antriebstechnik 3/2023
antriebstechnik 3/2023
antriebstechnik 3/2023
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19174<br />
03<br />
März <strong>2023</strong><br />
€ 16,50<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
DIREKTANTRIEBE<br />
Mobile Antriebseinheiten<br />
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<strong>antriebstechnik</strong>.de
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Carmen Nawrath<br />
Head of Sales<br />
Telefon: 0049/6131/992-245<br />
c.nawrath@vfmz.de
EDITORIAL<br />
GLEICHHEIT IN DER TAT<br />
Liebe Leser*innen,<br />
mittlerweile ist es recht sichtbar: das so genannte Gendersternchen.<br />
Die Idee dahinter ist durchaus löblich: mehr<br />
Gleichheit zwischen Frauen und Männern aufzuzeigen.<br />
Aber auch wenn die deutsche Sprache vielleicht manchmal<br />
männlich erscheint, gilt es doch zu differenzieren, da unsere<br />
Sprache durchaus zwischen biologischem und grammatischem<br />
Geschlecht unterscheidet.<br />
DER<br />
WELTMOTOR<br />
vom Antriebsdesigner<br />
Besser als nur die Sprache zu wechseln, ist es doch, im<br />
täglichen (Arbeits-)Leben etwas zu ändern – somit Taten statt<br />
Worte. Beispielsweise hat sich das Fraunhofer IWU auf die<br />
Fahnen geschrieben, Frauen für MINT-Berufe zu begeistern,<br />
zu fördern und dadurch das Berufsfeld für Frauen attraktiver<br />
zu machen. Dazu schnürte das Institut ein Maßnahmenpaket<br />
vom Recruiting über Mentoring bis hin zu maßgeschneiderten<br />
Förderangeboten für jede Karrierephase. Das IWU hat<br />
sich vorgenommen, den Frauenanteil bis 2025 bei den<br />
Einstellungen deutlich zu erhöhen: von 18 Prozent (im Jahr<br />
2020) auf 27 Prozent.<br />
Wir bei der <strong>antriebstechnik</strong> verzichten auf das Sternchen,<br />
weil wir meinen, dass Texte so viel besser lesbar sind.<br />
Übrigens beträgt der Frauenanteil in der Redaktion der<br />
Vereinigten Fachverlage etwa 80 Prozent. Eine feine Quote,<br />
wie wir meinen.<br />
Viel Spaß beim barrierefreien Lesen<br />
wünscht Ihnen<br />
Ihr Guido Matthes<br />
g.matthes@vfmz.de<br />
Elektrokleinmotoren<br />
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Stepper, Getriebe<br />
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www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 3
EDITORIAL<br />
03 Gleichheit in der Tat<br />
SOFTSTARTER<br />
06 Frauen in MINT-Berufen<br />
07 Menschen, Märkte, Unternehmen<br />
18<br />
ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
DIREKTANTRIEBE<br />
10 TITEL Getriebeloser Antriebsstrang für mobile Robotik<br />
UMRICHTERTECHNIK<br />
16 Präventive Werkzeugüberwachung mit Umrichtern<br />
18 Antriebstechnik mit Mehrwert<br />
MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
LINEARTECHNIK<br />
20 Gerade für Roboter<br />
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
24 Transformation als Wettbewerbsfaktor<br />
28 Variantenvielfalt im Getriebe<br />
24<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
30 Zahn für Zahn, Gang um Gang<br />
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TITELBILD<br />
Hanning Elektro-Werke,<br />
Oerlinghausen<br />
34<br />
4 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
34 Agilität und Effizienz in moderner Gestalt<br />
36 Klein und wirkungsvoll<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
40 Entwicklung eines drahtlosen Temperatursensors für<br />
die Rotortemperaturmessung<br />
SERVICE<br />
42 Impressum<br />
MEIN TIPP<br />
Rennsportgetriebe<br />
sind eine komplexe<br />
Sache, deren Entwicklung<br />
komplexe<br />
Software erfordert.<br />
Wie man Getriebesoftware<br />
im Rallyesport<br />
mit seinen besonderen<br />
Anforderungen<br />
einsetzt, das zeigt ein<br />
spannender Beitrag<br />
auf Seite 30.<br />
Miles Meier,<br />
Chefredakteur,<br />
m.meier@vfmz.de<br />
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Dursune Gönültas<br />
und ihr<br />
Forschungsthema,<br />
die Programmierung<br />
einer Roboterbahn<br />
durch Gesten -<br />
steuerung<br />
FÜR TECHNIK BEGEISTERN<br />
FRAUEN IN MINT-BERUFEN<br />
Das Fraunhofer IWU hat sich auf die Fahnen geschrieben, Frauen für MINT-Berufe<br />
zu begeistern und zu fördern sowie das Berufsfeld attraktiver zu machen.<br />
Dazu schnürte es ein Maßnahmenpaket vom Recruiting über Mentoring bis<br />
hin zu maßgeschneiderten Förderangeboten für jede Karrierephase.<br />
MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft<br />
und Technik. Das Fraunhofer IWU rekrutiert<br />
seinen wissenschaftlichen Nachwuchs vorrangig aus<br />
Absolventinnen und Absolventen dieser Studienfächer.<br />
Künftig noch mehr Forscherinnen zu gewinnen und zu halten<br />
– darin sieht das Institut eine große Chance. Es erprobt nun<br />
Strukturmaßnahmen zur Relevanzprüfung von Geschlechteraspekten<br />
in der Forschung. Die Erfahrungen am Fraunhofer IWU<br />
zeigen, wie auf Messen Frauen erfolgreich angesprochen werden:<br />
„Mit sinnstiftenden Aufgaben, die für andere Menschen<br />
einen Nutzen bringen, mit einer angenehmen Arbeitsatmosphäre<br />
und mit einem Team, in dem der Austausch großgeschrieben<br />
wird“, erläutert Julia Rothe vom Recruiting. Gute Erfahrungen<br />
macht das Fraunhofer IWU auch mit ConnectING, einem Angebot<br />
für MINT-Studentinnen.<br />
Dr.-Ing. Ulrike Beyer, Leiterin der Taskforce Wasserstoff am<br />
Fraunhofer IWU erzählt begeistert: „Hier kann ich Forscherin,<br />
Managerin und Vertrieblerin meiner eigenen Lösung sein. Ich<br />
wollte immer Führungsverantwortung übernehmen, hier wurde<br />
sie mir als Leiterin der Taskforce anvertraut.“ Dr.-Ing. Juliane<br />
Thielsch leitet die Abteilung Laser Powder Bed Fusion erklärt:<br />
„Gleich zum Start am Fraunhofer IWU durfte ich eine Forschungsgruppe<br />
zu einem neuen Thema im Rahmen der Fraunhofer-<br />
Attract-Förderung aufbauen. Attract gibt jungen Wissenschaftlerinnen<br />
und Wissenschaftlern die Möglichkeit, ihre Ideen ziel-<br />
Andreas Hemmerle, Pressereferent, Fraunhofer-Institut für<br />
Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz<br />
und anwendungsorientiert voranzutreiben. So bekomme ich die<br />
Balance zwischen meiner Arbeit und der Familie hin.“ Manja<br />
Mai-Ly Pfaff, Gruppenleiterin im Bereich Digitalisierung in der<br />
Produktion und ehemalige Teilnehmerin des Programms Talenta,<br />
schätzt die gezielte Förderung talentierter Wissenschaftlerinnen<br />
bei Fraunhofer: „Das Programm ist eine großartige Chance für<br />
die persönliche Weiterbildung und Entwicklung. Gleichzeitig ist<br />
es ein deutschlandweites Netzwerk aus Wissenschaftlerinnen.“<br />
Talenta richtet sich an Neueinsteigerinnen und Mitarbeiterinnen<br />
mit Berufs- und Führungserfahrung. Neue Mitarbeiterinnen<br />
mit besonderem Potenzial sprechen die Institute bereits zur Einstellung<br />
auf diese attraktive Fördermöglichkeit durch die Fraunhofer-Gesellschaft<br />
an.<br />
Dr.-Ing. Julia Schönherr, heute wissenschaftliche Referentin<br />
der Institutsleitung, nahm für ihre Promotion am Fraunhofer<br />
IWU die Talenta-Förderung in Anspruch: „Viele Puzzlesteine<br />
müssen zusammenfinden. Neben der hohen Eigenmotivation<br />
und dem familiären Rückhalt muss auch das Forschungsthema<br />
geschärft werden. Und ich konnte ein Netzwerk zu Wissenschaftlerinnen<br />
anderer Fraunhofer-Institute aufbauen.“<br />
Für eine geschlechtergerechte Forschung ist es durchaus sinnvoll,<br />
Geschlechteraspekte in Forschungsfragen und -inhalten zu<br />
reflektieren, aber auch in der eigenen Organisationsstruktur<br />
abzubilden. Denn nur von exzellenter Forschung, die die Bedürfnisse<br />
aller Menschen in den Blick nimmt, profitieren auch alle.<br />
Bild: Fraunhofer IWU<br />
www.iwu.fraunhofer.de<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
www.tbwom.de<br />
BOSCH REXROTH: HYDRAFORCE-<br />
ÜBERNAHME PERFEKT<br />
Nach Zustimmung<br />
durch die Kartellbehörden<br />
hat Bosch Rexroth<br />
die Übernahme des<br />
Hydraulikspezialisten<br />
Hydra Force am<br />
3. Februar vollzogen.<br />
Die Akquisition des<br />
Unternehmens mit Sitz<br />
in Lincolnshire, Illinois (USA), wurde im Juli 2022 bekanntgegeben.<br />
Sie stärkt die Präsenz von Bosch Rexroth in Nordamerika.<br />
Um das weltweite Hydraulikgeschäft auszubauen,<br />
bündeln Bosch Rexroth und Hydra Force ihre Präsenz in sich<br />
ergänzenden Regionen und sorgen so für eine ausgewogenere<br />
Marktabdeckung in Europa und Nordamerika. Gleichzeitig<br />
ermöglicht die Verbindung der beiden Unternehmen<br />
Wachstum in Asien. Bestehende regionale Lieferketten<br />
bleiben bestehen, um eine schnelle Produktverfügbarkeit zu<br />
gewährleisten und die Kunden noch besser zu unterstützen.<br />
„Die Übernahme von Hydra Force erweitert das Hydraulikangebot<br />
für bestehende und neue Kunden, erweitert<br />
unseren globalen Marktzugang durch zusätzliche indirekte<br />
Vertriebskanäle und bietet Chancen für zusätzliches<br />
Wachstum“, sagt Dr. Steffen Haack, Vorstandsvorsitzender<br />
von Bosch Rexroth. Das Produktangebot von Bosch Rexroth<br />
umfasst ein breiteres Spektrum an Kompakthydraulikkomponenten<br />
und -Systemen, wohingegen sich Hydra Force auf<br />
mechanische und elektrische Einschraubventile und<br />
Steuerblöcke fokussiert.<br />
www.boschrexroth.de<br />
12 – 16 June<br />
Düsseldorf<br />
Germany<br />
<strong>2023</strong><br />
The Bright<br />
World<br />
of Metals<br />
Technologies Processes<br />
Applications Products<br />
SCHAEFFLER: NEUER LEITER<br />
INDUSTRIEGESCHÄFT<br />
Zum 1. Januar <strong>2023</strong> hat<br />
Christian Zeidlhack (45) die<br />
Leitung für das Industriegeschäft<br />
in Europa sowie die<br />
Gesamtleitung der Subregion<br />
Zentral- und Osteuropa bei<br />
Schaeffler übernommen. In<br />
dieser Position verantwortet er<br />
das Direktkunden- und Vertriebspartnergeschäft der Sparte<br />
Industrial in der gesamten Region Europa sowie das<br />
gesamte Geschäft des Unternehmens in der Subregion.<br />
Christian Zeidlhack löst damit Marcus Eisenhuth ab, der das<br />
Unternehmen zum 31. März <strong>2023</strong> verlassen wird. Nach dem<br />
beruflichen Start im Daimler Konzern wechselte der<br />
studierte Betriebswirt und Wirtschaftsingenieur im Jahr<br />
2007 zu Schaeffler. Seitdem ist er in der Sparte Industrial<br />
tätig. Er leitete zunächst den Geschäftsbereich Raw<br />
Materials, war dann als Leiter für das globale Key Account<br />
Management verantwortlich und zuletzt als President<br />
Industrial für die Region Americas. „Herr Zeidlhack war über<br />
die letzten Jahre maßgeblich am Erfolg der Industriesparte<br />
von Schaeffler beteiligt und ich freue mich, dass er nun die<br />
Leitung des Industriegeschäfts der Region Europa übernimmt.<br />
Seine Unternehmens- und Kundenexpertise ist die<br />
optimale Voraussetzung, das Industriegeschäft der Region<br />
Europa weiter erfolgreich auszubauen“, sagt Dr. Stefan<br />
Spindler, CEO Industrial der Schaeffler AG.<br />
www.schaeffler.com<br />
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35 JAHRE FREQUENZUMRICHTERFERTIGUNG<br />
IN AURICH<br />
ANTRIEBS- UND FLUIDTECHNIK AUF DER<br />
HANNOVER MESSE<br />
Auf einer gemeinsamen<br />
Veranstaltung stimmten<br />
sich VDMA und<br />
Hannover Messe auf<br />
das diesjährige Event<br />
ein. Es sprachen Jochen<br />
Köckler (li.), Vorsitzender<br />
des Vorstands der<br />
Deutschen Messe AG<br />
und Harmut Rauen (re.),<br />
stellvertretender VDMA-Hauptgeschäftsführer und verantwortlich<br />
für die Antriebstechnik und Fluidtechnik im VDMA. Dazu<br />
stellten einige Unternehmen beispielhafte Innovationen vor.<br />
„Die Unternehmen aus den Bereichen Antriebs- und Fluidtechnik<br />
zählen mit ihrer hohen Innovationskraft traditionell zu den<br />
größten und nachhaltigsten Innovationstreibern auf der<br />
Hannover Messe.“, sagt Köckler. „Antriebs- und Fluidtechnik-<br />
Komponenten sind die zentralen Bausteine der Maschinen für<br />
Kraft und Bewegung, aber auch Datenquelle für digitale<br />
Mehrwertdienste und entscheidend für die Performance der<br />
Kundenprodukte – das zeigen wir auf der Hannover Messe“,<br />
betont Rauen, stellvertretender VDMA-Hauptgeschäftsführer<br />
und verantwortlich für die Antriebstechnik und Fluidtechnik im<br />
VDMA. Der Fachverband Antriebstechnik erarbeitet mit<br />
Beteiligung führender Antriebstechnikhersteller in einer<br />
internationalen Joint Working Group OPC UA Companion<br />
Specifications für die Branche.<br />
www.VDMA.org<br />
INNOVACE 2022 GEHT NACH DRESDEN<br />
Seit Anfang der 1980er Jahre unterhält Nord Drivesystems,<br />
ein führender Komplettanbieter elektrischer, mechanischer<br />
und elektronischer Antriebstechnik, im Nordwesten<br />
Niedersachsens eine eigene Elektronikfertigung. Dieses<br />
Jahr feiert Nord Electronic nun ihr 35-jähriges Jubiläum. Am<br />
Standort Aurich in Ostfriesland fertig der Antriebsspezialist<br />
Nord elektronische Antriebstechnik bis 160 kW (Umrichter,<br />
Motorstarter und Elektronik). Die Fertigung von Antriebselektronik<br />
startete in Aurich bereits Anfang der 1980er Jahre.<br />
Im Laufe der Zeit wurden das Fertigungswerk sowie das<br />
Portfolio kontinuierlich ausgebaut und erweitert. Heute<br />
beschäftigt das Unternehmen in Aurich 180 Mitarbeiter<br />
(plus weitere 40 Mitarbeiter in der Entwicklung) und<br />
verfügt über eine Fertigungskapazität von 400.000 Einheiten,<br />
die zum Beispiel als Schaltschrankumrichter oder<br />
dezentrale Frequenzumrichter (bis 22 kW) zum Einsatz<br />
kommen. Im Jahr 2022 haben 185 000 Einheiten die<br />
Werkhallen verlassen, Tendenz steigend. Vor allem die<br />
Nachfrage nach kundenindividuell konfigurierter Antriebselektronik<br />
nimmt stark zu. Um dem wachsenden Bedarf<br />
gerecht zu werden, wurden im vergangenen Jahr 2,5<br />
Millionen in den Standort investiert und die Fläche für die<br />
Montage von Kundenprojekten auf 3 000 qm erweitert,<br />
verteilt auf zwei Ebenen. Insgesamt beträgt die Produktionsfläche<br />
7 000 qm und die Bürofläche 1 300 qm.<br />
www.nord.com<br />
Beim Innovace, dem<br />
Wettbewerb für den<br />
akademischen Konstrukteursnachwuchs<br />
der<br />
Firma ACE Stoßdämpfer,<br />
kam es bei der<br />
fünften Austragung zu<br />
einer Premiere:<br />
Erstmals fällte die Jury<br />
ihre Entscheidung über<br />
den siegreichen Entwurf am Abend der Preisverleihung. In<br />
einem spannenden Finale wurde Paul Gipser (Mitte) von der<br />
Fachschule für Technik, Fachrichtung Maschinentechnik in Dresden<br />
als Sieger des Innovace 2022 gekürt. Seine Arbeit für die<br />
Integration einer Bremsfunktion in den Scharnieren als aktiver<br />
Zuschlagschutz für Fenster und Türen setzte sich gegen die<br />
Arbeit von Suman Shrestha, Student des Maschinenbau der<br />
Hochschule RheinMain, Rüsselsheim, durch. Die Arbeit ist ein<br />
interessanter Ansatz für zukünftige Anwendungen in der<br />
Praxis. Der Sieger wurde von Dr. Peter Kremer (re.), Geschäftsführer<br />
von ACE, mit einer Trophäe sowie einem Preisgeld in<br />
Höhe von 5.000 Euro ausgezeichnet. Kremer lobte die Detailtiefe<br />
der siegreichen Arbeit und zeigte sich sehr zufrieden mit der<br />
Qualität der eingereichten Konzepte und Ausarbeitungen: „Wir<br />
gratulieren allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern und<br />
danken Gipser und Shrestha sowie deren akademischen<br />
Betreuern.“ ACE strebt an, die vorgestellten Konzepte zu<br />
serienreifen Lösungen zu entwickeln.<br />
www.ace-ace.de<br />
8 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SOFTSTARTER<br />
NEUER VDE PRÄSIDENT: ALF HENRYK WULF<br />
LÖST ARMIN SCHNETTLER AB<br />
Bei der Staffelstabübergabe an seinen<br />
Nachfolger Alf Henryk Wulf (Bild)<br />
stellte der scheidende VDE Präsident<br />
Prof. Dr. Armin Schnettler eine Frage:<br />
„Wer hätte früher gedacht, dass eine<br />
VDE Präsidentschaft unter komplett<br />
anderen Rahmenbedingungen steht,<br />
mit Pandemie, Lieferschwierigkeiten,<br />
russischem Angriffskrieg und Energiekrise?“ Dennoch sei es dem<br />
VDE gelungen, neue Themen wie Wasserstoff oder Künstliche<br />
Intelligenz voranzutreiben. Ähnliche Erfolge und „auch die erforderliche<br />
Portion Glück“ wünscht Schnettler seinem Nachfolger, der zum<br />
1. Januar <strong>2023</strong> das Amt des VDE Präsidenten übernommen hat.<br />
Wulf war nach seinem Studium an der TU München viele Jahre in der<br />
Industrie in führenden Positionen tätig. Derzeit ist der Elektroingenieur<br />
Investor sowie Aufsichtsratsmitglied oder -vorsitzender in<br />
verschiedenen Unternehmen. In seiner zweiten Amtszeit will Wulf<br />
vor allem auf eine höhere Sichtbarkeit des VDE sowie eine größere<br />
inhaltliche Bandbreite hinarbeiten: „Dazu zählen alle Bereiche der<br />
Elektro technik, Elektronik und Informationstechnik, sowie angrenzende<br />
Bereiche: die Umwelttechnik, das Transportwesen inklusive<br />
maritimem Teil sowie individuellem Verkehr und das Segment der<br />
modernen Energie,“ erkärt Wulf. Ein weiterer Baustein für die<br />
Zukunft ist die All Electric Society. Das Konzept sieht vor, dass<br />
regenerativ erzeugte Elektrizität weltweit zur neuen primären<br />
Energieform wird und fossile Brennstoffe ersetzt.<br />
www.vde.com<br />
PARTNERSCHAFT MIT DEM<br />
FRAUNHOFER-INSTITUT<br />
Die Engine Mobile Filtration EMEA Division (EMFE) von<br />
Parker Hannifin und das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik<br />
und Mikrosysteme (IMM) haben eine Partnerschaft<br />
zur weiteren Entwicklung und Erprobung einer<br />
neuen proprietären Hohlfasermembrantechnologie für<br />
die Befeuchtung von Brennstoffzellen bekannt gegeben.<br />
Diese ist auf zwei Jahre ausgelegt.Die Partnerschaft<br />
umfasst Effizienzbewertungen von bestehenden, von<br />
Parker entwickelten Brennstoffzellenbefeuchtern, die<br />
Entwicklung und den Einsatz eines speziellen Prüfstands<br />
sowie Leistungssimulationen zur Identifizierung der<br />
Auswirkungen von Faserlänge, -durchmesser und<br />
-durchlässigkeit auf die Befeuchter. „Wir freuen uns über<br />
die Partnerschaft mit dem Fraunhofer IMM, einem<br />
weltweit führenden Unternehmen in der angewandten<br />
Forschung“, sagte Jonathan Griffith, General Manager<br />
der EMFE bei Parker.<br />
www.parker.com<br />
Die Freiheitsstatue in den USA, der Heimat unseres<br />
Tochterunternehmens BRECOflex Co., L.L.C.<br />
BRECOFLEXmove BRECOprotect BRECOFLEXgreen BRECObasic<br />
f.steffen@breco.de<br />
www.breco.de
DIREKTANTRIEBE<br />
TITEL<br />
10 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
TITEL<br />
DIREKTANTRIEBE<br />
OPTIMIERTE SYSTEMLÖSUNG AUS DEM HANNING-BAUKASTEN<br />
GETRIEBELOSER<br />
ANTRIEBSSTRANG FÜR<br />
MOBILE ROBOTIK<br />
Die gestiegene Nachfrage nach mobilen<br />
Systemen für Anwendungen in der<br />
Intralogistik, im Dienstleistungsbereich<br />
oder in der Robotik stellt die Systemlöser<br />
vor diverse Herausforderungen. Hier gilt<br />
es, viele einzelne Baugruppen auszuwählen,<br />
um daraus eine zuverlässig<br />
funktionierende Plattform aufzubauen<br />
und erfolgreich zum Einsatz zu bringen.<br />
Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Erol Bernstein, Produktmanager, Geschäftsbereich<br />
Antriebstechnik, Hanning Elektro-Werke GmbH & Co. KG, Oerlinghausen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 11
DIREKTANTRIEBE<br />
TITEL<br />
Um die erwarteten Entwicklungszeiten zu erreichen,<br />
müssen die Ingenieure der Systemlöser viele detaillierte<br />
Kenntnisse in den Bereichen Batteriesysteme, Antriebstechnik,<br />
Sensorik und Navigation besitzen, damit sie<br />
Projekte wirtschaftlich umsetzen. Dabei ändert sich die Palette<br />
an verfügbaren Komponenten der Hersteller oft genauso schnell<br />
wie die Anforderungen an das Endprodukt.<br />
Eine preiswerte und vorgeprüfte, also praktisch direkt einsetzbare<br />
Antriebseinheit zu verwenden, die standardisierte Schnittstellen<br />
für die zusätzlich erforderlichen Baugruppen bereitstellt, ist der<br />
Wunsch der Konstrukteure bei der Umsetzung ihrer Kundenprojekte.<br />
Diesem Wunsch kommen die Hanning Elektro-Werke<br />
mit der Vorstellung eines Antriebsstrangs im Baukastenprinzip<br />
nach und stellen eine skalierbare Systemlösung vor, die an verschiedene<br />
Leistungsbedarfe und Systemanforderungen einfach<br />
angepasst werden kann. Die aufwändige Abstimmung zwischen<br />
den einzelnen Komponenten eines Antriebsstrangs entfällt, gleiche<br />
Komponenten lassen sich in Neuprojekten und als Austausch in<br />
vorhandenen Plattformen verwenden.<br />
Der Hanning-Antriebsstrang besteht aus den Kernbaugruppen:<br />
Antriebsrad mit integriertem getriebelosen Radnabenmotor<br />
(IWDD – In-Wheel Direct-Drive), Motorsteuerung mit Überwachungs-<br />
und Diagnosefunktionen des Motors (SMC – Smart Motor<br />
Controller) und Achsencontroller für die Verwendung von vier<br />
angetriebenen Achsen (RBC – Robot Base Controller).<br />
GETRIEBELOSES ANTRIEBSRAD<br />
Im Antriebsrad (IWDD) ist ein getriebeloser Außenläufer integriert,<br />
welcher besonders geräuscharm arbeitet. Dieser Radnabenantrieb<br />
verfügt bei geringen Abmessungen über hohe Drehmomente und<br />
kleine Trägheitsmomente. Dadurch wird die Dynamik und die<br />
Positionierfähigkeit des Gesamtsystems verbessert. Aufgrund<br />
der getriebelosen Konstruktion entfallen Mehrfachlagerungen,<br />
Verschleißteile, Schmierstoffe und mechanisches Spiel. Der<br />
skalierbare, aktive Motorteil findet vollständig im Antriebsrad<br />
Platz, die Ausdehnung in das Innere des Fahrzeugs ist daher nur<br />
von den Anbauteilen abhängig. Der Motor kann, je nach Auslegung,<br />
kontinuierlich erreichbare Nenndrehmomente von 5 bis 17 Nm<br />
leisten, für kurze Beschleunigungsfahrten kann eine Reserve bis<br />
zum dreifachen Nenndrehmoment genutzt werden.<br />
Das Material und Design der Antriebsräder sowie die Montageelemente<br />
werden auf Anwenderwunsch gestaltet und vormontiert.<br />
Die Lagerung des Antriebsrads ist so bemessen, dass mit der<br />
Standardlagerung eine radiale Belastung bis zu 350 kg möglich<br />
ist. Höhere Belastungen können mit Hilfe einer verstärkten Lagerung<br />
erreicht werden. (Dabei wird eine Lagerlebensdauer von<br />
20.000 Stunden bei einer Fahrgeschwindigkeit von 0,5 m/s erreicht.)<br />
Das Antriebsrad beinhaltet ein hochauflösendes Gebersystem,<br />
das als Eigenentwicklung an die Anforderungen des Direktantriebs<br />
konstruiert wurde. Wenn Anwendungen aufgrund der Sicherheitsanforderungen<br />
einen sicheren Betriebshalt gewährleisten<br />
müssen, dann werden mechanische Sicherheitsbremsen, zum<br />
Beispiel aus der Mayr Roba Stopp Eco Serie, und ein sicherer<br />
Drehgeber eingesetzt. Die Bremse ist auf den Motor und die zu<br />
erwartenden Fahrleistungen abgestimmt. Der Motor wird immer<br />
vormontiert als einbaufertige Einheit geliefert. Für spezielle<br />
Anforderungen ist der Anbau einer ultrakompakten Servo-<br />
Motorsteuerung Circulo 9 der Firma Synapticon möglich.<br />
Die Motorsteuerung (SMC) stellt die optimale Energieversorgung<br />
für den Motor sicher und speist überschüssige Energie wieder in<br />
die Batterie zurück. Zusammen mit einem intelligenten Batteriemanagementsystem<br />
(BMS) wird so die bestmögliche Ausnutzung<br />
der vorhandenen Batteriekapazität erreicht. Die Eingangsspannung<br />
ist für Batteriepacks von 36 bis 60 V bemessen. Die Motorsteuerung<br />
SMC 48/10 kann dauerhaft bis 10 A Motorstrom liefern,<br />
kurzzeitig bis 30 A, die stärkere Variante SMC 48/30 liefert<br />
dauerhaft 30 A und kurzzeitig 80 A. Alle Parameter der zu erwartenden<br />
Anwendung wie zulässige Beschleunigungsrampen oder<br />
zulässige Geschwindigkeit, werden in der Motorsteuerung ab<br />
01 Alles im Fluss:<br />
Die Verschaltung des<br />
Antriebssystem-<br />
Baukastens, bestehend<br />
aus den Kernbaugruppen<br />
Antriebsrad,<br />
Motorsteuerung und<br />
Achsencontroller<br />
12 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
TITEL<br />
DIREKTANTRIEBE<br />
02 Alles drin: Im Antriebsrad ist ein<br />
getriebeloser Außenläufer integriert, der<br />
besonders geräuscharm arbeitet<br />
Motor Typ IWDD 48/10<br />
Leistungsdaten<br />
Nenndrehmoment Nm 10<br />
Spitzendrehmoment Nm 28<br />
Mechanische Daten<br />
Statordurchmesser mm 142<br />
Gewicht Rad mit Motor kg 7<br />
Maximale Radialbelastbarkeit kg 350<br />
Elektrische Daten<br />
Betriebsspannung Motor VDC 48<br />
Nennstrom A 10,4<br />
Nenndrehzahl rpm 150<br />
Spitzendrehzahl rpm 400<br />
Werk festgelegt, damit die Inbetriebnahme vereinfacht wird. Viele<br />
Schutzmaßnahmen ermöglichen den sicheren Betrieb von<br />
Motorsteuerung und Motor innerhalb der festgelegten Grenzen.<br />
Um die richtige Positioniergenauigkeit zu erreichen, wird der<br />
im Motor integrierte Drehgeber verwendet. Ausfälle werden<br />
zuverlässig verhindert, die Motorsteuerung überwacht den angeschlossenen<br />
Radantrieb kontinuierlich. Die Steuerung erhält die<br />
Befehle vom Achsencontroller oder kann direkt über CANopen<br />
mit dem Antriebsprofil DS402 angesprochen werden. Alternative<br />
Kommunikationsmodule (Ethernet oder EtherCAT) sind vorbereitet.<br />
In Verbindung mit dem Achsencontroller können mehrere<br />
Antriebsräder intelligent gesteuert und überwacht werden.<br />
Die sichere Abschaltung der Energiezufuhr des Motors (STO)<br />
ist auf dem SMC integriert. Zusätzlich ist die sichere Schaltung<br />
einer mechanischen Sicherheitsbremse (SBC) vorgesehen. Damit<br />
werden die Sicherheitsfunktionen gemäß EN DIN 61800-5-2<br />
erreicht, die aufwändige Verschaltung externer Relais ist nicht<br />
mehr erforderlich. Neben der Funktion für den sicheren Halt<br />
werden die Sicherheitsbremsen auch für das sanfte Anfahren auf<br />
schiefen Ebenen und zur Sicherung des Stands, zum Beispiel<br />
während der Ladungsaufnahme, verwendet. Die Spulenspannung<br />
wird kontinuierlich geregelt, um einen energiesparenden Betrieb<br />
und einstellbare Bremsmomente zu erreichen.<br />
INTELLIGENTE ACHSENSTEUERUNG<br />
Der Achsencontroller (RBC) ist für die Verwendung von vier<br />
angetriebenen Achsen geeignet. Im einfachsten Fall regelt er<br />
zwei Motorsteuerungen als elektronisches Differential. Dieses<br />
Achsenpaar kann auch in einem Drehschemel eingebaut werden,<br />
der quasi omnidirektionale Bewegungen ausführen kann. Auch<br />
die Verwendung von vier direktangetriebenen Mecanum-Rädern<br />
ist möglich, um echte omnidirektionale Fahrbewegungen zu<br />
erlauben. Das zu erwartende Fahrverhalten der Mobilen Plattform<br />
kann mit dem Achsencontroller schon in der Planungshase<br />
als Modell in einer Simulationsumgebung geprüft werden.<br />
Die Bahnfolgesteuerung erfolgt im Navigationssystem. Die dort<br />
generierten Zielpunkte werden dann in Solldrehzahlen für die<br />
Antriebsregelung umgesetzt und an den Achsencontroller übergeben.<br />
Der Achsencontroller übernimmt die Störgrößenausregelung<br />
zum Beispiel von Bodenunebenheiten. Diese Störungen<br />
werden schließlich unter Verwendung einer integrierten inertialen<br />
Messeinrichtung (IMU) ausgeregelt. Damit wird eine äußerst<br />
präzise Nachführung der vom Navigationssystem berechneten<br />
Trajektorie ermöglicht. Die erzielte Minimierung von Odometriefehlern<br />
trägt insgesamt zu einer genaueren Bahnführung des<br />
Navigationssystems bei. Von der Elektronik des Batteriepacks<br />
(BMS) erhält der Achsencontroller Informationen über den<br />
Zustand der Batterie und stellt die Motorsteuerungen so ein, dass<br />
eine Überlastung des Systems zuverlässig vermieden wird.<br />
Zusätzlich besitzt er eine Schnittstelle, um einem verbundenen<br />
Roboter oder anderen Anwendungen wichtige Informationen<br />
über den Zustand des Antriebssystems mitzuteilen.<br />
Bilder: Hanning<br />
www.hanning-hew.com<br />
DIE IDEE<br />
„Wir wollen, dass moderne Antriebstechnik<br />
für unsere Kunden einfach<br />
und verständlich einsetzbar ist. Für<br />
mobile Robotik-Systeme bieten wir<br />
einen Baukasten mit skalierbaren<br />
Motoren und Steuerungen. Alle Teile<br />
des Baukastens sind aufeinander<br />
abgestimmt und bieten Standardschnittstellen,<br />
um zusätzliche<br />
Peripherie direkt einzubinden.“<br />
Erol Bernstein, Dipl.-Wirtsch.-Ing.<br />
(FH), Produktmanager, Geschäftsbereich<br />
Antriebstechnik, Hanning<br />
Elektro-Werke, Oerlinghausen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 13
MARKTPLATZ<br />
BAUREIHE UM ZWEI WEITERE<br />
MODELLE AUFGESTOCKT<br />
Die bürstenlosen<br />
DC-Motoren der<br />
BLV-R-Reihe von<br />
Oriental Motor sind<br />
jetzt auch mit Nennausgangsleistungen<br />
von 60 und 400 W<br />
erhältlich. Sie sind<br />
kompakt gebaut und<br />
prädestiniert für Fahrerlose<br />
Transportsysteme (FTS). So können zum Beispiel zwei<br />
400-W-Motoren mit Flachgetriebe ein fahrerloses Transportfahrzeug<br />
und 500 kg Last mit einer Geschwindigkeit von<br />
0,7 m/s bewegen. BLV-R eignet sich zudem für den Einsatz in<br />
Mixern, Förderbändern und Überwachungskameras. Die<br />
bürstenlosen DC-Motoren ermöglichen ein sanftes Starten und<br />
Stoppen über einen Drehzahlbereich von 1 bis 4.000 U/min<br />
hinweg. Die Auflösung von 0,01 ° erlaubt darüber hinaus ein<br />
präzises Positionieren, etwa für punktgenaues Anhalten eines<br />
FTS. Oriental Motor fertigt auch die neuen Baugrößen mit Stirnradgetriebe<br />
oder Flachgetriebe sowie in einer Variante ohne Getriebe<br />
und mit Rundwelle. Die 60-W-Motoren werden zusätzlich<br />
in einer Ausführung mit dem neuentwickelten CS-Getriebe<br />
angeboten, das über eine zentrierte Welle verfügt.<br />
www.orientalmotor.de<br />
VOLLES PROGRAMM FÜR<br />
ROBOTERANTRIEBSTECHNIK<br />
Bei der Bewegung von Robotern geht<br />
es stets um Geschwindigkeit und<br />
Genauigkeit. Auch die Kraft der<br />
Motoren ist wichtig – je nach Größe<br />
sowie Gewicht des Werkzeugs oder<br />
Werkstücks. Die Basis, das Karussell als<br />
erste Achse, dreht den gesamten<br />
Roboter um die eigene Achse, die so<br />
genannte Schwinge wird durch eine<br />
zweite Achse geneigt und die dritte<br />
Achse neigt den Arm. Diese drei Achsen bedient Bonfiglioli mit<br />
roboterspezifischen Lösungen. Diese sind speziell für jede<br />
Roboterserie und -größe konstruierte Getriebeeinheiten, die in<br />
enger Zusammenarbeit mit dem Anwender entwickelt und<br />
umgesetzt werden. Bestes Beispiel hierfür ist die Kooperation<br />
mit ABB Robotics. Darüber hinaus werden weitere Komponenten<br />
zur Übertragung von Drehmoment (Wellen und Zahnräder)<br />
geliefert, die ebenfalls jeweils auf die Anforderungen der<br />
konkreten Applikation hin entwickelt sind. Für den Antrieb von<br />
AMRs (Autonomer mobiler Roboter) und AGVs (Fahrerloses<br />
Transportfahrzeug) steht ein modulares Baukastensystem aus<br />
Getriebe oder Getriebemotoren inklusive Antriebsrad zur<br />
Verfügung, das auf alle Bedürfnisse zugeschnitten werden<br />
kann. Die Blueroll genannte Plattform, deren Herzstück die<br />
Radgetriebebaureihe TQW ist, besteht aus verschiedenen<br />
Versionen: In der Basisversion ist man in Sachen Motor komplett<br />
frei, bei den Advanced- oder Compactversionen gibt es bei<br />
Bedarf den Motor komplett montiert und einbaufertig dazu.<br />
Dafür stehen auch hauseigene bürstenlose AC-Motoren mit<br />
Spannungen ab 12 Volt inklusive der Verkabelung zur Verfügung.<br />
Eine einzelne Einheit der drei verfügbaren Größen schafft<br />
360, 720 bzw. 1.020 Kilogramm und erreicht Geschwindigkeiten<br />
bis zu zwei Metern pro Sekunde<br />
www.bonfiglioli.com<br />
XYZ-POSITIONIERSYSTEM FÜR<br />
LASERAPPLIKATIONEN<br />
Für Inspektionsanlagen in der<br />
Halbleiter- oder Optikfertigung<br />
hat Steinmeyer Mechatronik<br />
ein kompaktes Gantry-<br />
System entwickelt, das sehr<br />
hohe Präzision im Submikrometerbereich<br />
mit langen<br />
Verfahrwegen und hoher<br />
Dynamik kombiniert. Die<br />
Lösung ist besonders für Laseranwendungen geeignet. Das<br />
Gantry ermöglicht dynamische Bewegungen über eine Fläche<br />
von 1.000 x 800 mm bei einer Wiederholgenauigkeit von 0,3 µm<br />
und stellt hohen Durchsatz bei gleichbleibender Qualität sicher.<br />
In der XY-Ebene sorgen integrierte Linearmotoren für Prozessgeschwindigkeiten<br />
von 500 mm/s, auf der Z-Achse erzielt der<br />
AC-Servo Werte bis 200 mm/s. Der kundenspezifische Bearbeitungskopf<br />
oder Sensor an der Z-Achse bewegt sich schnell und<br />
gleichmäßig über die Träger auf dem Granit. Die Traverse ist für<br />
Lasten bis 10 kg ausgelegt, die Höhe kann dabei je nach<br />
Anwendung und Bauteilhöhe bis 500 mm variieren.<br />
www.steinmeyer.com<br />
LEISTUNGSSTARKER SERVOREGLER KANN<br />
SPS ERSETZEN<br />
Mit dem RBD-S+ gibt es<br />
von Groschopp einen<br />
Servoregler mit großem<br />
Funktionsumfang. Laut<br />
Hersteller kann dieser in<br />
vielen Anwendungsfällen<br />
eine SPS ersetzen. Der<br />
Regler erleichtert nicht<br />
nur die Bedienbarkeit und<br />
das Motorensetup, durch<br />
eine integrierte Bluetooth Schnittstelle und eine App ermöglicht<br />
er zudem die Fernabfrage über Smartphone oder Tablet<br />
und verkürzt damit Wartungs- sowie Stillstandzeiten. Über eine<br />
zusätzliche Antenne lassen sich die Signale sogar aus dem<br />
Schaltschrank empfangen. Der Servoregler lässt sich schnell mit<br />
den firmeneigenen Servomotoren oder Motoren anderer<br />
Hersteller kombinieren. Er ist mit einer Leistung von 800 VA fast<br />
doppelt so leistungsstark wie sein Vorgänger. Dabei lässt er sich<br />
sowohl als Drehmoment-, Drehzahl- oder Lage-Regler nutzen<br />
und wahlweise mit oder ohne übergeordneter SPS betreiben.<br />
Der Regler verfügt über eine integrierte Positioniersteuerung<br />
mit vielen Funktionalitäten für das ruckfreie, zeitoptimierte<br />
Positionieren. Die jeweiligen Positionen lassen sich dabei relativ<br />
oder absolut zu einem Referenzpunkt wählen. Auch die<br />
Punkt-zu-Punkt-Positionierung einfacher Handhabungssysteme<br />
ist möglich. Entsprechende Wegprogramme kann der Bediener<br />
im Regler hinterlegen und für die benötigten Positionieraufgaben<br />
abrufen. Zudem lassen sich eigene Programme für das<br />
Anfahren mehrerer Positionen speichern. Für den Betrieb mit<br />
einer übergeordneten SPS ist der Controller mit einer CAN-Bus-<br />
Schnittstelle ausgestattet. Auch EtherCat- und ProfiNet-Erweiterungsmodule<br />
stehen zur Verfügung. Der Regler verfügt über<br />
die antriebsintegrierte Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque<br />
Off). Auf Wunsch können auch anwendungsspezifische<br />
Zusatzfunktionen und SOFT-SPS-Funktionalitäten integriert<br />
werden.<br />
www.groschopp.de<br />
14 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
DRIVE CALCULATOR<br />
Der Faulhaber Drive Calculator (FDC)<br />
ist ein Onlinetool für Entwickler, um in<br />
kurzer Zeit das passende Antriebssystem<br />
für eine spezielle Applikation zu<br />
finden. Seine Bedienung ist laut den<br />
Programmierern einfach und funktionell.<br />
Der FDC ist über die Webseite des<br />
Unternehmens frei zugänglich. Die<br />
übersichtliche Benutzeroberfläche des<br />
FDC wurde im Hinblick auf optimale<br />
Usability gestaltet und hilfreiche Tooltipps liefern wichtige Detailinformationen.<br />
Für eine schnellere Kalkulation greift das Programm auf globale<br />
Presets mit üblichen Durchschnittswerten zurück. Selbstverständlich<br />
können die Voreinstellungen an die individuellen Bedürfnisse angepasst<br />
werden, zum Beispiel in Bezug auf Umgebungstemperatur, Versorgungsspannung<br />
oder zur Verfügung stehenden Bauraum. Die geeigneten<br />
Lösungen werden dem Anwender sofort und online in einer übersichtlichen<br />
Ergebnisliste präsentiert, die er mit entsprechenden Filtern nach<br />
seinen Bedürfnissen weiter spezifizieren kann. Derzeit kann der FDC sieben<br />
Antriebsarten und zwei Betriebsarten berechnen. Der Clou dabei: der<br />
Anwender kann die Werte on the Fly verändern und sofort neu berechnen<br />
und anzeigen lassen. Ergänzend zur Berechnung werden geeignete<br />
Steuerungen angezeigt, um das Antriebssystem zu vervollständigen.<br />
www. faulhaber.com<br />
ANTRIEB FÜR FLEXIBLE FAHRERLOSE<br />
TRANSPORTSYSTEME<br />
Mit dem ArgoDrive<br />
bietet<br />
EBM-Papst ein<br />
kompaktes und<br />
einfach integrierbares<br />
Fahr-Lenk-<br />
System inklusive<br />
Rad für Fahrerlose<br />
Transportfahrzeuge (FTF) an. Es kann Lasten von bis<br />
zu 500 kg pro Antriebsachse bewegen. In der<br />
Ausbaustufe mit vier Fahr-Lenk-Systemen der<br />
Variante Heavy ist dann eine Traglast von bis zu 2 t<br />
möglich. Der unendliche Lenkwinkel ermöglicht die<br />
Flächenbeweglichkeit des Fahrzeugs, auch aus dem<br />
Stand. Schon die Verwendung von zwei Fahr-Lenk-<br />
Systemen, diagonal verteilt montiert an der linken<br />
und der rechten Seite eines FTF, garantieren die<br />
omnidirektionale Bewegungsfreiheit und ein enges<br />
Rangieren z. B. beim Ausweichen. Wird ein Schutzfeld<br />
vor dem Fahrzeug verletzt, kann es sofort eine<br />
Notbremsung einleiten. Entsprechende Sicherheitssensoren<br />
scannen kontinuierlich die Umgebung.<br />
www.ebmpapst.com<br />
ENERGIEEFFIZIENTES ANTRIEBSPAKET BESCHLEUNIGT LOGISTIK-ANWENDUNGEN<br />
Sumitomo Drive Technologies erweitert sein Angebot an Antriebslösungen um ein<br />
energieeffizientes Antriebspaket für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen: BBB-H IE5 im<br />
Leistungsbereich von 0,7 bis 4 kW besteht aus einem Sumitomo-Kegelstirnradgetriebe in<br />
direkt angebauter Kombination mit einem leistungsstarken Lafert HPS IE5 Permanentmagnet-Synchronmotor<br />
sowie den Invertek-Frequenzumrichtern der Serien Optidrive E3 oder<br />
P2. Die in fünf Baugrößen erhältliche BBB-H ist ein Kegelstirnradgetriebe mit niedrigem<br />
Übersetzungsverhältnis und einem Wirkungsgrad über 90 Prozent. Die Eingangsdrehzahlen<br />
bis 3.600 U/min ermöglichen eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit der angeschlossenen<br />
Maschine. Die zuverlässige Verzahnung aus gehärtetem Stahl in einem leichten, kompakten<br />
Gehäuse erlaubt eine einfache Installation mit geringerer Belastung der Kopfwelle.<br />
Für eine hohe thermische Belastbarkeit sorgt die Aluminiumkonstruktion.<br />
www.sumitomodrive.com<br />
Der Leistungsstarke<br />
SD4M mit Drei-Level-Technologie<br />
Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
bis 2.000 Hz bzw. im Leistungsbereich bis 470 kVA<br />
Kundenspezifische<br />
Lösungen möglich<br />
www.sieb-meyer.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 15
UMRICHTERTECHNIK<br />
PROZESS-VISUALISIERUNG<br />
PRÄVENTIVE WERKZEUGÜBERWACHUNG<br />
MIT UMRICHTERN<br />
Ein Kernpunkt beim Thema Industrie 4.0<br />
ist stets die Überwachung und Kontrolle<br />
von Fertigungs- und Bearbeitungsprozessen.<br />
Das von BMR entwickelte MotorView bietet<br />
eine leistungsstarke Lösung zur Integration<br />
eines Prozessüberwachungssystems bei<br />
Umrichtern und Motoren.<br />
01<br />
Es eignet sich für alle Anwendungen, bei denen ein Spindel-<br />
Umrichter-System im Einsatz ist, wie beispielsweise bei<br />
Fräsmaschinen, bei denen oft auch mehrere Arbeitsgänge<br />
mit verschiedenen Fräsern erfolgen. Hier lässt sich mit<br />
MotorView jeder Bearbeitungsschritt direkt verfolgen.<br />
Mit diesem Messgerät kann jede Maschine ausrüstet werden.<br />
Das gilt sowohl für die Konzeption von neuen Maschinen als<br />
auch für die Nachrüstung und Aufbereitung älterer Maschinen.<br />
MotorView ist aufgeteilt in zwei Komponenten, einen Sensorik-<br />
Teil und einen Anzeige-Teil. Die Integration ist denkbar einfach:<br />
Der Sensorik-Teil wird lediglich in die Motorleitungen zwischen<br />
Umrichter und angetriebenen Motor geklemmt beziehungsweise<br />
eingeschleift. Dadurch laufen die Motorphasen über das Gerät,<br />
das alle Informationen über Spannungen und Ströme erfasst und<br />
speichert, ohne den Ablauf zu beeinträchtigen.<br />
Der Display-Teil ist über ein Kabel damit verbunden und stellt<br />
den erfassten Lastzustand der Spindel grafisch dar. Für die Kommunikation<br />
und Integration mit der Maschinensteuerung ist ein<br />
digitales und serielles Interface vorhanden.<br />
Silke Brügel, freie Autorin, Ottobrunn<br />
01 Der SFU1000 kann ohne Zusatzbeschaltung<br />
SPS-Eingänge ansteuern<br />
RÜCKSCHLÜSSE ÜBER LASTZUSTAND<br />
„Motorview hat das Ohr quasi direkt am Prozess und kann die Daten<br />
über Lastzustände der Spindel äußerst feinfühlig erfassen<br />
und darstellen“ erklärt BMR-Entwicklungsingenieur, Dipl.-Ing.<br />
Frank Buchholz. „Der Lastzustand des Motors bildet in der Regel<br />
auch den Bearbeitungsvorgang ab, was wertvolle Rückschlüsse<br />
ermöglicht, ob der Prozess ordnungsgemäß abläuft, oder ob sich<br />
Probleme ankündigen“, so Frank Buchholz weiter.<br />
Hier ist man wieder direkt beim Thema Industrie 4.0, da sich<br />
durch Predictive Maintenance, sprich die vorausschauende<br />
Werkzeugkontrolle, ein ungeplanter Maschinenstillstand vermeiden<br />
lässt<br />
MotorView wird damit des Weiteren zu einem Instrument für die<br />
Qualitätssicherung und trägt, langfristig gesehen, zur Kostenreduzierung<br />
in der Produktion bei. Durch frühzeitiges Erkennen von<br />
Schneidleistungsminderung durch stumpf werdende Werkzeuge<br />
bietet es dem Anwender die Möglichkeit zum rechtzeitigen Werkzeugwechsel,<br />
bevor es zu einer Verschlechterung der Prozessqualität<br />
oder im schlimmsten Fall zu einem Werkzeugbruch kommt.<br />
16 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
UMRICHTERTECHNIK<br />
Neben diesen wichtigen Funktionen erkennt MotorView frühzeitig<br />
weitere Probleme, wie beispielsweise Lagerverschleiß der<br />
Spindel, den Ausfall eines Motorkabels, das Erkennen von Regelschwingungen<br />
oder Parametrierfehler im Antriebssystem.<br />
Durch die feinfühlige Sensorik ist immer eine direkte Abbildung<br />
des Bearbeitungsprozesses möglich.<br />
BEREIT FÜR DIE PRODUKTION DER ZUKUNFT<br />
„Als Spezialist für Antriebstechnik haben wir unser Leistungsspektrum<br />
in den letzten Jahren bestens auf die Anforderungen<br />
der Industrie 4.0 vorbreitet“, sagt BMR-Geschäftsführerin Susanne<br />
Brittling.<br />
An erster Stelle sind zwei Produktinnovationen des Familienunternehmens<br />
aus Schwabach und aktuellen Marktführer für<br />
Umrichter in Modulbauweise zu nennen: Der SFU 400, der<br />
kleinste Frequenzumrichter auf dem Markt mit einer Ausgangsleistung<br />
von 380 VA. Das ist besonders beachtlich bedenkt man<br />
die kompakte Baugröße, die etwa vergleichbar mit einer Zigarettenschachtel<br />
ist. Dennoch hat der SFU alle Features, die ein „erwachsener“<br />
Frequenzumrichter bieten sollte. Der Antrieb von<br />
AC- und BLDC-Motoren ist selbstverständlich, ebenso Drehzahlen<br />
bis 100.000 U/m -1 . Aus einer Versorgungsspannung von 48 V<br />
lässt sich eine maximale Ausgangsleistung von 380 VA generieren.<br />
Selbst in diesem Format ist ein Bremswiderstand von zwei<br />
Watt integriert, der sicheres und schnelles Abbremsen der Spindel<br />
ermöglicht. Der Anschluss erfolgt über Schraubklemmen. Es<br />
stehen je ein digitaler und analoger Eingang für Start-Stopp und<br />
Drehzahlvorgabe, einer für den Temperatursensor sowie zwei parametrierbare<br />
digitale Ausgänge zur Verfügung.<br />
Auch der Modul-Frequenzumrichter SFU 1000 mit einer hohen<br />
Ausgangsleistung bei kompakter Bauweise ist relativ neu bei<br />
BMR. Das Leistungsspektrum umfasst jetzt Ansteuerungen von<br />
80VA bis jetzt 1.000 VA auf maximal reduzierter Montagefläche.<br />
Diese Formate sind ideal für den Einsatz in kleinen bis mittelgroßen<br />
Fräs- und Schleifautomaten sowie für alle CAD/CAM-System<br />
mit Hochdrehzahlantrieben. Eine Anpassung an die Kundenwünsche<br />
hinsichtlich Montageanforderung oder Ein- und<br />
Ausgänge ist selbstverständlich.<br />
Durch ein sogenanntes ‚sicher abgeschaltetes Drehmoment‘ (Safe<br />
Torque OFF) ist zuverlässiger Schutz gegen unbeabsichtigtes<br />
Anlaufen garantiert.<br />
„Unsere Philosophie ist es, den Kunden maßgeschneiderte Lösungen<br />
zu bieten, die den spezifischen Besonderheiten vor Ort<br />
ebenso entsprechen wie den aktuellen Anforderungen an eine<br />
moderne, sichere und störungsfreie Produktion“, so Susanne<br />
Brittlinng.<br />
Bilder: BMR<br />
www.bmr-gmbh.de<br />
DIE IDEE<br />
„Das System MotorView erfasst die<br />
Lastzustände der Spindel über den<br />
Frequenzumrichter hochgenau.<br />
Dadurch können sehr genaue<br />
Informationen über die aktuelle<br />
Performance des Herstellungsprozesses<br />
gewonnen werden. So wird<br />
der Frequenzumrichter schließlich<br />
ein Instrument für Condition<br />
Monitoring, welches bei der<br />
Minimierung von Wartungskosten<br />
und Stillstandszeiten eine wichtige<br />
Rolle spielt.“<br />
SMARTE PRODUKTE FÜR DIE SMART INDUSTRY<br />
Alle Geräte sind bezüglich Kompatibilität den Anforderungen der<br />
Industrie 4.0 angepasst. So verfügt der neue SFU 1000 beispielsweise<br />
über vier parametrierbare Ausgänge, wobei drei von ihnen<br />
als aktive Ausgänge mit 0-24 V Pegel realisiert werden können.<br />
Damit lassen sich direkt ohne Zusatzbeschaltung SPS-Eingänge<br />
ansteuern. Als Antwort auf die steigenden Sicherheitsanforderungen<br />
ist im SFU1000 standardmäßig ein STO-Modul integriert.<br />
Stephan Brittling,<br />
Teil der Geschäftsleitung bei der<br />
BMR GmbH, Schwabach<br />
Innovative Antriebe für höchste Ansprüche<br />
Servo-Antriebssysteme<br />
Hochleistungs-Spindelhubgetriebe<br />
ATLANTA Antriebssysteme GmbH<br />
Adolf-Heim-Str. 16<br />
74321 Bietigheim-Bissingen<br />
www.atlantagmbh.de
UMRICHTERTECHNIK<br />
MASSGESCHNEIDERTE<br />
SYSTEMLÖSUNGEN<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
MIT MEHRWERT<br />
Ein Systemanbieter aus Marktredwitz passt<br />
seine Antriebslösungen immer applikationsund<br />
kundenspezifisch an. Neben diesem<br />
Schwerpunkt legt der Spezialist einen weiteren<br />
auf die Digitalisierung und damit unter anderem<br />
auf seine neuen Umrichter.<br />
Zu den Antriebslösungen von ABM Greiffenberger gehören<br />
die hocheffizienten und dynamischen Motoren der Sinochron-Reihe.<br />
Ohne Getriebe eignen sie sich als Direktantrieb<br />
für kleine Lasten, zum Beispiel in Rollenförderern<br />
mit bis zu 180 Kilogramm schwerer Beladungen. Die permanenterregten<br />
Synchronmotoren sind durch ihren speziellen Aufbau<br />
perfekt für den sensorlos geregelten Betrieb. Aufgrund ihrer<br />
hohen Leistungsdichte baut der Systemanbieter diese Baureihe<br />
äußerst kompakt, deshalb kann der Anwender oft einen kleineren<br />
Motor wählen und so Bauraum und Energieverbrauch reduzieren.<br />
Die Geräte haben eine hohe Anlagenverfügbarkeit – ein<br />
wichtiger Vorteil für die Total Cost of Ownership. Zudem erreichen<br />
die Antriebe eine Lebensdauer bis zu 50.000 Betriebsstunden.<br />
Mit diesen Eigenschaften eignen sie sich unter anderem für<br />
Rollenförderer, die unterschiedlich schwere Behälter oft über<br />
mehrere Kilometer transportieren müssen.<br />
Dagmar Koziel, ABM Greiffenberger Antriebstechnik GmbH, Marktredwitz<br />
FÜR GROSSE LASTEN<br />
Um größere Lasten wie in der Behälter- oder Paletten-Fördertechnik<br />
zu verfahren, können die Anlagenplaner auf Getriebemotoren<br />
aus dem Hause ABM Greiffenberger zurückgreifen.<br />
Dafür stehen verschiedene Bauformen wie Winkel -, Stirnradund<br />
Flachgetriebe zur Verfügung. Mit den Flachgetriebetypen<br />
FG182 und 282, die die Ingenieure speziell für die Behälter- und<br />
Paletten-Fördertechnik entwickelten, profitieren Anwender von<br />
hohen zulässigen Radiallasten sowie universellen Anbaumöglichkeiten.<br />
Außerdem ergibt sich für die Installation durch das<br />
geringe Gewicht und die kompakten Abmessungen eine viel<br />
leichte Handhabung.<br />
Vom Hersteller gibt es auch eine eigens entwickelte Umrichter-Baureihe.<br />
Erhältlich ist sie in drei Baugrößen mit Leistungen<br />
bis 2,2 kW. ABM deckt so alle gängigen Applikationen, zum<br />
Beispiel für die Behälter- und Paletten-Fördertechnik ab. Die<br />
Installation über steckbare Anschlüsse erfolgt laut den Ingenieuren<br />
und Konstrukteuren denkbar einfach und schnell, mit<br />
den übergeordneten Steuerungen kommunizieren die Umrichter<br />
mittels ethernetfähigen Bussystemen. Die Frequenzumrichter<br />
haben übrigens eine hohe Überlastfähigkeit von 250 Prozent.<br />
Die dezentralen Lösungen eignen sich sehr gut für den motornahen<br />
Feldeinsatz und lassen sie sich sowohl direkt am Motor<br />
als auch an der Wand montieren.<br />
SYSTEMLÖSUNGEN FÜR DIE MOBILE<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Als Systemlieferant bietet ABM für Gabelstapler alle Antriebslösungen<br />
sowohl für Fahren, Heben als auch Lenken aus einer<br />
Hand. Die Motoren, Getriebe und Controller erfüllen die hohen<br />
Umweltauflagen, sind besonders sicher und ermöglichen feinfühlige<br />
Bewegungen auch bei kleinen Drehzahlen. Zu diesen An-<br />
18 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
UMRICHTERTECHNIK<br />
01 02<br />
01 Kühl und autonom: Gehäusemotoren für<br />
batteriebetriebene Fahrzeuge haben optimierte<br />
Kühlungsverhältnisse<br />
02 Für alle Fälle: Der modulare Baukasten für mobile<br />
Applikationen ermöglicht vielfältige und flexible<br />
Antriebskonfigurationen<br />
03<br />
03 Hoch und runter: Als Systemlieferant bietet der<br />
Hersteller Antriebssysteme fürs Fahren, Heben und<br />
Lenken<br />
DIE IDEE<br />
trieben gehören auch die zweistufigen Kegelradgetriebe der Baureihe<br />
TDB. Diese lassen sich durch Plug-and-play einfach integrieren,<br />
sind leistungsstark sowie energieeffizient und weisen eine<br />
hohe Leistungsdichte bei einem optimalen Wirkungsgrad auf.<br />
Erhältlich sind die kompakten Kegelradgetriebe mit manueller<br />
oder individueller Lenkung. Die elektrische Lenkung kann integriert<br />
im Antriebssystem geliefert oder separat vom Fahrgetriebe<br />
im Fahrzeug positioniert werden.<br />
MOTOREN FÜR DIE ZUKUNFT<br />
Es gibt von dem Antriebsspezialist auch elektrisch gelenkte<br />
Radnabenantriebe mit Controller für fahrerlose Transportsysteme<br />
(FTS), oder für den Einsatz in Palettenhubwagen sowie weiteren<br />
Hub- und Transportfahrzeugen. Durch die äußerst geringe<br />
Einbauhöhe eignen sich diese besonders zum Einsatz in<br />
schmalen Fahrzeugen. Elektromagnetische Halte- und Parkbremsen<br />
sorgen laut Hersteller für maximale Sicherheit im<br />
Betrieb. Für die Motorregelung stehen viele anbieterspezifische<br />
Sensoren zur Verfügung, die Drehzahl, Rotorlage sowie Wicklungstemperatur<br />
erfassen.<br />
Last but not least hat ABM Greiffenberger auch kompakte und<br />
robuste Gehäusemotoren für den Einsatz in der E-Mobilität im<br />
Programm. Optimierte Kühlungsverhältnisse ermöglichen für<br />
diese Einsatzgebiete längere Dauerleistungen in batteriebetriebenen<br />
Fahrzeugen, und das auch bei rauen Umgebungsbedingungen.<br />
Dem Anwender steht eine Motorenplattform mit vielfältigen<br />
Optionen zur Verfügung, mit der er einerseits von kostenoptimierten<br />
Systemlösungen profitiert und andererseits seine<br />
Antriebsvarianten reduzieren kann.<br />
Bilder: ABM Greiffenberger<br />
www.abm-antriebe.de<br />
„Als Anbieter anspruchsvoller,<br />
leistungsfähiger Antriebslösungen<br />
für Maschinen, Anlagen und<br />
mobile Geräte, entwickeln und<br />
fertigen wir applikationsspezifische<br />
Produkte. Für jede mobile und<br />
stationäre Anwendung in Logistikzentren<br />
bieten wir die passenden<br />
Antriebe. Als Komplettanbieter für<br />
die Intralogistik liefert ABM in enger<br />
und partnerschaftlicher Zusammenarbeit<br />
mit den Kunden sowohl<br />
optimierte Antriebssysteme aus<br />
dem Baukasten als auch individuelle<br />
Lösungen.“<br />
Matthias Kellner, Gruppenleiter<br />
Lösungsengineering, ABM Greiffenberger,<br />
Marktredwitz<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 19
LINEARTECHNIK<br />
LINEARFÜHRUNGEN<br />
GERADE FÜR ROBOTER<br />
Um die Produktivität im Betrieb zu steigern,<br />
setzen viele Industrieunternehmen zunehmend<br />
auf den Einsatz von Robotern. Linearführungen<br />
nehmen bei der Konstruktion dieser Maschinen<br />
eine Schlüsselrolle ein. Ein bekannter Hersteller<br />
von Normteilen und Systemen für den<br />
Maschinenbau hat für die Konstruktion und den<br />
Bau von Robotern vielfältige Lösungen parat.<br />
Emily Kipp, Leitung Marketing, norelem Normelemente GmbH & Co. KG<br />
Martin Ahner, Leiter der Norelem Academy ist sich<br />
sicher: „Roboter werden mehr und mehr als Lösung<br />
für viele Herausforderungen in der Fertigungs- und<br />
Maschinenbauindustrie angesehen. Sie spielen eine<br />
wichtige Rolle in der laufenden vierten industriellen Revolution.“<br />
Dem Experten für Normteile zufolge ermöglichen Roboter nicht<br />
nur eine höhere Produktivität, sondern wirken auch dem Fachkräftemangel<br />
entgegen. Die zunehmende Automatisierung<br />
unterstütze laut dem Experten sogar auch die Bekämpfung der<br />
Pandemie, da mehr und mehr Arbeitnehmer indirekt auf Fernarbeit<br />
umsteigen konnten.<br />
In der Vergangenheit wurden Roboter eher als teure Investitionsgüter<br />
mit einem langsamen Return of Investment angesehen.<br />
Aktuell wird erwartet, dass sich das Wachstum von den großen,<br />
teuren, hin zu kleineren, kollaborativen Robotern (Cobots) verlagert.<br />
Die Anschaffung solcher Cobots amortisiert sich in kurzer<br />
Zeit, da die Kosten für Sensorik und Komponenten geringer ausfallen<br />
und sie immer öfter eingesetzt werden.<br />
LINEARFÜHRUNGEN ANPASSEN<br />
„Vorteile und Nutzen von Robotern sind einfach erklärt“, meint<br />
Ahner. „Sie übernehmen bestimmte Aufgaben und helfen dabei,<br />
wiederkehrende, monotone Arbeiten zu erleichtern. Angefangen<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
LINEARTECHNIK<br />
02<br />
01<br />
bei der einfachen Unterstützung von Hebewerkzeugen bis hin zu<br />
komplexen Automatisierungsaufgaben, zum Beispiel bei dem<br />
Zusammenschweißen von Teilen in der Automobilindustrie.“<br />
Damit Roboter zuverlässig arbeiten und das möglichst schnell<br />
und präzise, setzen Hersteller auf Linearführungssysteme. Die<br />
Auswahl passender Linearführungen richtet sich jedoch nicht<br />
nur nach den Kosten, sondern vor allem auch nach der Art und<br />
den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Daher müssen<br />
Konstrukteure auch Faktoren wie den Aufbau der Maschine, den<br />
BEIM AUFBAU EINES ROBOTERS<br />
GIBT ES VIELES ZU BEACHTEN<br />
verfügbaren Einbauraum, die Betriebsumgebung, Belastung,<br />
Geschwindigkeit und den Hub sowie die geforderte Lebensdauer<br />
der Komponenten berücksichtigen.<br />
Norelem verfügt über ein breites Produktspektrum an Komponenten<br />
für die Lineartechnik, zum Beispiel Profilschienenführungen,<br />
Kunststoffgleitführungen, Schlittenführungen und vieles<br />
mehr. Da sie keiner DIN-Norm entsprechen, handelt es sich nicht<br />
um offizielle Normteile, aber standardisierte Bauteile, bei denen<br />
sich die Abmessungen an die jeweiligen angrenzenden Bauteile<br />
anpassen lassen.<br />
PARALLEL MUSS ES SEIN<br />
01 Stabilität läuft: Die Linearkugellager und<br />
Kugelbuchsen haben Laufbahnsegmente aus<br />
gehärtetem Stahl<br />
02 Nach festen Regeln: Die Profilführungssysteme<br />
entsprechen gängigen Marktstandards<br />
Die Genauigkeitsklasse der Linearführungen spielt eine wichtige<br />
Rolle für das Laufverhalten des Lagers und damit für die Präzision.<br />
Unabhängig von der Baugröße, der Vorspannung oder der<br />
Montagekonfiguration bestimmt letztlich die Parallelität zwischen<br />
den Bezugskanten der Schiene und des Blocks die Verfahrgenauigkeit<br />
des Führungssystems. Die Parallelitätstoleranz gibt<br />
an, wie sich der Lagerblock bei der Bewegung entlang der Schiene<br />
positioniert. Werden nicht die richtigen Linearführungen<br />
gewählt, kann der Lagerblock bei seiner Bewegung entlang der<br />
Schiene entweder nach oben, nach unten oder zur Seite ausweichen.<br />
Norelem bietet deshalb eine breite Palette an Linearführungen<br />
in verschiedenen Genauigkeitsklassen, die für verschiedene<br />
Anwendungen geeignet sind.<br />
Ebenfalls erhältlich sind kompakte Linearkugellager mit oder<br />
ohne selbstausrichtender Funktion. Die regulären Stahlausführungen<br />
sind in einem Kunststoffgehäuse untergebracht, während<br />
die selbstausrichtenden Modelle aus einem Kunststoffgehäuse<br />
mit Läuferplatten bestehen. Damit lassen sich Fluchtungsfehler<br />
korrigieren, um so Toleranzen auszugleichen und ein Verkanten<br />
wirkungsvoll zu verhindern.<br />
ROBUSTHEIT IST WICHTIG<br />
Neben dem Einbau und der Präzision sollte auch die Lebensdauer,<br />
Wartung und Instandhaltung von Linearführungen berücksichtigt<br />
werden. Die Komponenten müssen den jeweiligen<br />
Umgebungsbedingungen standhalten, um eine lange Lebensdauer<br />
sowie einen störungsfreien Betrieb zu ermöglichen und so<br />
die Ausfallzeiten des Roboters zu minimieren. Aufgrund der<br />
zirkulierenden Wälzkörper sollten sich die Linearführungen in<br />
einer möglichst sauberen Umgebung befinden. Denn wenn<br />
Schmutz auf die Schienen gelangt, können die Wälzkörper ihre<br />
Schmierung verlieren und so die Verfahrgeschwindigkeit sowie<br />
Genauigkeit und in der Folge auch den gesamten Betrieb des<br />
Roboters beeinträchtigen.<br />
Eine saubere Umgebung kann allerdings nicht immer sichergestellt<br />
werden, deshalb lassen sich Linearführungen auch mit besseren<br />
Schmieroptionen ausstatten, um die Lebensdauer der<br />
Komponenten in einem verunreinigten Umfeld zu erhöhen. Die<br />
Linearführungen können zum Beispiel mit Lineargehäusen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 21
LINEARTECHNIK<br />
nenten sind in der Regel immer verfügbar und zügig lieferbar, so<br />
dass durch ihren Einsatz Ausfallzeiten minimiert werden können.<br />
ROBOTERGESTÜTZTE ZUKUNFT<br />
„Roboter sind zweifellos die Technologie der Zukunft für Konstruktion<br />
und Fertigung“, betont Ahner. „Um Einstiegshürden insbesondere<br />
für kleine und mittlere Unternehmen zu senken,<br />
müssen Hersteller die Anschaffungskosten im Rahmen halten<br />
sowie eine einfache Inbetriebnahme und Wartung der Anlage<br />
gewährleisten.“ Mit Standardkomponenten wie den Linearführungen<br />
und Zubehör (Gehäuseteile und ähnliches) ist das<br />
keine Zukunftsmusik mehr.<br />
Bilder: Norelem<br />
www.norelem.de<br />
03 Expertise: Die Fachleute des Herstellers unterstützen Robotikprojekte<br />
ebenso wie individuelle Applikationsanforderungen<br />
DIE IDEE<br />
SCHMUTZ AUF DEN SCHIENEN<br />
VERRINGERT DIE STANDZEIT UND<br />
GENAUIGKEIT DER ROBOTER<br />
geschützt werden, um zu verhindern, dass Schmutz und Staub in<br />
die Lager gelangen. Um die Wartung und Instandhaltung zu<br />
erleichtern, haben die Gehäuseeinheiten eine Schmierbohrung,<br />
um die Lager bei Bedarf nachzuschmieren.<br />
Da der Einsatz von Robotern immer Investitionen erfordert<br />
(auch bei Cobots), ist eine effektive Umhausung wichtig, um sie<br />
vor Schäden oder Verschmutzungen zu schützen, die ihre Leistung<br />
beeinträchtigen könnten. Aluminiumprofile stellen eine<br />
einfache, aber effektive Lösung dar, um eine Barriere um den<br />
Roboter herumzubauen. Neben solchen Aluminiumprofilen lassen<br />
sich auch weitere Montagekomponenten wie Abdeckungen<br />
oder Griffe und Scharniere einsetzen.<br />
AUSFALLZEITEN VERRINGERT<br />
„Wie erwähnt, geht es darum, Stillstandzeiten zu vermeiden, um<br />
sicherzustellen, dass die Roboter effizient arbeiten und den<br />
erforderlichen Ertrag erwirtschaften“, erklärt Ahner. „Dies gilt<br />
umso mehr, wenn Roboter Teil einer Produktionslinie sind und<br />
durch einen Ausfall gegebenenfalls den Betrieb der Anlage unterbrechen.“<br />
Neben dem Schutz des Roboters und der Linearführungen<br />
durch effektive Gehäusekomponenten können auch vorausschauende<br />
Wartungsintervalle und Zustandsüberwachung<br />
dabei helfen, Stillstandszeiten zu verkürzen. Deshalb gibt es<br />
Standardkomponenten, die einen vorzeitigen Verschleiß anzeigen,<br />
zum Beispiel bei Klemmkomponenten.<br />
Außerdem rät Norelem, Komponenten zu verwenden, die<br />
jederzeit verfügbar und leicht zugänglich sind. Bei maßgeschneiderten<br />
Komponenten können Reparaturen oder ein Austausch<br />
zu kostspielig und zeitaufwendig sein, vor allem, wenn diese<br />
Maßnahmen von Fachpersonal durchgeführt oder spezielle Teile<br />
bestellt oder neu angefertigt werden müssen. Standardkompo<br />
„Die Auswahl passender Linearführungen<br />
richtet sich nach den Kosten<br />
und der Art sowie den Anforderungen<br />
der jeweiligen Anwendung.<br />
Konstrukteure müssen weitere<br />
Faktoren wie den Aufbau der<br />
Maschine, den verfügbaren Einbauraum,<br />
die Betriebsumgebung,<br />
Belastung, Geschwindigkeit und<br />
den Hub sowie die geforderte<br />
Lebensdauer berücksichtigen.<br />
Neben dem Schutz des Roboters und<br />
der Linearführungen durch effektive<br />
Gehäusekomponenten können auch<br />
vorausschauende Wartungsintervalle<br />
und Zustandsüberwachung dabei<br />
helfen, Stillstandszeiten zu verkürzen.<br />
Wir raten dazu, Komponenten<br />
zu verwenden, die jederzeit verfügbar<br />
und leicht zugänglich sind, denn<br />
das kann Kosten und Zeit sparen.“<br />
Martin Ahner, Leiter der Norelem<br />
Academy, Norelem Normelemente,<br />
Markgröningen<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
OPTIONAL AUCH FÜR NACHTRÄGLICHES<br />
TUNING GEEIGNET<br />
Die Elektronik von<br />
Nexofox, IIoT-Marke<br />
von Dunkermotoren<br />
und damit Teil von<br />
Ametek, verfügt<br />
über die gängigen<br />
Schnittstellen<br />
Canopen, Profinet,<br />
Ethercat und<br />
Ethernet/IP sowie<br />
Safety-Funktionen<br />
wie STO. Damit<br />
eignet sich die Regelelektronik BGE 5510 dPro für alle Motoren<br />
sämtlicher Hersteller. Darüber hinaus sind die Features von<br />
Nexofox für Gleichstrommotoren (BLDC und DC) jedweder Art<br />
und jedweden Fabrikats nutzbar. Die Feature-Palette beinhaltet<br />
unter anderem Motioncode für die freie Programmierung oder<br />
auch IIoT–Funktionalitäten, wie etwa das cloudbasierte<br />
Condition Monitoring mit Smart-Diagnostics. So lassen sich<br />
umfangreiche Anwedungen direkt auf den Reglern selbst<br />
realisieren. Ein Beispiel ist ZeroPLC. Die gesamte Applikation<br />
wird direkt auf der BGE 5510 dPro mit Motioncode realisiert.<br />
Das entlastet den Bus-Traffic und macht in einigen Anwendungen<br />
eine separate PLC überflüssig. Bei der Einführung unterstützt<br />
Nexofox auch mit Schulungen rund um die Parametrisierung<br />
der Regler.<br />
www.dunkermotoren.de<br />
VERKÜRZTE INBETRIEBNAHMEN IN<br />
WENIGEN SCHRITTEN<br />
Parameter von<br />
Linearachsen,<br />
Mehrachssystemen<br />
und elektromechanischen<br />
Zylindern per<br />
Mausklick aus dem<br />
Motorgeberdatenspeicher<br />
direkt<br />
in den Motorregler<br />
übertragen – diese<br />
Möglichkeit hat<br />
Bosch Rexroth geschaffen. Wer bislang Linearmodule des<br />
Herstellers in Betrieb nehmen wollte, musste diverse<br />
Achsparameter vom Typenschild ablesen und manuell<br />
eingeben. Das nahm Zeit in Anspruch und war fehleranfällig.<br />
Um Anwendern die Inbetriebnahme zu erleichtern, hat<br />
Bosch Rexroth diesen Prozess vereinfacht. Bei Achssystemen,<br />
die aus Linearachse oder Aktuator und Servomotor von<br />
Bosch Rexroth bestehen, sind alle relevanten Parameter<br />
bereits im Motorgeberdatenspeicher hinterlegt. Zur Inbetriebnahme<br />
lassen sich in der ctrlX Drive Engineering-Software<br />
per Klick alle Parameter übertragen. Linearsysteme<br />
sind so unmittelbar einsatzbereit. Mit dem Auswahl- und<br />
Aus legungstool Linselect können Linearachsen und elektromechanische<br />
Zylinder ebenfalls mit wenigen Klicks für die<br />
jeweilige Anwendung ausgelegt werden.<br />
www.boschrexroth.com<br />
HANNOVER MESSE <strong>2023</strong><br />
MAKING THE<br />
DIFFERENCE<br />
Products and solutions for a sustainable future at #HM23<br />
17 – 21 April <strong>2023</strong> Hannover, Germany<br />
hannovermesse.com<br />
HOME OF INDUSTRIAL PIONEERS
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
ZYKLOIDGETRIEBE<br />
TRANSFORMATION<br />
ALS WETTBEWERBSFAKTOR<br />
Um im digitalen Zeitalter mit dem<br />
rasanten Tempo des technologischen<br />
Wandels Schritt halten zu können,<br />
müssen sich vor allem Hersteller<br />
mechanischer Produkte strategisch neu<br />
aufstellen. Ein Zykloidgetriebespezialist<br />
hat die Zeichen der Zeit erkannt und<br />
treibt seine Transformation konsequent<br />
voran. Die Evolution des<br />
Zykloidgetriebes eröffnet neue Märkte,<br />
Anwendungen und Services.<br />
Jennifer Hagmeyer, Team Lead Marketing,<br />
Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf<br />
Die Zukunft ist digital, das sieht man an virtuellen Welten, Plattformökonomie,<br />
künstlicher Intelligenz und Cloud-Technologien.<br />
Das stellt Hersteller mechanischer Produkte vor besondere Herausforderungen.<br />
Um weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben,<br />
braucht es frische Ideen, mutige Entscheidungen und unkonventionelle<br />
Lösungen. Es gilt, eingefahrene Denkmuster über Bord zu werfen, zukunftssichere<br />
Perspektiven auszuloten und neue Wachstumsfelder zu erschließen.<br />
Ein Selbstläufer ist eine strategische Neuaufstellung nicht. Ganz im Gegenteil:<br />
Wandel bedeutet Veränderung und ist daher meist mit großer Skepsis verbunden.<br />
Dabei ist Transformation keine Option, sondern eine Notwendigkeit.<br />
Doch trotz gravierender Marktveränderungen halten viele Unternehmen zu<br />
lange am bewährten Erfolgskonzept fest und schaden damit ihrer Marktposition.<br />
Wie der Change-Prozess gelingen kann, zeigt das Beispiel von Nabtesco.<br />
HORIZONT ERWEITERN<br />
Der Hersteller von Zykloidgetrieben für Roboter ist ein klassischer Maschinenbauer.<br />
Oder besser war. Denn längst haben die Mechanikspezialisten ihre<br />
angestammten Pfade verlassen und sich in Richtung Digital Business ausgerichtet.<br />
Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei Nabtesco<br />
betont: „Zykloidgetriebe sind eine ausgesprochen leistungsstarke Technologie,<br />
doch wie bei allen mechanischen Produkten gibt es physikalische Grenzen.<br />
Also haben wir uns gefragt: Wie können wir uns im digitalen Zeitalter<br />
weiterentwickeln? Uns war klar: Konflikte vermeiden, heißt Zukunft vermeiden.<br />
Wir müssen den Status quo infrage stellen, unsere Komfortzone verlas<br />
24 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
01<br />
01 Über die gesamte Lebensdauer:<br />
Zykloidgetriebe haben<br />
eine hohe Dynamik und Präzision<br />
sowie einen geringen Verschleiß<br />
02 Hochperformant: Vom<br />
Hersteller gibt es ein breites<br />
Portfolio an Zykloidgetrieben<br />
02<br />
sen und mit neuen Ideen das nächste Level einläuten.“ Wie das in der Praxis aussieht,<br />
zeigen der digitale Getriebezwilling für softwarebasierte Condition-Monitoring-<br />
Konzepte in der Robotik sowie das elektromechanische Lenkaktuator-System für autonome<br />
Nutzfahrzeuge. Hybridisierung, die Kombination unterschiedlicher Technologien,<br />
spielt dabei eine entscheidende Rolle.<br />
DAS IMAGO-PRINZIP<br />
Vom Hersteller mechanischer Produkte zum digitalen Player: Wertvolle Impulse für diese<br />
Entwicklung lieferte das Imago-Prinzip von Reza Razavi. Anhand der Verwandlung<br />
von der Raupe zum Schmetterling veranschaulicht der selbständige Transformationsberater,<br />
wie aus Altem Neues entsteht und vergegenwärtigt, dass das Potenzial zum<br />
Wandel vielen Unternehmen bereits inhärent ist – sie müssen es nur aktivieren. „Raupe<br />
und Schmetterling haben dieselbe DNA, sind aber zwei komplett unterschiedliche<br />
Lebewesen. Möglich wird die Metamorphose durch die sogenannten Imago-Zellen, die<br />
während der Verpuppung entstehen und die Veränderung einleiten“, erläutert Obladen<br />
und ergänzt: „Bei Unternehmen verhält es sich ähnlich. Wie die Imago-Zellen haben es<br />
kreative Ideen anfangs schwer und müssen sich gegen Widerstände durchsetzen. Doch<br />
ist diese Phase erst einmal geschafft, entsteht etwas Neues. Auch wir als Unternehmen<br />
müssen uns unserer Umgebung, die geprägt ist von immer schneller werdenden Veränderungen,<br />
anpassen. Ansonsten sind wir – wie die Raupe – nicht überlebensfähig.“<br />
CONDITION MONITORING MIT DIGITALEM ZWILLING<br />
VISI N<br />
ERFÜLLT<br />
Sondergetriebe auf<br />
höchstem technischen Niveau<br />
für effiziente und innovative<br />
Lösungen von Morgen.<br />
GSC Schwörer GmbH<br />
D-79871 Eisenbach<br />
Ungewöhnliche Wege ist Nabtesco beispielsweise mit dem Steuerungsexperten Keba<br />
gegangen. Als Getriebehersteller in der Robotik hat Nabtesco die Blackbox Getriebe<br />
geöffnet und Keba getriebespezifische Daten und Charakteristiken zur Verfügung<br />
gestellt. Diese bilden die Grundlage für die digitale Nachbildung des haptischen<br />
Getriebes mit seinen relevanten Eigenschaften, den sogenannten digitalen Getriebezwilling.<br />
Nun lässt sich mit einem Add-on von Nabtesco für die Robotersteuerung die<br />
Robotergenauigkeit um den Faktor neun steigern. So können in Zukunft hochgenaue<br />
Handling- und Bearbeitungsaufgaben roboterbasiert mit der Präzision einer Werkzeugmaschine<br />
ausgeführt werden.<br />
Auch für eine künftige Echtzeitüberwachung von Robotern sind modell- und exemplarspezifische<br />
Getriebedaten von zentraler Bedeutung, denn sie ermöglichen eine individuelle<br />
Momentaufnahme der Roboterauslastung und damit eine Betrachtung der Restwww.gsc-schwoerer.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 25<br />
GSC-20-0073_Anzeigen_Zukunftsmission_43x130mm_RZ.indd 05.10.21 17:12<br />
2
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
03 Alleskönner: Durch ihre besondere Bauweise sind<br />
Zykloidgetriebe leistungsfähig, genau und robust<br />
lebensdauer jedes einzelnen Getriebes im Roboter. Dabei wird<br />
mit Werten gearbeitet, die ohnehin zur Verfügung stehen.<br />
So erlaubt der Drehzahl- und Drehmomentverlauf in Kombination<br />
mit Erfahrungswerten aus über 35 Jahren Getriebeentwicklung<br />
detaillierte Rückschlüsse über den Zustand des Getriebes.<br />
Mit einer permanenten Überwachung der Zykloidgetriebe könnte<br />
die Wartung bedarfsgerecht ausfallen. Sich ankündigende Ausfälle<br />
ließen sich vorzeitig erkennen, Serviceeinsätze wären planbar,<br />
der Wartungsaufwand würde sich verringern und ungeplante<br />
Maschinenstillstandzeiten könnten vermieden werden. Im Ergebnis<br />
wären die Produktionsprozesse effizienter und somit auch die<br />
Produktivität höher.<br />
VOM UGLY BABY<br />
Das Keba-Projekt macht deutlich, wie wichtig es ist, sogenannten<br />
Ugly Babys eine Chance zu geben. Der Begriff Ugly Baby stammt<br />
von Ed Catmull, Mitgründer der Pixar Animation Studios, und<br />
steht für eine neue, noch unausgereifte Idee. Im Gegensatz zum<br />
Hungry Beast, das nach Catmull das Tagesgeschäft symbolisiert<br />
(immer hungrig auf Budgets, Ressourcen, Wachstum und Cost Savings),<br />
hat es das Ugly Baby oft schwer, sich mit seinem innovativen<br />
Ansatz in klassischen Strukturen und traditionellen Denkweisen<br />
durchzusetzen. „Um ein Ugly Baby zum Laufen und Wachsen<br />
zu bringen, braucht es Imagos, also Menschen mit visionärer Weitsicht<br />
und Mut für Transformationen – und natürlich den entsprechenden<br />
Rückhalt im Unternehmen“, betont Obladen und erzählt:<br />
„Auch für uns war es ein großer Schritt, unsere Getriebedaten in<br />
die Hände eines externen Partners zu legen und unser Getriebe-<br />
Know-how mit Keba zu teilen. Doch er war notwendig – und goldrichtig.<br />
Denn nur gemeinsam können wir die anstehenden Herausforderungen<br />
bewältigen. Ich bin sicher: Unser Erfolg in der Zukunft<br />
liegt in Netzwerken, in der Bündelung von Kompetenzen.“<br />
ERSTES STEER-BY-WIRE-SYSTEM<br />
FÜR NUTZFAHRZEUGE<br />
Auch das Lenkaktuator-System für autonome Nutzfahrzeuge ist<br />
das Ergebnis einer Kooperation – und zwar mit der Firma Adcos,<br />
spezialisierter Entwicklungspartner für Software- und Hardwarelösungen<br />
im Bereich mechatronischer Systeme und ein<br />
Unternehmen der Nabtesco-Gruppe. „Im Automotive-Bereich<br />
spielten Zykloidgetriebe bis dato keine Rolle. Doch die Mobilitätswende<br />
zwingt die Autobauer zum Umdenken – weg von platzraubenden<br />
ineffizienten Hydrauliksystemen, hin zu kompakten<br />
und umweltfreundlichen elektromechanischen Alternativen“,<br />
macht Obladen nochmal deutlich.<br />
Bei der CV-EPS Plattform (CV-EPS = Commercial Vehicle Electronic<br />
Power Steering) handelt es sich um eine rein elektromechanische<br />
Lenk- und Antriebslösung. Das modulare Konzept (mechanischer<br />
Baukasten mit softwarebasiertem Customising) wurde<br />
konstruiert und industrialisiert, um in verschiedenste Nutzfahrzeuge<br />
integriert werden zu können und ist vor allem für Zukunftsfelder<br />
wie Elektromobilität und Autonomes Fahren<br />
interessant. Zum Einsatz kommen die ersten Prototypen als<br />
Funktionsmuster im neuen urbanen Transportkonzept SRT (Super<br />
Virtual Rail Train) des chinesischen Schienenfahrzeugherstellers<br />
CRRC/ZELC. Dabei handelt es sich um 36 Meter lange,<br />
elektrisch angetriebene Busse mit vier Fahrzeugmodulen und<br />
drei Gelenken, die, rein über eine Software gesteuert, bis zu 320<br />
Fahrgäste auf einer virtuell berechneten Straßenbahnschiene<br />
transportieren können.<br />
Die Natur ist ein Vorbild und stand schon oft Pate für revolutionäre<br />
Technologien, Produkte und Innovationen. Auch bei Zukunftsfragen<br />
ist sie ein wichtiger Ratgeber und kann wertvolle<br />
Impulse liefern. Wie die Raupe müssen auch Unternehmen eine<br />
Metamorphose, sprich einen Veränderungsprozess, durchlaufen<br />
und sich für die anstehenden Herausforderungen strategisch neu<br />
aufstellen. Nabtesco treibt seine Transformation konsequent vor<br />
und macht laut eigener Aussage das Zykloidgetriebe zukunftsfit.<br />
Bilder: Eisenhans – stock.adobe.com, Nabtesco Precision Europe<br />
www.nabtesco.de<br />
DIE IDEE<br />
„Zykloidgetriebe sind eine ausgesprochen<br />
leistungsstarke Technologie,<br />
doch wie bei allen mechanischen<br />
Produkten gibt es physikalische<br />
Grenzen. Also haben wir uns<br />
gefragt: Wie können wir uns im<br />
digitalen Zeitalter weiterentwickeln?<br />
Uns war klar: Konflikte<br />
vermeiden, heißt Zukunft vermeiden.<br />
Wir müssen den Status quo<br />
infrage stellen, unsere Komfortzone<br />
verlassen und mit neuen Ideen das<br />
nächste Level einläuten. Dabei sind<br />
Kooperationen ein wichtiger<br />
Baustein.“<br />
Daniel Obladen, Head of Sales<br />
General Industries, Nabtesco,<br />
Düsseldorf<br />
26 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
FUNKTIONALE EMBEDDED STEUERUNG<br />
Zur Automatisierung von Anwendungen<br />
mit geringer bis mittlerer<br />
Komplexität ist sie laut Hersteller die<br />
richtige Wahl: Die neue Steuerung<br />
C6 Compact 3 von KEB Automation.<br />
Ihr Steuerungskonzept basiert auf<br />
dem Linux-Betriebssystem und bietet<br />
eine offene Microservicearchitektur.<br />
Durch die Docker-Technologie lassen<br />
sich diverse Softwarefunktionen<br />
integrieren und organisieren. Das<br />
bringt Funktionalität und Kosteneffizienz in Einklang.<br />
Zukunftssicher wird das System durch den Einsatz neuester<br />
Multicore-Technologie und echtzeitfähige Motion Control –<br />
programmierbar über IEC 61131. Die C6 Compact 3 lässt sich<br />
neben der eigentlichen Maschinenautomatisierung für<br />
verschiedene Aufgaben einsetzen. Beispielsweise kann sie als<br />
Gateway zwischen einer übergeordneten Steuerung und<br />
einem programmierbaren Steuerungssystem mit KEB Motion<br />
Funktionalität fungieren. Als Schnittstelle dient unter anderem<br />
ein OPC UA Server (zukünftig ebenfalls TSN). Des Weiteren<br />
kann die Steuerung als HMI Server Device genutzt werden. Sie<br />
realisiert die Kommunikation mit einem oder mehreren 3rd<br />
Party Systemen und ermöglicht für Browser, die Inhalte über<br />
einen HMI Server zur Verfügung zu stellen. Weiterhin ermöglicht<br />
die Microservicearchitektur der neuen Steuerung eine<br />
einfache Integration von diversen Softwarekomponenten.<br />
www.keb.de<br />
MIT HOHER WIEDERHOLGENAUIGKEIT<br />
KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18<br />
Die elektrischen Antriebe der<br />
Aventics-Serie SPRA von<br />
Emerson sind eine neue Serie<br />
von präzisen Kolbenstangenzylindern<br />
mit hoher Wiederholgenauigkeit.<br />
Normalerweise<br />
werden elektrische<br />
Stellantriebe mit nur einem<br />
Gewindetyp angeboten, die SPRA-Stellantriebe weisen<br />
hingegen drei Gewindetriebtechnologien auf. Dazu gehören<br />
ein Präzisionskugelgewindetrieb, der eine außergewöhnliche<br />
Haltbarkeit und Genauigkeit für Anwendungen hat, bei<br />
denen es auf optimale Qualität oder hohen Durchsatz<br />
ankommt. Hinzu kommen eine kosteneffiziente Gleitspindelvariante<br />
sowie Rollengewindetriebe für Präzision,<br />
Geschwindigkeit und schwere Lasten.<br />
www.emerson.com<br />
NEUE LEISTUNGSREGLER<br />
Gefran präsentiert die Leistungssteller der GRM-H-Serie, die auf der skalierbaren<br />
GRx-Plattform des Herstellers basieren. Sie eignen sich für das Management elektrischer<br />
Lasten in industriellen Heizanwendungen und verfügen über integrierte Diagnosefunktionen.<br />
Sie sind mit einer IO-Link-Schnittstelle ausgestattet und erfüllen die<br />
Anforderungen eines breiten Anwendungsspektrums, vor allem wenn es um hohe<br />
Leistungen in der Temperaturregelung geht. Die Geräte haben einen Strombereich von<br />
15 bis 120 A. Zudem ermöglichen sie die Steuerung linearer und nichtlinearer Lasten<br />
(MoSi2, SiC SWIR, Graphit und Transformatoren) und haben einphasige Leistungsregler, die in einer Master-/Slave-Konfiguration<br />
auch die Steuerung von dreiphasigen Lasten ermöglichen. Ausgestattet mit den Betriebsarten (Nulldurchgang, Impulsgruppenbetrieb,<br />
Halbwellen und Phasenanschnitt) kann der Anwender die Steuerung an die verschiedenen Eigenschaften der Heizelemente<br />
anpassen. Zusätzlich zur Soft-Start-Funktion bieten die Regler Feedback-Algorithmen, die sie zu einer konstanten Quelle mit<br />
veränderbaren Sollwerten für Spannung, Strom oder Leistung machen. Das ist bei bestimmten Heizelementtypen wie Silizium-Molybdän,<br />
Siliziumkarbid oder Graphit von Vorteil. Sie stellen neben den zyklischen auch azyklische Prozessdaten wie Betriebsstunden,<br />
Strom- und Temperaturspitzen sowie Temperatur für die vorausschauende Wartung der Anlage zur Verfügung.<br />
www.gefran.com
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
MODULARER GETRIEBEBAUKASTEN<br />
VARIANTENVIELFALT IM GETRIEBE<br />
Schneckengetriebe haben einen<br />
geringen Wartungsaufwand,<br />
laufen geräuscharm und sind<br />
robust. Sie ermöglichen eine<br />
hohe Leistungsübertragung auf<br />
engem Raum und lenken die<br />
Bewegung um 90 Grad um.<br />
Damit Anwender sie flexibel<br />
auf ihre Anforderungen<br />
abstimmen können, gibt es<br />
modulare Getriebebaukästen.<br />
Die Anwendungsmöglichkeiten von Schneckengetrieben<br />
sind vielfältig. Sie werden überall dort eingesetzt, wo<br />
hohe Drehzahlen in niedrigere und niedrige Drehmomente<br />
in hohe umgewandelt werden müssen, zum Beispiel<br />
bei einer Höhenverstellung. Zudem wird die Bewegung um<br />
90 Grad umgelenkt und auch die Transformation einer Drehbewegung<br />
in eine lineare ist damit möglich. Jana Rull, Produktmanagerin<br />
bei Ketterer erklärt: „Bei diesem großen Einsatzspektrum<br />
kann es daher nicht nur ein Schneckengetriebe für alle<br />
Eventualitäten geben. So ist unser modularer Getriebebaukasten<br />
entstanden, der stetig erweitert wird. Über 200 unterschiedliche<br />
Varianten gibt es bereits.“<br />
LANGE HALTBARKEIT UND VARIANTENVIELFALT<br />
Basis des Getriebebaukastens ist das wartungsfreie Schneckengetriebe<br />
Ket-Motion 2020. Um weitere Größen der Schneckenradgetriebe<br />
abzudecken, hat Ketterer die Familie um die Ausführungen<br />
2015 und 2030 ergänzt. Das Schneckengetriebe Typ 2020 mit<br />
einem Achsenabstand von 20 ist in neun Untersetzungsvarianten<br />
von 1:1 bis 65:1 erhältlich. Damit sind abhängig von der Ausführung<br />
und Antriebsdrehzahl Drehmomente beim Abtrieb von<br />
0,65 bis 15 Nm möglich. Die 2015er Variante hat einen Achsenabstand<br />
von 15 mm, sieben Untersetzungsvarianten und Abtriebsdrehmomente<br />
von 0,3 bis 3 Nm. Und das 2030er hat einen<br />
30 mm Achsenabstand, neun Untersetzungsvarianten und Abtriebsdrehmomente<br />
von 1 bis 20 Nm. Bauartbedingt sind die Getriebe bei<br />
höheren Übersetzungsverhältnissen selbsthemmend.<br />
Bei allen Getrieben ist der Schneckenradsatz linkssteigend<br />
und die Drehrichtung an der Welle beliebig. Die Gehäuse der<br />
VIELE ANWENDUNGEN DURCH<br />
SCHNECKENGETRIEBE MÖGLICH<br />
Schneckenantriebe bestehen aus eloxiertem Aluminium und<br />
sind gegen Fettaustritt und Staubeinwirkung gekapselt. Standardmäßig<br />
gibt es sie in orange, aber auch andere Farben sind möglich.<br />
Im Inneren sind Schneckenräder und Wellen aus Metall verbaut,<br />
das sorgt für eine lange Lebensdauer. Das Unternehmen produziert<br />
in der eigenen Fertigung. Rull erklärt weiter: „Für das Schneckengetriebe<br />
2020 sind bisher die meisten Getriebevarianten verfügbar.<br />
Auf der Antriebsseite gibt es den Singelantrieb mit Passfedernut<br />
sowie den Doppelantrieb dank Durchgangsachse auch mit<br />
Passfedernut. Über Verbindungselemente und eine elektronische<br />
Regelung aus unserem Zubehörprogramm, lassen sich<br />
mehrere Getriebe synchronisieren und dann können beispielsweise<br />
zwei Antriebsstränge dieselbe Bewegung ausführen.“<br />
Es gibt das Modell 2020 auch direkt mit einem passenden<br />
Elektromotor. Drei Motortypen sind dafür verfügbar und auch<br />
eine optionale Steuerung. Der Baukasten hält verschiedene Möglichkeiten<br />
auf der Abtriebsseite parat. Hier hat der Anwender die<br />
Wahl zwischen Passfedernut, Keilwellenprofil und Drehteller.<br />
Zudem gibt es eine Variante für Schubspindeln oder mit Linearführung.<br />
Komplettiert wird der Baukasten durch das Lineargetriebe mit<br />
Zahnstange 2020 Z, um Bauteile, Waren oder Komponenten zu<br />
bewegen. Sie wandelt rotierende Bewegungen in axiale um und<br />
kann damit hydraulische und pneumatische Antriebe elektromechanisch<br />
ersetzen. Die Länge der Zahnstange ist frei skalierbar.<br />
Bild: Ketterer<br />
Ilona Mahler, Marketing, B. Ketterer Söhne GmbH & Co. KG, Furtwangen<br />
www.ketterer.de<br />
28 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
KOMPAKTES PLATZWUNDER MIT VIELEN SCHNITTSTELLEN<br />
Neben dem sensorlosen Betrieb von Synchronmotoren bis 240.000 1/min und Asynchronmotoren<br />
bis 360.000 1/min ermöglicht der Frequenzumrichter SD4B von Sieb und Meyer im Hochgeschwindigkeitsbereich<br />
einen sensorbehafteten Betrieb von Motoren mit überlagerter Synchronisationsfunktion<br />
auf Basis von 24V-Synchronisations-Signalen. So lassen sich mehrere Hochgeschwindigkeitsmotoren<br />
im Master/Slave-Betrieb winkelsynchron betreiben. Die robuste Drehzahlregelung<br />
erlaubt dabei auch hohe Massenträgheitsverhältnisse zwischen Motor und Werkzeug<br />
bis zu 1:100. Das IP20-Gehäuse hat eine Breite von 25 mm. Der Frequenzumrichter hat die<br />
Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off) und unterstützt standardmäßig die Kommunikationsprotokolle<br />
CANopen und Modbus TCP. Optional steht eine EtherCAT-Schnittstelle zur Verfügung,<br />
PROFINET und POWERLINK befinden sich in Vorbereitung. Neben den Ein- und Ausgängen für<br />
TTL-Encoder verfügt das Gerät über jeweils fünf digitale Ein-/Ausgänge sowie eine Ethernet-<br />
Schnittstelle. Die NRTL/CSA-Zertifizierung ist beantragt.<br />
www.sieb-meyer.de<br />
SEHR FLEXIBEL<br />
EXPERIENCE<br />
THE FUTURE TODAY<br />
DIE NEUE ÄRA IN DER ANTRIEBSTECHNIK.<br />
Die besondere Flexibilität der<br />
Frequenzumrichter der Reihe<br />
Inveor von Kostal ermöglicht es,<br />
alle Motorarten maximal<br />
effizient, hochdynamisch und<br />
sensorlos zu regeln. Ein Frequenzumrichter<br />
der Performance-Klasse<br />
ist der motormontierte<br />
Inveor MPP, der ab<br />
<strong>2023</strong> erhältlich ist. Zur Ausstattung<br />
gehören Pumpenfunktionen,<br />
ein Vibrations- und Temperatursensor,<br />
Feldbusse sowie<br />
eine hohe Variabilität bei den<br />
I/O-Schnittstellen, inklusive<br />
bidirektionaler Schnittstellen.<br />
Für die Wärmepumpentechnik<br />
bietet der Hersteller den Inveor<br />
Coldplate an, der für kompliziert<br />
zu regelnde Motoren bei engem<br />
Bauraum geeignet ist. Und mit<br />
dem Inveor MP sind im Bereich<br />
Motion Control hochdynamische<br />
Positionieranwendungen<br />
sensorlos möglich. Mit dem<br />
Kostal ISP (Integrated Sensorless<br />
Positioncontrol) lassen sich zum<br />
Beispiel Positionieranwendungen<br />
auch in Heavy-Duty-Umgebungen<br />
betreiben.<br />
www.kostal-drives-technology.<br />
com
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
SOFTWARE FÜR GETRIEBEKONSTRUKTION<br />
ZAHN FÜR ZAHN – GANG UM GANG<br />
Der Motorsport ist seit jeher ein technologischer Schauplatz. Das Getriebe<br />
spielt in sämtlichen Motorsportdisziplinen zweifellos eine entscheidende Rolle,<br />
was natürlich auch für Rallyes gilt. Dort sind die Getriebe beträchtlichen<br />
Stoßbelastungen ausgesetzt. Zweifelsohne kommen hier Standardgetriebe an<br />
ihre Grenzen, weshalb die Hersteller eigens konstruierte Getriebe einsetzen, die<br />
zum Beispiel mit einer speziellen Software aus der Schweiz konstruiert wurden.<br />
Standardgetriebe aus der Serienproduktion eignen sich aufgrund<br />
der hohen Stoßbelastungen nicht für den Rallyesport.<br />
Selbst bei modifizierten Standardgetrieben fallen<br />
die Originalzahnräder der Fahrzeughersteller aus. Die<br />
Lösung für dieses Problem sind komplett neu konstruierte,<br />
sequenzielle Spezialgetriebe. Anders als normale Autogetriebe<br />
werden sie nicht in einem H- oder doppelten H-Schema geschaltet,<br />
sondern stufenweise, Gang für Gang – wie bei einem Motorrad.<br />
Darüber hinaus lassen sich diese speziellen sequenziellen<br />
Ph.D. Renny Vachek, Gear Design s.r.o. Pilsen, Tschechien<br />
Getriebe manuell schneller schalten. Ihr Hauptvorteil besteht<br />
jedoch darin, dass sie den extremen Belastungen während eines<br />
Rennens standhalten.<br />
An dieser Stelle kommt das Unternehmen X Shift Gearboxes<br />
ins Spiel. Sein Eigentümer und Gründer, František Macho,<br />
beschäftigt sich seit 1999 mit der Konstruktion und Produktion<br />
von Getrieben für den Rennsport. Damals waren spezielle Getriebe<br />
für den Rallyesport alles andere als weit verbreitet. Die Erfahrung,<br />
die sich Macho im Lauf der Jahre aneignete, führte schrittweise<br />
zur Gründung des Unternehmens. Es etablierte sich in kurzer<br />
Zeit auf dem Markt und bietet heute homologierte Getriebe<br />
für Hersteller wie Subaru, Mitsubishi und andere Ikonen des<br />
Motorsports an.<br />
30 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
01<br />
01 Anschaulich: Die Schnittstelle erzeugt<br />
automatisch ein 3D-Modell auf Ebene<br />
des kinematischen Schemas<br />
02<br />
02 Hintereinander hält besser: Zahnräder des<br />
6-Gang-Getriebes für den Rallyewagen Toyota Yaris GR<br />
FLEXIBEL BEI SONDERWÜNSCHEN<br />
Das Portfolio des Getriebespezialisten setzt sich zwar<br />
hauptsächlich aus Getrieben für Rallyes zusammen, jedoch werden<br />
sie auch mit Zahnrädern für Beschleunigungsrennen ausgestattet.<br />
Dort müssen die Bauteile Drehmomenten bis 1.700 Nm<br />
standhalten, beispielsweise bei Bergrennen oder auf Rundkursen,<br />
bei denen die Abtriebsritzel auch hohen Drehzahlen ausgesetzt<br />
sind. Die Variabilität bei der Anordnung muss daher allen Kundenanforderungen<br />
entsprechen. Neben Getrieben umfasst das<br />
Portfolio übrigens auch Differentiale für den Rennsport.<br />
Seit seiner Gründung konstruiert das Unternehmen seine<br />
Getriebe selbst. Bei den Zahnradberechnungen jedoch baut es<br />
auf die Kooperation mit externen Partnern. Im Fall einer Serienproduktion<br />
eines einmal konstruierten Produkts ist dies eine kostengünstige<br />
Lösung. Sie begrenzt allerdings die Flexibilität und<br />
die Möglichkeiten von Weiterentwicklungen deutlich. Diese sind<br />
bei anspruchsvollen Kunden mit zahlreichen Sonderwünschen<br />
wiederum unabdingbar. Wesentlich erweitern lassen sich die<br />
Möglichkeiten durch den Kauf einer Software, mit der Zahnräder,<br />
Wellen und Lager intern berechnet werden können.<br />
Diese Erkenntnisse mündeten in die Entscheidung, die Kontrolle<br />
nicht nur über die Produktion und die Konstruktion zu<br />
behalten, sondern auch über die Auslegung der Zahnräder. Die<br />
Geschäftsführung beschloss daher, die Kisssoft-Software zu<br />
erwerben, die in vielerlei Hinsicht führend bei der Berechnung<br />
von Zahnrädern und bei Optimierungen in praktisch allen industriellen<br />
Anwendungen ist. Damit hat man sich zu namhaften<br />
Herstellern wie Ferrari, AMG und Tesla gesellt, deren Erfolg unter<br />
anderem auf den Funktionen der Software basiert.<br />
DIE ROLLE DER SOFTWARE<br />
Beim ersten Projekt, das X Shift Gearboxes mit Kisssoft angehen<br />
wollte, handelte es sich um ein Getriebe mit drei Wellen für den<br />
Toyota Yaris GR. Das Getriebe sollte modular konstruiert und auf<br />
unterschiedlichste Belastungen ausgelegt werden und die Möglichkeit<br />
bieten, fünf, sechs oder sieben Stufen in einem einzigen<br />
Gehäuse unterzubringen. Die Hauptaufgabe bestand daher darin,<br />
das gesamte Getriebe im Hinblick auf die spezifischen Nutzungsbedingungen<br />
im Rallyesport zu optimieren und gleichzeitig<br />
den Anforderungen an die Nutzung in anderen Disziplinen<br />
gerecht zu werden. Und das alles bei variabler Anordnung.<br />
Das neue modulare Getriebe wurde auf Ebene des kinematischen<br />
Schemas mit dem System-Add-on Kisssys modelliert. Das<br />
Ad-on führt die Berechnungen der einzelnen Komponenten zu<br />
einer übergreifenden Gesamtberechnung zusammen und<br />
erzeugt gleich zu Beginn der Getriebedefinition automatisch ein<br />
entsprechendes 3D-Modell des Systems aus Zahnrädern, Wellen<br />
und Lagern. Im Modell sind mögliche Interferenzen der Teile<br />
sofort ersichtlich. Außerdem lassen sich die Einbaumasse im<br />
Getriebegehäuse von Anfang an überprüfen.<br />
GETRIEBEENTWICKLUNG<br />
Die Zahnräder des Herstellers werden in der Regel lediglich<br />
wälzgefräst, was die Kosten bei einer Kleinserienproduktion<br />
erheblich senkt. Die Verwendung vergüteter Werkstoffe wird<br />
dadurch möglich, dass die Anforderungen an die Flankensicherheit<br />
relativ niedrig sind. Andererseits sind vergütete Werkstoffe<br />
im Bereich des Zahnfusses weniger beständig. Der Optimierung<br />
des Zahnprofils jedes Zahnrads müssen die Ingenieure somit<br />
noch mehr Aufmerksamkeit schenken. Das gilt insbesondere für<br />
den Übergangsfussbereich. Hier bietet Kisssoft verschiedene<br />
Tools, die Optimierungen aus mehreren Perspektiven und mit<br />
unterschiedlichen Methoden ermöglichen. Auch die Herstellungsmethoden<br />
und -werkzeuge werden berücksichtigt. Um eine<br />
gleichmäßigere Lastverteilung zwischen den ineinandergreifenden<br />
Zähnen zu erzielen, nutzt das Unternehmen im Wesentlichen<br />
tiefe Zahnprofile.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 31
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
03 Da ist er! Der Toyota<br />
Yaris GR mit dem neu<br />
konstruierten Getriebe<br />
Konzeptionell sind die meisten Elemente des neuen Getriebes so<br />
universell wie möglich ausgelegt. Für die meisten Anwendungen<br />
muss lediglich das finale feste Übersetzungsverhältnis angepasst<br />
werden. Im Gegensatz zur sonst üblichen Praxis, bei der neu konstruierte<br />
Zahnräder im originalen Gehäuse der Serienproduktion<br />
untergebracht werden, entwickelt die Spezialisten für jeden neuen<br />
Getriebetyp ein neues Gehäuse. Das war auch beim Getriebe<br />
für den Yaris der Fall. Für die Prototypen wurden die Gehäuse mit<br />
einem Fünf-Achsen-Fräser aus einem Vollaluminiumblock<br />
gefräst. Bei der anschließenden Serienproduktion wurden die<br />
Vorteile des Feingussverfahrens (Wachsausschmelzguss) genutzt.<br />
Das Verfahren ermöglicht es, die Werkstoffeigenschaften durch<br />
komplexe Gussformen bestmöglich zu nutzen.<br />
VORTEILE DER SOFTWARE<br />
Bei den Getriebespezialisten schätzt man insbesondere die Benutzerfreundlichkeit<br />
der Konstruktionssoftware. Der Nutzer wird<br />
durch die Berechnung geführt und gewarnt, wenn er von Standardwerten<br />
abweichende oder falsche Werte eingibt oder wenn<br />
solche Werte in den Ergebnissen vorkommen. Er erhält außerdem<br />
sofort Tipps dazu, wie und wo er die Werte anpassen kann. Ebenso<br />
geschätzt wird die detaillierte Ansicht des gesamten Getriebes<br />
vom ersten Konstruktionsschritt an. Damit lassen sich Anpassungen<br />
des gesamten Getriebes im Hinblick auf verschiedene Parameter<br />
in kürzester Zeit und auf einfache Weise vornehmen.<br />
Zu den sonstigen hervorzuhebenden Funktionen zählen die<br />
sehr detailreichen Optionen zum Auslegen des Getriebes selbst<br />
sowie die Möglichkeit, Lösungen für die Getriebeproduktion sogar<br />
bei Verwendung von Keilverzahnungen zu finden. Auch die<br />
Eignung von 2D- und 3D-Modellen für alternative Produktionsverfahren<br />
ist bemerkenswert. Die Konstrukteure verwenden die<br />
Software nicht nur zum Berechnen von Zahnrädern, sondern<br />
auch zum Analysieren der Lebensdauer von Lagern und zum Berechnen<br />
der Ermüdung von Wellen. Für die Zukunft plant das<br />
Unternehmen, seine Lizenz, um die Module zu erweitern, welche<br />
die Verformung des Getriebegehäuses infolge der Belastung<br />
durch die Zahnräder, Wellen und Lager berücksichtigen. Durch<br />
die intensiver Arbeit, die sich durch die kombinierte Nutzung<br />
von Software und Ad-on ergaben, konnte das Getriebe für den<br />
Toyota Yaris GR innerhalb von nur sechs Monaten entwickelt und<br />
für die Serienproduktion vorbereitet werden.<br />
HOMOLOGATION UND FEUERTAUFE<br />
X Shift Gearboxes zeigte sein neues Getriebe auf der Professional<br />
Motorsport World Expo in Köln und war damit laut Eigenaussage<br />
das weltweit erste Unternehmen, das ein Getriebe aus dem Rennsport<br />
einschließlich Anbauteilen für den Toyota Yaris GR einführte.<br />
Nach der Homologation musste das Getriebe in Italien<br />
beim Yaris Cup seine Feuertaufe bestehen; es bewährte sich hervorragend.<br />
Während des gesamten Rennens fiel nicht ein einziges<br />
Fahrzeug aufgrund eines Schadens an einem Getriebe des<br />
Getriebespezialisten aus.<br />
Diese Geschichte illustriert anschaulich die Tatsache, dass es<br />
durch den Einsatz einer leistungsstarken Spezialsoftware auch<br />
einem kleinen Unternehmen gelingen kann, sich ausreichendes<br />
Know-how und die nötigen Entwicklungskompetenzen anzueignen,<br />
wenn es darum geht, mit etablierten Wettbewerbern mitzuhalten<br />
oder sie sogar zu überholen.<br />
Bilder: Kisssoft<br />
www.Kisssoft.com<br />
DIE IDEE<br />
„Getriebe für den Motor- und<br />
Rallyesport müssen viel höheren<br />
Beanspruchungen standhalten als<br />
die Bauteile für ein Serienfahrzeug.<br />
Bei der Berechnung und Auslegung<br />
für die Spezialanfertigungen ist eine<br />
Software sehr hilfreich. Sie unterstützt<br />
die Konstrukteure beim<br />
Berechnen sowie Auslegen der<br />
Bauteile und zeigt eventuelle<br />
Schwachstellen sofort auf. 3D-Ansichten<br />
visualisieren die (Zwischen-)<br />
Ergebnisse und machen das Produkt<br />
sichtbar, weit vor der kostenintensiven<br />
Fertigung.“<br />
František Macho, Eigentümer und<br />
Gründer X Shift Gearboxes, Chropyn,<br />
Tschechien<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
KOMPAKTANTRIEB OPTIONAL AUCH MIT<br />
MULTITURN-ENCODER<br />
Unter der Bezeichnung<br />
PD6-EB bringt<br />
Nanotec eine<br />
platzsparende<br />
Komplettlösung aus<br />
Motor inklusive<br />
Controller und<br />
Encoder auf den<br />
Markt, die sich<br />
speziell für Einsätze<br />
in der Robotik und Automatisierung eignet. Mit 80 mm<br />
Flanschmaß und 942 W Nennleistung ist der neue PD6-EB<br />
der leistungsstärkste BLDC-Motor dieser Baureihe. In Schrittmotorausführung<br />
hat der PD6-E ein maximales Haltemoment<br />
von 933 Ncm bei 86 mm Flanschmaß. Der Motor lässt sich<br />
über Feldbus, Takt-/Richtung oder Digital-/Analogeingänge<br />
ansteuern und einfach in vorhandene Steuerungskonzepte<br />
einbinden. Per integrierter Ablaufsteuerung sind auch<br />
Stand-Alone-Anwendungen möglich. Der Singleturn-Absolut-<br />
Encoder ist enthalten. Optional gibt es die neuen Motoren<br />
auch mit Multiturn-Encoder. Über die kostenfreie Software<br />
Plug & Drive Studio von Nanotec ist der PD6 schnell und<br />
einfach parametriert und programmiert. Fünf Feldbusschnittstellen<br />
stehen zur Auswahl.<br />
www.nanotec.de<br />
LAGER FÜR LEBENSMITTELKONTAKT<br />
ELEKTROMAGNETISCHEN EINFLÜSSEN<br />
KEINE CHANCE<br />
Ein kompaktes<br />
und robustes<br />
Alu-gehäuse, IP65-<br />
Schutz und eine<br />
doppelt kugelgelagerte<br />
Edelstahlwelle<br />
für hohe<br />
Betätigungsgeschwindigkeiten<br />
–<br />
das sind die<br />
Hauptmerkmale<br />
der HTx25-Drehgeber von Megatron. Die Signalverarbeitung<br />
der Encoder, die über ein Metallgehäuse mit 25 mm<br />
Durchmesser verfügen, ist digital und basiert auf modernster<br />
Hall-Sensorik, die eine zuverlässige magnetische<br />
Erfassung der Messwerte sicherstellt. Dank der gradientenbasierten<br />
Auswertung sind die Geräte zudem unempfindlich<br />
gegenüber Temperaturschwankungen und EMV-Einflüssen.<br />
Als analoge Variante ist HTx25 mit Spannungs-/<br />
Stromausgang oder PWM erhältlich, in digitaler Form mit<br />
SSI, SER und SPI. Auch redundante Modelle sind mit<br />
analogem Spannungsausgang oder SPI im Angebot. Die<br />
Ausführung als Inkrementalgeber ist mit TTL-, Push Pulloder<br />
Open Collector-Ausgangselektronik wählbar. Erhältlich<br />
ist weiterhin die Teach-In-Variante HTA25PM, deren<br />
Anfangs- und Endwerte sich direkt beim Einbau parametrieren<br />
lassen.<br />
www.megatron.de<br />
Drehkranzlager im<br />
Hygienic Design<br />
sind eher Mangelware.<br />
Hersteller von<br />
Sondermaschinen<br />
für hygienesensible<br />
Bereiche müssen<br />
deshalb oft<br />
zusätzliche<br />
Abdeckungen<br />
konstruieren. Von<br />
Igus gibt es dafür nun mit dem Iglidur PRT ein Drehkranzlage,<br />
das eine schnelle und rückstandslose Reinigung in der<br />
Anwendung ermöglicht. Somit kann das Drehkranzlager<br />
dauerhaft eingebaut bleiben und spart Anwendern Entwicklungsarbeit<br />
für eine passende Abdeckung. „Wir wollen eine<br />
einfachere Lösung anbieten und haben deshalb eine Hygieneausführung<br />
unseres Drehkranzlagers entwickelt“, erklärt<br />
Fabian Wieking, Produktmanager PRT Drehkranzlager bei Igus.<br />
„Dieses besteht aus Edelstahl und FDA-konformen Kunststoffen<br />
und ist so konstruiert, dass es sich rückstandslos reinigen<br />
lässt, ohne aus der Maschine ausgebaut werden zu müssen.<br />
Somit wird eine zusätzliche Abdeckung überflüssig.“ Die<br />
Ingenieure haben sich beim Bau des neuen Drehkranzlagers<br />
an den Richtlinien der European Hygienic Engineering and<br />
Design Group (EHEDG) orientiert. Oberstes Ziel: Bakterien so<br />
wenig Angriffsfläche wie möglich bieten, keine 90-Grad-<br />
Ecken, Schweißnähte oder Kanten. Alle Bauteile sind abgerundet.<br />
Alle Ebenen haben zudem ein Gefälle von mindestens<br />
drei Grad, damit Wasser restlos abläuft. Überall, wo Metall auf<br />
Metall trifft, sind FDA-konforme Dichtungen verbaut. Die<br />
Hygienic Design-Ausführung ist eine marktreife Studie, der<br />
Hersteller sieht aber großes Potenzial.<br />
www.igus.de
SPECIAL: KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
INDUSTRIEBREMSEN<br />
AGILITÄT UND EFFIZIENZ<br />
IN MODERNER GESTALT<br />
Weltweit gelten Elektrobremsen als Standardlösung für die Realisierung von Halteund<br />
Not-Stopp-Systemen im Maschinen- und Anlagenbau. Eine aktuelle<br />
Generation setzt hinsichtlich Schaltperformance, Energieeffizienz und Design nun<br />
neue Maßstäbe. Sie trägt die Serienbezeichnung MV, verfügt über eine innovative<br />
Schließmechanik und bringt Klemmkräfte bis zu 25.000 N auf die Scheibe.<br />
Ringspann erklärt: „Ihre geschlossene Formgebung folgt<br />
den Regeln des modernen Industriedesigns, ihre hohen<br />
Schaltzahlen erschließen dem Anwender erweiterte<br />
Leistungs- und Flexibilitätspotenziale und ihr Energiebedarf<br />
ist nur minimal. Darüber hinaus verfügen sie über eine intelligente<br />
Elektronik und arbeiten mit einer hocheffizienten<br />
Schließmechanik.“ Gemeint sind die neuen federbetätigten und<br />
elektromagnetisch gelüfteten Scheibenbremsen der Baureihe<br />
MV von Ringspann. Ausgelegt für Klemmkräfte bis zu 25.000 N<br />
und serienmäßig verfügbar für Bremsscheiben-Durchmesser<br />
von 300 bis 710 mm decken sie eine große Bandbreite von Halte-,<br />
Not-Stopp- und Verzögerungs-Applikationen im Maschinenund<br />
Anlagenbau ab. Zu ihren typischen Einsatzgebieten zählen<br />
der Werkzeugmaschinenbau, die Turbinen-, Ventilatoren- und<br />
Lüftertechnik, die Winden- und Wickeltechnik, die Windkraftindustrie<br />
sowie die allgemeine Antriebstechnik. Dabei sind sie vor<br />
allem für jene Konstrukteure attraktiv, die Anwendern und<br />
Betreibern den hohen Installations- und Wartungsaufwand hydraulischer<br />
und pneumatischer Bremssysteme ersparen wollen.<br />
Michael Stöcker, Freier Fachjournalist, Darmstadt<br />
INNOVATIONSSPRUNG<br />
Rein chronologisch betrachtet ließen sich die elektromagnetischen<br />
Scheibenbremsen der neuen Baureihe MV auch als Weiterentwicklung<br />
der bekannten E-Brake-Serien EV/EH des Herstellers<br />
sehen. „Allerdings ist der Innovationssprung in diesem Fall so<br />
groß, dass wir hier guten Gewissens von einer neuen Bremsengeneration<br />
sprechen können“, beschreibt Franz Eisele, Leiter der<br />
Sparte Bremsen und Kupplungen bei Ringspann. Maßgebend für<br />
diese Sichtweise sind, neben dem modernen Industriedesign der<br />
Bremsen, vor allem zwei technische Aspekte: Ihre außergewöhnliche<br />
Schaltperformance und eine neue Schließtechnik. Mit serienmäßig<br />
bis zu 550 Schaltungen pro Stunde im 230 VAC-Betrieb<br />
und bis zu 450 Schaltungen pro Stunde im 400 VAC-Betrieb dürften<br />
die MV-Bremssättel derzeit wohl zu den schnellsten und<br />
agilsten Elektro-Scheibenbremsen auf dem Markt gehören. In<br />
Kombination mit ihrer geschlossenen, robusten Bauform prädestiniert<br />
sie das laut Hersteller für den Einsatz in anspruchsvollen<br />
Umgebungen mit häufigen Bremsvorgängen. Derzeit noch laufende<br />
Testläufe lassen erwarten, dass für die MV-Baureihe ein B10d-<br />
Wert von etlichen Millionen Schaltzyklen erreicht wird. Hinzu<br />
kommt: Die neue, inzwischen patentierte Schließmechanik ver-<br />
34 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
WAS BEDEUTET B10- UND B10D-WERT?<br />
Der B10-Wert ist ein statistischer Faktor, ermittelt aus<br />
Lebensdauerversuchen mit einer entsprechenden Anzahl<br />
von Prüflingen. Er steht für die mittlere Zahl von Schaltzyklen<br />
einer Einheit, nach der mit maximal 10 Prozent<br />
Ausfällen zu rechnen ist. Der Wert gilt unter definierten<br />
Bedingungen; als Ausfall wird das Überschreiten vorgegebener<br />
Grenzwerte (Schaltzeit, Leckage usw.) bezeichnet.<br />
Zu beachten ist, dass ein Bauteil schon vor dem Erreichen<br />
des B10-Wertes ausfallen kann. Die angegebene Überlebenswahrscheinlichkeit<br />
(B10-Wert) stellt daher keine<br />
Herstellergarantie dar.<br />
Dagegen gibt der B10d-Wert nach ISO 13849-1 die Zahl der<br />
Schaltzyklen an, nach der es bei 10 Prozent der betrachteten<br />
Einheiten zu gefährlichen Ausfällen kommt („d“ steht<br />
für „dangerous“). Der Wert ist relevant, wenn Sie eine<br />
Risiko- und Gefährdungsanalyse erstellen.<br />
Stärke: Die Scheibenbremsen sind für Klemmkräfte<br />
bis 25.000 N ausgelegt<br />
leiht den Bremsen einen überdurchschnittlich großen Luftspalt<br />
bei nur minimalem Federkraftverlust während dessen Überbrückung.<br />
„Dadurch deckt die neue Baureihe MV auf dem Gebiet<br />
der elektromagnetischen Bremsen einen außergewöhnlich großen<br />
Anwendungsbereich ab“, erläutert Eisele. Ebenfalls erwähnenswert<br />
ist die integrierte schwimmende Lagerung der Bremsen, die<br />
kleine axiale Asymmetrien der Bremsscheibe ausgleicht.<br />
SPARSAM UND INTELLIGENT<br />
Die Scheibenbremsen Typ MV sind für Betriebsspannungen von<br />
220 bis 240 VAC und 380 bis 480 VAC erhältlich. In Sachen Energieeffizienz<br />
knüpfen sie an die bekannten Werte der EV/EH-Serie<br />
an. Optional anbringen lässt sich zudem ein Induktivgeber für<br />
das sensorische Monitoring der Bremsenfunktion (offen oder<br />
geschlossen) und den Verschleißgrad des Bremsbelags. Der Reibklotztausch<br />
ist ohne Demontage der Bremse erledigt. Bremsmoment<br />
und Klemmkraft können einfach und genau über eine Stellmutter<br />
auf den Einsatzfall abgestimmt werden. Ebenfalls optional<br />
gibt es einen Hebel zum manuellen, kontrollierten Öffnen der<br />
Bremse. „Mit Blick auf moderne Industrie-4.0-Anwendungen<br />
haben wir zudem sichergestellt, dass sich die sensortechnischen<br />
Überwachungsfunktionen in übergeordnete Sicherheits- und<br />
Steuerungssysteme integrieren lassen“, betont Eisele. All das sind<br />
wichtige Beiträge zur Verbesserung der Effizienz, Betriebssicherheit<br />
und Verfügbarkeit industrieller Antriebssysteme.<br />
ERWEITERTER SPIELRAUM<br />
Über das bisheriges Portfolio an Elektroscheibenbremsen hinaus,<br />
gibt es nun sechs weitere Grundtypen von E-Brakes. Sie sind ab<br />
sofort in den drei Rahmengrößen 022, 033 und 044 mit Klemmkräften<br />
von 4 bis 25 kN lieferbar und lassen sich flexibel als Halte-,<br />
Not-Stopp- oder Betriebsbremsen einsetzen. Die Rahmengröße<br />
022 eignet sich für Bremsscheiben der Dicken 12,5 und 20 mm,<br />
die Größe 033 für 12,5 und 25 mm dicke Scheiben und bei der<br />
Größe 044 können die Bremsscheiben 25 und 30 mm dick ausfallen.<br />
Im Zusammenspiel mit dickeren Bremsscheiben lassen sich die<br />
MV-Bremsen der Baugrößen 033 und 044 auch für thermisch<br />
heikle Bremsvorgänge einsetzen. Konstruktive Vorteile ergeben<br />
sich zudem durch das kompakte Design und ihr geringes<br />
Eigengewicht. „Beides erweist sich als Pluspunkt für alle Fälle,<br />
bei denen die Bremse integrierter Teil einer bewegten Einheit ist“,<br />
ist sich Eisele sicher.<br />
Der Hersteller offeriert die MV-Bremsen in Ausführungen mit<br />
manueller (Bautyp FEM) sowie in einer Variante mit automatischer<br />
Verschleißnachstellung (Bautyp FEA). Während sich die<br />
manuelle Nachstellung primär für Halteanwendungen oder<br />
Applikationen mit eher seltenen Bremsungen eignet, empfiehlt<br />
sich die automatische Verschleißnachstellung vorrangig für<br />
Betriebsbremsen mit anspruchsvollen Verzögerungsaufgaben.<br />
Bilder: Ringspann<br />
www.ringspann.de<br />
DIE IDEE<br />
„Mit Blick auf moderne Industrie-4.0-<br />
Anwendungen haben wir sichergestellt,<br />
dass sich auch die sensortechnischen<br />
Überwachungsfunktionen<br />
unserer neuen MV-Bremsen leicht in<br />
übergeordnete Sicherheits- und<br />
Steuerungssysteme integrieren<br />
lassen.“<br />
Franz Eisele, Leiter Bremsen und<br />
Kupplungen, Ringspann,<br />
Bad Homburg<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 35
SPECIAL: KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
KOMPONENTEN FÜR DIE<br />
WINDKRAFT UND FOTOVOLTAIK<br />
KLEIN UND WIRKUNGSVOLL<br />
Einen hohen Stromertrag erzielen Windkraft- und Fotovoltaik-Anlagen<br />
nur bei einer sicheren Übertragung des Drehmoments und der exakten<br />
Ausrichtung der Solarmodule. Kupplungen und Schrumpfscheiben<br />
leisten hier einen wichtigen Beitrag.<br />
Wenn sich in über hundert Metern Höhe die riesigen<br />
Rotorblätter einer Windenergieanlage (WEA)<br />
drehen, übertragen sie sehr hohe Drehmomente an<br />
den Generator in der Gondel. Damit dort die komplette<br />
mechanische Energie ankommt und in elektrische Energie<br />
umgewandelt werden kann, müssen Rotorwelle und Getriebehohlwelle<br />
reibschlüssig und spielfrei miteinander verbunden sein.<br />
Namhafte Hersteller von Windkraftanlagen setzen für diese Aufgabe<br />
oft Schrumpfscheiben von KBK Antriebstechnik ein. Diese Welle-Nabe-Verbindungen<br />
können durch ihre kompakten Bauweise<br />
selbst auf engstem Raum hohe Kräfte bis zu 327.000 Nm dauerhaft<br />
und zuverlässig übertragen. Die Bauteile haben gute Rundlaufeigenschaften<br />
und sind selbstzentrierend sowie selbstlösend.<br />
Der Hersteller fertigt seine Schrumpfscheiben standardmäßig<br />
aus hochfestem Vergütungsstahl, aber auf Wunsch gibt es auch vernickelte<br />
Ausführungen sowie Edelstahl-Varianten. Die Schrumpf-<br />
Sven Karpstein, Inhaber und Geschäftsführer<br />
KBK Antriebstechnik GmbH, Klingenberg a. M.<br />
scheiben eignen sich für Wellendurchmesser von 14 bis 280 mm<br />
und sind – auch als Sonderlösung – bereits ab Stückzahl 1 erhältlich.<br />
KUPPLUNGEN HABEN WICHTIGE AUFGABEN<br />
Am Triebstrang von Windenergieanlagen sind aber auch Metallbalgkupplungen<br />
von KBK im Einsatz. Sie ermöglichen die richtige<br />
Anpassung des Rotorblattwinkels an die Windstärke, gleichen<br />
aber auch die Relativbewegungen aus, die zwischen Antriebswelle,<br />
Generator, Getriebe und Rotor, zum Beispiel durch heftige<br />
Böen entstehen können.<br />
Die Produkte kommen zudem bei der Fertigung von Windenergieanlagen<br />
zum Einsatz. So sind Metallbalgkupplungen und<br />
Gelenkkupplungen aus Klingenberg unter anderem in Bohr- und<br />
Fräsmaschinen verbaut, mit denen die Rotorblätter bearbeitet<br />
werden. Die Kupplungen sorgen in den Fertigungsanlagen für<br />
eine spielfreie oder zumindest spielarme Übertragung des Drehmomentes<br />
und schaffen so die Voraussetzungen für die präzise<br />
Werkzeugführung. Diese ist unerlässlich für die Herstellung<br />
eines gleichmäßigen Flansches am Rotorblatt, der später eine<br />
36 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
Axiale Kräfte<br />
fest im Griff<br />
01 Anpassend: Metallbalgkupplungen<br />
ermöglichen die<br />
optimale Anpassung des<br />
Rotorblattwinkels an die<br />
Windstärke<br />
robuste Verbindung zwischen der Nabe an der<br />
Gondel und dem Rotorblatt bilden muss. Wird<br />
hier nicht sehr genau gearbeitet, kann das im<br />
Betrieb der WEA fatale Folgen haben, denn die<br />
durch den Wind auf den Rotor wirkenden Kräfte<br />
sind enorm.<br />
EFFIZIENZ ERHÖHT<br />
Insgesamt 25 verschiedene Baureihen von<br />
Metallbalgkupplungen hat der Hersteller im<br />
Programm, darunter axial-steckbare Ausführungen,<br />
Varianten mit Spreiznabe sowie längenverstellbare<br />
Modelle. Die Kupplungen<br />
zeichnen sich durch eine absolute Spielfreiheit<br />
und eine hohe Verdrehsteifigkeit aus. Sie übertragen<br />
nicht nur höchste Drehmomente, sondern<br />
gleichen auch fertigungsbedingte axiale,<br />
angulare oder laterale Lageabweichungen an<br />
An- und Abtriebswellen aus.<br />
Die Metallbalgkupplungen decken Drehmomentbereiche<br />
zwischen 0,05 und 5.000 Nm ab<br />
und verfügen über Bohrungen für Wellendurchmesser<br />
von 1 bis 100 mm. Eine weitere<br />
DREI FRAGEN AN ...<br />
Besonderheit der Kupplungen ist ihr relativ<br />
geringes Gewicht: Da sie aus hochfestem Aluminium<br />
gefertigt werden, wiegen sie 50 Prozent<br />
weniger als vergleichbare Kupplungen<br />
aus Stahl. Diese Leichtbauweise macht die<br />
Metallbalgkupplungen zur einer Komponente<br />
für alle Anwendungen, die energieeffizient<br />
sein müssen und in denen es auf jedes Gramm<br />
Gewicht ankommt.<br />
Für Anwendungen im Bereich Erneuerbare<br />
Energien, in denen auf engstem Bauraum hohe<br />
Drehmomente übertragen werden müssen, gibt<br />
es darüber hinaus Schlitzkupplungen. Diese<br />
Bauteile verfügen aufgrund ihrer speziellen<br />
Geometrie über eine sehr kompakte Bauform.<br />
Sie werden in einem Stück gefertigt und sind sowohl<br />
in Ausführungen mit Klemmnaben (KBFK)<br />
als auch mit Halbschalen (KBFH) erhältlich.<br />
KBFK-Schlitzkupplungen übertragen in der<br />
Edelstahlausführung Drehmomente zwischen 6<br />
und 240 Nm und in der Alu-miniumvariante<br />
Drehmomente zwischen 3 und 180 Nm. Die<br />
Kupplungen werden mithilfe der Klemmnaben<br />
axial auf die Welle gesteckt und sind mit Außen-<br />
Herr Karpstein, Sie liefern Ihre Produkte auch an Hersteller von Windenergie- und<br />
Fotovoltaikanlagen. Was tut KBK für mehr Klima- und Umweltschutz?<br />
Karpstein: Wir haben in dieser Hinsicht in den vergangenen Jahren einiges unternommen.<br />
Es sind zwar für sich genommen nur kleine Veränderungen, aber zusammen machen sie<br />
einen Unterschied.<br />
Ihre<br />
Sicherheit<br />
im Fokus<br />
Klemmköpfe<br />
Absturzsicherungen<br />
Linearbremsen<br />
Haltekräfte bis 500 t<br />
Sonderlösungen<br />
Hydraulisch, pneumatisch,<br />
elektrisch<br />
Weltweit<br />
einzigartig<br />
Woran denken Sie da konkret?<br />
Karpstein: Zum Beispiel an unsere Metallbalgkupplungen, die wir seit einiger Zeit aus<br />
hochfestem Aluminium anstatt aus Stahl fertigen. Dadurch sparen wir 50 Prozent des Gewichts<br />
ein und ermöglichen es der Industrie, energieeffizientere Maschinen zu bauen. Anwender<br />
können nämlich aufgrund unserer Kupplungen kleinere Antriebe verwenden und<br />
damit den Energieverbrauch senken. Außerdem verringert sich durch das geringere Gewicht<br />
das Massenträgheitsmoment der Kupplungen. Deshalb wird Energie beim Beschleunigen<br />
und Bremsen eingespart.<br />
Das hört sich gut an. Sie sprachen aber noch von weiteren Maßnahmen?<br />
Karpstein: Ja, wir haben zum Beispiel ein Recycling-System für unsere Transport-Verpackungen<br />
aus Kunststoff eingeführt. Bis vor einiger Zeit wanderten die bei unseren Kunden<br />
in den Müll. Jetzt holen wir sie nach der Auslieferung unserer Produkte dort ab und verwenden<br />
sie wieder.<br />
SITEMA GmbH & Co.KG<br />
Sicherheitstechnik und Maschinenbau<br />
76187 Karlsruhe, Deutschland<br />
Tel. + 49 721 98661-0<br />
info@sitema.de<br />
Nutzen Sie unser Online-Angebot!<br />
Produktfinder<br />
Funktionsbeschreibungen<br />
CAD Downloads<br />
Anwendungen
SPECIAL: KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
02<br />
sowie Kräfte bis zu 13.000 N. Weiterhin gleichen die Gelenkkupplungen<br />
auf sehr geringem Raum hohen Radial- und Winkelversatz<br />
aus und erzeugen dabei nur minimale Rückstellkräfte. Es<br />
sind drei Baureihen an spielarmen Gelenkkupplungen verfügbar:<br />
Die GK für die Verbindung zweier Bauteile, die GK-T zur Verbindung<br />
von Wellen und die GK-TH in Halbschalenausführung.<br />
Auch Hersteller von Fotovoltaik-Modulen wissen laut KBK die<br />
hohe Qualität der Kupplungen zu schätzen. In den Ein- und<br />
Zweiachsnachführungssystemen der Anlagen, die die Stellung<br />
der Kollektoren zur Sonne regeln, sind Elastomerkupplungen<br />
verbaut. Sie befinden sich zwischen dem Getriebemotor und der<br />
Antriebsspindel und gleichen dort Wellenversatz aus oder dämpfen<br />
Schwingungen, die beim Verstellen des Neigungswinkels der<br />
Solarmodule entstehen können. Durch den Einsatz der Kupplungen<br />
können die Kollektoren ruhig und präzise geführt werden,<br />
sodass die Anlagen den bestmöglichen Ertrag erzielen.<br />
Bilder: chungking – stock.adobe.com, KBK Antriebstechnik<br />
www.kbk-<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
03<br />
DIE IDEE<br />
04<br />
02 Übertragend: Schlitzkupplungen von KBK übertragen hohe<br />
Drehmomente auf engstem Raum<br />
03 Dämpfend: Elastomerkupplungen sind mit Kunststoff-<br />
Zahnkränzen ausgestattet und können starke Schwingungen<br />
abdämpfen<br />
04 Ausgleichend: Gelenkkupplungen gleichen selbst hohen<br />
Radial- und Winkelversatz aus<br />
durchmessern von 16 bis 80 mm verfügbar. Sie übertragen das<br />
Drehmoment mit hoher Präzision und lassen sich auch in Anwendungen<br />
mit komplizierten Einbausituationen leicht montieren.<br />
KBFH-Kupplungen gibt es mit Außendurchmessern zwischen<br />
30 und 80 mm. Sie ermöglichen es dem Anwender, die Wellen vor<br />
der Installation der Kupplung exakt auszurichten. Mit diesen Kupplungen<br />
lassen sich Drehmomente zwischen 25 und 240 Nm (Edelstahl)<br />
sowie zwischen 10 und 180 Nm (Aluminium) übertragen.<br />
FÜR WEA UND FOTOVOLTAIK<br />
Die Gelenkkupplungen des Herstellers sind ebenfalls in der Fertigung<br />
von Windenergieanlagen (WEA) zu finden. Sie weisen ein<br />
sehr geringes Spiel auf, übertragen Drehmomente bis 580 Nm<br />
„In Windkraft- und Fotovoltaikanlagen<br />
kommen Welle-Nabe-Verbindungen<br />
zum Einsatz, die trotz ihrer<br />
kompakten Bauweise Kräfte bis zu<br />
327.000 Nm dauerhaft und zuverlässig<br />
übertragen. Die Bauteile<br />
haben gute Rundlaufeigenschaften<br />
und sind selbstzentrierend sowie<br />
selbstlösend. Kupplungen dagegen<br />
ermöglichen die richtige Anpassung<br />
des Rotorblattwinkels an die<br />
Windstärke, gleichen aber auch die<br />
Relativbewegungen aus, die<br />
zwischen Antriebswelle, Generator,<br />
Getriebe und Rotor, zum Beispiel<br />
durch heftige Böen entstehen<br />
können. Diese Bauteile haben, je<br />
nach Ausführung, eine sehr kompakte<br />
Bauform und übertragen<br />
Drehmomente bis 13.000 N.“<br />
Sven Karpstein, Inhaber und<br />
Geschäftsführer KBK Antriebstechnik<br />
GmbH, Klingenberg a. M.<br />
38 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
FLEXIBEL KUPPELN ÜBER DIE VOLLE DISTANZ<br />
Distanzkupplungen,<br />
die auch bei großen<br />
Wellenabständen<br />
ohne zusätzliche<br />
Zwischenlagerung<br />
auskommen, bietet<br />
Jakob Antriebstechnik<br />
in der Baureihe<br />
Simple-Flex an. Es<br />
gibt sie in Baulängen von 0,5 bis 6 m. Durch ein Composite-<br />
Rohr mit einer mehrlagigen, winkelspezifischen Faserkonfiguration<br />
ist ein einfaches Design möglich, das ohne Kupplungs-Ausgleichselemente<br />
Axial-, Radial-, und Winkelversätze<br />
ausgleichen kann. Das geringe Gewicht und die damit<br />
einhergehenden niedrigen Massenträgheitsmomente sowie<br />
die Wuchtgüte sorgen für höchste Betriebsdrehzahlen und<br />
Drehmomente bei hoher Laufruhe. Die Distanzkupplungen<br />
sind mit rotationssymmetrischer Konus-Spannringklemmung<br />
oder mit montagefreundlicher Halbschalennabe<br />
erhältlich. Die Halbschalennabe bietet zwei radiale Klemmschrauben,<br />
niedrigste Masse und Trägheitsmomente und ist<br />
die kostengünstigere Ausführung, während sich die Konusnabe<br />
mit den hohen Klemmkräften besonders für hohe<br />
Drehzahlen eignet.<br />
www.jakob<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
ELASTOMERKUPPLUNG FÜR DIE<br />
DIREKTANBINDUNG<br />
Hohlwellen-Getriebe sparen<br />
Gewicht und Platz. Voraussetzung<br />
ist eine Direktanbindung<br />
ohne Adapter. Dies<br />
lässt über eine eigens<br />
entwickelte Wellenkupplung<br />
von Enemac erreichen. Die<br />
Elastomerkupplung EWT<br />
besteht aus zwei Nabenhälften,<br />
verbunden durch einen Elastomer-Spider. Eine der<br />
Naben ist eine Klemmnabe, die sich optional zusätzlich mit<br />
einer Passfedernut versehen lässt. Sie kann Wellen zwischen<br />
8 und 70 mm aufnehmen. Auf der anderen Seite befindet<br />
sich eine Spreizkonusnabe für Wellendurchmesser von 10 bis<br />
48 mm, die einfach in die Hohlwelle eingeführt und direkt<br />
an den Antrieb angebunden wird. So bleibt gewünschte<br />
Platz- und Gewichtsersparnis erhalten. Die Kupplungsreihe<br />
ist in sieben Größen zwischen 8 und 600 Nm erhältlich und<br />
kann bei bis zu 15.000 min -1 zwischen -30 °C und +90 °C<br />
eingesetzt werden. Sie gleicht axialen Versatz bis zu 1 mm,<br />
lateralen bis zu 0,15 mm und angularen Versatz bis zu 1°<br />
aus. EWT ist spielfrei, steckbar und schwingungsdämpfend.<br />
www.enemac.de<br />
FÜR ALLE FÄLLE PENDELROLLENLAGER<br />
Pendelrollenlager<br />
gibt es<br />
bei Findling in<br />
den ABEG-<br />
Leistungsklassen<br />
Eco, Supra<br />
und Premium<br />
und analog in<br />
vier Preis- und<br />
Leistungsniveaus.<br />
Die<br />
Bestimmung der technisch wie wirtschaftlich optimalen<br />
Leistungsklasse erfolgt mit dem ABEG-Quickfinder, einem<br />
Softwaretool des Herstellers. Neben der Leistungsklasse ist<br />
auch die spezielle technische Ausführung der inneren Konstruktion<br />
entscheidend. Im Falle von Supra und Premium sind diese<br />
auch in verstärkten Ausführungen (E-Design) lieferbar. Die<br />
maximal am Markt erzielbare Lebensdauer erreicht man mit<br />
der extra verstärkten Ausführung (EX-Design) und erzielt damit<br />
bis zur vierfachen Lebensdauer eines Lagers in normaler<br />
E-Ausführung. Die Vielfalt und damit Abstimmung mit der<br />
Anwendung wird möglich durch mehrere Technologiepartnerschaften:<br />
Der Hersteller Nachi produziert die EX-Ausführung,<br />
die durch die große Anzahl symmetrischer Rollen größerer<br />
Abmessungen eine sehr hohe Tragfähigkeit aufweist. Im<br />
Bereich der Supra-Leistungsklasse setzt Findling auf Pendelrollenlager<br />
in E-Ausführung von ZKL (Tschechien). Abgerundet<br />
wird das Lieferprogramm mit der Eco-Serie in den Ausführungen<br />
MB (Messingkäfig) und ST (Stahlblechkäfig).<br />
www.findling.com<br />
SICHERHEITSKUPPLUNG FÜR TIEFE<br />
TEMPERATUREN<br />
Die SK2-Sicherheitskupplung von<br />
R+W Antriebssysteme besteht<br />
aus gehärtetem Stahl und<br />
hochelastischem Edelstahl. Sie<br />
hält Temperaturen von -30 bis<br />
120 °C stand. Die montagefreundliche,<br />
verdrehsteife Kupplung<br />
arbeitet nach dem Spiel-frei-Prinzip<br />
und zeichnet sich durch ein sehr niedriges Trägheitsmoment<br />
aus. Die Komponenten sind mit winkelsynchroner,<br />
durchrastender, gesperrter oder freilaufender Wiedereinrastung<br />
verfügbar. Die Schnellabschaltung innerhalb von 3 ms<br />
und der hohe Schaltweg beim Ansprechen der Kupplung<br />
gewährleisten einen optimalen Schutz des Antriebsstranges.<br />
Die Anbindung mit den zwei Klemmnaben ermöglicht einen<br />
einfachen Einbau im beengten Bauraum. Die Drehmomentübertragung<br />
im Standard reicht von 0,1 bis 1.800 Nm.<br />
www.rw-kupplungen.de<br />
Perfekt verbunden<br />
Bei uns bekommen Sie die optimale Präzisionskupplung<br />
für Ihre Anwendung.<br />
Metallbalgkupplungen Elastomerkupplungen Gelenkkupplungen Schlitzkupplungen<br />
www.kbk-<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 39
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
DRAHTLOSER TEMPERATURSENSOR<br />
ENTWICKLUNG EINES DRAHTLOSEN<br />
TEMPERATURSENSORS FÜR DIE<br />
ROTORTEMPERATURMESSUNG<br />
Was für die sogenannte<br />
weiße Ware passt, muss sich<br />
auch für andere<br />
Anwendungen in der<br />
Industrie eignen. Überzeugt<br />
von diesem Ansatz,<br />
kooperieren die Hochschule<br />
Kempten und ein<br />
Unternehmen für drahtlose<br />
Sensorsysteme eng<br />
miteinander, um ein<br />
kabelloses Sensorsystem<br />
weiterzuentwickeln.<br />
Ziel des gemeinsam von Pro-micron und der Hochschule<br />
Kempten durchgeführten Projekts ist die Weiterentwicklung<br />
eines kabellosen Sensorsystems, das seit Jahren im<br />
automatisierten Garprozess in der weissen Ware zum Einsatz<br />
kommt. Das System dient zur Messung der Rotortemperatur<br />
von Elektromotoren in Großserienanwendungen. Denkbar sind<br />
somit nicht nur Anwendungen in Konvektomaten, sondern in<br />
sämtlichen Bereichen, in denen eine ausgeklügelte Temperaturmessung<br />
zu besseren Antriebseigenschaften führt. Somit liegt<br />
der Mehrwert entsprechender Temperatursignale zur Steuerung<br />
elektrischer Maschinen auf der Hand und kann erhebliche Vorteile<br />
aufweisen. Auslastung, Effizienz und Drehmomentengenauigkeit<br />
sowie ein zuverlässiger Übertemperaturschutz sind nur<br />
einige Beispiele für die Vielzahl von Vorzügen, welche sich aus<br />
der Rotortemperaturmessung ergeben.<br />
Das Forschungsprojekt ist bis zum Jahr 2024 terminiert. Zentrales<br />
Thema ist die Entwicklung zweier Komponenten: Zum einen<br />
ein drahtlos abfragbaren, passiven, auf dem SAW-Prinzip (Surface<br />
Acoustic Wave = Oberflächenwellen) basierenden Temperatursensors<br />
zur Messung der Rotortemperatur von E-Motoren.<br />
Prof. Dr.-Ing. Andreas Stiegelmeyr, Koordination und Projektleitung;<br />
Prof. Dr. Rolf Jung, Teilprojektleitung;<br />
Prof. Dr.-Ing. Michael Patt, Teilprojektleitung,<br />
alle Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten<br />
Dieser wenige Millimeter große Sensor muss den extremen<br />
Belastungen im Motor dauerhaft standhalten und wird so in den<br />
Rotor integriert, dass er ohne Beeinflussung der Motorperformance<br />
zuverlässig die Rotortemperatur misst. Zum anderen eine<br />
sehr kompakte Sende-Empfangs-Elektronik, bestehend aus einer<br />
anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) als<br />
Hochfrequenz-Frontend sowie einem Micro-Controller für die<br />
komplexe Signalverarbeitung.<br />
PROJEKTZIELE BIS 2024<br />
Die einschlägigen Erfahrungen der Firma Pro-micron in der<br />
Anwendung der Temperaturmesstechnik, gepaart mit den Kompetenzen<br />
der Hochschule Kempten in den Grundlagen der<br />
Antriebstechnik und E-Mobilität, bilden das Fundament einer<br />
dynamischen und leistungsfähigen Entwicklungspartnerschaft<br />
mit herausfordernden Projektzielen:<br />
n Drahtlose Temperatursensorik, die zur Messung der Rotortemperatur<br />
von E-Maschinen und Antrieben dient, mit dem Ziel<br />
der Großserientauglichkeit.<br />
n Sehr kompakte Sende-Empfangs-Elektronik, bestehend aus<br />
einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC).<br />
n Detaillierte Erforschung der Wechselwirkungen des Motorbetriebs<br />
und des Rotortemperaturfeldes, zur Optimierung der<br />
Applikation des Temperatursensors.<br />
n Motorintegration und Optimierung für Großserienanwendun-<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
gen im Automotivebereich, durch Tests in Motorprüfständen<br />
und Fahrzeugen.<br />
n Entwicklung von neuen Regelungskonzepten zur Optimierung<br />
der Leistungsfähigkeit von E-Motoren.<br />
n Begleitende Risikoabschätzung mittels Fehlereffekt- und<br />
Ausfallanalyse (FMEA) für diverse Anwendungen.<br />
THEORIE GOES PRAXIS<br />
Für das Projekt arbeiten die beiden Partner eng zusammen.<br />
Die Aufgabengebiete entsprechen den Erfahrungen und Kompetenzen<br />
der beiden und sind folgendermaßen aufgeteilt:<br />
n Entwickeln der Sensorik und Elektronik (Pro-micron)<br />
n Erforschen der Wechselwirkung von Sensor und Motormagnetfeld<br />
in der Theorie sowie der experimentellen Bestätigung<br />
(Hochschule Kempten)<br />
n Die Motor-Integration und Verifikation der Funktionalität<br />
durch Tests in Motor-Prüfständen und Fahrzeugen (Hochschule<br />
Kempten)<br />
n Die Entwicklung von neuen Regelungskonzepten zur Optimierung<br />
der Leistungsfähigkeit von E-Motoren (Pro-micron)<br />
n Die begleitende Risikoabschätzung mittels Fehlereffektund<br />
Ausfallanalyse (FMEA) für diverse Anwendungen<br />
(Hochschule Kempten).<br />
Hinsichtlich der Integration der Sensorik werden detaillierte<br />
Feldsimulationsmodelle erstellt, die mit typischen Spannungs-<br />
und Stromsignalen (Wechselrichterbetrieb) angeregt<br />
werden. Daraus werden wiederum – anhand konkreter<br />
Anwendungsbeispiele aus den Bereichen Industrie und<br />
Fahrzeugtechnik – Auslegungs- und Applikationsregeln entwickelt.<br />
Außerdem werden Temperaturmodelle entworfen,<br />
anhand derer sich Temperaturextrapolationen vom Applikationsort<br />
des Sensors zu potenziellen Hotspots einfach durchführen<br />
lassen. Dieses Auslegungswerkzeug ist insbesondere<br />
für Anwendungen wichtig, für die keine detaillierte Maschinensimulation<br />
(zum Beispiel zum Magnet- oder Temperaturfeld)<br />
vorliegt.<br />
Bilder: Hochschule Kempten, Pro-micron<br />
Die maximale Auslastung elektrischer<br />
Antriebe bei sicherer Verfügbarkeit, setzt<br />
präzise Live-Daten der Rotortemperatur<br />
voraus. Mit E-Tdirekt bündeln wir alle notwendigen<br />
Kompetenzen für ein erfolgreiches<br />
Projekt. Bereits zum jetzigen Zeitpunkt<br />
befindet sich eine Sensoranwendung in der<br />
Fahrzeugerprobung.<br />
Prof. Dr.-Ing. Andreas Stiegelmeyr, Koordination und<br />
Projektleitung, Hochschule für angewandte Wissenschaften,<br />
Kempten<br />
01<br />
www.hs-kempten.de/<br />
01 Forschung deckt auf: Feldsimulationsmodell eines<br />
permanenterregten Synchronmotors in ANSYS Maxwell<br />
02 Forschung baut auf: Kompletter Aufbau am<br />
Motorenprüfstand des Hochschullabors<br />
03 Forschung hautnah: Testmotor mit appliziertem<br />
Temperatursensor am laboreigenen Motorenprüfstand<br />
03<br />
02<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 41
MARKTPLATZ<br />
SICHERE SERVOANTRIEBE UND MOTION CONTROL<br />
Mit dem Paket an Eigenschaften, mit denen<br />
die Platinum-Produktreihe von Elmo Motion<br />
Control wegen der integrierten Funktionalen<br />
Sicherheit ausgestattet ist, bieten sich für den<br />
Nutzer über die Sicherheit hinaus eine Vielzahl<br />
an Möglichkeiten. Im Vordergrund steht die<br />
flexible, effiziente und vor allem vertrauenswürdige<br />
Möglichkeit, Personal und Ausrüstung<br />
zu schützen. Doch gleichzeitig wird<br />
die Gesamtanlageneffektivität erhöht,<br />
andererseits Kosten für bislang notwendige<br />
Hardware und deren Abnahmen drastisch<br />
reduziert. Grundsätzlich ersetzt Funktionale<br />
Sicherheit die Sicherheitshardware durch Software, denn sie<br />
tauscht Leistungskomponenten gegen Logik pegel aus. Mit der<br />
Platinum-Produktreihe vom Solo Twitter bis zum hochintegrierten<br />
Vierachsgerät Quartet bietet der Hersteller Funktionale Sicherheit,<br />
bei den Einzelachsantrieben sogar in zertifizierter Form. Insgesamt<br />
17 Sicherheitsfunktionen von STO über SS1, SS2, SOS bis SLT sind in<br />
den Geräten integriert und auch so miteinander verknüpft, dass sie<br />
logisch ineinandergreifen. Natürlich entsprechen die Funktionen<br />
den einschlägigen Normen und Vorgaben. Die Hardware der Geräte<br />
mit ihrer hohen Rechenleistung in Verbindung mit optimierter<br />
Software und extrem schneller Kommunikation ermöglicht ein sehr<br />
dynamisches Verhalten der Platinum-Geräte. Dabei sind die<br />
Sicherheitsfunktionen über das hauseigene Tool Application Studio<br />
zielgerichtet und schnell zu parametrisieren. Aufgrund der<br />
Verlagerung der Sicherheitseigenschaften in die Software kann<br />
zumindest bei den Einzelachsantrieben auf eventuell klobige<br />
und/oder teure Hardwarekomponenten verzichtet werden. Einen<br />
sicheren Notstopp schaffen alle Platinum-Geräte ausschließlich<br />
durch die Software.<br />
www.elmomc.com<br />
FÜR EINFACHE DATENFERNÜBERTRAGUNG<br />
In IIoT-Systemen<br />
besteht eine Herausforderung<br />
oft darin,<br />
dass sich die Edge-<br />
Geräte an schwer<br />
zugänglichen oder<br />
unbemannten Standorten<br />
befinden. Um die<br />
Lücke zwischen Standort<br />
der Geräte und der<br />
Zentrale zu schließen<br />
und die Konvergenz<br />
von Betriebs- und Informationstechnologie (OT- und<br />
IT-Technologie) zu beschleunigen, können die IIoT<br />
Gateways der Moxa-Serie AIG-100 helfen. Sie haben Funktionen<br />
wie die integrierte Datenverkehrsüberwachung<br />
und -diagnose und können damit Kommunikationsprobleme<br />
sowohl für IT-Protokolle (Azure, AWS, MQTT) als<br />
auch für OT-Protokolle (Modbus) überwachen und<br />
beheben. Zum Lieferumfang gehören ein Provisioning-<br />
Tool und ein Gerätemanagement-Service, mit denen man<br />
die Gateways per Fernzugriff installieren und verwalten<br />
kann. Das Gateway lässt sich nahtlos mit UPort- und<br />
ioLogik-Geräten des Herstellers integrieren, so dass sich<br />
eine Plug-and-Play-ähnliche Installation für E/A-Systeme<br />
und serielle Erweiterungen realisieren lässt. Eventuell<br />
komplexe Prozesse zur Installation von Treibern und zur<br />
Einrichtung können entfallen. Darüber hinaus hat das<br />
Gateway eine No-Code-Datenverarbeitung, die den<br />
Anwender dabei unterstützt, OT-Daten über die intuitive<br />
Benutzeroberfläche ohne zusätzlichen Programmieraufwand<br />
zu verarbeiten.<br />
www.moxa.com<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2023</strong> im 62. Jahrgang,<br />
ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur: Miles Meier (mm),<br />
Tel.: 06131/992-208,<br />
E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteur:<br />
Dipl.-Ing. (FH) Guido Matthes (gm),<br />
Tel.: 06131/992-351, E-Mail: g.matthes@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Vivien Backof, Tel.: 06131/992-415, Melanie Lerch,<br />
Tel.: 06131/992-261, Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Anette Fröder, Sonja Daniel, Conny Grothe<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />
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(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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Einzelheftpreis: € 16,50 (zzgl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement Inland: € 160,- (inkl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement Ausland: € 175,- (inkl. Versandkosten)<br />
Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />
weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
Postfach 100465, 55135 Mainz<br />
Tel.: 06131/992-200<br />
E-Mail: info@vfmz.de<br />
www.vereinigte-fachverlage.de<br />
Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />
Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />
Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />
Head of Sales: Carmen Nawrath<br />
Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />
Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />
E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />
DRUCK UND VERARBEITUNG<br />
Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />
Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />
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Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />
zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise<br />
von ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über<br />
berufsbezogene Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />
Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit<br />
schriftlich beim Verlag widersprochen werden<br />
(vertrieb@vfmz.de).<br />
Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />
Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />
Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />
Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />
zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />
auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />
zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />
entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />
Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />
das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das<br />
Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung, z. B. Einspeicherung<br />
und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />
zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />
jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen<br />
von Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD<br />
und DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die<br />
vorgenannten Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen,<br />
d. h. Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die<br />
Richtigkeit des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
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Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte<br />
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Grundsätzlich dürfen nur Werke eingesandt werden,<br />
über deren Nutzungsrechte der Einsender verfügt, und<br />
die nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung<br />
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42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2023</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
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Ja, ich möchte die Zeitschrift „<strong>antriebstechnik</strong>“ abonnieren<br />
Das Jahresabonnement umfasst 11 Ausgaben + 2 Sonderausgaben und kostet € 160,- (Ausland € 175,- netto) inkl. Versandkosten.<br />
Als Begrüßungsgeschenk erhalte ich die Konturenlehre. Nach Ablauf des ersten Bezugsjahres kann das Abonnement jederzeit,<br />
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„<strong>antriebstechnik</strong>“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz