisierung der gedruckten Objekte möglich<br />

sein. Um diese Ziele zu erreichen, müssen die<br />

3D-Druckdaten verschlüsselt werden und es muss<br />

möglich sein, die Berechtigung zur Nutzung zu verwalten<br />

und zu versenden. Lösungsanbieter arbeiten<br />

an Portalen, um zukünftig den gesamten Prozess<br />

darüber abbilden können, und die dann später das<br />

Potential haben, zum Standard zu werden.<br />

Viele Industrieunternehmen wollen mittels<br />

3D-Druck in der Lage sein, Serienteile Dritter im eigenen<br />

Haus produzieren zu können. Dann könnten<br />

sie flexibel und schnell ohne lange Logistikketten<br />

auf die jeweilige Marktnachfrage reagieren. Um<br />

dieses Ziel zu erreichen, wird neben der notwendigen<br />

Technik ein System zum Schutz der zugrundeliegenden<br />

Objektdaten und zur Monetarisierung<br />

des gedruckten Werkstücks benötigt. Genauer gesagt<br />

muss die folgende Frage frühzeitig geklärt<br />

werden: Wer darf wann, wo und wie oft auf die Objektdaten<br />

zugreifen?<br />

Verschiedene Stakeholder<br />

Ganz unterschiedliche, voneinander unabhängige<br />

Unternehmen sind an diesem Gesamtprozess beteiligt,<br />

von der digitalen Erstellung eines Objekts bis<br />

16 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Messe Frankfurt Group<br />

hin zum eigentlichen Druck. Der Designer erzeugt<br />

mit Hilfe einer geeigneten Software das 3D-Model<br />

des Objekts. Dies kann beispielsweise eine Armlehne<br />

eines Bürostuhls sein, das als Ersatzteil zum<br />

Drucken angeboten werden soll. Wichtig für ihn ist,<br />

das Objekt vor Produktpiraterie zu schützen und<br />

gleichzeitig die Anzahl der gedruckten Teile zu<br />

überwachen, damit er weiß, wann und durch wen<br />

diese gedruckt werden.<br />

Vor dem Druck ist es notwendig, die Daten aufzubereiten.<br />

Dazu müssen die 3D-Objektdaten in<br />

Schichtmodelle umgewandelt werden, da der<br />

3D-Drucker das Material scheibchenweise aufträgt.<br />

Das Drucken erfolgt abhängig von den Materialeigenschaften,<br />

beispielsweise Kunststoff oder Metall.<br />

Während der Druckphase können sich diese Eigenschaften<br />

temperatur- und zeitbedingt sogar noch<br />

ändern, was wiederum den Druck selbst beeinflusst.<br />

Der Hersteller dieser Schichtmodelle wählt ein geeignetes<br />

Softwarepaket aus, um die Berechnungen<br />

durchzuführen und den Druckvorgang zu steuern.<br />

Sein Interesse ist, diese in Schichtmodelle umgewandelten<br />

3D-Objektdaten zu schützen.<br />

Sobald die 3D-Objektdaten an das zum Drucken beauftragte<br />

Unternehmen geschickt werden, muss die<br />

Anzahl der gedruckten Objekte noch in die Druckersteuerung<br />

übertragen werden, um diese Anzahl zu<br />

kontrollieren. Der Auftraggeber möchte sicher sein,<br />

dass nur seine beauftragte Anzahl produziert wurde.<br />

Die oben beschriebenen Schritte können von einem<br />

Unternehmen, aber auch von unterschiedlichen<br />

Unternehmen, die sich irgendwo auf der Welt<br />

befinden, durchgeführt werden. Sobald verschiedene<br />

Beteiligte mit einer 3D-Objektdatei arbeiten, ist<br />

es wichtig, diese Daten zu schützen und zu monetarisieren.<br />

Die Technik<br />

Beim 3D-Druck handelt es sich grundsätzlich um<br />

eine Zukunftstechnologie, die noch viele Neuerungen<br />

hervorbringen wird. Jedoch können schon heute<br />

etablierte Technologien den 3D-Druck effizient<br />

unterstützen, gerade bei den Themen IP-Schutz<br />

und der Stückzahlüberwachung.<br />

Wibu-Systems hat seine<br />

bewährte CodeMeter-Technologie<br />

darauf ausgerichtet, um<br />

die digitale Prozesskette vollumfänglich<br />

und nach dem<br />

Stand der Technik sicher abzubilden<br />

und abrechenbar zu<br />

machen.<br />

Es gilt, die beim 3D-Druck benötigten<br />

Daten sicher zu ver-<br />

INFO<br />

Additive Fertigung treibt<br />

laut Studie die digitale<br />

Transformation:<br />

hier.pro/A5RCR<br />

Die additive Fertigung bietet ihren Anwendern<br />

ungeahnte Potentiale. Jedoch<br />

nur unter Berücksichtigung aller vor- und<br />

nachgelagerten Prozesse – vom Design<br />

über das Material bis hin zur Qualitätssicherung.<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 17


TRENDS » Digitalisierung/3D-Druck<br />

Bild: Wibu<br />

Darstellung des Gesamtprozesses zur Monetarisierung von 3D-Druckdaten.<br />

schlüsseln. Dabei handelt es sich sowohl um die<br />

CAD-Rohdaten als auch die für den Druck aufbereiteten<br />

Daten. Die CAD-Software und die Softwareprodukte<br />

bei der Vorbereitung der weiteren Druckschritte<br />

müssen in der Lage sein, die verschlüsselten<br />

Daten zu entschlüsseln, weiter zu verarbeiten<br />

und schließlich wieder zu verschlüsseln. Zur Verschlüsselung<br />

dient die Codemeter-Bibliothek, damit<br />

die erforderlichen Routinen zur Ver- und Entschlüsselung<br />

einfach und schnell in die verschiedenen<br />

Softwareprodukte integriert werden können,<br />

was einen durchgängigen IP-Schutz entlang der<br />

Kette sicherstellt.<br />

Damit ein solches System als sicher gelten kann,<br />

müssen die für die Ver- und Entschlüsselung erforderlichen<br />

kryptografischen Schlüssel sicher aufbewahrt<br />

und verteilt werden. Als sicherer Aufbewahrungsort<br />

der Schlüssel des Rechteinhaber eines<br />

3D-Objekts dienen bei der Codemeter-Technologie<br />

die Hardware CmDongle, die softwarebasierte Aktivierungsdatei<br />

CmActLicense oder sie können auch<br />

über CmCloud direkt in der Cloud abgelegt werden.<br />

Die Schlüssel werden in Form einer Lizenz abgebildet<br />

und diese Lizenz kann mit spezifischen Rechten<br />

ausgestattet werden, beispielsweise um eine temporäre<br />

und/oder funktional eingeschränkte Nutzung<br />

der geschützten Objektdaten festzulegen. Die<br />

zum Drucken ausgestellte Lizenz enthält zusätzlich<br />

einen Zähler, mit dem die Anzahl der druckbaren<br />

Objekte begrenzt wird.<br />

Das Tool CodeMeter License Central sorgt für das<br />

Management und die sichere Verteilung der Lizenzen<br />

und somit der Schlüssel. Da dieses Tool über die<br />

Cloud funktioniert, können die Lizenzen weltweit<br />

und zu jeder Zeit online an die Nutzer der Rechte<br />

verschickt werden. Dies geht auch offline, d.h. ohne<br />

direkte Anbindung eines Systems an das Internet.<br />

Die vielen Schnittstellen erlauben die Einbindung in<br />

existierende Backendsysteme von Unternehmen<br />

und bieten somit einen hohen Grad an Automatisierung.<br />

Der Prozess beim 3D-Druck<br />

Will ein Unternehmen ein Objekt im 3D-Druckverfahren<br />

für seine Produktion herstellen lassen, dann<br />

wird ein entsprechender Auftrag im Shopsystem<br />

des Komponentenherstellers platziert. Dieses Unternehmen<br />

erhält dann eine verschlüsselte Objektdatei<br />

und die erforderlichen Nutzungsrechte, zu<br />

dem auch die Anzahl der erworbenen Druckvorgänge<br />

gehört. Für das Unternehmen entfallen dabei<br />

lange, kostenintensive Lieferketten und Lagerkosten.<br />

Die Produktion der Teile kann „Just in time“<br />

und sogar für Kleinstmengen kostengünstig erfolgen.<br />

Der Anbieter der Druckdatei kann sein wertvolles<br />

Know-how schützen und monetarisieren und<br />

über neue Distributionswege zusätzliche Zielgruppen<br />

und Märkte erschließen.<br />

(ge)<br />

www.wibu.com<br />

18 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Digitalisierung/Steuerungstechnik « TRENDS<br />

Faserlaser-Bearbeitungszentrum profitiert von Twincat und CAM-Anbindung<br />

„Digitale Durchgängigkeit<br />

steigert die Produktivität“<br />

PC-basierte Steuerungstechnik inklusive der ebenfalls PC-basierten NC-Technologie<br />

der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl, legt die Basis für das vollautomatische<br />

Bearbeitungszentrum PTL 4001 mit Faserlaser der Plasma-Tech Systems Kft. Dabei spielt<br />

die Verbindung von Steuerungstechnik und CAM-Software eine entscheidende Rolle, wie die<br />

Redaktion des Fachportals CNCMedia im Interview erfuhr.<br />

IM INTERVIEW<br />

János Imrei,<br />

Serviceleiter,<br />

Plasma-Tech Systems Kft.,<br />

Csongrád/Ungarn<br />

»Wir wissen sehr gut,<br />

dass hochautomatisierte<br />

Maschinen wie unsere ohne<br />

die richtige CAM-Software<br />

ihr Potenzial nicht<br />

ausschöpfen können.«<br />

Könnten Sie uns zunächst kurz beschreiben,<br />

womit sich Plasma-Tech<br />

Systems beschäftigt und was das Unternehmen<br />

auszeichnet?<br />

Bild: CNCMedia<br />

János Imrei, Serviceleiter von Plasma-Tech Systems, vor der Faserlaser-Schneidmaschine PTL 4001.<br />

János Imrei (Plasma-Tech Systems):<br />

Wir entwickeln und fertigen hauptsächlich<br />

Laser-basierte Bearbeitungs- und<br />

Spezialmaschinen und sind seit 2016 Teil<br />

der Vesz-Mont-Gruppe mit ihren drei Geschäftsbereichen<br />

Produktion und Entwicklung<br />

von Industrielasern, Automa -<br />

Kompatible Werkstückträger und Waschkörbe<br />

sichere Produktionsabläufe<br />

effiziente Teilereinigung<br />

Präzise<br />

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Individuell abgestimmt Gute Zugänglichkeit<br />

Kontrollierte Qualität<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 19


TRENDS » Digitalisierung/Steuerungstechnik<br />

Der Steuerungskern der Faserlaser-Schneidanlage PTL 4001: ein Embedded-PC CX5130 mit Twincat 3 und den verschiedensten Ethercat-Klemmen<br />

wie zum Beispiel Twinsafe-Klemmen EL1904 und Analogklemmen EL3161.<br />

Bild: CNCMedia<br />

Die Servoverstärker<br />

AX5000 sorgen für<br />

dynamische und präzise<br />

Wellenbewegungen<br />

des Laserkopfes.<br />

tisierung von Spezialmaschinen und dem<br />

eigentlichen Maschinenbau mit <strong>Konstruktion</strong><br />

und Montage der Anlagen. Der<br />

große Vorteil von Plasma-Tech ist, dass<br />

wir die wesentlichen Bestandteile unserer<br />

Anlagen nicht extern fertigen lassen, sondern<br />

selbst herstellen. Dazu verfügen wir<br />

über eine eigene Schneidwerkstatt,<br />

Schlosserei und Pulverbeschichtungsanlage.<br />

Wir beherrschen also alle Technologien,<br />

um Komplettlösungen aus einer<br />

Hand anbieten zu können. Dabei hilft uns<br />

unsere 3.500 m ² große Produktionshalle,<br />

in der wir auch größere Anlagen mit besonderen<br />

Anforderungen realisieren können.<br />

Das alles versetzt uns in die Lage, die<br />

strengen Regeln und Standards der Automobilindustrie<br />

zu erfüllen, die in Ungarn<br />

als die anspruchsvollste Branche gilt.<br />

Was ist das Besondere an den neuen<br />

Plasma-Tech-Faserlasermaschinen?<br />

Imrei: Ein für uns wichtiges Alleinstellungsmerkmal<br />

ist, dass die Anlagen komplett<br />

in Ungarn entwickelt und gefertigt<br />

werden – auf Basis unseres eigenen<br />

Know-hows. Zudem rüsten andere Hersteller<br />

in unserem Preissegment ihre Maschinen<br />

mit Zahnstangenantrieben aus.<br />

Wir setzen dagegen Linearmotoren ein,<br />

die nahezu keinen mechanischen Verschleiß<br />

aufweisen. Darüber hinaus halten<br />

wir Ersatzlaserquellen und Schneidköpfe<br />

im Lager vor, so dass der Kunde im Fehlerfall<br />

schnell über Ersatzteile verfügt. Wir<br />

können diese Bauteile innerhalb von<br />

24 Stunden austauschen und halten so<br />

die Produktivität beim Anwender hoch.<br />

Für eine hohe Produktivität ist es ebenso<br />

wichtig, den Anwender auch softwareseitig<br />

zu unterstützen. Wir wissen sehr gut,<br />

dass hochautomatisierte Maschinen wie<br />

unsere ohne die richtige CAM-Software<br />

ihr Potenzial nicht ausschöpfen können.<br />

Deshalb ist eine solche Software auch in<br />

unsere Maschinensteuerung eingebunden.<br />

Das verstehen wir unter einer Komplettlösung,<br />

bei Bedarf mit zusätzlicher<br />

Unterstützung bei der Optimierung von<br />

Schneidprozessen.<br />

Welche Erkenntnisse ziehen Sie damit<br />

bezüglich der Anforderungen an die<br />

Automatisierungstechnik?<br />

Bild: CNCMedia<br />

Imrei: Die Erfahrung hat gezeigt, dass ein<br />

möglichst hoher Automatisierungsgrad<br />

die Bedienung der Maschine einfacher<br />

und zuverlässiger macht. Deshalb sind die<br />

Maschinen zu 100 % automatisiert. Dies<br />

20 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Automatisierungsanforderungen<br />

Plasma-Tech Systems entwickelte 2016 eine neue Laserschneidmaschine und hatte<br />

dabei hohe Erwartungen an die einzusetzende Automatisierungslösung, angefangen<br />

bei der Steuerung und dem I/O-System bis hin zur Antriebstechnik. Diese Erwartungen<br />

konnte die PC-basierte Automatisierungstechnik von Beckhoff erfüllen. Das<br />

Wichtigste dabei war die Offenheit sowohl auf Soft- als auch auf Hardwareebene.<br />

Eine automatisierungstechnische Besonderheit war, dass zusätzlich zur Implementierung<br />

der interpolierten Bewegungen in Twincat CNC eine Schnittstelle zur Technologiesoftware<br />

von Plasma-Tech bereitzustellen war. Zudem musste sich Ethercat<br />

bei Bedarf auch mit anderen Kommunikationsprotokollen kombinieren lassen, was<br />

mit der Beckhoff-Lösung einfach realisierbar ist. Hinzu kam, dass die Servoverstärker<br />

AX5000 mit den eingesetzten Linearmotoren harmonieren mussten, was eine<br />

entsprechende Flexibilität hinsichtlich der Gebertypen voraussetzt.<br />

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Einstellungen. Die Basis dafür bilden<br />

die leistungsfähigen Beckhoff-Steuerungen<br />

und das schnelle wie auch flexible<br />

Kommunikationssystem Ethercat. Sehr<br />

wichtig ist auch, dass eine I/O-Erweiterung<br />

mit der entsprechenden Ethercat-<br />

Klemme einfach und in nur wenigen Minuten<br />

durchgeführt werden kann. Bei der<br />

Konzeption und Umsetzung unseres<br />

Steuerungskonzepts haben wir viel Unterstützung<br />

von Beckhoff erhalten, so dass<br />

unsere Programmierer zum Beispiel problemlos<br />

auf Twincat 3 migrieren konnten.<br />

Zuvor haben wir uns gründlich umgesehen<br />

und sind zu dem Schluss gekommen,<br />

dass wir mit der PC-basierten Steuerungstechnik<br />

von Beckhoff ein sehr gutes Preis-<br />

Leistungsverhältnis unserer Maschinen erzielen<br />

können. Dies verschafft Plasma-<br />

Tech in Ungarn eine besondere Wettbewerbsposition.<br />

Bei Ihrem Bearbeitungszentrum sind Sie<br />

vom klassischen Plasma- auf Faserlaser<br />

umgestiegen. Warum setzen Sie nicht<br />

wie andere auf CO 2 -Laser?<br />

Imrei: Jeder, der einige Zeit in der Branche<br />

arbeitet, lernt, dass es die universelle<br />

Lösung nicht gibt. Keine der Technologien<br />

ist besser oder schlechter. Für uns zählt<br />

ein Argument: CO 2 -Laser erfordern viel<br />

mehr Service und die Technologie ist<br />

deutlich empfindlicher. Der Betrieb verlangt<br />

daher mehr Know-how und eine<br />

andere Infrastruktur beim Anwender. Im<br />

Gegensatz dazu ist der Faserlaser eine<br />

einfache Plug-and-Play-Lösung.<br />

Welche Entwicklungspläne hat Plasma-<br />

Tech bei den Laserbearbeitungszentren?<br />

Imrei: Die Entwicklungen, an denen wir<br />

arbeiten, sind für Kunden oft unsichtbar.<br />

Denn beim Laserschneiden gibt der Laser<br />

bestimmte Eckwerte vor, an denen nichts<br />

zu ändern ist. Die Nebenzeiten können wir<br />

dagegen optimieren, zum Beispiel den Palettenwechsel<br />

beschleunigen und die Geschwindigkeit<br />

beim Übergang erhöhen.<br />

Der Anwender merkt dann nur, dass die<br />

Schnittzeit in Summe um einige Sekunden<br />

kürzer geworden ist. Wir arbeiten permanent<br />

daran, solche Details zu verbessern<br />

und so die Produktivität zu steigern. (co)<br />

www.plasmatechsystems.hu; www.beckhoff.com<br />

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Portfolio von Beckhoff für<br />

den Werkzeugmaschinenbau:<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 21


TRENDS » Porträt<br />

K.A. Schmersal GmbH & Co. KG produziert rund 18.000 Sicherheitsschaltgeräte<br />

„Digitalisierung ist ein Thema von Netzwerkfähigkeit,<br />

Konnektivität und Daten“<br />

Die Sicherheitstechnik gewinnt in der Automatisierung weiter an Bedeutung. Ziel sind zuverlässig arbeitende<br />

Maschinen und Anlagen, bei denen neben der Produktivität vor allem die Sicherheit der Mitarbeiter im Vordergrund<br />

steht. Welchen Einfluss die Digitalisierung sowie die aktuelle Situation bei der Materialbeschaffung<br />

auf die Entwicklung des Unternehmens haben, erläutern Philip Schmersal, Geschäftsführender Gesellschafter,<br />

sowie Edgar Stadler, Divisionsleiter Technik, bei der K.A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal.<br />

Interview: Andreas Gees, stv. Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Schmersal, Sie<br />

sind Geschäftsführender Gesellschafter<br />

der gleichnamigen Unternehmensgruppe,<br />

können Sie<br />

uns die wichtigsten Unternehmensdaten<br />

nennen?<br />

IM GESPRÄCH<br />

Philip Schmersal, Geschäftsführender<br />

Gesellschafter,<br />

sowie Edgar Stadler, Divisionsleiter<br />

Technik, bei der<br />

K.A. Schmersal GmbH & Co.<br />

KG in Wuppertal<br />

Philip Schmersal: Die Schmersal-<br />

Gruppe entwickelt und produziert<br />

rund 18.000 verschiedene Sicherheitsschaltgeräte<br />

und ist mit diesem Sortiment<br />

einer der größten Anbieter weltweit.<br />

Mehr als 1.900 Mitarbeiter in über 20 Ländern arbeiten<br />

daran, gemeinsam mit den Kunden zukunftsweisende,<br />

sicherheitstechnische Lösungen zu realisieren.<br />

Wir konzentrieren uns auf die drei Geschäftsfelder<br />

Aufzugstechnik, Automatisierungstechnik und Sicherheitstechnik.<br />

Neue Safety-Konzepte<br />

erfordern dabei Systemlösungen und<br />

es gilt, innovative Funktionsprinzipien<br />

zu integrieren und neue Wege<br />

der Datenkommunikation zu<br />

gehen. Schließlich führt auch das<br />

wachsende Normen- und Richtlinienwerk<br />

zur Maschinensicherheit<br />

zu neuen Herausforderungen bei<br />

Herstellern und Anwendern von Maschinen<br />

und Anlagen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Digitalisierung verändert<br />

die Abläufe in der Industrie. Welche Herausforderungen<br />

sind damit konkret für einen Hersteller von<br />

Sicherheitstechnik für den Maschinen- und Anlagenbau<br />

verbunden?<br />

Philip Schmersal: „Der Bedarf an intelligenten Sicherheitslösungen ist in der Robotik<br />

stark wachsend, und die Zahl der eingesetzten Roboter steigt stetig.“<br />

Bild: Schmersal<br />

Edgar Stadler: Die Digitalisierung ist vor allem ein<br />

Thema von Netzwerkfähigkeit, Konnektivität, Datengenerierung<br />

und deren Auswertung. Das sind Funktionalitäten,<br />

die wir in unsere Produkte integrieren<br />

und ständig ausbauen. Die digitale Transformation<br />

setzt eine durchgängige Kommunikationsfähigkeit<br />

aller unserer Komponenten voraus, und das gilt auch<br />

für weniger komplexe Geräte. Fast jedes Schaltgerät<br />

ist heute mit einem Mikroprozessor ausgestattet, auf<br />

dem in der Regel die Kommunikationsfähigkeit basiert.<br />

Ein zweiter Aspekt ist der wachsende Anteil von<br />

Softwarefunktionalitäten in den Geräten. Viele Funktionen,<br />

die früher in Elektromechanik oder Elektrik<br />

abgebildet wurden, werden heute mittels Software<br />

realisiert. Hinzu kommt, dass der Austausch von Daten<br />

und Dokumenten mit den Geräten in digitaler<br />

Form umfassender wird, und auch wir müssen unseren<br />

Kunden immer mehr Informationen zur Verfügung<br />

stellen. Moderne Geräte liefern eine Vielzahl<br />

22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


»Schon heute bringen<br />

wir Sicherheits- und<br />

Messtechnik zusammen,<br />

weil Sicherheitssensoren<br />

auch Messgeräte sind.«<br />

Edgar Stadler, Divisionsleiter Technik, und Philip Schmersal,<br />

Geschäftsführender Gesellschafter der Schmersal Gruppe<br />

Bild: Schmersal


TRENDS » Porträt<br />

von Daten, deren digitale Kommunikation wir mit<br />

entsprechenden Prozessen unterstützen müssen. Dabei<br />

geht es den Kunden vor allem um die vorausschauende<br />

Wartung. Die erforderlichen Daten dafür<br />

möchten wir den Kunden in bestmöglicher Form zur<br />

Verfügung stellen. Die meisten Geräte der Sicherheitstechnik<br />

können neben ihrer eigentlichen Sicherheitsfunktion<br />

(z.B. das sichere Abschalten) umfangreiche<br />

zusätzliche Informationen liefern. Schon heute<br />

bringen wir Sicherheits- und Messtechnik zusammen,<br />

weil Sicherheitssensoren auch Messgeräte sind.<br />

Darin besteht ein Benefit für den Kunden: Wir verkaufen<br />

nicht nur ein Sicherheitssgerät, sondern auch<br />

einen messenden Sensor.<br />

tale Formate für die Dokumentation zugelassen werden.<br />

Gleichzeitig soll das einheitliche Zusammenspiel<br />

mit den anderen CE-Vorschriften gewährleistet sein.<br />

Die alte Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird noch<br />

bis 2025 anwendbar bleiben. Die wichtigsten Normen<br />

für Schmersal im Bereich der Maschinensicherheit<br />

sind die IEC 61508 als Basisnorm, und daraus<br />

abgeleitet die Anwendungsnorm EN 62061 sowie die<br />

harmonisierte Norm im Sinne der Maschinenrichtlinie<br />

EN ISO 13849, die wir bei der Entwicklung unserer<br />

Komponenten berücksichtigen. In der Normung<br />

(z.B. IEC 62443) werden zukünftig analog zu den Sicherheitslevel<br />

(SIL) auch Securitylevel (SL) definiert.<br />

Dazu müssen die Hersteller für ein kommunikationsfähiges<br />

Produkt benennen, nach welchem SL das<br />

Produkt ausgelegt werden soll und vor allem die<br />

richtigen Industrial-Security-Fähigkeiten (engl. Capabilties)<br />

umsetzen, die es für die geplante Einsatzumgebung<br />

benötigt. Gerade dem Thema Security ist<br />

zukünftig permanent Aufmerksamkeit zu widmen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Auf welchem Entwicklungsstand<br />

befindet sich die Sicherheitstechnik für die<br />

Mensch-Roboter-Kollaboration?<br />

Edgar Stadler: „Lässt<br />

sich die Sicherheitstechnik<br />

in einer sicheren<br />

Cloud abbilden, ist<br />

die Voraussetzung für<br />

umfangreiche Machine-Learning-Prinzipien<br />

in der Sicherheitstechnik<br />

gegeben.“<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Sicherheitstechnik lebt von<br />

der Maschinenrichtlinie. Aus der Maschinenrichtlinie<br />

wird die Maschinenverordnung. Was hat sich in<br />

der jüngsten Zeit, was wird sich dadurch in den<br />

kommenden Monaten bezüglich der Normung ändern?<br />

Welche Konsequenzen folgen daraus?<br />

Stadler: Die kommende Maschinenverordnung soll<br />

sicherstellen, dass bei einer neuen Generation von<br />

Maschinen die Sicherheit der Bediener gewährleistet<br />

ist, aber auch Innovationen gefördert werden. Sie soll<br />

auch die sichere Integration eines KI-Systems in die<br />

Gesamtmaschine gewährleisten. Außerdem werden<br />

geltende Bestimmungen rechtlich klarer gestaltet<br />

und der Verwaltungsaufwand sowie die Kosten für<br />

Unternehmen reduziert, indem zukünftig auch digi-<br />

Bild: Schmersal<br />

Schmersal: Der Bedarf an intelligenten Sicherheitslösungen<br />

ist in der Robotik stark wachsend, und die<br />

Zahl der eingesetzten Roboter steigt stetig. Anwendungen,<br />

in denen der Mensch mit Robotern kooperiert<br />

oder koexistent zusammenarbeitet, sind aktuell<br />

sicherlich die Mehrheit. Die Kollaboration wird sich<br />

für immer mehr Applikationen anbieten, wenn die<br />

Arbeitsgeschwindigkeit bei diesen Lösungen gesteigert<br />

werden kann. Es gibt dabei mehrere Anforderungen<br />

an die Absicherung zu erfüllen. Zum einen ist der<br />

Arbeitsbereich mit den Gefahr bringenden Gesamtbewegungsmöglichkeiten<br />

des Roboters abzusichern,<br />

zum anderen ist es eine Herausforderung, das Werkzeug<br />

im Tool Center Point zu überwachen, um eine<br />

Gefährdung des Menschen auszuschließen. Es gibt<br />

dabei taktile und nicht taktile Lösungen, die wir im<br />

Rahmen der Weiterentwicklung unseres Sicherheitsportfolios<br />

untersuchen. Taktil bedeutet, dass der Roboterarm<br />

mit Sensoren versehen wird, die bei einer<br />

Berührung des Roboters seine Bewegungen verlangsamen<br />

oder stoppen. Die nicht taktile Lösung ist wesentlich<br />

eleganter, da sie den Gefahrenraum beispielsweise<br />

mit optischer Sensorik überwacht und<br />

die Bewegung des Roboters sicher steuert, ohne dass<br />

ein direkter Kontakt erfolgt. Wir sind da allerdings<br />

noch in einer frühen Entwicklungsphase, aber gemeinsam<br />

mit Technologiepartnern in einem sehr interessanten<br />

Anwendungsbereich unterwegs, in dem<br />

wir präsent sein wollen.<br />

24 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Intensiv diskutiert wird zur<br />

Zeit auch das Thema Machine Learning. Wie schätzen<br />

Sie die Bedeutung dieser Technologie für die<br />

Maschinensicherheit ein?<br />

Stadler: Dass Technologien aus der nicht sicheren<br />

Automatisierungstechnik auch in der Sicherheitstechnik<br />

genutzt werden, ist meist nur eine Frage der<br />

Zeit. Die neue Maschinenverordnung wird sich auch<br />

um die Integration von KI-Systemen in die Maschinen<br />

kümmern. Dass wir als Hersteller deshalb zukünftig<br />

KI-Methoden auch in sichere Sensoren integrieren, ist<br />

bei der Entwicklung von Sicherheitsgeräten bereits<br />

ein Thema. Im ersten Schritt werden das Algorithmen<br />

sein, die im Bereich des maschinellen Lernens angesiedelt<br />

sind. Ein weiterer Schritt wäre dann der Einsatz<br />

von Deep-Learning-Ansätzen, beispielsweise mit<br />

mehrschichtigen neuronalen Netzen. Lässt sich die<br />

Sicherheitstechnik in einer sicheren Cloud abbilden,<br />

ist die Voraussetzung für umfangreiche Machine-<br />

Learning-Prinzipien auch in der Sicherheitstechnik<br />

gegeben. Mit diesen Ansätzen könnten so sinnvolle<br />

Funktionen zur Steigerung der Robustheit und Erweiterung<br />

der Sicherheit geschaffen werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Maschinensicherheit geht<br />

heute weit über die Lieferung von Komponenten<br />

hinaus, welchen Umfang haben bei Schmersal das<br />

Projektgeschäft sowie der Service, welche Aktivitäten<br />

verfolgen Sie in diesem Bereich?<br />

Schmersal: Das Servicegeschäft ist unser auch international<br />

am stärksten wachsendes Geschäftsfeld.<br />

Wir haben die Aktivitäten unter der Marke tec.nicum<br />

zusammengefasst und sehr viel in kompetente Mitarbeiter<br />

investiert. Damit stellen wir sicher, dass wir<br />

unsere Kunden auch weltweit optimal betreuen können.<br />

Neben der Entwicklung, Produktion und dem<br />

Vertrieb sicherheitstechnischer Geräte und Systeme<br />

bieten wir mit diesem Geschäftsbereich auch eine<br />

herstellerneutrale Beratung. Das Angebot des tec.nicum<br />

umfasst neben dem Consulting auch Engineering,<br />

Softwareentwicklung und Integration sowie<br />

vielfältige Dienstleistungen rund um die Schulung<br />

von Fachkräften. Unser Service-Angebot reicht von A<br />

bis Z: Wir bauen zum Beispiel auch Zäune und installieren<br />

die Sicherheitstechnik, und wir zertifizieren<br />

und dokumentieren die Projekte. Unser Ziel ist es, mit<br />

unserem umfangreichen Portfolio und dem Service<br />

ein One-Stop-Shop für Maschinensicherheit zu sein.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: IO-Link Safety, AS-i-Safety at<br />

Work, Profisafe als ein Beispiel für sichere Ethernetprotokolle,<br />

OPC UA, wie beurteilen Sie die Entwicklung<br />

der Kommunikationstechnologien?<br />

Stadler: Wer weltweit tätig ist, muss auch die international<br />

verbreiteten Technologien unterstützen. Wir<br />

bauen deshalb die Safety Fieldbox aus unserer Gateway-Produktlinie<br />

kontinuierlich aus, um alle relevanten<br />

Safety-Protokolle wie Profinet/Profisafe, Ethernet<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 25


TRENDS » Porträt<br />

Philip Schmersal und Edgar Stadler<br />

Bild: Schmersal<br />

IP mit CIP Safety oder Ethercat/FSOE zu unterstützen.<br />

Dazu implementieren wir skalierbare und modulare<br />

Architekturen. Safety wird künftig zunehmend maschinenübergreifend<br />

zum Einsatz kommen. Ein Beleg<br />

dafür ist, das Safety in den Industrie-4.0-Kommunikationsstandard<br />

OPC UA integriert wurde. So hat u.a. die<br />

Profibus-Nutzerorganisation einen Standard für<br />

Safety over OPC UA definiert. Dieser Standard befindet<br />

sich in der Normierungs- oder Definitionsphase<br />

bei der PNO. Damit soll die Kommunikation von Maschinen<br />

und Steuerungen unterschiedlicher Hersteller,<br />

deren Kommunikation und die Programmierung der<br />

Sicherheitsapplikation, die ja ursprünglich proprietär<br />

ausgelegt sind, vereinfacht werden. Sicherlich wird<br />

auch die bidirektionale Kommunikationsschnittstelle<br />

IO-Link-Safety für funktionale Sicherheit weiter an<br />

Bedeutung gewinnen. IO-Link mit der Safety-Erweiterung<br />

bietet sich für die Komponenten an, in denen eine<br />

Ethernet-Schnittstelle zu hohe Hardware-Kosten<br />

verursacht. ASi-Safety ist für uns ein ganz wichtiger<br />

Bestandteil des Angebotsspektrums und auch Wireless-Lösungen<br />

sind in Zukunft vorstellbar. Bei Wireless-Lösungen<br />

ist die Robustheit ein zentrales Thema,<br />

das neben der Sicherheitsfunktion betrachtet werden<br />

muss. Sicherheitsprodukte sind nur dann gut und sicher,<br />

wenn sie auch robust und absolut zuverlässig<br />

funktionieren.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Schmersal bietet auch Schaltgeräte<br />

für den Ex-Schutz gemäß ATEX. Wäre<br />

Ethernet APL aus der Prozesstechnik auf der Basis<br />

von SPE auch ein denkbarer Ansatz für die Vernetzung<br />

von Sicherheitsschaltgeräten?<br />

Stadler: Ethernet APL ist für uns weniger interessant,<br />

weil wir unsere Produkte vor allem in den Industrien<br />

und Branchen der Fabrikautomation vertreiben.<br />

Ethernet APL ist ein spezieller Standard für die Prozesstechnik,<br />

der aus den Single-Pair-Ethernet Aktivitäten<br />

abgeleitet wurde. SPE sehen wir aber durchaus<br />

als eine interessante Entwicklung an. Mit SPE haben<br />

wir eine Zwei-Draht-Leitung zur Verfügung, die sich<br />

z.B. als Alternative zu IO-Link bzw. zu IO-Link-Safety<br />

entwickeln könnte. Wir konzentrieren uns im Moment<br />

jedoch auf IO-Link-Safety. IO Link ist eine sehr<br />

gute Lösung, um Daten von weniger komplexen Produkten<br />

zu übertragen. Ein technischer Nachteil ist<br />

jedoch die Parallelverdrahtung auf der Basis der<br />

sternförmigen Netzwerktopologie. Single-Pair-<br />

Ethernet könnte damit mittelfristig zu einer Alternative<br />

für IO-Link werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Neben der Digitalisierung gewinnt<br />

das Thema Nachhaltigkeit an Bedeutung.<br />

Ziel in der EU ist es, den CO 2<br />

-Ausstoß in den<br />

nächsten Jahren erheblich zu reduzieren. Welche<br />

Bedeutung hat für Sie das Thema Nachhaltigkeit?<br />

Wann wird Schmersal klimaneutral produzieren?<br />

Schmersal: Natürlich können wir jetzt noch nicht sagen,<br />

ab wann wir klimaneutral produzieren werden.<br />

Doch auch wir haben auf dem Weg zur Klimaneutralität<br />

eine ganze Reihe von Maßnahmen ergriffen. Wir<br />

arbeiten zur Zeit an einem Nachhaltigkeitsbericht<br />

nach den Standards der Global Reporting Initiative<br />

(GRI). Wir haben drei Solarparks eingerichtet, die unsere<br />

Fabriken mit Strom versorgen, und wir haben ein<br />

26 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


komplett klimaneutrales Verwaltungsgebäude errichtet.<br />

Unseren Fahrzeugpark haben wir weitgehend auf<br />

Elektromobilität umgestellt, und wir beteiligen uns<br />

an einem Kreislauf-Wirtschaftsprojekt hier in Wuppertal.<br />

Ziel des Projekts ist es, Kunststoffe weitgehend<br />

wiederzuverwenden. Kurz: Wir arbeiten an vielen verschiedenen<br />

Projekten, um hier voranzukommen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Faktoren wie der Mangel an<br />

Fachkräften und die Versorgung mit Halbzeugen<br />

und Rohstoffen beeinträchtigen zur Zeit die wirtschaftliche<br />

Entwicklung. Wie sieht die Situation<br />

bei Schmersal aus?<br />

Schmersal: Extremer Fachkräftemangel herrscht vor<br />

allem im Bereich des Softwareengineerings und bei<br />

IT-Fachkräften. Die Versorgung mit Elektronikkomponenten<br />

und Werkstoffen wie Kunststoffgranulat oder<br />

Stanzteilen ist aktuell eine enorme Herausforderung<br />

und bindet Ressourcen, um beispielsweise Alternativen<br />

zu qualifizieren. Speziell im Bereich Prozessoren<br />

haben wir enorme Preissprünge. Wenn Sie bis zu vier<br />

Prozessoren in einem Produkt haben, resultieren daraus<br />

erheblich gestiegene Herstellkosten. Das hat<br />

selbstverständlich auch einen Einfluss auf das Einkaufsverhalten<br />

des gesamten Wettbewerbsumfelds<br />

und trübt zusätzlich die Ergebnissituation.<br />

»Fachkräftemangel herrscht vor allem im<br />

Bereich des Softwareengineerings sowie bei<br />

IT-Fachkräften. Die Versorgung mit<br />

Elektronikkomponenten und Werkstoffen<br />

wie Kunststoffgranulat oder Stanzteilen ist aktuell<br />

eine enorme Herausforderung.«<br />

Stadler: Auch die Volatilität bei der Beschaffung<br />

trägt ihren Teil dazu bei. Selbst zugesagte Lieferungen<br />

werden kurzfristig verschoben. Wir müssen dann sehr<br />

schnell reagieren, um kritische Lieferengpässe bei uns<br />

zu vermeiden. Oft sucht ein komplettes Entwicklungsteam<br />

nach alternativen Komponenten.<br />

Sind diese dann qualifiziert,<br />

könnten sie schon wieder vergriffen<br />

sein. Das bindet Mitarbeiterkapazitäten<br />

und verzögert wichtige Entwicklungsprojekte.<br />

Wir gehen davon aus,<br />

dass sich diese Situation noch über<br />

das gesamte Jahr 2022 hinziehen<br />

wird.<br />

INFO<br />

Weitere Details zum Service-<br />

Angebot von Schmersal:<br />

hier.pro/AYtr9<br />

www.schmersal.com<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 27


KOMPONENTEN » Elektrotechnische Bauelemente<br />

IM ÜBERBLICK<br />

In ethnernetbasierten<br />

Automatisierungsnetzwerken<br />

lässt sich die Anlagen -<br />

verfügbarkeit mittels der<br />

Zustandsüberwachung der<br />

Leitungen erhöhen.<br />

Predictive Maintenance ethernetbasierter Automatisierungsnetzwerke<br />

Datenleitung mit Überwachung<br />

Ungeplante Maschinenstillstände sind in der Smart Factory ein großes Risiko. Um das<br />

zu vermeiden, gibt es die vorausschauende Wartung, auch Predictive Maintenance genannt.<br />

Lapp hat hierfür den Etherline Guard vorgestellt, der in ethernetbasierten Netzwerken<br />

der Automatisierungstechnik die Lebensdauer einer ausfallgefährdeten<br />

Datenleitung überwacht.<br />

Stefan Hilsenbeck, Senior Engineer Advanced Technology, Lapp Holding AG<br />

Ethernet-Leitung im Griff: Der Etherline Guard macht es möglich, die Verschleißgrenze<br />

einer Leitung zu erkennen und den optimalen Austauschzeitpunkt<br />

im Voraus zu planen.<br />

Bild: Lapp<br />

Einfache Installation: Der Etherline Guard wird zwischen die kritische Anwendung<br />

und die Steuerungsseite in einen Datenleitungsknoten gesteckt.<br />

Bild: Lapp<br />

INFO<br />

Weitere Informationen zum<br />

Etherline Guard:<br />

hier.pro/mL686<br />

Beim Etherline Guard handelt es sich um ein stationäres<br />

Überwachungsgerät, das die aktuelle<br />

Leistungsfähigkeit einer Datenleitung auswertet und<br />

in Prozent angibt. Grundlage dafür sind Daten, die<br />

über eine Sensorik aus den physikalischen Eigenschaften<br />

der Datenübertragung ermittelt werden. Die<br />

Realzeit-Zustandsanzeige macht es möglich, die Verschleißgrenze<br />

einer Leitung zu erkennen und den optimalen<br />

Austauschzeitpunkt im Voraus zu planen.<br />

Der Etherline Guard könnte vor allem für Datenleitungen<br />

gemäß Übertragungsstandard 100BASE-TX<br />

(bis zu 100 Mbit/s) nach IEEE 802.3, aber auch für<br />

Ethercat-, Ethernet/IP- und 2-paarige Profinet-Anwendungen<br />

zum Einsatz kommen. Beispielsweise die<br />

Datenleitung Etherline Torsion Cat. 5 oder Etherline<br />

PN Cat. 5 FD. Diese Leitungen werden in vielen Branchen<br />

in den letzten Metern beziehungsweise auf der<br />

Prozessebene einer Anwendung eingesetzt<br />

und sind somit häufig Teil<br />

von Schleppketten oder torsionsbehafteten<br />

Kabelführungen, wie sie in<br />

Roboterarmen vorkommen. Der<br />

Etherline Guard ist für die Hutschienenmontage<br />

vorbereitet und mit<br />

der Schutzart IP 20 für den Montageort<br />

Schaltschrank vorgesehen.<br />

Das Gerät ist besonders platzsparend und kompakt,<br />

etwas größer als eine Streichholzschachtel (49 mm<br />

breit, 76,5 mm hoch und 36 mm tief). Es wird mit<br />

24 V DC betrieben, ist für einen Temperaturbereich von<br />

-40 bis +75 °C vorgesehen und gemäß DIN EN 60529<br />

vibrations- und schockfest. Eine einfach zu bedienende<br />

Set-Taste ist für das Aufrufen verschiedenster<br />

Funktionen, wie beispielsweise dem Teach-in, oder<br />

dem Aktivieren des Accesspoints vorgesehen.<br />

Einfach zwischen Steuerung und<br />

kritische Anwendung stecken<br />

Der Etherline Guard wird zwischen die kritische Anwendung<br />

bzw. der zu überwachenden Leitung und<br />

der Steuerungsseite in einen Datenleitungsknoten<br />

gesteckt. Dafür verfügt das Gerät über einen Guard-/<br />

Data-Port für die zu überwachende Datenleitung mit<br />

RJ45-Stecker, die von der kritischen Anwendung zum<br />

Gerät führt, sowie einen Data-Port für die Datenleitung<br />

mit RJ45-Stecker, die vom Gerät zur Steuerung<br />

führt. Über den Anschluss einer dritten Datenleitung<br />

an der LAN-Buchse (Variante PM03T) oder über die<br />

Verwendung des Antennenanschlusses für WiFi (Variante<br />

PM02TWA) können die Wartungsdaten an eine<br />

übergeordnete Steuerung übertragen werden. Beide<br />

Varianten können für die Cloud-Kommunikation mit<br />

28 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


MQTT konfiguriert werden. Der externe SMA-Antennenanschluss<br />

gewährleistet eine sichere Funkstrecke,<br />

wenn sich das Gerät beispielsweise im Schaltschrank<br />

befindet. Die Antenne wird dann einfach außerhalb<br />

montiert. Der Etherline Guard ist außerdem mit einem<br />

fünfpoligen Klemmterminal für Einzeladerverdrahtung<br />

ausgestattet.<br />

Schnelle Inbetriebnahme<br />

Neben den üblichen LEDs an jedem RJ45-Port befinden<br />

sich drei zentral angeordnete mehrfarbene Diagnose-LEDs:<br />

PWR für Betriebsbereitschaft, Status für<br />

den Zustand der zu überwachenden Datenleitung<br />

und COM für Connect (LAN-Version) oder WiFi (WiFi-<br />

Version). Die Entwickler von Lapp haben dabei ganz<br />

bewusst nur einfach gehaltene Diagnose- und Einstellmöglichkeiten<br />

am Gerät vorgesehen. Möchte ein<br />

Nutzer auf darüberhinausgehende Einstellungen<br />

oder Funktionsparameter zugreifen, oder sich über<br />

die grafische Verlaufshistorie des Kabelstatus informieren,<br />

bietet das Webinterface von Etherline Guard<br />

einen einfachen und komfortablen Zugang. Hier finden<br />

sich zum Beispiel auch die Einstellungen für die<br />

Einbindung des Geräts in eine Steuerungsebene via<br />

MQTT. Darüber hinaus kann das Gerät mittels Firmware-Update<br />

auf einen neuen Stand gebracht werden,<br />

wenn künftig beispielsweise zusätzliche Funktionen<br />

entwickelt werden.<br />

Für die Inbetriebnahme ist kein IT-Expertenwissen<br />

nötig. Sie erfolgt mit einer automatisierten und<br />

selbstlernenden Parametrisierung (Teach-In) in wenigen<br />

Minuten. Gestartet wird ganz einfach über Tastendruck<br />

oder über das Webinterface. Auch ein Re-<br />

trofit in die bestehende Netzstruktur ist jederzeit<br />

möglich. Der Etherline Guard ist als eine kabelgebundene<br />

LAN-Variante ‚PM03T‘ und als eine kabellose<br />

WiFi-Variante ‚PM02TWA‘ erhältlich. Dank der zwei<br />

Varianten und einem breiten Spektrum an diversen<br />

Anschlussmöglichkeiten, kann der Anwender entscheiden,<br />

wie die benötigten Statusinformationen an<br />

die übergeordnete Prozessebene übertragen werden<br />

sollen. Am Gerät selbst kann der Kabelstatus an einer<br />

der rundum sichtbaren LED schnell erkannt werden.<br />

Die Art der Anzeige orientiert sich an einem Ampelsystem.<br />

Sie leuchtet dauerhaft grün, wenn die Leitung<br />

perfekt funktioniert und sich innerhalb der Spezifikationen<br />

befindet. Meldet das Webinterface den<br />

gelben Bereich bzw. blinkt die Status-LED rot, sind<br />

bereits erste Verschleißerscheinungen eingetroffen<br />

und es entsteht Handlungsbedarf.<br />

Wichtiger Schritt auf dem Weg zur<br />

Smart Factory<br />

Der Etherline Guard eignet sich für Datenleitungen,<br />

die ständig ‚Stress‘ ausgesetzt sind: Das sind Bewegungen<br />

mit hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen,<br />

wechselnde Bewegungsabläufe, Rotationen<br />

mit axial sehr hohen Verdrehungswinkeln,<br />

schnelle Taktzeiten und kleine Biegeradien. Das Gerät<br />

wird auch in kritischen Prozessen eingesetzt, bei denen<br />

im Falle eines Stillstandes hohe bis extrem hohe<br />

Ausfallkosten oder sogar Personenschäden entstehen<br />

würden, etwa in der Medizin. Mit Etherline Guard ermöglicht<br />

Lapp den Kunden einen weiteren Schritt<br />

auf dem Weg zur Smart Factory.<br />

(co)<br />

www.lappkabel.de<br />

Etherline Guard ist<br />

platzsparend und<br />

kompakt (49 x 76,5 x<br />

36 mm) und ist für<br />

einen Temperaturbereich<br />

von -40 bis +75 °C<br />

vorgesehen.<br />

Bild: Lapp<br />

SCHNELLER UND<br />

ZUKUNFTSSICHER<br />

Neue Generation Profinet Drehgeber.<br />

Aktuellstes Encoderprofil V4.2, PROFINET IO, RT und IRT geeignet<br />

für verschiedene Performance Anforderungen, 3x schnelleres<br />

Fast Startup nach einem Anlagenhochlauf, basierend auf einer<br />

technologisch moderenen Plattform, um zuküntge<br />

Industrie 4.0 Funktionalitäten umzusetzen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 29<br />

kuebler.com/profinet


Mit der Einführung der Eplan-Software P8 vor zehn Jahren wurde damit begonnen, Elektrokonstruktionen für individuelle Niederspannungs-Schaltanlagen zu projektieren.<br />

Bild: Wago<br />

Wago unterstützt Hensel bei der Einführung der Digitalisierung<br />

Nachhaltig in die Zukunft<br />

Gustav Hensel ist einer der Weltmarktführer in der Elektroinstallations- und Verteilungstechnik. Viele Installationsaufgaben<br />

in gewerblich und industriell genutzten Gebäuden, Außenanwendungen oder Verkehrsinfrastrukturanlagen<br />

werden mit den Produkten der Sauerländer sicher gelöst. Damit das so bleibt, setzt das Familienunternehmen<br />

in Lennestadt auf eine Digitalisierungsstrategie der kleinen, aber nachhaltigen Schritte beim Bau von<br />

Schaltschränken und Schaltanlagen. Wago bietet dabei Unterstützung beim Schaltschrankbau.<br />

Anja Koser, Content- und Social-Media-Redakteurin bei Wago in Minden<br />

Ein wesentlicher Bestandteil dieser Strategie ist<br />

die stufenweise Implementierung des digitalen<br />

Zwillings zur Optimierung der Abläufe zwischen Projektierung<br />

und Fertigung. „Haupttreiber unseres di-<br />

IM ÜBERBLICK<br />

gitalen Engagements war der beginnende Fachkräftemangel.<br />

Viele alte Hasen gehen in den Ru-<br />

Teil der Digitalisierungs-Strategie<br />

bei Hensel ist die stufenweise<br />

Implementierung Aufgabe ist es, dieses wertvolle Gut im Unterhestand<br />

und nehmen dabei Wissen mit. Unsere<br />

des digitalen Zwillings zur nehmen zu halten und an neue, junge Mitarbeiter<br />

weiterzugeben“, erklärt Karl-Heinz Hupertz,<br />

Optimierung der Abläufe im<br />

Schaltschrankbau. Leiter Projektierung bei Hensel. In Sachen Digitalisierung<br />

gehe es deshalb darum, interne Prozesse zu<br />

verschlanken und bestehendes Fachwissen zu archivieren,<br />

um es datenbezogen weiterzugeben.<br />

Flache Nutzung von digitalen<br />

Tools, um weiterzukommen<br />

Mit der Einführung der Eplan-Software P8 vor zehn<br />

Jahren wurde damit begonnen, Elektrokonstruktionen<br />

für individuelle Niederspannungs-Schaltanlagen<br />

zu projektieren. Hensel fertigt keine Schaltanlagen-<br />

Serien, sondern nur Unikate, die auf einem Baukastenprinzip<br />

basieren. „Wir haben uns entschieden, die<br />

Software erst einmal flach zu benutzen.“ Für Aufbauzeichnungen<br />

arbeiten die Mitarbeiter in der Projektierung<br />

mit AutoCAD Mechanical, die elektrotechnische<br />

<strong>Konstruktion</strong> erfolgt mit der Applikation Eplan<br />

Electric P8. Stücklisten werden vom CAD ans interne<br />

ERP-System übertragen – mehr Schnittstellen gibt es<br />

zwischen den Systemen aktuell noch nicht.<br />

Schrittweise soll bei Hensel der Einsatz des digitalen<br />

Zwillings ausgebaut werden. Derzeit wird dieser für<br />

den Aufbau von Klemmleisten getestet, als Projektierungstool<br />

nutzen die Ingenieure unter anderem den<br />

Onlinekonfigurator Smart Designer von Wago. Die<br />

Mindener Verbindungs- und Automatisierungstechniker<br />

liefern Schaltanlagenbauern durchgängig alle<br />

Daten, Software-Tools und Schnittstellen, die sie<br />

entlang ihrer Prozesse benötigen. Die Implementierung<br />

des digitalen Zwillings sieht Steffen Winther,<br />

Global Business Developer bei Wago, langfristig als<br />

zwingend erforderlich, um einen gewissen Digitali-<br />

30 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Schaltschrankbau « AUTOMATISIERUNG<br />

sierungsgrad in der gesamten Prozesskette zu erreichen:<br />

„Ein Konstrukteur verwendet heute mindestens<br />

30 % seiner Zeit auf die Datenerstellung und -pflege.<br />

Mit dem digitalen Zwilling lässt sich Zeit und Geld<br />

sparen.“<br />

Digitaler Zwilling: immer<br />

individuell und maßgeschneidert<br />

Ein Ziel, das Hensel langfristig anpeilt – aktuell befindet<br />

sich die Projektierung noch in einer Testphase.<br />

Der digitale Zwilling wird derzeit manuell aufgebaut,<br />

ohne auf schnittstellenübergreifende Prozesse zurückzugreifen.<br />

Der Vorteil durch die Visualisierung<br />

werde aber auch so ersichtlich, unterstreicht Hupertz:<br />

„Wenn eine Klemmleiste im Konfigurator komplett<br />

aufgebaut wird, kann sie direkt in der Werkstatt<br />

bildlich dargestellt werden. Das vereinfacht die Montage<br />

der Klemmleiste extrem.“ Im nächsten Step<br />

werde es dann darum gehen, die erzeugten Zwillingsdaten<br />

in einer 2D-Aufbauzeichnung zu visualisieren,<br />

um den Mitarbeitern in der Fertigung anzuzeigen,<br />

an welche Stelle die Klemmen gesetzt werden<br />

sollen. Steffen Winther ergänzt: „Wichtig ist es<br />

zu verstehen, dass es nicht den einen digitalen Zwilling<br />

gibt. Wir bei Wago bieten immer eine individuelle,<br />

maßgeschneiderte Lösung für die jeweiligen Unternehmensprozesse.“<br />

Als das erste Produkt bei Hensel real umgesetzt wurde,<br />

erkannte Hupertz schnell die Stärken des virtuellen<br />

Abbilds: „Momentan fotografieren wir jede gebaute<br />

Schaltanlage. Das ist mit dem digitalen Zwilling<br />

nur noch zur Dokumentation des Auflieferungszustandes<br />

nötig. Alle anderen Daten können aufgerufen,<br />

in der <strong>Konstruktion</strong> bereits notwendige Änderungen<br />

vorgenommen und an die Fertigung weitergegeben<br />

werden. Man kannn Probleme frühzeitig erkennen<br />

und nachvollziehbar machen. Hier macht der<br />

digitale Zwilling sein Potenzial zur Effizienzsteigerung<br />

deutlich.“<br />

Digitalisierung als Chance<br />

zur Arbeitsplatzsicherung<br />

Den Verantwortlichen bei Hensel ist bewusst, dass<br />

die fortschreitende Digitalisierung durchaus Ängste<br />

schüren kann: „Die Leute sehen Digitalisierung nicht<br />

selten unter dem Rationalisierungsaspekt. Dass das<br />

bei uns aber nicht so ist, wollten wir von vornherein<br />

klarstellen. Es geht vielmehr darum, künftige Arbeitsplätze<br />

zu sichern“, so Hupertz. Essenziell sei es, die<br />

Mitarbeiter mitzunehmen. Daher habe man im Vorfeld<br />

viel informiert, in Arbeitskreise einbezogen und<br />

Feedback ernst genommen. „Wir wären zwar gerne<br />

schon ein Stück weiter, aber wir müssen aufpassen,<br />

dass der digitale Bus nur so schnell fährt, dass alle<br />

Wago bietet Schaltanlagenbauern durchgängig alle Daten, Software-Tools und<br />

Schnittstellen, die sie entlang ihrer Prozesse benötigen.<br />

mit einsteigen können.“ Am Titel des Digitalprojekts<br />

„Projektierung 2025“ könne man den Zeithorizont<br />

erahnen, den sich das Unternehmen selbst gesetzt<br />

hat. Anspruch sei es, den digitalen Wandel parallel<br />

zum Tagesgeschäft zu betreiben und weiter wirtschaftlich<br />

zu arbeiten, ohne große Kosten zu verursachen.<br />

„Mehr Investitionen in der Planung sind akzeptabel,<br />

wenn dadurch der Gesamtprozess effizienter<br />

wird“, so Hupertz.<br />

Wago steht Hensel beim Vorantreiben der Automatisierungsprozesse<br />

zur Seite. Eine Partnerschaft, die<br />

auch Karl-Heinz Hupertz schätzt: „Wir arbeiten<br />

schon lange mit Wago zusammen. Neben Klemmleisten<br />

und Elektronikkomponenten setzen wir auch auf<br />

das Beschriftungssystem von Wago.“ Aus dem bestehenden<br />

CAE-System werden die Komponenten In<br />

Hensels Schaltschränken über den Wago-Thermotransferdrucker<br />

Smart Printer beschriftet. Die konkrete<br />

Anwendung sei für mittelständische Unternehmen<br />

ohnehin das kleinere Problem, es fehlten vielmehr<br />

die personellen Kapazitäten, erklärt Steffen<br />

Winther: „Ein Schaltschrankbauer sollte mindestens<br />

eine Person im Unternehmen beschäftigen, um den<br />

digitalen Zwilling aufzusetzen und die Durchgängigkeit<br />

herzustellen. Aus dem Tagesgeschäft heraus<br />

kann das nicht funktionieren. Dafür ist das Thema zu<br />

groß“. Der Faktor Mensch bleibe<br />

deshalb auch in Zukunft wichtig.<br />

Eine Einschätzung, die Hupertz<br />

teilt: „Wir sind gerade dabei Freiräume<br />

zu schaffen, um den digitalen<br />

Prozess Stück für Stück in<br />

den Tagesablauf zu integrieren.“<br />

(ge)<br />

www.wago.com<br />

INFO<br />

Details zum Smart Designer:<br />

hier.pro/pPZaW<br />

Bild: Wago<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 31


AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

I/O-Systeme des Typs Axioline erleichtern flexibel den Einsatz in Kombination mit dem offenen Ecosystem PLCnext Technology oder an<br />

Steuerungen unterschiedlicher Hersteller.<br />

I/O-Lösungen für das Zusammenwachsen von Automatisierung und IIoT<br />

Konsequent in die Zukunft gedacht<br />

I/O-Systeme spielen im Bereich der Schaltschrankautomation eine wichtige Rolle. Das Produktportfolio von<br />

Phoenix Contact umfasst dazu Remote-I/O-Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dabei stellen die<br />

Baureihen Axioline F, P und E sowie die Axioline Smart Elements in Kombination mit dem offenen Ecosystem<br />

PLCnext Technology oder an Steuerungen unterschiedlicher Hersteller eine zukunftssichere Lösung dar.<br />

Stefan Kuhnert, Produktmarketing I/O-Systems, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />

Seitdem in der Automatisierung Bussysteme zum<br />

Einsatz kommen, stellen die Busteilnehmer eine<br />

essenzielle Komponente in der Kommunikation mit<br />

den im Feld verbauten Sensoren und Aktoren dar.<br />

Deshalb hat Phoenix Contact sein Portfolio an<br />

I/O-Systemen stetig weiterentwickelt und ergänzt.<br />

Als Busteilnehmer waren und sind I/O-Systeme<br />

schon immer ein wichtiger Bestandteil des Automatisierungsportfolios<br />

von Phoenix Contact. Beispielhaft<br />

sei das bereits 1993 in den Markt eingeführte<br />

I/O-System Interbus ST für die Schaltschrankautomation<br />

genannt. Über einen langen<br />

Zeitraum wurde diese Lösung für unterschiedliche<br />

Automatisierungsaufgaben verwendet. Ihr Aufbau,<br />

der eine Busklemme zum Anschluss an das Interbus-Netzwerk<br />

(Fernbus) sowie weitere anreihbare<br />

I/O-Module umfasst, stand damals Pate für ein bis<br />

heute bewährtes Konzept. Interbus ST ist allerdings<br />

nur ein Beispiel für ein erfolgreiches I/O-System<br />

aus der Automationsgeschichte von Phoenix Contact.<br />

Ein Blick auf das aktuelle Angebot zeigt neben<br />

modernen I/O-Systemen ein breites Lösungsspektrum<br />

für zukunftsorientierte Automatisierungs -<br />

aufgaben.<br />

Mit der PLCnext Technology stellt das Unternehmen<br />

ein offenes Ecosystem für heutige und zukünftige<br />

Automatisierungsanforderungen zur Verfügung,<br />

welches das Zusammenwachsen der Automatisierungsaufgaben<br />

mit den IIoT-Ansprüchen<br />

ermöglicht. Abgesehen von den Steuerungen der<br />

Produktfamilie PLCnext Control beinhaltet das Ecosystem<br />

• die modulare Software-Plattform<br />

PLCnext Engineer,<br />

• den digitalen Marktplatz PLCnext Store,<br />

• die PLCnext Community für den<br />

Erfahrungsaustausch sowie<br />

• die Option einer systemischen Cloud-Integration.<br />

Aufgrund der speziell entwickelten Firmware-Architektur<br />

können Anwender die IEC-61131-Programmiersprachen<br />

in Kombination mit Hochsprachen<br />

– wie C++ oder C# – oder einem Regelalgorithmus-Modell<br />

in Matlab Simulink nutzen.<br />

Das Portfolio der Baureihe PLCnext Control enthält<br />

neben modular erweiterbaren Axiocontrol-Steuerungen<br />

einen leistungsstarken Remote Field Controller<br />

(RFC). Bei dieser SPS handelt es sich um einen<br />

Profinet-Controller mit eingebauter Profisafe-<br />

32 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Sicherheitssteuerung. Sie erweist sich als das<br />

Gerät mit der größten Performance. Der RFC<br />

kommt insbesondere in rechenintensiven<br />

Applikationen mit der sicherheitstechnischen<br />

Anforderungsstufe SIL 3 respektive<br />

PL e als Zentralsteuerung zum Einsatz.<br />

I/O-Systeme für zahlreiche<br />

Automatisierungsaufgaben<br />

Optimiert im Zusammenspiel mit den SPSen<br />

der Produktfamilie PLCnext Control sowie in<br />

Kombination mit den Steuerungssystemen anderer<br />

Hersteller bietet Phoenix Contact verschiedene<br />

I/O-Systeme zur Realisierung der erforderlichen<br />

Automatisierungsaufgaben an. Dabei können zwei<br />

Wege beschritten werden:<br />

• Wenn eine zentrale Steuerung verwendet wird,<br />

benötigt der Anwender für die Signalerfassung<br />

und -ausgabe weitere I/O-Komponenten zur Anbindung<br />

der im Feld installierten Sensoren und<br />

Aktoren.<br />

• Soll das Automatisierungskonzept dezentral aufgebaut<br />

werden, beinhaltet das Leistungsspektrum<br />

von Phoenix Contact die nachfolgenden<br />

Remote-I/O-Systeme der Produktfamilie Axioline,<br />

die sich an die eigene Steuerungslösung sowie<br />

Steuerungen anderer Hersteller ankoppeln<br />

lassen, für unterschiedliche Anwendungsfälle.<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Axioline-I/O-Systeme<br />

ergänzen das Ecosystem<br />

PLCnext Technology im<br />

Sinne einer offenen<br />

Automatisierungsplattform<br />

auch für Anforderungen<br />

des IIoT.<br />

JA!<br />

Codierscheiben<br />

Taktscheiben<br />

Impulsscheiben<br />

Das I/O-System Axioline F<br />

Das I/O-System Axioline F ist durch ein breites<br />

Portfolio zur Zusammenstellung verschiedener Produktlösungen<br />

gekennzeichnet. Wegen der Unterstützung<br />

aller gängigen Ethernet-basierten Protokolle<br />

laufen I/O-Stationen auf Basis von Axioline F<br />

über einen Buskoppler an unterschiedlichen Steuerungen.<br />

Ihr blockmodulares Design sorgt für eine<br />

hohe Robustheit gegenüber mechanischen und<br />

elektromagnetischen Einflüssen. Das umfassende<br />

Standardportfolio mit allen notwendigen Funktionen<br />

wird dabei durch zwei Besonderheiten ergänzt:<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Remote Field<br />

Controller (RFC)<br />

und I/O-Station<br />

der Baureihe<br />

Axioline F-I/O<br />

gemeinsam im<br />

Schaltschrank.<br />

Individuell für Sie!<br />

Sonderlösungen auf Anfrage<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022<br />

www.union-klischee.de<br />

33


AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />

Optional ist auch die schaltschranklose Feldinstallation möglich –<br />

hier mit Axioline E in der Maschine.<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Mit Erweiterungsmodulen ausgestattete Steuerungseinheit PLCnext Control.<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

INFO<br />

Weitere Informationen zu<br />

SPS- und I/O-Systemen von<br />

Phoenix Contact:<br />

hier.pro/67gPE<br />

• Zum einen sind Buskoppler und I/O-Module für<br />

die Nutzung unter extremen Bedingungen erhältlich.<br />

Die sogenannten XC-Varianten lassen<br />

sich in Anwendungen mit Umgebungstemperaturen<br />

von -40 bis 70 °C betreiben. Darüber hinaus<br />

erlauben bestimmte I/O-Module die Anbindung<br />

von HART-fähigen Geräten sowie Namur-<br />

Sensoren. Die Module stehen zusätzlich als<br />

eigensichere Variante zur Verfügung. Einige von<br />

ihnen können auch in der explosionsgefährdeten<br />

Zone 2 verbaut werden.<br />

• Auf der anderen Seite liegen für viele Module<br />

spezifische Zulassungen vor. Hervorzuheben sind<br />

hier Genehmigungen für den maritimen und prozesstechnischen<br />

Einsatz. Aufgrund dieser Zulassungen<br />

und des umfangreichen Portfolios lassen<br />

sich Axioline-F-Lösungen in nahezu jede Automatisierungslösung<br />

integrieren.<br />

Die Axioline Smart Elements<br />

Die Axioline Smart Elements zeichnen sich durch<br />

besondere Flexibilität und Modularität aus. Bei dieser<br />

Baureihe handelt es sich nicht um ein klassisches<br />

I/O-System, sondern um kompakte Module,<br />

die in einen entsprechenden Träger gesteckt werden.<br />

Als Modulträger wird eine sogenannte Backplane<br />

aus der Produktfamilie Axioline F verwendet,<br />

auf die sich vier oder sechs Smart Elements aufbringen<br />

lassen. Aus dieser Kombination ergibt sich<br />

eine variable und bedarfsorientierte<br />

I/O-Station. Als Trägermodul<br />

fungiert die Backplane als Lokalbusteilnehmer<br />

in einer Axioline-<br />

F-Station.<br />

Hohe Kanaldichte für<br />

kleine Schaltschränke<br />

In dieser Form stellen die Axioline<br />

Smart Elements eine Erweiterung<br />

der Baureihe Axioline F dar. Die Besonderheit: Neben<br />

der individuellen I/O-Konfiguration und einfachen<br />

Handhabung kann der Anwender kompakte<br />

I/O-Stationen mit hoher Kanaldichte umsetzen, wie<br />

sie kleine Schaltschränke an Maschinenteilen erfordern.<br />

Auf einer Breite von lediglich 100 mm lässt<br />

sich zum Beispiel eine Axioline-F-Station inklusive<br />

Buskoppler und Smart Elements aufbauen. Die Station<br />

könnte 32 digitale Eingänge, 16 digitale Ausgänge,<br />

vier analoge Eingänge, vier analoge Ausgänge<br />

sowie vier IO-Link-Ports umfassen.<br />

Interessant für den Serienmaschinenbau: Durch die<br />

Nutzung von Slot-Cover-Elementen lässt sich Platz<br />

für zukünftige I/O-Funktionen freihalten und später<br />

durch spezifische Axioline Smart Elements belegen.<br />

Der Anwender kann die I/O-Konfiguration somit bei<br />

gleichbleibender Stationsbreite an die Signalvielfalt<br />

eines Maschinenteils oder -typs anpassen.<br />

Axioline P für die Prozesstechnik<br />

Äußerlich ähnelt das I/O-System Axioline P der<br />

Baureihe Axioline F. Beide Lösungen unterscheiden<br />

sich jedoch teilweise in der Handhabung und Installation.<br />

So ist der Lokalbus von Axioline P anders<br />

konzipiert als derjenige von Axioline F: Bei Axioline<br />

P ermöglichen spezielle Bussockelmodule im Ethernet-basierten<br />

Lokalbus Hot-Swapping. Die Lokalbusmodule<br />

können also während des laufenden Betriebs<br />

getauscht werden, ohne dass die Station in<br />

Stopp wechseln muss. Als identisch erweist sich<br />

hingegen der Anschluss der Peripherie an die<br />

I/O-Module: Beide Systeme verfügen über abnehmbare<br />

Stecker mit Push-in-Anschlusstechnik. Bus -<br />

koppler für Profinet-Netzwerke unterstützen die<br />

Profinet-Systemredundanz S2 für eine ausfallsichere<br />

Kommunikation zwischen Steuerung und Buskoppler.<br />

www.phoenixcontact.com<br />

34 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


News « AUTOMATISIERUNG<br />

Augmented Reality von Rose macht Gehäuse und Panel PC erlebbar<br />

Neue Anwendung für mobile Endgeräte<br />

Die Produkte von Rose Systemtechnik<br />

kommen jetzt mit einer Augmented-Reality-Anwendung<br />

direkt in die Werkshallen<br />

der Kunden. Per Smartphone oder Tablet<br />

können Anwender live erleben, wie die<br />

Gehäuse und Panel PCs an ihren Maschinen<br />

aussehen würden. Die AR-Anwendung<br />

ist browserbasiert und funktioniert<br />

deshalb ohne zusätzliche App.<br />

Mit der AR-Anwendung bietet der Hersteller<br />

Maschinen- und Anlagenbauern<br />

die Möglichkeit, Gehäusesysteme und Panel<br />

PC virtuell an den eigenen Maschinen<br />

Bild: Rose Systemtechnik<br />

zu platzieren. Potenzielle Kunden können<br />

die Produkteigenschaften auf diese Weise<br />

schnell und direkt erfassen und sehen,<br />

wie sich die Gehäuse und HMI-Lösungen<br />

in die eigene Maschine einfügen.<br />

Die AR-Anwendung hat Cynapsis Interactive<br />

entwickelt. Für die Nutzung ist lediglich<br />

ein handelsübliches Smartphone<br />

oder Tablet erforderlich, mit dem ein QR-<br />

Code gescannt wird. Anschließend öffnet<br />

sich im Internet-Browser des Geräts ein<br />

Fenster: In ihm ist das ausgewählte Produkt<br />

in einer 3D-Ansicht vor dem jeweiligen<br />

realen Hintergrund zu sehen, den die<br />

Handy-Kamera in diesem Moment zeigt.<br />

www.rose-systemtechnik.com<br />

IT-Schranksystem von Panduit online konfigurieren<br />

Türen lassen sich selbst in Reihenaufstellung noch um 170° öffnen<br />

Bei der Entwicklung der neuen IT-Schranksysteme<br />

der Serie Flexfusion von Panduit standen<br />

Benutzerfreundlichkeit und Flexibiltät im Vordergrund.<br />

Deswegen lassen sich die neuen IT-<br />

Racks individuell konfigurieren und bleiben<br />

gleichzeitig maximal skalierbar etwa für laufende<br />

Erweiterungen im Rechenzentrum. Die<br />

statische Gewichtsbelastung beträgt fast 1,6 t;<br />

die dynamische mehr als 1,1 t.<br />

Die Schranktüren sorgen mit einer hohen Luftdurchlässigkeit<br />

von 80 % für optimale Kühlung<br />

bei hoher Effizienz. Hier überzeugt vor allem<br />

die Stabilität der hochperforierten Tür, die<br />

man für einen einfachen Schrankzugang<br />

selbst in Reihenaufstellung noch um 170°<br />

öffnen kann – freistehend sogar weit darüber<br />

hinaus. Die Schränke für Server-, Netzwerk-<br />

oder hybride Anwendungen erhält<br />

man in Abmessungen von 600, 700 oder<br />

800 mm Breite sowie 1.070 beziehungsweise<br />

1.200 mm Tiefe. Anwender wählen in drei<br />

HE-Schritten zwischen Höhen von 42 bis<br />

51 HE aus.<br />

www.panduit.com<br />

Bild: Panduit<br />

Anz_USL06_EX_cav und <strong>KEM</strong> 92 x 65 mm_2022<br />

ZwickRoell_AZ_Kabel_92x65_X3.pdf - Februar 21, 2022 x<br />

Lumistar Leuchte<br />

USL 06LED EX<br />

Umgebungstemperatur -20 bis + 50°C<br />

• Ideale Ex-Fahrzeugleuchte<br />

• 6500 K kaltweiß<br />

• Abstrahlwinkel: 12°,<br />

25°oder 38°<br />

• Schutzart:<br />

IP65 und IP67<br />

info@lumiglas.de<br />

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www.zwickroell.com<br />

ProLine bis 100 kN<br />

Kabel, Stecker und Schalter müssen oft Jahrzehnte lang<br />

zuverlässig funktionieren. Die ProLine ist speziell für<br />

standardisierte Prüfungen an Materialien und Bauteilen<br />

konzipiert und dabei besonderes einfach zu bedienen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 35


TRENDS » Interview Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

Intelligente Transportsysteme bieten mehr als individuellen Antrieb<br />

„Transportzeit ist<br />

IM ÜBERBLICK<br />

wertvolle Bearbeitungszeit“<br />

Track-Transportsysteme bieten<br />

bis zu 90 % Zeitersparnis bei<br />

Track-Transportsysteme ermöglichen kleine Losgrößen zu Preisen der Großserien -<br />

Bearbeitungsschritten, die<br />

fertigung. Dass sie auch bei größeren Stückzahlen durchaus von Vorteil sind, erläutert<br />

bei voller Transportgeschwindigkeit<br />

durchgeführt werden Ronny Guber, Experte für E-Mobilität bei der B&R Industrial Automation GmbH in Eggelsberg.<br />

Am Beispiel der Produktion von Batteriezellen für die Automobilindustrie zeigt er,<br />

können.<br />

dass die integrierte Automatisierungstechnik eine entscheidende Rolle spielt, weil die so<br />

mögliche Parallelisierung von Transport und Bearbeitung hohe Zeitgewinne bringt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Intelligente Track-<br />

Transportsysteme sind doch prädestiniert<br />

für die kundenindividuelle Fertigung<br />

zu den Bedingungen der Großserienproduktion.<br />

Warum eignen sich die<br />

Transportsysteme trotzdem besonders<br />

gut für die Batteriefertigung?<br />

Ronny Guber (B&R): Weil es gerade bei<br />

der Produktion von Batteriezellen auf die<br />

Automatisierung ankommt. Um die erforderliche<br />

Kapazität – also hohe Stückzahlen<br />

– und gleichzeitig Kosteneffizienz zu<br />

erreichen, muss der Stop-and-go-Verkehr<br />

zwischen den Bearbeitungsstationen eliminiert<br />

werden. Nur so lassen sich Zykluszeiten<br />

erreichen, die um einiges<br />

schneller sind als für herkömmliche Autoteile.<br />

Fabriken für Batteriezellen müssen<br />

kontinuierlich in Hochgeschwindigkeit<br />

produzieren – wir brauchen bildlich gesprochen<br />

keinen Stadtverkehr, sondern<br />

Autobahnen. Von besonderer Bedeutung<br />

sind deswegen intelligente Transportsysteme,<br />

mit denen sich die zu fertigenden<br />

Produkte durchgehend bewegen – und<br />

bei denen ein manuelles Eingreifen nicht<br />

mehr nötig ist. Von Vorteil ist, dass sich<br />

Bearbeitungsschritte bei voller Geschwindigkeit<br />

im laufenden Betrieb ausführen<br />

lassen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Bis hierhin spricht<br />

vieles für einen hohen Automatisierungsgrad<br />

– aber wäre der nicht klassisch<br />

auch ohne Transportsysteme zu<br />

erreichen?<br />

Guber: Die Variantenvielfalt der Produkte<br />

ist im Bereich der Batteriezellen durchaus<br />

weniger ausgeprägt als bei Konsumgütern.<br />

Entscheidend ist aber, dass die Batteriezellen<br />

dennoch zum Beispiel in den<br />

Abmessungen variieren – so gibt es etwa<br />

Rundzellen mit unterschiedlichen Höhen<br />

aber gleichem Durchmesser oder prismatische<br />

Zellen mit Variationen bei Länge,<br />

Breite und Höhe. Sicher wird es bei der<br />

Zellfertigung keine Losgröße 1 geben und<br />

selbst bei den reinen Batteriefertigern, die<br />

für mehrere Automobilfirmen arbeiten,<br />

wird es größere Fertigungslose geben.<br />

Dennoch wird eine automatische Formatumstellung<br />

Vorteile bringen. So kann ich<br />

mir etwa bei der Modul- und Packfertigung<br />

gut vorstellen, dass es kleine Losgrößen<br />

oder sogar die Losgröße 1 gibt.<br />

Hier müssen dann die passenden Zellen in<br />

der richtigen Menge zugeführt werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie erwähnten eingangs<br />

die Bedeutung der Geschwindigkeit<br />

– Autobahn anstelle Stadtverkehr.<br />

Lässt sich der Zeitgewinn durch die<br />

Transportsysteme beziffern?<br />

Guber: Ja! Früher wurden beispielsweise<br />

Batteriezellen von einem Transportsystem<br />

ohne Puck auf ein anderes Transportsys-<br />

»Wir brauchen keinen Stadtverkehr,<br />

sondern Autobahnen – und mit<br />

intelligenten Transportsystemen<br />

lassen sich viele Bearbeitungsschritte<br />

bei voller Geschwindigkeit im<br />

laufenden Betrieb ausführen.«<br />

Bild: B&R<br />

Ronny Guber, Experte für<br />

E-Mobilität bei der B&R<br />

Industrial Automation<br />

GmbH in Eggelsberg<br />

36 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Bild: B&R<br />

Track-Transportsysteme ermöglichen die Realisierung adaptiver Maschinen – also von Maschinen,<br />

die sich auf verändernde Anforderungen einstellen können. Ihre Vorteile spielen sie auch bei<br />

Großserien aus.<br />

tem mit Puck übergeben. Dies erfolgte<br />

bereits automatisiert, allerdings dennoch<br />

langsam. Mit unserem generellen Einzelzell-Handling<br />

und der Bearbeitung auf<br />

dem Shuttle eliminieren wir nun immer<br />

wieder unnötige Handlingsprozesse und<br />

sparen dadurch wertvolle Zeit. So ist es<br />

nicht mehr erforderlich, die Zellen manuell<br />

von einem Transportsystem zum<br />

nächsten zu übergeben. Dieser Prozess<br />

dauerte für einen Satz von zehn Zellen<br />

bisher fast 60 Sekunden. Wenn man all<br />

diese Sekunden zusammenzählt und mit<br />

den Mengen multipliziert, über die wir<br />

hier sprechen, ist das ein absoluter Meilenstein<br />

in puncto Teile pro Minute. Aber<br />

auch im Hinblick auf die Produktionsdichte<br />

und die Maschinenverfügbarkeit.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Könnten Sie das<br />

etwas näher ausführen?<br />

Guber: Intelligente Track-Systeme ermöglichen<br />

es, den gesamten Produktionsfluss<br />

als ein großes Netzwerk zu gestalten,<br />

das aus vielen miteinander verbundenen<br />

Stationen besteht. So können Zykluszeiten<br />

optimal koordiniert und Bearbeitungsstationen<br />

reduziert werden. Puffer<br />

und Leerläufe, die nur unnötig Platz brauchen<br />

und keinen Mehrwert bringen, können<br />

ganz einfach eliminiert werden.<br />

NEU<br />

Wellenkupplungen<br />

Die 3 Track-Transportsysteme von B&R<br />

• Acopostrak:<br />

Die wesentlichen Merkmale sind hier die Transportgeschwindigkeit und die<br />

hohe Flexibilität bei der Topologie durch den Einsatz der elektronischen<br />

Weiche. Dieses Transportsystem kann in der Batteriezellen-Produktion große<br />

Rundzellen (pro Shuttle eine Zelle), prismatische Zellen (zwei Shuttles<br />

pro Zelle) oder Pouchzellen (zwei Shuttles pro Zelle) transportieren.<br />

• SuperTrak:<br />

Dieses System punktet mit Transportgeschwindigkeit, Positioniergenauigkeit<br />

und der hohen möglichen Nutzlast. Es eignet sich für prismatische<br />

Zellen und Pouchzellen (ein Shuttle pro Zelle).<br />

• Acopos 6D:<br />

Die freie Verfahrbarkeit in der Fläche ermöglicht bei diesem System eine<br />

hohe Flexibilität bei der Topologie, aber auch Positioniergenauigkeit und<br />

die mögliche Nutzlast zählen zu seinen Stärken. Es eignet sich ebenfalls<br />

für prismatische Zellen und Pouchzellen (ein Shuttle pro Zelle).<br />

Wellenkupplungen von Ganter über tragen<br />

Drehbewegungen und Drehmomente<br />

von Welle zu Welle.<br />

Dabei gleichen sie auch Toleranzen und<br />

mechanische Fehler aus, die ansonsten<br />

zu Schäden an Antriebs- oder Messkonfigurationen<br />

führen.<br />

Für fast jeden An wendungsbereich<br />

bietet Ganter eine passende Kupplungslösung<br />

an.<br />

Anwendungsbeispiele,<br />

CAD-Daten und<br />

Bestellung.<br />

Einfach QR-Code<br />

scannen.<br />

www.ganternorm.com


TRENDS » Interview Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

Indem Sie langsame Verarbeitungsstationen<br />

parallelisieren, lässt sich die Produktivität<br />

steigern, ohne dass der Footprint in<br />

gleichem Maße wächst. Sollte eine Sta -<br />

tion defekt sein, werden die Teile im vernetzten<br />

Produktionsfluss einfach umgeleitet.<br />

Kleine Unterbrechungen haben daher<br />

keine so große Auswirkung auf die<br />

Gesamtanlageneffektivität wie in einer<br />

herkömmlichen Anlage.<br />

Eine wichtige Rolle spielt dabei die Synchronisierung<br />

von Transportsystem und<br />

Robotik, weil sich dadurch Bearbeitungsschritte<br />

auf dem Transportsystem ohne<br />

Stopp beziehungsweise bei höheren Geschwindigkeiten<br />

durchführen lassen. Das<br />

einfachste Beispiel ist hier das Beladen<br />

der Shuttles mit den Batteriezellen ohne<br />

Stopp. Darüber hinaus wird auch das Datenhandling<br />

in den Prozessstationen<br />

deutlich vereinfacht, da alle Informationen<br />

in der SPS verfügbar sind.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Rolle spielt<br />

neben der Einbindung der Robotik die<br />

ebenso mögliche Integration der Bildverarbeitung?<br />

Guber: Durch die enge Synchronisierung<br />

zwischen Transportsystem und Bildverarbeitung<br />

können die Verarbeitungszeiten<br />

der einzelnen Stationen noch weiter verkürzt<br />

werden. Damit sind wir in der Lage,<br />

Batteriezellen in 50 Millisekunden zu<br />

identifizieren, während sie mit vier Metern<br />

pro Sekunde vorbeiziehen. Dafür<br />

werden keine externen Auslöser, Lichter<br />

oder teure Kameras benötigt. Müsste man<br />

das Produkt dafür anhalten, würde das<br />

zwei volle Sekunden dauern. Für den<br />

Identifizierungsprozess ergibt sich damit<br />

eine Zeitersparnis von 97,5 Prozent. Auch<br />

viele andere Schritte der Batteriezellenproduktion,<br />

zum Beispiel wenn die Zellen<br />

verklebt werden, können bei voller Geschwindigkeit<br />

ausgeführt werden und erzielen<br />

so Zykluszeitverkürzungen von<br />

90 Prozent.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen Sie uns einen<br />

Blick auf den Aufbau der Transportsysteme<br />

werfen – erfordert die hohe<br />

Flexibilität verbunden mit der Vielzahl<br />

der sich ergebenden Möglichkeiten<br />

nicht einen hohen Aufwand bei Planung<br />

und Inbetriebnahme der Anlage?<br />

Vorteile von Track-Transportsystemen<br />

• Höhere Produktivität:<br />

Hohe Transportgeschwindigkeit und Beschleunigung (Transport zwischen den<br />

Prozessen). Zudem können Prozesse durch die Synchronisierung auch ohne<br />

Stillstand durchgeführt werden und Prozessschritte wie beispielsweise das<br />

Sortieren und Wenden auch direkt vom Transportsystem übernommen werden.<br />

• Fehlertoleranz:<br />

Defekte Prozessstationen können umgangen und Leerstellen<br />

(verursacht durch N.i.O.-Teile) einfach aufgefüllt werden.<br />

• Reduktion der Maschinenstellfläche:<br />

Es ist deutlich weniger Puffer erforderlich und die Abstimmung der<br />

Prozessstationen zueinander kann optimiert werden.<br />

• Kurze Anlaufzeit:<br />

Die prozessorientierte Programmierung ermöglicht ein schnelles Anlaufen<br />

der Fertigung und kann trotz der höheren Komplexität durch die Topologiefreiheit<br />

viel einfacher erfolgen als bei konventionellen Systemen.<br />

• Weitreichende Simulationsmöglichkeiten:<br />

Wertschöpfungsketten lassen sich optimieren und Prozesse synchronisieren,<br />

zudem ist die Evaluierung und Auswertung der Performance möglich.<br />

Bild: B&R<br />

Acopostrak bietet eine elektronische Weiche ohne<br />

mechanisch bewegte Elemente – und zeichnet<br />

sich damit im Markt für Transportsysteme mit<br />

unabhängigen Shuttles aus.<br />

Guber: Wir sprechen hier über eine völlig<br />

neue Art der Batterieproduktion, bei der<br />

simulationsbasierte Entwicklungs-, Testund<br />

virtuelle Inbetriebnahmewerkzeuge<br />

eine entscheidende Rolle spielen. Diese<br />

Werkzeuge ermöglichen es, Layouts zu<br />

vergleichen und den Durchsatz im Vor -<br />

hinein zu berechnen – ganz ohne Hardware.<br />

Hier gilt: Je früher ich weiß, was<br />

mich erwartet, desto besser. So kann der<br />

Anwender das System ohne teure Verzögerungen<br />

und Neukonzeptionierungen<br />

rasch in Betrieb nehmen. Mit Blick auf<br />

den sogenannten digitalen Zwilling lassen<br />

sich dabei drei Phasen unterscheiden:<br />

• Visualisierung im<br />

frühen Designstadium:<br />

Bei der Planung einer neuen Batteriefertigung<br />

steht zunächst die Prozess -<br />

simulation im Vordergrund. In unseren<br />

Gesprächen mit den europäischen Batterieherstellern<br />

hat sich bisher gezeigt,<br />

dass hier ein hoher Beratungsbedarf<br />

besteht. Es wird dabei das generelle<br />

Layout der Fabrik und der Warenfluss<br />

geplant. Durch den Vergleich unterschiedlicher<br />

Ansätze kann man früh<br />

entscheiden, ob die klassische Verkettung<br />

der Maschinen als Fertigungslinie<br />

oder ein Produktionsnetzwerk optimale<br />

Ergebnisse in Bezug auf die eigenen<br />

Anforderungen bringt.<br />

• Auslegung und optimales Design:<br />

Der auf diese Weise entstandene digitale<br />

Zwilling lässt sich nun Schritt für<br />

Schritt detaillieren. Hier besteht die<br />

38 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Möglichkeit, die einzelnen Teile der<br />

Fertigungslinie mit dem gewählten Automatisierungssystem<br />

zu verknüpfen.<br />

Dadurch erhält man eine Animation<br />

zur Verifizierung des Maschinencodes.<br />

B&R pflegt hierzu eine intensive Partnerschaft<br />

und gute Anbindung an<br />

Drittanbietertools. Dadurch haben unsere<br />

Kunden eine breite Palette an<br />

Tools zur Auswahl, die unterschiedliche<br />

Ansprüche erfüllen. Der digitale Zwilling<br />

auf dieser Detailierungsebene ist<br />

ideal geeignet für die virtuelle Inbetriebnahme,<br />

Schulung des Personals,<br />

Tests für Weiterentwicklungen der Anlage<br />

sowie die Fehleranalyse. Da sich in<br />

einer Linie auch Maschinen unterschiedlicher<br />

Hersteller befinden können,<br />

ist es übrigens wichtig, ein Simulationstool<br />

mit den passenden Schnittstellen<br />

zu wählen.<br />

INFO<br />

Mehr zu Track-Transport -<br />

systemen von B&R:<br />

hier.pro/Bitoz<br />

• Software- und Funktionstests:<br />

Auf dieser Ebene folgt dann die Maschinensimulation.<br />

Hier werden in der<br />

Regel einzelne Maschinen oder Prozessstationen<br />

simuliert. So lassen sich<br />

physikalische Limits testen und einzelne<br />

Komponenten frühzeitig anpassen.<br />

Die Verbindung zwischen Simulationstool<br />

und Automatisierungssoftware<br />

und -hardware ist auf dieser Ebene<br />

sehr eng.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Werden diese<br />

Schritte heute bereits genutzt und was<br />

bedeutet das für die Software-Entwicklung?<br />

Guber: Es handelt sich hierbei um Szenarien,<br />

die schon heute umgesetzt werden.<br />

Wir haben bereits einige Kunden, die ihre<br />

Maschinen auf diese Weise entwickeln.<br />

Insgesamt handelt es sich meist um Unternehmen,<br />

die den Stellenwert von Software<br />

bereits verinnerlicht haben und<br />

einen sehr strukturierten Entwicklungsansatz<br />

verfolgen. Die zunächst notwendigen<br />

Investitionen rechnen sich in der Regel<br />

bereits nach kurzer Zeit.<br />

Wenn Sie heute eine effiziente Fabrik<br />

bauen und die Produktion so schnell wie<br />

möglich hochfahren wollen, brauchen Sie<br />

zudem mehrere Entwicklungsteams, die<br />

Hand in Hand arbeiten. Da ist es natürlich<br />

mit Blick auf die Software ein großer Vorteil,<br />

eine universelle Entwicklungsumgebung<br />

wie unser Automation Studio zu haben,<br />

die diese Art der Zusammenarbeit<br />

unterstützt. Sind Entwickler in der Lage,<br />

grundlegende Maschinenfunktionen mit<br />

sofort einsatzbereiten Softwarekompo-<br />

Bild: B&R<br />

Die Acopos-6D-Shuttles lassen sich als Achsen<br />

einsetzen und können so mit einem Werkstück<br />

CNC-Pfade abfahren, während das Bearbeitungswerkzeug<br />

starr angebracht ist.<br />

nenten einzurichten, haben sie mehr Zeit<br />

und Energie, um sich auf die Implementierung<br />

jener Prozesse zu konzentrieren,<br />

die für die Batterieproduktion einzigartig<br />

sind.<br />

(co)<br />

www.br-automation.com/de<br />

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oder hochdynamischer Servoverstärker<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 39


TITEL » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

Die Roba-stop-M-Bremsen sind<br />

in geschlossener und dichter<br />

Ausführung auch in Schutzart IP<br />

66 verfügbar. Das kann für verschiedene<br />

AMR- Anwendungen<br />

wichtig sein.<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik/Konradin Mediengruppe<br />

Sicherheitsbremsen von Mayr für Fahrerlose Transportsysteme<br />

Teamfähiger<br />

Kollege gesucht<br />

In der modernen Intralogistik kommen heute verstärkt Fahrerlose Transportsysteme<br />

zum Einsatz. Sie müssen sich im Betrieb nicht nur als teamfähig erweisen und gerade<br />

im Zusammenspiel mit Personen immer zielgerichtet und rechtzeitig anhalten.<br />

Daneben stellen ihre kompakte Bauform und die bodennahen Fahrantriebe mit Batterie<br />

auch besondere Anforderungen an die Sicherheitsbremsen. Das Unternehmen<br />

Stork Drives aus dem schwedischen Solna setzt dabei auf Roba-stop- und Robastop-M-Bremsen<br />

von Mayr Antriebstechnik.<br />

40 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022<br />

Andreas Merz, Produktmanager, Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten


Stork Drives aus dem schwedischen<br />

Solna setzt bei seinen Antriebssystemen<br />

auf Roba-stop- und Roba-stop-<br />

M-Bremsen von Mayr Antriebstechnik.<br />

Bild: Stork Drives<br />

Wie Heinzelmännchen transportieren die kleinen<br />

Kollegen fleißig Kisten, Bauteile, Baugruppen<br />

oder gar schwere Europaletten mit Waren durch die<br />

Produktionshallen oder Logistikzentren – Fahrerlose<br />

Transportfahrzeuge (FTF) oder auch Automated Guided<br />

Vehicles (AGV) sind aus der modernen Intralogistik<br />

nicht mehr wegzudenken. Denn überall dort, wo<br />

standardisierte Transporte erfolgen, können Prozesse<br />

mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) – also dem<br />

Zusammenwirken mehrerer Fahrerlose Transportfahrzeuge<br />

über eine Leitsteuerung – automatisiert<br />

werden. Im Gegensatz zur fest installierten Fördertechnik<br />

brauchen sie wenig Platz und die Raumnutzung<br />

bleibt flexibel. Und die kleinen Helfer sind stark:<br />

zum Teil müssen die Roboter Ladungen von 1.000 kg<br />

oder mehr transportieren. Das stellt besondere Anforderungen<br />

an die Antriebe und die darin verbauten<br />

Bremsen, wie Patrik Spong von Stork Drives erklärt.<br />

sie immer zielgerichtet und rechtzeitig<br />

anhalten und dürfen keinen<br />

Schaden an Material<br />

oder gar Personen verursachen.“<br />

Und Spong ergänzt:<br />

„Auch bei einem<br />

Fehler im Motor oder im<br />

Kontrollsystem müssen<br />

die kollaborativen AMRs<br />

sofort stoppen.“ Daher sind<br />

zuverlässige und exakt arbeitende<br />

Sicherheitsbremsen unabdingbar<br />

– gerade auch deshalb, weil eben<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Das volle Potenzial ausschöpfen:<br />

Welche<br />

Anforderungen Sicherheitsbremsen<br />

für Fahrerlose<br />

Transportsysteme erfüllen<br />

müssen.<br />

kein Fahrer an Bord ist. „Dabei ist für uns auch entscheidend,<br />

dass das Drehmoment für die dynamische<br />

Notfallbremsung optimiert ist. Denn zu starkes<br />

Zuverlässige und exakt arbeitende<br />

Sicherheitsbremsen sind unabdingbar<br />

Das Unternehmen aus dem schwedischen Solna baut<br />

Antriebssysteme für AGV mit Fokus auf Autonomous<br />

Automated Moving Collaborative Robots, kurz AMRs,<br />

die ihre Aufgaben unabhängiger als herkömmliche<br />

AGVs erledigen können und keine oder nur wenig<br />

Einstellung in ihrem Arbeitsbereich benötigen. „Der<br />

Trend geht in diesem Bereich ganz stark in Richtung<br />

kollaborativer AMRs, die noch unabhängiger arbeiten<br />

können, weil sie in den Produktionshallen und Logistikzentren<br />

sicher zwischen Personen navigieren können.<br />

Sie werden automatisch und unabhängig gesteuert<br />

und können andere sich zufällig bewegende<br />

Objekte, wie eben beispielsweise Personen, wahrnehmen<br />

und darauf reagieren. Auf ihrem Weg durch die<br />

Fabrikhallen oder auch in Krankenhäusern müssen<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik<br />

Die robusten Robastop-M-Motorbremsen<br />

von Mayr Antriebstechnik<br />

sind nicht nur kompakt,<br />

sondern gleichzeitig auch<br />

leistungsdicht und verschleißfest.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 41


TITEL » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

Bremsen würde eventuell das Getriebe zerstören.<br />

Und die Räder erzeugen gegebenenfalls nicht mehr<br />

genug Reibung, um ein zu hohes Bremsmoment<br />

übertragen zu können, sondern gleiten dann eher –<br />

daher kommt es auf die Bremsen an.“ Abhängig ist<br />

das natürlich auch vom jeweils zu transportierenden<br />

Gewicht.<br />

Kompakte Sicherheitsbremsen<br />

mit hoher Leistungsdichte<br />

„Neben der Zuverlässigkeit ist für uns auch die Baulänge<br />

wichtig“, so Spong weiter. „Die Bremsen müssen<br />

kurz bauen, denn uns steht nur der Raum zwischen<br />

den Rädern zur Verfügung. Und dort müssen<br />

zwei Motoren, die je nach Anwendung auch größer<br />

ausfallen können, zwei Bremsen, zwei Getriebe, zwei<br />

Encoder, etc. Platz finden.“ Stork Drives setzt hier auf<br />

die Roba-stop- und Roba-stop-M-Bremsen Motor-<br />

Mehr Zuverlässigkeit,<br />

weniger Ausfallzeiten<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik<br />

Der Roba-brake-checker<br />

ermöglicht durch<br />

sensorloses, vernetztes<br />

Bremsenmonitoring<br />

auch eine effiziente<br />

und vorausschauende<br />

Wartung.<br />

In der neuesten Ausführung liefert das Modul Roba-brakechecker<br />

für verschiedene Batteriespannungen eine geregelte<br />

Ausgangsspannung und kann auch die Übererregungsspannung<br />

konstant halten. Dadurch wird nicht nur eine<br />

sehr gute Auslegung der Bremsen möglich, sondern mit<br />

dem Modul ist es zudem auch möglich, die Bremsen stabil<br />

zu versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher zu<br />

betreiben, also auch trotz abfallender oder veränderlicher<br />

Batteriespannung: auch wenn sich die Batterie entlädt, die<br />

Bremse wird trotzdem immer sicher geöffnet. Dadurch dass<br />

das Modul vom Schaltschrank aus, also in geschützter Umgebung,<br />

arbeitet, haben Staub und Schmutz im Bereich der<br />

bodennahen Antriebseinheiten der FTF keinen Einfluss auf<br />

die zuverlässige Funktion.<br />

»Auch bei einem Fehler im<br />

Motor oder im Kontrollsystem<br />

müssen die kollaborativen<br />

AMRs sofort stoppen.“<br />

Daher sind zuverlässige und<br />

exakt arbeitende<br />

Sicherheitsbremsen<br />

unabdingbar.«<br />

Patrik Spong<br />

bremsen von Mayr Antriebstechnik. Die Bremsen sind<br />

nicht nur kompakt, sondern gleichzeitig auch leistungsdicht<br />

und verschleißfest. Sie sind so ausgelegt,<br />

dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst<br />

viel Energie eingespart wird. Das ist wichtig, damit<br />

die batteriebetriebenen AGVs nicht so häufig geladen<br />

werden müssen. „Wir liefern meistens für geschlossene<br />

Antriebssysteme, daher ist für uns die<br />

Schutzart der Bremsen nicht vorrangig entscheidend.<br />

Aber die Roba-stop-M Bremsen sind in geschlossener<br />

und dichter Ausführung auch in Schutzart IP 66 verfügbar“,<br />

ergänzt Spong. „Das kann für andere AMR-<br />

Anwendungen wichtig sein.“<br />

Lautstärke sind Herausforderung<br />

für Sicherheitsbremsen<br />

„Was dagegen bei uns eine Rolle spielt ist die Geräuschentwicklung“,<br />

präzisiert Spong. Vielen unserer<br />

Kunden ist eine geringe Lautstärke wichtig. Daher ist<br />

bei uns eine spezielle Rotordämpfung in den Bremsen<br />

verbaut. Das funktioniert gut. Generell sind wir<br />

mit dem Service von Mayr Antriebstechnik sehr zufrieden.<br />

Das Unternehmen ist nicht zu groß, dafür<br />

aber eben flexibel und für seine Premiumprodukte<br />

bekannt. Das passt gut zu Stork Drives.“<br />

Sicherheitsbremsen stabil betreiben –<br />

auch wenn die Batteriespannung fällt<br />

Für die Ansteuerung und Überwachung der Sicherheitsbremsen<br />

bietet Mayr Antriebstechnik umfassendes<br />

elektrisches Zubehör. Dazu gehört zum Beispiel<br />

neben dem Roba-switch Gleichrichter auch das intelligente<br />

Modul Roba-brake-checker. In der neuesten<br />

Ausführung liefert es für verschiedene Batteriespannungen<br />

eine geregelte Ausgangsspannung und<br />

kann auch die Übererregungsspannung konstant halten.<br />

Dadurch wird nicht nur eine sehr gute Auslegung<br />

der Bremsen möglich. Sondern mit dem Modul<br />

42 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Die Bremsen von Mayr Antriebstechnik sind so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst viel Energie eingespart wird.<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik<br />

ist es zudem auch möglich, die Bremsen stabil zu<br />

versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher<br />

zu betreiben, also auch trotz abfallender beziehungsweise<br />

veränderlicher Batteriespannung: auch wenn<br />

sich die Batterie entlädt, die Bremse wird trotzdem<br />

immer sicher geöffnet.<br />

(jg)<br />

Mayr Antriebstechnik<br />

bietet intelligente<br />

Bremslösungen für<br />

Fahrerlose Transportfahrzeuge.<br />

www.mayr.com<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu den<br />

Sicherheitsbremsen von<br />

Mayr Antriebstechnik:<br />

hier.pro/6eS8A<br />

Bild: Mayr Antriebstechnik/Michael Paetow<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 43


TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Wellenkupplungen richtig auswählen – diese Kriterien sind wichtig<br />

Das Gesamtsystem im Blick<br />

Kriterien für die Auswahl Die Auswahl der perfekten Wellenkupplung ist vielleicht nicht das Erste, was bei der Entwicklung<br />

einer neuen technischen Lösung in den Sinn kommt. Dabei ist die effiziente<br />

von Wellenkupplungen in<br />

der <strong>Konstruktion</strong> und zuverlässige Verbindung zweier Wellen essenziell für die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems<br />

und zur Vermeidung kostspieliger Nacharbeit bei der Auslegung. Huco, eine Marke<br />

der Altra Industrial Motion Corporation, bietet eine umfassende Auswahl an Standard- und<br />

kundenspezifischen Kupplungen für fast alle Anwendungen an.<br />

David Lockett, Managing Director Huco, Hertford, England<br />

Bild: Huco<br />

Obwohl sie neben Elektromotoren, Getrieben,<br />

Schaltkupplungen und anderen<br />

Hauptkomponenten leicht übersehen<br />

wird, kann die Wellenkupplung großen Einfluss<br />

auf die Gesamtleistung des Antriebsstrangs<br />

haben. Sobald die zentralen Elemente<br />

des Antriebsstrangs feststehen, gilt<br />

es die Optionen für die Wellenkupplungen<br />

daraufhin zu prüfen, wie die jeweiligen<br />

Ausführungen die Leistung der Gesamtkonstruktion<br />

optimieren können. Angesichts<br />

knapper Terminpläne in der Entwicklung ist<br />

die Versuchung groß, einfach den am leichtesten<br />

verfügbaren Kupplungstyp zu wählen.<br />

Unter Umständen wird dabei am falschen<br />

Ende gespart, weil eine ungeeignete<br />

Wellenkupplung zu vorzeitigem Verschleiß<br />

von Bauteilen, schlechtem Wirkungsgrad,<br />

Schwingungen oder unzureichendem Drehmoment<br />

bei der Kupplung führen kann. In<br />

diesen Fällen wird ein kostspieliger und<br />

zeitaufwendiger Umbau nötig.<br />

Huco bietet seriengefertigte<br />

Kupplungen und kundenspezifische<br />

Lösungen für praktisch<br />

alle Anwendungen an.<br />

Ausgleich von Versatz<br />

Versatz ist die Abweichung zwischen der<br />

idealen und der tatsächlichen Position und<br />

Ausrichtung der beiden Wellen. Je nach Situation<br />

müssen Wellenkupplungen Winkel-,<br />

Axial- und Radialversatz ausgleichen.<br />

Versätze ergeben sich oft aus Fertigungstoleranzen,<br />

können im Betrieb aber auch<br />

durch unterschiedliche Temperaturen der<br />

Komponenten, Verschleiß, Vorspannungsverlust<br />

und Verformungen unter Last entstehen.<br />

Am besten lässt sich der Versatz<br />

zweier Wellen ermitteln, indem man das<br />

System bei Betriebstemperatur und im kalten<br />

Zustand vermisst. Auch eine Analyse<br />

der Toleranzen anderer Einzelelemente des<br />

Antriebsstrangs ist aufschlussreich. Nichtberücksichtigung<br />

des Versatzes kann den<br />

Verschleiß der beteiligten Komponenten,<br />

beispielsweise der Motorlager, erhöhen<br />

und die Lebensdauer der Wellenkupplung<br />

verkürzen. Je größer der Versatz, desto geringer<br />

sind in der Regel die Drehmomentkapazität<br />

und die Lebensdauer der Kupplung.<br />

Zudem verlangt der Ausgleich größerer<br />

Versätze in der Regel eine längere Wellenkupplung.<br />

Balgkupplungen mit einer<br />

größeren Anzahl an Bälgen können etwa<br />

größeren Winkelversatz aufnehmen. Radialversatz<br />

hat großen Einfluss auf die<br />

Länge der Wellenkupplung, da zwei Winkel<br />

ausgeglichen werden müssen, um die Wellen<br />

zu verbinden. Es gibt allerdings Bauweisen,<br />

für die diese Grundregeln nicht gelten.<br />

So lassen sich mit den Oldham- und<br />

UniLat-Kupplungen selbst größere Verlagerungen<br />

auf kleinstem Raum ausgleichen.<br />

Drehmoment verstehen<br />

Ein höheres Nenndrehmoment bedeutet in<br />

der Regel eine größere Kupplung, wobei<br />

selbstverständlich auch die Werkstoffe und<br />

die Bauweise eine Rolle spielen. Eine<br />

Balgkupplung aus Edelstahl bietet bei gleicher<br />

Größe eine höhere Drehmomentkapazität<br />

als eine Oldham-Kupplung. Das liegt<br />

daran, dass bei der Oldham-Bauweise eine<br />

Kunststoffscheibe im Inneren die Drehmomentkapazität<br />

begrenzt. Ein weiterer Aspekt<br />

ist die Art und Weise, wie das Drehmoment<br />

im Antriebsstrang anliegt. Das im<br />

Katalog angegebene Drehmoment einer<br />

Wellenkupplung basiert auf ihrer Leistung<br />

bei konstanter Drehzahl in einer Richtung.<br />

Kommen jedoch Beschleunigung, Verzögerung<br />

oder Drehrichtungswechsel hinzu,<br />

verringert sich die Drehmomentkapazität<br />

der Kupplung. Eine Wellenkupplung mit einem<br />

Nenndrehmoment von 10 Nm erreicht<br />

bei Beschleunigung und Verzögerung mit<br />

wechselnder Drehrichtung nur 3 bis 4 Nm.<br />

44 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Verdrehsteifigkeit<br />

wichtiges Kriterium<br />

Verdrehsteifigkeit ist der Widerstand, den<br />

die Kupplung einer Verdrehung um die<br />

Längsachse (Torsion) entgegensetzt. Eine<br />

hohe Verdrehsteifigkeit ist wichtig für Anwendungen,<br />

die eine hohe Signalintegrität<br />

oder Positioniergenauigkeit verlangen. Umgekehrt<br />

ist eine geringere Verdrehsteifigkeit<br />

wichtig, wenn größere Versätze auszugleichen<br />

sind oder eine Torsionsdämpfung<br />

bei Stoßbelastungen angestrebt wird. Wieder<br />

geht es also darum, die Anforderungen<br />

der Anwendung zu prüfen und den optimalen<br />

Kompromiss zwischen Präzision und<br />

Ausgleich von Fehlausrichtungen zu finden.<br />

Balgkupplungen zeichnen sich durch<br />

hohe Verdrehsteifigkeit aus und sind daher<br />

ideal für Präzisionsanwendungen. Dafür<br />

können sie nur in begrenztem Umfang Versätze<br />

ausgleichen. Doppelschlaufenkupplungen<br />

können hingegen auch größere Versätze<br />

ausgleichen, eignen sich aber aufgrund<br />

ihrer geringen Verdrehsteifigkeit weniger<br />

für Präzisionsanwendungen. Bei<br />

Kupplungen, auf die Reibungslasten einwirken<br />

spielt die Verdrehsteifigkeit eine<br />

untergeordnete Rolle, weil die Wellen nicht<br />

synchronisiert werden müssen. Bei Trägheitslasten<br />

ist die Verdrehsteifigkeit hingegen<br />

wichtig, denn sie verhindert, dass die<br />

angetriebene Komponente „hinterherhinkt“.<br />

Wenn sie unter Last nicht drehsteif ist,<br />

kann die Kupplung federn, das heißt, die<br />

Balkenkupplungen oder Beam-Kupplungen werden<br />

normalerweise aus einem Stück gefertigt und<br />

sind einzelne Komponenten, wodurch die Möglichkeit<br />

einer Trennung von Komponenten ausgeschlossen<br />

wird.<br />

Übertragung der Bewegung ist leicht verzögert.<br />

Für eine hohe Signalintegrität oder<br />

Positionsgenauigkeit ist dies unerwünscht.<br />

Platzbedarf berücksichtigen<br />

Wichtig ist es immer, dass für die Kupplung<br />

ausreichend Platz vorgesehen wird. Der<br />

Außendurchmesser der Kupplung beträgt<br />

in der Regel mindestens das Zweifache des<br />

Wellendurchmessers. Die Länge hängt dagegen<br />

von der Art und dem Ausmaß der<br />

Verlagerung ab, die ausgeglichen werden<br />

muss. Bei unserer Oldham-Kupplung entspricht<br />

die Länge in der Regel dem Dreifachen<br />

des Wellendurchmessers. Darüber hinaus<br />

hängt die Größe der Kupplung selbstverständlich<br />

auch von der erforderlichen<br />

Spitzendrehmomentkapazität ab. Um beispielsweise<br />

Wellen mit einem Durchmesser<br />

von 3 mm zu verbinden und einen Winkel-<br />

RS_Festgefahren_<strong>KEM</strong>_2022-S1 21.02.2022 15:47 Uhr Seite 1<br />

Bild: Huco<br />

Mit Oldham-Kupplungen von Huco lassen sich<br />

selbst größere Verlagerungen auf kleinstem Raum<br />

ausgleichen.<br />

versatz von 0,5° auszugleichen, bedarf es<br />

einer Kupplung von etwa 12,7 mm Länge.<br />

Das Verbinden zweier Wellen ist also nicht<br />

so trivial wie es auf den ersten Blick scheinen<br />

mag. Dank langjähriger Expertise kann<br />

Huco für praktisch jede Bauraum- und<br />

Leistungsaufgabe die optimale Lösung anbieten<br />

und die <strong>Konstruktion</strong>skriterien der<br />

jeweiligen Anwendung erfüllen. (jg)<br />

www.huco.com<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu den<br />

Kupplungen von Huco (engl.):<br />

hier.pro/7cGbd<br />

Bild: Huco<br />

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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 45


TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Zykloidgetriebe-Hersteller Nabtesco kooperiert mit Steuerungshersteller Keba<br />

Genauer geht nicht<br />

Kooperation zwischen dem<br />

Zykloidgetriebespezialisten Noch sind Werkzeugmaschinen die Tonangeber in Sachen Präzision. Doch diesen Spitzenplatz<br />

könnten ihnen Roboter in manchen Anwendungsgebieten bald streitig machen.<br />

Nabtesco und dem Experten<br />

für Robotersteuerungen<br />

Wie das funktionieren soll? Ganz einfach: Ambitionierte Ziele erfordern ungewöhnliche<br />

Keba führt zu hochgenauem<br />

Maßnahmen. Antworten liefert die Kooperation zwischen dem Zykloidgetriebespezialisten<br />

6-Achs-Roboter.<br />

Nabtesco und dem Experten für Robotersteuerungen Keba.<br />

Jennifer Hagmeyer, Expert Internal Sales & Marketing General Industries, Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf<br />

Die Zykloidgetriebe von Nabtesco gehören<br />

zu den leistungsstärksten<br />

Getrieben auf dem Markt. Insbesondere aus<br />

der Robotik ist die präzise und verdrehsteife<br />

Technik nicht mehr wegzudenken. Um<br />

den steigenden Kundenanforderungen gerecht<br />

zu werden, entwickeln die Präzisionsspezialisten<br />

ihre Technologien und Produkte<br />

kontinuierlich weiter. „In der Vergangenheit<br />

haben wir uns dabei ausschließlich auf<br />

das Getriebe konzentriert und mit großem<br />

Aufwand und teuren Fertigungsverfahren<br />

die Mechanik optimiert“, erzählt Daniel<br />

Obladen, Head of Sales General Industries<br />

bei der Nabtesco Precision Europe GmbH.<br />

„Doch das System Roboter besteht natürlich<br />

nicht nur aus dem Getriebe. Auch die<br />

anderen Komponenten wie Steuerung und<br />

Robotermechanik beziehungsweise deren<br />

Zusammenspiel tragen zur Präzision bei.“<br />

Dabei nimmt das Steuerungssystem eine<br />

Schlüsselrolle ein, denn bei sehr hohen Genauigkeitsanforderungen<br />

müssen Abweichungen<br />

vom Idealverhalten kompensiert<br />

werden.<br />

Im Falle der Getriebe blicken<br />

Steuerungshersteller jedoch<br />

auf eine Blackbox. Mit den im<br />

Datenblatt vermerkten Informationen<br />

sind letztendlich nur<br />

Pauschalwerte zugänglich. Die<br />

Düsseldorfer haben sich daher<br />

zu einem ungewöhnlichen<br />

Schritt entschlossen: Als erster<br />

Getriebehersteller in der Robotik<br />

kooperiert der Zykloidgetriebespezialist<br />

mit einem<br />

Steuerungshersteller. Dabei<br />

geht es um die gezielte Integration<br />

von getriebespezifischen<br />

Daten und Charakteristiken<br />

in die Robotersteuerung.<br />

Bei dem Steuerungshersteller<br />

handelt es sich um die Keba<br />

AG, einen österreichischen Automatisierungsexperten.<br />

„Dass<br />

Bild: Nabtesco Precision Europe<br />

Das Ziel der Kooperation<br />

von Nabtesco und Keba:<br />

Industrieroboter mit der<br />

höchsten am Markt<br />

verfügbaren Genauigkeit.<br />

Getriebeeffekte einen starken Einfluss auf<br />

die Bahngenauigkeit haben, ist kein Geheimnis“,<br />

so Harald Dumhart, Produktmanager<br />

bei Keba. „Schon lange arbeiten wir<br />

daher an Methoden, um genauigkeitsrelevante<br />

Getriebedaten in der Robotersteuerung<br />

zu berücksichtigen.“ Mit der Roboterlösung<br />

KeMotion bietet das Automatisierungsunternehmen<br />

ein gesamtes Steuerungssystem<br />

in Kombination mit HMI, Sicherheitstechnik,<br />

Antriebstechnik und Motoren<br />

aus einer Hand. Einziger Knackpunkt<br />

bisher: das Getriebe. „Die Ermittlung von<br />

exemplarspezifischen Parametern durch<br />

Messungen am Roboter ist sehr aufwendig<br />

und damit teuer. Auch stößt man teilweise<br />

an physikalische Grenzen“, so Christoph<br />

Mittermayer, Entwicklungsingenieur Robotik<br />

bei den Österreichern. „Originalmaterial<br />

vom Hersteller zu verwenden, ermöglicht<br />

nicht nur bisher unerreichbare Genauigkeit,<br />

sondern spart auch den Aufwand für die<br />

Parameterermittlung und reduziert somit<br />

die Gesamtkosten.“ Ziel der Kooperation ist<br />

es, Kunden die Herstellung von Robotern<br />

mit einer Punkt- beziehungsweise Bahngenauigkeit<br />

im Hundertstel-Millimeter-Bereich<br />

zu ermöglichen.<br />

Daten wichtiger Baustein von<br />

Industrie 4.0<br />

Modell- und exemplarspezifische Getriebedaten<br />

sind jedoch nicht nur für die Genauigkeit<br />

relevant, sondern auch ein wichtiger<br />

Baustein der Industrie 4.0. Eine Modellierung<br />

des Getriebeverhaltens kann auch in<br />

Bezug auf das Verhalten entlang des Life<br />

Cycle wesentliche Mehrwerte liefern. So ist<br />

Predictive Maintenance mithilfe von Condition<br />

Monitoring, durch eine Kombination<br />

46 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


von digitalen Getriebemodellen und entsprechenden<br />

Algorithmen in der Robotersteuerung<br />

der nächste Schritt. Schon in der<br />

Auslegung und Projektierung von Roboteranlagen<br />

können Lebensdaueraspekte mit<br />

einbezogen werden – sowohl durch optimierte<br />

Anordnung als auch durch Bahnadaption.<br />

Im nächsten Schritt arbeiten die<br />

beiden Unternehmen an der Auswertung<br />

von Messdaten zur Laufzeit, um den Getriebezustand<br />

permanent zu überwachen<br />

und dadurch sich ankündigende Ausfälle<br />

vorzeitig zu erkennen. Reale seriennummernbezogene<br />

Getriebedaten spielen auf<br />

dem Weg zur Echtzeitüberwachung von<br />

Robotern eine zentrale Rolle, denn sie ermöglichen<br />

eine individuelle Momentaufnahme<br />

der Roboterauslastung und damit<br />

eine Betrachtung der Restlebensdauer der<br />

einzelnen Getriebe. Das Ergebnis: ausfallsichere<br />

Zykloidgetriebe, hohe Effizienz und<br />

Zuverlässigkeit sowie planbare<br />

Wartungseinsätze. Um die einzelnen<br />

Roboterkomponenten sowie<br />

deren komplexes Zusammenspiel<br />

besser zu verstehen, wurde zum<br />

gegenseitigen Erfahrungs- und<br />

Wissensaustausch ein interdisziplinäres<br />

Team gebildet. Zusammenhänge<br />

verschiedener Optimierungsparameter<br />

wurden aufgeschlüsselt<br />

und es wird unter anderem gemeinsam<br />

eruiert, welche getriebespezifischen<br />

Merkmale den größten Einfluss auf<br />

die Genauigkeit haben. Im ersten Schritt<br />

geht es dabei darum, die Getriebedaten in<br />

die Steuerungssoftware zu integrieren. Parallel<br />

werden an einem 6-Achs-Roboter<br />

Genauigkeitsmessungen durchgeführt und<br />

im Anschluss die dominierenden Effekte<br />

analysiert sowie Kompensationsmethoden<br />

geplant. Als dritter Schritt wird der Nutzen<br />

der ausgewählten Strategien am Roboter<br />

validiert. Im Vergleich zu Sensorik bietet<br />

die softwarebasierte Lösung zahlreiche<br />

Vorteile, etwa Kostenreduktion und bessere<br />

Datenqualität. So herrscht auch bei Robotersystemen<br />

ein enormer Preisdruck. „Zusätzliche<br />

Sensorik wird nur dort akzeptiert,<br />

wo das Genauigkeitsziel nicht anders erreicht<br />

werden oder das Produkt die Mehrkosten<br />

rechtfertigen kann“, so Dumhart.<br />

Ein weiterer Punkt: Nicht alle Daten lassen<br />

sich mittels externer Sensoren erfassen.<br />

Das trifft beispielsweise auf die Steifigkeit<br />

zu – und die Erfahrungswerte aus der Entwicklung.<br />

„Bevor ein Getriebe auf den<br />

Markt kommt, führen wir umfangreiche<br />

Tests durch. Wir wissen genau, wie sich das<br />

Getriebe verhält, wenn es verschleißt oder<br />

welchen Einfluss Temperatur und Schmierstoff<br />

haben. All diese Parameter fließen in<br />

die Keba-Steuerung mit ein“, erklärt Obladen.<br />

Geplant sind zwei Abstufungen: ein<br />

Nabtesco-Add-on mit generalisierten Daten<br />

eines bestimmten Getriebemodells sowie<br />

ein zusätzliches Upgrade für eine noch<br />

höhere Genauigkeit mit den spezifischen<br />

Daten der im Endeffekt verbauten Getriebe.<br />

Roboter-Zykloidgetriebe: Aus<br />

der Vision wird Realität<br />

Pionierkunde ist die Autonox Robotics<br />

GmbH, ein Hersteller innovativer Robotermechaniken.<br />

Das baden-württembergische<br />

»Ziel der Kooperation<br />

zwischen Nabtesco und Keba sind<br />

Roboter mit einer Punkt- bzw. Bahn -<br />

genauigkeit im Hundertstel-<br />

Millimeter-Bereich.«<br />

Unternehmen konzentriert sich auf die pure<br />

Mechanik – ohne Motor, Steuerung und<br />

Software. Diese Kinematiken werden mit<br />

den passenden Adaptern für die gewünschten<br />

Servomotoren ausgeliefert und lassen<br />

sich mit allen gängigen Steuerungen betreiben.<br />

Das ermöglicht ein durchgängiges<br />

Steuerungskonzept von der einzelnen Automatisierungskomponente<br />

bis zum Roboter.<br />

Für das Vorhaben „Genauester Roboter<br />

der Welt“ wurde ein 6-Achs-Roboter der<br />

neuen Articc-Baureihe ausgewählt. Die Ke-<br />

Motion-Steuerung mit dem Nabtesco-Upgrade<br />

arbeitet aber genauso gut mit anderen<br />

Robotertypen und -herstellern zusammen.<br />

Aktuell lässt sich mit dem Add-on für<br />

die Robotersteuerung die Robotergenauigkeit<br />

um den Faktor 9 steigern.<br />

Maschinenlesbare Datensätze<br />

Derzeit befindet sich das Projekt in der<br />

Testphase. Erste Versuche und Genauigkeitsmessungen<br />

wurden gestartet. Jetzt<br />

Nabtesco und Keba gehören zu den Technologieführern<br />

in ihren Bereichen. Jetzt bündeln die beiden<br />

Robotikexperten ihre Expertise und Erfahrungen.<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zu<br />

den Roboter-Getrieben<br />

von Nabtesco:<br />

hier.pro/ysUAI<br />

Bild: Keba/Nabtesco Precision Europe<br />

gilt es, die Kompensationsmethoden im<br />

Hinblick auf eine Serienfertigung zu planen<br />

und den Nutzen sowie die Validität der Daten<br />

zu beurteilen. „Das Thema Genauigkeit<br />

hat seit jeher einen speziellen Stellenwert<br />

für uns“, so Dumhart: „Durch die<br />

Partnerschaft mit Nabtesco konnten<br />

wir unsere Modelle verbessern<br />

und haben außerdem Zugriff auf<br />

fertige, maschinenlesbare Getriebe-Datensätze,<br />

die direkt von der<br />

Keba-Steuerung verarbeitet werden<br />

können.“ Obladen fügt hinzu:<br />

„Ein wichtiges Stichwort in diesem<br />

Zusammenhang ist Hybridisierung,<br />

also die Kombination unterschiedlicher<br />

Technologien. Durch die Verschmelzung<br />

von Know-how sowie die Verknüpfung der<br />

Getriebe mit digitalen Dienstleitungen<br />

schaffen wir eine einzigartige Lösung, die<br />

in der Robotik ihresgleichen sucht.“ (jg)<br />

www.nabtesco.de<br />

www.keba.com/de<br />

www.autonox24.de/<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 47


TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Frequenzumrichter von Sieb & Meyer für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />

Für die Zukunft gewappnet<br />

Die Entwicklung der neuen SD4x-Serie von Frequenzumrichtern für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />

schreitet mit großen Schritten voran: 2022 wird Sieb & Meyer<br />

Frequenzumrichter-Serie für<br />

Hochgeschwindigkeits-<br />

Anwendungen. insgesamt neun SD4S-Baugrößen anbieten, die den aktuellen Leistungsbereich der<br />

SD2S-Baureihe abdecken beziehungsweise erweitern. Zudem werden die Möglichkeiten<br />

der SD4x-Logikplattform auch für die SD2M-Modelle zur Verfügung stehen, die sich<br />

bezüglich der Leistungselektronik auf dem neuesten Stand befinden.<br />

Torsten Blankenburg, CTO, Sieb & Meyer AG, Lüneburg<br />

Die SD4x-Geräte werden schrittweise die Frequenzumrichter der SD2x-Serie ablösen.<br />

Bild: Sieb & Meyer<br />

Die SD4x-Produktfamilie wurde von Grund auf komplett neu aufgesetzt.<br />

Bild: Sieb & Meyer<br />

Bereits 2021 hat Sieb & Meyer die ersten<br />

Geräte der SD4-Baureihe auf den<br />

Markt gebracht, 2022 folgen nun weitere<br />

Varianten. „Ziel ist es, dass die SD4x-Geräte<br />

schrittweise die Frequenzumrichter der<br />

SD2x-Serie ablösen“, erläutert Ralph Sawallisch,<br />

Key Account Manager Antriebselektronik<br />

bei den Norddeutschen. „Diesbezüglich<br />

sind wir nun auf einem guten Weg.<br />

Die SD4x-Produktfamilie wächst stetig.“<br />

Bis vor Kurzem lag der Fokus noch auf der<br />

Felderprobung der SD4x-Entwicklungsplattform.<br />

Die erste SD4S-Gerätevariante<br />

diente zunächst dem leistungsseitigen Lückenschluss<br />

im bestehenden Produktportfolio<br />

der Frequenzumrichter im unteren<br />

Leistungsbereich: Den Anfang machte eine<br />

Schaltschrank-Variante des SD4S mit 800<br />

W/1,6 kVA. Ende des zweiten Quartals<br />

2021 stand die nächste Baugröße mit<br />

1.600 W/3,2 kVA zur Verfügung. Diese Varianten<br />

stellen die Basis für den Betrieb<br />

von Hochgeschwindigkeitsspindeln beziehungsweise<br />

Motoren im Leistungsbereich<br />

von wenigen hundert Watt bis 1,6 kW dar.<br />

Umrichter SD4S und SD4M<br />

bereit für den Serienstart<br />

Somit werden die Ampeln für einen breiten<br />

Serienstart in Kürze von Gelb auf Grün<br />

springen: Denn nun treten funktionsseitig<br />

erprobte Nachfolgeprodukte für die SD2Sund<br />

SD2M-Serien an. Der SD4S wird in<br />

fünf Baugrößen der 230-V-Klasse zur Verfügung<br />

stehen, im ersten Halbjahr 2022<br />

kommen zusätzlich vier Baugrößen der<br />

400-V-Klasse auf den Markt. Insgesamt<br />

decken diese Geräte dann den aktuellen<br />

Leistungsbereich (1,4..55 kVA) der<br />

SD2S-Serie ab beziehungsweise erweitern<br />

diesen sogar nach unten und oben (0,8..66<br />

kVA). Gleichzeitig wird aus der Serie SD2M<br />

die Serie SD4M. Der Hersteller hatte erst<br />

vor Kurzem eine neue SD2M-Baugröße auf<br />

den Markt gebracht, die durch die Erhöhung<br />

der Ausgangsleistung beziehungsweise<br />

des Ausgangsstroms auf 470<br />

kVA/800 Aeff (bei 400 V) speziell im Bereich<br />

von Turboverdichtern und -kompressoren<br />

leistungsstärkere Systemlösungen<br />

möglich macht. „Bei diesem Gerät ist die<br />

Leistungselektronik auf dem neuesten<br />

Stand“, schildert Sawallisch. „Es ist alles so<br />

vorbereitet, dass man sie als neue Logikvariante<br />

in den SD4M transferieren kann. Somit<br />

wird die Umstellung relativ schnell<br />

machbar sein.“ Hauptvorteile für den Kunden<br />

werden vor allem die regelungstechnischen<br />

Verbesserungen sowie die Ethernetbasierten<br />

Bussysteme sein. Bestandskunden<br />

werden natürlich weiterhin den SD2M<br />

nutzen können – bei neuen Projekten fällt<br />

der Umstieg auf den SD4M jedoch leicht.<br />

48 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Die Frequenzumrichter-<br />

Produktfamilie SD4x<br />

Die Spezialgebiete von Sieb & Meyer sind<br />

Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />

sowie Servoverstärker<br />

für hochdynamische Bewegungsachsen. Auf<br />

Basis der neuen Entwicklungsplattform SD4x<br />

stellt das Unternehmen die neuen Produktfamilien<br />

SD4S und SD4M vor. Die Geräte unterstützen<br />

neue Schnittstellen und bieten<br />

eine Reihe von zusätzlichen Funktionen.<br />

Anwender werden von höheren Drehzahlen<br />

und einer deutlich verbesserten Performance<br />

profitieren.<br />

„Leistungsseitig muss nicht viel angepasst<br />

werden“, so Sawallisch. „Der Kunde muss<br />

nur logikseitig einen etwas anderen Stecker<br />

verwenden und einige Feinheiten beachten.“<br />

„Funktionell und regelungstechnisch bietet<br />

die neue Serie dem Anwender gegenüber<br />

der Vorgängerserie nochmalige Steigerungen,<br />

zum Beispiel die Erweiterung des<br />

Drehzahlbereiches der sensorlosen Vektor-<br />

Regelung auf bis zu 240.000 1/min“, so Sawallisch.<br />

„Erste positive Praxiserfahrungen<br />

mit geberlosen Synchronmotoren im Drehzahlbereich<br />

bis 180.000 1/min (3.000 Hz)<br />

konnten bereits gesammelt werden.“ Zum<br />

Vergleich: Bei der Vorgängerserie lag die<br />

Grenze für einen geberlosen Betrieb bei<br />

120.000 1/min (2.000 Hz). Zudem hat der<br />

Hersteller die bestehenden Antriebsfunktionen<br />

um eine Vektorregelung für Asynchronmotoren<br />

mit Geberrückführung ergänzt.<br />

Dadurch wurde das Einsatzspektrum<br />

der SD4x-Serie nochmals erweitert. Dank<br />

des Multi-Protokoll-Chips für die am<br />

Markt etablierten Ethernet-basierten<br />

Schnittstellen und hilfreichen Zusatzfunktionen<br />

wie eine Echtzeituhr sind die Geräte<br />

für die Zukunft gewappnet. Obwohl sie auf<br />

die zukunftsorientierten, rein digitalen<br />

Schnittstellen ausgerichtet sind, werden<br />

auch weiterhin analoge Schnittstellen für<br />

Drehzahlgeber wie Resolver und Sin/Cos<br />

1Vss mittels Optionsboard bereitgestellt.<br />

Das zentrale Element der SD4x-Produktfamilie<br />

ist aber die deutlich verbesserte Prozessorleistung:<br />

Der neue 32-Bit Prozessor<br />

ist bis zu fünfmal schneller und erlaubt somit<br />

eine höhere Auflösung und genauere<br />

Berechnungen. Zudem ist der Hersteller<br />

von einer Festkomma- auf eine Fließkomma-Arithmetik<br />

umgestiegen, was eine flexiblere<br />

Gestaltung erlaubt. Insgesamt lassen<br />

sich mit dem neuen Prozessor-System<br />

komplexere Aufgaben schneller abarbeiten.<br />

Eine um bis 1,8-fach schnellere Berechnung<br />

auf der Hardware-Seite ermöglicht<br />

ein neuer FPGA: Er erlaubt es, komplexere<br />

Regelaufgaben abzuarbeiten. Für den Kunden<br />

bedeutet das eine starke Steigerung<br />

der Performance. Höhere Schaltfrequenzen<br />

und eine verbesserte Regelgüte bei nochmals<br />

gesteigerten Drehzahlen bewirken<br />

Verbesserungen im Gesamtprozess.<br />

SD4x-Geräte können dank eines integrierten<br />

Lagereglers eigenständige hochgenaue<br />

Positionierungen durchführen. Unterstützt<br />

werden nun auch PWM-Schaltfrequenzen<br />

von 24 und 32 kHz. Für eine noch feinere<br />

Modulierung des sinusförmigen Signals ist<br />

eine Kommutierungswinkel-Steuerung für<br />

32, 48 und 64 kHz integriert. Die durch die<br />

PWM verursachte Verlustleistung kann auf<br />

ein Bruchteil minimiert werden. Die regelungstechnischen<br />

Verbesserungen bringen<br />

im Übrigen auch bei dynamischen Servo-<br />

Anwendungen Vorteile: Bauartbedingte<br />

Motoreinflüsse wie das Cogging werden<br />

minimiert. Zusätzlich hat der Hersteller die<br />

zur Verfügung stehende Prozessorperformance<br />

für neue Regelungsfunktionen genutzt.<br />

So ist es nun möglich, Synchronmotoren<br />

mit „vergrabenen“ Magneten, auch<br />

Interior Permanent Magnet Motor (IPM)<br />

genannt, optimal zu betreiben. Das bei diesen<br />

Motoren zusätzlich zur Verfügung stehende<br />

Reluktanzmoment wird dabei arbeitspunktunabhängig<br />

in Echtzeit optimiert.<br />

„Stand der Technik bei anderen Systemen<br />

ist eine statische Optimierung auf<br />

einen festen Arbeitspunkt“, erläutert Sawallisch.<br />

„So können die Möglichkeiten der<br />

Motoren in weiten Arbeitsbereichen jedoch<br />

nicht ausgenutzt werden.“<br />

Einfach parametrieren und<br />

diagnostizieren<br />

Ein Highlight ist zudem die neue Drivemaster4-Software.<br />

Sie ist die Schaltzentrale<br />

der Frequenzumrichter-Familie, die sowohl<br />

Aus SD2M wird SD4M –<br />

Bestandskunden werden<br />

jedoch auch weiterhin<br />

den SD2M nutzen können.<br />

eine initiale Parametrierung und Inbetriebnahme<br />

als auch Diagnose ermöglicht. Das<br />

integrierte Software-Tool Motor Analyzer<br />

erlaubt zudem aussagekräftige Simulationen<br />

des Betriebs von Frequenzumrichtern.<br />

So lässt sich nun eine FFT-Analyse des simulierten<br />

Ausgangsstroms durchführen.<br />

Die Ergebnisse zum Gesamtoberschwingungsgehalt<br />

THD (Total Harmonic Distortion)<br />

des Motorstroms (THDi) und der Motorspannung<br />

(THDu) ermöglichen dem Experten,<br />

die Motorerwärmung genauer abzuschätzen.<br />

Die Daten sind dabei auch<br />

Grundlage für die Realisierung eines digitalen<br />

Systemzwillings. Dies führt zu einer<br />

nennenswerten Risikominimierung und<br />

Kostenreduzierung im Entwicklungsprozess.<br />

„Wir freuen uns auf den breiten Serienstart<br />

von SD4S und SD4M“, so Sawallisch<br />

abschließend. „Somit können nun immer<br />

mehr Kunden von den zentralen Vorteilen<br />

der Produktfamilie profitieren. (jg)<br />

www.sieb-meyer.de<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zur<br />

Frequenzumrichter-Baureihe<br />

SD4 von Sieb & Meyer:<br />

hier.pro/1dIrc<br />

Bild: Sieb & Meyer<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 49


Bild: SEW-Eurodrive<br />

Die Industriegetriebe der Generation<br />

X.e von SEW-Eurodrive sowie deren<br />

entsprechende Berechnungslandschaft<br />

ermöglichen das lastabhängige<br />

Berechnen und Einstellen des<br />

optimalen Montagespielwerts.<br />

Wälzlager-Lebensdauerberechnung nach ISO/TS16281<br />

Von der Lagerberechnung zum Mehrwert<br />

Wälzlager spielen als <strong>Konstruktion</strong>selement in Industriegetrieben eine zentrale Rolle: Sie übertragen rotative<br />

Bewegungen und leiten Kräfte weiter. Um ihre Lebensdauer möglichst genau zu bestimmen, nutzt SEW-Eurodrive<br />

unter anderem die Referenz-Lebensdauerberechnung nach ISO/TS16281. Neben der hohen Genauigkeit dieses<br />

Berechnungsverfahrens bildet es die Grundlage für konstruktive Getriebeoptimierungen wie dem individuellen<br />

Einstellen der Lagervorspannung.<br />

Christian Rüttling und Mark Zeller, SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />

INFO<br />

Mehr Informationen zum<br />

Stirnradgetriebe/Kegelstirnradgetriebe<br />

der Generation<br />

X.e von SEW-Eurodrive:<br />

hier.pro/FK1VT<br />

Der Zeitraum beziehungsweise<br />

die Betriebsdauer, in dem<br />

ein Wälzlager die geforderte<br />

Funktion erfüllt, bevor es zu ersten<br />

Anzeichen von Materialermüdung<br />

an den Wälzlagerkomponenten<br />

kommt, wird als Lebensdauer<br />

bezeichnet. Das einfachste Verfahren<br />

zu ihrer Bestimmung ist die nominelle<br />

Lebensdauerberechung nach ISO281. Sie beschreibt<br />

die mit 90% Zuverlässigkeit erreichbare, rechnerische<br />

Lebensdauer für Wälzlager, die nach Stand der Technik<br />

gefertigt wurden und unter üblichen Betriebsbedingungen<br />

laufen. In die Berechnung gehen die dynamische<br />

Tragzahl C, die äquivalente dynamische Lagerbelastung<br />

P sowie der Lebensdauerexponent<br />

p ein. Sollen bei der Berechnung<br />

der Lagerlebensdauer<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Lebensdauerberechnung von<br />

Wälzlagern als Grundlage<br />

für konstruktive<br />

Getriebeoptimierungen<br />

noch weitere Einflüsse wie Werkstoffqualität,<br />

Lagerschmierung<br />

und Sauberkeit berücksichtigt<br />

werden, können die Ergebnisse<br />

mit der erweiterten Lebensdauer<br />

präzisiert werden. Beiden Berechnungen<br />

ist jedoch gemeinsam,<br />

dass Einflüsse wie die Lastverteilung<br />

innerhalb des Lagers sowie<br />

Lagerspiel und -verkippung nicht in<br />

das Rechenmodell einfließen.<br />

Berechnung der Lebensdauer<br />

nach ISO/TS16281<br />

Neben den händisch lösbaren Ansätzen<br />

dieser „Katalogmethoden“ wird in<br />

der ISO/TS16281 ein Verfahren beschrieben,<br />

mit dem sich die Lastverteilung sowohl innerhalb<br />

eines Lagers als auch entlang eines Wälzkörpers<br />

bestimmen lässt. Mit der sich so ergebenden nominellen<br />

Referenz-Lagerlebensdauer L 10rh können Aspekte<br />

wie Lagerspiel oder Verkippung von Innen- zu<br />

Außenring berücksichtigt werden. Zwar werden bei<br />

diesem Verfahren nach wie vor Tragzahlen und Lasten<br />

ins Verhältnis gesetzt, die Bestimmung der Last am<br />

Einzelkontakt ist allerdings das Ergebnis einer numerischen<br />

Lösungssuche, bei der Lagerverkippung und<br />

-einsenkung, Wellendurchbiegung, Gehäuseverformung<br />

und äußere Belastung in Einklang gebracht werden.<br />

Die Berechnung und die dazu benötigte Datengrundlage<br />

sind deutlich komplexer als bei den herkömmlichen<br />

Methoden. Durch die Berücksichtigung<br />

der realen Betriebsbedingungen sind die Rechenergebnisse<br />

jedoch sehr viel detaillierter.<br />

Das Vorspannen angestellter Kegelrollenlager – also<br />

das Reduzieren des Lagerspiels – erhöht die Steifigkeit<br />

50 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Antreiben - Steuern - Bewegen « TRENDS<br />

des Gesamtsystems und ermöglicht ein genaues Führen<br />

der Wellen. Sowohl die Wärmeentstehung im Lager<br />

als auch dessen rechnerische Lebensdauer hängen<br />

maßgeblich vom Spiel in der Lagerung ab, das sich unter<br />

Betriebsbedingungen einstellt. Bedingt durch Faktoren<br />

wie thermische Längenänderung oder elastische<br />

Verformung unterscheidet sich das bei der Montage<br />

eingestellte Spiel vom Betriebsspiel während der Anwendung.<br />

Der Zusammenhang zwischen Montageund<br />

Betriebsspiel kann umso besser beschrieben werden,<br />

je genauer man die einzelnen Einflussfaktoren<br />

kennt. Mit der Gesamtsystembetrachtung, die die Berechnung<br />

der nominellen Referenz-Lebensdauer L 10rh<br />

mit sich bringt, kann das Lagerspiel bei der Berechnung<br />

der Lagerlebensdauer berücksichtigt werden. Das<br />

bildet die Grundlage für ein individuelles bzw. anwendungsspezifisches<br />

Einstellen der Lagervorspannung,<br />

was letztendlich die Optimierung der Lagerlebensdauer<br />

ermöglicht. Die maximale Lebensdauer wird bei<br />

leichter Vorspannung im Betrieb erreicht (geringes negatives<br />

Betriebsspiel). Die Lebensdauerkurve ist für jedes<br />

Lager und jede Drehrichtung unterschiedlich. In<br />

Bezug auf die Lagerlebensdauer ergibt sich der optimale<br />

Montagespielwert als höchster Punkt der limitierenden<br />

Lebensdauerkurven aller Lager einer Welle.<br />

Ein Blick in die Praxis<br />

Für einen Blick in die Praxis kann ein Kegelstirnradgetriebe<br />

herangezogen werden. Die durch die Kegelradverzahnung<br />

hervorgerufenen radialen und axialen<br />

Kräfte werden üblicherweise von Kegelrollenlagern an<br />

der Tellerradwelle aufgenommen. Durch eine zu hohe<br />

Vorspannung der Wälzlager kommt es zu unnötig hohen<br />

Lastverlusten sowie dadurch bedingten Wärmequellen,<br />

die sich negativ auf die Lebensdauer auswirken.<br />

Mit der Berechnung der Lagerlebensdauer nach<br />

ISO/TS16281 kann nun lastabhängig der Montage -<br />

spielwert und damit das Betriebsspiel optimal in Bezug<br />

auf die Lagerlebensdauer eingestellt werden. Die so<br />

berechnete Lagervorspannung wird bei SEW-Eurodrive<br />

an den jeweiligen Montagauftrag übergeben, sodass<br />

für jeden Antrieb das optimale Montagespiel eingestellt<br />

wird. Im Anwendungsfall verringern sich durch<br />

das dann passende Betriebsspiel die lokalen Temperatur-„Hotspots“,<br />

wodurch eine homogenere Temperaturverteilung<br />

im Getriebe erreicht wird. Neben einer<br />

längeren Lagerlebensdauer sinkt die Ölbadtemperatur<br />

und die Ölstandzeit erhöht sich. Mit der Reduzierung<br />

der Lagervorspannung sowie der Berechnung nach<br />

ISO/TS16281 erhöht sich die rechnerische Lagerlebensdauer<br />

im Schnitt auf das 2,5-fache. Daraus ergibt<br />

sich ein verlängertes Wartungsintervall für den Antrieb,<br />

was in einer höheren Standzeit resultiert.<br />

Stirn- und Kegelstirnradgetriebe der<br />

Generation X.e<br />

Die Industriegetriebe der Generation X.e von SEW-Eurodrive<br />

sowie deren entsprechende Berechnungslandschaft<br />

ermöglichen das lastabhängige Berechnen und<br />

Einstellen des optimalen Montagespielwerts. Neben<br />

der damit erreichbaren Steigerung der Lagerlebensdauer<br />

wurden auch thermische und akustische Aspekte<br />

des Getriebes überarbeitet. Das neue Lüfter- und<br />

Lüfterhaubenkonzept sowie ein reduzierter Ölstand erlauben<br />

die Anpassung der Getriebe an den Einsatzfall.<br />

Weitere bauteilseitige Optimierungen umfassen ein<br />

verbessertes Kegelritzelgehäuse, berührungslose Dichtungssysteme<br />

und eine neue Verzahnungstopologie.<br />

Die Kombination der umgesetzten Einzelmaßnahmen<br />

und die Berechnung durch vernetzte Softwaretools<br />

versetzten den Anwender in die Lage, ein exakt passendes<br />

Getriebe zu projektieren. Das Ergebnis ist<br />

größtmögliche Effizienz sowie mehr Sicherheit und<br />

Langlebigkeit, auch bei schwierigen Einsatzbedingungen.<br />

(jg)<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Qualitative Darstellung<br />

der Lastverteilung innerhalb<br />

des Wälzkörpers.<br />

Bild: SEW-Eurodrive<br />

Lagerlebensdauer in Abhängigkeit der Lagervorspannung.<br />

Bild: SEW-Eurodrive<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 51


TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Rotationsbremsen:<br />

Kleine Zutaten für mehr<br />

Sicherheit und Komfort<br />

an gläsernen Herdtüren<br />

Rotationsbremsen und technische Federn von ACE Stoßdämpfer an Klapptüren<br />

Gekonnte Mischung<br />

Die Wachtel GmbH setzt für das Öffnen und Schließen der gläsernen Klapptüren „Soft<br />

Close“, einer neuen Generation von Elektro-Etagenöfen für Bäckereien, neben technischen<br />

Federn auch Rotationsbremsen der ACE Stoßdämpfer GmbH ein. Die kleinen<br />

stromlos arbeitenden Maschinenelemente tragen damit in der innovativen <strong>Konstruktion</strong><br />

zu mehr Bedienkomfort und Sicherheit beim Handling für das Personal bei.<br />

Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf<br />

Im Ladenbackofen Piccolo Pro<br />

hat die Wachtel GmbH zahlreiche<br />

Innovationen integriert,<br />

wobei der Komfort beim Beund<br />

Entladen durch leises,<br />

gleichmäßiges Öffnen und<br />

Schließen der gläsernen Herdtüren<br />

abgerundet wird.<br />

INFO<br />

Details zu den<br />

Rotationsbremsen von<br />

ACE Stoßdämpfer:<br />

hier.pro/j6sSA<br />

Als Partner des professionellen Backhandwerks<br />

entwickelt und vertreibt die Wachtel GmbH aus<br />

Hilden im Rheinland vor allem Kälteanlagen, Belader<br />

und Bäckereiöfen. Seit Gründung des Unternehmens<br />

im Jahre 1923 setzen Firmenleitung und Konstrukteure<br />

auf Qualität „Made in Germany“. Die Produkte<br />

aus Hilden gehören dadurch in vielen Bäckereien aus<br />

aller Welt mit zur technischen Einrichtung. In der<br />

Branche steigt die Nachfrage nach Elektro-Etagenöfen,<br />

welche bei Wachtel aktuell bereits mehr als 60%<br />

der verkauften Einheiten an Ladenbacköfen im professionellen<br />

Bereich ausmacht. Die Geschäftsleitung<br />

erwartet, dass sich dieser Trend dank des aus regenerativen<br />

Energien gewonnenen Stroms weiter verstärkt.<br />

So wurde die neueste Generation der elektrisch<br />

betriebenen Etagenöfen des Unternehmens<br />

mit einem starken Fokus auf die Nachhaltigkeit entwickelt<br />

und zur Marktreife gebracht. Entsprechend<br />

Bild: Wachtel GmbH<br />

Eine wesentliche Rolle beim komfortableren Handling spielen<br />

Rotationsbremsen von ACE, die im Zusammenspiel mit technischen<br />

Federn für kontrollierte Ein- und Ausfahrbewegungen<br />

sorgen.<br />

ist es dem Unternehmen gelungen, bei dem Ladenbackofen<br />

Piccolo Pro zahlreiche Innovationen zu integrieren.<br />

Dazu gehören einerseits zum Patent angemeldete<br />

Technologien wie ein elektronischer Energiemanager,<br />

welcher die Auslastung optimiert und<br />

die Strom- und Wasserkosten anzeigt, sowie multizonales<br />

Backen. Bei dieser neuen Technologie gleichen<br />

vier Temperatursensoren und vier separat geregelte<br />

Heizzonen pro Herd die Stauhitze im hinteren<br />

Bereich des Herdes aus, was zu besonders gleichmäßigen<br />

Backergebnissen führt. Andererseits sorgt modernste<br />

Mess- und Regelungstechnik für stabile<br />

Temperaturverhältnisse sowie langlebige LEDs in<br />

Haube und Herd für zusätzlich hohe Energieeffizienz<br />

und ideale Ausleuchtung. Ein weiteres Beispiel für<br />

die gelungene Kombination aus Hightech und unkomplizierter<br />

Bedienung stellt der robuste, aus Edelstahl<br />

gefertigte Gärraum dar, der mit einer neuen,<br />

noch verlässlicheren Verdampfertechnologie ausgestattet<br />

ist. Die Steuerung des Piccolo Pro erfolgt bequem<br />

per direkt neben jedem Herdbereich angebrachten<br />

Touchscreens. Abgerundet wird der Komfort<br />

beim Be- und Entladen durch leises sowie sicheres<br />

Öffnen und Schließen der gläsernen Soft-Close-<br />

Herdtüren.<br />

Bild: Wachtel GmbH<br />

52 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Wachtel setzt stromlos arbeitende Tellerbremsen des<br />

Typs FDT-47 von ACE ein, die dank beidseitiger Wirkung<br />

direkt im Drehpunkt der Vierkantaufnahme mit<br />

einem Bremsmoment von 2,0 Nm arbeiten.<br />

Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

Bei den kontinuierlich drehenden Rotationsbremsen wird durch Scherung dünner Silikonschichten<br />

zwischen den Flächen eines Rotors und eines Stators eine Flüssigkeitsdämpfung erzeugt. Das<br />

Bremsmoment bestimmen die Viskosität des Fluids bzw. die Dimensionierung der Drosselspalte<br />

und der Bohrungen.<br />

Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

Rotationsbremsen werten<br />

<strong>Konstruktion</strong> auf<br />

Im Zuge der Neuentwicklung des Ladenbackofens<br />

verfolgten die Konstrukteure des Herstellers das Ziel,<br />

das Konzept der Hochwertigkeit und Nachhaltigkeit<br />

auch bei diesem für die Bedienung wichtigen Detail<br />

zu beachten und die Geschwindigkeitsregulierung zu<br />

optimieren. Diese wurde in der Vergangenheit zur<br />

Unterstützung der von Hand betätigten Bewegungen<br />

von einem Federmechanismus in den Klapptüren<br />

übernommen. Aufgrund guter Erfahrungen mit Maschinenelementen<br />

der ACE Stoßdämpfer GmbH und<br />

auch wegen der Nähe zu deren Standort im benachbarten<br />

Langenfeld schlossen sich die Techniker der<br />

beiden Unternehmen kurz. Als Unterstützung der<br />

weiterhin verwendeten Federn kommen für kontrollierte<br />

Bewegungen und sichere, dauerhafte Unterstützung<br />

der Muskelkraft bei vergleichbaren Anwendungen<br />

sowohl Industriegaszug- oder Gasdruckfedern<br />

als auch Rotationsbremsen aus dem Komponentenportfolio<br />

von ACE infrage. Neben der Zugkraft der<br />

Federn und dem Gewicht der Klappen war in diesem<br />

Fall vor allem die Umgebungstemperatur am Einsatzort<br />

zu klären.<br />

Rotationsbremsen mit flachem Design<br />

Es stellte sich nach Bemusterungen in der Testphase<br />

heraus, dass die Hightech-Öfen sehr energieeffizient<br />

arbeiten und zudem so gut isoliert sind, dass entsprechende<br />

Maschinenelemente aus beiden Produktfamilien<br />

geeignet sind. Dass man sich am Ende entschied,<br />

Rotationsbremsen des Typs FDT-47 zu verbauen,<br />

ist vor allem dem flachen Design der verwendeten,<br />

stromlos arbeitenden Tellerbremsen zu verdanken.<br />

Die mit einem robusten Stahlgehäuse versehenen<br />

und beidseitig wirkenden Maschinenelemente<br />

arbeiten direkt im Drehpunkt der Vierkantaufnahme.<br />

Somit können die aufgrund der unkomplizierten,<br />

platzsparenden Integration direkt an der Klappe un-<br />

tergebrachten wartungsfreien und einbaufertigen<br />

Komponenten ihre Vorteile in beiden Bewegungsund<br />

Bremsrichtungen voll ausspielen. Selbst nach<br />

50.000 Zyklen verfügen sie noch über mindestens<br />

80% des Bremsmoments von 2,0 Nm. Damit ist ein<br />

Austausch der Rotationsbremsen, die mit einem<br />

Durchmesser von 47 mm aufwarten, während der Lebensdauer<br />

der Backöfen selbst bei Hochbetrieb kaum<br />

nötig. Anderenfalls hätten die Dämpfungsspezialisten<br />

von ACE in den Produktionsstätten auch Elemente<br />

mit größeren Durchmessern und höheren Bremsleistungen<br />

vorrätig.<br />

Rotationsbremsen sorgen für harmonische<br />

Ein- und Ausfahrbewegungen<br />

In der Bäckereipraxis zeigt sich nach Markteinführung<br />

der neuen Elektro-Etagenöfen der Wachtel<br />

GmbH, dass die Klappen gleichmäßig und geregelt in<br />

die Endlagen fahren. Die Konstrukteure und Servicetechniker<br />

berichten von den positiven Rückmeldungen<br />

aus der Kundschaft, von der die für das Auge<br />

schöneren und harmonischeren Ein- und Ausfahrbewegungen<br />

der Klappen als angenehm empfunden<br />

wird und die neben den vielen anderen Innovationen<br />

am Piccolo Pro den gesteigerten Komfort beim Beund<br />

Entladen lobt.<br />

(jg)<br />

www.ace-ace.de<br />

ACE liefert Rotationsbremsen für so gut wie jede <strong>Konstruktion</strong>, auch in einstellbaren Varianten.<br />

Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 53


TRENDS » News Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

Edelstahl-Gelenkkopf von Igus für höhere Belastungen<br />

Starker Kunststoff-Metall-Hybrid für hygienische Abläufe<br />

Gerade im Lebensmittelbereich gelten<br />

schmierfreie Kunststoff-Gelenklager als<br />

sichere und hygienische Alternative zu<br />

metallischen Lagerstellen, die häufig<br />

nachgeschmiert werden müssen. Igus<br />

stellt hier jetzt eine neue Variante für höhere<br />

Belastungen vor: die Igubal-Edelstahl-Gelenkköpfe<br />

mit Iglidur A160. Sie<br />

sind mit einem Edelstahl-Gehäuse, einem<br />

selbstschmierenden Polymer-Innenring<br />

und einer Kugelkalotte aus Edelstahl ausgestattet.<br />

In Iglidur A160 befindet sich<br />

ein Festschmierstoff, der sich im Laufe<br />

Bild: Igus<br />

der Zeit in mikroskopisch kleinen Mengen<br />

freisetzt. Er sorgt laut Anbieter für einen<br />

reibungsarmen Trockenlauf zwischen In-<br />

nenring und Edelstahlkalotte. Die<br />

Schmierfreiheit beschleunigt zudem die<br />

Reinigung der Gelenkköpfe. Denn ohne<br />

Schmierfett haben Schmutz und Staub<br />

kaum noch eine Chance sich abzulagern.<br />

Um die Lebensmittelsicherheit weiter zu<br />

erhöhen, ist Iglidur A160 in Blau ausgeführt.<br />

Eine Farbe, auf der sich Lebensmittelrückstände<br />

und Schimmelpilzsporen<br />

bei Reinigungskontrollen schnell erkennen<br />

lassen. Zudem ist die Farbe optisch<br />

detektierbar.<br />

www.igus.de<br />

Motor-Controller für AC-Servomotoren von SMC<br />

Große Auswahl an Feldbusprotokollen<br />

Bild: SMC Deutschland<br />

Mit der neuen Serie Lecsn-T liefert SMC für seine elektrischen Antriebsserien Ley, Lef und Lej eine<br />

neue Lösung: So unterstützt der Motor-Controller für AC-Servomotoren dank der Kommunikation<br />

über Netzwerkkarte eine große Auswahl an Feldbusprotokollen und sorgt dank Kompatibilität mit einem<br />

Absolut-Encoder für ein schnelles Wiederanfahren des Antriebs nach einem Spannungsabfall.<br />

Um einen Not-Stopp zu erwirken oder den unerwarteten Anlauf eines elektrischen Antriebs zu verhindern,<br />

ist der Motor-Controller mit der Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off) ausgestattet und<br />

erfüllt damit die international gültige Norm EN/IEC 61800-5-2. Der Motor erhält damit von der Leistungsendstufe<br />

des Antriebs keine Energie und kann somit kein Drehmoment mehr erzeugen – das garantiert<br />

einen hohen Grad an Sicherheit im Produktionsbetrieb. Zugleich kann etwa im Falle der Abschaltung<br />

der Spannungsversorgung beispielsweise zu Wartungszwecken, aber auch nach einem<br />

Stromausfall oder einem Not-Aus zur Gefahrenabwehr der Betrieb direkt von der letzten Position aus<br />

fortgeführt werden.<br />

www.smc.de<br />

Drehgeber von Siko kombinieren präzise Positionsmessung mit einem kleinen Gehäuse<br />

Werte über analoge Schnittstellen ermitteln<br />

Die neuen absoluten Drehgeber AV3650M und AH3650M von<br />

Siko kombinieren eine präzise Positionsmessung mit einem besonders<br />

kleinen und widerstandsfähigen Gehäuse und stellen<br />

damit eine optimale Lösung für eine effiziente und kostenoptimierte<br />

Positionsmessung dar. Die absoluten Positionswerte werden<br />

hierbei über die integrierten analogen Schnittstellen ermittelt.<br />

Dem Anwender stehen eine Vielzahl von unterschiedlichen<br />

Varianten wie 0...10 V, 0…5 V sowie 4…20 mA zur Verfügung.<br />

Die beiden Drehgeber mit magnetischem Messprinzip besitzen<br />

ein auf der Energy Harvesting Technology basierendes Multiturnsystem,<br />

wodurch eine Messung der Umdrehungen ohne den<br />

Einsatz eines mechanischen Getriebes oder einer Batterie möglich<br />

ist. Dadurch sind die Sensoren nicht nur verschleiß- und<br />

wartungsfrei, sondern überzeugen auch durch den Wegfall<br />

zusätzlicher Kosten. Trotz der kompakten Bauart mit einem<br />

Außendurchmesser von nur 36 mm können die Drehgeber mehr<br />

als 65.000 Umdrehungen absolut und präzise erfassen.<br />

www.siko-global.com<br />

Bild: Siko<br />

54 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


Höhl & Westhoff GmbH<br />

Tradition • Qualität • Sicherheit<br />

Bild: Enemac<br />

Metallbalgkupplung von Enemac<br />

Geringes Trägheitsmoment<br />

Enemac hat seine speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />

ausgelegte<br />

Metallbalgkupplung EWS überarbeitet:<br />

Dank ihrer hohen Wuchtgüte und der<br />

rotationssymmetrischen Bauweise mit<br />

geringem Trägheitsmoment kann sie<br />

jetzt bei bis zu 57.000 min -1 eingesetzt<br />

werden. Sie ist weiterhin in sechs Baugrößen<br />

erhältlich, jetzt jedoch für einen<br />

höheren Drehmomentbereich von bis zu 700 Nm<br />

mit einem Bohrungsdurchmesser zwischen 5 und 60 mm. Eine<br />

speziell konstruierte konische Klemmringnabe wird als<br />

kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindung eingesetzt. Bei den<br />

angegebenen Anzugsmomenten wird der Konusring in einem<br />

Blockanschlag gegen die Konusnabe gezogen. Die anfängliche<br />

Spaltgröße wird somit auf Null reduziert, was ein Kippen<br />

oder Überlasten des Kegelrings verhindert. Das Antriebselement<br />

bietet einen optimalen spielfreien Einsatz im Temperaturbereich<br />

von -40 bis +200 °C.<br />

www.enemac.de<br />

Schutz für Mensch und Maschine<br />

Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />

• Faltenbälge<br />

• Gleitbahnschützer<br />

• Kastenbälge<br />

• Jalousien<br />

• Gummiformteile<br />

www.faltenbalg.net<br />

info@faltenbalg.net<br />

Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82<br />

Fax +49 (0) 202 / 8 28 85<br />

• Rollbandabdeckungen<br />

• Spiralfedern<br />

• Schürzen<br />

• Kompensatoren<br />

• Manschetten<br />

Bild: Dr. Fritz Faulhaber<br />

Zweiphasen-Schrittmotor von Faulhaber<br />

Für anspruchsvolle Anwendungen<br />

Der neue mehrpolige Zweiphasen-Schrittmotor AM3248 erreicht<br />

laut Anbieter Faulhaber mit maximal 10.000 min -1 die<br />

fünffache Drehzahl vergleichbarer Schrittmotoren. In Kombination<br />

mit einer Getriebeuntersetzung von 100:1 liefert er<br />

ein Drehmoment von 5 Nm. Der Motor macht 48 Schritte pro<br />

Umdrehung und bietet ein Haltemoment von 85 mNm. Vom<br />

ersten Schritt an startet er mit einer hohen Geschwindigkeit;<br />

sein niedriges Trägheitsmoment prädestiniert ihn für Anwendungen,<br />

die eine sehr schnelle Beschleunigung sowie schnelle<br />

Richtungswechsel voraussetzen. Der Motor kann mit einem<br />

Getriebe des Typs 32 GPT und außerdem mit einem magnetischen<br />

Encoder der Reihe IE3 kombiniert werden. Die Leistungswerte,<br />

die er erreicht, sind in seiner Größenklasse einzigartig<br />

auf dem Markt, so Faulhaber. Der Motor misst 32 mm<br />

im Durchmesser und eignet sich für anspruchsvolle Anwendungen<br />

in Bereichen<br />

wie beispielsweise<br />

Luft- und Raumfahrt,<br />

Laborautomation, Optik,<br />

Halbleiterindustrie,<br />

Robotik sowie<br />

3D-Druck.<br />

www.faulhaber.com<br />

Peter Welter GmbH & Co. KG<br />

Magnete<br />

verwirklichen Ideen<br />

Haftsysteme<br />

Verschlüsse<br />

Rotoren/Sensorik<br />

Peter Welter GmbH & Co. KG<br />

Beratung/Konzeption<br />

Sonderanfertigung<br />

Standardprogramm<br />

Nutzen Sie die Anziehungskraft<br />

von Magneten, als innovative<br />

Lösung in Ihrer Anwendung<br />

Fon: 02235/955210; Web: magnete-welter.de;<br />

E-Mail: info@magnete-welter.de<br />

Beratung auch per Videocalls<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 55


TRENDS » News Antreiben - Steuern - Bewegen<br />

Smarter Aktuator von Ewellix für raue Umgebungen<br />

Plug-and-Play-Lösung<br />

Für den Einsatz in landwirtschaftlichen Geräten, Baumaschinen,<br />

Arbeits- und Hebebühnen sowie in Utility Task Vehicles, Kehrmaschinen<br />

und Bussen stellt Ewellix die sensorbestückten und<br />

wartungsfreien Aktuatoren der CAHB-2xS-Serie vor. Die Plugand-Play-Lösung<br />

bietet nach eigenen Angaben eine verbesserte<br />

Steuerung und Kommunikation, genaue Positionssensoren, integrierte<br />

Fernüberwachung und -diagnose und eine lange Lebensdauer.<br />

Anwender profitieren von niedrigeren Kosten, einer kürzen<br />

Time-to-market und einer höheren Produktivität. Der Aktuator<br />

lässt sich ohne Starkstromregler an einen einfachen<br />

Schalter oder eine Steuereinheit anschließen. Durch die Verwen-<br />

dung des CAN-Bus lässt sich die Verdrahtung des Stellantriebs<br />

vereinfachen. Anwender können auch mehrere Aktuatoren synchronisieren,<br />

um parallele Bewegung bei voller Geschwindigkeit<br />

zu ermöglichen. Dazu ist keine zusätzliche Elektronik oder weiterer<br />

CAN-Bus erforderlich. Das senkt die Kosten.<br />

www.ewellix.com<br />

Bild: Ewellix<br />

Bürstenlose DC-Motoren und Treiber für 24 VDC von Oriental Motor<br />

Geeignet auch für vertikale Anwendungen<br />

Bild: Oriental Motor (Europa)<br />

Die BLH-Serie mit bürstenlosen DC-Motoren und Treiber für 24 V DC von Oriental Motor<br />

zeichnen sich durch ein gesteigertes Drehmoment aus und ermöglichen, die Beschleunigungs-<br />

und Abbremszeiten in der Anwendung zu verkürzen. Damit eignen sich die<br />

leichten und kompakten Antriebe für Bandantriebe oder fahrerlose Transportfahrzeuge<br />

(FTF). Die kompakten Motoren sind mit Stirnradgetriebe, Flachgetriebe oder ohne Getriebe<br />

mit Rundwelle erhältlich und mit Nennleistungen von 15, 30, 50 und 100 W verfügbar.<br />

Je nach Leistung liegt ihr Flanschmaß zwischen 42 und 90 mm. Dank ihrer optionalen<br />

elektromagnetischen Bremse (außer 15-W-Version) stellen sie eine ideale Antriebslösung<br />

für vertikale oder andere Anwendungen dar, bei denen bei einem eventuellen<br />

Stromausfall die Last durch die Bremse gehalten werden muss. Die Motoren<br />

zeichnen sich durch eine stabile Drehzahl aus, die auch bei Laständerungen oder Synchronbetrieb<br />

nur geringe Drehzahlabweichungen (±0,2 beziehungsweise ±0,5 % je<br />

nach Treiber) aufweist. Durch diese Eigenschaften verhelfen sie der jeweiligen Anwendung<br />

zu höheren Taktzahlen.<br />

www.orientalmotor.de<br />

Hochleistungs-Vierpunktlager von Rodriguez<br />

Für außergewöhnliche Anwendungen<br />

Kugeldrehverbindungen von Rodriguez<br />

bewähren sich in außergewöhnlichen Anwendungen:<br />

Bei der Sanierung eines<br />

Leuchtturmscheinwerfers fiel die Wahl<br />

auf ein Hochleistungs-Vierpunktlager. In<br />

der Bühnentechnik werden Rodriguez-<br />

Kugeldrehverbindungen verbaut – und<br />

nicht zuletzt in der ältesten Gin-Destillerie<br />

der Welt. Für die Lampe des Leuchtturms<br />

in Bressay wurde etwa eine Drehverbindung<br />

mit einem Außendurchmesser<br />

von 948 mm benötigt. Die Herausforde-<br />

rung lautete, die ursprüngliche Lampe zu<br />

ersetzen und trotz der „erschwerten“ Bedingungen<br />

– der drehende Teil der Lampe<br />

wiegt mehrere hundert Kilogramm – eine<br />

kontinuierliche, gleichmäßige Bewegung<br />

des Lichtes zu gewährleisten. Die Kugeldrehverbindung<br />

des Herstellers ist die<br />

ideale Lösung für diese Anwendung: Sie<br />

konnte in dem leicht gekrümmten Becken<br />

über dem Sockel montiert werden und<br />

sorgt für eine optimale Drehbewegung.<br />

www.rodriguez.de<br />

Bild: Rodriguez<br />

56 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


News « WERKSTOFFE & VERFAHREN<br />

Mehrkomponententechnologie von Trelleborg<br />

Elastomere mit anderen Werkstoffen kombinieren<br />

Im Kunststoffbereich gehören Mehrkomponententeile<br />

aus Duroplasten und Thermoplasten<br />

seit einiger Zeit zum Standard.<br />

Trelleborg Sealing Solutions ist es nun gelungen,<br />

solche Verbindungen auch für<br />

Elastomere zu realisieren. Neue Produktdesigns<br />

sind möglich. So lassen sich Thermoplaste<br />

und Elastomere mit einer notwendigen<br />

Festigkeit zu hochwertigen<br />

Dichtungslösungen kombinieren. Die Zusammensetzungen<br />

polymerer Werkstoffe<br />

sind meist geistiges Eigentum der Erzeuger<br />

und nicht ohne weiteres zugänglich.<br />

Daher fehlen gerade bei Elastomeren oft<br />

Informationen, die zur Sicherstellung einer<br />

dauerhaften Verbindung mit einem<br />

andersartigen Werkstoff nötig wären.<br />

Deshalb war es bisher kaum möglich,<br />

Thermoplaste und Elastomere mit der<br />

notwendigen Festigkeit zu vereinen. Im<br />

Multicomponent Development Center von<br />

Trelleborg wurde daher der Einfluss von<br />

Oberflächeneigenschaften und Materialverarbeitung<br />

auf den Haftverbund der<br />

Elastomere zu verschieden Kunststoffträgern<br />

untersucht. Das Ergebnis: ein Prozess,<br />

der ohne Vorbehandlung, Klebstoffe,<br />

Oberflächenvorbereitung oder sonstige<br />

Bild: Trelleborg Sealing Solutions<br />

Maßnahmen auskommt. Das zuverlässige<br />

Verfahren eignet sich auch für einen hohen<br />

Automatisierungsgrad mit visuellen<br />

oder funktionalen Qualitätskontrollen.<br />

www.trelleborg.com<br />

Igus erweitert Angebot an Iglidur-Halbzeugen um vier Werkstoffe<br />

Für Lebensmittel- und Verpackungsindustrie geeignet<br />

Bild: Igus<br />

Igus erweitert sein Angebot an Iglidur-Halbzeugen um vier Werkstoffe, darunter zwei<br />

für den Food-Bereich: das hitzebeständige Material Iglidur AC500 und der belastbare<br />

Werkstoff A250. Für die Fertigung von Sonderbuchsen, Rollen und anderen Gleitelementen,<br />

die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, hat Igus Iglidur AC500 entwickelt.<br />

Der FDA-konforme Hochtemperaturwerkstoff hält Temperaturen von bis zu 250 °C<br />

stand. Somit eignen sich Bauteile aus AC500 unter anderem für Gleitelemente in Backstraßen.<br />

Ebenfalls gutgeeignet für die Lebensmittel- und Verpackungsindustrie sind die<br />

neuen Rundstäbe Iglidur A250. Sie eignen sich unter anderem für die Herstellung sogenannter<br />

Messerkantenrollen, die in der Umlenkung von Förderbändern zum Einsatz<br />

kommen. Der Werkstoff verringert dank seines reibungsarmen, schmiermittelfreien<br />

Trockenlaufs die benötigte Antriebsleistung. Beide Materialien sind für den direkten<br />

Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen.<br />

www.igus.de<br />

1793053-2.PDF - Januar 5, 2022 x<br />

Thomapren®-EPDM/PP-<br />

Schläuche – FDA konform<br />

www.rct-online.de<br />

Elastischer Pumpen-, Pharma- und<br />

Förderschlauch für höchste Ansprüche<br />

• High-Tech-Elastomer EPDM/PP: Temperaturbeständig<br />

bis +135 °C, UV-beständig, chemikalienresistent,<br />

niedrige Gaspermeabilität<br />

• Für Schlauchquetschventile und Peristaltikpumpen: Bis zu<br />

30 mal höhere Standzeiten gegenüber anderen Schläuchen<br />

• Biokompatibel und sterilisierbar: Zulassungen nach FDA,<br />

USP Class VI, ISO 10993, EU 2003/11/EG<br />

Reichelt<br />

Chemietechnik<br />

GmbH + Co.<br />

Englerstraße 18<br />

D-69126 Heidelberg<br />

Tel. 0 62 21 31 25-0<br />

Fax 0 62 21 31 25-10<br />

rct@rct-online.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 57


INSERENTENVERZEICHNIS<br />

IMPRESSUM<br />

Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl 7<br />

Easyfairs GmbH Büro Stuttgart, Stuttgart 27<br />

Franke GmbH, Aalen 2<br />

Otto Ganter GmbH & Co. KG, Furtwangen 37<br />

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG,<br />

Bargteheide 13<br />

Höhl & Westhoff GmbH, Wuppertal 55<br />

INNEO Solutions GmbH, Ellwangen 21<br />

Fritz Kübler GmbH, Villingen-Schwenningen 29<br />

LK-Mechanik und Blechverarbeitungs-GmbH,<br />

Heuchelheim 19<br />

maxon motor GmbH, München 60<br />

Mesago Messe Frankfurt GmbH, Stuttgart 17<br />

MICRO-EPSILON-MESS-<br />

TECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg 3<br />

Neff Gewindetriebe GmbH, Weil im Schönbuch 5<br />

F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG, Schwerte 35<br />

RCT Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.,<br />

Heidelberg 57<br />

VORSCHAU<br />

Bild: NSK<br />

3D-DRUCK/DIGITALISIERUNG<br />

Was im Privatbereich mit Plattformen wie<br />

Amazon oder Zalando seit vielen Jahren<br />

etabliert ist, fasst zunehmend in der Industrie<br />

Fuß: Online-Marktplätze. Im Umfeld des<br />

3D-Drucks bietet Protiq eine solche Lösung.<br />

Sieb & Meyer AG, Lüneburg 39<br />

STEGO – Elektrotechnik GmbH,<br />

Schwäbisch Hall 25<br />

Joachim Uhing GmbH & Co. KG, Flintbek 45<br />

UNION-KLISCHEE GmbH, Berlin 33<br />

Weidmüller GmbH & Co. KG, Detmold 9<br />

Peter Welter GmbH & Co. KG, Erftstadt 55<br />

ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm 35<br />

Einer Teilauflage dieser Ausgabe liegt<br />

ein Prospekt folgender Firma bei:<br />

Hoppe Unternehmensberatung,<br />

Heusenstamm<br />

Wir bitten unsere Leser um<br />

freundliche Beachtung.<br />

<strong>KEM</strong> PERSPEKTIVEN<br />

Features und Services rund<br />

um Condition Monitoring<br />

und Predictive Maintenance<br />

heben Entwicklungen in<br />

der Antriebstechnik auf<br />

ein neues Level, zeigen<br />

verschiedene Hersteller.<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

Im Rahmen eines Fünf-Stufen-Programms<br />

bietet Kullen-Koti den Anwendern seiner<br />

Bürstensysteme eine Fülle an Serviceleistungen.<br />

Sie vereinfachen die Auswahl und<br />

berücksichtigen alle technischen Aspekte.<br />

ISSN 1612–7226<br />

Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />

Verlag: Konradin-Verlag<br />

Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

Redaktion:<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban (co),<br />

Phone + 49 711 7594–417<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Stellvertretende Chefredakteure:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />

Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />

Korrespondent:<br />

Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />

Redakteure:<br />

Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />

Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 711 7594–4653;<br />

Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Carmelina Weber<br />

Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />

carmelina.weber@konradin.de<br />

Layout:<br />

Helga Nass, Phone +49 711 7594–278<br />

Laura Gehring, Phone +49 711 7594–237<br />

Gestaltungskonzept:<br />

Katrin Apel<br />

Gesamtanzeigenleiter:<br />

(Verantwortlich für den Anzeigenteil:)<br />

Andreas Hugel,<br />

Phone +49 711 7594–472<br />

E-Mail: andreas.hugel@konradin.de<br />

Auftragsmanagement:<br />

Andrea Haab, Phone +49 711 7594–320<br />

E-Mail: andrea.haab@konradin.de<br />

Leserservice:<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />

Phone +49 711 7252–209<br />

E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />

nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />

Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />

Ausland: 84,90 € inkl. Versandkosten.<br />

Einzelverkaufspreis: 8,49 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />

Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />

werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine<br />

Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />

Auslandsvertretungen:<br />

Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />

862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info<br />

USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc.,<br />

Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,<br />

Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,<br />

detleffox@comcast.net<br />

Druck: Konradin Druck,<br />

Kohlhammerstraße 1–15,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />

Printed in Germany<br />

© 2022 by Konradin-Verlag<br />

Robert Kohlhammer GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 04/2022 erscheint am 19.04.2022<br />

EDA<br />

58 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022


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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 59


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60 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022

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