KEM Konstruktion 04.2023
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Ausgabe 04 | 2023<br />
www.kem.de<br />
Engineering<br />
Digitalisierung<br />
Automatisierung<br />
Digitale Transformation<br />
und Energiewende<br />
Hannover Messe<br />
» Seite 16<br />
Metaversen, KI und<br />
digitale Zwillinge<br />
Produktentwicklung<br />
» ab Seite 26<br />
Warum und wo sich<br />
Keramik anbietet<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
» Seite 98<br />
„Mit der All Electric<br />
Society eine nachhaltigere<br />
Welt gestalten“<br />
Frank Stührenberg,<br />
CEO, Phoenix<br />
Contact<br />
» Seite 64<br />
TITELSTORY<br />
Integrierter<br />
Sensor erfasst<br />
betriebskritische<br />
Antriebsdaten<br />
» Seite 50<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte
LogiMAT Stuttgart<br />
25. - 27. April 2023<br />
Halle 7, Stand A53<br />
Hol das Maximum heraus<br />
Unsere BLDC-Motoren sind auch als Frameless-Kits in fünf Leistungsstufen zwischen<br />
30 W und 260 W erhältlich. Rotor und Stator werden getrennt geliefert und erst beim<br />
Zusammenbau der Komponenten miteinander verbunden. Frameless-Motoren bieten<br />
ein Optimum an Drehmomentdichte und minimalem Volumen. Hohe Überlastbarkeit,<br />
geringes Rastmoment und genug Platz für Kabeldurchführungen. maxons Spezialisten<br />
beraten Sie gerne. www.maxongroup.de<br />
Precision Drive Systems
» EDITORIAL<br />
Grün, grüner,<br />
...am digitalsten<br />
Sein Klimaziel hat Deutschland für 2022 erreicht. Das geht aus der<br />
aktuellen Prognose des Umweltbundesamts (UBA) hervor. Im Jahr 2022<br />
sind die Treibhausgasemissionen Deutschlands demnach „leicht um 1,9 %<br />
gesunken“ und rund 746 Mio. t Treibhausgase sind freigesetzt worden. Das<br />
sind etwa 15 Mio. t weniger als 2021. Was halbwegs erfolgreich klingen<br />
mag, ist eher dürftig – gerade bezüglich anstehender Klimaziele zur<br />
Treibhausgasreduktion um 65 % bis 2030 oder gar einer „Klimaneutralität<br />
Deutschlands“ bis 2045. Um die Ziele zu erreichen, müssen die Emissionen<br />
fortan deutlicher sinken. Zum Klimaziel 2030 sagt UBA-Präsident Dirk<br />
Messner: „Um die Ziele der Bundesregierung bis 2030 zu erreichen, müssen<br />
nun pro Jahr sechs Prozent Emissionen gemindert werden. Seit 2010 waren<br />
es im Schnitt nicht einmal zwei Prozent.“<br />
Blickt man auf den Industrie-Sektor, hat die deutsche Industrie<br />
vergangenes Jahr deutlich weniger Treibhausgasemissionen verursacht,<br />
und zwar gingen die Emissionen laut UBA in Deutschland im Vergleich zum<br />
Vorjahr um 19 Mio. t beziehungsweise 10,4 % auf 164 Mio. t CO 2 -Äquivalente<br />
zurück. Wichtiges Detail allerdings: Hier haben sich, so die Einschätzung<br />
des UBA, die durch den Krieg in der Ukraine stark gesunkenen Energieeinsätze<br />
ausgewirkt. Teilweise wurden Produktionen aufgrund gestiegener<br />
Energiekosten schlichtweg gedrosselt, um zu sparen.<br />
Was in der Industrie nun zählen wird, um deutlich weniger Treibhausgase zu<br />
emittieren, ist ihre technologische Transformation. Dabei greifen Entwicklungen<br />
zur Energiewende der Industrie und zur Digitalisierung ineinander.<br />
Lesen Sie in <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> dazu passende Themen: zu digitalen Ökosystemen<br />
(S. 20), zum Metaverse (S. 26 und S. 28) oder zum Klimaschutzansatz<br />
der All Electric Society (S. 64). Oder machen Sie sich auf der kommenden<br />
Hannover Messe (Vorschau ab S. 16) gern selbst einen Eindruck<br />
davon, wie weit die aktuellen Bestrebungen und Innovationen à la „grün“<br />
und „digital“ wirklich gehen.<br />
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Hannover Messe | Halle 9 | Stand D05<br />
Kontaktieren Sie unsere<br />
Applikationsingenieure:<br />
Tel. +49 8542 1680<br />
micro-epsilon.de/scan
» INHALT 04 | 2023 59. JAHRGANG<br />
TITELSTORY<br />
Die Datenvorverarbeitung<br />
bereits in den Antriebsdaten<br />
Betriebskritische<br />
Sensoren und standardisierte<br />
Auswertungs - » Seite 50<br />
erfassen<br />
verfahren vereinfachen die<br />
Erfassung und Analyse von<br />
Maschinendaten.<br />
Bild: R+W Antriebselemente/Konradin Mediengruppe<br />
MAGAZIN<br />
Branchennews<br />
Schneller zum tribo-optimierten Gleitlager 6<br />
Bosch treibt 6G-Technologie voran 8<br />
Veranstaltungen<br />
Fachtagung beleuchtet virtuelle Steuerungstechnik 14<br />
» MESSE<br />
Hannover Messe 2023<br />
Digitale energieeffiziente Prozesse und Produkte 16<br />
» TRENDS<br />
Industrie 4.0<br />
Der Wandel hin zum digitalen Ökosystem 20<br />
Produktentwicklung/Kollaboration<br />
PLM ist mehr als Datensammeln 24<br />
Nvidia will industrielle Metaversen ermöglichen 26<br />
Kollaboratives Arbeiten im iguversum 28<br />
Digital Twins<br />
Digitale Zwillinge müssen sich verstehen 30<br />
Via Digital Twin zum effizienteren Engineering, Teil 2 32<br />
Jetzt in virtuelle Welten starten –<br />
VR-Brille zu gewinnen. Online<br />
teilnehmen oder auf der Hannover<br />
Messe in Halle 16, Stand G01<br />
vorbeischauen.<br />
» Seite 10<br />
Bild: erego/stock.adobe.com<br />
» ANTRIEBSTECHNIK<br />
Elektromotoren<br />
Getriebemotor für Logistikanwendung 44<br />
Servoantrieb mit integriertem Condition Monitoring 46<br />
Getriebe<br />
Präzisionsgetriebe für Linearsysteme 48<br />
TITELSTORY<br />
Kupplungen & Bremsen<br />
Kupplungen von R+W mit integriertem Sensor 50<br />
Elektrobremsen mit neuer Schließmechanik 54<br />
Lineartechnik<br />
Linearachsroboter hilft kompakter zu automatisieren 56<br />
Fluidtechnik<br />
Fluidmanagement in Automatisierungsvorhaben 58<br />
News zur Antriebstechnik 60<br />
» AUTOMATISIERUNG<br />
<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />
Automatisierungstechnik/All Electric Society<br />
Im Gespräch mit Frank Stührenberg, CEO Phoenix Contact 64<br />
Steuerungstechnik<br />
Einkabellösungen für modulare Maschinen 70<br />
Dezentrale Automatisierungslösung für mehr Flexibilität 72<br />
Automatisierungs-Bundles für die Smart Factory 74<br />
Sicherheitstechnik<br />
Erweiterte Vernetzungsoptionen für Schutztürsystem 76<br />
Messtechnik & Sensoren<br />
Datenerfassung nah am Kraftsensor 76<br />
Schaltschrankbau<br />
Schaltschrankplanung und -kühlung saisonal auslegen 80<br />
News zur Automatisierung 83<br />
4 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Energieeffiziente Schaltschrankverdrahtung<br />
der nächsten Generation<br />
Modular, einfach,<br />
energieeffizient!<br />
Hannover Messe 2023: Digitale, energieeffiziente und möglichst CO 2 -neutrale<br />
Prozesse und Produkte für die Industrie werden in Hannover zu sehen sein.<br />
» Seite 16<br />
Bild: Emerson<br />
» KOMPONENTEN<br />
Maschinenelemente<br />
Condition Monitoring für Sicherheitsklemmsysteme 88<br />
Wegweiser durch den Federndschungel 90<br />
Robotik<br />
Cobots verbessern Mensch-Maschine-Interaktion 92<br />
News zu Komponenten 94<br />
» WERKSTOFFE & VERFAHREN<br />
<strong>KEM</strong> PERSPEKTIVEN<br />
Werkstoffe<br />
Trends bei Keramikwerkstoffen:<br />
Ungekannte Optimierungspotentiale 98<br />
Servohydraulische Prüfmaschine für die Materialprüfung 102<br />
Verbindungstechnik<br />
Clinchen verbraucht 80 bis 90% weniger Energie 104<br />
News zu Werkstoffen & Verfahren 105<br />
RUBRIKEN<br />
Editorial 3<br />
Wir berichten über 12<br />
Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum 106<br />
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LinkedIn:<br />
hier.pro/RsOki<br />
Das System AirSTREAM für die<br />
kanallose Schaltschrankverdrahtung:<br />
• Optimierung der passiven Schaltschrankkühlung<br />
durch intelligente<br />
Luftführung<br />
• Mehr Platz im Schaltschrank<br />
• Verringerung der Gefahr<br />
von Hot-Spots<br />
• AirTEMP Temperatursimulation<br />
• Neue Maßstäbe bei<br />
Stabilität, Modularität<br />
und Energieeffizienz<br />
• AirBLOWER für ein<br />
homogeneres Schaltschrankklima<br />
• AirSTREAM Compact<br />
für kleine Schaltschränke<br />
AirTEMP<br />
Schaltschrank-<br />
Wärmeanalyse<br />
airtemp.luetze.de<br />
Friedrich Lütze <strong>KEM</strong> GmbH <strong>Konstruktion</strong> • D-71384 » Weinstadt 04 | 2023 5<br />
info@luetze.de • www.luetze.de
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Einfache Konfiguration und Bestellung mit igus-Service FastLine<br />
Schneller zum tribo-optimierten Gleitlager<br />
Bild: Igus<br />
Um ein kurzfristiges Validieren von Baugruppen<br />
mit seriennahen Erstmustern zu<br />
ermöglichen, hat igus unter anderem für<br />
die Automobilindustrie einen Service namens<br />
FastLine entwickelt. Er ermöglicht<br />
die einfache Konfiguration und Bestellung<br />
tribo-optimierter Bauteile in vier<br />
Schritten mithilfe des Online-Tools „iglidur<br />
Gleitlager Designer“. Zunächst wählen<br />
Anwender die gewünschte Form aus. Anschließend<br />
das Material für den Spritzguss<br />
aus dem iglidur-Sortiment. Charakteristika<br />
der Materialien erscheinen auf<br />
einen Blick ersichtlich am Rand des Kon-<br />
»Wir können mit dem<br />
FastLine-Service die<br />
Fertigungsdauer serientauglicher<br />
Spritzgusswerkzeuge<br />
von<br />
sechs Wochen auf<br />
sieben Tage senken.«<br />
Stefan Loockmann-Rittich ist<br />
Geschäftsbereichsleiter iglidur bei igus.<br />
figurators. Nach Eingabe der Maße des<br />
Lagers sieht der Nutzer sofort den Gesamtpreis<br />
für die Spritzgussfertigung und<br />
kann bestellen. Für die weitere Planung<br />
und <strong>Konstruktion</strong> stehen Step-Dateien<br />
und PDF-Zeichnungen des Lagers zum<br />
kostenlosen Download bereit.<br />
Das Online-Tool erstellt nach der Bestellung<br />
automatisch 3D-Modelle und andere<br />
<strong>Konstruktion</strong>sdateien, die ein Sonderteam<br />
der hauseigenen Werkzeugfertigung namens<br />
iform nutzt, um CNC-Werkzeugmaschinen<br />
teilautomatisiert zu programmieren.<br />
Somit können die Maschinen schnel-<br />
ler denn je mit der Fertigung des Spritzgusswerkzeugs<br />
beginnen. Eine Prozessstandardisierung<br />
mit kurzen Durchlaufzeiten,<br />
mit der igus den Wettbewerb<br />
‚Excellence in Production‘ des WZL der<br />
RWTH Aachen sowie des Fraunhofer IPT<br />
in der Kategorie ‚Interner Werkzeugbau<br />
bis 50 Mitarbeitende‘ gewonnen hat. „Das<br />
Zusammenspiel aus Online-Konfigura -<br />
tion, Maschinenvernetzung und Prozessautomation<br />
ist im Werkzeugbau neu“, so<br />
Stefan Loockman-Rittich, Geschäftsbereichsleiter<br />
iglidur bei igus. (eve)<br />
www.igus.de<br />
Bild: igus<br />
FastLine ermöglicht die einfache Konfiguration<br />
und Bestellung tribo-optimierter Bauteile.<br />
Technologietransfer-Programm Leichtbau 2023<br />
Fördertopf wird deutlich aufgestockt<br />
Bild: fotomek/stock.adobe.com<br />
Mit dem Technologietransfer-Programm<br />
Leichtbau (TTP LB) fördert das Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz<br />
(BMWK) seit drei Jahren erfolgreich Neuentwicklungen<br />
im Leichtbau. Dieser Er-<br />
Bisher standen für das<br />
Technologietransfer-<br />
Programm Leichtbau<br />
73 Mio. Euro jährlich<br />
zur Verfügung. Durch<br />
Aufstockung stehen<br />
für 2023 nun insgesamt<br />
109 Mio. Euro<br />
zur Verfügung.<br />
folg schlägt sich in nun in einer beträchtlichen<br />
Aufstockung der Fördermittel nieder.<br />
Hierdurch erhält das Förderprogramm<br />
zusätzliche Mittel aus dem Klima- und<br />
Transformationsfonds (KTF), um innovati-<br />
ve Lösungen aus der Forschung und Entwicklung<br />
in die breite industrielle Anwendung<br />
zu tragen. Bisher standen für das<br />
TTP LB 73 Mio. Euro jährlich zur Verfügung.<br />
Durch die Aufstockung stehen für<br />
das Jahr 2023 nun insgesamt 109 Mio.<br />
Euro für die Förderung im TTP LB zur Verfügung.<br />
Ab 2024 steigt das Fördervolumen<br />
nach derzeitiger Finanzplanung voraussichtlich<br />
auf insgesamt 129 Mio. Euro<br />
jährlich. Mit den zusätzlichen Fördermitteln<br />
will das TTP LB einen entscheidenden<br />
Beitrag zur Ressourcenschonung, zur<br />
Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und<br />
zur klimaneutralen Transformation der<br />
Industrie in Deutschland leisten. (eve)<br />
www.bmwk.de<br />
6 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
SCHNELLSCHALTER<br />
Der neue elektronische Motorstarter<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 7
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Siebenstelligen Betrag in F+E investiert<br />
Bosch treibt 6G-Technologie voran<br />
Freudenberg legt Machbarkeitsstudie vor<br />
Praxistauglichkeit intelligenter Dichtungen<br />
Bild: Bosch<br />
Bosch engagiert sich in zahlreichen<br />
Projekten und Allianzen, um Grundlagen<br />
für den 6G-Standard entscheidend<br />
mitzugestalten.<br />
Bild: Aveva<br />
Caspar Herzberg, Aveva<br />
Caspar Herzberg ist neuer<br />
CEO beim Industriesoftware-<br />
Anbieter Aveva. Er kam<br />
2021 als Chief Revenue Officer<br />
zum Unternehmen und<br />
übernahm 2022 die Rolle<br />
des Chief Operating Officers.<br />
Nach der vollständigen<br />
Übernahme durch Schneider<br />
Electric ist er nun auch Mitglied<br />
des Executive Committees<br />
von Schneider Electric.<br />
Bosch engagiert sich umfassend auf nationaler wie internationaler<br />
Ebene in Projekten, Kooperationen und Initiativen, um<br />
wichtige Grundlagen für die 6G-Technologie zu erarbeiten. Gegenwärtig<br />
investiert man einen mittleren siebenstelligen Betrag<br />
in deren Forschung und Entwicklung.<br />
„6G wird weit mehr<br />
sein als eine reine Infrastruktur<br />
für Vernetzung, es wird autonom<br />
fahrenden Autos, intelligenten<br />
Städten und vernetzten<br />
Industrien einen enormen<br />
Effizienzschub geben. Deswegen<br />
ist 6G für Bosch ein strategisch<br />
wichtiges Technologiefeld“,<br />
sagt Dr. Andreas Müller,<br />
der bei Bosch 6G-Aktivitäten<br />
leitet. Im Unternehmen<br />
befassen sich derzeit rund 40<br />
Mitarbeitende mit der<br />
6G-Technologie. „In den kommenden<br />
zwei Jahren werden<br />
es voraussichtlich doppelt so viele sein“, so Müller. Des Weiteren<br />
will Bosch zusammen mit Nokia die 2017 geschlossene Kooperation<br />
zur Entwicklung von IoT-Lösungen im Bereich 5G jetzt<br />
auch auf die neue 6G-Technologie ausweiten. Beide Unternehmen<br />
forschen gemeinsam an der nächsten Netzgeneration. (eve)<br />
www.bosch.de<br />
Bild: Kunbus<br />
Andreas Lachenschmidt,<br />
Kunbus<br />
Seit März 2023 unterstützt<br />
Andreas Lachenschmidt als<br />
Chief Technology Officer die<br />
Geschäftsleitung um Dr.<br />
Martin Kunschert und Sándor<br />
Kaufmann beim Anbieter für<br />
industrielle Kommunikation<br />
Kunbus. Er übernimmt die<br />
strategische Verantwortung<br />
über die technischen Fachbereiche<br />
des Unternehmens.<br />
Eine Machbarkeitsstudie belegt die Praxistauglichkeit<br />
von intelligenten Dichtungen.<br />
Freudenberg Sealing Technologies<br />
arbeitet an intelligenten<br />
Dichtungen, die zusätzlich zu<br />
ihrer Kernfunktion Sensoraufgaben<br />
übernehmen und ihren<br />
eigenen Verschleiß überwachen<br />
können. Eine fundierte<br />
Machbarkeitsstudie soll die<br />
Praxistauglichkeit des Konzepts<br />
belegen. Dichtungen haben<br />
die Hauptaufgabe, Leckagen<br />
zu vermeiden und zu verhindern,<br />
dass Substanzen aus<br />
technischen Komponenten<br />
nach außen dringen oder von<br />
dort hereingelangen. Diese<br />
Kernaufgabe können intelligente<br />
Dichtungen von Freudenberg<br />
Sealing Technologies<br />
künftig deutlich erweitern: Die<br />
Dichtung selbst ist zusätzlich<br />
ein Sensor und wird per ‚eingebauter‘<br />
Funktionalität über<br />
Materialien und <strong>Konstruktion</strong><br />
zum ‚Smart Seal‘.<br />
Ein konkretes Konzept des Unternehmens<br />
ist eine intelligente<br />
Stangendichtung. Diese bildet<br />
mit Außenschichten aus<br />
einem elektrisch isolierenden<br />
Elastomer und einer Innenschicht<br />
aus einem elektrisch<br />
leitfähigen Elastomer mit einer<br />
metallischen Gehäusewand<br />
einen Kondensator. Verschleißt<br />
die Dichtung über das<br />
sukzessive Abreiben der isolie-<br />
renden Schicht, verringert sich<br />
der Abstand der elektrisch<br />
leitfähigen Schicht zum metallischen<br />
Gehäuse und die<br />
Kapazität steigt an. Zu jedem<br />
Zeitpunkt ist somit eine Zustandsmessung<br />
möglich, die<br />
bei gleichbleibendem Verschleiß<br />
auf die Lebensdauer<br />
schließen lässt. Das bietet<br />
Vorteile: Wartungszeiten lassen<br />
sich vorausschauend und<br />
verbindlich planen. Diese Vorhersage<br />
vermeidet Folgekosten<br />
durch Leckageschäden<br />
und senkt das Risiko von Chargenverunreinigungen.<br />
Eine umfangreiche Machbarkeitsstudie<br />
von Freudenberg<br />
Sealing Technologies bestätigt<br />
nun das Funktionieren des<br />
Sensorkonzepts in der Praxis.<br />
Bereits die Simulation des<br />
Kondensatorprinzips lieferte<br />
den Entwicklern wichtige Antworten:<br />
„Ein Dichtungsversagen<br />
und damit eine drohende<br />
Leckage kann rechtzeitig vermieden<br />
werden“, erläutert<br />
Olaf Nahrwold, Entwicklungsingenieur<br />
bei Freudenberg.<br />
„Dazu hatten wir einige Herausforderungen<br />
zu meistern,<br />
wie die Bauteilgeometrien anzupassen<br />
oder eine Messsoftware<br />
zu entwickeln.“<br />
www.fst.com/de<br />
Bild: Freudenberg Sealing Technologies<br />
8 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 9
TRENDS » Gewinnspiel<br />
Bild: Gorodenkoff/stock.adobe.com<br />
Gerade in der Produktentwicklung gibt es viele<br />
Einsatzmöglichkeiten für die Virtual Reality (VR).<br />
Jetzt teilnehmen und in virtuelle Welten starten<br />
VR-Brille zu gewinnen<br />
TEILNAHME<br />
Teilnehmen ist einfach –<br />
QR-Code scannen und mitmachen:<br />
hier.pro/vpyrl<br />
Virtual Reality (VR) oder Metaversum – virtuelle Welten bieten die Chance, neue Einblicke zu gewinnen und<br />
gerade in der Produktentwicklung Stellen zu erkunden, die zuvor nicht zugänglich waren. Etwa im Inneren von<br />
Ventilen. Dafür genügt im Zweifel ein 2D-Bildschirm oder man steht komplett in einem Cube und betrachtet die<br />
Projektion auf den Wänden um einen herum. Eine interessante Alternative sind VR-Brillen, die einen Menschen<br />
sehr einfach in digitale Welten versetzen. Mit etwas Glück können Sie hier eine gewinnen.<br />
Sie wollen selbst in virtuelle Welten<br />
eintauchen? Mit etwas Glück können<br />
Sie als Mitarbeiter*in in Produktentwicklung,<br />
<strong>Konstruktion</strong>, Engineerung oder F&E<br />
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Teilnehmen können Sie bis einschließlich<br />
Sonntag, den 30. April 2023. Die Gewinner<br />
werden im Juni bekanntgegeben.<br />
Folgende drei Preise sind zu gewinnen:<br />
• Platz 1: VR-Brille<br />
• Platz 2: Jahresabo<br />
‚bild der wissenschaft‘<br />
• Platz 3: Jahresabo ‚damals‘<br />
In der Produktentwicklung dürften VR-<br />
Brillen im Zusammenhang mit der Metaverse-Diskussion<br />
künftig eine Rolle spielen.<br />
So will etwa Nvidia mit der Plattform<br />
Omniverse industrielle Metaversen ermöglichen<br />
(siehe Interview ab S. 26). Vorstellbar<br />
ist, Künstliche Intelligenz in virtuellen<br />
Welten zu trainieren oder industrielle<br />
Prozesse zu optimieren.<br />
Konkret an der Umsetzung ist bereits igus<br />
mit dem iguversum (siehe Bericht S. 28).<br />
Entwicklern bietet sich hier künftig ein<br />
‚Spielplatz‘ für die Kollaboration und<br />
nicht zuletzt lassen sich Roboteranwendungen<br />
hier noch leichter trainieren.<br />
kem.industrie.de<br />
Bild: erego/stock.adobe.com<br />
1. Preis: VR-Brille<br />
(Abbildung ähnlich)<br />
2. Preis: Jahresabonnement<br />
‚bild der wissenschaft‘<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
3. Preis: Jahresabonnement<br />
‚damals‘<br />
Bild: Konradin Mediengruppe<br />
10 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Branchen-News « MAGAZIN<br />
Hannes W. Keller: Miterfinder der integrierten Silizium-Messzelle<br />
Keller Druckmesstechnik trauert um Gründervater<br />
Hannes W. Keller ist tot. Der Gründer der<br />
Keller Druckmesstechnik in Winterthur<br />
verstarb im Februar 2023 im Alter von 84<br />
Jahren. Man sei tief betrübt über den Tod<br />
des Firmengründers, heißt es aus dem Unternehmen.<br />
An sein visionäres Denken,<br />
seinen scharfen Intellekt und seine humorvolle,<br />
rebellische Art denke man gerne<br />
zurück. Auch sein offenes, direktes Wesen<br />
werde für immer in Erinnerung bleiben.<br />
Hannes W. Keller war ein Mann, der<br />
wusste was er will, der mit dem Kopf<br />
durch Wände ging und gerne unbekanntes<br />
Terrain betrat. 1964 begann sein beruflicher<br />
Werdegang bei der Kistler Instruments<br />
AG in Winterthur und führte<br />
weiter ans Honeywell Forschungszentrum<br />
in Minneapolis, USA. In Zusammenarbeit<br />
mit A. R. Zias erfand er 1966 die integrierte<br />
Silizium-Messzelle. Es handelt sich<br />
dabei um einen nach Halbleitermethoden<br />
gefertigten Drucksensor, der es ermöglicht,<br />
physikalischen Druck mit hoher Genauigkeit<br />
zu messen. Die piezoresistive<br />
Technologie ist auch bei Keller Druckmesstechnik<br />
immer noch das Herzstück<br />
der Drucksensoren. Anfang der siebziger<br />
Jahre stellte er die ersten kompakten<br />
piezo resistiven stahlgeschützten Druckaufnehmer<br />
auf der Hannover-Messe vor.<br />
Um die Entwicklung der Silizium-Drucksensoren<br />
nach eigenen Vorstellungen<br />
weiterzuführen, gründete Hannes W. Keller<br />
in Winterthur 1974 die Firma H.W.<br />
Keller dipl. phys. ETH Druck- und Kraftmesstechnik.<br />
Bereits 10 Jahre später weitete<br />
sich das gut laufende Unternehmen<br />
international mit der ersten Auslandsniederlassung<br />
in Deutschland aus. Keller<br />
Druckmesstechnik blieb immer dem<br />
Hannes W. Keller verstarb im Februar 2023<br />
Standort Winterthur treu, wo weiterhin in<br />
der kompletten Fertigungstiefe produziert<br />
wird. 2012 zog er sich aus gesundheitlichen<br />
Gründen aus der Führung des Unternehmens<br />
zurück.<br />
(eve)<br />
www.keller-druck.com<br />
Bild: Keller Druckmesstechnik<br />
Go sustainability.<br />
Die IIoT-Lösungen und die Analysesoftware von Emerson<br />
erkennen Druckluftlecks und ermöglichen Herstellern so<br />
Energiekosteneinsparungen von über 20 %.<br />
Erfahren Sie mehr unter Emerson.com/Sustainable-Automation<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 11
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Forschende des KIT optimieren Lithium-Ionen-Batterien<br />
Rätsel um Passivierungsschicht gelöst<br />
Forschende des KIT haben die Bildung der Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase<br />
mit Hilfe von Simulationen charakterisiert.<br />
Lithium-Ionen-Batterien funktionieren<br />
nur mit einer Passivierungsschicht, die<br />
sich beim ersten Ladevorgang an den<br />
Elektroden bildet. Wie Forschende am<br />
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)<br />
nun anhand von Simulationen festgestellt<br />
haben, entsteht diese Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase<br />
nicht direkt an der Elektrode,<br />
sondern wächst aus dem Lösungs-<br />
Bild: Collage Christine Heinrich<br />
mittel. Die Erkenntnisse der Forschenden<br />
ermöglichen, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer<br />
von zukünftigen Batterien zu<br />
optimieren.<br />
Fast überall, wo mobile Stromversorgung<br />
gefragt ist, werden Lithium-Ionen-Batterien<br />
eingesetzt. Mit entscheidend für den<br />
zuverlässigen Betrieb dieser und anderer<br />
Flüssigelektrolyt-Batterien ist die Fest-<br />
stoff-Elektrolyt-Grenzphase (solid electrolyte<br />
interphase – SEI). Diese Passivierungsschicht<br />
bildet sich beim ersten Anlegen<br />
einer Spannung. Der Elektrolyt wird<br />
in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche<br />
zersetzt. Bisher war unklar, wie die Bestandteile<br />
des Elektrolyten eine bis zu<br />
100 nm dicke und stabile Schicht an der<br />
Oberfläche der Elektroden bilden können,<br />
wenn die Zersetzungsreaktion nur innerhalb<br />
weniger Nanometer von der Oberfläche<br />
möglich ist.<br />
Die Passivierungsschicht an der Anodenoberfläche<br />
bestimmt die elektrochemische<br />
Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer<br />
einer Lithium-Ionen-Batterie wesentlich<br />
mit, weil sie in jedem Lade- und<br />
Entladezyklus stark beansprucht wird.<br />
Bricht die SEI dabei auf, wird der Elektrolyt<br />
weiter zersetzt und die Kapazität der<br />
Batterie nimmt stetig ab – ein Prozess,<br />
der die Lebensdauer der Batterie bestimmt.<br />
Mit dem entsprechenden Wissen<br />
über Wachstum und Zusammensetzung<br />
der SEI lassen sich Batterieeigenschaften<br />
gezielt anpassen.<br />
(eve)<br />
www.kit.edu<br />
AIM3D ........................................................ 98<br />
Audi ............................................................. 14<br />
Aveva ............................................................ 8<br />
Baumüller ................................................. 46<br />
BDI ............................................................... 16<br />
Beckhoff .................................................... 70<br />
Binder ......................................................... 84<br />
Bitcom ....................................................... 32<br />
BMBF .......................................................... 30<br />
BMWK ................................................... 6, 16<br />
Bosch ............................................................ 8<br />
Bosch Climate Solutions .................... 16<br />
Bühler Motor ........................................... 24<br />
Bundesanstalt für Material -<br />
forschung und -prüfung (BAM)......<br />
16<br />
Codesys ..................................................... 14<br />
Core Sensing ........................................... 88<br />
Deutsche Messe ..................................... 16<br />
Doceram .................................................... 98<br />
Emerson .................................................... 20<br />
Euchner ..................................................... 76<br />
Faulhaber .................................................. 62<br />
Fraunhofer IESE ..................................... 30<br />
Fraunhofer IKTS ..................................... 98<br />
Fraunhofer IPT ........................................... 6<br />
Fraunhofer LBF ....................................... 16<br />
Freudenberg Sealing Techn. ......... 8, 96<br />
FSG .............................................................. 86<br />
Ganter ........................................................ 95<br />
GTM ............................................................. 78<br />
Gutekunst Federn .................................. 90<br />
Hannover Messe .................................... 16<br />
Hasco .......................................................... 94<br />
Hecht Kugellager ................................... 95<br />
Hema .......................................................... 88<br />
Hengstler .................................................. 84<br />
Heron CNC-Technik .............................. 58<br />
Hydac ......................................................... 58<br />
IDTA ..................................................... 30, 32<br />
IGTE, Universität Stuttgart ................ 80<br />
igus ......................................................... 6, 28<br />
Indunorm .................................................. 56<br />
Inneo .......................................................... 24<br />
insys icom ................................................ 86<br />
Kaco ............................................................ 94<br />
KBK .............................................................. 61<br />
KEB .............................................................. 13<br />
Keller Druckmesstechnik ..................... 11<br />
Kendrion .................................................... 62<br />
Kipp ............................................................. 94<br />
KIT ................................................................ 12<br />
Kunbus ......................................................... 8<br />
Kyocera ...................................................... 98<br />
Lenze .......................................................... 13<br />
Lütze ........................................................... 80<br />
LWF, Uni Paderborn ............................ 104<br />
Wir berichten über<br />
MA micro automation ......................... 70<br />
Mathworks ............................................... 84<br />
maxon .............................................. 98, 100<br />
mbo Oßwald ............................................ 96<br />
Micro-Epsilon ......................................... 83<br />
MLC ............................................................. 98<br />
Moeschter Group .................................. 98<br />
MPA, Universität Stuttgart ............. 102<br />
Murrelektronik ........................................ 72<br />
Neugart ..................................................... 63<br />
Nidec Graessner ..................................... 62<br />
Nokia ............................................................. 8<br />
Nord Drivesystems ........................ 44, 60<br />
NSK ...................................................... 61, 97<br />
Nvidia ......................................................... 26<br />
ODU ............................................................. 85<br />
Packsize ..................................................... 14<br />
Phoenix Contact .................................... 64<br />
Pilz ............................................................... 87<br />
Poppe + Potthoff ................................ 105<br />
Portescap .................................................. 60<br />
Posital ........................................................ 63<br />
PTC ............................................................... 24<br />
R+W Antriebselemente ....................... 50<br />
Reichelt Chemietechnik ................... 105<br />
Ringspann ................................................ 54<br />
Rodriguez ................................................. 96<br />
Rollon ......................................................... 63<br />
Rosen-Gruppe ...................................... 102<br />
Ruland ....................................................... 97<br />
RWTH Aachen ............................................ 6<br />
SAP .............................................................. 24<br />
Schaeffler Ultra Precision Drives .... 48<br />
Schmersal ................................................. 87<br />
Schneider Electric ............................. 8, 92<br />
SEW-Eurodrive ................................ 74, 85<br />
SI .................................................................. 61<br />
Sieb & Meyer ........................................... 60<br />
Siemens ..................................................... 26<br />
Sisgo ........................................................... 84<br />
tech4automation .................................. 48<br />
TOX Pressotechnik .............................. 104<br />
Tsubaki Kabelschlepp ........................... 83<br />
TU Darmstadt .......................................... 88<br />
Umweltbundesamt ............................... 16<br />
VDI Zentrum Ressourceneffizienz .. 16<br />
VDMA ......................................................... 16<br />
Vega ............................................................ 86<br />
Weidmüller ............................................... 13<br />
Wittenstein .............................................. 32<br />
Zeller+Gmelin ......................................... 58<br />
ZVEI ..................................................... 16, 68<br />
ZwickRoell .............................................. 102<br />
12 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Fünf Azubis bauen Maschine auf Gleichstrom um<br />
Drei Wochen ‚AC/DC‘<br />
Fünf Auszubildende der Unternehmen<br />
KEB, Lenze und Weidmüller<br />
haben in einem Gemeinschaftsprojekt<br />
in drei<br />
Wochen eine Maschine auf<br />
Gleichstrom umgebaut. Die<br />
Idee dafür entstand aus dem<br />
Forschungsprojekt DC-Industrie2,<br />
in dem 39 Partner aus<br />
Industrie und Forschung gemeinsam<br />
Grundlagen für eine<br />
Gleichstrominfrastruktur in<br />
der Industrie für mehr Nachhaltigkeit<br />
erarbeitet haben.<br />
Ein vielversprechender Weg zu<br />
mehr Nachhaltigkeit ist es, Fabriken<br />
von Wechselstrom (AC)<br />
auf Gleichstrom (DC) umzurüsten.<br />
Die fünf Auszubildenden<br />
setzten Ende Februar das<br />
Konzept DC-Industrie in einem<br />
Gemeinschaftsprojekt um.<br />
Innerhalb von drei Wochen<br />
sollten die Auszubildenden<br />
eine Standbohrmaschine auf<br />
Gleichstromtechnik umbauen<br />
und so erste Erfahrungen mit<br />
dem Zukunftsthema DC-<br />
Industrie erlangen. Nun präsentierten<br />
sie ihre Ergebnisse.<br />
„Es ist motivierend, an dem<br />
zukunftsorientierten Projekt<br />
DC-Infrastruktur in der Weidmüller<br />
Akademie in Detmold<br />
teilnehmen zu dürfen und zu<br />
sehen, wie begeistert die Azubis<br />
das Projekt Standbohrmaschine<br />
mit allen Höhen und<br />
Tiefen umgesetzt haben“,<br />
freut sich der Projektkoordinator<br />
Thomas Möllerfriedrich<br />
von Weidmüller.<br />
Die Auszubildenden betraten<br />
mit dem Projekt Neuland. An<br />
das neue Thema DC-Netze<br />
mussten sie zuerst herangeführt<br />
werden. Sie planten das<br />
Projekt eigenständig und wendeten<br />
die agile Projektmanagementmethode<br />
Scrum an.<br />
Das Team baute einen mobilen<br />
Energie-Einspeiser auf, der ein<br />
DC-Netz abbildet und integrierte<br />
ein Human-Machine-<br />
Interface (HMI) zur Steuerung<br />
und Visualisierung der Anlage,<br />
die zukünftig per Touch bedient<br />
werden kann und darüber<br />
hinaus auch noch Energiedaten<br />
liefert. Anstelle der mechanischen<br />
Drehzahleinstellung<br />
kommt ein neuer Motor<br />
mit Frequenzumrichter für die<br />
elektrische Drehzahleinstellung<br />
zum Einsatz. (bt)<br />
www.keb.de<br />
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Deshalb haben wir auch<br />
die Wellenfeder erfunden.<br />
• Weniger Bauraum und weniger Gewicht<br />
• Fachmännische <strong>Konstruktion</strong>sunterstützung<br />
• Große Auswahl ab Lager<br />
• Leicht anpassbar<br />
Crest-to-Crest® Wellenfedern<br />
Fünf Auszubildende von KEB, Lenze und Weidmüller haben eine Maschine<br />
auf Gleichstrom umgebaut. Die Idee ist aus dem Projekt DC-Industrie2<br />
entstanden.<br />
Bild: Lenze<br />
IN DEUTSCHLAND VERTRETEN DURCH<br />
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<strong>Konstruktion</strong><br />
234 97849-011 » 04 | 2023<br />
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Bild: Siarhei/stock.adobe.com<br />
Anlässlich des 2. Technology Day will Codesys die Zukunft der Steuerungstechnik vorstellen und neueste Informationen über die Entwicklung in<br />
punkto Virtualisierung und Modularisierung geben.<br />
Codesys Technology Day rund um Trends der Steuerungstechnik<br />
Vorteil Virtualisierung<br />
Am Mittwoch, den 10. Mai 2023, lädt Codesys in Kempten im Allgäu zum 2. Codesys Technology Day.<br />
Thematisch stehen vor allem die neuen Möglichkeiten rund um virtuelle Steuerungstechnik, Soft Safety sowie<br />
Digitalisierung ganz allgemein im Fokus. Neben Keynotes von Audi und Packsize erwarten die Besucher zahl -<br />
reiche Applikationsberichte und damit die Möglichkeit zum Austausch untereinander.<br />
Bild: Codesys/Maha Heang 245789/stock.adobe.com/Konradin Mediengruppe<br />
CODESYS<br />
Virtual CODESYS<br />
Control Virtual CODESYS<br />
SL<br />
Control Virtual CODESYS<br />
SL<br />
Control Virtual<br />
SL<br />
Control SL<br />
Mit virtuellen SPSen erhalten Entwickler und Anwender ganz neue Möglichkeiten,<br />
hardwareunabhängig auf andere Plattformen zu wechseln.<br />
Mit ihrem ‚2. Codesys Technology Day‘ will die<br />
Codesys GmbH nach 2018 erneut im Rahmen<br />
einer internationalen Fachtagung die Zukunft der<br />
Steuerungstechnik beleuchten und neue Entwicklungen<br />
rund um das Automatisierungsangebot des Unternehmens<br />
vorstellen. In Keynotes stellen Gastreferenten<br />
von Audi und Packsize ungewöhnliche Pers -<br />
pektiven zur Diskussion. Dabei wird es einmal um das<br />
Thema Virtualisierung beziehungsweise Hardware-<br />
Abstraktion gehen sowie um die Modularisierung.<br />
Auch bei den Technologiethemen geht es um Virtualisierung<br />
– hier stehen Virtual SPS und Soft Safety im<br />
Vordergrund.<br />
Was unter einer virtuellen Steuerung zu verstehen<br />
ist, hat Roland Wagner, Head of Product Marketing<br />
bei Codesys schon einmal auf kem.industrie.de skizziert<br />
(hier.pro/XGdZV). Jeder kennt virtuelle Laufwerke<br />
und virtualisierte Computer – mit ihnen lassen<br />
sich die Funktionen des jeweiligen Gerätes nutzen,<br />
ohne dass dieses tatsächlich exakt so vorhanden ist.<br />
Das lässt sich auf virtuelle Steuerungen übertragen<br />
und bietet ebenfalls eine Reihe von Vorteilen. Genannt<br />
sei etwa, dass virtuelle Steuerungen auch bei<br />
Lieferproblemen nützlich sein können. Warum? Weil<br />
aufgrund der Abstraktion der Hardware Maschinenund<br />
Anlagenbauer wirklich ohne Aufwand auf andere<br />
verfügbare Plattformen umsteigen können.<br />
Inhalte des Vortragsprogramms<br />
Die Agenda des 2. Codesys Technology Day umfasst<br />
unter anderem folgende Vorträge und Applikationsberichte:<br />
• Keynote: Edge Cloud for Production –<br />
Virtualisierung von IT-Hardware-Komponenten<br />
in der Produktion<br />
• Die Virtualisierung der SPS<br />
• Webbasiertes Management des<br />
Steuerungsnetzwerks<br />
• Codesys goes www<br />
• Die Modularisierung von Codesys<br />
• Simulation von Maschinen und Anlagen<br />
• Codesys im realen Einsatz –<br />
Vorstellung industrieller Applikationen<br />
14 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
www.tbwom.de<br />
Gerade die Anwendungsbeispiele aus der Praxis können<br />
Ideen liefern, was mit Codesys alles möglich ist.<br />
Neben zwei mobilen Applikationen wird unter anderem<br />
ein Projekt vorgestellt, in dem Codesys für die<br />
Raumfahrt genutzt wird.<br />
Übrigens: Zu sehen ist in Kempten auch eine ‚Eigenentwicklung‘<br />
– als echter Tüftler hat der Hausmeister!<br />
von Codesys eine Maschine gebaut, die im finalen<br />
Ausbau natürlich mit Codesys automatisiert wird. Auf<br />
dieser Maschine wird dann ein ‚Produkt‘ hergestellt,<br />
von dem alle Teilnehmer etwas haben. Um was es<br />
geht, verrät Codesys allerdings noch nicht. (co)<br />
de.codesys.com<br />
Tipps & Termine « SERVICE<br />
12 – 16 June<br />
Düsseldorf<br />
Germany<br />
2023<br />
The Bright<br />
World<br />
of Metals<br />
Technologies Processes<br />
Applications Products<br />
Details zum Technology Day<br />
CODESYS<br />
TECHNOLOGY DAY<br />
10. Mai 2023<br />
DIE Veranstaltung des Jahres 2023 für alle,<br />
die mit CODESYS zu tun haben!<br />
JETZT<br />
BUCHEN!<br />
Der Technology Day findet in Kempten im Allgäu statt.<br />
Bild: Codesys<br />
Der 2. Codesys Technology Day nach 2018 will als internationale<br />
Fachtagung wieder die neuesten Entwicklungen<br />
rund um Codesys vorstellen. Das Programm richtet sich<br />
an alle, die mit dem Angebot rund um die Steuerungstechnik<br />
zu tun haben:<br />
• Anwender, die mit der Software programmieren<br />
• Gerätehersteller, die Codesys in ihre Hardware<br />
integrieren<br />
• Betreiber von Maschinen und Anlagen<br />
• Studierende und Lehrende<br />
Die Vorträge werden in deutscher Sprache gehalten. Für<br />
internationale Gäste wird es eine Simultanübersetzung<br />
ins Englische geben.<br />
• Zeit: 10. Mai 2023, 9 bis 17 Uhr<br />
• Ort: Kempten/Allgäu<br />
Wer dabei sein möchte, kann sich kostenlos anmelden.<br />
Die Anzahl der Plätze ist begrenzt, da es sich um eine<br />
Präsenzveranstaltung handelt. Anmeldeschluss ist der<br />
28. April 2023.<br />
Hier geht es zur Anmeldung<br />
hier.pro/24cxh<br />
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nachhaltig erfolgreiche Metall industrie.<br />
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Die Technologieforen auf GIFA, METEC,<br />
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Messe Düsseldorf GmbH<br />
Postfach 10 10 06 _ 40001 Düsseldorf _ Germany<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 15<br />
www.messe-duesseldorf.de<br />
Tel. +49 211 4560 01 _ Fax +49 211 4560 668
MESSE » Hannover Messe<br />
Trendthemen der Hannover Messe 2023<br />
Digitale Transformation und<br />
Energiewende der Industrie<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Vom 17. bis 21. April 2023 Auf der Hannover Messe 2023 – vom 17. bis 21. April – wird es insbesondere um Entwicklungen<br />
in Hinblick auf digitale, energieeffiziente sowie möglichst CO 2 -neutrale<br />
findet die Hannover Messe<br />
statt. Deren Leitthema ist Prozesse und Produkte der Industrie gehen. Dabei kommen sowohl antriebs- und fluidtechnische<br />
<strong>Konstruktion</strong>sthemen als auch Trends der Automatisierung und IT zum Zuge,<br />
die digitale Transformation.<br />
und zwar unter dem Leitthema „Industrial Transformation – Making the Difference“.<br />
» Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
Wasserstoff zum Betrieb ganzer<br />
Produktionsanlagen: Eine CO 2 -freie<br />
Energieversorgung wird eines der<br />
Trendthemen der Hannover Messe<br />
2023 sein.<br />
Bild: Siemens<br />
Die Hannover Messe 2023 verspricht<br />
Hightechlösungen, die neue Impulse<br />
zu drängenden Fragen rund um hohe<br />
Energiekosten, unterbrochene Lieferketten<br />
oder steigende Rohstoffpreise geben<br />
können. „Wir werden auf der kommenden<br />
Hannover Messe erleben, mit welchen<br />
neuen Produkten und substanziellen<br />
Innovationen unsere Aussteller den<br />
multiplen Krisen begegnen. Im April<br />
präsentieren sie ganz konkrete Lösungen<br />
für mehr Effizienz, um dem Klimawandel<br />
zu begegnen und schon in<br />
absehbarer Zeit eine CO 2 -neutrale Produktion<br />
zu ermöglichen. Dabei spielen<br />
Digitalisierung, künstliche Intelligenz<br />
und Wasserstoff eine herausragende<br />
Rolle“, sagt Dr. Jochen Köckler, Vorsitzender<br />
des Vorstands der Deutschen<br />
Messe. Eröffnet werden soll die Hannover<br />
Messe 2023 durch Bundeskanzler<br />
Olaf Scholz und den indonesischen<br />
Staatspräsidenten Joko Widodo.<br />
Etwa 4.000 Aussteller werden ihre<br />
Angebote in 15 Hallen (Hallen 2 bis 9<br />
und 11 bis 17, siehe Hallenplan auf S.18)<br />
innerhalb der folgenden sieben Ausstellungsbereiche<br />
präsentieren: Automa -<br />
tion, Motion & Drives, Digital Ecosystems,<br />
Energy Solutions, Engineered Parts<br />
& Solutions, Future Hub, Compressed Air<br />
& Vacuum sowie Global Business & Markets.<br />
Angekündigt sind insbesondere<br />
Lösungen zu Themen rund um klimaneutrale<br />
Produktion, resiliente Lieferketten,<br />
Industrie 4.0, künstliche Intelligenz (KI),<br />
Plattformökonomie, IT-Sicherheit, Logistik<br />
4.0, Kreislaufwirtschaft oder Wasserstoff<br />
und Brennstoffzellen.<br />
16 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bild: Emerson<br />
Digitale Transformation: Via scada-basierter Software beschleunigt und vereinfacht Emerson die Anlagenautomatisierung – Details im Interview, S. 20.<br />
Von der Digitalisierung komplexer Produktionsprozesse<br />
über den Einsatz von<br />
Wasserstoff zum Betrieb ganzer Produktionsanlagen<br />
bis hin zur Anwendung von<br />
Software zur Erfassung und Reduzierung<br />
des CO 2 -Fußabdrucks will die Hannover<br />
Messe 2023 ein „ganzheitliches Bild technologischer<br />
Möglichkeiten für die Industrie<br />
von heute und morgen“ abbilden.<br />
Mit Indonesien präsentiere sich laut Veranstalter<br />
„die größte Wirtschaftsmacht in<br />
der ASEAN-Region“ als diesjähriges Partnerland.<br />
Das Motto, das dazu verkündet<br />
wird: „Making Indonesia 4.0“ – bis 2030<br />
möchte Indonesien eine der zehn größten<br />
Volkswirtschaften der Welt sein. Der Anteil<br />
der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung<br />
soll bis dahin 51,6 Prozent am<br />
Gesamtzubau ausmachen. Knapp die Hälfte<br />
davon soll auf Wasserkraft und etwa ein<br />
Viertel auf Photovoltaik entfallen.<br />
Trends der Hannover Messe 2023<br />
Eine CO 2 -neutrale Produktion, künstliche<br />
Intelligenz, Wasserstofftechnologien,<br />
Energiemanagement und Industrie 4.0 –<br />
das sind die übergreifenden Themen der<br />
Hannover Messe 2023. „Nur im Zusammenspiel<br />
dieser Technologien wird es<br />
gelingen, unseren Wohlstand nachhaltig<br />
zu sichern und gleichzeitig den Klimaschutz<br />
voranzutreiben“, sagt Hannover-<br />
Messe-Chef Dr. Jochen Köckler.<br />
Unternehmen aus dem Maschinenbau,<br />
der Elektro- und Digitalindustrie sowie<br />
der Energiewirtschaft werden laut Messe<br />
Lösungen für die Produktion und Energieversorgung<br />
der Zukunft zeigen. Von der<br />
Digitalisierung und Automatisierung<br />
komplexer Produktionsprozesse über den<br />
Einsatz von Wasserstoff zur Energieversorgung<br />
von Fabriken bis hin zur Anwendung<br />
von Software zur Erfassung und<br />
Reduzierung des CO 2 -Fußabdrucks soll<br />
die Hannover Messe ein ganzheitliches<br />
Bild zeichnen. Köckler bekräftigt: „Für<br />
jede der aktuellen globalen Herausforderungen<br />
werden auf der Hannover Messe<br />
Lösungsansätze gezeigt.“<br />
Industrie 4.0 & Manufacturing X<br />
Damit das volle Potenzial von Industrie<br />
4.0 erschlossen werden kann, braucht<br />
es umfangreiche Daten, auf die alle am<br />
Wertschöpfungsprozess beteiligten Unternehmen<br />
zugreifen können. Ein neues<br />
zusammenhängendes Datenökosystem<br />
soll Abhilfe schaffen: Manufacturing X.<br />
Stark vorangetrieben wird diese Vision<br />
einer souveränen und sicheren Datenplattform<br />
gerade von den Wirtschaftsverbänden<br />
wie dem Bundesverband der<br />
Deutschen Industrie (BDI), dem Verband<br />
Deutscher Maschinen- und Anlagenbau<br />
DRUCKSCHALTER VAKUUMSCHALTER<br />
DIFFERENZ-DRUCKSCHALTER DRUCKSENSOREN<br />
ELEKTRONISCHE DRUCKSCHALTER<br />
Flexible Technologie<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 17
MESSE » Hannover Messe<br />
HANNOVER MESSE<br />
17 – 21 APRIL 2023 Unternehmen können einen wichtigen<br />
Hall 2: Future of Work · Research & Development ·<br />
Trade & Invest<br />
Halls 3 – 4: Lightweight Design · Metal Parts, Components &<br />
Solutions · Plastics & Innovative Materials<br />
Hall 4: Compressed Air & Vacuum<br />
Halls 5 – 9 / 11 – 12: Automation & Sensor Technology ·<br />
Carbon-neutral Production · Digital Industries Full Solution<br />
Providers · Drive Technology · Fluid Power · Handling & Assembly ·<br />
Industrial Internet · Linear Technology · Logistics Automation ·<br />
Process Automation · Robotics<br />
Halls 11 – 13: Carbon-neutral Production · Digital Energy ·<br />
E-Mobility & Charging Infrastructure · Energy Efficiency ·<br />
Energy Management · Hydrogen & Fuel Cells<br />
Halls 14 – 17: Additive Manufacturing · Cloud & Infrastructure ·<br />
Digital Platforms · Engineering- & Office-Software · IT Consulting ·<br />
IT Security · Logistics IT · Wireless & 5G Technology<br />
Conference Stages: Tech Transfer (Hall 2) · Industrial Transformation (Hall 3) ·<br />
Industrie 4.0 (Hall 8) · Energy 4.0 (Hall 12) · Wireless & 5G (Hall 14)<br />
Hydrogen<br />
+ Fuel Cells<br />
Global Business<br />
& Markets<br />
Partner Country<br />
Startup Area<br />
YOUR FUTURE<br />
03/2023 | modifications reserved | 230307<br />
Industrie-Trends präsentiert die Hannover Messe 2023 vom 17. bis 21. April auf insgesamt 15 Hallen verteilt.<br />
Etwa 4.000 Aussteller werden erwartet.<br />
(VDMA) und dem Verband der Elektround<br />
Digitalindustrie (ZVEI). Im engen<br />
Schulterschluss mit dem Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz werden<br />
sollen erste Schritte zur Umsetzung<br />
von Manufacturing X vorgestellt werden.<br />
Köckler erklärt dazu: „Ziel ist es, die Souveränität<br />
der Unternehmen zu erhalten,<br />
den Zugang zur Kundenschnittstelle nicht<br />
zu verlieren und dennoch die Potenziale<br />
der Plattformökonomie zu erschließen.“<br />
Künstliche Intelligenz<br />
in der Industrie nutzen<br />
Künstliche Intelligenz (KI) spielt in der<br />
Industrie eine immer größere Rolle. Neben<br />
der Prozessoptimierung setzt die produzierende<br />
Industrie KI zunehmend in der Simulation<br />
und in der Produktentwicklung ein.<br />
Auch die sogenannte generative KI findet<br />
den Weg in die Industrie: Systeme wie<br />
ChatGPT oder DALL-E können heute schon<br />
beim Texten, Programmieren und Designen<br />
unterstützen. „In Zukunft ist durchaus<br />
denkbar, dass eine KI eine Maschine entwirft<br />
und der Mensch dann überprüft, welche<br />
Anpassungen für einen Realbetrieb<br />
notwendig sind. Das spart Zeit und bietet<br />
angesichts des vorherrschenden Fachkräftemangels<br />
erhebliches Potenzial“, so Köckler.<br />
Zum Thema KI bietet die Hannover<br />
Messe ein umfassendes Angebot an Besucherführungen,<br />
Foren und Präsentationen<br />
von KI-Tools und Use Cases der Aussteller.<br />
Smart Energy Monitoring<br />
Im Zusammenspiel von Software und<br />
Maschinen entstehen erhebliche Energieeinsparpotenziale.<br />
Lösungen zum Smart<br />
Energy Monitoring helfen dabei, Energieverbräuche<br />
auf Maschinenebene zu ermitteln,<br />
zu optimieren und damit den<br />
CO 2 -Fußabdruck zu reduzieren.<br />
„Viele versteckte Verbräuche sind den<br />
meisten Industrieanwendern bis heute<br />
kaum bewusst“, sagt Köckler. Ungeregelte<br />
Motoren in Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren<br />
oder Maschinen würden in vielen<br />
Fabriken noch zum Alltag gehören.<br />
Ohne intelligente Steuerungstechnik und<br />
das Zusammenspiel von Elektrotechnik<br />
und IT seien Effizienzsteigerungen bei der<br />
Energie kaum umsetzbar.<br />
Köckler erklärt: „Die Industrie verbraucht<br />
zirka 45 Prozent des Stroms in Deutschland.<br />
Die Lösungen der ausstellenden<br />
Beitrag leisten, deutlich energieeffizienter<br />
zu produzieren.“<br />
Energie- und Hoffnungsträger<br />
Wasserstoff<br />
Grüner Wasserstoff ist in aller<br />
Munde. Die Industrie will sich<br />
damit aus der Abhängigkeit<br />
von fossiler Energie lösen und<br />
CO 2 -Emissionen reduzieren.<br />
Das Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz<br />
(BMWK) bezeichnet<br />
Wasserstoff<br />
derweil als einen<br />
„Schlüsselenergieträger“,<br />
der für den langfristigen<br />
Erfolg der Energiewende<br />
und für den Klimaschutz<br />
essenziell sei.<br />
Dennoch gibt es Herausforderungen.<br />
Das Herstellen<br />
von Wasserstoff<br />
ist aufwendig und teuer.<br />
Bild: Deutsche Messe<br />
Fragen der Verfügbarkeit, des Transports<br />
und der Speicherung im großen Maßstab<br />
müssen noch geklärt werden.<br />
Dazu sagt Köckler: „Mehr als 500 Unternehmen<br />
auf der Hannover Messe werden<br />
Lösungen für den Einsatz von Wasserstoff<br />
in der Industrie zeigen. Damit ist Hannover<br />
die weltweit wichtigste und größte<br />
Plattform zum Thema Wasserstoff.“ Geht<br />
es nach dem Messeveranstalter, sollen<br />
sich Anwender aus der Industrie und politische<br />
Entscheidungsträger auf der Messe<br />
ein ganzheitliches Bild über das Potenzial<br />
des Energieträgers machen und erkennen<br />
können, welche Weichen auf dem Weg zu<br />
einer wasserstoffbasierten Industrie zu<br />
stellen sind.<br />
Leichtbau 2.0<br />
in der Circular Economy<br />
Der Lightweighting Summit des Bundesministeriums<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz<br />
– am 18. April 2023 von 14.00 bis<br />
17.00 Uhr in Halle 19/20 im Saal New<br />
York – widmet sich im Rahmen der Hannover<br />
Messe dem so dringlichen wie<br />
zukunftsträchtigen Thema „Leichtbau 2.0<br />
in der Circular Economy“. Keynotes und<br />
18 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Panels werden die Chancen und<br />
Herausforderungen für die Transformationstechnologie<br />
Leichtbau im Kontext der<br />
zirkulären Wirtschaft fokussieren.<br />
Führende Expertinnen und Experten aus<br />
Wirtschaft, Wissenschaft und Politik werden<br />
erörtern, wie nachhaltige Leichtbautechnologien<br />
zu einer zirkulären Wirtschaft<br />
beitragen können und welche Herausforderungen<br />
es hierfür noch zu meistern gilt.<br />
Im Fokus der diesjährigen Veranstaltung<br />
soll eine ganzheitliche Betrachtung<br />
des Leichtbaus über<br />
den gesamten Lebenszyklus<br />
stehen. Die<br />
Sichtweise eines<br />
weltweit tätigen<br />
Recycling- und<br />
Materialtechnologiekonzerns<br />
soll<br />
das zirkuläre Wirtschaften<br />
als Schlüsselelement<br />
der Ressourceneffizienz<br />
thematisieren.<br />
Eine dazugehörige<br />
Paneldiskussion wird Herausforderungen<br />
und Lösungsansätze für das Recycling im<br />
Leichtbau beleuchten.<br />
Eine weitere Keynote übernimmt der Präsident<br />
der Bundesanstalt für Materialforschung<br />
und -prüfung (BAM), Prof. Dr.<br />
Ulrich Panne, der das Potenzial innovativer<br />
Ansätze für die zirkuläre Wertschöpfung<br />
im Leichtbau eruieren wird.<br />
Anschließend wird in einem Panel erörtert,<br />
welchen Beitrag Ökobilanzen und<br />
Lebenszyklusanalysen zur nachhaltigen<br />
Entwicklung von Leichtbauprodukten<br />
leisten können. Die Paneldiskussion werden<br />
Prof. Dr. Thilo Bein, Leiter Wissenschaftsmanagement<br />
bei Fraunhofer LBF,<br />
Dr. Alexander Janz, Abteilungsleiter für<br />
nachhaltige Produkte und nachhaltigen<br />
Konsum und Kreislaufwirtschaft im Umweltbundesamt,<br />
Lisa Reehten, CEO Bosch<br />
Climate Solutions, und Dr. Martin Vogt,<br />
Geschäftsführer des VDI Zentrum Ressourceneffizienz,<br />
bestreiten.<br />
Bild: Deutsche Messe<br />
Fachkräftemangel und<br />
Nachwuchsförderung im Blick<br />
Die Nachwuchsinitiative „Your Future“ soll<br />
BerufsanfängerInnen, Studierenden, Schü-<br />
lerInnen sowie Auszubildenden direkten<br />
Zugang zu Arbeitgebern aus verschiedenen<br />
Industriebranchen bieten. „Wir haben Your<br />
Future gemeinsam mit ausstellenden<br />
Unternehmen und Partnern entwickelt,<br />
denn der Bedarf von Nachwuchs in der<br />
Industrie ist enorm“, erklärt Basilios Triantafillos,<br />
Global Director der Hannover Messe.<br />
Durch geführte Touren, Präsentationen<br />
und persönliche Gespräche sollen Jugendliche<br />
aus erster Hand Einblicke in potenzielle<br />
Berufe erhalten. Neben den geführten<br />
Touren bietet ein Zentralstand<br />
in der Halle 12 mit Rahmenprogramm<br />
weitere Möglichkeiten<br />
zum Austausch.<br />
»Digitalisierung,<br />
künstliche<br />
Intelligenz und<br />
Wasserstoff spielen<br />
eine herausragende Rolle.«<br />
Dr. Jochen Köckler<br />
Mit mehr als 1.000 TeilnehmerInnen startet<br />
am 21. April 2023 der Karrierekongress<br />
„Women Power“ im Convention<br />
Center (CC) auf dem Messegelände in<br />
Hannover. Der Kongress findet bereits<br />
zum zwanzigsten Mal im Rahmen der<br />
Hannover Messe statt. Unter dem Motto<br />
„Celebrate Diversity“ sollen die TeilnehmerInnen<br />
ein inspirierendes Programm<br />
erleben, das sich in vier Themen gliedert:<br />
„Entrepreneurship“, „Leadership“ sowie<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 19
TRENDS » Interview » Industrie 4.0<br />
Digitale Ökosysteme und Software-Plattformen<br />
„Der große Wandel in der Industrie“<br />
Warum es für Emerson das strategische A und O ist, ein digitales Ökosystem sowie entsprechendes Plattformdenken<br />
zu gestalten, erläutern Dr. Michael Britzger, Direktor für IIoT Engineering bei Emerson, und Nils Beckmann, Leiter des<br />
globalen Emerson-Produktmanagements für IIoT und Sensoren der Discrete-Automation-Gruppe, im Interview.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, Augsburg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Emerson ist stark in<br />
der Process-Welt, aber auch im Bereich<br />
Discrete Automation unterwegs. Welche<br />
Tools bietet Emerson in Hinblick<br />
auf diskrete Automation?<br />
Dr. Michael Britzger: Wir bilden die<br />
gesamte Architektur der Automation ab –<br />
inklusive Hardware oder Komponenten<br />
und Software. Emerson ist horizontal<br />
gesehen sehr breit aufgestellt und verknüpft<br />
die einzelnen Layer vertikal. Neben<br />
dem vorhandenen breiten Hardware-<br />
Portfolio greifen wir im Software-Bereich<br />
vor allem auf zwei Tools zurück. Zum<br />
einen ist das Movicon als SCADA-Lösung.<br />
Man findet solche Lösungen häufig direkt<br />
als Human Machine Interface (HMI) vor<br />
einer Maschine – dort, wo der Bediener<br />
etwas steuern kann oder eben als Übersicht<br />
einer ganzen Linie, um den Fertigungsprozess<br />
nachvollziehen zu können.<br />
Die weitere Software, die teilweise die<br />
gleiche Basis nutzt, nennt sich PACEdge –<br />
eine auf Open Source basierende Lösung,<br />
die sich mehr im Bereich von Analytics<br />
bewegt. Wenn wir Datenanalyse betreiben<br />
und Ergebnisse beziehungsweise<br />
zeitbasierte Werte zeigen möchten, wäre<br />
das die Lösung.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie wichtig ist das<br />
Thema „digitales Ökosystem“ und wie<br />
greifen Sie es auf?<br />
Britzger: Das ist der große Wandel, der in<br />
der Industrie eine Rolle spielt. Gemeint<br />
ist, dass die horizontalen Komponenten<br />
und die vertikalen unterschiedlichen Layer<br />
einer Produktion innerhalb eines Ökosystems<br />
verknüpft werden. Nur innerhalb<br />
Bild: Emerson<br />
der gesamten Verknüpfung von Hard- und<br />
Software – im Ökosystem – können wir<br />
ausreichend Werte im Kundenumfeld realisieren.<br />
Alleinig Software hilft nicht viel,<br />
wenn man nicht weiß, wie man sie<br />
anwenden muss. Und die Komponente,<br />
mag sie noch so smart sein, ist erst dann<br />
etwas wert, wenn diese Smartness mit<br />
den anderen Komponenten interagieren<br />
kann. Von daher ist es für uns strategisch<br />
das A und O, ein solches Ökosystem sowie<br />
entsprechendes Plattformdenken zu<br />
gestalten und weiter wachsen zu lassen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Werden Sie Fragen<br />
dazu zur Hannover Messe aufgreifen?<br />
Nils Beckmann: Als eines der Hauptthemen<br />
werden wir auf der Hannover Messe<br />
etwas zeigen, das wir Floor to Cloud nennen,<br />
und das veranschaulicht, was Michael<br />
Britzger erklärt hat: eben dieses ganze<br />
Ecosystem von unten und mit intelligenten<br />
Geräten startend, die über entsprechende<br />
Connectivity, Plug-and-Play-<br />
Fähigkeit über OPC UA oder IO-Link beispielsweise<br />
in den Bereich der Steuerung<br />
oder auch der Edge-Computer kommunizieren<br />
können, wo dann wiederum die<br />
entsprechenden Softwaresysteme drauf<br />
»Kernthema der digitalen<br />
Transformation ist es, den<br />
Mehrwert von Daten für die<br />
unterschiedlichsten Nutzer<br />
zugänglich zu machen.«<br />
Dr. Michael Britzger, Direktor für IIoT Engineering bei<br />
Emerson<br />
laufen – PACEdge oder Movicon beispielsweise.<br />
Über die Softwarefunktionen<br />
können Mehrwerte wie Predictive Maintenance,<br />
Optimierung der Gesamtan -<br />
lageneffizienz (OEE) oder Energieverbrauchsoptimierungen<br />
generiert werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Es bedarf stark<br />
Standardisierungen, um solche Architekturen<br />
flexibel und herstellerübergreifend<br />
zu gestalten. Sehen wir künftig gar<br />
automatisch skalierende Architekturen?<br />
Britzger: Das ist das ganz große Spiel in<br />
der Industrie gerade. Komponentenseitig<br />
betrachtet kann man noch so viele Komponenten<br />
verfügbar haben, aber das ultimative<br />
Portfolio für alles hat man eben<br />
nicht. Insofern läuft viel über die Standardisierungen,<br />
sodass sich Architekturen,<br />
wie wir sie schon beschrieben haben, flexibel<br />
gestalten lassen, wenn es um Komponenten<br />
verschiedener Hersteller und<br />
unterschiedliche Kommunikationsprotokolle<br />
geht. Und wenn man sich vorstellt,<br />
dass die Industrie in Zukunft automatisch<br />
skalierende Architekturen nutzt – ganz<br />
egal, wie viele Komponenten involviert<br />
sind, ganz egal von welchen Herstellern –<br />
und mit Komponenten, die sich automa-<br />
20 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
tisch erkennen, die automatisch dieselben<br />
Informationen für die entsprechenden<br />
Umgebungen bereitstellen und über die<br />
entsprechenden Layer hinweg bis zur<br />
Anzeige von Predictive-Maintenance-<br />
Informationen gedacht, dann ist dies das<br />
große Ziel.<br />
Auch kommen an der Stelle Stichworte<br />
zum digitalen Zwilling ins Spiel. Wir sprechen<br />
bei uns viel über Plug and Play, das<br />
heißt, wir arbeiten an Lösungen, die<br />
Architekturen bereitstellen, die die Komponenten<br />
automatisch erkennen und sie<br />
gleich in die entsprechende Architektur<br />
eingliedern. Damit soll den Kunden eine<br />
vorkonfigurierte Lösung bereitstehen.<br />
Natürlich geht man erstmal aus seinem<br />
eigenen Portfolio los. Bei Emerson sind<br />
das mehrdimensionale Felder mit der<br />
Software und Devices wie Industrial PCS,<br />
Steuerungen und Controller bis hin zu<br />
großen SCADA-Systemen, die wir aufsetzen<br />
können.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Rolle spielt<br />
eine gewisse Smartness von Komponenten?<br />
Britzger: Es gibt Komponenten<br />
wie unseren Airflow-<br />
Sensor AF2, die eine<br />
gewisse Smartness<br />
mitbringen. Das<br />
heißt, die verschiedenen<br />
Kommunikationsprotokolle<br />
werden<br />
mitgebracht, solche<br />
Komponenten identifizieren<br />
sich und können<br />
automatisch verknüpft werden.<br />
Es gibt aber eben auch Sensoren im<br />
Feld, die rein Daten liefern müssen. Das<br />
gesamte Paket bei Emerson ergibt dann<br />
eine komplexe Architektur.<br />
Beckmann: Die Frage wäre ja auch, was<br />
in dem Zusammenhang „smart“ ist. Fängt<br />
Smartness schon an, wenn eine bestimmte<br />
Konnektivität gegeben ist? Oder wird<br />
ein Sensor als smart bezeichnet, wenn er<br />
analytische Ergebnisse liefert? Ich denke,<br />
sehr viele Unternehmen stehen hier am<br />
Anfang. Es gibt bei nahezu jedem Hersteller<br />
entsprechende Produkte, die eine<br />
gewisse Smartness mitbringen. Es werden<br />
aktuell Standards für die Kommunikation<br />
definiert, beispielsweise OPC UA Companion<br />
Specifications. Einen Standard dazu,<br />
wann ein Gerät smart ist, gibt es meines<br />
Wissens nach nicht. Als Einheit der<br />
Discrete Automation unterstützen wir die<br />
anderen Units dabei, Smartness in die<br />
Produkte zu treiben – und zwar auf<br />
unterschiedlichen Ebenen. Für einen einfachen<br />
Sensor, der vielleicht gar keine<br />
große Rechenkapazität hat und keine tiefen<br />
Vorab-Analysen von Daten machen<br />
kann, bedeutet das vielleicht, eine andere<br />
Konnektivität zu haben und OPC UA oder<br />
IO-Link zu unterstützen, also Dinge, die<br />
das Gerät einfacher in der Integration<br />
machen und es befähigen, mehr als nur<br />
einen Datenwert zu übertragen. Der<br />
Zugang zu den Daten ist also wichtig –<br />
bis hin zur Rechenkapazität, die der<br />
bereits erwähnte Durchflusssensor AF2<br />
mitbringt, und wodurch Analysen bereits<br />
im Gerät vollbracht werden. Gleiches gilt<br />
für unser Ventilsystem. Es ermöglicht beispielsweise,<br />
Analysen bereits im Feld<br />
»Es werden aktuell<br />
Standards für die<br />
Kommunikation<br />
definiert. Einen<br />
Standard dazu,<br />
wann ein Gerät<br />
smart ist, gibt<br />
es meines Wissens<br />
nach nicht.«<br />
Bild: Emerson<br />
Nils Beckmann leitet das globale Produktmanagement<br />
in Bezug auf IIoT und Sensoren für die<br />
Discrete-Automation-Gruppe bei Emerson.<br />
durchzuführen, ohne die Steuerung anzufassen,<br />
ohne also das große Ganze berühren<br />
zu müssen. Das ist ein wesentlicher<br />
Aspekt. Die meisten Maschinen sind nicht<br />
unbedingt neue Maschinen, sondern<br />
bestehen als existierende Dinge im Feld –<br />
also ganz klare Brownfield-Applikation.<br />
Das ist für uns ein interessanter Bereich,<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 21
TRENDS » Interview » Industrie 4.0<br />
weshalb wir versuchen, durch entsprechende<br />
Erweiterungen existierender<br />
Komponenten oder durch kleine Zusätze,<br />
Geräte zu befähigen, intelligenter zu werden<br />
oder andere Wege der Kommunikation<br />
einzuschlagen, um nicht unbedingt die<br />
Steuerung verändern zu müssen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Warum kann gerade<br />
das aus Sicht von Endkunden ein so<br />
wichtiger Aspekt sein?<br />
Beckmann: Endkunden ändern normalerweise<br />
nichts an ihrer Steuerung, denn<br />
würden sie das tun, bekämen sie bei Problemen<br />
mitunter keinen Support mehr<br />
vom Maschinenbauer. Trotzdem ist es<br />
sehr wichtig, Zugang zu diesen Daten zu<br />
bekommen. Und wir haben eben Lösungen<br />
im Portfolio, die Endanwender dabei<br />
unterstützt, Datenzugang zu bekommen,<br />
ohne die komplette Maschine zu überarbeiten.<br />
Analysen oder Optimierungen<br />
werden für solche Maschinen möglich.<br />
Britzger: Kernthema der digitalen Transformation<br />
ist es, den Mehrwert von Daten<br />
für die unterschiedlichsten Nutzer<br />
zugänglich zu machen. Das kann auf<br />
verschiedenen Ebenen passieren: Aus dem<br />
reinen Datensatz kann eine Visualisierung<br />
entstehen. Aus der Komponente kann<br />
eine smarte Komponente werden, die sich<br />
in Systemarchitekturen leichter verknüpfen<br />
lässt. Oder es kann darum gehen, aus<br />
den Daten komplexere Themen abzuleiten,<br />
also beispielsweise vom Durchfluss<br />
her auf eine Leckage oder den Ort der<br />
Bild: Emerson<br />
Der Geschäftsbereich<br />
Fluid and Measurement<br />
Motion Control<br />
von Emerson nutzt<br />
PACEdge-Dashboard-<br />
Software zur Überwachung<br />
des Energieverbrauchs<br />
seiner Fertigungslinien.<br />
Leckage zu schließen. Es gibt also unterschiedliche<br />
Herangehensweisen, diesen<br />
Datenmehrwert überhaupt zu schaffen.<br />
Denn der reine Datensatz kann von unterschiedlichen<br />
Usern unterschiedlich<br />
gebraucht werden. Von daher liegt uns<br />
viel daran, die technologische Eintrittsschwelle<br />
für den Nutzer zu senken, sodass<br />
der Datenmehrwert möglichst einfach<br />
genutzt werden kann.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Vorteile<br />
spielen smarte Komponenten bei künftig<br />
noch flexibleren Fertigungsmöglichkeiten<br />
und effizienten Produktionslayouts<br />
aus?<br />
Beckmann: Je früher man innerhalb der<br />
Automatisierungspyramide beginnt, Komponenten<br />
smarter auszulegen und Prozesse<br />
zu analysieren, desto flexibler wird<br />
man im Einsatz. Von daher fangen wir<br />
möglichst frühzeitig an, Voranalysen der<br />
Daten zu starten, weil das gerade in Hinblick<br />
auf Flexibilität in der Fertigung ein<br />
wesentlicher Aspekt ist. Als bewusst<br />
überspitztes Beispiel formuliert: Um heute<br />
Autos zu produzieren und morgen<br />
Fahrräder, braucht man Lösungen, die in<br />
der Lage sind, die Daten auszugeben, um<br />
in Richtung Optimierungen zu gucken.<br />
Viele Anlagen sind von der Effizienz her<br />
ausbaufähig. Man spricht von einer<br />
durchschnittlichen Anlageneffizienz von<br />
65 %, das heißt, es ist noch ein ganz<br />
schön großer Bereich, der nicht vernünftig<br />
genutzt ist. Diesen Bereich wollen wir<br />
gerne noch optimieren. Und wenn man<br />
überlegt, dass eine Maschine vielleicht<br />
nur 5 % mehr fertigt als sie heute fertigt,<br />
dann bedeutet das mehr Output an Produkten<br />
und mehr Umsatz.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie macht Emerson<br />
diese Optimierungsmöglichkeiten für<br />
Unternehmen begreifbar?<br />
Britzger: Wenn wir über die Losgröße 1<br />
und die Anforderungen der zukünftigen<br />
Produktion sprechen, müssen wir bei<br />
Emerson mit unseren Teams und unserer<br />
Sales-Force eine ganz andere Prozessnähe<br />
herstellen. Mit unseren Workflows<br />
müssen wir viel näher an den Kunden<br />
herankommen, dessen einzelne Prozesse<br />
und die einzelnen Maschinen noch besser<br />
verstehen, um eine konkrete Lösung<br />
anzubieten. Wir sind eben nicht im<br />
B2C-Markt, wo angebotene Lösungen<br />
global gleich skalieren, sondern jedes Produktionsunternehmen<br />
ist etwas unterschiedlich.<br />
Hierfür eine standardisierte,<br />
aber trotzdem flexible Architektur bereitzustellen,<br />
die kundenspezifisch konfiguriert<br />
werden kann, daran arbeiten wir –<br />
gerade auch unterstützt durch IIoT-Consultants,<br />
die diese neue Expertise bis zum<br />
Kunden und bis ins erste Kundengespräch<br />
detailliert hereintragen können.<br />
Beckmann: Wir arbeiten viel über Use<br />
Cases und über Return-on-Investment-<br />
Kalkulationen, die wir gemeinsam mit<br />
dem Kunden erstellen und wo wir mit den<br />
Parametern unserer Kunden berechnen<br />
können, welcher Mehrwert erreicht wird.<br />
Über IIoT zum Selbstzweck, um innovativ<br />
zu erscheinen, sind wir inzwischen lange<br />
hinaus. Kunden wollen heute konkrete<br />
Mehrwerte sehen.<br />
Britzger: Gern auch ein Beispiel hierzu:<br />
In einer Losgröße-1-Produktion ging es<br />
darum, den Verbrauch pro Komponente zu<br />
erkennen. Mittels Algorithmus haben wir<br />
Daten so erkannt, dass unser Kunde<br />
anhand des Verhaltens der Maschine<br />
sehen konnte, welches Produkt gerade<br />
gefertigt wird und den Verbrauch pro<br />
Produkt automatisch abspeichern konnte.<br />
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22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 23
TRENDS » Produktentwicklung/Kollaboration<br />
Inneo unterstützt Aufbau einer integrierten Entwicklungsplattform<br />
PLM ist mehr als Datensammeln<br />
Weltweit aufgestellt, entwickelt und produziert Bühler Motor Antriebslösungen inklusive passender Steuerung<br />
und Systemerweiterungen. Um eine gute Zusammenarbeit im Unternehmen zu erreichen, sind die Nürnberger<br />
auf einem gut durchdachten Pfad in die Digitalisierung und werden dabei im <strong>Konstruktion</strong>sbereich von Inneo<br />
unterstützt. So entsteht eine integrierte Entwicklungsplattform, mit der das Product Lifecycle Management<br />
(PLM) mehr als Datensammeln ermöglicht.<br />
Dipl.-Ing. Ralf Steck, freier Fachjournalist und Betreiber des Blogs EngineeringSpot (www.engineeringspot.de)<br />
INFO<br />
Mehr zum Angebot von Inneo<br />
für den Bereich PDM/PLM:<br />
hier.pro/3ORm4<br />
Bild: Bühler Motor<br />
Der Weg von PDM zu PLM<br />
ist kein gerader – der Elektro -<br />
motorenhersteller Bühler hat dazu<br />
ein Projektteam gebildet, das Prozesse<br />
definiert und die Zusammenarbeit der<br />
Abteilungen und ihrer Systeme gestaltet.<br />
Mit Blick auf die an spezialisierten Tools reiche<br />
Softwarelandschaft der Bühler Motor GmbH,<br />
Nürnberg, entwickelte Roland Halbedl vor zwei Jahren<br />
den Plan, die verschiedenen Datensilos zu einer<br />
integrierten Entwicklungsplattform zusammenzuführen.<br />
Durchaus eine komplexere Aufgabe für den<br />
CAx-Verantwortlichen: In der Produktentwicklung<br />
vertraut Bühler seit vielen Jahren auf das CAD-System<br />
Creo sowie das PLM-System Windchill von PTC.<br />
In der Elektronikabteilung wird Altium genutzt, für<br />
das Systems Engineering und die Softwareentwicklung<br />
weitere Systeme. Als ERP-System ist SAP im<br />
Einsatz, das über eine Schnittstelle mit Windchill<br />
verbunden ist. Hinzu kommt, dass Bühler Motor<br />
1.350 Mitarbeiter an elf Standorten in Europa,<br />
Nordamerika und Asien beschäftigt.<br />
„Begonnen habe ich mit der Einführung<br />
eines Requirements-Management-Systems“,<br />
erinnert sich Halbedl,<br />
„dabei entschieden wir uns mit Windchill<br />
RV&S (Requirements Validation &<br />
Source), das damals unter dem Namen<br />
Integrity vertrieben wurde, auch hier<br />
für ein PTC-Produkt.“ Dazu kam mit Jira<br />
ein agiles Projektmanagement-Tool.<br />
Stufenplan für die Umsetzung<br />
Die Umsetzung der integrierten Entwicklungsplattform<br />
beginnt mit der CAD-Datenverwaltung, es folgen<br />
Schritt für Schritt die Anbindungen von E-CAD,<br />
Requirements Management, Softwareentwicklung,<br />
Systems Engineering, Projektmanagement und<br />
Stücklistenfreigabe (siehe Abbildung).<br />
„Die Basis für diesen Stufenplan bildet Windchill in<br />
Zusammenarbeit mit Sharepoint und SAP“, erläutert<br />
Halbedl. „Jeder dieser genannten Schritte erfordert<br />
ein separates Projekt, in dem die Anforderungen geklärt<br />
werden sowie die Implementierung geplant,<br />
validiert und abgenommen wird.“ Jede Stufe hat<br />
einen eigenen Rollout-Termin, zu dem das Gesamtsystem<br />
erweitert wird.<br />
„Wichtig ist es, das Ganze als Transformation zu begreifen“,<br />
so Halbedl weiter, „in dem Mitarbeiter und<br />
Abteilungen eingebunden und so geschult werden,<br />
dass sie den Prozess mitgehen können und wollen.“<br />
Aktuell arbeiten 380 Mitarbeiter mit Windchill, diese<br />
Zahl soll mit der Zeit weiter steigen auf etwa<br />
450. Davon sind etwa 60 CAD-Anwender, die anderen<br />
nutzen das Tool zur Prozessplanung. „Da entstehen<br />
natürlich auch Lizenzkosten, die Schritt für<br />
Schritt durch Effizienzsteigerung gegenfinanziert<br />
werden müssen.“<br />
Zusammenarbeit<br />
im Engineering gestalten<br />
„Der Weg von PDM zu PLM ist kein gerader“, so der<br />
CAx-Verantwortliche weiter. „Und einfach Daten<br />
aus ein paar Quellen in einer gemeinsamen Datenbank<br />
zu speichern ist noch keine Digitalisierung. Jeder<br />
Schritt auf dem Weg erfordert ein Projektteam,<br />
das Prozesse definiert und die Zusammenarbeit der<br />
Abteilungen und ihrer Systeme gestaltet.“<br />
Mit Inneo hat Halbedl eine effiziente Zusammenarbeit<br />
etabliert: So hat beispielsweise das Ellwangener<br />
Systemhaus eine Logik für die Engineeringstückliste<br />
(Engineering Bill of Materials, EBOM) in<br />
24 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Windchill implementiert und sich dabei eng mit<br />
den Fachbereichen abgestimmt. „Wichtig ist es,<br />
bei den Mitarbeitern das richtige Mindset zu<br />
schaffen“, betont Halbedl. „Dabei hat uns Inneo<br />
geholfen, beispielsweise bei der Einführung der<br />
EBOM in der <strong>Konstruktion</strong> mit einem Tagesworkshop.<br />
Dort wurde den Kollegen die Denkweise gezeigt,<br />
mit der sich EBOM optimal nutzen lässt.“<br />
Weniger Customizing<br />
für einfachere Updates<br />
Mit Inneo arbeitet Bühler Motor seit 2008 zusammen.<br />
„Das hat den Vorteil, dass man dort unsere<br />
Abläufe und Anforderungen genau kennt und uns<br />
dementsprechend passende Vorschläge machen<br />
kann“, so Halbedl. Gemeinsam arbeitet man daran,<br />
das Customizing der über die Jahre gewachsenen<br />
Windchill-Installation zurückzuführen, um<br />
Updates zu vereinfachen. „Wir treiben uns gegenseitig<br />
voran, so entstehen sehr gute Lösungen.“<br />
Windchill sei zu teuer, um es nur als Datenmanagement-System<br />
zu nutzen, schließt Roland<br />
Halbedl. „Wir haben uns einen Zeitrahmen von<br />
Bild: Bühler Motor<br />
Der Stufenplan für die Umsetzung der integrierten Entwicklungsplattform beginnt mit<br />
CAD-Datenverwaltung und Requirements Management, bindet mehrere Systeme an und<br />
führt bis zur Integration der Fertigungs-Stückliste mit Stücklistenfreigabe.<br />
fünf Jahren gesetzt, um die komplette PLM-Plattform<br />
zu implementieren. Das hat sich durch Corona<br />
etwas verzögert, aber wir bleiben dran. Unser und<br />
Inneos gemeinsames Ziel ist es, die Qualität der<br />
Prozesse zu erhöhen, das PLM-System als Single<br />
Source of Truth zu etablieren und damit am Ende<br />
schneller und effizienter zu werden.“ (co)<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 25
TRENDS » Interview » Produktentwicklung/Kollaboration<br />
Mit der Plattform Omniverse will Nvidia industrielle Metaversen ermöglichen<br />
„KI in virtuellen Welten trainieren und<br />
industrielle Prozesse optimieren“<br />
IM INTERVIEW<br />
Ludwig von Reiche,<br />
Kollaboration im Engineering war bereits mit Einführung des Product Lifecycle<br />
Geschäftsführer,<br />
Managements zu Beginn der 2000er Jahre ein wichtiges Thema, parallel entstand<br />
Nvidia GmbH,<br />
Berlin die Idee des Second Life. Mit den technischen Möglichkeiten der 20er Jahre bringen<br />
Digitalisierung und Künstliche Intelligenz (KI) das Thema zurück – jetzt als Metaverse.<br />
Eine Voraussetzung ist weiter entscheidend: der Einsatz offener Standards.<br />
Interview: Michael Corban, Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mit der Plattform<br />
Omniverse lassen sich Metaverse-Anwendungen<br />
erstellen<br />
und betreiben – wollen Sie uns<br />
kurz erläutern, wo Sie Einsatzmöglichkeiten<br />
im industriellen<br />
Bereich sehen und welche Vorteile<br />
sich ergeben?<br />
Ludwig von Reiche (Nvidia): Anwendungsmöglicheiten<br />
für ein industrielles<br />
Metaverse finden sich überall.<br />
Gerade im technischen Bereich sehen wir<br />
eine Perspektive für Fertigungsunternehmen,<br />
ihre Produktivität auf diese Weise<br />
nachhaltig zu steigern. Entwicklungszyklen<br />
können deutlich verkürzt werden. Im Vordergrund<br />
steht dabei immer, kollaborativ<br />
an Objekten zu arbeiten – so intuitiv und<br />
produktiv wie möglich.<br />
Über unsere Plattform Omniverse lassen<br />
sich Medien aller Art auf beliebigen Endgeräten<br />
nutzen und bearbeiten – und so<br />
3D-Design und Zusammenarbeit beschleunigen.<br />
Die Anwendung setzt also nicht<br />
zwingend ein Head-mounted Display,<br />
sprich eine VR-Brille voraus – auch wenn<br />
das in manchen Anwendungen sicherlich<br />
sehr zweckmäßig ist. Gerade im industriellen<br />
Bereich ist es zudem wichtig, den Zugang<br />
zum Metaversum kontrollieren zu<br />
können. Es gibt also nicht nur ein allumfassendes<br />
Metaversum, sondern viele spezifische<br />
nebeneinander. Das ermöglicht es, je<br />
nach Aufgabenstellung nur Mitarbeitenden<br />
des Unternehmens selbst oder eben auch<br />
Bild: Nvidia<br />
Geschäftspartnern und Zulieferern den Zugriff<br />
zu erlauben. All diese verschiedenen<br />
Metaverse-Anwendungen lassen sich mit<br />
Omniverse leicht umzusetzen.<br />
Damit das gelingt, setzen wir wo immer<br />
möglich auf Standardtechnologien – nur so<br />
kann der Einsatz von Metaverse-Anwendungen<br />
einfach, schnell und breit erfolgen.<br />
Ein Beispiel für solch einen offenen Standard<br />
ist die Beschreibung der Umgebung<br />
mittels Universal Scene Description (USD).<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wollen Sie das etwas<br />
näher ausführen?<br />
von Reiche: USD ermöglicht es, eine dreidimensionale<br />
Szene mit allen Komponenten<br />
darin darzustellen. Der aus dem Filmbereich<br />
kommende Standard wurde von Pixar<br />
entwickelt und findet heute bereits Einsatz<br />
auch bei CAD-Anwendungen und in der<br />
Robotik. In ähnlicher Weise erlaubt die<br />
»Unsere Plattform Omniverse<br />
bietet die Möglichkeit, verschiedene<br />
Metaverse-Anwendungen<br />
leicht umzusetzen.<br />
Damit das gelingt, setzen wir<br />
wo möglich auf Stan dard -<br />
technologien wie USD.«<br />
Ludwig von Reiche, Geschäftsführer, Nvidia GmbH, Berlin<br />
Material Definition Language (MDL) die<br />
Beschreibung von Materialien – ein<br />
einheit licher Standard, der aber alle Facetten<br />
verschiedener Werkstoffe umfasst. Neben<br />
Farben lassen sich so Strukturen einer<br />
Oberfläche erfassen – oder auch die Interaktion<br />
mit der Beleuchtung.<br />
In diesem Sinne kann über unsere Plattform<br />
Omniverse unterschiedlichste Software und<br />
zum Teil auch Hardware verwendet werden,<br />
um ein industrielles Metaversum aufzubauen.<br />
Vergleichen lässt sich das mit<br />
dem CAD-Bereich, in dem beispielsweise<br />
Motor-Komponenten aus CAD-System A in<br />
einer Karosserie in System B eingesetzt<br />
werden können. Das zeigt, wie wichtig das<br />
Thema Offenheit an dieser Stelle ist – nur<br />
so lassen sich Datensätze zusammenführen,<br />
die mit unterschiedlichen Software-<br />
Werkzeugen erzeugt wurden. Nicht zuletzt<br />
einer der Gründe dafür, warum Siemens<br />
unsere Plattform einsetzt.<br />
26 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bild: Nvidia<br />
Globale Zusammenarbeit wird im Metaversum deutlich leichter. Und mit Omniverse Cloud ist die Nutzung auch an der Edge möglich.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie meinen die Verknüpfung<br />
der Engineering-Plattform<br />
Xcelerator von Siemens mit Omniverse?<br />
von Reiche: Genau – Ziel ist hier, ein industrielles<br />
Metaversum zu schaffen, in dem<br />
physikalisch gestützte, digitale Zwillinge<br />
von Siemens mit den Möglichkeiten der<br />
Echtzeit-KI von Nvidia kombiniert werden<br />
können. Unternehmen soll dies ermöglichen,<br />
bessere und schnellere Entscheidungen<br />
zu treffen, so Roland Busch, Vorstandsvorsitzender<br />
der Siemens AG und Jensen<br />
Huang, Gründer und CEO von Nvidia, bei<br />
der Bekanntgabe der Partnerschaft Mitte<br />
2022.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Und die Künstliche<br />
Intellienz (KI) profitiert dabei von den<br />
OVX-Systeme von Nvidia bieten die Leistung,<br />
die für die Erstellung und den Betrieb physikalisch<br />
exakter, KI-fähiger Metaversum-<br />
Welten in Echtzeit erforderlich ist.<br />
Bild: Nvidia<br />
‚Grafikkarten‘, für die man Nividia ja<br />
ursprünglich kennt?<br />
von Reiche: Das, was man früher Grafikkarten<br />
nannte, sind heute sehr komplexe,<br />
hochintegrierte Prozessoren. Unsere OVX-<br />
Systeme etwa ermöglichen den Betrieb KIfähiger<br />
Metaversum-Welten in Echtzeit.<br />
Den grundlegenden Baustein dieser Systeme<br />
bildet die Kombination aus acht<br />
L40-GPUs und drei ConnectX-7-Netzwerkadaptern<br />
mit erstklassigen CPUs und superschnellem<br />
NVMe-Speicher auf dem OVX-<br />
Server. Zusammen mit Omniverse Enter -<br />
prise bietet OVX damit eine skalierbare<br />
End-to-End-Plattform zum Verbinden, Erstellen<br />
und Simulieren von 3D-Anwendungen<br />
und virtuellen Welten.<br />
Diese Rechenleistung kommt letztlich allen<br />
Anwendungen zugute. Von der Plattform<br />
Omniverse profitieren sowohl Designer, die<br />
digitalen Content mit verschiedenen<br />
3D-Tools erstellen, als auch Entwickler, die<br />
KI in virtuellen Welten trainieren oder über<br />
Simulationen mit digitalen Zwillingen<br />
industrielle Prozesse optimieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Können Sie ein Beispiel<br />
nennen?<br />
von Reiche: Nehmen wir etwa die Entwicklung<br />
des autonomen Fahrens. Ohne<br />
Zweifel spielen dabei echte Szenarien auf<br />
der Straße eine wichtige Rolle. Doch das<br />
Training der Systeme kann und muss digital<br />
unterstützt werden. Über animierte Szenen,<br />
basierend auf real gefilmten, lassen sich die<br />
Systeme, die schlussendlich im Fahrzeug<br />
implementiert werden, mit Lernmaterial<br />
versorgen und trainieren. Das lässt sich auf<br />
viele KI-gestützte Vorgänge übertragen.<br />
Ein anderes Beispiel ergibt sich aus der<br />
Nutzung der Daten, die heute bereits in einer<br />
Fertigungsanlage anfallen. Gerade solche<br />
Echtzeitdaten bieten in der Kombina -<br />
tion mit digitalen Modellen – eben den<br />
digitalen Zwillingen – die Chance, die Fertigung<br />
zu optimieren. Solche Feedback-<br />
Schleifen sind bislang noch nicht sehr verbreitet,<br />
auch wenn hier das Potential der<br />
Digitalisierung liegt.<br />
Auch bei der Datenaufnahme – sprich der<br />
Sensorik – macht sich übrigens die Miniaturisierung<br />
auf Prozessorebene bemerkbar,<br />
die wir insbesondere in den letzten 20 Jahren<br />
vorangetrieben haben. Erst mit möglichst<br />
stromsparenden, physikalisch kleinen<br />
Einheiten lassen sich ‚an der Edge‘ Daten<br />
erfassen und vorverarbeiten. So entstand<br />
unsere Plattform Isaac für die Robotik.<br />
www.nvidia.com<br />
INFO<br />
Weitere Infos zur Nvidia -<br />
Omnivers-Plattform:<br />
hier.pro/1EEdf<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 27
TRENDS » Produktentwicklung/Kollaboration<br />
<strong>Konstruktion</strong> im virtuellen Raum des Metaversums<br />
Kollaboratives Arbeiten in<br />
der digitalen Welt des iguversum<br />
Das virtuelle iguversum bietet Entwicklern künftig einen ‚Spielplatz‘ für die Kollaboration. Nicht nur<br />
Roboteranwendungen lassen sich hier noch leichter zum Laufen und damit in die Realität bringen. Auf der<br />
Hannover Messe 2023 zeigt igus seine Metaverse-Umgebung, mit der sich Innovationsgeschwindigkeit, Zufriedenheit<br />
und Motivation steigern lassen sollen. Mit zusätzlicher Software profitiert davon auch die Low Cost<br />
Automation, auch in der Kombination mit handelsüblichen Robotern.<br />
Metaversen für den industriellen Bereich<br />
bieten einiges Potential – das<br />
zeigt die Kölner igus GmbH auf der Hannover<br />
Messe 2023 mit ihrem iguversum<br />
und mischt sich<br />
damit unter Digitalriesen<br />
wie Google<br />
und Microsoft.<br />
Solch ein Metaversum<br />
bietet zahlreiche<br />
digitale Services,<br />
die das kollaborative<br />
Arbeiten<br />
in virtuellen Welten<br />
ermöglichen<br />
und dabei helfen,<br />
<strong>Konstruktion</strong>en nachhaltiger, kostensparender<br />
und zeiteffizienter zu machen.<br />
Virtuell können im iguversum Benutzer<br />
aus der ganzen Welt interagieren und an<br />
Projekten zusammenarbeiten, ohne dass<br />
eine physische Präsenz erforderlich ist.<br />
Das spart nicht nur Zeit, sondern ist auch<br />
nachhaltiger – Reisen entfallen. Unterstützt<br />
von Virtual Reality (VR) und Augmented<br />
Reality (AR) lassen sich beispielsweise<br />
Automatisierungslösungen im virtuellen<br />
Raum planen, steuern und testen.<br />
Auch aus der Ferne können Mitarbeiter<br />
auf gefährliche oder unangenehme Arbeitsumgebungen<br />
zugreifen, ohne vor Ort<br />
sein zu müssen.<br />
Zufriedenheit und<br />
Motivation steigern<br />
Unternehmen können mit einer virtuellen<br />
Welt die Arbeitsumgebung sicherer und<br />
attraktiver gestalten. Das führt zu einer<br />
28 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023<br />
höheren Zufriedenheit und Motivation<br />
der Mitarbeiter – und ist nicht zuletzt ein<br />
Pluspunkt bei der Gewinnung neuer Fachkräfte.<br />
„In der Zukunft werden wir sehen,<br />
wie die kollabo-<br />
»In der Zukunft werden wir<br />
sehen, wie die Steuerung<br />
von Robotern aus virtuellen<br />
Welten heraus die Art und<br />
Weise verändert, wie wir<br />
zusammenarbeiten.«<br />
Marco Thull, Senior Marketing Activist, igus<br />
rative Zusammenarbeit<br />
von<br />
Menschen im<br />
Metaversum<br />
und zum Beispiel<br />
die Steuerung<br />
von Robotern<br />
aus virtuellen<br />
Welten heraus<br />
die Art und<br />
Weise verändern,<br />
wie wir zusammenarbeiten“, ist<br />
Marco Thull überzeugt, Senior Marketing<br />
Activist bei igus.<br />
Mit der Verwendung von digitalen Tools<br />
wie Simulationen, Prognosen und Datenanalysen<br />
wollen die Kölner so Unternehmen<br />
auch über die Low Cost Automation<br />
hinaus dabei unterstützen, Prozesse<br />
schneller und günstiger zu machen. „Die<br />
Nutzung neuer Technologien ist dabei nie<br />
Selbstzweck, sondern folgt immer der<br />
Frage: Was hat der Kunde davon? Ist das<br />
Tech oder kann das weg?“, fährt Thull<br />
fort. „Das Zusammenspiel aus günstiger<br />
Hardware, Software, Extended Reality (XR<br />
– also VR und/oder AR) in Verbindung mit<br />
künstlicher Intelligenz wird es unseren<br />
Kunden ermöglichen, ihre Maschinen und<br />
Anlagen permanent zu verbessern – und<br />
so schnell an die Bedürfnisse ihrer Kunden<br />
anzupassen, was ein enormer Wettbewerbsvorteil<br />
ist.“<br />
Mit neu entwickelten digitalen Werkzeugen<br />
wollen die Kölner auch Konfiguration,<br />
Integration und Steuerung individueller<br />
Robotik-Hardware vereinfachen. „Gemäß<br />
Im iguversum lassen sich<br />
Produkte besser ‚begreifen‘ –<br />
der Einsatz von Metaverse-<br />
Technologie ermöglicht in<br />
Engineering und Kunden -<br />
betreuung eine noch frühere<br />
Zusammenarbeit.<br />
Bild: Damir Khabirov/stock.adobe.com
Bild: igus<br />
Vor allem auch Robotikanwendern macht das iguversum den Einstieg in die Low Cost Automation in<br />
Zukunft noch einfacher – hier lässt sich der Rebel virtuell konfigurieren und aus der Ferne steuern.<br />
der Idee ‚Play before Pay‘ können Anwender<br />
mit der neuen RBTXperience Software<br />
über ein 3D-Modell Kameras, Greifer und<br />
Roboter sowie auch Maschinengestelle<br />
und Förderbänder kombinieren und erproben<br />
– so simpel wie in einem Computerspiel“,<br />
erläutert Alexander Mühlens den<br />
Ansatz, Leiter des Geschäftsbereichs Low<br />
Cost Automation bei igus. Per Drag& -<br />
Drop-Funktion lassen sich die Komponenten<br />
und Aufbauten beliebig anpassen –<br />
laut igus immer mit Kompatibilitäts -<br />
garantie und Live-Preis. Zudem lassen<br />
sich CAD-Dateien der Lösungen in die<br />
eigene Planungssoftware laden.<br />
„Zum Start der Hannover Messe werden<br />
wir jede im Online-Tool konfigurierte<br />
Automationslösung in einer Datenbank<br />
speichern und anderen Kunden als Designvorlage<br />
zur Verfügung stellen“, so<br />
Mühlens weiter. „Daraus entsteht dann<br />
eine riesige Design-Community.“ Als<br />
Inspirationsquelle zum sofortigen Nachmachen<br />
stehen bereits jetzt auf dem Online-Marktplatz<br />
RBTX mehr als 300 Lösungen<br />
zur Verfügung, davon 95 % mit<br />
einem Investitionsvolumen von weniger<br />
als 12.000 Euro.<br />
Bewegungsabläufe<br />
intuitiv steuern<br />
Doch nicht nur die Konfiguration, sondern<br />
auch die Steuerung der Low Cost Automation<br />
vereinfacht igus. „Mit einer intuitiv<br />
zu bedienenden Software lassen sich<br />
die Bewegungsabläufe der Rebel-Roboter<br />
anhand von digitalen Zwillingen innerhalb<br />
von 30 bis 60 min festlegen – auch<br />
ohne Programmierkenntnisse“, betont<br />
Mühlens. Neu auf der Hannover Messe zu<br />
sehen ist außerdem die AnyApp-Software.<br />
Sie ermöglicht genau diese intuitive<br />
Programmierung auch für andere Roboter.<br />
AnyApp eignet sich besonders für Unternehmen,<br />
die Roboter verschiedener<br />
Hersteller zu Automationslösungen kombinieren,<br />
sich aber nicht in die jeweilige<br />
Steuerungssoftware einarbeiten wollen.<br />
Rebel-Serie mit<br />
neuem Familienmitglied<br />
Zu sehen ist in Hannover übrigens der<br />
neue Rebel mini – ein laut igus echter<br />
Plug&Play-Cobot zu einem Preis von unter<br />
4.000 Euro inklusive Steuerungssoftware<br />
und Netzteil. Der Roboter arbeitet<br />
mit 5 Achsen, bringt 4 kg auf die Waage,<br />
hat eine Reichweite von 310 mm und bewegt<br />
bis zu 0,5 kg Last. Er schafft 7 Picks/<br />
min bei einer Wiederholgenauigkeit von<br />
± 1 mm. Der Rebel mini eignet sich insbesondere<br />
für den Einsatz in beengten Bauräumen,<br />
beispielweise in der Prüfautomation<br />
oder Kamera-Qualitätskontrolle und<br />
ist dabei auch über Kopf einsetzbar. (co)<br />
www.igus.de<br />
Hannover Messe: Halle 17, Stand E26<br />
INFO<br />
Mehr zum iguversum:<br />
hier.pro/seF2E<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 29
TRENDS » Digitalisierung/Digital Twin<br />
Industrie 4.0 für KMUs<br />
Digitale Zwillinge<br />
müssen sich verstehen<br />
Offene Kommunikation durch Hersteller- und Branchen-übergreifende<br />
Protokolle wird immer wichtiger. Das Fraunhofer IESE will mit der Middlware<br />
BaSyx unter anderem auch kleineren Unternehmen ermöglichen, schnell und<br />
einfach Industrie 4.0 zu etablieren.<br />
Fertigungsprozesse sind komplex,<br />
auch bei KMUs. Daher müssen<br />
sich diverse digitale Zwillinge<br />
untereinander verstehen.<br />
Bild: ReisMedia/stock.adobe.com<br />
Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Für eine vollständig digitalisierte Fabrik, die fähig<br />
ist, Losgröße 1 zu produzieren, reicht es nicht<br />
mehr, dass sich nur direkt in Relation stehende Systeme<br />
– etwa eine Produktionsanlage sowie deren<br />
Roboterbestückung – untereinander verstehen. Vielmehr<br />
müssen auch Komponenten wie die Klimatisierung<br />
der Halle integriert werden, es wird also zunehmend<br />
komplexer.<br />
Neben den realen Assets müssen zudem die entsprechenden<br />
digitalen Zwillinge untereinander kompatibel<br />
sein. Lösen könnte das die sogenannte Asset Administration<br />
Shell, hierzulande auch als Verwaltungsschale<br />
bekannt. Durch sie können digitale Zwillinge<br />
standardisiert erzeugt werden. Sie gelten als<br />
Schlüsselkomponente der Industrie 4.0 und ermöglichen<br />
es etwa, Produktionsschritte noch vor ihrer<br />
Durchführung virtuell zu erproben, um so mögliche<br />
Fehlerquellen frühzeitig auszumerzen. Auch die Dokumentation<br />
für hergestellte Produkte kann in deren<br />
digitalen Zwillingen automatisiert erfolgen. Die<br />
Kommunikation zwischen allen beteiligten Assets<br />
wird dann beispielsweise durch die Open-Source-<br />
Middleware Eclipse BaSyx realisiert. Diese wird vom<br />
Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering<br />
IESE zusammen mit Partnern aus der<br />
Industrie weiterentwickelt.<br />
Drittes Forschungsprojekt gestartet<br />
Seit Oktober 2022 arbeiten im Forschungsprojekt<br />
BaSys4Transfer 13 Partner daran, die Middleware –<br />
die derzeit vor allem von Early Adoptern genutzt wird<br />
– für den Einsatz in der Breite fit zu machen. Das<br />
Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />
(BMBF) fördert das neue Projekt über drei Jahre mit<br />
einer Summe von 6,7 Millionen Euro. Thomas Kuhn,<br />
Projektleiter und Hauptabteilungsleiter Embedded<br />
Systems am Fraunhofer IESE, beschreibt, worauf es<br />
beim Engineering von Industrie-4.0-Anlagen mit<br />
30 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
digitalen Zwillingen durch<br />
BaSyx ankommt: „Aus den<br />
beiden Vorgängerprojekten<br />
BaSys 4.0 und 4.2<br />
liegt uns ein funktionsfähiger<br />
Industrie-4.0-<br />
Werkzeugkasten vor.<br />
Nun benötigen wir eine<br />
Entwicklungsumgebung<br />
in der realen Produktion, also<br />
eine Engineering-Umgebung,<br />
die diese Werkzeuge verfügbar macht.<br />
Wir müssen die Nutzer bei der Integration von Industrie<br />
4.0 unterstützen. Dabei geht es um mehr als die<br />
reine SPS-Programmierung, insbesondere um die<br />
Vernetzung von Datenflüssen.“<br />
Für Bestandsanlagen und digitale<br />
Datenmodelle weiterentwickelt<br />
Aktuell ist speziell die Integration von Industrie-<br />
4.0-Technologien in Bestandssystemen mit einem<br />
hohen Aufwand verbunden. Daher soll im Rahmen<br />
des Projekts eine Engineering-Umgebung bereitgestellt<br />
werden, die die Integration auch für kleine und<br />
mittlere Unternehmen (KMU) ermöglicht. Ein weiterer<br />
Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von optimierten<br />
Datenmodellen. Ob Maschinen oder die digitale<br />
Produktverfolgung – all diese Komponenten<br />
stellen Daten bereit. Diese digitalen Datenmodelle<br />
sollen in BaSys4Transfer vereinfacht und miteinander<br />
verknüpft werden.<br />
In einem eigenen Programm konnten seit 2018 kleine<br />
und mittlere Unternehmen Industrie-4.0-Anwendungsfälle<br />
mit Eclipse BaSyx umsetzen. In mittlerweile<br />
25 Umsetzungsprojekten wird Eclipse BaSyx<br />
von KMU eingesetzt, um Herausforderungen der<br />
Industrie 4.0 zu lösen. Die auf diese Weise gesammelten<br />
Erfahrungen fließen in die kontinuierliche<br />
Weiterentwicklung der Software ein.<br />
„Für uns ist es nun besonders wichtig, dass BaSyx<br />
nicht für sich alleine steht, sondern dass wir mit der<br />
Industrial Digital Twin Association (IDTA) – einer<br />
Standardisierungsorganisation – vernetzt sind und<br />
zusammenarbeiten. Dadurch können wir die Anforderungen<br />
aus der Industrie noch stärker in unsere<br />
Forschung integrieren“, so Thomas Kuhn. Weitere<br />
Schritte mit dem digitalen Zwilling sind dann Netzwerke,<br />
die ganze Industriezweige umfassen und als<br />
digitaler Produktionsmarktplatz fungieren können.<br />
Anfragen können dort konkret über einen digitalen<br />
Bild: elenabsl/stock.adobe.com<br />
Zwilling definiert werden, das System findet die passende<br />
Fertigung mit freien Kapazitäten dafür. Realisiert<br />
werden soll das beispielsweise mit Gaia-X als<br />
Kommunikationsstandard zwischen diversen Cloud-<br />
Diensten. Als Leuchtturm fungiert derzeit bereits das<br />
Projekt Catena-X für Automotive, insgesamt soll aber<br />
die komplette Industrie durch Manufacturing-X untereinander<br />
kommunizieren können. So können komplette<br />
Lieferketten samt des realen CO 2 -Fußabdrucks<br />
digital nachvollzogen werden. Voraussetzung dafür<br />
ist aber, dass auch bei kleineren Zulieferern digital<br />
gearbeitet wird. BaSyx legt dafür die Basis.<br />
www.iese.fraunhofer.de<br />
Pilotprojekte laufen bereits<br />
Für jedes physische<br />
Asset – also jeden in der<br />
Produktion relevanten<br />
Gegenstand – braucht es<br />
einen digitalen Zwilling.<br />
Die Middleware BaSyx<br />
kann sie vernetzen.<br />
Das Fraunhofer IESE unterstützt etwa Sartorius Lab Instruments<br />
beim Einsatz von Eclipse BaSyx, was eine schnelle Umsetzung des<br />
digitalen Zwillings ermöglichen soll. Durch die verschiedenen Bestandteile<br />
der Software Development Kits werden Use Cases umgesetzt,<br />
ohne sich mit den Details der Verwaltungsschalen-Infrastruktur<br />
auseinandersetzen zu müssen. Das erstellte System kann<br />
zudem einfach erweitert werden und ist für kommende Anforderungen<br />
neuer Produkte und Produktvarianten sowie Veränderungen im<br />
Prozess gerüstet.<br />
„Eclipse BaSyx ermöglicht es uns, ein hochmodulares, versioniertes<br />
und verteiltes Produktionssystem effizient und standardisiert zu<br />
realisieren“, sagt Alexander Karaus, Teamlead Automation and Process<br />
Technology bei Satorius Lab Instruments. „Durch die Verwendung<br />
von Verwaltungsschalen wird eine neue Standardmethodik<br />
genutzt, um den flexibler werdenden Produktionsanforderungen<br />
und der wachsenden Variantenvielfalt immer einen Schritt voraus<br />
zu sein.“ Mit Hilfe von Eclipse BaSyx kann sich der Hersteller auf<br />
die Umsetzung der Anwendungsfälle selbst konzentrieren. Die Infrastruktur<br />
für die digitalen Zwillinge lässt sich einfach nutzen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 31
Erweiterte Produktdaten digital dargestellt: Zugriff auf die Hysteresekennlinie eines Galaxie-Antriebs von Wittenstein in einer Kundenapplikation.<br />
Bild: Wittenstein SE<br />
Via Digital Twin zu einem effizienteren Engineering, Teil 2<br />
Ein Digital Twin bietet einen<br />
breiten Mehrwert in der Praxis<br />
Anhand verschiedener Praxisbeispiele zeigt Wittenstein, wie sich der Digital Twin im Sinne einer digitalen<br />
Wertschöpfung in den verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus nutzen lässt. Der Digital Twin trägt<br />
insbesondere zur Qualität in Produkten, Prozessen und Services bei.<br />
Bernd Vojanec, Experte Kooperierende Industrie-4.0-Systeme, Digitalization Center, Wittenstein SE, Igersheim<br />
32 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023<br />
Ob im Lebenszyklus in der Anwendung oder im<br />
Produktlebenszyklus beim Hersteller – in jeder<br />
Phase dieser beiden Welten existieren enorme Potenziale<br />
für eine digitale Wertschöpfung. Diese entsteht<br />
immer dann, wenn Daten und Informationen zu mehr<br />
Effizienz führen, die Qualität von Produkten, Prozessen<br />
und Services verbessern oder Geschwindigkeiten<br />
erhöhen und so Zeit sparen. Konkret wird durch<br />
Simulationen die Effizienz im Entwicklungsprozess<br />
verbessert, die Qualität und Validität von Ergebnissen<br />
gesteigert und Zeit eingespart. In der Fertigung<br />
sind es Mess- und Prüfdaten, die eine digitale Wertschöpfung<br />
generieren, weil sie eine zeitsparende und<br />
gezieltere Auswahl von Getrieben für eine Applika -<br />
tion ermöglichen sowie eine schnellere Inbetriebnahme<br />
unterstützen. Über einen individuellen<br />
Identifikationslink erreichbar, sind<br />
alle Lebenszyklusdaten im Digital Twin<br />
(DT) abrufbar und jederzeit für eine höhere<br />
digitale Wertschöpfung nutzbar.<br />
Um die Informationen des Wittenstein-<br />
Produktlebenszyklus im Digital Twin<br />
bereitzustellen, greift dieser auf verschiedene, prozess-<br />
und produktorientierte IT-Systeme des Unternehmens<br />
zu und verlinkt sie über Interaktionspunkte<br />
mit den verschiedenen Phasen im Kundenlebenszyklus.<br />
Als sogenannte Touch Points zwischen beiden<br />
Zykluswelten fungieren dabei unter anderem Auslegungstools<br />
wie Cymex 5 oder Cymex Select in der<br />
Auswahl- und Konfigurationsphase, Dienstleistungen<br />
des Cybertronic Consulting in der Simulationsphase,<br />
die Software CAD-Point bei Engineering und Bestellung<br />
sowie in der Betriebs-, Service- oder Außerbetriebssetzungsphase<br />
das Aftersales Service Portal<br />
oder die Smart Services.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Mehrwert durch<br />
Digitalisierung: Wittenstein<br />
zeigt über Praxisbeispiele,<br />
wie sich der Digital Twin<br />
vielfältig und erfolgreich<br />
nutzen lässt.<br />
Interoperable Nutzung<br />
des Digital Twin<br />
Die Nutzung, Verwertung<br />
und skalierbare Vernetzung<br />
des Digital Twin, wie<br />
ihn Wittenstein konzipiert<br />
hat, setzt ein nichtproprietäres,<br />
interoperab-
Digitalisierung/Digital Twin « TRENDS<br />
Der Digital Twin wird als „Gemeinschaftsprojekt aller Beteiligten“ als umsetzbar begriffen.<br />
Bild: Wittenstein SE<br />
les Kommunikationskonzept voraus. Nur mit einem<br />
standardisierten Datenaustausch ist es möglich, neue<br />
Leistungsangebote zu machen und neue Geschäftsmodelle<br />
ohne Medienbrüche und hinderliche<br />
Datenschnittstellen umsetzen zu können. Nur so können<br />
einmal erzeugte Daten entlang des Produktlebenszyklus<br />
und zugleich über Unternehmensgrenzen<br />
hinweg auf effiziente Weise wiederverwendet werden.<br />
Um dies zu erreichen, engagiert sich Wittenstein<br />
aktiv in der Industrial Digital Twin Association IDTA.<br />
Das Unternehmen bringt auf diesem Weg die Asset<br />
Administration Shell (AAS) als standardisierten digitalen<br />
Zwilling in die Anwendung. Hierzu werden<br />
nicht nur die Datenmodelle des DT vereinheitlicht,<br />
sondern auch Infrastrukturen und Services, die für<br />
den Datenaustausch benötigt werden. Aktuelle, abgestufte<br />
Implementierungsformen ermöglichen zum<br />
einen den Offline-Datenaustausch statischer Inhalte<br />
sowie in der nächsten Ebene den aktiven Online-Datenaustausch<br />
dynamischer Inhalte. Die nächste Evolutionsstufe,<br />
die künstliche Intelligenz sowie Peer-to-<br />
Peer-Abläufe zur Kommunikation von Digital Twins<br />
untereinander nutzt, ist aktuell Gegenstand verschiedener<br />
Forschungsprojekte, an denen auch Wittenstein<br />
beteiligt ist. Neben Interoperabilität gewährleistet<br />
die AAS Investitionssicherheit, indem sie den<br />
Identification Link gemäß Norm IEC 61406 nutzt und<br />
auf industrieweiten, inhaltlichen abgestimmten Spezifikationen<br />
fußt, die in Verbänden wie dem VDMA,<br />
dem ZVEI, der Bitcom sowie den mehr als 70 Mitgliedern<br />
der IDTA als Nutzerorganisation anerkannt sind.<br />
Digitales und smartes Typenschild<br />
Bislang gibt es vor allem zwei Arten von Typenschildern:<br />
das analoge Typenschild als von Personen und<br />
Maschinen lesbare Kennzeichnung am Produkt sowie<br />
die elektrische Variante, die nur maschinell lesbar ist<br />
– und auch nur dann, wenn das Produkt mit Span-<br />
Bremsentechnologie 4.0<br />
– jetzt upgraden!<br />
ROBA ® -brake-checker: Permanentes<br />
Bremsen-Monitoring von Schaltzustand,<br />
Temperatur und Verschleiß<br />
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe, Halle 6 Stand B57 www.mayr.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 33
TRENDS » Digitalisierung/Digital Twin<br />
Vermessung von Galaxie-Bauteilen in der Smart Factory von Wittenstein.<br />
INFO<br />
Teil 1 „Den Digital Twin<br />
nutzt Wittenstein über den<br />
gesamten Produktlebens -<br />
zyklus“, online lesen:<br />
hier.pro/Aztj4<br />
nung versorgt wird. Im Rahmen des Digital Twin hat<br />
Wittenstein das digitale Typenschild realisiert. Hierzu<br />
stattet das Unternehmen Produkte bereits seit 2019<br />
mit einem IEC-konformen Identification Link aus.<br />
Dieser fungiert nicht nur als Produkt-ID, sondern<br />
zugleich als Webadresse, die online zum digitalen<br />
Typenschild führt. Dieses kann weltweit ausgelesen<br />
werden – zum einen durch Personen am Bildschirm<br />
über das Afterservice Portal, zum anderen stellt der<br />
Digital Twin im Portal die maschinenlesbare Version<br />
des digitalen Typenschildes bereit. Und diese kann<br />
auf Seriennummernebene um beliebige Informationen<br />
erweitert werden, beispielsweise Individualisierungsoptionen,<br />
Messdaten und -protokolle, Übergabedokumente,<br />
passgenaue Ersatzprodukte im Fall<br />
von Abkündigungen, Zertifikate oder den künftig<br />
durch den digitalen Produktpass der EU erforderlichen<br />
CO 2 -Fußabdruck des Produktes. Viele Funktionen<br />
und Möglichkeiten hat Wittenstein schon<br />
zukunftssicher in seinem digitalen Typenschild umgesetzt<br />
– und bietet wichtige Vorteile, beispielsweise<br />
aus Inbetriebnahme- und Serviceperspektive.<br />
Nutzung erhobener Messdaten<br />
Eine fertigungsbegleitende Datenerfassung als<br />
Erweiterung des digitalen Typenschildes wurde<br />
unternehmensseitig im Herstellungsprozess von<br />
Galaxie-Antriebssystemen umgesetzt.<br />
Der individuelle Identification Link wird<br />
für jedes einzelne Antriebssystem bereits<br />
vor Produktionsbeginn generiert und mit<br />
der Seriennummer verknüpft. Er begleitet<br />
das betreffende Getriebe durch alle Bearbeitungs-<br />
und Montagestationen, sodass<br />
für jedes Getriebe-unikat spezifische Eigenschaften<br />
wie Hysterese, Plan- und<br />
Rundlaufabweichungen, Leerlaufmo-<br />
Bild: Wittenstein SE<br />
mente oder innerhalb der Spezifikation liegende, mechanische<br />
Fertigungstoleranzen erfasst und – zusätzlich<br />
zu Produkteigenschaften und Leistungsdaten<br />
– als sogenannte erweiterte Daten digital bereitgestellt<br />
werden können. Dies ersetzt bislang übliche,<br />
nicht-digitale Prüfprotokolle und ermöglicht es<br />
schnell und einfach, innerhalb einer Applikation das<br />
jeweils optimale Getriebe, beispielsweise einen Galaxie-Aktuator<br />
mit gemessenem Null-Spiel, auszuwählen<br />
oder mit Hilfe der Messwerte aus der Fertigung<br />
eine passgenaue Parametrierung durchzuführen. Bereitgestellt<br />
und für den Kunden freigeschaltet werden<br />
diese Informationen über das Service Portal.<br />
Interoperable Engineeringprozesse<br />
Ein weiterer Use Case des DT, den Wittenstein bereits<br />
bei der IDTA und dem ZVEI initiiert hat, ist die interoperable<br />
Gestaltung von Engineeringprozessen. Das<br />
Ziel ist es, den iterativen, interaktiven und interdisziplinären<br />
Prozess der Auswahl optimaler Antriebskomponenten<br />
für eine bestimmte Applikation – beispielsweise<br />
einen Bandantrieb, einen Linearantrieb<br />
oder einen Drehtisch – im Austausch zwischen Hersteller<br />
und Maschinenbauer effizient zu gestalten.<br />
Elektro-, Automatisierungs- und Mechanikexperten,<br />
die sich damit beschäftigen, sehen sich aktuell noch<br />
einer sehr fragmentierten Landschaft an Engineering-<br />
und Auslegungstools gegenüber.<br />
Im Rahmen der Use-Case-Initiative bringt Wittenstein<br />
die Erfahrung der Auslegungssoftware Cymex 5<br />
ein, welche bereits heute Produkte und Daten einer<br />
Vielzahl anderer Hersteller bereitstellt. Dieser Datenstrom<br />
in ein Sizing Tool erschließt bereits erste Effizienzpotenziale,<br />
die aber im Rahmen des Digital Twin<br />
weiter ausgebaut werden können. So beschäftigt<br />
sich der entsprechende Arbeitskreis zudem mit weiteren<br />
Themen des Datenaustauschs, beispielsweise<br />
mit standardisierten Informationsmodellen, um die<br />
Daten schneller Maschinenbauern und Anwendern<br />
bereitstellen zu können. Es wird an einem Datenmodell<br />
gearbeitet, das einmal Systemanforderungen,<br />
Umweltbedingungen oder Transformationsmechanismen<br />
im Rahmen einer Antriebsauslegung definieren<br />
und standardisiert darstellen soll. Geplant ist,<br />
dadurch beispielsweise das Erstellen sowie das Imund<br />
Exportieren von Bewegungsprofilen als Teil der<br />
Auslegung über den Digital Twin zu ermöglichen.<br />
Auch die Ergebnisse von Auslegungen – Stücklisten,<br />
komponenten- und systembezogene Auslastungsdaten<br />
und voraussichtliche Standzeiten im Feld – sollen<br />
in diesem Datenmodell standardisiert und damit im<br />
Digital Twin interoperabel sowie hersteller- und<br />
lebenszyklusübergreifend dargestellt werden. (sc)<br />
www.wittenstein.de<br />
34 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
No 03_04/2023<br />
Mechatronicnews®<br />
AUTOMATISIERUNG | ANTRIEBSTECHNIK | TECHNOLOGIETRENDS<br />
KÜHLKÖRPER FÜR DIE STROM-<br />
VERSORGUNG – PASSGENAU<br />
UND EFFIZIENT<br />
Mehr dazu auf<br />
SEITE 2<br />
IMPRESSUM<br />
HERAUSGEBER<br />
Köhler + Partner GmbH<br />
Brauerstraße 42<br />
21244 Buchholz i.d.N.<br />
Tel.: +49 4181 92892-0<br />
Fax: +49 4181 92892-55<br />
info@koehler-partner.de<br />
GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />
Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes<br />
BILDNACHWEIS<br />
Archiv, Köhler + Partner GmbH<br />
www.koehler-partner.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 35
NETZTEILE EFFIZIENT KÜHLEN<br />
Mit passgenauen Kühllösungen von CTX<br />
Passgenau<br />
Kühlend<br />
Applikationsspezifisch<br />
Kühlkörper für die Stromversorgung<br />
sind in Form und Funktion<br />
perfekt auf das zu kühlende<br />
Bauteil zugeschnitten.<br />
Kompakt<br />
Maximale Kühlkörperoberfläche,<br />
auf minimaler Übertragungsfläche<br />
– damit überzeugen die<br />
CTX-Kühllösungen für die Leistungselektronik.<br />
Effizient<br />
So wenig wie möglich, so viel<br />
wie nötig – nach diesem Prinzip<br />
entwickelt CTX Kühllösungen<br />
für integrierte Schaltnetzteile.<br />
Leistungsstark<br />
Kühlkörper für die Stromversorgung<br />
Integrierte Schaltnetzteile stecken in jedem elektrischen Gerät<br />
– von der Kaffeemaschine über den Computer bis hin zu<br />
industriellen Hochleistungsanwendungen. Für ihre zuverlässige<br />
Funktion benötigen sie Kühlung. Dabei richtet sich die<br />
optimale Kühllösung nach Größe, zur Verfügung stehendem<br />
Bauraum, Einsatzgebiet und Leistung des jeweiligen Netzteils.<br />
Welcher Kühlkörper gewählt wird, hängt dabei neben der<br />
abzuführenden Verlustleistung auch von den Anforderungen<br />
an das jeweilige Gerät ab. Soll es robust und wartungsarm<br />
sein, bieten sich folgende Kühlkörper für die natürliche<br />
Konvektion an:<br />
Profilkühlkörper<br />
kaltfließgepresste Kühlkörper<br />
SMD-Kühlkörper<br />
Erfordert das Netzteil oder der Wandler aufgrund seiner<br />
Leistung und des Anwendungsgebiets – beispielsweise<br />
Transport, Kraftwerkstechnik oder Automatisierung – regelmäßige<br />
Wartungseinsätze, werden Systeme zur forcierten<br />
bzw. aktiven Kühlung verbaut:<br />
Hochleistungskühlkörper in Kombination mit Lüftern<br />
Heatpipe-Systeme<br />
Flüssigkeitskühlkörper<br />
Immer den passenden Kühlkörper – und das nicht nur für<br />
Netzteile, sondern auch für alle anderen Stromversorgungsgeräte<br />
wie beispielsweise Wandler und Batterieladegeräte –<br />
finden Sie bei CTX.<br />
Nürnberg | 09. – 11.05.2023 | Halle 9 | Stand 222<br />
CTX THERMAL SOLUTIONS GMBH<br />
Lötscher Weg 104 | 41334 Nettetal | Tel.: +49 2153 7374-0<br />
info@ctx.eu | www.ctx.eu<br />
36 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023<br />
MN 2
INNOVATIVE ANTRIEBS-<br />
KONZEPTE VON NORD<br />
Lagerlogistik und Warehouse-Automation mit Effizienz-Plus<br />
Für Anwendungen in der Lagerlogistik und Warehouse-<br />
Automation bietet NORD maßgeschneiderte Antriebslösungen,<br />
die intelligent, umweltfreundlich, nachhaltig<br />
sind – und ausgewogen mit Blick auf Investitions-,<br />
Betriebs- und Wartungskosten.<br />
Speziell im Teillast- und Teildrehzahlbereich erreichen NORD-<br />
Antriebseinheiten mit Motoreffizienzklasse IE4 und Systemeffizienzklasse<br />
IES2 exzellente Wirkungsgrade. Mit dem IE5+<br />
Permanentmagnet-Synchronmotor der neuesten Generation<br />
kann sogar eine noch höhere Energieeffizienz erreicht und<br />
der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden.<br />
Dezentraler Frequenzumrichter NORDAC ON<br />
- Integriertes Ethernet-Interface<br />
- Energiesparfunktion im Teillastbereich<br />
- Wartungsfreundlich<br />
- Vollständige Steckbarkeit<br />
- Extrem kompakte Bauweise<br />
- Wirtschaftliche, intelligente Plug-and-Play-Lösung<br />
für IIoT-Umgebungen.<br />
LogiDrive ® Lösungsraum Warehouse<br />
Mit dem LogiDrive ® Lösungsraum bietet NORD erprobte und<br />
sichere Antriebe für verschiedene Förderapplikationen in<br />
der Warehouse Automation. Das Baukastensystem kombiniert<br />
unterschiedliche NORD-Produkte zu einer Antriebslösung,<br />
die exakt auf die entsprechenden Branchenstandards<br />
und Anwendungsanforderungen zugeschnitten ist.<br />
Speziell für die Anforderungen der horizontalen Fördertechnik<br />
im Warehouse-Bereich ist der dezentrale Frequenzumrichter<br />
NORDAC ON entwickelt, mit der Variante NORDAC<br />
ON+ für das Zusammenspiel mit dem neuen IE5+ Synchronmotor.<br />
Der Frequenzumrichter wird direkt auf den Getriebemotor<br />
montiert, er deckt kleinere Leistungsbereiche ab<br />
(bis 2,2 kW).<br />
GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = DER ANTRIEB.<br />
GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG<br />
Getriebebau-Nord-Straße 1 | 22941 Bargteheide | Tel.: +49 4532 289-0<br />
info@nord.com | www.nord.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 MN 3 37
FÜR INDUSTRIELLE<br />
ANWENDUNGEN VON<br />
160 °C BIS ZU 1.000 °C<br />
Zuverlässig bei großer Hitze:<br />
Hochtemperaturlager von Findling Wälzlager<br />
Um Wälzlager für den Einsatz unter hohen Temperaturen<br />
nutzbar zu machen, müssen zahlreiche<br />
Parameter berücksichtigt werden. Die Experten<br />
von Findling Wälzlager wissen, worauf<br />
es ankommt und haben zahlreiche geeignete<br />
Produkte im Sortiment.<br />
Hochtemperaturlager werden zum Beispiel in der<br />
Hütten-, Glas- oder Keramikindustrie benötigt, in<br />
Ziegelbrennereien herrschen sogar Temperaturen<br />
von über 1.000 °C. Der reguläre Wälzlagerstahl<br />
100Cr6 ist jedoch nur bis 120 °C ohne Einschränkungen<br />
einsetzbar. Deshalb sind in diesem Bereich<br />
andere Werkstoffe gefragt, darunter spezielle Stähle<br />
und Keramik. Auch Hybridlager, bei denen nur die<br />
Wälzkörper aus Keramik bestehen, sind in vielen Fällen<br />
eine gute Option. Ein Wälzlager besteht jedoch<br />
noch aus anderen Komponenten, die den extremen<br />
Temperaturen ebenfalls trotzen müssen: Pflicht sind<br />
spezielle Dichtungsmaterialien aus verschiedenen<br />
Elastomeren und hitzebeständige, mit Additiven versetzte<br />
Schmierstoffe.<br />
ABEG ® -Wälzlager der Xtemp-Serie<br />
Diese speziellen Hochtemperaturlager sind in<br />
verschiedenen Ausführungen von -54 °C bis über<br />
1.000 °C einsetzbar. Sie bestehen aus wärmebehandelten<br />
Stahl oder Edelstahl und sind zum<br />
Beispiel mit widerstandsfähigem FKM/FPM Material<br />
gedichtet. Eine Befettung mit besonders<br />
hitzeresistenten Schmierstoffen gewährleistet<br />
einen optimalen Lauf. Doch damit nicht genug:<br />
Mit durchdachten Modifikationen konnte Findling<br />
zusätzlich die Lebensdauer im Vergleich zu Standardlagern<br />
um das 1,2- bis 1,5-fache verlängern.<br />
© iStock.com/Eugenio Opitz und © iStock.com/buto<br />
FINDLING WÄLZLAGER GMBH<br />
Schoemperlenstr. 12 | 76185 Karlsruhe | Tel.: +49 721 55999-0<br />
info@findling.com | www.findling.com<br />
38 MN <strong>KEM</strong> 4 <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 MN 4
ROBUST, KOMPAKT UND<br />
HOHER WIRKUNGSGRAD<br />
Die neue ZK-Getriebebaureihe von Groschopp bietet durch die Kombination von<br />
Schnecken- und Stirnradstufe hohe Übersetzungen und einen hohen Wirkungsgrad<br />
Die robusten und hochbelastbaren ZK30-Getriebe sind<br />
in Aluminium ausgeführt und ergeben in Kombination<br />
mit den Induktions- oder Servomotoren des Herstellers<br />
eine effiziente und wirtschaftliche Lösung.<br />
Die zweistufigen Schneckenstirnradgetriebe kommen überall<br />
dort zum Einsatz, wo ein winkliger Abgang oder eine<br />
kompakte Bauform gefordert sind. Das ZK30 ist für ein<br />
Nenndrehmoment von 30 Nm erhältlich. Durch die Kombination<br />
aus Schnecken- und Stirnradstufe bietet das Getriebe<br />
Übersetzungen von 34,5:1 bis 690:1 und einen erheblich<br />
besseren Wirkungsgrad als zweistufige Schneckengetriebe.<br />
Die Schneckenstufe und die Schrägverzahnung in der Stirnradstufe<br />
sorgen für einen geräuscharmen Betrieb. Durch<br />
integrierte Montageflächen sind die Getriebe vielfältig einsetzbar.<br />
Abtrieb nach Bedarf<br />
Weitere Mehrwerte der ZK30-Getriebe: Die Kugellagerung<br />
sowie die 14er Vollwelle oder 15er<br />
Hohlwelle im Abtrieb. Zudem sind applikationsspezifische<br />
Optionen für den Abtrieb möglich.<br />
Für Anwendungen in rauen Umgebungen bietet<br />
Groschopp zudem die leicht zu reinigenden<br />
ZKS30-Getriebe in Edelstahl mit glatten Oberflächen<br />
an.<br />
Ideal für den Einsatz in folgenden Branchen:<br />
- Lebensmittelindustrie<br />
- Pharmaindustrie<br />
- Chemieindustrie<br />
- Offshore<br />
GROSCHOPP AG DRIVES & MORE<br />
Greefsallee 49 | 41747 Viersen | Tel.: +49 2162 374-0<br />
info@groschopp.de | www.groschopp.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 39<br />
MN 5
HÖCHSTLEISTUNG AUF<br />
ENGSTEM RAUM<br />
Schlitzkupplungen von KBK übertragen spielfrei hohe Drehmomente<br />
Für manche Anwendungen kommen herkömmliche Industriekupplungen<br />
nicht infrage. Überall dort beispielsweise, wo<br />
wenig Platz ist, hohe Drehmomente präzise übertragen werden<br />
müssen und strenge Hygieneanforderungen herrschen,<br />
sind Schlitzkupplungen die beste Lösung. Sie arbeiten spielfrei,<br />
lassen sich leicht reinigen und sind sehr kompakt.<br />
KBK Antriebstechnik bietet sowohl Schlitzkupplungen mit<br />
Klemmnaben (KBFK) als auch in Halbschalenbauweise an<br />
(KBFH). KBFK-Schlitzkupplungen übertragen in der Edelstahl-<br />
Ausführung Drehmomente zwischen 6 Nm und 240 Nm und<br />
in der Aluminium-Variante Drehmomente zwischen 3 Nm<br />
und 180 Nm. Die Kupplungen sind mit Außendurchmessern<br />
von 16 bis 80 mm lieferbar und lassen sich auch in<br />
Anwendungen mit komplizierten Einbausituationen leicht<br />
montieren.<br />
KBFH-Kupplungen werden mit Außendurchmessern zwischen<br />
25 mm und 80 mm gefertigt. Durch die Halbschalenbauweise<br />
hat der Anwender die Möglichkeit, die Wellen<br />
vor der Installation der Kupplung exakt auszurichten. Mit<br />
den KBFH-Schlitzkupplungen können je nach Variante<br />
Drehmomente zwischen 10 Nm und 240 Nm (Edelstahl)<br />
sowie zwischen 10 Nm und 180 Nm (Aluminium) übertragen<br />
werden.<br />
Schlitzkupplungen von KBK eignen sich wegen ihrer Bauweise<br />
besonders für hygienekritische Anwendungen wie<br />
z. B. in der Lebensmittelindustrie oder in der Medizintechnik.<br />
Beide Baureihen sind sowohl in Aluminium und<br />
Edelstahl erhältlich, werden auf Wunsch aber auch als<br />
Sonderausführung aus Titan oder Carbon geliefert.<br />
KBK ANTRIEBSTECHNIK GMBH<br />
Unterlandstrasse 46 | 63911 Klingenberg am Main | Tel.: +49 9372 94061-0<br />
info@kbk-antriebstechnik.de | www.kbk-antriebstechnik.de<br />
40 MN <strong>KEM</strong> 6 <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
VERDREHSICHERUNG FÜR<br />
ROHRVERBINDER AUS KUNSTSTOFF<br />
Komplexe <strong>Konstruktion</strong>en spielend leicht aufbauen<br />
Die neue Anti-Twist-Verdrehsicherung für Rohrverbinder<br />
aus Kunststoff von RK Rose+Krieger garantiert die<br />
zeitsparende Montage und einfache Justierung von<br />
Systemaufbauten und Auslegerkonstruktionen.<br />
Das System aus eloxiertem Aluminiumrohr (Durchmesser<br />
30 mm) mit vier Profilnuten im Winkelabstand von 90° und<br />
schwarzen Kunststoffclips aus verstärktem Polyamid ist frei<br />
kombinierbar mit allen einteiligen RK Light Clamps der Baugröße<br />
30 mm in geschlossener Ausführung.<br />
Schneller, präziser, einfacher<br />
Das Anti-Twist-System lässt sich deutlich einfacher ausrichten<br />
und montieren als herkömmliche Blechschellen. Dazu<br />
wird das Nutprofil durch die Kunststoffverbinder geschoben,<br />
per Hand mit zwei Clips – je einer vor und nach dem<br />
Rohrverbinder – verdrehsicher vorpositioniert und über das<br />
einfache Anziehen der Schraube im Klemmelement fixiert.<br />
Dabei garantiert die 90°-Anordnung der vier Profilnuten<br />
jederzeit eine präzise, rechtwinklige Positionierung der<br />
Rohre zueinander. Auf diese Weise können mit Hilfe des<br />
neuen Systems selbst komplexe <strong>Konstruktion</strong>en von nur<br />
einer Person aufgebaut werden.<br />
Ideal für leichte Auslegerkonstruktionen<br />
Das Anti-Twist-System kann um ein Vielfaches höhere Momente<br />
aufnehmen als einfache Kunststoffverbinder. Damit<br />
ermöglicht es Anwendern, bei der Auslegerkonstruktion in<br />
noch größerem Umfang von den Vorteilen der leichten einteiligen<br />
RK Light Clamps zu profitieren. Da sich die Verdrehsicherung<br />
frei in der Baugröße 30 kombinieren lässt, kann<br />
es gezielt dort eingesetzt werden, wo ein Verdrehen der<br />
<strong>Konstruktion</strong> sicher verhindert werden muss.<br />
„Kunden, die unser Anti-Twist-System bereits<br />
erfolgreich verwenden, bestätigten uns die immense<br />
Zeitersparnis in der Montage sowie die<br />
Gewichtsoptimierung gegenüber Blechschellen<br />
und lobten die ansprechende Optik.“<br />
Michael Neubaur, Produktmanager<br />
Verbindungstechnik bei RK Rose+Krieger.<br />
Mehr<br />
erfahren:<br />
RK ROSE+KRIEGER GMBH<br />
Potsdamer Str. 9 | 32423 Minden | Tel.: +49 571 9335-0<br />
info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 41<br />
MN 7
DIREKT RFID KANBAN SYSTEM<br />
VON DRESSELHAUS<br />
Die Logistik der Zukunft<br />
Modular, effizient, smart – das DIREKT RFID Kanban<br />
System von Dresselhaus ist eine zeitgemäße Lösung<br />
für das C-Teile-Management. Es kombiniert das bewährte<br />
Kanban-Prinzip mit modernster Technologie.<br />
Das modular aufgebaute und skalierbare DIREKT RFID Kanban<br />
System von Dresselhaus unterstützt Unternehmen<br />
dabei, die Intralogistik mit C-Teilen effizient umzusetzen.<br />
Typische Anwendungen finden sich im Bereich Automotive;<br />
dank seiner vielseitigen Module ist das System auch<br />
für viele weitere Branchen eine Lösung, um die Intralogistik<br />
signifikant zu beschleunigen.<br />
Basiselemente des DIREKT RFID Kanban Systems sind das<br />
DIREKTregal mit RFID-Matten, die DIREKTbehälter und die<br />
DIREKTetiketten; der DIREKTcontroller als Interface komplettiert<br />
das Ensemble. Jede Behälterbewegung wird erfasst<br />
und im Dresselhaus DIREKTportal dokumentiert: Basierend<br />
auf diesen Daten werden alle Artikel verbrauchsnah disponiert,<br />
Bestände optimiert und Statistikdaten aktualisiert,<br />
die Aus- und Anlieferung erfolgt just in time.<br />
Dresselhaus erweitert sein modernes Intralogistik-System<br />
fortlaufend um neue Module. So sorgt das DIREKTregal flex<br />
dafür, dass die Versorgungskette bis an die letzten Meter der<br />
Produktion heranreicht. Es ist von zwei Seiten bestückbar<br />
und fasst auf sechs bis acht Regalböden bis zu 56 DIREKTbehälter<br />
pro Seite. Dank des robusten Rollenfahrwerks inklusive<br />
Feststellbremse ist das Modul mobil und gelangt<br />
genau dorthin, wo es gebraucht wird.<br />
Zu erleben ist das DIREKT RFID Kanban System von<br />
Dresselhaus auf der LogiMAT 2023 in Stuttgart (25. bis<br />
27. April) – darüber hinaus jederzeit Dresselhaus Mehrwertzentrum<br />
in Lemgo.<br />
DIREKTmatte<br />
DIREKTetikett<br />
DIREKTregal flex<br />
DIREKTsteuerung<br />
JOSEPH DRESSELHAUS GMBH & CO. KG<br />
Zeppelinstraße 13 | 32051 Herford | Tel.: +49 5221 932-0<br />
info@dresselhaus.de | www.dresselhaus.de<br />
42 MN <strong>KEM</strong> 8 <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
ROTOCLAMP – STARKE KLEMMUNG<br />
FÜR SICHERE FERTIGUNG<br />
Sichere und präzise Produktionsabläufe mit pneumatischen Klemmsystemen<br />
von HEMA<br />
Die leistungsstarken RotoClamp-Klemmsysteme von<br />
HEMA eignen sich ideal für rotatorische Positionsklemmungen<br />
in Achsen, Tischen und Schwenkköpfen<br />
von Maschinen. Da das Klemmsystem nach dem Fail-Safe-<br />
Prinzip arbeitet, klemmt es Achsen auch bei einem<br />
Energieausfall schnell und mit großer Kraft.<br />
Viele Maschinen und Anlagen in der industriellen Fertigung<br />
verfügen über Achsen und Spindeln, die in verschiedenen<br />
Arbeitspositionen sicher geklemmt werden müssen. Für diese<br />
Anwendungen bietet HEMA die RotoClamp: ein rotatorisches<br />
Klemmsystem, das auch als Fail-Safe-Sicherung eingesetzt<br />
werden kann. RotoClamp zeichnet sich durch hohe Klemmkräfte<br />
bei relativ niedrigen Betriebsdrücken aus. Möglich wird<br />
dies durch das pneumatische Funktionsprinzip des Klemmsystems,<br />
das auf einem Federspeicher beruht.<br />
fläche elastisch verformt und drückt auf die zu fixierende<br />
Welle. Durch zusätzliche Druckluftbeaufschlagung der äußeren<br />
Arbeitskammer mit der Booster-Funktion kann bei Bedarf<br />
die Klemmkraft weiter erhöht werden.<br />
Bei einem Druckausfall wird die Achse sofort geklemmt<br />
(Fail-Safe-Version). Die Reaktionszeit ist dank der Pneumatik<br />
besonders kurz. Mit dem Schnellentlüftungsventil und dem<br />
direkt am Spannmechanismus angebrachten Schnellverschluss<br />
lassen sich extrem kurze Spannzeiten realisieren.<br />
RotoClamp ist in einer innen- und einer außenklemmenden<br />
Version lieferbar, kompatibel zu allen in der Industrie üblichen<br />
Wellengrößen und lässt sich leicht und schnell montieren.<br />
Durch Entlüften der inneren Arbeitskammer und Belüften<br />
der äußeren Arbeitskammer wird das Federblech entspannt.<br />
Das Klemmelement wird dadurch im Bereich der Klemm-<br />
Sämtliche RotoClamp-Versionen sind<br />
in zahlreichen Größen lieferbar und<br />
eignen sich für nahezu alle drehenden<br />
Anwendungen und alle gängigen<br />
Wellendurchmesser<br />
HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH<br />
Am Klinggraben 2 | 63500 Seligenstadt | Tel.: +49 6182 773-0<br />
info@hema-group.com | www.hema-group.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 43<br />
MN 9
ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />
Getriebemotor von Nord für Anwendungen in der Intralogistik<br />
Maßgeschneidert für Logistikanwendungen<br />
Der Antriebsspezialist Nord Drivesystems erweitert seine Systemlösung LogiDrive für Intralogistik-, Lagerund<br />
Flughafenanwendungen zu einem Lösungsraum für unterschiedliche Anforderungen. Damit können weitere<br />
Anwender von den Vorteilen standardisierter, branchenoptimierter Antriebssysteme profitieren.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Für Post&Parcel- und<br />
Airport-Anwendungen<br />
hat Nord eine Basic-<br />
(vorne) und zwei Advanced-Ausführungen<br />
des LogiDrive entwickelt.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
LogiDrive-Antriebssystemen<br />
von Nord Drivesystems:<br />
hier.pro/NGQJd<br />
Kiste reiht sich an Kiste: Eingehende Ware fährt<br />
über Spiralförderer in die obere Etage des Lagers<br />
eines Logistikzentrums. Versandfertige Lieferungen<br />
fahren im Paket von der Bestellabteilung zur Auslieferung.<br />
Natürlich alles über Transportbänder. Ob als<br />
Horizontal-, Schräg- oder Vertikalförderer: Transportbänder<br />
sind in der Intralogistik unverzichtbar. Für den<br />
Antrieb von Förderbändern in der Intralogistik und bei<br />
Gepäckförderanlagen auf Flughäfen hat Nord Drivesystems<br />
schon vor Jahren das hocheffiziente Antriebssystem<br />
LogiDrive entwickelt, eine standardisierte,<br />
anwenderfreundliche Systemlösung, bei der ein<br />
IE4-Synchronmotor in ein zweistufiges Kegelstirnradgetriebe<br />
integriert ist. Nun launcht das Unternehmen<br />
weitere Ausführungen des Antriebssystems.<br />
Zusammen mit Anwendern entwickelt<br />
„Produktlösungen aus dem Logi Drive- Paket wurden<br />
bereits häufig realisiert. Mit diesem Paket bieten wir<br />
nicht nur ein effizientes, leistungsstarkes Produkt,<br />
sondern zusätzlich für die Logistik<br />
erprobe Lösungen“, erklärt Jörg Niermann,<br />
Bereichsleiter Marketing. Seit<br />
Kurzem sind nun auch die neuen<br />
Produkte wie der Nord DuoDrive, die<br />
Antriebselektronik Nordac On(+) sowie<br />
die IE5+-Motoren in dem Lösungsraum<br />
verfügbar. „Die Weiterentwicklung<br />
des LogiDrive-Systems<br />
wurde in enger Zusammenarbeit mit<br />
Kunden vorangetrieben“, so Niermann. Zunächst hat<br />
der Hersteller die Einsatzbereiche weiter diversifiziert.<br />
Nun unterscheidet der Antriebsspezialist nach Post &<br />
Parcel und Airport auf der einen, Warehouse auf der<br />
anderen Seite. Im erstgenannten Anwendungsbereich<br />
siedelt der Hersteller Antriebe für Paketverteil- und<br />
-sortiersysteme sowie für Gepäckabfertigungen an;<br />
im zweiten klassische Warehouse- Anwendungen wie<br />
Paletten-, Behälter und Hängebahnförderer. In beiden<br />
Bereichen bietet der Spezialist jeweils eine Basic- und<br />
eine Advanced-Ausführung.<br />
Weltweit universell einsetzbar<br />
Was diese Ausführungen vereint: Sie sind maximal<br />
auf Anwenderfreundlichkeit ausgelegt. Plug-and-<br />
Play-Technik macht die Systeme extrem installationsfreundlich.<br />
Ein modularer Aufbau sorgt dafür,<br />
dass sämtliche Komponenten der Antriebstechnik individuell<br />
gewartet werden können. Das minimiert die<br />
Instandhaltungs- und Reparaturkosten. Alle Anschlüsse<br />
werden über einfache Steckverbindungen<br />
hergestellt, zusätzlich sorgen integrierte Wartungsund<br />
Handbedienschalter für eine hohe Benutzerfreundlichkeit.<br />
Auch die Kabel werden von Nord mitgeliefert.<br />
Die Inbetriebnahme wird damit erleichtert, mögliche<br />
Fehlerquellen werden ausgeschlossen. Das kompakte<br />
Design ist platzsparend und das Gewicht dank des<br />
Aluminiumgehäuses gering. Durch die Bauweise der<br />
eingesetzten Motoren sowie den Betrieb am Frequenzumrichter<br />
kann die gleiche Motorvariante<br />
weltweit universell eingesetzt werden – unabhängig<br />
von der lokalen Netzspannung oder den jeweiligen<br />
Energieeffizienz-Vorschriften.<br />
„Die Basic- und die Advanced-Ausführung haben wir<br />
jeweils auf verschiedene Faktoren hin optimiert, um<br />
für unterschiedliche Anwendungsszenarien maßgeschneiderte<br />
Systeme anbieten zu können“, betont<br />
Jörg Niermann. Die Advanced-Ausführungen wurden<br />
in Bezug auf Energieeffizienz, Variantenreduzierung<br />
und insgesamt die Total Cost of Ownership (TCO)<br />
weiterentwickelt; bei den Basic-Ausführungen stand<br />
die Kosteneffizienz im Vordergrund.<br />
44 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
LogiDrive Advanced: Energieeffizienz<br />
und Variantenreduzierung<br />
In der Advanced-Ausführung sind mit den IE5+-Synchronmotoren<br />
Antriebe von maximaler Energieeffizienz<br />
im Einsatz, die die höchste definierte Wirkungsgradklasse<br />
IE5 sogar noch toppen. Dank Permanentmagnet-Synchron-Motor-Technik<br />
(PMSM) zeigen die<br />
Antriebe über einen weiten Drehzahl- und Drehmomentbereich<br />
einen hohen und relativ konstanten Wirkungsgrad<br />
und bieten auch in Teillast- und Teildrehzahlbereichen<br />
eine optimale Energieverbrauchs-Performance.<br />
Das ermöglicht den Einsatz in einem breiten<br />
Last-/Drehzahlbereich und damit auch die Reduzierung<br />
der Variantenvielfalt von Antrieben in einem<br />
Gesamtsystem. Gerade für große Fördersysteme mit<br />
zahlreichen Antriebseinheiten ist das interessant. Es<br />
minimiert die Verwaltungskosten und verschlankt die<br />
Produktions-, Logistik-, Lager- und Serviceprozesse.<br />
LogiDrive Basic: Kostensenkung<br />
dank Standardisierung<br />
Basic-Antriebe – mit IE3-Asynchronmotoren ausgestattet<br />
– wurden mit dem Fokus auf optimale Kosteneffizienz<br />
entwickelt. Getriebe, Motor und Umrichter<br />
sind perfekt aufeinander abgestimmt und erfüllen<br />
alle wesentlichen Standards der Anwendungen bei<br />
Post & Parcel und Airport beziehungsweise Warehouse.<br />
Gleichzeitig sind die Investitionskosten gering.<br />
„LogiDrive Basic ist eine zuverlässige und zugleich<br />
sehr wirtschaftliche Antriebskonfiguration“,<br />
betont Jörg Niermann.<br />
Für jede Anwendung die richtige<br />
Lösung<br />
Im Einzelnen umfasst die neue Produktfamilie folgende<br />
Getriebemotor-Ausführungen:<br />
LogiDrive für Post & Parcel und Airport<br />
• Advanced: IE5+ Synchronmotor mit hoher Leistungsdichte<br />
und einer Maximalleistung von 3,7<br />
kW in den Baugrößen 71 und 90, entweder mit<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
einem zweistufigen Kegelstirnradgetriebe oder der<br />
Getriebemotoreinheit DuoDrive plus einem motornah<br />
installierten Nordac Link-Frequenzumrichter.<br />
• Basic: IE3-Asynchronmotor, zweistufiges Kegelstirnradgetriebe<br />
und Frequenzumrichter Nordac<br />
Flex.<br />
LogiDrive für Warehouse<br />
• Advanced: IE5+-Synchronmotor (belüftet oder<br />
unbelüftet), mit hoher Leistungsdichte und einer<br />
Maximalleistung von 3,7 kW in den Baugrößen 71<br />
und 90. Dazu ein zweistufiges Kegelstirnradgetriebe<br />
und der Frequenzumrichter Nordac On+ mit integrierter<br />
Multi-Protokoll-Ethernet-Schnittstelle.<br />
• Basic: Fest kombinierte Motor-Umrichter-Kombinationen<br />
bestehend aus IE3-Asynchronmotor (87<br />
Hz) und Nordac-On-Frequenzumrichter mit integrierter<br />
Multi-Protokoll-Ethernet-Schnittstelle<br />
plus Schneckengetriebe.<br />
Modularer Produktbaukasten<br />
„Mit unserer ausgeprägten Branchenkompetenz und<br />
nach einem intensiven Austausch mit zahlreichen<br />
Spezialisten aus der Branche haben wir diese Ausführungen<br />
entwickelt“, erzählt Niermann. „Damit erfüllen<br />
wir unterschiedlichste Anforderungen in der<br />
Intralogistik: von Paketzentren über die Gepäckbeförderung<br />
bis hin zu Lageranwendungen.“ Und er<br />
fährt fort: „Mit diesem Konzept stellen wir unseren<br />
Kunden unsere Vorzugs-Konfigurationen vor, selbstverständlich<br />
können diese Varianten mit dem umfangreichen<br />
Produktbaukasten weiter individualisiert<br />
werden. Wir stehen unseren Kunden dazu mit Rat<br />
und Tat zur Verfügung.“<br />
(jg)<br />
www.nord.com<br />
Die drei Ausführungen<br />
des LogiDrive wurden<br />
speziell auf die Anforderungen<br />
von Warehouse-Anwendungen<br />
optimiert.<br />
Umfangreiche Anlagen, die nicht immer unter Volllast laufen, kennzeichnen<br />
Post&Parcel-Anwendungen.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Paletten- und Behälterbeförderer werden von den LogiDrive-Antriebssystemen<br />
im Bereich Warehouse angetrieben.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 45
ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe<br />
Servoantrieb von Baumüller mit integriertem Condition Monitoring<br />
Eingebaute Überwachung<br />
Mithilfe von Condition Monitoring überwachen Unternehmen den Zustand ihrer Maschinen. Dadurch lassen sich<br />
Fehler frühzeitig identifizieren und auf diese Weise ungeplante Stillstände oder Schäden verhindern. Mit der<br />
Software Drive-based Condition Monitoring hat Baumüller nun eine antriebsbasierte Lösung zur Überwachung<br />
der Mechanik entwickelt.<br />
Mit der neu entwickelten Software-Lösung<br />
Drive-based Condition Monitoring kann Condition<br />
Monitoring ganz ohne Sensor umgesetzt werden<br />
kann. Die Software wird direkt in den Servoregler<br />
integriert und ist daher gut nachrüstbar.<br />
Energiebilanz in der Produktion zu verbessern und<br />
die Herstellkosten zu senken. Mit SmartValue bietet<br />
der Hersteller zahlreiche antriebsintegrierte Lösungen,<br />
um beispielsweise den Energieverbrauch des<br />
Antriebssystems zu erfassen, zu dokumentieren und<br />
zu optimieren.<br />
Bild: Baumüller<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu<br />
den antriebsintegrierten<br />
Lösungen von Baumüller:<br />
hier.pro/FmByw<br />
Condition Monitoring-Lösungen sorgen in vielen<br />
Maschinen für eine regelmäßige Zustandsüberwachung.<br />
Ein Verschleiß an Motoren kann damit<br />
rechtzeitig erkannt und ein Maschinenstillstand vermieden<br />
werden. Wird diese Funktion via Sensor ausgeübt,<br />
kann dies allerdings je nach Maschinentyp<br />
und Anzahl der eingesetzten Motoren, wie zum Beispiel<br />
bei einer Textilmaschine, schnell sehr kostspielig<br />
werden.<br />
Der Antriebs- und Automatisierungsspezialist Baumüller<br />
hat jetzt eine neue Softwarelösung entwickelt,<br />
mit der Condition Monitoring<br />
ganz ohne Sensor umgesetzt werden<br />
kann. Die Software Drive-based<br />
Condition Monitoring wird direkt in<br />
den Servoregler integriert und ist<br />
daher gut nachrüstbar. Die antriebsbasierte<br />
Lösung ist eine weitere<br />
intelligente Funktion aus dem<br />
Baumüller-SmartValue-Softwarebaukasten.<br />
Diese hilft dabei, die<br />
Referenzwerte zur Überwachung nutzen<br />
Die neue Funktion nutzt zur Überwachung der Mechanik<br />
wie Motor, Lüfter und Hydraulik-Pumpe vorab<br />
aufgezeichnete und analysierte Prozessparameter aus<br />
Strom- und Drehzahlsignal als Referenzwerte. So<br />
können dann anhand einer FFT-Analyse Veränderungen<br />
im Schwingungsspektrum erkannt werden. Diese<br />
Vibrationen können unter anderem auf Unwucht oder<br />
fehlerhafte Ausrichtung zurückzuführen sein. Wird<br />
im Betrieb eine signifikante Abweichung vom Referenzwert<br />
erkannt, kann rechtzeitig ein Fehlersignal<br />
ausgegeben werden. Für den Motor ist damit eine geplante<br />
Wartung möglich und einer weiteren Beschädigung<br />
oder einem Ausfall der Maschine wird vorgebeugt.<br />
Die Zeitabstände für die Vergleichsmessungen<br />
können je nach Kundenwunsch und Applikation in einem<br />
festen Intervall oder auch on demand ausgeführt<br />
werden. Die Überwachung erfolgt anhand einstellbarer<br />
Warn- und Fehlerschwellen. Der Maschinenbauer<br />
kann die Messungen für neue Geschäftsmodelle im<br />
Bereich daten-getriebene Zusatz-Services nutzen.<br />
Antriebsintegrierte PLC ermöglicht<br />
Condition Monitoring<br />
Die Umrichter der bmaXX 5000/6000- Familie sind<br />
mit der integrierten performanten Steuerungsplattform<br />
bmaXX-softdrivePLC ausgestattet. Diese ermöglicht<br />
es, Steuerungsfunktionalitäten und eine individualisierte<br />
API direkt im Drive aufzuspielen. Programme<br />
können so hochsynchron zum Reglertakt ablau-<br />
46 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bild: Baumüller<br />
Die neu entwickelte Software-Lösung Drive-based Condition Monitoring ist<br />
direkt im Servoregler integriert und analysiert Strom- und Drehzahlsignal.<br />
Wird eine signifikante Abweichung erkannt, kann dies für ein Fehlersignal<br />
genutzt und so Schaden vorgebeugt werden.<br />
Bild: Baumüller<br />
Die Schadenskennwerte können bei der Softwarelösung Drive-based Condition<br />
Monitoring auf einem übersichtlichen Dashboard ausgegeben werden.<br />
fen. Die Nürnberger haben diese Intelligenz im Drive<br />
auch bei ihrer neuen Condition- Monitoring-Lösung<br />
genutzt und lassen die Funktion in der Firmware laufen.<br />
Die Intelligenz wandert damit in den Antrieb. Ein<br />
externer Sensor ist je nach Anwendungsfall nicht<br />
zwingend nötig. Dies spart den Aufwand für eine separate<br />
Verdrahtung und reduziert die Kosten.<br />
Auslesbare Kennwerte<br />
Die Software Drive-based Condition Monitoring kann<br />
in verschiedene Varianten integriert werden. In einer<br />
einfachen Version gibt der Umrichter einen Sammelwert<br />
aus Temperatur, Leistung und Schwingungsanalyse<br />
des Motors. Diese kann in der Visualisierung beispielsweise<br />
als Rot-/Grün-Anzeige verdeutlicht werden.<br />
Für tiefergehende Informationen kann die Soft-<br />
ware weitere Werte, wie zum Beispiel historischer<br />
Verlauf, Crest-Faktor (Verhältnis von Spitzen- zu Effektivwert)<br />
sowie Kurtosis-Faktor für die Anzahl der<br />
Transienten/Ausreißer im Schwingungssignal und<br />
Standardabweichung zur Verfügung stellen. Bei einer<br />
Veränderung der Stromschwingungen wird dann genau<br />
der Wert ausgegeben, der vom Referenzwert abgewichen<br />
ist. Der Funktionsumfang kann zudem um<br />
die Auswertung eines externen Beschleunigungssensors<br />
erweitert werden. Dieser kann frei an einer Mechanik<br />
positioniert werden und die dabei gemessenen<br />
Werte noch zusätzlich analysieren. Die Schadenskennwerte<br />
können optional zudem auf einem<br />
übersichtlichen Dashboard ausgegeben werden. (jg)<br />
www.baumueller.com<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 47<br />
H6 / S G43
ANTRIEBSTECHNIK » Getriebe<br />
Präzisionsgetriebe von Schaeffler Ultra Precision Drives für Linearsysteme<br />
Präzise positionierbar und schnell<br />
Lineartaktsysteme sind das Herzstück einer jeden Montage- oder Verpackungslinie: Sie transportieren die<br />
Produkte zwischen den Stationen. Häufig jedoch sind sie der Bottleneck der Anlage und verhindern eine<br />
höhere Maschinenauslastung. tech4automation löst dieses Problem mit ihren neuen Linearsystemen. Dank<br />
der Präzisionsgetriebe von Schaeffler Ultra Precision Drives takten sie besonders schnell und ermöglichen<br />
so effizientere Prozesse.<br />
Chris Morrell, Geschäftsführer der Schaeffler Ultra Precision Drives GmbH, Hameln<br />
tech4automation ist ein noch junges Unternehmen,<br />
dass von Marc Schlüter und<br />
Sascha Smaglinski gegründet wurde. Beide<br />
beschäftigen sich beruflich bereits länger<br />
mit Lineartaktsystemen. Vor 15 Jahren haben<br />
sie sich während ihrer Tätigkeit im Vertrieb<br />
eines Sondermaschinenbauers kennengelernt.<br />
Zwischenzeitlich trennten sich<br />
die beruflichen Wege der beiden Männer,<br />
bis sie den Plan schmiedeten, ein gemeinsames<br />
Unternehmen zu gründen. „Auslöser<br />
für diese Entscheidung war der wachsende<br />
Bedarf nach schnelltaktenden Linearsystemen<br />
am Markt. Wir wussten direkt: Das<br />
können wir in Eigenregie am besten umsetzen“,<br />
erklärt Maschinenbau-Ingenieur<br />
Schlüter, der als Geschäftsführer verantwortlich<br />
ist. „Häufig sind die Fördersysteme<br />
die Bottleneck-Station in Verpackungsanlagen.<br />
Wenn die Kette schneller taktet, erhöht<br />
das die Kapazität der Anlage.“ Im Gegensatz<br />
zu anderen Unternehmensgründern<br />
starteten sie nicht bei Null, sondern<br />
konnten auf ihr Wissen und ihre Kontakte<br />
aus der Maschinenbaubranche zurückgreifen.<br />
„Unser Ziel war klar: Ein State-of-the-<br />
Art-Produkt auf den Markt bringen, das<br />
deutlich schneller ist als die Produkte der<br />
Mitbewerber“, erklärt Smaglinski, der Datenkommunikationstechniker<br />
und technischer<br />
Betriebswirt ist. In Lineartaktsystemen<br />
anderer Hersteller liegt der Vorschub<br />
bei etwa 0,3 s. „Je weiter man das senken<br />
will, desto höher wird der Aufwand“, ergänzt<br />
Schlüter. Auf der Welt gibt es nur eine<br />
gute Handvoll Hersteller solcher Systeme.<br />
Die Wettbewerber setzen einen klassischen<br />
Drehtisch mit Drehstrommotor ein –<br />
das bringt viele Nebenzeiten mit sich, die<br />
man kaum reduzieren kann. Eine andere Lösung<br />
musste deshalb her.<br />
Präzisionsgetriebe<br />
sind die Lösung<br />
Mit den Getrieben von Schaeffler Ultra Precision<br />
Drives (ehemals Melior Motion) in<br />
Verbindung mit einem Servomotor haben<br />
Schlüter und Smaglinski eine Möglichkeit<br />
gefunden, die ihre Vision Wirklichkeit werden<br />
ließ. Ihr Linearsystem ist schwingungsarm,<br />
schnell und präzise taktend. Dank der<br />
Antriebslösung erreicht es einen Vorschub<br />
von unter 0,2 s. Möglich macht das die<br />
Spielfreiheit der PSC- Getriebe. Ein patentierter<br />
Federmechanismus bewirkt, dass die<br />
Abnutzung der Zahnflanken kompensiert<br />
wird und das Verdrehspiel mit gerade ≤=<br />
Bild: Melior Motion<br />
Bild: tech4automation/Melior Motion<br />
Lineartaktsysteme<br />
sind häufig der<br />
Bottleneck von<br />
Montage- und<br />
Verpackungslinien.<br />
Mit der Lösung von<br />
tech4automation –<br />
hier im Bild der<br />
Prototyp – sind<br />
nun effizientere<br />
Prozesse möglich.<br />
Einblick ins Innere: Am Modell zeigt sich der innovative<br />
Aufbau der Präzisionsgetriebe.<br />
Bild: Melior Motion<br />
Langlebig und robust: Mit den<br />
Präzisionsgetrieben sind 20.000<br />
oder je nach Einsatzfall auch<br />
mehr Betriebsstunden ohne<br />
Präzisionsverlust möglich.<br />
48 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
»Unser Ziel war klar: Ein<br />
State-of-the- Art-Produkt<br />
auf den Markt bringen,<br />
das deutlich schneller<br />
ist als die Produkte der<br />
Mitbewerber.«<br />
Sascha Smaglinski<br />
0,1 Winkelminute sehr gering ist. „Durch<br />
die Getriebe sind die Lineartaktanlagen besonders<br />
präzise positionierbar und schnell“,<br />
erklärt Schlüter. „Ein Servomotor mit dem<br />
Getriebe von Schaeffler Ultra Precision<br />
Drives kann bei gleicher Baugröße viel mehr<br />
Drehmoment in das Taktsystem einbringen<br />
als ein Drehtisch. Zusätzlich hat das<br />
System durch die direkte Kraftübertragung<br />
keine zusätzlichen Steuerungszeiten,<br />
die die Bewegungszeit unnötig verlängern“,<br />
nennt er die technischen Argumente.<br />
Präzisionsgetriebe sind<br />
besonders langlebig<br />
Durch die Verschleißkompensation sind die<br />
Getriebe zudem besonders langlebig und<br />
robust. 20.000 oder je nach Einsatzfall<br />
auch mehr Betriebsstunden sind ohne Präzisionsverlust<br />
möglich. Ein Wirkungsgrad<br />
von mehr als 90% und ein äußerst niedriges<br />
Losbrechmoment sorgen für eine hohe<br />
Energieeffizienz. Die Getriebetemperatur<br />
bleibt auf durchgängig niedrigem Niveau,<br />
Verschleißteile und Schmierstoffe haben<br />
eine längere Lebensdauer. Das reduziert den<br />
Reparaturaufwand und die Ausfallzeiten<br />
der Verpackungs- und Montagelinien. Die<br />
Inhaber sind so überzeugt von den Präzisionsgetrieben,<br />
dass sie sie in all ihren Produkten<br />
einsetzen. Die Getriebe des Herstellers<br />
sind jeweils in unterschiedlichen Baugrößen<br />
verbaut, passend zur Ausführung<br />
des Fördersystems und der Länge der Kette<br />
– vom kleinsten Getriebe PSC030 bis zur<br />
größten Version , dem PSC500.<br />
Partnerschaft unter Nachbarn<br />
Neben den technischen Besonderheiten<br />
war Schlüter und Smaglinski wichtig, die<br />
Antriebslösung eines deutschen Unternehmens<br />
einzusetzen. Der Getriebespezialist<br />
entwickelt und produziert seine Getriebe im<br />
niedersächsischen Hameln. Rund 80 km<br />
Luftlinie sind es bis nach Geseke, wo<br />
tech4automationen seinen Firmensitz hat.<br />
Das minimiert den CO 2 -Fußabdruck –<br />
Nachhaltigkeit ist den Partnern wichtig.<br />
„Bei einem deutschen Partner entfällt außerdem<br />
die Sprachbarriere und die Qualität<br />
ist gleichbleibend hoch“, so Smaglinski. Mit<br />
dem Hamelner Unternehmen haben die<br />
beiden Gründer eher ein partnerschaftliches<br />
als ein klassisches Kunden-Lieferanten-Verhältnis.<br />
Die Präzisionsgetriebe vertreibt<br />
tech4automation auch als Handelsware<br />
an sein Netzwerk aus Partnern und<br />
Kunden, welche sich vor allem im D.A.CH-<br />
Raum, den Benelux-Staaten und Skandinavien<br />
befinden. Im Dezember 2021 wurde<br />
der Prototyp des Lineartaktsystems hergestellt,<br />
parallel haben Schlüter und Smaglinski<br />
mit dem Vertrieb begonnen. Die vorab<br />
simulierten Zahlen haben sich mit Inbetriebnahme<br />
des Prototyps bewahrheitet:<br />
Die Taktung des Fördersystems liegt bei unter<br />
0,2 s. Eine der häufigsten Fragen sei die<br />
nach den konkreten Unterscheidungsmerkmalen<br />
der Lineartaktkette im Vergleich zu<br />
Wettbewerbsprodukten. Dann erklären<br />
Schlüter und Smaglinski die Antriebsseite:<br />
Die Getriebe werden auch in Industrierobotern<br />
eingesetzt, das heißt, sie arbeiten<br />
hochpräzise und sind sehr belastbar. Zudem<br />
können die Kunden eine einheitliche Gestellbreite<br />
einsetzen unabhängig der Kettengliedlängen<br />
von 80, 100, 125 und 150<br />
mm. Zudem werden die Lineartaktsysteme<br />
mit einem SPS-Schnittstellenbaustein ausgeliefert,<br />
um die Integrations- und Inbetriebnahmezeit<br />
auf ein Minimum zu reduzieren.<br />
„Der Vorteil für unsere Kunden liegt<br />
auf der Hand: Mit einem schneller taktenden<br />
Linearsystem können sie die Auslastung<br />
ihrer Montage- und Verpackungslinien<br />
steigern sowie die Prozesse effizienter<br />
gestalten“, so Schlüter.<br />
(jg)<br />
https://medias.schaeffler.de/de/ultra-precisiondrives<br />
INFO<br />
Details zu den Präzisionsgetrieben<br />
von Schaeffler Ultra<br />
Precision Drives:<br />
hier.pro/RFNRc<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 49
TITEL » Kupplungen & Bremsen<br />
Bild: R+W Antriebselemente/Konradin Mediengruppe<br />
Wie die rein mechanische Baureihe<br />
lässt sich die integrierte Sensortechnik<br />
schnell und einfach in den<br />
Antriebsstrang montieren und in<br />
bereits bestehende Systeme integrieren.<br />
Kupplungen von R+W mit integriertem Sensor<br />
Betriebskritische<br />
Daten erfassen<br />
Die technischen Grundlagen für die Nutzung von Maschinendaten haben sich<br />
deutlich verbessert. Immer kleinere Sensoren mit verbesserten Leistungen, die<br />
Datenvorverarbeitung bereits in den Sensoren und standardisierte Auswertungs -<br />
verfahren vereinfachen die Erfassung und Analyse von Maschinendaten.<br />
Nicole Stich, Marketing, R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main<br />
50 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Mit modernen Verfahren wie Predictive Maintenance<br />
und künstlicher Intelligenz in Maschinen,<br />
lässt sich die Prozesssicherheit immer weiter verbessern.<br />
Dadurch können Durchlaufzeiten verkürzt und die<br />
Produktqualität erhöht werden. Im Bereich der Antriebstechnik<br />
lassen sich die erforderlichen Daten nicht<br />
immer mit geringem Aufwand erheben. In einem rotierenden<br />
Antriebsstrang wird die Aufnahme von Messdaten<br />
erschwert, da keine direkte Vernetzung durch ein<br />
Kabel möglich ist oder der benötigte Bauraum fehlt.<br />
Hierfür bietet R+W Antriebselemente eine bedienerfreundliche<br />
und vielseitig einsetzbare Hard- und Softwarelösung<br />
mit moderner Sensortechnik an. Diese intelligente<br />
Kupplung ist eine mit Sensor ausgerüstete<br />
Serienkupplung, welche zusätzliche Funktionen im Bereich<br />
der Messtechnik bietet. Die Sensorik misst Drehmoment,<br />
Drehzahl, Beschleunigungen und alternativ<br />
Axialkraft und Biegemoment. Diese Daten werden direkt<br />
in der internen Elektronik verarbeitet und auf ein<br />
drahtlos verbundenes Mobilgerät oder an ein Gateway<br />
übertragen und dargestellt. Dabei werden die mechanischen<br />
Eigenschaften der Kupplung durch die integrierte<br />
Elektronik nicht beeinträchtigt. Sie kann weiterhin<br />
axialen, lateralen und angularen Versatz ausgleichen<br />
und Drehmoment übertragen.<br />
Messungen direkt im Antriebsstrang<br />
Die moderne Sensortechnik lässt sich, wie die rein mechanische<br />
Baureihe, einfach und flexibel in den Antriebsstrang<br />
integrieren. Die Einbaumöglichkeiten<br />
werden dabei nicht durch eine permanente Kabelverbindung<br />
eingeschränkt. Mit der integrierten Sensortechnik<br />
des Herstellers können die Daten erfasst und<br />
per Bluetooth übertragen werden. Eine kabelgebundene<br />
Verbindung ist hierbei nicht mehr notwendig. Die<br />
Messdaten können beispielsweise auf ein Mobile Device<br />
übertragen und mit der R+W-eigenen App angezeigt<br />
und gespeichert werden. Die Software zeigt die<br />
Daten als Durchschnittswert und mit Min/Max-Speicher<br />
in großen, frei konfigurierbaren Ansichten an.<br />
Verschiedene skalierbare Diagrammtypen verfolgen<br />
den detaillierten Verlauf der Messgrößen. In der App<br />
können auch Messdaten von mehreren Kupplungen<br />
gleichzeitig und übersichtlich in einem Diagramm veranschaulicht<br />
werden. Für weitere Analysezwecke lassen<br />
sich die Messdaten als CSV-Datei speichern und<br />
auf einem Computer in Excel importieren.<br />
Die Abtastrate lässt sich über die App konfigurieren. Es<br />
können für dynamische Anwendungen Abtastraten bis<br />
1 kHz realisiert werden. Mit der intelligenten Kupplung<br />
Die Kupplung mit integrierter Sensortechnik<br />
misst verschiedene Größen wie Drehmoment,<br />
Drehzahl oder Axialkräfte. Die Werte sind via<br />
Mobilgerät, PC oder SPS auslesbar.<br />
bietet R+W eine smarte Alternative zu einem Drehmomentaufnehmer<br />
an. Sie misst verschiedene Größen mit<br />
hoher Messgenauigkeit und bleibt dabei auch noch<br />
kostengünstig. Die moderne Sensortechnik ermöglicht<br />
Datenmessungen, ohne dass ein externer Messverstärker<br />
installiert werden muss. Von Vorteil ist zudem der<br />
geringe Bauraum, den die Kupplung für den Einbau benötigt,<br />
da keine aufwendige Hilfskonstruktion für den<br />
Einbau nötig ist. Die Sensortechnik kann schnell und<br />
einfach in den Antriebsstrang montiert und in bereits<br />
bestehende Systeme integriert werden. Alternativ kann<br />
die Sensorik auch in bereits verbauten Kupplungen<br />
nachgerüstet werden.<br />
Messdaten für eine vorausschauende<br />
Instandhaltung<br />
Durch das dynamische Verhalten im rotierenden<br />
Antriebsstrang werden problematische Belastungen<br />
und Beschädigungen der Antriebskomponenten oft zu<br />
spät erkannt. Die Messdaten der modernen Sensortechnologie<br />
machen solche Anomalien transparent<br />
und analysierbar, um auf Störungen rechtzeitig reagieren<br />
zu können.<br />
So vielfältig wie der Einsatz von Antrieben in der<br />
Industrie ist, so umfassend ist auch der Bedarf für die<br />
Messdatenerfassung der Antriebskomponenten. Um<br />
sich diesem Bedarf anzupassen hat der Hersteller<br />
neben den intelligenten Lamellenkupplungen, Gelenkwellen<br />
und Flanschen in Zukunft noch weitere Modelle<br />
mit integrierter Sensorik geplant und entwickelt. Denn<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
Die Kupplung mit integrierter<br />
Sensortechnik ist eine Alternative<br />
zum Drehmomentaufnehmer.<br />
Sie misst verschiedene Größen<br />
mit hoher Messgenauigkeit.<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 51
TITEL » Kupplungen & Bremsen<br />
Der Bedarf, Messdaten von Antriebskomponenten zu erfassen,<br />
ist groß. Daher plant und entwickelt R+W neben den Lamellenkupplungen,<br />
Gelenkwellen und Flanschen in Zukunft noch<br />
weitere Modelle mit integrierter Sensorik.<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
das gesamte Potenzial ist noch lange nicht ausgeschöpft.<br />
Neue Funktionen und verschiedene Algorithmen<br />
zum Auswerten der Messdaten sorgen dafür, dass<br />
die Kupplung noch smarter wird und neue Maßstäbe<br />
auf dem Markt gesetzt werden.<br />
Kupplungen mit integrierter Elektronik<br />
in der Praxis<br />
Deutschlandweit interessieren sich Unternehmen zum<br />
Beispiel aus der Schwerindustrie für effiziente Lösungen<br />
des Anlagenmonitorings, unter anderem an Förderanlagen<br />
zum Be- und Entladen von Schüttgut, Mischen,<br />
Homogenisieren und Lagern von Baustoffen. Es<br />
werden also große Mengen an Material bewegt. Trotz<br />
der hohen mechanischen Belastung sollte ein Ausfall<br />
der Fördertechnik weitestgehend vermieden werden,<br />
denn jeder Stillstand im Materialfluss geht erheblich<br />
ins Geld. Deshalb arbeiten die Unternehmen daran,<br />
Monitoring-Systeme aufzubauen, mit dem sich der Zustand<br />
ausfallrelevanter Komponenten überwachen<br />
lässt. Mithilfe dieser Systeme könnte man dann Wartungsintervalle<br />
bedarfsgerecht und flexibel ansetzen.<br />
Zusammenarbeit mit der HTW Saar<br />
Die Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes<br />
(HTW) beschäftigt sich mit der Überwachung von<br />
Messdaten. Grundlage für ein solches Fördertechnik-<br />
Frühwarnsystem sind zuverlässige Daten aus dem Antriebsstrang.<br />
Damit ließe sich von zentraler Stelle aus<br />
erkennen, dass Ausfälle drohen, ohne dass die gesamte<br />
Anlage ständig vom Wartungspersonal inspiziert werden<br />
muss, sofern sich beginnende Schäden äußerlich<br />
überhaupt zeigen. Die moderne Sensortechnik des Antriebsspezialisten<br />
ist ein effizientes Mittel, um solche<br />
Anlagen an kritischen Stellen zu überwachen. Die Herausforderung<br />
für Prof. Dr. Andreas Fricke und sein<br />
Team bestand nun darin, maßgebliche physikalische<br />
Größen zu erfassen, zu interpretieren und am virtuellen<br />
Anlagen-Modell, dem digitalen Abbild der Anlage, anzuzeigen:<br />
„Mit der Interpretation der physikalischen<br />
Größen und der Ermittlung von Schwellenwerten lassen<br />
sich dann Aussagen über den Zustand treffen, wie `keine<br />
Veränderung, alles in Ordnung´ oder aber es gibt<br />
auffällige Werte, die auf Probleme an bestimmten Teilen<br />
und einen sich anbahnenden Ausfall hindeuten. Um<br />
die Eignung der Kupplung von R+W für ein solches<br />
Szenario zu prüfen, haben wir einen Prüfstand im Labor<br />
aufgebaut. In die Förderanlage `en miniature´ haben<br />
wir gezielt Fehler implementiert, um dann zu sehen, wie<br />
zuverlässig sie von der intelligenten Sensortechnik erkannt<br />
werden. Das ist die notwendige Voraussetzung<br />
für entsprechende Statusanzeigen beziehungsweise<br />
-meldungen am Anlagen-Modell.“<br />
Wertvolle Datengewinnung<br />
Das Projekt und der Prüfstandbau zum Thema „Condition<br />
Monitoring“ stieß auch innerhalb des Campus auf<br />
reges Interesse. Die moderne Sensortechnik von R+W<br />
liefert im beschriebenen Anwendungsfall Live-Daten zu<br />
Drehmoment, Axialkraft, Drehzahl und Beschleunigung<br />
in drei Richtungen (x, y, z). Stehen dafür verlässliche<br />
Daten zur Verfügung, können diese bereits bei der Entwicklung<br />
und <strong>Konstruktion</strong> in Simulationen einfließen<br />
und erlauben in der Nutzungsphase der Maschine oder<br />
Anlage eine Beurteilung des aktuellen Zustandes betriebswichtiger<br />
Komponenten. Mit entsprechenden<br />
Tools zur Datenanalyse und -bewertung können Servicekräfte<br />
diese Modelle für die Überwachung anwenden.<br />
Allerdings müssen dafür leistungsstarke Schnittstellen<br />
geschaffen werden, wie Prof. Dr. Fricke ausführt:<br />
„Die Kupplung arbeitet starr, ist aus Aluminium<br />
und wird mit Hilfe von Halbschalen angebunden. Sie<br />
muss keine Versätze ausgleichen, da in der Reihe der<br />
52 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bild: R+W Antriebselemente/HTW Saar<br />
Kupplung mit integrierter Sensortechnik im End-of-line-Prüfstand bei R+W.<br />
Messwelle bereits eine Präzisionssicherheitskupplung<br />
eingebaut ist. Diese dient dem Versatzausgleich innerhalb<br />
des Prüfstands und vor allem der Sicherheitsabschaltung.“<br />
Die Nachrüstung in bestehende Prüfstände<br />
ist smart und einfach.<br />
Das Team hat sich bezüglich der Energieversorgung der<br />
Sensorik für die induktive Variante entschieden, da der<br />
kontinuierliche Betrieb mit permanenter Datenmessung<br />
ohne Unterbrechungen gegeben ist. Grundsätzlich<br />
stehen drei Varianten der Kupplung mit integrierter<br />
Messeinheit und ihrer Stromversorgung zur Auswahl:<br />
• Speisung über internen, wiederaufladbaren Akku:<br />
Eine Variante mit Akku empfiehlt sich etwa für<br />
Prüfstände mit kurzer Betriebszeit oder mobile<br />
Anwendungen.<br />
• Dauerhafte Stromversorgung über Induktion:<br />
Die gewählte induktive Variante ermöglicht einen<br />
kontinuierlichen Betrieb durch permanente Datenmessung<br />
ohne Unterbrechungen. Diese Variante<br />
verwendet eine an das R+W-Gateway oder an<br />
ein lokales12-V-Netz angeschlossene Box, die<br />
nahe der Kupplung montiert wird. Für die Energieübertragung<br />
werden ISM-Bänder genutzt, die<br />
Datenübertragung erfolgt weiterhin über Bluetooth.<br />
Die induktive Stromversorgung eignet<br />
sich für Messungen im Dauerbetrieb.<br />
• Autarke Energieversorgung über Energy-<br />
Harvesting-Konzept: Energy Harvesting<br />
bietet eine autarke Stromerzeugung durch<br />
Nutzung der vorhandenen Rotationsenergie.<br />
Moderne Sensortechnik im<br />
Einsatz bei R +W<br />
In der Abteilung Qualitätssicherung bei R+W gab es andere<br />
Voraussetzungen beim Prüfstand – die vorhandene<br />
Hardware, ein Laptop, sollte genutzt werden. Auch das<br />
ist kein Problem und einfach umsetzbar. Es wurde ein<br />
Programm zum Auslesen der Messwerte (Min/Max) aufgesetzt.<br />
Es zeigt die Messwerte der Sensorik digital an.<br />
Die Messwerte werden dabei über die serielle USB-Anbindung<br />
des R+W-Gateways bereitgestellt. Das Gateway<br />
dient zur Weitergabe der Sensorsignalen in nachgelagerte<br />
Mess-, Regel oder Datenverarbeitungssysteme.<br />
Grundsätzlich können die einzelnen Bestandteile rund<br />
um die moderne Sensortechnik immer gemäß den Anforderungen<br />
und der vorhandenen Hardware geplant<br />
werden. Auch eine Nachrüstung in ein vorhandenes System<br />
ist dabei möglich. Der Prüfstand ist seit einem Jahr<br />
im Einsatz und funktioniert ausgezeichnet.<br />
www.rw-kupplungen.de<br />
Hannover Messe: Halle 5, Stand A48<br />
INFO<br />
Mehr zu Kupplungen mit integrierter<br />
Sensortechnik von R+W Antriebselemente:<br />
hier.pro/a7eYw<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 53
ANTRIEBSTECHNIK » Kupplungen & Bremsen<br />
Elektrobremsen von Ringspann mit hoher Schaltzahl und neuer Schließmechanik<br />
Agil und effizient<br />
Weltweit gelten die elektromagnetischen Scheibenbremsen der Ringspann-Baureihen EV/EH als bewährte<br />
Standardlösung für die Realisierung von Halte- und Not-Stopp-Systemen im Maschinen- und Anlagenbau. Nun<br />
präsentiert das Unternehmen eine neue Generation von Elektrobremsen, die hinsichtlich Schaltperformance,<br />
Energieeffizienz und Design Maßstäbe setzen. Sie tragen die Serienbezeichnung MV, verfügen über eine<br />
innovative Schließmechanik und bringen Klemmkräfte von bis zu 25.000 N auf die Scheibe.<br />
Michael Stöcker, Freier Fachjournalist, Darmstadt<br />
Bild: Ringspann<br />
Ihre geschlossene Formgebung folgt<br />
den Regeln des modernen Industriedesigns,<br />
ihre hohen Schaltzahlen erschließen<br />
dem Anwender erweiterte Leistungs- und<br />
Flexibilitätspotenziale und ihr Energiebedarf<br />
ist nur minimal. Darüber hinaus verfügen<br />
sie über eine intelligente Elektronik<br />
und arbeiten mit einer hocheffizienten<br />
Schließmechanik. Gemeint sind die neuen<br />
federbetätigten und elektromagnetisch<br />
gelüfteten Scheibenbremsen der Baureihe<br />
MV von Ringspann. Ausgelegt für Klemmkräfte<br />
von bis zu 25.000 N und serienmäßig<br />
verfügbar für Bremsscheiben-Durchmesser<br />
von 300 bis 710 mm decken sie eine<br />
große Bandbreite von Halte-, Not-<br />
Stopp- und Verzögerungsapplikationen im<br />
Maschinen- und Anlagenbau ab. Zu ihren<br />
typischen Einsatzgebieten zählen der<br />
Werkzeugmaschinenbau, die Turbinen-,<br />
Ventilatoren- und Lüftertechnik, die Winden-<br />
und Wickeltechnik, die Windkraftindustrie<br />
sowie die allgemeine Antriebstechnik.<br />
Dabei sind sie vor allem für jene<br />
Mit serienmäßig bis zu 550 Schaltungen<br />
pro Stunde im 230 V AC -Betrieb und bis zu<br />
450 Schaltungen pro Stunde im 400 V AC -<br />
Betrieb dürften die neuen MV-Bremssättel<br />
derzeit zu den schnellsten Elektro-Scheibenbremsen<br />
gehören.<br />
Konstrukteure attraktiv, die Anwendern<br />
und Betreibern den hohen<br />
Installations- und Wartungsaufwand<br />
hydraulischer und pneumatischer<br />
Bremssysteme ersparen<br />
wollen.<br />
Elektrobremsen mit<br />
hoher Schaltperformance<br />
Bild: Ringspann<br />
Rein chronologisch betrachtet ließen<br />
sich die elektromagnetischen<br />
Scheibenbremsen der neuen Baureihe<br />
MV auch als Weiterentwicklung<br />
der weithin etablierten<br />
E-Brake-Serien EV/EH von Ringspann sehen.<br />
„Allerdings ist der Innovationssprung<br />
in diesem Fall so groß, dass wir hier guten<br />
Gewissens von einer neuen Bremsengeneration<br />
sprechen können“, sagt Franz Eisele,<br />
der beim Bremsenspezialisten die Sparte<br />
Bremsen und Kupplungen leitet. Maßgebend<br />
für diese Sichtweise sind – neben<br />
dem modernen Industriedesign der Bremsen<br />
– vor allem zwei technische Aspekte:<br />
Ihre hohe Schaltperformance und eine<br />
neue Schließtechnik. Mit serienmäßig bis<br />
zu 550 Schaltungen pro Stunde im 230<br />
V AC -Betrieb und bis zu 450 Schaltungen<br />
pro Stunde im 400 V AC -Betrieb dürften die<br />
MV-Bremssättel des Herstellers derzeit zu<br />
den schnellsten und agilsten Elektro-<br />
Scheibenbremsen auf dem Weltmarkt gehören.<br />
In Kombination mit ihrer geschlossenen,<br />
robusten Bauform prädestiniert sie<br />
das für den Einsatz in anspruchsvollen<br />
Umgebungen mit häufigen Bremsvorgängen.<br />
Derzeit noch laufende Testläufe der<br />
Bad Homburger lassen erwarten, dass für<br />
die MV-Baureihe ein B10d-Wert von etlichen<br />
Millionen Schaltzyklen erreicht wird.<br />
Die neuen federbetätigten und elektromagnetisch<br />
gelüfteten Scheibenbremsen der<br />
Baureihe MV von Ringspann sind für<br />
Klemmkräfte von bis zu 25.000 N ausgelegt<br />
und serienmäßig verfügbar für Bremsscheiben-Durchmesser<br />
von 300 bis 710 mm.<br />
Hinzu kommt: Die neue Schließmechanik<br />
verleiht den Bremsen einen überdurchschnittlich<br />
großen Lüftspalt bei nur minimalem<br />
Federkraftverlust während dessen<br />
Überbrückung. „Dadurch deckt die neue<br />
Baureihe MV auf dem Gebiet der elektromagnetischen<br />
Bremsen einen sehr großen<br />
Anwendungsbereich ab“, erläutert Eisele.<br />
Ebenfalls erwähnenswert ist die integrierte<br />
schwimmende Lagerung der Bremsen,<br />
die kleine axiale Asymmetrien der Bremsscheibe<br />
ausgleicht.<br />
Sparsam und intelligent<br />
Der Hersteller bietet die neuen Scheibenbremsen<br />
vom Typ MV für Betriebsspannungen<br />
von 220 bis 240 V AC und 380 bis<br />
480 V AC an. In Sachen Energieeffizienz<br />
knüpfen sie an die Werte der EV/EH-Serie<br />
an. Optional anbringen lässt sich zudem<br />
ein Induktivgeber für das sensorische<br />
54 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Monitoring der Bremsenfunktion (offen/<br />
geschlossen) und den Verschleißgrad des<br />
Bremsbelags. Der Reibklotztausch ist mit<br />
wenigen Handgriffen und ohne Demontage<br />
der Bremse erledigt. Bremsmoment<br />
und Klemmkraft können einfach und genau<br />
über eine Stellmutter auf den Einsatzfall<br />
abgestimmt werden. Ebenfalls<br />
optional gibt es einen Hebel zum manuellen,<br />
kontrollierten Öffnen der Bremse.<br />
„Mit Blick auf moderne Industrie-<br />
4.0-Anwendungen haben wir zudem sichergestellt,<br />
dass sich die sensortechnischen<br />
Überwachungsfunktionen in übergeordnete<br />
Sicherheits- und Steuerungssysteme<br />
integrieren lassen“, betont Eisele.<br />
All das sind wichtige Beiträge zur Verbesserung<br />
der Effizienz, Betriebssicherheit<br />
und Verfügbarkeit industrieller Antriebssysteme.<br />
Erweiterter Spielraum für<br />
Konstrukteure<br />
Die Kombination von Agilität und geschlossener, robuster Bauform prädestiniert die neuen<br />
federbetätigten und elektromagnetisch gelüfteten Scheibenbremsen der Baureihe MV für den<br />
Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen mit häufigen Bremsvorgängen.<br />
Über sein bisheriges Portfolio an Elektroscheibenbremsen<br />
hinaus kann Ringspann<br />
den Konstrukteuren antriebstechnischer<br />
Systeme in der neuen Baureihe MV nun<br />
sechs weitere Grundtypen an E-Brakes<br />
bereitstellen. Sie sind ab sofort in den drei<br />
Rahmengrößen 022, 033 und 044 mit<br />
Klemmkräften von 4 bis 25 kN lieferbar<br />
und lassen sich sehr flexibel als Halte-,<br />
Not-Stopp- oder Betriebsbremsen einsetzen.<br />
Die Rahmengröße 022 eignet sich für<br />
Bremsscheiben der Dicken 12,5 und 20<br />
mm, die Größe 033 für 12,5 und 25 mm<br />
dicke Scheiben und bei der Größe 044<br />
können die Bremsscheiben 25 und 30 mm<br />
dick ausfallen. Im Zusammenspiel mit dickeren<br />
Bremsscheiben lassen sich die<br />
MV-Bremsen der Baugrößen 033 und 044<br />
auch für thermisch heikle Bremsvorgänge<br />
einsetzen. Konstruktive Vorteile ergeben<br />
sich zudem durch das kompakte Design<br />
der Bremsen und ihre geringen Eigengewichte.<br />
„Beides erweist sich als Pluspunkt<br />
für alle Fälle, bei denen die Bremse integrierter<br />
Teil einer bewegten Einheit ist“,<br />
erläutert Eisele. Das Unternehmen offeriert<br />
die neuen MV-Bremsen in Ausführungen<br />
mit manueller Verschleißnachstellung<br />
(Bautyp FEM) sowie in einer Variante<br />
mit automatischer Verschleißnach-<br />
stellung (Bautyp FEA). Während sich die<br />
manuelle Nachstellung primär für Halteanwendungen<br />
oder Applikationen mit<br />
eher seltenen Bremsungen eignet, empfiehlt<br />
sich die automatische Verschleißnachstellung<br />
vorrangig für Betriebsbremsen<br />
mit anspruchsvollen Verzögerungsaufgaben.<br />
(jg)<br />
www.ringspann.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den Industriebremsen<br />
von Ringspann:<br />
hier.pro/UZJLo<br />
Bild: Ringspann<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 55
ANTRIEBSTECHNIK » Lineartechnik<br />
Linearachsroboter von Indunorm hilft kompakter zu automatisieren<br />
Auf Sparsamkeit ausgelegt<br />
Der Fachkräftemangel ist kein Zukunftsszenario, sondern längst Realität. Viele Fertiger wollen deshalb ihren<br />
Betrieb automatisieren – etwa für das personenlose Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen. Indunorm<br />
Bewegungstechnik bietet dafür Lineartechnik und Handlingsysteme bis hin zu kompletten Zellen. Wenn<br />
Betriebe beispielsweise einen Linearachsroboter mit Roboterarm einsetzen, können sie im Vergleich zu einem<br />
klassischen Knickarmroboter viel Platz sparen – und damit auch Energie und Kosten.<br />
Bild: Indunorm Bewegungstechnik<br />
Möglicher Aufbau einer<br />
Fertigungszelle:<br />
Der Linearachsroboter<br />
von Indunorm (li.) beund<br />
entlädt die Werkzeugmaschine<br />
und<br />
kragt sehr weit in die<br />
Maschine ein.<br />
Um zum Beispiel Bauteile für die Fräsbearbeitung in<br />
Bearbeitungszentren zu beladen und sie anschließend<br />
für weitere Prozessschritte wieder abzuholen, setzen<br />
Fertiger immer häufiger auf ein automatisiertes<br />
Handling. „Gerade in Zeiten, in denen Betriebe massiv<br />
mit dem Fachkräftemangel zu kämpfen haben, können<br />
sie so ihre Geisterschichten fahren und nicht produktive<br />
Stunden ertragreich nutzen“, sagt Klaus-Dieter Matthes,<br />
Geschäftsführer der Indunorm Bewegungstechnik in<br />
Duisburg. Häufig setzen Fertiger für das Teilehandling<br />
Knickarmroboter ein. „Diese holen sich die Werkstücke,<br />
die in Regalen in den Zellen untergebracht sind“, erläutert<br />
Matthes. „Dabei können sich die Bauteile in Gewicht<br />
und Größe erheblich unterscheiden. Möglich sind<br />
bei den Duisburgern etwa 630 x 630 x 300 mm große<br />
Bauteile/Paletten mit einem Gewicht von bis zu 600 kg<br />
– sie können aber auch wesentlich kleiner und leichter<br />
sein.“ Ein typischer Anwendungsfall: Der Roboter ist<br />
zwischen zwei Werkzeugmaschinen platziert. Er nimmt<br />
sich eine Palette aus dem Regal, fährt damit zur ersten<br />
Maschine und setzt sie dort für die Bearbeitung ab. Anschließend<br />
fährt er zurück, nimmt sich eine weitere Palette<br />
und fährt in die zweite Anlage.<br />
Der Prozess beginnt von vorn. Da der<br />
Roboterarm meist zu kurz ist, um beide<br />
Maschinen zu bedienen, bietet der<br />
Hersteller dafür Bodenfahrwerke für<br />
einen großen Aktionsbereich an. „Darauf<br />
kann der Roboter frei programmierbar<br />
verfahren. Indunorm liefert<br />
diese in unterschiedlichen Baugrößen<br />
an. Die kompakten Lösungen bestehen<br />
aus einer stabilen Unterkonstruktion,<br />
auf der Kugelumlaufführungen angebracht<br />
sind. Den Antrieb übernimmt<br />
eine Zahnstange, die über eine fest installierte<br />
Dauerschmierung verfügt.<br />
Damit erreichen die Einheiten Verfahrgeschwindigkeiten<br />
von bis zu 90 m in<br />
der Minute. Die Fahrwerke lassen sich<br />
über Bodenanker und -nivellierungen<br />
befestigen und mit einem Blech abdecken.<br />
Alle Oberflächen sind gut zu reinigen und die Einheiten<br />
sind bei Servicearbeiten leicht zugänglich. „Durch<br />
den einfachen und robusten Aufbau können wir die Bodenfahrwerke<br />
jederzeit in der Länge erweitern – entweder<br />
millimetergenau oder mit standardisierten Modullängen“,<br />
sagt der Indunorm-Geschäftsführer. Es sind 4<br />
Baugrößen von 500 bis 1400 mm Breite verfügbar.<br />
Platz ist Mangelware<br />
Das Problem bei Knickarmrobotern in dieser Anwendung:<br />
Durch ihre Bauweise führt bei der Bewegung des<br />
Arms eine axiale Auskragung von etwa 500 mm über<br />
das Bodenfahrwerk. Dementsprechend groß muss der<br />
Abstand zu den Regalen/Bauteilen sein. „Wollen Anwender<br />
ihre Anlagen nachrüsten, fehlt ihnen meist der<br />
Platz für eine Automatisierung“, weiß Matthes von seinen<br />
Kunden. Fläche anmieten oder kaufen ist teuer, für<br />
viele Betriebe ist das finanziell nicht umsetzbar. Andere<br />
Maschinen zu verschieben, ist ebenfalls aufwendig und<br />
teuer. Deshalb ist eine kompakte Bauweise elementar<br />
wichtig. Wie lässt sich dies nun umsetzen? Der Hersteller<br />
setzt auf Linear achsroboter. Um Kunden besser zu<br />
56 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
unterstützen, haben die Techniker diese mit einem<br />
neuen Schwingarm/Roboterarm ausgestattet – ähnlich<br />
wie bei einem SCARA-Roboter. Dieser bietet in Sachen<br />
Platzbedarf einen deutlichen Vorteil. „Wir binden ihn<br />
an einen Turm an, der sich auf dem Bodenfahrwerk befindet“,<br />
beschreibt Matthes. Im Vergleich zu einem<br />
klassischen Roboterarm kragt dieser bei der Bewegung<br />
nicht aus. Damit kann die Lösung komplett an das Regal<br />
herangeschoben werden. „Wir können um bis zu<br />
50% kompakter bauen“, erklärt Matthes. Für viele Fertiger<br />
ist mit dieser Lösung eine Automatisierung überhaupt<br />
erst möglich.<br />
Kleinere Stellfläche,<br />
weniger Energiebedarf<br />
Weil die Lösungen des Herstellers kompakter bauen,<br />
sinken auch die Energiekosten. Ein Aspekt, der aktuell<br />
für produzierende Unternehmen immer wichtiger wird,<br />
da die steigenden Preise sie erheblich unter Druck setzen.<br />
Eine kleinere Stellfläche und kompaktere Bauweise<br />
verringern auch den ökologischen Fußabdruck – es entstehen<br />
weniger Abfallprodukte. Doch was, wenn die<br />
personenlosen Laufzeiten verlängert werden müssen?<br />
Der Betrieb soll nicht nur bis morgens um drei Uhr, sondern<br />
bis um sechs Uhr, bis zum Beginn der Frühschicht<br />
durchlaufen. Eine Idee: die Regale höher bauen. Sind<br />
diese einen Meter oder sogar 1,50 m höher, bieten sie<br />
Platz für mehr Paletten/Bauteile. Um die Regale zu bedienen,<br />
müsste ein Knickarmroboter größer<br />
dimensioniert werden. Damit erhöht sich jedoch sein<br />
Störkreisdurchmesser: Innerhalb dieses Kreises ließen<br />
sich keine Regale stellen. Die Anlage würde deutlich<br />
mehr Platz in Anspruch nehmen. Das kostet Fläche und<br />
damit Geld. „Mit unserer Lösung müssen wir nur den<br />
Turm höher bauen, und ihn möglicherweise optional auf<br />
einer Drehachse aufbauen“, beschreibt Matthes. „Dafür<br />
haben wir Standardbaugruppen und Module im Programm.“<br />
Die Kunden, die auf den Linearachsroboter<br />
von Indunorm setzen, kommen aus ganz verschiedenen<br />
Branchen, unter anderem aus dem Werkzeugmaschinenbau,<br />
wie oben beschrieben, zum Be- und Entladen<br />
von Bearbeitungszentren. „Spannend ist auch der Einsatz<br />
in der Intralogistik“, berichtet<br />
Matthes. Ein Anwender setzt diese Lösung<br />
zum Beispiel bei einem automatisierten<br />
Hochregallager ein: Der Linearachsroboter<br />
wirkt als Regalbediengerät<br />
und nimmt Paletten automatisiert<br />
zur Ein- und Auslagerung<br />
auf.<br />
(jg)<br />
www.indunorm.eu<br />
Bodenfahrwerke von<br />
500 mm bis 1.400 mm<br />
Breite und flexibel in<br />
der Länge.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu<br />
den Linearachsrobotern<br />
von Indunorm:<br />
hier.pro/mHKue<br />
Bild: Indunorm Bewegungstechnik<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 57
ANTRIEBSTECHNIK » Fluidtechnik<br />
Fluidmanagement in Automatisierungsvorhaben<br />
Schmierstoffe überwachen und steuern<br />
Im Zuge von Industrie 4.0 steuern intelligente Systeme selbstständig den Produktionsprozess. Das Ziel ist die<br />
maximale Betriebseffizienz durch eine möglichst umfassende Automatisierung. Auch das Fluidmanagement sollte<br />
bei Automatisierungsprojekten berücksichtigt werden, um Abweichungen und damit einhergehende Produktionsstillstände<br />
zu vermeiden. Und genau hier setzen die Experten von Zeller+Gmelin und Hydac an.<br />
Mithilfe des neu entwickelten Fluidmanagement-<br />
Systems ZG Fluid-Check Pro lässt sich die Kühlschmierstoffzufuhr<br />
von Maschinen und Anlagen<br />
automatisiert überwachen, organisieren und steuern.<br />
Darin ist die langjährige Expertise von Zeller+Gmelin<br />
rund um das Fluidmanagement eingeflossen. Einer<br />
der ersten Praxisanwender des Systems ist die Firma<br />
Heron CNC-Technik.<br />
Konzentration, pH-Wert, Leitfähigkeit und Temperatur<br />
– jede Minute werden die aktuellen Messwerte<br />
am Dashboard angezeigt. Zusätzlich können bis zu<br />
vier weitere Werte wie Nitrit oder der Fremdölanteil<br />
manuell eingepflegt werden. Bei Abweichungen zur<br />
Zielkonzentration wird automatisch nachjustiert.<br />
Auch lassen sich KSS-Profile hinterlegen, wobei die<br />
Bild: Zeller+Gmelin<br />
Das Fluidmanagement-System<br />
ZG-<br />
Fluid-Check Pro 2.2<br />
von Zeller+Gmelin.<br />
Top-Ten der gängigsten wassermischbaren Kühlschmierstoffe<br />
von Zeller+Gmelin bereits eingespeichert<br />
sind, sodass der Anwender das von ihm präferierte<br />
Produkt nur noch am Display auswählen muss,<br />
ohne zusätzliche Eingabe der Parameter. Für die<br />
automatische Zugabe von Stellmitteln/Inhibitoren<br />
können zwei Dosierpumpen angeschlossen werden.<br />
Zusammen mit einem Multiplexer überwacht eine<br />
Anlage bis zu sieben CNC-Maschinen. „Unser Fluidmanagement-System<br />
hält den Emulsionszustand<br />
permanent fest, sodass auch die Nachvollziehbarkeit<br />
gewährleistet ist“, betont Thorsten Wechmann, Strategic<br />
Business Unit Manager beim Schmierstoffhersteller<br />
Zeller+Gmelin.<br />
Smarte Füllstandsüberwachung<br />
Als Lohnfertiger für Fräs- und Drehbearbeitung nutzt<br />
Heron moderne CNC-Bearbeitungszentren, in denen<br />
Prototypen sowie Serienteile in den Losgrößen 1 bis<br />
10.000 gefertigt werden. „Wir wollen den Ansprüchen<br />
eines steigenden Wettbewerbs und einer wachsenden<br />
Kundschaft gerecht werden, deshalb setzen<br />
wir auf durchgängige, automatisierte Prozesse ganz<br />
im Sinne einer Industrie 4.0“, bringt es der dortige<br />
Geschäftsleiter Manuel Gmeiner auf den Punkt, und<br />
ergänzt: „Unsere Maschinen laufen größtenteils vollautomatisiert,<br />
rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr.“<br />
Die Fertigungsprozesse und -techniken werden stetig<br />
weiterentwickelt. Eine Hürde hin zur „mannlosen<br />
Fertigung“ sei jedoch das Kühlschmierstoffmanagement.<br />
Füllstände müssten regelmäßig kontrolliert<br />
und manuell nachgefüllt werden – auch an Feiertagen<br />
oder am Wochenende. „Der Ausfall der Schmierung<br />
könnte nicht nur den völligen Stillstand der<br />
Maschine bedeuten, sondern auch Schäden verursachen“,<br />
gibt Gmeiner zu bedenken.<br />
Und Thorsten Wechmann von Zeller+Gmelin stellt<br />
die Frage in Richtung Smart Factory: „Was nützen<br />
die Simulation der Fertigung und die Beseitigung von<br />
Störkonturen im Zerspanungsprozess, wenn ein Mitarbeiter<br />
am Ende an der Maschine eingreifen muss,<br />
weil Füllstand oder sonstige Parameter des Kühl-<br />
58 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bild: Zeller+Gmelin<br />
Das Dashboard zeigt in<br />
Echtzeit unter anderem<br />
die ideale Konzentra -<br />
tion, den ph-Wert, die<br />
Leitfähigkeit und die<br />
Temperatur des Kühlschmierstoffes<br />
an.<br />
schmierstoffs nicht stimmen? Zu einer sich selbst organisierenden<br />
Produktion gehört immer auch, rechtzeitig<br />
und automatisiert gegensteuern zu können,<br />
wenn es zu Abweichungen von definierten Werten<br />
kommt. Eine Abweichung beim Kühlschmierstoff darf<br />
nicht zum Nadelöhr werden.“ Zwar existierten heute<br />
Lösungen, mit denen sich<br />
aktuelle Schmierstoffwerte<br />
oder Kennzahlen via<br />
SMS an das Smartphone<br />
übertragen lassen. Kommt<br />
es zu einer Abweichung,<br />
muss dennoch jemand<br />
manuell nachjustieren.<br />
Effektives<br />
Fluidmanagement<br />
„Viele moderne Unternehmen setzen mittlerweile auf<br />
ein effektives Fluidmanagement, das im Wesentlichen<br />
auf dem Analysieren und Konditionieren flüssiger<br />
Arbeitsmedien sowie einer genauen Verbrauchsaufzeichnung<br />
und -auswertung beruht. Ziel ist die<br />
Erhöhung der Wirtschaftlichkeit, indem unter anderem<br />
die Sollkonzentration gehalten wird und keine<br />
Unterkonzentration entsteht. Daraus resultieren im<br />
Zerspanungsprozess auch höhere Werkzeugstandzeiten<br />
und bessere Oberflächenqualitäten“, erklärt<br />
Wechmann mit Blick auf zahlreiche Anwendungen.<br />
Aber auch zu hoch konzentriert, hat negative Auswirkungen:<br />
Einerseits wird mehr Schmierstoff verbraucht,<br />
andererseits kann sich das Schaumverhalten<br />
eines Kühlschmierstoffs ändern. Wenn alle Parameter<br />
immer optimal eingestellt sind, kann der Schmierstoff<br />
deutlich länger und prozesssicher eingesetzt<br />
»Unser Fluidmanagement-<br />
System hält den Emulsions -<br />
zustand permanent fest, sodass<br />
die Nachvollziehbarkeit<br />
gewährleistet ist.«<br />
Thorsten Wechmann, Zeller+Gmelin.<br />
werden. „Natürlich beschäftigen wir uns dabei auch<br />
permanent mit der Frage, wie das Schmierstoffmanagement<br />
weiter optimiert werden kann“, sagt<br />
Wechmann.<br />
In Sachen Fluidmanagementsysteme biete der Markt<br />
noch viel Luft nach oben. Viele Geräte sind nicht in<br />
der Lage zu spülen.<br />
Dadurch werden sie ungenau<br />
und müssen ständig<br />
nachjustiert werden –<br />
nicht so der ZG Fluid-<br />
Check. Das Gerät ist<br />
zudem kompakt und passt<br />
in jede Fertigung.<br />
Und Phillip Götz von<br />
Hydac ergänzt: „Gerade<br />
mittelständische Industriekunden<br />
wünschen sich von ihren Schmierstofflieferanten<br />
ein Rundum-sorglos-Paket, damit sie intern<br />
Zeit für ihr Kerngeschäft haben. Mit dem Vertrieb<br />
unserer Geräte richtet Zeller+Gmelin sein Angebot<br />
speziell auch an Unternehmen, die zwar hochautomatisiert<br />
fertigen wollen, in Sachen Fluidmanagement<br />
aber keine zusätzlichen Ressourcen bereitstellen<br />
möchten. Der Maschinenbediener<br />
muss dann nicht mehr an<br />
der Maschine nachmessen,<br />
nachfüllen, nachjustieren. Das ist<br />
eine enorme Zeitersparnis und<br />
somit mehr Zeit für wertschöpfende<br />
Aufgaben.“ (sc)<br />
www.zeller-gmelin.de<br />
www.hydac.com<br />
INFO<br />
Mehr Details zu effizientem<br />
Fluidmanagement, online:<br />
hier.pro/Jwzh8<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 59
ANTRIEBSTECHNIK » News<br />
Nord E-Shop bietet 5 Prozent Rabatt<br />
Ersatzteile online bestellen<br />
Der Nord E-Shop ist eine digitale Customer-Self-Service-Lösung von Nord<br />
Drivesystems. Hier lassen sich Ersatzteile für Nord-Antriebssysteme einfach<br />
identifizieren und direkt online bestellen. Ein Klick genügt und der Kunde<br />
erfährt die Verfügbarkeit, die voraussichtliche Lieferzeit und den Preis. Bei<br />
Bestellungen vor 12 Uhr erfolgt der Versand noch am selben Tag, eine Express-Lieferung<br />
ist ebenfalls möglich. Derzeit ist der Nord Shop auf 15<br />
Märkten verfügbar.<br />
Noch bis zum 13. Mai 2023 gewährt Nord Drivesystems einen Rabatt von<br />
5 % auf online getätigte E-Shop-Bestellungen. Dieses Angebot gilt in Dänemark,<br />
der Schweiz, Spanien, Österreich, Polen, Niederlande und Deutschland.<br />
Von diesem Angebot ausgeschlossen sind Produkte und Zubehör der<br />
Kategorie Antriebselektronik.<br />
Bild: Nord Drivesystems<br />
Kompaktes Getriebe von Portescap<br />
Für Miniaturanwendungen<br />
Portescap , Anbieter von Miniatur-<br />
Antriebslösungen, ergänzt sein Getriebeportfolio<br />
mit dem Stirnradgetriebe B16C.<br />
Das kompakte Getriebe verfügt über ein<br />
Nenndrehmoment von bis zu 100 mNm<br />
und kann direkt in die Athlonix-DC-Bürstenmotoren<br />
16DCT, 16DCP und 17DCT<br />
des Anbieters integriert werden. Die geringeren<br />
Abmessungen entstehen aufgrund<br />
des Wegfalls bestimmter mechanischer<br />
Komponenten. Das Getriebe eignet<br />
sich für Miniaturanwendungen, die<br />
platzsparende Lösungen erfordern. Dazu<br />
gehören unter anderem ambulante enterale<br />
Ernährungspumpen, Miniaturpumpen<br />
oder Heiminfusionspumpenanwendungen<br />
auf dem Markt für medizinische<br />
Infusionssysteme.<br />
Bild: Portescap<br />
Frequenzumrichter mit DC-Einspeisung von Sieb & Meyer<br />
Dynamisch und sensorlos regeln<br />
Sieb & Meyer ergänzt das Einsatzspektrum<br />
des Drei-Level-Frequenzumrichters<br />
SD2M durch Produktvarianten mit DC-<br />
Einspeisung im Leistungsbereich bis zu<br />
500 kVA/800 A. Diese Varianten finden ihren<br />
Einsatz in Anwendungen, bei denen<br />
Prozess- bzw. Speicherenergie von Hochgeschwindigkeitsmotoren/-generatoren<br />
ins Netz zurückgespeist werden soll. Dies<br />
erfolgt in Kombination mit Netzwechselrichtern<br />
(aktive Front-End-Netzteile), die<br />
in der Regel länder-/netzspezifischen Anforderungen<br />
unterliegen. Typische Anwendungen<br />
sind ORC-Systeme, Flywheels<br />
und andere turbinenbasierte Generatorsysteme.<br />
In diesen Anwendungsfeldern<br />
Bild: Sieb & Meyer<br />
bietet die Drei-Level-Umrichterbaureihe<br />
SD2M mit DC-Einspeisung dem Systemhersteller<br />
einige Vorteile.<br />
Im Mittelpunkt stehen dabei sowohl die<br />
dynamische und sensorlose Regelungstechnik<br />
des SD2M als auch die für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
ausgelegten<br />
Endstufen. Verglichen mit Standard-<br />
Frequenzumrichtern punktet die Baureihe<br />
SD2M laut Anbieter mit Vorteilen bezüglich<br />
des Wirkungsgrads, der Baugröße,<br />
des Gewichts und den Kosten des zu betrachtenden<br />
Gesamtsystems. In den meisten<br />
Fällen kann auf teure Zusatzkomponenten<br />
– wie Motor-LC-Filter oder Motordrosseln<br />
– verzichtet werden.<br />
60 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Miniatur-Positioniermodul<br />
Kompakt dank integrierter Steuereinheit<br />
Die zweite Generation des Rotationsmoduls<br />
M3-RS-U2 beinhaltet laut Anbieter<br />
SI alle Vorteile des Vorgängermodells wie<br />
hohe Positionierauflösung, geringe Größe,<br />
niedriger Stromverbrauch und schnelle<br />
Integration bei geringerem Preis. Das<br />
360°-Modul wurde für die Großserienproduktion<br />
optimiert.<br />
Um die Implementierung hochpräziser<br />
Drehbewegungen in wissenschaftliche<br />
oder industrielle Geräte zu vereinfachen,<br />
wurde die komplette Steuerung in das<br />
Modul integriert. Die geschlossene Rege-<br />
lung im M3-RS-U2 ermöglicht eine<br />
Punkt-zu-Punkt-Winkelpositionierung<br />
mit einer Auflösung
ANTRIEBSTECHNIK » News<br />
Drittes Prüflabor von Kendrion in China<br />
Bremsen unter Realbedingungen<br />
Bild: Kendrion<br />
momente und Schaltzeiten von Bremsen<br />
unter Temperatureinfluss von –60…180<br />
°C/Feuchtebereich 10… 98% rF ermitteln.<br />
Möglich ist zudem die Simulation von Lebenszyklen<br />
auf Basis von Drehmoment,<br />
Drehzahl und Verdrehwinkel. Auch die Sicherheitskennwerte<br />
B10, B10d für sicherheitskritische<br />
Anwendungen lassen sich<br />
bei bis zu 15 Schaltungen pro Sekunde ermitteln.<br />
Die Prüflabore werden jedoch<br />
auch für Grundlagenuntersuchungen ge-<br />
Kendrion verfügt über Prüflabore in Villingen-Schwenningen<br />
und Aerzen, derzeit<br />
wird ein weiteres Labor in China errichtet.<br />
Auf den Prüfständen lassen sich Bremsen<br />
unter realen Einsatzbedingungen im Feld<br />
vorab testen. Grundsätzlich dienen die<br />
Prüflabore der Qualitätssicherung und<br />
Qualifizierung von Kundenprojekten, wobei<br />
an allen Standorten die gleichen Prozesse<br />
angewandt werden. Unter anderem<br />
lassen sich auf den Prüfständen die Drehnutzt,<br />
zum Beispiel bei der Erprobung von<br />
neuartigen Reibbelägen. Für kundenspezifische<br />
Anforderungen baut Kendrion bei<br />
Bedarf individuelle Prüfstände.<br />
Linearaktuatoren von Faulhaber<br />
Schlüsselfertige Lösung<br />
Mit der neuen Linearaktuatorfamilie L bietet Faulhaber<br />
eine schlüsselfertige Lösung für ein breites Anwendungsspektrum.<br />
Die Aktuatoren können hohe Eingangsdrehzahlen<br />
aufnehmen und liefern hohe Ausgangskräf-<br />
Bild:Faulhaber<br />
te. Die kleineren Versionen 06L/08L/10L eignen sich für<br />
Anwendungen in den Bereichen Medizin, Laborautomatisierung,<br />
Optik und Photonik oder Raumfahrt. Die größeren<br />
Versionen 22L/32L nutzen die neue GPT-Getriebetechnologie<br />
und sind für Anwendungen in der Industrieautomation<br />
sowie in der Optik und Photonik konzipiert.<br />
Die Linearaktuatoren lassen sich mit einer Vielzahl<br />
von DC-Motoren, 4-poligen und 2-poligen bürstenlosen<br />
Motoren oder Schrittmotoren von Faulhaber kombinieren<br />
und nutzen Drehmoment- und Drehzahlbereich der<br />
verschiedenen Motorenfamilien bestmöglich.<br />
Es stehen zahlreiche, gleichmäßig verteilte Untersetzungsverhältnisse<br />
zur Verfügung, so dass je nach Anwendung<br />
die am besten geeignete Konfiguration für<br />
verschiedene Kraft- oder Geschwindigkeits-Arbeitspunkte<br />
gewählt werden kann. Unterschiedliche Spindelgrößen<br />
und -typensowie verschiedene Flansch- und<br />
Mutter-Konfigurationen bieten Flexibilität.<br />
Getriebe von Nidec Graessner für Standardanwendungen<br />
Es muss nicht immer High-End sein<br />
Die Automatisierung lebt davon, dass<br />
Anwender auf ein breites Spektrum an<br />
Lösungen zurückgreifen können. Mit<br />
hoch spezialisierten High-End-Getrieben<br />
auf der einen sowie performanten Standardgetrieben<br />
auf der anderen Seite bietet<br />
Nidec Graessner seinen Kunden für<br />
jeden Bedarf die passende Getriebelösung<br />
aus einer Hand. Neu ist die Baureihe<br />
PlanetGear PRE/PRF für Standard-An-<br />
wendungen. Die Getriebe eignen sich für<br />
ein breites Einsatzspektrum und ermöglichen<br />
mehr Flexibilität in der <strong>Konstruktion</strong><br />
bei sinkenden Automatisierungskosten.<br />
Dennoch erfüllen die Getriebe die<br />
Ansprüche an Präzision und Funktionalität,<br />
so der Anbieter. Die große Lagerkapazität<br />
des Unternehmens ermöglicht<br />
zudem besonders kurze Lieferzeiten im<br />
gesamten Bundesgebiet.<br />
Bild: Nidec Graessner<br />
62 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Neue Ritzel-Serie von Neugart<br />
Für noch mehr Auswahl<br />
Die neue Ritzel-Serie PM2 erweitert das Neugart-Portfolio<br />
an Planetengetrieben mit werkseitig vormontiertem<br />
Ritzel aus eigener Produktion. Wie das bestehende<br />
PM1-Ritzel ist auch das neue PM2 für Getriebe mit<br />
Flansch-Abtriebswelle konzipiert und mit einer nach<br />
ISO 9409–1 genormten mechanischen Schnittstelle<br />
ausgestattet. Die beiden Serien unterscheiden sich jedoch<br />
in ihrer Größe: Anders als das PM1 mit einer Zähnezahl<br />
ab 26 bei Modul 2, beginnt das Spektrum des<br />
PM2 schon mit 16 Zähnen bei Modul 2. Die neuen Varianten<br />
schaffen zusätzliche Möglichkeiten, um für Zahnstangen-Anwendungen<br />
die jeweils optimale Getriebe-<br />
Ritzel-Kombination zu realisieren. Zudem erlauben die<br />
neuen Ritzel wegen ihres geringeren Durchmessers, je<br />
Bild: Neugart<br />
nach Kombination, eine mehr als dreimal höhere Vorschubkraft,<br />
als dies bisher möglich war. Die Option mit<br />
PM2-Ritzel ist für Getriebe der Baugröße 090 bis 200<br />
erhältlich und, wie die PM1-Ritzel, für insgesamt vier<br />
Getriebebaureihen mit Flansch-Abtriebswelle verfügbar.<br />
Neue Sensortechnologie von Posital<br />
Update für Inkremental-Drehgeber<br />
Bild: Posital<br />
Posital hat den Inkremental-Drehgebern<br />
der Ixarc-Reihe ein Update verpasst und<br />
damit seine Next-Gen-Initiative eingeläutet.<br />
Ziel dieser Initiative sei es, Leistung,<br />
Benutzerfreundlichkeit und Verfügbarkeit<br />
der magnetischen Ixarc-Drehgeber<br />
und Tiltix- Neigungssensoren zu optimieren.<br />
Die neuen Drehgeber verwenden<br />
eine TMR-Sensortechnologie (Tunnel-<br />
Magneto-Resistance) anstelle der Hall-<br />
Effekt-Sensoren, die in den Vorgängermodellen<br />
genutzt wurden. TMR-Sensoren<br />
bieten eine höhere magnetische Empfindlichkeit,<br />
wodurch sich die Auflösung<br />
verbessern lässt. Sie sind außerdem weniger<br />
temperaturempfindlich und energieeffizienter<br />
als ihre Vorgänger. Posital<br />
wird die TMR-Technologie für sein gesamtes<br />
magnetisches Drehgebersortiment<br />
einführen. Die TMR-Sensoren werden<br />
an eine neue Generation von Mikrocontrollern<br />
angeschlossen, die im Vergleich<br />
zu älteren Komponenten einen um<br />
60 % geringeren Energieverbrauch aufweisen<br />
und neue Signalverarbeitungsalgorithmen<br />
unterstützen können, erklärt<br />
der Anbieter weiter.<br />
Kompakte Linearführung von Rollon<br />
Alternative zur Miniatur-Kugelführung<br />
Bei der neuen Mini-Roller Rail von Rollon handelt es sich um Linearführungen<br />
aus kaltgezogenem Stahlprofil mit induktionsgehärteten<br />
und gehonten Laufbahnen und einem Läufer aus Stahl<br />
oder Edelstahl mit vier paarweise angeordneten Rollen. Die Rollenführungen<br />
zeichnen sich laut Anbieter durch eine kompakte<br />
Bauweise, leichtgängige und geräuscharme Bewegungen sowie<br />
ein geringes Gewicht aus und eignen sich für Anwendungen mit<br />
moderaten Lasten. Sie gleichen Parallelitätsabweichungen von<br />
bis zu 0,03 mm aus und stellen in vielen Anwendungen eine<br />
Alternative zur Miniatur-Kugelführung dar.<br />
Die großen Rollen machen die Mini-Roller Rail unempfindlich<br />
gegen Schmutz und Staub. Eine Lebensdauerschmierung minimiert<br />
den Wartungsaufwand. Für höhere Anforderungen an den<br />
Korrosionsschutz stehen Oberflächenbeschichtungen wie die<br />
Zink-Nickel- oder die Nickel-Beschichtung zur Verfügung. Mit<br />
Gesamtabmessungen von 35 x 13 mm inkl. montiertem Läufer<br />
kann die Linearführung auch in beengten Räumen eingesetzt<br />
werden. Die Länge beträgt 1.950 mm, auf Wunsch sind auch<br />
längere Ausführungen erhältlich.<br />
Bild: Rollon<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 63
TRENDS » Porträt » Automatisierungstechnik<br />
In 100 Jahren von der Reihenklemme bis zum Wegbereiter der All Electric Society<br />
„Die All Electric Society bietet die Chance,<br />
eine nachhaltigere Welt zu gestalten“<br />
Automatisierungstechnik hat einen wichtigen Anteil daran, die Herausforderungen des Klimawandels zu<br />
bewältigen und dennoch das Versprechen von Wohlstand für alle zu erfüllen, betont Phoenix Contact – das<br />
Unternehmen feiert 2023 seinen 100. Geburtstag. Eine wichtige Rolle spiele dabei insbesondere<br />
das Zukunftsbild der All Electric Society (AES) und damit die Frage, wie<br />
genügend regenerativ erzeugte Energie bereitgestellt werden kann.<br />
IM INTERVIEW<br />
Frank Stührenberg,<br />
Vorsitzender der<br />
Geschäftsführung (CEO),<br />
Phoenix Contact GmbH &<br />
Co. KG, Blomberg<br />
»Mit dem Feldbussystem Interbus stand bereits<br />
1987 die systemübergreifende Offenheit vom<br />
Sensor bis zur Steuerung im Fokus – die heute<br />
auch die PLCnext Technology auszeichnet.«<br />
Interview: Andreas Gees und Michael Corban, Chefredaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Bevor wir zum<br />
Thema der All Electric Society kommen<br />
– herzlichen Glückwunsch zu 100 Jahren<br />
Phoenix Contact! Was waren die<br />
Meilensteine auf diesem Weg?<br />
Frank Stührenberg (Phoenix Contact): Interessanterweise<br />
stand am Anfang bereits die Elektromobilität<br />
– natürlich noch nicht mit Individualfahrzeugen, sondern<br />
mit Straßenbahnen. Oberleitungsklemmen waren<br />
das erste Produkt, das wir selbst anboten. Der Start<br />
erfolgte allerdings als Handelsunternehmen, Hugo<br />
Knümann gründete in Essen 1923 die Phönix Elektround<br />
Industrie-Bedarfsgesellschaft. Dennoch war auch<br />
Knümann schon ein Erfinder – nachdem ihm der RWE-<br />
Ingenieur Heinz Müller von sehr unflexiblen 10-poligen<br />
Keramikblöcken berichtete, entstand die Idee, die<br />
Blöcke zu trennen und auf einer Tragschiene einzeln<br />
anzuordnen – die reihbare Klemme oder Reihenklemme<br />
entstand auf diese Weise.<br />
Mit Josef Eisert tritt dann nach dem Krieg ein Starkstromingenieur<br />
und kreativer Geist ins Unternehmen<br />
ein. Der vielseitige Erfinder macht nach dem Tod Knümanns<br />
aus dem Handelsunternehmen eines mit eigener<br />
Produktion – aus meiner Sicht eine der wichtigsten<br />
Weichenstellungen in der Geschichte von Phoenix<br />
Contact. Am neuen Unternehmenssitz in Blomberg<br />
investiert man in die Fertigung – so werden unter anderem<br />
die Schrauben als zentrales Element der Klemmen<br />
selbst gefertigt, um die gewünschte Qualität zu<br />
erreichen. Bei all dem spielt die Verbindung von <strong>Konstruktion</strong>s-<br />
und Fertigungs-Know-how eine große Rolle.<br />
Ein wesentlicher Meilenstein war sicher auch der Einstieg<br />
in die Industrieelektronik – 1974 wurde auf der<br />
Fachmesse electronica die MKDS-Miniklemme für gedruckte<br />
Schaltungen vorgestellt und zum Vorbild für<br />
den Standard-Schraubanschluss an Leiterplatten. Leiterplattenklemme,<br />
Leiterplatten-Steckverbinder, Relais,<br />
Wandler sowie viele andere elektronische Produkte<br />
finden ihren Weg in den Produktkatalog.<br />
Offenheit als zentrale Eigenschaft<br />
Den Einstieg in die industrielle Vernetzung markierte<br />
die Vorstellung des Feldbussystems Interbus auf der<br />
Hannover Messe 1987. Interessant ist, dass bereits damals<br />
die systemübergreifende Offenheit vom Sensor<br />
bis zur Steuerung im Fokus stand. Heute ist sie eine<br />
zentrale Eigenschaft der PLCnext Technology, der Basis<br />
unseres Ökosystems für die industrielle Automatisierung<br />
bestehend aus offener Hardware, modularer<br />
Engineering-Software, einer globalen Community und<br />
einem digitalen Software-Marktplatz.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie kam es basierend auf dem<br />
erworbenen Know-how zur Unterstützung des Zukunftsbildes<br />
der All Electric Society (AES)?<br />
Stührenberg: Die All Electric Society eröffnet aus unserer<br />
Sicht die Chance, sowohl den Herausforderungen<br />
des Klimawandels zu begegnen als auch das Streben<br />
von Milliarden von Menschen nach Wohlstand und<br />
Entwicklung zu ermöglichen – trotz der Widersprüche,<br />
die sich ergeben mit Blick auf die Vereinbarkeit beider<br />
Ziele. Die Frage ist, wie Verbrauch zugelassen und<br />
64 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Frank Stührenberg,<br />
Vorsitzender der<br />
Geschäftsführung (CEO),<br />
Phoenix Contact GmbH<br />
& Co. KG, Blomberg<br />
Bild: Thorsten Zuckerstätter/Phoenix Contact
TRENDS » Porträt » Automatisierungstechnik<br />
Elektrische Energie kann<br />
sauber produziert, verteilt<br />
und genutzt werden.<br />
Insbesondere mit Blick<br />
auf den Klimaschutz liegt<br />
hier das Potential der All<br />
Electric Society.<br />
trotzdem das Klima geschützt werden kann – und genau<br />
dafür bietet die All Electric Society die technische<br />
Perspektive, wenn Energie aus erneuerbaren Ressourcen,<br />
also CO 2 -neutral gewonnen ohne das Verbrennen<br />
fossiler Stoffe, in ausreichender Menge und zu bezahlbaren<br />
Preisen zur Verfügung steht.<br />
Hinter all dem steht das große Feld der Energietransformation,<br />
in dem unser Know-how liegt. Unser Ziel –<br />
zusammengefasst in unserem Leitspruch ‚Empowering<br />
the All Electric Society‘ – ist deswegen, Industrie und<br />
Das Unternehmen<br />
Jahre Leidenschaft für<br />
Technologie und Innovation<br />
Seit 100 Jahren verbindet, verteilt und steuert<br />
Phoenix Contact Strom- und Datenflüsse. Komponenten<br />
und Lösungen der Blomberger kommen<br />
in industriellen Produktionsanlagen, im<br />
Bereich der erneuerbaren Energien, in der Infrastruktur<br />
oder bei komplexen Geräteanschlüssen<br />
zum Einsatz – überall dort, wo Prozesse<br />
automatisch ablaufen müssen. Ziel des Unternehmens<br />
ist, mit innovativen Produkten und<br />
Lösungen den Weg in eine klimaneutrale und<br />
nachhaltige Welt zu begleiten.<br />
Gesellschaft auf diesem Weg hin zu einer nachhaltigen<br />
Welt zu begleiten und zu unterstützen. Wieso? Um die<br />
regenerativ erzeugte Energie bedarfsgerecht nutzen zu<br />
können, werden Lösungen und Technologien zur Elektrifizierung,<br />
Vernetzung und Automatisierung benötigt<br />
– insbesondere für die erforderliche Sektorenkopplung.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Können Sie die Sektorenkopplung<br />
kurz erläutern?<br />
Stührenberg: Energieerzeugung, -verteilung, -speicherung<br />
und -verbrauch sind als gesamtheitliches<br />
System zu betrachten – denn Energie soll am Ende ja<br />
in der richtigen Form immer da zur Verfügung stehen,<br />
wo sie benötigt wird. Ziel muss also sein, die Energieflüsse<br />
durch das Erfassen und Auswerten von Verbrauchs-<br />
und Erzeugungsdaten optimal zu steuern.<br />
Sowohl leistungstechnisch als auch kommunikativ<br />
über verschiedene Netzwerke hinweg. Übrigens wieder<br />
eine Aufgabe, die nur mit der Offenheit der Systeme zu<br />
erreichen ist.<br />
Wir haben uns intensiv mit diesen Fragestellungen beschäftigt<br />
und erkannt, dass dann die Anforderungen<br />
an die Industrie enorm hoch sind – so die vollständige<br />
Elektrifizierung der Welt in den nächsten zwei Jahrzehnten<br />
stattfinden soll. Um allein das Leitungsnetz<br />
entsprechend zu erweitern, werden weltweit bis 2030<br />
rund 16 Millionen Kilometer neue Leitungen erforderlich<br />
sein. Anders formuliert: Das in den letzten 150<br />
Jahren entstandene Leitungsnetz muss bis 2030 um<br />
20 % erweitert und über smarte Substations miteinan-<br />
Bild: malp/stock.adobe.com<br />
66 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
der verbunden werden, um die Sektorenkopplung zu<br />
ermöglichen. Nach derzeitigen Maßstäben würde allerdings<br />
der dafür erforderliche Steuerungs- und<br />
Schaltanlagenbau schon viel länger dauern. Hier können<br />
wir als Phoenix Contact einen Beitrag leisten, um<br />
die genannten Ziele schneller zu erreichen und damit<br />
das Klima bestmöglich zu schützen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Wege sehen Sie denn,<br />
die Abläufe speziell im Steuerungs- und Schaltanlagenbau<br />
zu beschleunigen?<br />
Stührenberg: Eine ganze Menge – Digitalisierung ist<br />
hierbei der Schlüssel. Das beginnt mit den Planungstools,<br />
welche die Konfiguration unterstützen und<br />
reicht bis hin zu Werker-Assistenzsystemen in der<br />
Baugruppenfertigung, digital durchgängig verknüpft.<br />
Wir nennen das Smart Engineering and Production –<br />
verknüpfen also auch hier wieder den Produktentstehungs-<br />
mit dem Produktionsprozess, so wie wir das<br />
bereits erfolgreich in der Vergangenheit getan haben.<br />
Erfolgt dies möglichst schnittstellenfrei, können wir<br />
zeigen, dass sich ein beträchtlicher Hebel ergibt, um<br />
Geschwindigkeit und Kapazitäten zu steigern – um<br />
eben die Effizienz zu gewinnen, die gestellten Aufgaben<br />
in kürzerer Zeit zu lösen.<br />
Das ist übrigens auch eine Frage der Demographie,<br />
nicht nur in Deutschland sondern auch in Europa oder<br />
Japan. Warum? Weil wir in Zukunft immer mehr Automatisierungskomponenten<br />
einsetzen werden – übrigens<br />
nicht nur durch die Umsetzung der All Electric<br />
Society –, uns aber auf der anderen Seite die Menschen<br />
fehlen, diese zu bauen und zu programmieren.<br />
Gerade jungen Menschen bietet sich hier aus unserer<br />
Sicht die Chance, im Steuerungs- und Schaltanlagenbau<br />
nicht nur einen guten Job zu finden, sondern<br />
gleichzeitig daran mitzuwirken, den Klimawandel zu<br />
begrenzen und die Zukunft zu verbessern.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen Sie uns noch einmal auf<br />
die All Electric Society zurückkommen – denken Sie,<br />
dass es uns gelingt, dafür genügend regenerativ erzeugte<br />
Energie zu gewinnen? Wenn nicht nur die bisherige<br />
Stromerzeugung ‚grün‘ erfolgen soll sondern<br />
parallel auch Elektromobilität und Wärmepumpen<br />
für die Wärmeerzeugung versorgt werden wollen?<br />
Industrie<br />
Das<br />
Kompetenz-<br />
Netzwerk<br />
der Industrie<br />
16 Medienmarken für alle wichtigen<br />
Branchen der Industrie<br />
Information, Inspiration und Vernetzung<br />
für Fach- und Führungskräfte in der Industrie<br />
Praxiswissen über alle Kanäle:<br />
Fachzeitschriften, Websites, Events,<br />
Newsletter, Whitepaper, Webinare<br />
Die passenden Medien für Sie<br />
und Ihre Branche:<br />
konradin.de/industrie<br />
media.industrie.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 67
TRENDS » Porträt » Automatisierungstechnik<br />
Die All Electric Society (AES)<br />
Im Zusammenhang mit dem Klimaschutz wird seit einiger Zeit<br />
der bereits im 20. Jahrhundert formulierte Ansatz der All Elec -<br />
tric Society (AES) intensiver diskutiert. Hintergrund ist, dass<br />
sich mit Elektrizität eine Vielzahl der technischen Systeme betreiben<br />
lassen, die unsere Gesellschaft zum Leben benötigt. Voraussetzung<br />
ist, dass die elektrische Energie aus regenerativen<br />
Quellen – vorwiegend Wind- und Sonnenenergie – gewonnen<br />
wird, da nur so Erzeugung und Nutzung CO 2<br />
-neutral erfolgen.<br />
Eine vernetzte Welt könnte mit Digitalisierung und Elektrifizierung<br />
zahlreiche Probleme vermeiden, die mit der Nutzung<br />
fossiler Brennstoffe verbunden sind.<br />
Unter anderem verfolgt der ZVEI mit seinen Mitgliedern aus<br />
der Elektro- und Digitalindustrie das Ziel, den Wandel zur elektrifizierten<br />
und digitalisierten Gesellschaft jeden Tag ein Stück<br />
weiter voranzutreiben (#electrifyingideas). Den beiden Megatrends<br />
Elektrifizierung und Digitalisierung folgend wird dabei<br />
auch die Vernetzung betont – in allen Bereichen und über alle<br />
Bereiche hinweg, von den Gebäuden über den Energiesektor<br />
bis hin zur industriellen Produktion.<br />
Bild: LamaiC/stock.adobe.com<br />
»Erkennbar wird ein Konzept<br />
für die Energieerzeugung mit<br />
neuen globalen Lieferketten – das<br />
wird kommen, davon sind wir<br />
fest überzeugt.«<br />
Stührenberg: Das ist eine Herausforderung, für deren<br />
Bewältigung wir Ideen haben. Lassen Sie mich vorweg<br />
aber noch kurz auf die häufig zu hörende Forderung<br />
nach Verzicht eingehen. Dafür sehen wir in Deutschland<br />
eine Menge Potential – in dem Sinne, dass wir<br />
Vieles energieeffizienter als heute machen können und<br />
damit weniger Energie verbrauchen, ohne auf Wohlstand<br />
und Komfort verzichten zu müssen. Das können<br />
wir meiner Ansicht nach übrigens auch nicht von<br />
Schwellenländern erwarten. Es muss auch für Menschen<br />
mit niedrigem Einkommen Hoffnung auf Wohlstand<br />
geben. Hier eröffnet das Zukunftsbild einer All<br />
Electric Society neue Chancen, mit bezahlbarer elektrischer<br />
Energie für alle.<br />
Um nun auf die Frage der Erzeugung einzugehen: In<br />
der Nutzung erneuerbarer Energien steckt noch ein<br />
enormes Potential. Das betrifft hier in Europa vor allem<br />
Windenergie und Photovoltaik. Es ist aber sicher eine<br />
Illusion zu glauben, dass wir in Deutschland geografisch<br />
gesehen alleine genügend regenerative Energie<br />
erzeugen können. Deswegen wird global gesehen vor<br />
allem das Thema Power-to-X eine sehr wichtige Rolle<br />
spielen, etwa in Form von auf diesem Wege erzeugtem<br />
grünen Wasserstoff. Das macht allerdings aufgrund<br />
der damit verbundenen Umwandlungsverluste erst<br />
Sinn, wenn es uns gelingt, wesentlich mehr regenerative<br />
Energie als heute zur Verfügung zu stellen.<br />
Desertec 3.0 als neue Chance<br />
für grüne Energie<br />
Für uns war das beispielsweise Grund genug, uns einer<br />
Initiative anzuschließen, die vor rund zehn Jahren als<br />
Projekt Desertec bekannt war. Ziel der neuen Initiative<br />
‚Desertec 3.0‘ ist, mit Solarenergie in Wüstenregionen<br />
wie Nordafrika gewonnenen Wasserstoff zu den Verbrauchern<br />
zu bringen – und nicht mehr Strom per Kabel<br />
aus der Wüste nach Europa zu leiten. Dazu lassen<br />
sich vor allem auch Anlagen zur Gasverflüssigung nutzen,<br />
die heute schon existieren.<br />
In Dubai steht zudem eines der größten Solarkraftwerke<br />
und man erwartet, dass die so erzeugte Energie<br />
künftig nur einen Dollar-Cent pro Kilowattstunde kostet.<br />
Gelöst hat man dort übrigens auch schon die Tag-<br />
Nacht-Problematik, indem bei Tag Salz verflüssigt<br />
wird, das in der Nacht die Energie wieder abgeben<br />
kann. Erkennbar wird so ein Konzept für die Energie -<br />
erzeugung mit neuen globalen Lieferketten – das wird<br />
kommen, davon sind wir fest überzeugt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie sprachen das Thema Energieeffizienz<br />
an – wo sehen Sie Potentiale?<br />
Stührenberg: Insbesondere in Deutschland können<br />
wir mit einer effizienteren Fertigungs- und Gebäude-<br />
68 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
automatisierung vorangehen. Wie das konkret aussehen<br />
kann, zeigen wir unter anderem mit unserer Modellfabrik<br />
in Bad Pyrmont, unserem Industry Solution<br />
Center auf 18.000 m 2 Fläche. Wir setzen dort zum Beispiel<br />
ein Gebäudemanagementsystem mit Automatisierungslösungen<br />
von uns ein, das sowohl dem Arbeitskomfort<br />
als auch der Energieeffizienz dient. So<br />
wird unter anderem über Bewegungsmelder und Lichtsensoren<br />
die Beleuchtung automatisch ein- und ausgeschaltet<br />
und die Klimatisierung und Verschattung<br />
des Gebäudes automatisch gesteuert – auf Basis der<br />
Verbrauchsdaten also das ganze Gebäude ‚smart‘,<br />
sprich intelligent gemanagt. Auch in Bestandsgebäuden<br />
steckt mit dieser Technik ein Potential von 30 bis<br />
40 % mehr Effizienz. Und um zu zeigen, dass noch<br />
mehr geht, wird hier in Blomberg in diesem Jahr ein<br />
neues Gebäude mit einem Eisspeicher als Energie -<br />
speichersystem in Betrieb gehen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Stecken ähnliche Potentiale in<br />
der Fertigungsautomatisierung?<br />
Stührenberg: Definitiv, auch das haben wir in Bad<br />
Pyrmont in die Praxis umgesetzt. Ausgangspunkt ist<br />
dabei immer wieder die Datenerhebung – das lässt<br />
sich mit unseren Lösungen schnell und einfach umsetzen.<br />
Rüstet man etwa eine ältere Maschine mit einem<br />
unserer Controller aus, kann auch diese Daten übertragen.<br />
Wird die Maschine dann temporär gar nicht<br />
benötigt, kann die Steuerung sie auch ausschalten –<br />
allein darin steckt schon ein gewisses Potential, wenn<br />
die Information verfügbar ist, dass die Maschine<br />
ge rade steht.<br />
Vielversprechend ist an dieser Stelle ohne Zweifel auch<br />
die DC-Technologie, weil sich mit Gleichstromnetzen<br />
Bild: Thorsten Zuckerstätter/Phoenix Contact<br />
bereits jetzt die Nachhaltigkeit steigern lässt – insbesondere<br />
im Zusammenhang mit regenerativ erzeugter<br />
Energie, wie wir es ebenfalls in einem neuen Gebäude<br />
zeigen. Wir setzen deshalb auf Konzepte und Lösungen<br />
für den sicheren Einsatz der Gleichstromtechnologie in<br />
Microgrids. Der Vorteil ist, dass der etwa mittels Photovoltaik<br />
erzeugte Gleichstrom ohne Umwandlungsverluste<br />
direkt genutzt werden kann – denn die meisten<br />
Endgeräte werden bereits heute mit Gleichstrom<br />
versorgt.<br />
Ein wesentliches Element ist zudem immer die Vernetzung<br />
aller Maschinen, Geräte, Sensoren und Aktoren<br />
zu einem industriellen Internet der Dinge (IIoT) – denn<br />
hier werden die Informationen gewonnen, mit denen<br />
ich mehr Energieeffizienz erreichen<br />
kann. Dahinter steckt dann<br />
etwa die ressourcenschonende<br />
durchgängige Ethernet-Kommunikation<br />
per Single Pair Ethernet<br />
(SPE) genauso wie die PLCnext<br />
Technology, die IT- und OT-Spezialisten<br />
zusammenbringt.<br />
www.phoenixcontact.com<br />
Frank Stührenberg,<br />
Vorsitzender der Geschäftsführung<br />
(CEO)<br />
der Phoenix Contact<br />
GmbH & Co. KG,<br />
Blomberg, im Gespräch<br />
mit der Redaktion der<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>.<br />
INFO<br />
Weitere Infos zum Angebot<br />
von Phoenix Contact rund<br />
um die All Electric Society:<br />
hier.pro/2eo9J<br />
Ezienz steigern.<br />
Einsparpotenziale heben.<br />
Panel PCs von ROSE sind die ideale Basis<br />
für Manufacturing Execution-Systeme.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 69
AUTOMATISIERUNG » Steuerungstechnik<br />
One Cable Technology bei Antrieben und Ethercat P senken den Verdrahtungsaufwand<br />
Leistungsfähige Einkabellösungen<br />
unterstützen modularen Maschinenbau<br />
Um individuelle Anlagen effizient aufzubauen, setzt der Spezialmaschinenbauer MA micro automation auf<br />
ein modularisiertes Anlagenkonzept. Das erfordert eine ebenso flexibel projektierbare Steuerungstechnik und<br />
Systemverkabelung. Die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff bietet das mit der One Cable Technology<br />
(OCT) für Antriebe sowie Ethercat P für Daten und Energie (Power – P).<br />
Philipp Bertling, Produktmanager I/O, Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl<br />
Wo immer möglich setze MA micro automation<br />
in St. Leon-Rot im Spezialmaschinenbau auf<br />
Standardmodule und ergänze diese bei Bedarf durch<br />
speziell entwickelte Einzelkomponenten, erläutert<br />
Dirk Striebel, Leiter Operations, den Grundgedanken<br />
des modularen Maschinenbaus. So entstehen Montage-,<br />
Justage- und Prüfsysteme für die Medizintechnik<br />
und visuelle Inspektion. Die Basis der Anlagen<br />
bilden in der Regel die Maschinenplattformen<br />
Centauri IVD und Ceres POC, die sich an die jeweiligen<br />
Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden<br />
individuell anpassen lassen.<br />
Mit Blick auf die Automatisierungstechnik sieht<br />
Striebel bei der Realisierung solcher Anlagen einen<br />
großen Benefit für sein Unternehmen in der konsequenten<br />
Standardisierung auf die Einkabeltechnologie<br />
(One Cable Technology – OCT) bei Antrieben und<br />
Ethercat P in der I/O-Ebene, wie sie die Beckhoff<br />
Automation GmbH & Co. KG aus Verl als Systemlieferant<br />
anbietet. Damit wurde der Verdrahtungsaufwand<br />
deutlich reduziert und die dezentrale Leistungsverteilung<br />
durch die vierkanaligen Powerverteiler<br />
EP9224-0037 vom B17-ENP-Hybridsteckverbinder<br />
auf Ethercat P verbessert.<br />
Hybridleitungen und Ethercat P bis zu 100 Leitungen<br />
ein. Diese müssen nicht mehr konfektioniert, verlegt<br />
und im Schaltschrank aufgelegt werden, was wiede -<br />
rum die potenziellen Fehlerquellen reduziert. „Typische<br />
Fehler beim Anschluss der Leitungen lassen sich<br />
bei Ethercat P mit Hilfe der verschiedenen Codierungsmöglichkeiten<br />
weiter reduzieren“, ergänzt Udo<br />
Gruber, Leiter des zuständigen Beckhoff-Vertriebs -<br />
büros in Mannheim.<br />
Die I/O-Box-Module und die Systemleitungen können<br />
über verschiedene Farbringe codiert werden. Darüber<br />
hinaus besteht die Möglichkeit, die Hybridsteckverbinder<br />
über die mechanische Codierung der<br />
INFO<br />
Weitere Infos zu Ethercat P:<br />
hier.pro/i19sO<br />
Aufwand um 15 bis 20 % reduziert<br />
„Diese Maßnahmen haben in Summe unseren Installationsaufwand<br />
und die daraus resultierenden Kosten<br />
deutlich reduziert – um 15 bis 20 %“, beziffert der<br />
Leiter Operations den Vorteil durch<br />
die Nutzung der Einkabeltechnologie.<br />
Auch die vorkonfektionierten Kabel,<br />
die MA micro automation ebenfalls<br />
von Beckhoff bezieht, tragen ihren<br />
Teil dazu bei.<br />
Abhängig von der Anlagengröße<br />
spart die One Cable Automation<br />
(OCA) von Beckhoff mit den ENP-<br />
Bild: Beckhoff<br />
MA micro automation profitiert bei seinen modularen Maschinenkonzepten<br />
von der flexiblen Installation mit Ethercat P und<br />
der One Cable Technology (OCT), die den Verdrahtungsaufwand<br />
auch bei den Servoverstärkern AX5000 reduziert.<br />
70 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bajonettverschlüsse zweifelsfrei zuzuordnen. „Das<br />
alles können wir problemlos bei einer Bestellung unserer<br />
Ethercat P-Box-Module und der vorkonfigurierten<br />
Leitungen bereits ab Werk berücksichtigen“ so<br />
Gruber weiter.<br />
„Hinsichtlich der Leistungsverteilung erledigen sich<br />
zudem mit Ethercat P Themen wie die Leitungslänge<br />
und die daraus resultierenden Spannungsabfälle<br />
quasi von selbst“, freut sich Striebel. Ebenso kann<br />
man mit den Ethercat-Box-Modulen zur Powerverteilung,<br />
etwa EP9214 und EP9224, diverse Datenkonzepte<br />
realisieren, anpassen oder komplett neugestalten.<br />
Umfangreiche Diagnosefunktionen von Ethercat<br />
und der Technologieerweiterung Ethercat P verein -<br />
fachen die Fehlersuche bei einer Störung.<br />
Lösungen für die<br />
Bewältigung des Fachkräftemangels<br />
Alles in allem fehlt nicht mehr viel, um die Endmontage<br />
weitgehend ohne Elektro-Fachkraft vorzunehmen.<br />
„Im Bereich der 24-V-Sensorik-Aktorik-Installation<br />
geht der Weg auf jeden Fall in diese Richtung“,<br />
meint Dirk Striebel. Er denkt hier zudem bereits weiter<br />
und treibt aktuell die Vereinfachung der Montage-<br />
sowie De- und Remontage seiner Anlagen weiter<br />
voran: „Ziel ist, insbesondere kostenintensive Tätigkeiten<br />
vor Ort beim Endkunden zu reduzieren und die<br />
Durchlaufzeiten der Anlagen in der Endmontage zu<br />
verkürzen.“<br />
Mit Ethercat P bauen die zugehörigen IP67-Feldbus-Box-<br />
Module so kompakt, dass sie direkt ins Maschinenbett integriert<br />
werden können. Im Hintergrund ist das Transportsystem<br />
XTS zu sehen, das die einzelnen Stationen verbindet.<br />
Bild: Beckhoff<br />
Als langjähriger und zuverlässiger<br />
Partner und Lieferant<br />
der Systemkomponenten<br />
wird Beckhoff dazu seinen<br />
Beitrag leisten. Schreibt<br />
der Kunde kein anderes<br />
Steuerungssystem vor, setzt<br />
MA micro automation auf<br />
die PC-basierte Steuerungstechnik<br />
von Beckhoff. Das<br />
reicht von den Servoantriebssystemen<br />
AX5000 und<br />
AX8000 sowie dem linearen<br />
Transportsystem XTS für den<br />
Bild: Beckhoff<br />
Materialtransport über<br />
Ethercat- und Ethercat P-<br />
Box-Module bis hin zu Embedded- und Industrie-PCs<br />
sowie Control Panels wie dem CP3921 in kundenspezifischer<br />
Ausführung. Einer der Gründe für die Wahl<br />
der Automatisierungslösungen der Verler sei, dass<br />
Spezialmaschinenbauer die Intention hätten, auf bewährte<br />
Standards zurückzugreifen, um effizienter<br />
und fehlerfreier zu werden, betont Dirk Striebel.<br />
„Diese Anforderungen erfüllen die Beckhoff-Systemkomponenten<br />
vollumfänglich – von der Projektierung<br />
über die Entwicklung bis hin zur Fertigstellung der<br />
Anlagen.“<br />
Flexibel skalierbare Automatisierung<br />
unterstützt vielfältige Anwendungen<br />
Auf Basis des Zusammenspiels von modularem Maschinenbau<br />
und flexibler Automatisierungstechnik<br />
konzipierte das Unternehmen als Generalunternehmer<br />
unter anderem eine flexible Automatisierungs -<br />
lösung mit erhöhter Ausbringungsrate für das Ab -<br />
packen von Pipettenspitzen für den Einsatz in der In-<br />
Vitro-Diagnostik. Zielvorgabe war, die einzelnen<br />
Pipettenspitzen in einer Taktzeit von unter 0,1 s aus<br />
dem Schüttgut zuzuführen, zu vereinzeln, automatisiert<br />
in Racks einzusetzen und zu verpacken.<br />
Die Flexibilität hinsichtlich der Pipettenvarianten basiert<br />
auf Spritzgießwerkzeugen mit bis zu 128 Kavitäten.<br />
So können diverse Pipettenspitzen auf den<br />
Spritzgießmaschinen produziert werden. Die Entnahme<br />
der Pipetten erfolgt über eine Entnahme-Achse,<br />
die sich mit wenigen Umrüstschritten auf die jeweilige<br />
Anzahl an Kavitäten anpassen lässt – die Entnahmeachse<br />
ist somit universell skalierbar. Das benötigte<br />
Rastermaß des finalen Racks wird über eine spezielle<br />
Handlingstrategie realisiert, so dass die Pipettenspitzen<br />
nach wenigen Automationsschritten in den<br />
Racks liegen und anschließend zum Beispiel über das<br />
XTS weiter transportiert werden.<br />
(co)<br />
www.beckhoff.com<br />
Bei der Dichte an Sensoren<br />
und Aktoren im Feld<br />
spart die Systemverkabelung<br />
mit den Hybridleitungen<br />
und Ethercat P<br />
viel Verdrahtungszeit bei<br />
der Montage.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 71
AUTOMATISIERUNG » Steuerungstechnik<br />
Dezentrale Automatisierungslösung Vario-X von Murrelektronik<br />
Plattform für mehr Flexibilität<br />
Taktgeber in der Automatisierungsbranche ist die Digitalisierung. Sie stellt die gewohnte Welt der<br />
Fertigungsplanung auf den Kopf und verlangt nach effizienteren und einfachen Installationskonzepten.<br />
Die modulare Automatisierungsplattform Vario-X von Murrelektronik liefert eine flexible Lösung,<br />
mit der sich Anwendungen dezentral realisieren lassen – ganz ohne Schaltschrank.<br />
Christian Kübler, Produktmanager für Vario-X, Murrelektronik GmbH in Oppenweiler<br />
Es ist höchste Zeit, sich den Herausforderungen<br />
der Produktionswelt von morgen<br />
zu stellen und die richtigen Antworten zu<br />
finden auf Fragen zur Digitalisierung, zu Industrie<br />
4.0, zum Thema Künstliche Intelligenz<br />
und auf den Fachkräftemangel. Flexibilität<br />
und Time-to-Market gewinnen in der Fertigung<br />
zunehmend an Bedeutung und prägen die<br />
Anlagenplanung zusammen mit Fragen zur Energieeffizienz,<br />
CO2-Reduktion und Nachhaltigkeit. Deshalb<br />
steht jetzt Vieles, das in Fertigungsprozessen<br />
bisher Standard war, auf dem Prüfstand.<br />
Vage Fernziele haben sich zu konkreten Zielvorgaben<br />
entwickelt: Modulare, standardisierte und digital unterstützte<br />
Planung, einfachere und schnellere Installation<br />
und Inbetriebnahme, mehr Flexibilität in der<br />
Fertigung bei gleichzeitig kürzeren Durchlaufzeiten<br />
sowie effizientere Service- und Wartungsprozesse.<br />
Und das alles hochgradig digitalisiert, damit Anwender<br />
jederzeit und von jedem Ort auf Prozess- und<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Vario-X von Murrelektronik<br />
ist eine flexible und skalierbare<br />
Lösung, mit der sich<br />
Anwendungen schaltschranklos<br />
realisieren<br />
lassen.<br />
Maschinendaten zugreifen<br />
können. Hierzu bedarf<br />
es intelligenter<br />
Lösungen und eines<br />
durchdachten Installationskonzeptes.<br />
Außerdem<br />
kommen mit steigendem<br />
Automatisierungs-<br />
und Digitalisierungsgrad<br />
Schaltschränke bereits heute<br />
an ihre Grenzen. Als direkte Folge steigen Installations-<br />
und Inbetriebnahmezeiten weiter an. Hinzu<br />
kommt, dass etwa 50 % der Installationskosten auf<br />
die Verdrahtung entfallen – der mit Abstand größte<br />
Kostenfaktor bei der Installation von Schaltschränken.<br />
Deshalb gilt ab sofort: Raus ins Feld, dezentralisieren,<br />
modularisieren, Technologien zusammenfassen,<br />
Energie effizienter nutzen, Komplexität reduzieren<br />
und vereinfachen. Kurzum: Smarte Lösungen finden.<br />
Durch den Einzug neuer Technologien ist das Potenzial<br />
dezentraler Automatisierungsstrukturen in der<br />
Fabrik massiv gewachsen. Wo es vor nicht allzu langer<br />
Zeit noch eines Schaltschranks inklusive Klimatisierung<br />
bedurfte, lassen sich heute dezentrale Anwendungen<br />
sehr kompakt umsetzen und direkt an<br />
die Maschine verlagern. Der Automatisierungsspezialist<br />
Murrelektronik hat das Potenzial solcher Technologien<br />
nebst Installationskonzept bereits frühzeitig<br />
erkannt und sein Produktportfolio auf dezentrale<br />
Automatisierungslösungen ausgerichtet. Mit der Ableitung<br />
dieses Gedankens auf die Steuerungsebene<br />
hat der schwäbische Mittelständler mit Vario-X eine<br />
flexible und dezentrale Plattform entwickelt.<br />
Die Vario-X-Plattform ermöglicht<br />
eine einfache Installation<br />
und Verdrahtung sowie eine flexible Integration<br />
in Bestandsanlagen und Neumaschinen.<br />
Bild: Murrelektronik<br />
Leistungsfähig, robust, smart<br />
Vario-X ist eine modulare und flexible Automatisierungsplattform,<br />
mit der sich sämtliche Automatisierungsfunktionen<br />
erstmals bedarfsgenau und dezentral<br />
– also ohne Schaltschrank-Architektur – realisieren<br />
lassen. Es besteht aus der gleichnamigen Platt-<br />
72 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
form mit einem begleitenden Installationskonzept.<br />
Vario-X bringt Sensorik und Aktorik ins direkte Maschinenumfeld<br />
und gewährleistet eine nahtlose Integration<br />
von dezentralen Servoantrieben für ein zuverlässiges<br />
Spannungs-, Signal- und Datenmanagement.<br />
Dabei punktet es durch robuste, wasser- und<br />
staubdichte Gehäuse in IP65, in dem Spannungsversorgung,<br />
Steuerung, Switches, Sicherheitstechnik<br />
und IO-Module verbaut sind. Sie lassen sich modulartig<br />
nebeneinander in eine robuste Backplane mit<br />
integrierten item Maschinenbauprofilen einrasten.<br />
So kann die gesamte Station ohne weiteren Schutz<br />
einfach an Profilsystemen befestigt werden. Das<br />
Herzstück bildet der Industrie-PC Vario-CTRL 1.000.<br />
Mit einem leistungsfähigen Quadcore-Prozessor und<br />
Hypervisor lassen sich alle denkbaren Anforderungen<br />
hinsichtlich Security und IoT abdecken. Für überlagerte<br />
Prozesse im Sinne eines Edge-Gateways steht<br />
zudem ausreichend Rechenleistung zur Verfügung,<br />
etwa für Predictive Maintenance, Condition Monitoring<br />
oder Augmented Reality. Der Controller kommuniziert<br />
innerhalb des Systems sowie mit der Antriebstechnik<br />
und externen Teilnehmern in Echtzeit über<br />
EtherCat. Optionales W-LAN, 5G und Bluetooth sowie<br />
OPC-UA und MQTT sorgen für grenzenlose IoT-<br />
Kommunikation in der Fabrik der Zukunft.<br />
Einfach installiert<br />
Die Installation und Verkabelung der Sensorik und<br />
Aktorik erfolgt nach dem Plug-and-Play-Prinzip mit<br />
vorkonfektionierten M12- und MQ15-Steckern fehlerfrei,<br />
sicher und in kürzester Zeit – ohne Spezialwissen.<br />
Damit entfallen auch die zeitraubenden und<br />
teuren Installationsarbeiten am Schaltschrank wie<br />
Abisolieren, Setzen von Ader-Endhülsen und Anklemmen.<br />
Einzelne IO-Module lassen sich auch ganz<br />
ohne Backplane direkt an der Sensorik/Aktorik installieren,<br />
um Signale direkt dort einzusammeln. Das<br />
entschlackt die Maschinenanbauten und verschlankt<br />
die Kabelarchitektur enorm. Damit gewährleistet Vario-X<br />
modulare und transparente Prozesse und erreicht<br />
im Ergebnis eine höhere Wertschöpfung in allen<br />
Unternehmensbereichen. Allein dank des durchgängigen<br />
Installationskonzepts verkürzt Vario-X die<br />
Maschineninstallation um rund 40 %.<br />
Pro Elektrifizierung<br />
Bild: Murrelektronik<br />
Auch können ständig steigende Ansprüche beim Thema<br />
Energieeffizienz in Produktion und Fertigung dynamisch<br />
begleitet werden. Denn mit Vario-X lassen<br />
sich Anlagenteile, die bisher mit Pneumatik bewegt<br />
wurden, ganz einfach elektrifizieren. Mit einem Wirkungsgrad<br />
von nur zehn bis 20 Prozent verpufft beim<br />
Energieträger Luft viel Energie durch unzählige Leckagen<br />
im System und ineffiziente Aktorik. Das<br />
48V-System bietet hingegen genügend Power, um<br />
nahezu alle Anwendungsfelder abzudecken. Und<br />
sollten einzelne Applikationen mehr Leistung benötigen,<br />
können auch stärkere Antriebslösungen über die<br />
Ethercat-Kommunikation an Vario-X angebunden<br />
werden. Ein weiterer energetisch bedeutender Vorteil<br />
ist die Rückspeisefähigkeit, die bei der Entwicklung<br />
von Vario-X von Anfang an mitbedacht wurde. Klassische<br />
24- oder 48-V-Netzteile sind meist gar nicht<br />
darauf ausgelegt. Dezentrale Lösungen bestechen<br />
außerdem durch ihre Anpassungsfähigkeit, beispielsweise<br />
bei der Umsetzung der Elektroplanung. Bei<br />
zentralen Anwendungen tauchen noch vielfach Probleme<br />
auf, was zu Komplikationen und Verzögerungen<br />
bei der Installation führt. Mit Vario-X stellt der<br />
Anwender zunächst das System zusammen; die Elektroplanung<br />
folgt erst im Anschluss exakt nach der<br />
realisierten Lösung.<br />
Vom Sensor bis in die Cloud<br />
Vario-X bedeutet aber nicht nur Backplanes, Steuerungen,<br />
Kabel & Co. Eine Maschinenanlage, die damit<br />
automatisiert ist, bietet optional auch einen digitalen<br />
Zwilling: Ein bewegliches 1:1-Abbild der realen Anlage,<br />
das alle Funktionen und Parameter des späteren<br />
Systems beinhaltet – und das bereits in der Projektphase,<br />
bevor auch nur das erste mechanische Bauteil<br />
bestellt oder montiert wurde. Hinzu kommt, dass der<br />
digitale Zwilling die Maschinenanlage im laufenden<br />
Betrieb überwacht. Das liefert<br />
wertvolle Hinweise über die mechanischen<br />
und thermischen Einflüsse,<br />
denen die Maschine ausgesetzt<br />
ist. Für den Anwender eröffnet<br />
dies gänzlich neue Möglichkeiten<br />
bis hin zu innovativen<br />
Geschäftsmodellen.<br />
www.murrelektronik.com<br />
INFO<br />
Mehr zu Vario-X:<br />
hier.pro/gBsig<br />
Vario-X bringt mit dem digitalen<br />
Zwilling die Digitalisierung<br />
auf ein neues Niveau:<br />
Während des Betriebs<br />
liefert er die Datenbasis für<br />
Condition Monitoring und<br />
Predictive Maintenance.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 73
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Die innovative Automatisierungslösung Maxolution EHB modular ermöglicht, Logistiklösungen skalierbar und energieeffizient zu gestalten.<br />
Automatisierungs-Bundles von SEW-Eurodrive für die Smart Factory<br />
Logistikprozesse skalierbar und<br />
energieeffizient gestalten<br />
Um die gegenwärtigen und kommenden Herausforderungen in Produktion und Logistik zu meistern, müssen<br />
Planer, Systemintegratoren und Automatisierer ihre Anlagen zukunftsfähig und smart gestalten. SEW-Eurodrive<br />
entwickelte hierfür das Automatisierungs-Bundle Maxolution EHB modular. Es hilft, den Bedarf der Intra- oder<br />
Distributionslogistik mit Fördertechnik innovativ, skalierbar und energieeffizient zu gestalten.<br />
Frank Höreth, Leiter Maxolution System Solutions Business Development bei SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Automatisierungs-Bundles<br />
von SEW-Eurodrive für<br />
Logistikprozesse:<br />
hier.pro/sBDdu<br />
Elektrohängebahnen (EHB) sowie Elektrobodenbahnen<br />
(EBB) werden branchenübergreifend für<br />
den innerbetrieblichen Transport von Paletten, Boxen<br />
und individuellen Ladungsträgern eingesetzt. Sie sind<br />
das logistische Rückgrat in Produktions-, Lager- und<br />
Logistikzentren zur Verbindung des Lagers mit dem<br />
Wareneingang, der Kommissionierung und der Auslagerung.<br />
Hohe Geschwindigkeiten ermöglichen eine<br />
schnelle Überbrückung großer räumlicher Distanzen.<br />
Das Maxolution-Bundle EHB modular wurde genau<br />
für diese Einsatzzwecke entwickelt. Es ergänzt das<br />
Lösungsportfolio von SEW-Eurodrive<br />
für EHB und EBB.<br />
Die Automatisierungs-Bundles kommen<br />
in logistischen Anwendungen<br />
branchenübergreifend zum Einsatz.<br />
Gegenüber etablierten Produkten und<br />
Lösungen für die Automobilindustrie<br />
grenzt sich EHB modular ab mit einer<br />
offenen Schnittstelle für den Betrieb<br />
an marktgängigen Steuerungen, unterschiedlichen<br />
Kommunikationsvarianten<br />
und der Verwendung von Frequenzumrichtern<br />
und Steuerungskomponenten aus dem Automatisierungsbaukasten<br />
Movi-C des Automatisierungsspezialisten.<br />
Für den Einsatz in EHB- und EBB-Anlagen der<br />
Intralogistik wurden verschiedene Automatisierungs-<br />
Bundles vordefiniert, die erfahrungsgemäß einen<br />
Großteil der Kundenanforderungen in diesem Anwendungsbereich<br />
abdecken. Das gesamte Engineering der<br />
Geräte ist bereits erfolgt und die Gerätekombinationen<br />
wurden von dem Automatisierungsunternehmen<br />
aus Bruchsal ausgiebig getestet.<br />
Verdrahten, konfigurieren, loslegen<br />
Das Automatisierungs-Bundle EHB modular besteht<br />
aus zwei Frequenzumrichtern Movitrac advanced, einer<br />
UHX-Kleinsteuerung mit einem für diese Anwendung<br />
entwickelten Softwaremodul Movikit RGS. Das<br />
ist eine Programmbibliothek zur softwareseitigen<br />
Realisierung eines EHB-Fahrzeugs. Alles wird integriert<br />
in ein komplett steckbares, unbelüftetes Gehäuse<br />
mit LED-Display, Infrarot-Schnittstelle und integrierten<br />
Bremswiderständen. Durch die Verwen-<br />
74 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Steuerungstechnik « AUTOMATISIERUNG<br />
Die Automatisierungs-Bundles stehen als Vorzugsvarianten mit schnellen<br />
Lieferzeiten zur Verfügung.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Automatisierungs-Bundles EHB modular wurden für verschiedene Einsatzzwecke<br />
in der Produktionslogistik entwickelt.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
dung der neusten Automatisierungsprodukte sind die<br />
weltweite Servicefähigkeit und eine langfristige Produktverfügbarkeit<br />
sichergestellt.<br />
Sicherheitsfunktionen bereits validiert<br />
Die skalierbaren Sicherheitsfunktionen bis PLd sind<br />
bereits von SEW-Eurodrive validiert. Optional ist die<br />
Funktion „Sicher reduzierte Geschwindigkeit“ (SLS)<br />
über integrierte Motorgeber möglich. Die Antriebe<br />
mit hohem Stellbereich ermöglichen millimetergenaues<br />
Positionieren und dynamisches Fahren sowie<br />
schnelle Lastwechsel durch zwei Frequenzumrichter<br />
für Fahr- und Hilfsachse. Die Hängebahn-Getriebereihe<br />
HK ermöglicht das Auskuppeln im Stillstand<br />
und somit manuelles Bewegen des Gehänges oder<br />
Fahrzeugs. Ergänzt wird das Automatisierungs-<br />
Bundle EHB modular durch stationäre und mobile<br />
Kommunikationsmodule für CAN-Schienenbus oder<br />
Schlitzhohlleiter mit Profinet/Profisafe. Andere<br />
Ethernet-Protokolle sind ebenfalls möglich.<br />
Die Automatisierungs-Bundles EHB modular sind flexibel<br />
erweiterbar und lassen sich somit optimal an alle<br />
Kundenbedürfnisse anpassen. Der jeweils größere<br />
Umrichter kann – je nach Lastanforderungen – zwei<br />
Getriebemotoren ansteuern. Entsprechende Motorabgänge<br />
sind an der Gehäuseunterseite vorgesehen.<br />
Werden mehr als zwei Frequenzumrichter benötigt,<br />
zum Beispiel bei Zwei-Paletten-Fahrzeugen, dann<br />
können die Automatisierungs-Bundles problemlos um<br />
dezentrale Frequenzumrichter Movimot flexibel erweitert<br />
werden.<br />
Diese Baureihe ermöglicht darüber hinaus den Anschluss<br />
und die Auswertung der Sensorik der Lastaufnahmemittel.<br />
Das Bundle ist kombinierbar mit Synchron-<br />
und Asynchronmotoren für Energiesparlösungen<br />
der Effizienzklassen IE3 und IE4.<br />
Anwenderfreundliche Inbetriebnahme<br />
Eine kundenspezifische Anpassung des Softwaremoduls<br />
Movikit RGS in IEC61131-3 ist leicht möglich.<br />
Über ein integriertes Web-Interface können Inbetriebnahme<br />
und Diagnose ohne zusätzliche Engineering-Software<br />
anwenderfreundlich vorgenommen<br />
werden. Die integrierte Datenhaltung auf einer SD-<br />
Karte erlaubt die Übertragung der Inbetriebnahmedaten<br />
auf weitere Fahrzeuge in der Anlage. Für die<br />
Steuerung S7 bietet SEW-Eurodrive optional Funktionsbausteine<br />
zur integrierten Kommunikation mit<br />
den Gehängen sowie für die logische Segmentierung<br />
der Anlagen an.<br />
(jg)<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Automatisierungs-Bundles<br />
Maxolution EHB modular<br />
Automatisierungs-Bundles<br />
Maxolution EHB<br />
modular unterstützen die<br />
Kunden von SEW-Eurodrive<br />
bei der Realisierung<br />
ihrer Projekte.<br />
„Das Besondere hieran<br />
ist, dass sie einfach,<br />
durchgängig und skalierbar<br />
sind. Zudem eignen sie sich hervorragend für den<br />
Betrieb an marktgängigen Steuerungen“, erläutert<br />
Nicola Magrone, Vertrieb Maxolution System<br />
Solutions.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 75
AUTOMATISIERUNG » Sicherheitstechnik<br />
Euchner erweitert Vernetzungsoptionen für Schutztürsystem<br />
MGB2 Modular mit Ethercat/FSoE<br />
Die Digitalisierung in der Fertigungs- und Prozessindustrie ist weiter auf dem Vormarsch. Kommunikations- und<br />
netzwerkfähige Sicherheitstechnik von Euchner unterstützt Unternehmen dabei, diesen Wandel mitzugestalten.<br />
Zu den Smart-Safety-Lösungen des Unternehmens zählen Neuheiten beim hochflexiblen Schutztürsystem MGB2<br />
Modular, das jetzt auch mit einem Busmodul für die Anbindung an Ethercat mit FSoE verfügbar ist.<br />
Euchner erweitert damit die Anzahl der<br />
verfügbaren Anbindungen an Feldbusprotokolle<br />
für sein bewährtes Schutztürsystem<br />
MGB2 Modular. Neben Busmodulen<br />
für Profinet und Profisafe sowie<br />
Ethercat P/FSoE bringt Euchner ein Busmodul<br />
für den Anschluss an das sichere<br />
Ethercat/FSoE auf den Markt. Die MGB2<br />
Modular sichert Zugänge in Schutztüren<br />
und Zäunen zu Gefahrenbereichen in Maschinen<br />
und Anlagen ab.<br />
Das gesamte System ist modular aufgebaut<br />
und individuell gestaltbar: Es besteht<br />
aus einem Zuhaltemodul, darin enthaltenen<br />
Submodulen für mögliche Bedien-<br />
und Anzeigeelemente sowie optionalen<br />
Erweiterungsmodulen. Dazu wählt<br />
der Anwender das Busmodul MBM für die<br />
gewünschte Busanbindung aus. Als smarte<br />
Devices liefern die einzelnen Geräte eine<br />
Vielzahl von Diagnosedaten, wie Spannung,<br />
Temperatur oder<br />
Schaltzyklen in Form<br />
von Ethercat- oder<br />
Profinet-Meldungen.<br />
Mithilfe des<br />
integrierten Webservers<br />
erhält der<br />
Anwender bei Bedarf<br />
schnell einen detaillierten<br />
Überblick über den Status<br />
des Geräts.<br />
Ethercat und andere Protokolle<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Das Schutztürsystem MGB2<br />
Modular von Euchner ist<br />
jetzt auch mit einem Busmodul<br />
für die Anbindung an<br />
Ethercat mit FSoE verfügbar.<br />
Die MGB2 Modular ist die erste Zuhaltung<br />
für das sichere Ethercat. Euchner<br />
entwickelte bereits 2009 das erste<br />
Schutztürsystem mit integriertem Profinet/Profisafe<br />
und etablierte damit eine<br />
neue Kategorie von Schutztürsystemen<br />
mit integrierter sicherer Busanbindung.<br />
Im Jahr 2014 stellte das Unternehmen<br />
das Schutztürsystem mit integriertem<br />
Ethernet/IP<br />
mit CIP Safety vor. Das<br />
Traditionsunternehmen<br />
in Leinfelden bei Stuttgart<br />
bleibt dabei stets<br />
dem Grundgedanken der<br />
MGB2 treu: Modular und<br />
einfach zu integrieren. Anwender<br />
können bei allen<br />
MGB2-Varianten ihr Systemen nach ihren<br />
individuellen Anforderungen gestalten.<br />
In zahlreichen Branchen, insbesondere<br />
in der Automobilindustrie und etlichen<br />
Bereichen der Automatisierung, hat sich<br />
die MGB2 bereits erfolgreich etabliert.<br />
Die MGB2 Modular für die Profinet/Profisafe-Anbindung<br />
erfährt bereits seit dem<br />
Verkaufsstart eine hohe Nachfrage. Genauso<br />
überzeugen die Vorteile der jüngsten<br />
verfügbaren Schutztürsysteme mit<br />
Anbindungen für Ethercat P/FSoE und für<br />
Ethercat/FSoE immer mehr Anwender.<br />
Das Busmodul MBM des Türschließsystems<br />
MGB2 Modular<br />
ist neben Ethercat P/FSoE nun<br />
auch für den Anschluss an<br />
Ethercat/FSoE erhältlich.<br />
Bild: Euchner<br />
Modularität für maximale<br />
Individualisierung<br />
Die MGB2 Modular mit einem Schutzniveau<br />
bis PL e sichert Schutztüren und<br />
Zäune an Maschinen und Anlagen bei gefahrbringenden<br />
Maschinenbewegungen.<br />
Die MGB2 Modular vereint Sicherheitsschalter,<br />
Riegel und Türschließmechanismus<br />
in einem Gerät. Konzipiert als Baukasten<br />
lässt sich das Multitalent vielseitig<br />
einsetzen. Erreicht wird dies durch die<br />
Trennung einzelner Funktionen in unterschiedlichen<br />
Modulen. Die drei Hauptfunktionen<br />
Buskommunikation, Türüberwachung<br />
sowie Bedienen und Anzeigen<br />
werden in separaten Modulen und Submodulen<br />
umgesetzt, die sich individuell<br />
kombinieren lassen.<br />
76 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
PC-SPS-<br />
Kommunikation<br />
Sie haben die Wahl<br />
Modularität durch klare<br />
Aufgabenteilung<br />
Zur Überwachung der Türstellung und<br />
zum Zuhalten sind die Verriegelungs- und<br />
Zuhaltemodule MGB2 verantwortlich.<br />
Diese Module verfügen über zwei spezielle<br />
Slots, die mit Submodulen MSM für<br />
unterschiedlichste Funktionselemente individuell<br />
mit Bedien- und Anzeigeelementen<br />
wie Drucktastern, Wahlschaltern,<br />
Schlüsselschaltern oder Not-Halt-Tastern<br />
bestückt werden können. Seit kurzem ist<br />
auch das neue sichere Schlüsselsystem<br />
CKS2 als Submodul in die MGB2 integrierbar.<br />
Es kann als Sperr-, Berechtigungs-<br />
oder Schlüsseltransfersystem eingesetzt<br />
werden.<br />
Für Anwender, die viele Funktionen benötigen,<br />
lässt sich das System mit den Erweiterungsmodulen<br />
MCM ergänzen: Das<br />
Erweiterungsmodul gibt es als kompakte<br />
Ausführung mit zwei Slots für bis zu<br />
sechs Bedien- oder Anwendungselemente<br />
oder als größere Ausführung mit vier<br />
Slots und Platz für bis zu zwölf zusätzliche<br />
Bedien- und Anwendungselemente.<br />
Die Submodule sowie ergänzende Erweiterungsmodule<br />
lassen sich individuell<br />
skalieren, Funktionen leicht erweitern<br />
und austauschen. Schließlich ist keine<br />
Safety-Applikation wie die andere. In einigen<br />
Produktionsprozessen soll für die<br />
Absicherung von Schutztüren mit Zuhaltungen<br />
beispielsweise ein zusätzlicher<br />
Not-Halt integriert werden, bei anderen<br />
Applikationen bedarf es Anforderungsund<br />
Quittierungstasten direkt an der<br />
Schutztür. Ebenso können sich im Laufe<br />
der Zeit durch Umbauten oder Erweiterungen<br />
von Maschinen, Anlagen und Produktionsstraßen<br />
neue Anforderungen an<br />
die Schutztürsysteme ergeben. Mit der<br />
MGB2 profitieren Anwender von einem<br />
System, das sich auch für zukünftige Anforderungen<br />
leicht anpassen lässt und<br />
damit eine hohe Investitionssicherheit<br />
bietet.<br />
Kopf des Systems: Busmodul<br />
als dezentrale Schaltzentrale<br />
Das Busmodul MBM bildet den Kopf des<br />
Systems: Hier laufen alle Informationen<br />
der angeschlossenen Module zusammen,<br />
die über das Bussystem an die Steuerung<br />
übertragen werden. Das Busmodul fungiert<br />
dabei als kleine dezentrale Schaltzentrale.<br />
Das Zuhaltemodul der MGB2 kann an alle<br />
Busmodule direkt angeschlossen oder separat<br />
montiert und mit Kabeln verbunden<br />
werden. Der besondere Vorteil dabei:<br />
Beim abgesetzten Busmodul lassen sich<br />
gleich mehrere Zuhaltemodule MGB2<br />
Modular sowie separat montierte Erweiterungsmodule<br />
an dasselbe Busmodul anschließen.<br />
Dies eröffnet Freiheiten bei der<br />
Anlagengestaltung und spart Hardwarekosten.<br />
Die umfangreichen Diagnose- und Kommunikationsfunktionen<br />
in Form von<br />
Ethercat- oder Profinet-Meldungen und<br />
der integrierte Webserver liefern einen<br />
schnellen und detaillierten Überblick über<br />
den Status des Geräts. Andererseits<br />
schickt die Steuerung ihre Signale über<br />
das Busmodul an die angeschlossenen<br />
Systemmodule, um beispielsweise die Zuhaltung<br />
anzusteuern oder eine Leuchte<br />
einzuschalten.<br />
Dank des modularen Aufbaus und der<br />
Submodule stehen unzählige Variationsmöglichkeiten,<br />
zusätzliche Funktionen,<br />
unterschiedliche Vernetzungsoptionen<br />
sowie intelligente Kommunikationsfähigkeiten<br />
für Industrie-4.0-Anwendungen<br />
zur Verfügung. Smart-Safety-Lösungen<br />
von Euchner bieten Anwendern viel Potenzial,<br />
ihr Gesamtsystem zu diagnostizieren,<br />
effizient zu nutzen und weiter zu<br />
optimieren. Als Pionier auf diesem Gebiet<br />
entwickelt Euchner seine industriellen Sicherheitsschalter<br />
und Sicherheitssysteme<br />
für die heutigen Anforderungen der IoT-<br />
Welt kontinuierlich weiter. (ge)<br />
www.euchner.de<br />
INFO<br />
Weitere Details zur MGB2:<br />
hier.pro/KJfJO<br />
ACCON-OPC-Server UA<br />
über IoT-Standard kommunizieren<br />
ACCON-AGLink<br />
die umfangreiche Kommunikationsbibliothek<br />
zur Erstellung eigener Programme<br />
Beides jetzt auch mit<br />
Unterstützung für:<br />
Secure Communication<br />
TIA Portal V18<br />
Firmware V3.0.x<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 77<br />
www.deltalogic.de/pc-sps
AUTOMATISIERUNG » Sensoren & Messtechnik<br />
Messverstärker von GTM sorgen für Präzision<br />
Datenerfassung nah am Kraftsensor<br />
In der Industrie, vor allem bei einem hohen Grad an Automatisierung, ist es essenziell, Messwerte zuverlässig<br />
zu erfassen und sie verzögerungs- und störungsfrei zur weiteren Verarbeitung zu übermitteln. Die neuen<br />
DMS-Messverstärker der Serie ILA von GTM sorgen als ein Kernelement der Kraftmesskette für höchste<br />
Präzision, auch bei hochdynamischen Test- und Prüfstandsanwendungen. Sie besitzen darüber hinaus weitere<br />
Eigenschaften, die zur Modernisierung der Kraftmesstechnik führen können.<br />
Martina Orasmaa, Marketing & Communication Manager bei GTM Testing and Metrology GmbH, Bickenbach<br />
Amplifier digitalisiert die Signale analoger<br />
DMS-Sensoren wie etwa Kraftaufnehmer,<br />
Drehmomentsensoren oder Wägezellen.<br />
Dabei ist er mit einer echten<br />
Messrate von 40 kS/s und einer Bandbreite<br />
von 2 kHz auch für hochdynamische<br />
Test- und Prüfanwendungen sowie anspruchsvolle<br />
industrielle automatisierte<br />
Anwendungen und Prozesse die Lösung.<br />
Der In-Line DMS-Messverstärker (ILA) von GTM ist präzise, dynamisch und leistungsstark<br />
und eröffnet Anwendern die Möglichkeit, klassische Messeinrichtungen neu zu denken.<br />
In praktisch allen Bereichen von Wissenschaft<br />
und Technik sind Messketten<br />
als fester Bestandteil von Prüf- und<br />
Testverfahren nicht mehr wegzudenken.<br />
Dabei ist die Produktion der benötigten<br />
Sensoren eine Seite, die andere ist die<br />
Entwicklung von Messverfahren und<br />
-einrichtungen, um Sensoren für konstant<br />
präzise Ergebnisse regelmäßig zu kalibrieren.<br />
Beide Seiten sind die Kernkompetenz<br />
von GTM. Aufnehmer, Mehrkomponentensysteme,<br />
Messeinrichtungen und vom<br />
Unternehmen entwickelte Verfahren zum<br />
Messen und Kalibrieren kommen in Prüfstandsanwendungen<br />
in den verschiedensten<br />
Branchen zum Einsatz. Vom Knowhow<br />
der Experten profitieren Hersteller<br />
von Prüfmaschinen sowie Zukunftsbranchen<br />
wie Produzenten von Windkraftanlagen,<br />
die Prüfstände des Unternehmens<br />
zur Fertigungs- und Qualitätskontrolle<br />
einsetzen.<br />
Bild: GTM<br />
Bei den Aufnehmern der Bickenbacher<br />
sind vor allem die Kraftaufnehmer der Serie<br />
K eine etablierte Größe. Sie zeichnen<br />
sich durch das integrierende Biegeringprinzip,<br />
die hohe Präzision und eine lange<br />
Lebensdauer bei konstanten und zuverlässigen<br />
Messergebnissen aus. Bemerkenswert<br />
ist außerdem die Typenvielfalt<br />
mit über 13.000 Varianten. Das jeweils<br />
exakt passende Modell lässt sich mittels<br />
eines neu entwickelten Online-Konfigurators<br />
mit wenigen Klicks schnell, unkompliziert<br />
und individualisiert zusammenstellen.<br />
Neben der fortlaufenden Weiterentwicklung<br />
bewährter Produkte wie der<br />
Serie K sind die stetige Marktbeobachtung,<br />
der enge und partnerschaftliche<br />
Kundenkontakt und metrologische Innovationen<br />
ein weiterer Antrieb des gesamten<br />
GTM-Teams. Ein Beispiel dafür ist der<br />
DMS-Messverstärker der Serie ILA, der<br />
seit 2021 im Programm ist. Der Inline-<br />
Der Weg zu smarten Lösungen<br />
Mit seinen vielfältigen Einsatzmöglichkeiten<br />
hat der neue ILA-Messverstärker das<br />
Potenzial, die klassische Kraftmesstechnik<br />
auf ein neues Level zu heben. Marcel<br />
Richter, Director Product Management &<br />
Marketing von GTM: „Mehr und mehr sehen<br />
wir, dass zum einen der klassische<br />
Schaltschrank aus dem Fokus rückt beziehungsweise<br />
signifikante Kostenreduktionen<br />
möglich sind, wenn man den Schaltschrank<br />
(radikal gesprochen) obsolet machen<br />
würde. Zum anderen wandert die<br />
hoch performante Messdatenerfassung<br />
(DAQ) ebenfalls in Richtung des dezentra-<br />
Bild: GTM<br />
Mit dem Online-Konfigurator haben Kunden von<br />
GTM die Möglichkeit, mit nur wenigen Klicks den<br />
für sie passenden Kraftaufnehmer der Serie K zu<br />
finden und sofort zu bestellen.<br />
78 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
len Ansatzes, in Richtung Aufnehmer. Das<br />
bedeutet konkret, dass die beiden etablierten<br />
Welten – klassische DMS-Messverstärker im<br />
Schaltschrank zum einen und Präzisions-<br />
Messdatenerfassung (DAQ) zum anderen –<br />
immer mehr miteinander verschmelzen und<br />
viele Kunden bereits heute schon neue und<br />
innovative Lösungen fordern, um den Weg zu<br />
smarteren Lösungen aktiv in Angriff zu nehmen.“<br />
Betrachtet man es aus dieser Perspektive,<br />
handelt es sich bei dem DMS-Messverstärker<br />
der Serie ILA um eine komplett neue<br />
Produkt- und Gerätekategorie, die das Beste<br />
aus beiden Welten vereint. Noch dazu mit einem<br />
sehr guten Preis-/Leistungsverhältnis –<br />
ein wichtiges Argument, insbesondere für<br />
neue Prüfanlagen und anspruchsvolle Applikationen,<br />
die neben technischen Innovationen<br />
nie den Kostenaspekt aus dem Fokus<br />
verlieren dürfen. Und es gibt weitere, handfeste<br />
Vorteile. Mit einem dezentralen Aufbau<br />
der Kraft-Messkette lassen sich lange (und<br />
kostspielige) „klassische“ Messleitungen einsparen.<br />
Alle Mess- und Regeltechniker wissen<br />
genau, welche Herausforderung z.B. Frequenzumrichter<br />
in Bezug auf EMV-Störungen<br />
sein können. Zwar ist der ILA-Verstärker<br />
noch immer per analoger Messleitung mit<br />
dem jeweiligen Aufnehmer beziehungsweise<br />
Sensor verbunden, doch nicht länger als 1 bis<br />
maximal 10 m. Hinter dem Messverstärker<br />
geht es dann einfach und effizient mit handelsüblichen<br />
Ethernet-Leitungen (CAT5 und<br />
aufwärts) zum Netzwerkswitch oder direkt in<br />
die Steuerung weiter. Der große Kundenvorteil:<br />
Messverstärker und DMS-Aufnehmer<br />
bilden keine untrennbare Einheit, und damit<br />
haben Kunden die Flexibilität, sollte ein<br />
Tausch der einzelnen Komponenten im Lauf<br />
des Lebenszyklus der gesamten Messkette<br />
notwendig sein.<br />
besitzt der Messverstärker IP67-Anschlüsse<br />
– sowohl für den M12-Aufnehmer-, als auch<br />
für den RJ45-Anschluss für die Steuerung<br />
und die Versorgung. Ein weiterer Vorteil besteht<br />
darin, dass der Messverstärker mittels<br />
industriellem Power-over-Ethernet (PoE) gespeist<br />
wird. Aus GTM-Sicht ebenfalls unverzichtbar,<br />
um einen dezentralen Ansatz nah<br />
am Sensor zu realisieren. Hierbei wird die<br />
Ethercat-Kommunikation und -Versorgung<br />
bis zum ILA über handelsübliche Ethernet-<br />
Leitungen (CAT5 und aufwärts) realisiert. Als<br />
Teil einer Messkette lassen sich die ILA-<br />
Messverstärker von GTM auch mit mehreren<br />
DMS-Sensoren bzw. Messketten schnell und<br />
einfach kombinieren – pro DMS-Sensor ein<br />
Verstärker – und einfach per Plug & Play als<br />
Daisy-Chain verbinden. Selbst DMS-Aufnehmer<br />
anderer Hersteller sind hier nicht ausgenommen:<br />
aus Kundensicht ein echtes Pro-<br />
Argument. Die lange Messleitung vom<br />
Schaltschrank zu jedem Aufnehmer fällt somit<br />
weg. Mit Support der Ethercat-Schnittstelle,<br />
die inzwischen in dem Test & Measurement-Marktumfeld<br />
ein gesetzter Quasi-<br />
Standard ist, ist der ILA-Messverstärker zukunftssicher,<br />
und das auch für anspruchsvolle<br />
Anwendungen der Qualitäts- und Prozesskontrolle.<br />
Integrierte Filterfunktionen sowie<br />
die Möglichkeit, hochdynamische Messungen<br />
per Distributed Clocks (1 µS) auch bei<br />
dezentraler Netzwerkstruktur synchron in<br />
der Steuerung weiter zu verarbeiten, runden<br />
das Gesamtpaket ab.<br />
www.gtm-gmbh.com<br />
Bild: GTM<br />
Die GTM-Kraftaufnehmer<br />
der Serie K sind seit<br />
Jahrzehnten im Programm,<br />
sie überzeugen durch lange<br />
Lebensdauer und hohe<br />
technische Performance.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zum<br />
ILA-Messverstärker von GTM:<br />
Zielsicher.<br />
Infrarotkameras. Pyrometer. Zubehör. Software.<br />
Berührungslose Temperaturmessung<br />
von -50 °C bis +3000 °C.<br />
Besuchen Sie uns: www.optris.de<br />
Tel: +49 30 500 197-0<br />
Unsere kostengünstigen kurzwelligen und langwelligen<br />
Infrarotkameras mit einem umfangreichen Softwarepaket<br />
sind ideal für industrielle Temperaturmessungen.<br />
Wir bieten technischen Support, um Sie schnell zur<br />
besten Temperaturmesslösung zu führen.<br />
Weg mit der langen Messleitung<br />
Damit dieser Ansatz auch in rauen Umgebungsbedingungen<br />
zuverlässig funktioniert,<br />
hier.pro/7NE5H<br />
when temperature matters<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 79
AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />
Mehr Nachhaltigkeit mit klimafreundlicher Schaltschrankplanung<br />
Saisonal angepasste Kühlung<br />
verspricht mehr Effizienz<br />
Kann ein Schaltschrank in jeder Jahreszeit energieeffizient betrieben werden, ohne dabei thermisch bedingte<br />
Ausfälle zu riskieren? Eine Untersuchung des Instituts für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung<br />
(IGTE) der Universität Stuttgart zusammen mit der Friedrich Lütze GmbH in Weinstadt zeigt: Das gelingt<br />
mit kanalloser Verdrahtung, Lüftersystem und bedarfsgerechter Zukühlung. Das Potential der Kombination<br />
verschiedener Kühlmechanismen kann mittels einer intelligenten Regelung genutzt werden.<br />
Daniel Haag, M.Sc. und Dr.-Ing. Wolfgang Heidemann (IGTE); Michael Bautz, Produktmanager Cabinet, Lütze<br />
IM ÜBERBLICK<br />
S<br />
Im Praxisbeispiel konnte chaltschränke für elektrische<br />
der Energieverbrauch pro Komponenten haben in der Industrie<br />
zahlreiche Einsatzfelder. Da-<br />
Jahr um 76 % von 557 auf<br />
nur 131 kWh reduziert werden<br />
– entsprechend bezüglich der verwendeten Kompobei<br />
gibt es viele Ausführungen, die<br />
156 kg CO 2<br />
weniger. nenten und Anwendungszwecke standardisiert<br />
sind, es existiert aber auch viel<br />
Individualität. Hinzu kommt, dass sich selbst<br />
in Schaltschränken, die auf den ersten Blick identische<br />
Komponenten enthalten, unterschiedliche Temperaturverteilungen<br />
ausbilden können.<br />
Im konkreten Anwendungsfall bestimmt beispielsweise<br />
die Taktzeit des zu steuernden Prozesses, welche thermische<br />
Verlustleistung in einem Schaltschrank frei<br />
wird. Auch Faktoren wie die Bauteilplatzierung beeinflussen<br />
stark die individuelle Temperatur, der ein einzelnes<br />
Bauteil ausgesetzt ist. Einen universellen Kühlmechanismus,<br />
der für alle Anwendungsfälle und Eventualitäten<br />
einen sorgenfreien Betrieb ermöglicht und<br />
dazu noch energieeffizient ist, gibt es nicht. Deshalb<br />
ist es entscheidend, sich bereits in der Planungsphase<br />
Gedanken über das Klima im Schaltschrank zu machen.<br />
Fehler, die hier begangen werden, beeinflussen den gesamten<br />
Lebenszyklus der Anlage und können zu einem<br />
späteren Zeitpunkt nur noch mit einem Mehraufwand<br />
an Zeit und Finanzmitteln behoben werden.<br />
Bild 1: Im Praxisbeispiel kommt das Airstream-Verdrahtungssystem als<br />
Basis für die klimafreundliche Schaltschrankkühlung zum Einsatz.<br />
Bild: Lütze<br />
Effizienz und Ausfallsicherheit erreichen<br />
Die Friedrich Lütze GmbH und das IGTE der Universität<br />
Stuttgart arbeiten im Rahmen einer langjährigen<br />
Kooperation an bedarfsgerechten und umweltfreund -<br />
lichen Kühlkonzepten für Schaltschränke. Dabei ist<br />
festzustellen, dass die Forderung nach größerer Energieeffizienz<br />
in der Industrie auch im Schaltschrank -<br />
bereich angekommen ist. Zudem werden auch andere<br />
Anforderungen wie die Sicherheit gegen thermisch<br />
80 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Bild 2: Temperaturfelder in einer Schaltschrankkombination ohne trennende Innenwände (gestrichelte Linie), wobei der linke Teil frei und der rechte aktiv<br />
gekühlt ist. In der linken Hälfte der Darstellung ist die Temperaturverteilung für den nichtoptimierten Zustand zu sehen, in der rechten Hälfte entsprechend für<br />
den optimierten Zustand mit Airblowern (rechts). Die Temperaturen bewegen sich zwischen 25 (blau) und 50 °C (rot).<br />
Bild: IGTE<br />
bedingten Ausfall für Anlagenbetreiber immer wichtiger.<br />
Denn durch die digitale Transformation und die<br />
damit verbundene starke Vernetzung von allen Produktionsschritten<br />
können selbst kleinste Ausfälle bei der<br />
Schaltschrankfunktionalität weitreichende Folgen haben,<br />
die es zu vermeiden gilt.<br />
Außerdem nehmen der öffentliche und politische<br />
Druck zu, bei jedem Produktionsschritt Emissionen einzusparen.<br />
Ein ganzheitlich berechneter CO 2 -Fußabdruck<br />
eines Industrieerzeugnisses beinhaltet auch die<br />
bei der Produktion verursachten Emissionen. Nachfolgend<br />
soll deshalb anhand eines häufig auftretenden –<br />
aber wenig Beachtung findenden – Fallbeispiels gezeigt<br />
werden, wie durch ein saisonales und bedarfsgerechtes<br />
Kühlkonzept eine Energie- und Emissions -<br />
reduktion umgesetzt werden kann.<br />
Über die Einzelschrankbetrachtung<br />
hinaus denken<br />
Der Fokus der meisten Klimabetrachtungen im Schaltschrankbereich<br />
liegt auf Einzelschränken. Allerdings<br />
treten in der Praxis Kombinationen von Schaltschränken<br />
ohne trennende Innenwände ebenso häufig wie<br />
Einzelschränke auf. Aus thermodynamischer Sicht beeinflussen<br />
Aufstellsituation und räumliche Trennung<br />
eines Schaltschrankes dessen Klima sehr stark. Betrachtet<br />
man praxisübliche Schaltschrankkombinationen,<br />
so stellt man fest, dass häufig nur an jedem zweiten<br />
oder dritten Schaltschrank eine aktive Kühlung<br />
(Klimagerät oder Wärmeübertrager) angebracht wird.<br />
Werden hier lediglich die Kenndaten wie Verlustleistung<br />
pro Schrank und maximal nutzbare Kühlleistung<br />
betrachtet, scheint ein Betrieb möglich. In der Realität<br />
ergibt sich aber ein anderes Bild. Auch hier zeigt das<br />
nachfolgende Praxisbeispiel exemplarisch, welches<br />
Energieeinsparpotential häufig ungenutzt bleibt.<br />
Praxisbeispiel Schaltschrankkombination<br />
Teilen sich mehrere Schaltschränke eine aktive Kühlung<br />
(Klimagerät oder Wärmeübertrager) tritt häufig<br />
ein Verteilungsproblem auf. Dieses lässt sich anhand<br />
einer CFD-Simulation anschaulich verdeutlichen. In<br />
Bild 2 ist die Temperaturverteilung in einer Schaltschrankkombination<br />
ohne trennende Innenwände,<br />
bestehend aus zwei Schaltschränken gezeigt. Beide<br />
Schaltschränke sind mit dem kanallosen<br />
Airstream-Verdrahtungssystem von<br />
Lütze aufgebaut.<br />
Der rechte Schrank hat eine aktive Kühlung,<br />
der linke Schrank nicht. In der linken<br />
Hälfte von Bild 2 ist die Ausggangssituation<br />
gezeigt. Dabei ist der linke<br />
Schrank bei freier Kühlung betrieben,<br />
was bedeutet, dass nur eine sehr geringe<br />
Luftumwälzung bedingt durch thermischen<br />
Auftrieb vorliegt. Man erkennt<br />
anhand der CFD-Simulation, dass im<br />
linken Schrank keine kalte Luft ankommt<br />
und sich im oberen Bereich<br />
zahlreiche Hotspots bilden. Der rechte<br />
aktiv gekühlte Schrank ist thermisch<br />
unbedenklich, da in diesen eine ausreichende<br />
Kühlleistung eingebracht wird.<br />
Möchte man mit dieser Konfiguration<br />
auch den linken Schrank ausreichend<br />
kühlen, muss die eingebrachte Kühlleistung<br />
stark erhöht werden. Dabei sinkt<br />
aber auch die Temperatur der Luft im aktiv gekühlten<br />
Schrank stark ab und es droht Kondensatbildung durch<br />
die großen Temperaturunterschiede.<br />
Die bessere Lösung ist es, die kalte Luft gut zwischen<br />
den Schränken zu verteilen. In der rechten Hälfte von<br />
Bild 2 ist gezeigt, wie dies umgesetzt werden kann.<br />
Bild: Lütze<br />
Bild 3: Um die Kühlung zu<br />
optimieren, kommen im<br />
Praxisbeispiel Airblower-<br />
Lüfter (oben) zusätzlich zum<br />
Airstream-System zum<br />
Einsatz.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 81
AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />
In diesem optimierten Zustand befindet sich in jedem<br />
der Schränke ein Airblower (Umluftgebläse des<br />
Airstream -Verdrahtungssystems, Bild 3), der eine gerichtete<br />
Zirkulationsströmung um den Verdrahtungsrahmen<br />
erzeugen kann. Dadurch reicht es aus, eine<br />
vergleichsweise geringe Kühlleistung in den rechten<br />
Schrank einzubringen.<br />
Durch das Aufbrechen der Temperaturschichtung und<br />
die vielfach höheren Umwälzraten der Luft wird das<br />
Klima in beiden<br />
Schränken verbessert<br />
und die Hotspots im<br />
zuvor stark belasteten<br />
linken Schrank<br />
werden aufgelöst.<br />
Der energetische Vorteil dieses Kühlkonzeptes kann<br />
verdeutlicht werden, wenn hierzu ein gesamtes Produktionsjahr<br />
betrachtet wird. Die Temperatur in einer<br />
Produktionshalle ist großen jahreszeitlichen Schwankungen<br />
unterworfen. Wie stark diese sind, hängt vom<br />
Einzelfall ab. Basierend auf Erfahrungswerten wird im<br />
Folgenden von einem typischen Temperaturbereich<br />
zwischen 20 und 35 °C ausgegangen. Dieser Temperaturbereich<br />
wird über das Jahr hinweg entsprechend<br />
den monatlichen<br />
Durchschnittswerten<br />
in Deutschland für das<br />
Jahr 2020 (Quelle:<br />
DWD) verteilt.<br />
Bild 4 zeigt die Temperaturverläufe,<br />
die sich<br />
im Modell daraus ergeben.<br />
In schwarz sind<br />
die bereits erwähnten<br />
Wetterdaten (Außenklima)<br />
gezeigt, in gelb<br />
die Hallentemperatur<br />
und in rot die maximale Temperatur im Schaltschrank.<br />
Der untersuchte Schaltschrank ist dabei bereits aus<br />
Bild 2 bekannt.<br />
Zunächst wird der linke Schaltschrankbereich betrachtet,<br />
der im Ausgangszustand keine aktive Kühlung besitzt.<br />
Für diesen wird eine freiwerdende Verlustleistung<br />
von 500 W angenommen. Als Regelgröße wird eine<br />
maximal zulässige Temperatur im Schaltschrank von<br />
40 °C festgelegt. Wird diese Temperatur im Schaltschrank<br />
überschritten, muss dem Schaltschrank durch<br />
eine aktive Kühlung Wärme entzogen werden.<br />
In Bild 4 ist oben zunächst der Ausgangszustand gezeigt,<br />
bei dem im Schaltschrank nur eine geringe Luftbewegung<br />
herrscht. Die blauen Balken geben für jeden<br />
Monat den mittleren Zukühlbedarf in Watt an. Diese<br />
Kühlleistung muss dem Schaltschrank im Monatsmittel<br />
zugeführt werden, um die vorgeschriebene Temperatur<br />
von 40 °C zu erreichen. Man erkennt, dass von<br />
April bis November eine zusätzliche Kühlung notwendig<br />
ist. Das Maximum wird entsprechend dem Temperaturverlauf<br />
in der Halle im August erreicht. In den<br />
Monaten, in denen nicht aktiv zugekühlt wird, liegen<br />
die Temperaturen im Schaltschrank nahe den 40 °C.<br />
Aus der CFD-Simulation ist bekannt, dass hier ebenfalls<br />
eine starke Temperaturschichtung vorliegt.<br />
»Das Rechenbeispiel zeigt,<br />
wie durch eine umweltschonende<br />
Schaltschrankplanung Betriebskosten<br />
und Energieaufwand für die<br />
Schaltschrankkühlung sinken, ohne<br />
dass das Risiko eines thermisch<br />
bedingten Ausfalls steigt.«<br />
Dabei hat ein Air -<br />
blower im geregelten<br />
Betrieb nur eine elektrische<br />
Leistungsaufnahme<br />
von 15 W. Das<br />
besondere ist, dass<br />
die Regeleinheit des<br />
Airblowers über einen zusätzlichen potentialfreien<br />
Ausgang das individuell eingesetzte Gerät zur aktiven<br />
Kühlung (zum Beispiel ein Klimagerät oder Wärmeübertrager)<br />
steuern kann. Über mehrere Pt100-Temperaturfühler<br />
können Temperaturen im Schrank erfasst<br />
und diese als Regelgrößen eingesetzt werden.<br />
Bild 4: Temperaturen und Zukühlbedarf für den nichtoptimierten<br />
Zustand mit freier Kühlung (oben) und im Vergleich dazu für den<br />
optimierten Zustand mit Airblower (unten).<br />
Bild: IGTE<br />
Temperaturschichtungen aufbrechen<br />
Betrachtet man demgegenüber den Fall mit Airblower,<br />
der in Bild 4 unten gezeigt ist, erkennt man, dass hier<br />
eine erhebliche Verbesserung im Hinblick auf den zur<br />
Kühlung einzusetzenden Energieaufwand erzielt werden<br />
kann. Eine Zukühlung ist hier nur noch in den<br />
82 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
News « AUTOMATISIERUNG<br />
Monaten Juni bis September erforderlich. Und auch die<br />
Größe der aufzuwendenden Kühlleistung wird erheblich<br />
reduziert. Im August, in dem der Maximalwert<br />
auftritt, wurde der Zukühlbedarf von 450 auf 200 W<br />
reduziert. Auch in den Monaten, in denen nicht aktiv<br />
zugekühlt werden muss, sind die Temperaturen mit<br />
Airblower deutlich geringer. Wenn man Temperaturen<br />
bis 40 °C im Schaltschrank zulässt, kann hier auch ein<br />
getakteter Betrieb des Airblowers realisiert werden.<br />
Fazit<br />
Anhand Bild 4 lassen sich die Effekte einer saisonalen<br />
Kühlung anschaulich aufzeigen. Wird der optimierte<br />
Zustand mit dem nicht optimierten Zustand verglichen,<br />
ergibt sich das mögliche Einsparpotential an<br />
Energie und Emissionen. Exemplarisch wird von einem<br />
2-Schichtbetrieb ausgegangen, der an jedem Werktag<br />
des Jahres abläuft. Für den EER-Wert (Energy Efficiency<br />
Ratio) bei der Erzeugung von Kälte wird ein Wert<br />
von 2 angenommen, das heißt pro 2 kWh Kälte muss<br />
1 kWh Elektrizität aufgewandt werden.<br />
Für den nichtoptimierten Zustand ergibt sich im Jahr<br />
ein Verbrauch an Elektrizität von 557 kWh – für den<br />
optimierten mit Airblower dagegen liegt der Verbrauch<br />
an Elektrizität bei nur 131 kWh. Dies entspricht einer<br />
Reduktion um 76 %. Hierbei sind die zusätzlichen<br />
Gebläseleistungen bereits mit eingerechnet.<br />
Da die zur Kälteerzeugung eingesetzte Elektrizität aus<br />
einem Strommix mit fossilen Anteilen besteht, kann<br />
ein CO 2 -Einsparpotential für die betrachteten Varianten<br />
bestimmt werden. Unter den genannten Annahmen<br />
ist die Größe der Emissionsreduktion ebenfalls<br />
76 %. Legt man der Berechnung den deutschen Strommix<br />
von 2020 zu Grunde, ergibt sich jedes Jahr eine<br />
Reduktion von 204 auf 48 kg CO 2 .<br />
Wird das aufgezeigte Potential auf eine gesamte Fertigungsanlage<br />
skaliert, ergäbe sich bei 200 solcher<br />
Schaltschrankkombinationen ein Einsparpotential von<br />
über 85.000 kWh und 31 t CO 2 . Das hier erläuterte<br />
Rechenbeispiel zeigt, wie durch eine umweltschonende<br />
Schaltschrankplanung die Betriebskosten und der<br />
Energieaufwand für die Schaltschrankkühlung gesenkt<br />
werden können, ohne dass das Risiko eines thermisch<br />
bedingten Ausfalls steigt.<br />
(co)<br />
www.luetze.com; www.igte.uni-stuttgart.de<br />
INFO<br />
Mehr zur Schaltschrank -<br />
kühlung mit Airstream:<br />
hier.pro/QyXkE<br />
Laserscanner<br />
Mit Rear-Tail-Option und neuem Gehäuse<br />
Die Laserscanner Scancontrol<br />
3000 von Micro-Epsilon verfügen<br />
in der neuen Rear-Tail-Ausführung<br />
über einen rückseitigen Kabelabgang<br />
inklusive integriertem Kabel.<br />
Hierdurch wird der Platzbedarf für<br />
den Einbau des Scanners um die<br />
Hälfte reduziert. Die Kabellänge<br />
beträgt 30 cm, eine Verkabelung<br />
nach oben entfällt. Dadurch reduziert<br />
sich die Einbauhöhe. Gegenüber<br />
dem Standardmodell lassen<br />
sich so insgesamt knapp 50 % des<br />
Bauraums einsparen. Für den Einsatz<br />
in rauen Industrieumgebungen<br />
ist zusätzlich ein neues<br />
Schutzgehäuse verfügbar. Es bietet<br />
Anschlüsse für Luftspülung sowie<br />
Flüssigkeitskühlung, einen<br />
verstellbaren Spritzschutz, ein<br />
auswechselbares Schutzglas und<br />
eine Freiblaseinrichtung. Über die<br />
mit Druckluft versorgte Freiblaseinrichtung<br />
können Staub oder<br />
Energieketten<br />
Kompakte Allrounder für kleine Bauräume<br />
Die kompakte Kunststoff-Energiekette<br />
UA1250 von Tsubaki Kabelschlepp<br />
bewährt sich in Anwendungen<br />
mit kleinen Bauräumen,<br />
zum Beispiel in Hubliften oder<br />
Flurförderzeugen. Sie zeichnet sich<br />
zudem durch eine besonders stabile,<br />
geschlossene Bauart aus. Die<br />
ebenfalls kompakte ET0250 gehört<br />
zur Serie Easytrax und ist auch unter<br />
dem Spitznamen ‚die schnelle<br />
Lamelle‘ bekannt. Der Grund: Sie<br />
verfügt über flexible Lamellen, in<br />
die Leitungen und Schläuche ganz<br />
einfach eingedrückt werden können.<br />
Eine schnelle Leitungsbelegung<br />
ermöglicht auch die QT0250<br />
– denn Quicktrax-Energieführungsketten<br />
besitzen 2K-Verschlussbügel<br />
mit flexiblem Filmscharnier,<br />
die sich bei leichtem<br />
Späne direkt entfernt werden,<br />
Reinigungsvorgänge werden<br />
minimiert. Das Gehäuse mit zusätzlicher<br />
Wasserkühlung bietet<br />
neben dem Schutz vor mechanischen<br />
Schäden auch<br />
Schutz gegen hohe Umgebungstemperaturen.<br />
Alternativ<br />
ist ein Beheizen des Sensors bei<br />
niedrigen Außentemperaturen<br />
möglich. Die integrierte Schutz -<br />
scheibe lässt sich bei Beschädigung<br />
kostengünstig tauschen.<br />
Druck auf den Entriegelungsmechanismus<br />
nahezu von<br />
selbst öffnen.<br />
Alle genannten Energieführungssysteme<br />
eignen sich für<br />
freitragende Anwendungen genauso<br />
wie für den gleitenden<br />
Einsatz (Bauart 030) – und sind<br />
auch liegend in kreisförmigen<br />
Bewegungen (Rundläufer) einsetzbar.<br />
Bild: Tsubaki Kabelschlepp<br />
Bild: Micro-Epsilon
AUTOMATISIERUNG » News<br />
Steckverbinder von Binder<br />
Für den IIoT-Einsatz<br />
optimiert<br />
Bild: Binder<br />
Für die Geräteversorgung mit 63 V DC<br />
bei bis zu 16 A hat Binder sein<br />
M12-Portfolio um Flanschsteckverbinder<br />
mit L-Kodierung und Tauchlötkontakten<br />
erweitert. Die platzsparenden<br />
Produkte der Serie 823 eignen<br />
sich für das Hand-, Wellen- und<br />
Reflow-Löten auf Leiterplatten. In gestecktem<br />
Zustand nach IP68 geschützt,<br />
eignen sie sich sowohl zur<br />
Front- als auch zur Rückwandmontage,<br />
wobei ihre zweiteilige <strong>Konstruktion</strong><br />
hilft, Fehlerquellen zu eliminieren:<br />
Da der Einbaukörper auf die Platine<br />
gelötet, aber das Flanschgehäuse direkt<br />
am Gerät befestigt wird, kann das<br />
Löten ohne das Gehäuse erfolgen und<br />
letzteres montiert werden, ohne dabei<br />
die Lötstellen zu beeinträchtigen. Den<br />
Trend hin zu Miniaturisierung und<br />
verringertem Installationsaufwand<br />
nimmt der Hersteller mit einer eigenen<br />
Einkabellösung für das M12-Segment<br />
auf. Der M12-Steckverbinder<br />
kombiniert 7 Signal- mit 2 Powerkontakten<br />
und ermöglicht somit die Leistungs-<br />
und Signalversorgung in nur<br />
einem Steckverbinder. Zudem kündigt<br />
Binder die Entwicklung von<br />
M12-Steckverbindern mit Push-<br />
Pull-Außenverriegelung an. Anstatt<br />
zu schrauben, verrastet hier die Kabel-<br />
mit der Geräteseite beim Aufdrücken<br />
des Steckers. Das Produktdesign<br />
folgt der DIN EN IEC<br />
61076–2–010 und gewährleistet die<br />
geräteseitige Rückwärtskompatibilität<br />
zur M12-Schraubverriegelung.<br />
Wartungsfreier Summenzähler von Hengstler<br />
20 Takte pro Sekunde<br />
Ein besonderes Merkmal des Summenzählers Colibri 490 von Hengstler ist<br />
die hohe Zählfrequenz von bis zu 20 Zahlen pro Sekunde. Damit eignet er<br />
sich auch für die Verwendung in Maschinen mit sehr hohen Taktzahlen. Der<br />
Zähler verfügt darüber hinaus über eine 6– bis 7-stellige Anzeige mit 4 mm<br />
hohen Ziffern: So können auch hohe Werte dargestellt werden. Das Zählwerk<br />
wird über ein Magnetfeld angetrieben und ist deshalb vor Staub und<br />
Schmutz geschützt. Da die Zählung berührungslos abläuft, muss der Colibri<br />
nicht gewartet werden und hat eine Lebensdauer von bis zu 10 Mio.<br />
Schaltspielen. Dank seiner kompakten Abmessungen (27x25x20 mm) ist<br />
der Zähler auch in Anwendungen mit sehr wenig Bauraum einsetzbar. Der<br />
Colibri 490 hält Schocks bis zu 20g stand und funktioniert selbst bei<br />
Schwingungen bis zu 2g bei 150 Hz einwandfrei.<br />
Weder starkes Strahlwasser<br />
noch extreme Temperaturen<br />
zwischen –10 °C und +50 °C<br />
können den Betrieb des<br />
Zählers beeinträchtigen.<br />
Der Colibri 490 eignet sich<br />
für die interne Zykluszählung<br />
in der nutzungsgerechten<br />
Instandhaltung.<br />
Sisgo-Betriebssystem für Mathworks-Software<br />
PikeOS unterstützt Matlab-Simulink-Code<br />
Bild: Hengstler<br />
Die Modellierungssoftware<br />
Simulink von<br />
Mathworks ist jetzt<br />
mit dem Echtzeitbetriebssystem<br />
und Hypervisor<br />
PikeOS von<br />
Sysgo integriert. Sie ist<br />
eine Matlab-Erweiterung<br />
und eignet sich<br />
zum raschen Erstellen<br />
von technisch-physikalischen und finanzmathematischen<br />
Modellen. Diese<br />
können dann über Matlabs Embedded<br />
Coder in Programmiersprache übersetzt<br />
und in PikeOS ausgeführt werden.<br />
Durch die Kombination beider<br />
Technologien haben Entwickler eingebetteter<br />
Software die Möglichkeit,<br />
Anwendungen zu entwerfen wie komplexe<br />
Schaltungen, Regelungssysteme,<br />
Strömungsmodelle oder Fahrassistenzsysteme,<br />
die in einer gemischtkritikalen<br />
Umgebung sicher ausgeführt<br />
werden können. Da Simulink sicherheitszertifizierbar<br />
ist, bietet sich<br />
eine Kombination mit PikeOS an. Das<br />
Betriebssystem bietet Schutz vor<br />
Cyberangriffen durch Sicherheitsfunktionen<br />
wie Trusted Execution Environment,<br />
Secure Boot oder Intrusion Detection.<br />
Der PikeOS Separation Kernel<br />
(Ver. 5.1.3.) ist gegen den Security-<br />
Standard Common Criteria auf Stufe<br />
EAL 5+ zertifiziert. Endanwender<br />
erhalten so funktional sichere und<br />
cybersichere Anwendungen.<br />
Bild: Sysgo<br />
84 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Software-Tool von SEW-Eurodrive<br />
Mit wenigen Klicks zur Safety-Struktur<br />
Steckverbindungen von ODU<br />
Digitale Wege bei der Beschaffung<br />
Die Safety Configuration<br />
Library (SCL) ist ein kostenfreies<br />
Software-Tool von SEW-<br />
Eurodrive mit dem Fokus auf<br />
funktionale Sicherheit. Sie unterstützt<br />
Kunden bei der Vorauswahl<br />
von Antriebskomponenten<br />
mit passender Sicherheitstechnik.<br />
Neu hinzugekommen<br />
sind jetzt die Schaltschrankgeräte<br />
des Automatisierungsbaukastens<br />
Movi-C<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
wie Frequenzumrichter und<br />
Controller. Die Struktur eines<br />
Sicherheitskonzepts mit Antriebskomponenten<br />
des Herstellers<br />
lässt sich mit wenigen<br />
Klicks erstellen. Über die Konfiguration<br />
wählt man die Anforderungen<br />
an das Konzept<br />
aus sowie die gewünschten<br />
Produkte. Alle Konzepte sind<br />
auf ihre Eignung geprüft, so<br />
dass die Anforderungen des<br />
geforderten Performance Levels<br />
(PLr) erfüllt werden. Am<br />
Ende der Konfiguration entsteht<br />
ein vollständiges Konzeptbild.<br />
Dieses projektspezifische<br />
Ergebnisprotokoll lässt<br />
sich als PDF herunterladen.<br />
ODU hat die wachsende Bedeutung von digitalen Optionen in<br />
der heutigen Entwicklungs- und Beschaffungsumgebung erkannt.<br />
Auf der eigenen Website bietet der Hersteller daher<br />
den Product Finder, der den Kunden zur optimalen Steckverbinderlösung<br />
führt. Dieses intuitiv zu bedienende Filtersystem<br />
findet das richtige Produkt und erstellt das benötigte Steckverbinder-Datenblatt<br />
in einem übersichtlichen Format, ohne<br />
einen Katalog zu<br />
durchforsten. Ein<br />
weiterer Vorteil des<br />
Product Finders ist<br />
die Identifikation von<br />
Produkten, die in den<br />
Express-Lieferservice<br />
eingebunden sind.<br />
Innerhalb von 15 Arbeitstagen<br />
versendet<br />
ODU seine Produke<br />
an seine Kunden<br />
weltweit.<br />
Bild: ODU<br />
Hochspannungs-Stecksysteme für den Antriebsstrang.<br />
Hergestellt von Stäubli.<br />
Wenn es um Hochspannungsverbindungen in der E-Mobilität geht, ist<br />
höchste Leistungsübertragung auf kleinstem Raum gefragt. Unsere<br />
Steckverbinder werden mit bewährter Technik entwickelt und können exakt<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 85
AUTOMATISIERUNG » News<br />
Füllstandsensor von Vega mit integrierter Cybersecurity<br />
Auf Sicherheitsmission<br />
Bild: Vega<br />
Vega begibt sich auf Sicherheitsmission:<br />
Im Januar 2023 lieferte der Schwarzwälder<br />
Hersteller den nach eigenen Angaben<br />
„weltweit wohl ersten“ Füllstandsensor<br />
mit integrierter Cybersecurity an seine<br />
Kunden aus. Er will damit ein starkes Zeichen<br />
gegen die auch industrieweit zunehmende<br />
Bedrohung durch Cyber-Kriminelle<br />
setzen. Rein äußerlich ist ihm nichts<br />
anzumerken: Der Radarsensor Vegapuls<br />
6X passt mit der Dokumentation perfekt<br />
in den maßgeschneiderten Karton und erhält<br />
am Ende der Verpackungslinie sein<br />
Versandetikett. Empfänger: Ein Chemie-<br />
unternehmen in Nordhessen. Doch was<br />
beim Kunden ankommt, ist etwas anderes<br />
als alle bislang am Markt erhältlichen<br />
Füllstandsensoren. Integriert bringt der<br />
Sensor erstmals zusätzlichen Anlagenschutz<br />
mit. Er ist nach der Cyber-Sicherheitsnorm<br />
IEC 62443-4-2 entwickelt<br />
worden und erfüllt damit die höchsten<br />
Standards, die derzeit in der Prozessindustrie<br />
zur Verfügung stehen. Mit der<br />
Zertifizierung als Leitfaden will das Unternehmen<br />
künftige Produkte von Beginn<br />
an nach allen bestehenden Sicherheitsanforderungen<br />
entwickeln.<br />
LTE450-Router Insys Icom<br />
Der Router zum Netz<br />
Im März 2023 startet in Teilen Deutschlands<br />
das LTE450-Netz für Akteure der<br />
kritischen Infrastrukturen. Insys Icom liefert<br />
mit seinem Industrie-Router MRX<br />
LTE450 die dafür nötige Hardware. Sie<br />
gewährleistet laut Anbieter auch in Krisenzeiten<br />
(Stromausfall, Hochwasser) eine<br />
sichere Funkverbindung. Langfristig<br />
trägt der Router zu einer optimalen Mobilfunkabdeckung,<br />
auch in ländlichen Gegenden<br />
und an schwer zugänglichen<br />
Standorten mit nur unzureichender Funkabdeckung<br />
bei. Durch die Nutzung von<br />
zwei SIM-Karten ermöglicht die neue Industrie<br />
Router Variante nicht nur den Zugang<br />
zum LTE450-Netz, sondern auch<br />
zum öffentlichen Mobilfunk. Die Industrie-Router<br />
der MRX-Serie sind mit drei<br />
oder fünf Kartenslots erhältlich. Zusätzlich<br />
zu den Verbindungsarten DSL, Fiber,<br />
LAN, LTE ist nun durch die Produkterweiterung<br />
auch LTE450 verfügbar.<br />
Bild: Insys Icom<br />
Windmesser von FSG<br />
Geeignet für sensible Zonen<br />
Bild: FSG Fernsteuergeräte<br />
FSG-Windmesser sind überall dort im Einsatz,<br />
wo die Windgeschwindigkeit gemessen<br />
werden muss. Jetzt sind die Geräte der<br />
Baureihe AN-60-Z-MH auch in einer Ausführung<br />
mit ATEX- bzw. IECEx-Zertifikat<br />
erhältlich. Damit können diese Anemometer<br />
mit magnetischem Messsystem auch in<br />
explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt<br />
werden, bei denen bei Normalbetrieb<br />
oder vorhersehbaren Fehlfunktionen keine<br />
Zündgefahr besteht (Schutzniveau Gb).<br />
Typische Einsatzgebiete für den AN-<br />
60-Z-MH sind Sicherheits- und Überwachungssysteme<br />
von Kran- und Baggeran-<br />
lagen, an Skiliften und Seilbahnen, an<br />
Windkraftanlagen und als Komponenten<br />
von Wetterstationen aller Art. Windmesser<br />
von FSG arbeiten standardmäßig mit<br />
einem verschleißfreien magnetischem<br />
Messsystem, der Messbereich für die<br />
Windgeschwindigkeit reicht von 0 bis<br />
40 m/s. Optionen und Zubehör ermöglichen<br />
es, die beste Konfiguration zur jeweiligen<br />
Anwendung zu finden, beispielsweise<br />
gefederte Schalensterne oder eine<br />
elektronisch geregelte Heizung für den<br />
Betrieb bis -35 °C.<br />
86 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Zugangsberechtigung<br />
Jetzt auch mit Karte oder Sticker<br />
Bild: Pilz<br />
Mit seinem Zugangsberechtigungssystem<br />
Pitreader Card Unit stellt Pilz neue Formate<br />
für die Regelung von Zugangs- und<br />
Zugriffsberechtigungen vor: Die RFID-fähigen<br />
Karten und Sticker können gemeinsam<br />
mit oder anstelle des Transponderschlüssels<br />
eingesetzt werden. Mit den<br />
neuen Transpondervarianten erhalten Betreiber<br />
mehr Flexibilität beim Management<br />
von Zugangsberechtigungen.<br />
Gleichzeitig erfüllen sie auch die Anforderungen<br />
an die funktional sichere Betriebsartenwahl.<br />
Die RFID-Transponder<br />
sind sowohl frei beschreibbar als auch<br />
vorkonfiguriert erhältlich. Eine transparente<br />
Aussparung an der Karte bietet dem<br />
Anwender auch bei vorgehaltener Karte<br />
freie Sicht auf die LED-Statusanzeige am<br />
Zugangsberechtigungssystem. Werden im<br />
Unternehmen bereits RFID-fähige Karten<br />
verwendet, können diese ebenfalls im<br />
Verbund mit Pitreader Card Unit genutzt<br />
werden: Der Anwender benötigt dann nur<br />
eine Karte für mehrere Funktionen. Mit<br />
Pitreader S Card Unit stellt der Automatisierungsexperte<br />
zudem eine Variante für<br />
die Integration des OPC UA Standards vor,<br />
die optimale Sicherheit und Konnektivität<br />
ermöglicht. Über die grafische Oberfläche<br />
der dazugehörigen Softwarelösung PIT<br />
Transponder Managers (PTM) von Pilz<br />
verwaltet der Administrator seine Benutzereinstellungen,<br />
Blockierlisten und Anwenderdaten<br />
für die Transponderschlüssel,<br />
-karten oder -sticker. Mit vorkonfigurierten<br />
Templates werden individuelle Benutzerberechtigungen<br />
einfach und in wenigen<br />
Schritten auf den RFID-Transponder<br />
geschrieben. Die Importfunktion<br />
erlaubt, Informationen in kurzer Zeit direkt<br />
in die integrierte Datenbank einzulesen,<br />
für den Administrator eine deutliche<br />
Zeitersparnis. Sind mehrere Ausleseeinheiten<br />
in einem Unternehmen im Einsatz,<br />
werden diese mit dem Softwaretool User<br />
Authentication Service (UAS) organisiert.<br />
Kompakte Sicherheitslichtschranken von Schmersal<br />
In hygienegerechter Ausführung<br />
Hohe<br />
SPANNUNGSFESTIGKEIT<br />
Bild: Schmersal<br />
Schmersal hat neue Sicherheitslichtschranken<br />
für hygienesensible Bereiche<br />
entwickelt. Die einstrahligen Lichtschranken<br />
der SLB-Baureihe messen<br />
62 mm im Durchmesser und 115 mm in<br />
der Höhe. Sie eignen sich daher für den<br />
Einsatz an Tiefziehmaschinen für Lebensmittelverpackungen,<br />
an Schneideinrichtungen<br />
oder an anderen Maschinen<br />
mit beengten Bauräumen.<br />
Die Lichtschranken SLB440 sind nach<br />
dem Vorbild der Sicherheitslichtvorhänge<br />
und -lichtgitter SLC/ SLG 440 IP69<br />
konstruiert, die sich bereits seit einigen<br />
Jahren in der Nahrungsmittel- und Verpackungsindustrie<br />
bewährt haben. Auch<br />
die neuen Einstrahl-Lichtschranken sind<br />
den starken Beanspruchungen gewachsen,<br />
welche die üblichen Reinigungsvorgänge<br />
dieser Branchen mit sich bringen.<br />
Aufgrund einer durchdachten Detailkonstruktion<br />
erreicht die Baureihe SLB440<br />
die Schutzart IP69 (Schutz gegen Eindringen<br />
von Wasser bei Hochdruck- oder<br />
Dampfstrahl-Reinigung). Dazu zählt,<br />
dass die außen- und innenliegenden<br />
Dichtungen dieser berührungslos wirkenden<br />
Schutzeinrichtung (BWS) sehr<br />
hohen Anforderungen genügen und der<br />
häufigen Reinigung mit Laugen,<br />
Schaum, Heißdampf oder Hochdruck<br />
standhalten.<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 87
KOMPONENTEN » Maschinenelemente<br />
Condition-Monitoring-System von Hema für Sicherheitsklemmsysteme<br />
Maschinenkomponenten<br />
digital überwachen<br />
Die Digitalisierung durchdringt immer mehr Lebensbereiche und bietet auch dem Maschinenbau enorme<br />
Möglichkeiten – beispielsweise die permanente Überwachung zentraler Anlagen-Komponenten. Genau<br />
hier setzt ein Forschungsprojekt der Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH an: Das Unternehmen<br />
entwickelt gemeinsam mit Partnern aus der Wissenschaft ein Condition-Monitoring-Konzept für sein<br />
Sicherheitsklemmsystem RotoClamp. Erste Meilensteine wurden bereits erreicht.<br />
Dr. Wolfram Kleuver, Geschäftsführer der Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH, Seligenstadt<br />
Hema fertigt seit mehr als vier Jahrzehnten<br />
Komponenten für die<br />
Maschinensicherheit. Zum Produktportfolio<br />
gehören neben Schutzsystemen auch<br />
Sicht- sowie Klemm- und Bremssysteme.<br />
Besonders letztere sind ständigen mechanischen<br />
Belastungen ausgesetzt und sollten<br />
daher regelmäßig überprüft werden.<br />
Da es sich bei den Klemmsystemen allerdings<br />
um eine geschlossene Einheit handelt<br />
und sie zudem fest in der Maschine<br />
verbaut werden, ist eine Sichtprüfung ohne<br />
den kompletten Ausbau der Komponenten<br />
nicht möglich. Die Lösung wäre<br />
eine automatische Überwachung der<br />
Klemmsysteme aus der Ferne. Um seinen<br />
Kunden diese Option künftig bieten zu<br />
können, entwickelt Hema unter dem<br />
Namen „RotoGuard“ zurzeit ein digitales<br />
Condition-Monitoring-System für sein<br />
rotatorisches Sicherheitsklemmsystem<br />
RotoClamp. Dabei handelt es sich um ein<br />
pneumatisches Klemmsystem mit hohen<br />
Haltemomenten und übertrifft hydraulische<br />
Systeme sowohl an Wirksamkeit als<br />
auch an Effizienz, da die Systemkosten<br />
deutlich niedriger sind. Das Klemmsystem<br />
ist zudem Fail-Safe, weil die Welle bei einem<br />
Ausfall der Pneumatik sofort und mit<br />
großer Kraft fixiert wird. Die RotoClamp-<br />
Klemmsysteme eignen sich für<br />
rotatorische Positionsklemmungen<br />
in Dreh- und<br />
Schwenkachsen von Werkzeugmaschinen.<br />
Auffälligkeiten sollen<br />
frühzeitig erkannt werden<br />
Die pneumatischen Klemmsysteme sind<br />
im Betrieb hohen mechanischen Belastungen<br />
ausgesetzt, diese können langfristig<br />
das Funktionsverhalten beeinflussen.<br />
Veränderungen am Klemmsystem kündigen<br />
sich durch eine Veränderung messbarer<br />
Kenngrößen im Voraus an. Das Roto-<br />
Guard-Projekt hat es sich deshalb zum<br />
Ziel gesetzt, eine integrierte intelligente<br />
Induktive Wegaufnehmer erfassen<br />
die Auslenkung des Federblechs.<br />
Bild: Hema<br />
Die RotoClamp-Klemmsysteme sind in<br />
verschiedenen Ausführungen für alle<br />
üblichen Wellengrößen erhältlich.<br />
Bild: Hema<br />
88 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Mehrsprachige<br />
Katalogproduktion<br />
Bild: Hema<br />
Das Besondere an der<br />
RotoClamp ist ihr Innenleben:<br />
Das Klemmsystem<br />
basiert auf dem Prinzip<br />
des Federspeichers.<br />
Sensoreinheit zu entwickeln, mit der die<br />
Funktion und die Wechselwirkungen des<br />
Sicherheitsklemmsystems kontinuierlich<br />
überwacht werden können. In Echtzeit<br />
gewonnene Messwerte und daraus abgeleitete<br />
Statusinformationen und Handlungsempfehlungen<br />
sollen dem Nutzer<br />
dann jederzeit zur Verfügung stehen.<br />
So kann er bei auffälligen Messwerten<br />
früh eine Überprüfung des Klemmsystems<br />
veranlassen und einen ungeplanten Maschinenstillstand<br />
verhindern. Zudem ermöglicht<br />
solch ein System die Weitergabe<br />
des Wissens über das Funktionsverhalten<br />
der Klemmsysteme an den Kunden. So<br />
könnten in der Datenverarbeitung implementierte<br />
Algorithmen die Optimierung<br />
des dynamischen Zustellverhaltens oder<br />
die effektivere Nutzung der pneumatischen<br />
Klemmkrafterhöhung ermöglichen.<br />
Bei dem Projekt „RotoGuard“ arbeiten die<br />
Maschinenspezialisten mit dem Fachbereich<br />
Mess- und Sensortechnik der TU<br />
Darmstadt und der Core Sensing GmbH<br />
zusammen. Gemeinsam wollen die Projektpartner<br />
ein neuartiges, integriertes<br />
Datenerfassungssystem entwickeln. Mit<br />
dem Forschungsprojekt soll eine praxistaugliche<br />
Implementierung eines durchgängigen<br />
KI-basierten Condition-Monitoring-Konzeptes<br />
erzielt werden.Core Sensing<br />
GmbH<br />
Die passende Messtechnik<br />
steht bereit<br />
Einige Meilensteine hat das RotoGuard-<br />
Projekt bereits erreicht. So ist die Entwicklung<br />
des messtechnischen Konzeptes<br />
für die Funktionserprobung des Prototyps<br />
mittlerweile abgeschlossen. Als primäre<br />
zu erfassende Messgröße wurde der<br />
pneumatische Druck festgelegt. Zudem<br />
soll das CM-System auch die Ableitung<br />
des Schaltzustands und die Auslenkung<br />
des Federblechs messen sowie über die<br />
Temperaturerfassung und deren mögliche<br />
Veränderung Bremsvorgänge aufzeigen.<br />
In den vergangenen Monaten hat das<br />
Projektteam bereits einzelne Sensoren<br />
ausgewählt, die später diese Aufgabe<br />
übernehmen sollen. Die komplette Sensorik<br />
für die Funktionsprüfung am Prototyp<br />
ist damit jetzt einsatzbereit. Das Integrationskonzept<br />
für die Sensorik ist also bereits<br />
abgeschlossen und ein Demonstrator<br />
steht ebenfalls bereit. Im nächsten Schritt<br />
werden Funktionsprüfungen des RotoGuard-Systems<br />
unter Last auf im Teststand<br />
sowie innerhalb einer Werkzeugmaschine<br />
stattfinden. Die dabei gewonnenen Daten<br />
liefern dann die Grundlage für unterschiedliche<br />
Modelle zur Zustandsüberwachung<br />
der pneumatischen Klemmsysteme.<br />
(jg)<br />
www.hema-group.com<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Klemmsystemen von Hema:<br />
hier.pro/Tb5Kc<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 89
KOMPONENTEN » Maschinenelemente<br />
Onlineportal unterstützt bei der Auslegung von Metallfedern<br />
Wegweiser durch den<br />
Federndschungel<br />
Welche Metallfeder auch immer benötigt wird: Auf Federnshop.com erwartet den<br />
Konstrukteur eine Auswahl von 27 Typen aus Rund- und Flachmaterial inklusive Berechnungs-Tool.<br />
Gutekunst Federn empfiehlt, das Portal als Auslegungshelfer zu nutzen.<br />
Die Beschaffung kann dann direkt erfolgen.<br />
Bild: Gutekunst Federn<br />
Die Vielfalt an Druckfedern ist groß – Orientierung ist hilfreich.<br />
Wären Metallfedern zentraler Lernstoff<br />
an Schulen, so würde sich der<br />
Nachwuchs über den Federnshop.com als<br />
willkommene Hausauf gaben- und Klassenarbeits-Hilfe<br />
freuen. Gutekunst Federn<br />
empfiehlt seinen digitalen Shop als professionelle<br />
Auslegungshilfe auch für<br />
Fachleute und Konstrukteure.<br />
Das Online-Portal biete für fast alle Anwendungsfälle<br />
ein „praktisches und vielfältiges<br />
Beschaffungsportal für Metall -<br />
federn“, so Gutekunst Federn. Egal, ob<br />
Druck-, Zug- oder Biegebeanspruchung<br />
vorliege oder ob Rückstell-, Ausgleichsund<br />
Schwingungskräfte bereitgestellt<br />
werden müssten. Die potenziellen Anwendungen<br />
von Metallfedern reichen von<br />
• extremen Kälte- und Hochtemperaturanwendungen<br />
wie in der Luft- und<br />
Raumfahrt über solche in<br />
• aggressiven Umgebungen wie im<br />
Schiffbau und in<br />
• hygienisch kritischen Bereichen wie in<br />
der Lebensmittel- und Medizintechnik<br />
bis hin zur<br />
• sicheren Kontaktierung von<br />
elektrischen Verbindungen<br />
verschiedenster Art.<br />
Das Sortiment ist vielfältig: Nutzer können<br />
benötigte Metallfedern unter 27 verschiedenen<br />
Federtypen aus Rund- und<br />
Flachmaterial bestellen, individuell anfragen<br />
und auch berechnen. Das Katalog -<br />
artikelangebot bietet bei 20 Federartikeln<br />
über 12.603 Federbaugrößen ab Lager, in<br />
der Regel mit 92-prozentiger Verfügbarkeit,<br />
teilt Gutekunst Federn mit.<br />
Der Anbieter gibt<br />
zugleich Tipps für<br />
eine effiziente<br />
Vorgehensweise in<br />
der Abfolge Informieren,<br />
Berechnen,<br />
Suchen und<br />
Auswählen nach<br />
Symbolen und<br />
notfalls Anfragen.<br />
So wird der Federnshop<br />
zum<br />
Auslegungshelfer:<br />
Zu jedem Katalog -<br />
artikel stellt er<br />
umfangreiche Informationen<br />
zur<br />
Verfügung, Staffelpreise,<br />
Datenblätter<br />
und CAD-Daten. Sie können ohne<br />
vorherige Registrierung aufgerufen, angepasst<br />
und heruntergeladen werden.<br />
Berechnen und dann<br />
suchen lassen<br />
Weiter lassen sich Federberechnungen für<br />
Druck-, Zug- und Schenkelfedern aufgrund<br />
individueller Eigenschaften nach<br />
So ist das Angebot strukturiert: Zu jedem Federnprodukt gibt es die<br />
Optionen Berechnung und Anfrage.<br />
Bild: Gutekunst Federn<br />
90 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
DIN 13906 durchführen, um dann im nächsten<br />
Schritt im Katalogangebot nach einer<br />
passenden Standardfeder suchen zu lassen<br />
oder einfach bei Gutekunst anzufragen. Die<br />
Symbole der Produkt-Auswahl machen auf<br />
einen Blick deutlich, welches Angebot für<br />
den jeweiligen Federntyp zur Verfügung<br />
steht. Einfach auf das gewünschte Symbol<br />
unterhalb der passenden Federabbildung<br />
klicken, empfiehlt Gutekunst.<br />
Und sollte der benötigte Federntyp nicht zur<br />
Auswahl angeboten werden, können die<br />
Feder daten (Maßdaten, Zeichnung, CAD-<br />
Daten) mit gewünschter Stückzahl über das<br />
Fragezeichen-Symbol oder per E-Mail an<br />
service@federnshop.com angefordert werden.<br />
eProcurement auf<br />
verschiedensten Wegen<br />
Basierend auf dem langjährigen Know-how<br />
des Anbieters stehen zusätzlich technische<br />
Informationen rund um Metallfedern zur<br />
Verfügung ebenso wie ein viel fältiges Angebot<br />
zur elektronischen Beschaffung (eProcurement),<br />
wie eine OCI-Schnittstelle oder alternativ<br />
BMECat-, CIF- und Excel-Daten zur<br />
Übernahme in das eigene Bestellsystem.<br />
Das Familienunternehmen Gutekunst Federn<br />
wurde 1964 gegründet und ist spezialisiert<br />
auf die Entwicklung und Fertigung von<br />
Druck-, Zug- und Schenkelfedern sowie<br />
Draht biegeteilen und Sicherungselementen<br />
aus Federstählen aller Art. Heute zählt das<br />
Unternehmen mit vier Niederlassungen in<br />
Deutschland und Frankreich nach eigenen<br />
Angaben zu den bekanntesten Federnherstellern<br />
in Europa und unterhält europaweit<br />
eines der größten Lager mit 12.603<br />
Standard federbaugrößen. Das nach ISO 9001<br />
und 14001 zertifizierte Unternehmen beschäftigt<br />
320 Mitarbeiter und beliefert weltweit<br />
rund 100.000 Kunden.<br />
(os)<br />
federnshop.com<br />
INFO<br />
Tipps zur Federnauslegung:<br />
hier.pro/Hdux8<br />
WIR PRODUZIEREN NACH<br />
IHREN VORGABEN<br />
Wir freuen uns auf<br />
Ihren Besuch<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 91
Cobots von Schneider Electric erhöhen die Sicherheit<br />
Interaktion von Mensch<br />
und Maschine verbessern<br />
Alle Modelle der Lexium-Reihe verfügen über eine Drehmomentüberwachung, mit denen sie eine Kollision erkennen. Bei einem unerwarteten Kontakt<br />
sorgt ein Sicherheitsprotokoll dafür, dass der aus Aluminium gefertigte Greifarm seine Bewegung sofort unterbricht.<br />
Bild: Schneider Electric<br />
Cobots sind so konzipiert, dass sie als Teil eines integrierten Robotersystems an der Seite von Menschen<br />
arbeiten, um die Effizienz und Produktivität zu steigern und Ausfallzeiten zu verringern. Bei der Lexium-<br />
Cobot-Reihe von Schneider Electric handelt es sich um ein hocheffizientes, fortschrittliches Robotersystem<br />
mit der Technologie, die für die Durchführung komplexer Aufgaben erforderlich ist. Es kann zudem in Umgebungen<br />
arbeiten, die für Menschen gefährlich sind, und lässt sich problemlos in bestehenden oder neuen<br />
Produktionslinien in verschiedenen Branchen einsetzen.<br />
INFO<br />
Mehr zu den Cobots der<br />
Lexium-Reihe von<br />
Schneider Electric:<br />
hier.pro/zo1bb<br />
Für die gefahrlose Zusammenarbeit von Mensch und<br />
Maschine hat Schneider Electric einen neuen kollaborativen<br />
Roboter entwickelt. Der sogenannte Lexium<br />
Cobot ist in fünf Modellvarianten verfügbar und kann<br />
als Standalone- Lösung in nahezu jeder Industrieanlage<br />
nachgerüstet werden. Dank der konstanten Überwachung<br />
von Drehmoment und Drehzahl kann der erste<br />
kollaborative Roboter des Tech-Konzerns auch äußerst<br />
vorsichtige und behutsame Bewegungen ausführen. So<br />
ist es im Gegensatz zu klassischen Robotikanwendungen<br />
möglich, dass auf weitere Schutzvorrichtungen verzichtet<br />
werden kann. Der äußerst bewegliche<br />
Roboterarm wird rein grafisch programmiert<br />
und lässt sich per handgeführtem Teaching<br />
auf neue Bewegungsprofile einstellen.<br />
Behutsame Beweglichkeit<br />
macht Mensch und Maschine<br />
effizienter<br />
Anders als herkömmliche Industrieroboter,<br />
die üblicherweise mit hoher Beschleunigung<br />
und immensen Kräften aufwarten, können Cobots in direkter<br />
Nachbarschaft mit ihren menschlichen Kollegen<br />
tätig sein. Die Leichtbauroboter sind standardmäßig mit<br />
Sicherheitsprotokollen ausgestattet und verfügen über<br />
eine sensible Kraftüberwachung, um einen Zusammenstoß<br />
zu erkennen. Das qualifiziert sie für eine<br />
Vielzahl an Anwendungen, die mit herkömmlichen<br />
Industrierobotern nicht möglich wären.<br />
Cobots der Lexium-Serie verfügen über<br />
eine Drehmomentüberwachung<br />
Der erste Cobot von Schneider Electric ist in insgesamt<br />
fünf Ausführungen erhältlich. Diese unterscheiden<br />
sich hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Traglast (3 bis<br />
zu 18 kg) sowie ihres Arbeitsradius. Alle Modelle der<br />
Reihe verfügen über eine Drehmomentüberwachung,<br />
mit der sie eine Kollision erkennen. Bei einem unerwarteten<br />
Kontakt sorgt ein Sicherheitsprotokoll dafür,<br />
dass der aus Aluminium gefertigte Greifarm seine<br />
Bewegung sofort unterbricht. Abgerundete Kanten<br />
sowie das insgesamt geringe Gewicht mindern die<br />
92 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Robotik « KOMPONENTEN<br />
Bild: Schneider Electric<br />
Bei Schneider Electric<br />
ist Lexium Cobot Teil<br />
der Automatisierungs -<br />
plattform Ecostruxure<br />
Machine.<br />
Verletzungsgefahr zusätzlich. Da so, je nach Anwendung,<br />
zusätzliche Sicherheitseinrichtungen entfallen,<br />
lassen sich im Vergleich zu traditionellen Industrierobotern<br />
etwa 30 bis 40% an Platzbedarf einsparen.<br />
Was die Lexium Cobot-Modelle von Schneider Electric<br />
zudem besonders auszeichnet, ist ihre hohe Beweglichkeit.<br />
Aufgrund der insgesamt sechs Achsen<br />
lässt sich praktisch jedes beliebige Bewegungsprofil<br />
realisieren. Und das übrigens nicht nur in Anlagen, in<br />
die der Schneider-Cobot fest integriert wird. Dank eigener<br />
SPS-Steuerung kann der Roboterarm auch als<br />
Standalone-Lösung verwendet und maschinellen Abläufen<br />
vor- oder nachgeschaltet werden – etwa,<br />
wenn es darum geht, Werkstücke an einen Menschen<br />
zu übergeben oder verpackte Waren zu stapeln.<br />
Handgeführtes Teaching und<br />
grafische Programmierung<br />
Eine weitere Besonderheit des neuen kollaborativen<br />
Roboters von Schneider Electric ist die grafische Programmierung.<br />
Diese setzt, außer einem gewissen<br />
Maß an technischem Grundwissen, keinerlei spezifische<br />
Ausbildung voraus. Die Ausführung bestimmter<br />
Aufgaben erlernt der Cobot zudem, indem ihm das<br />
geforderte Bewegungsprofil durch manuelles Führen<br />
des Roboterarms beigebracht wird. Dieses sogenannte<br />
handgeführte Teaching hat eine weitere Vereinfachung<br />
des Programmiervorgangs zur Folge und<br />
macht das kleinteilige Parametrieren von Bewegungseinstellungen<br />
überflüssig. Auf diese Weise ist<br />
der Cobot sehr schnell einsatzbereit und kann im Fall<br />
Bild: Schneider Electric<br />
von Umrüstungen auch kurzfristig auf neue Gegebenheiten<br />
eingestellt werden. Spezielles Fachwissen<br />
für Programmierung oder Inbetriebnahme ist nicht<br />
vonnöten. Bei dem Automatisierungsunternehmen<br />
ist Lexium Cobot Teil der ganzheitlichen Automatisierungsplattform<br />
Ecostruxure Machine. Das damit<br />
bezeichnete Portfolio umfasst unter anderem weitere<br />
Roboter, Transportsysteme (Lexium MC12 – Multi<br />
Carrier), Motion-Steuerungen und Antriebe sowie eine<br />
einheitliche Softwarelösung für sämtliche Stationen<br />
der Maschinenentwicklung.<br />
(jg)<br />
www.se.com/de<br />
Anders als herkömmliche<br />
Industrieroboter, die<br />
üblicherweise mit hoher<br />
Beschleunigung und immensen<br />
Kräften aufwarten,<br />
können Cobots in<br />
direkter Nachbarschaft<br />
mit ihren menschlichen<br />
Kollegen tätig sein.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 93
KOMPONENTEN » News<br />
Bügelgriffe von Kipp<br />
In neuen Durchmessern<br />
Bild: Kaco<br />
Bild: Kipp<br />
Bügelgriffe des Typs Aluminium rund (K0201) bietet Kipp künftig<br />
auch in den Durchmessern 8, 12, 16 und 20 mm an. Die Modelle<br />
mit einem Durchmesser von 10 mm sind darüber hinaus in neuen<br />
Längen verfügbar. Passende Abschlussscheiben hat der Hersteller<br />
ebenfalls im Programm – diese sind wie die Bügelgriffe selbst in<br />
den Oberflächen „naturfarben eloxiert“<br />
und „schwarz eloxiert“ erhältlich.<br />
Eine neue Produktfamilie<br />
(K1793) ersetzt das bisherige Sortiment<br />
der Bügelgriffe Edelstahl rund.<br />
Sie ist in den Durchmessern 5, 8, 10,<br />
12 und 16 mm und in zahlreiche Längen<br />
Längen erhältlich. Diese Produkte<br />
werden aus dem Werkstoff Edelstahl<br />
1.4404 (A4) gefertigt; beim<br />
Oberflächen-Finish können die Kunden zwischen gleitpoliert und<br />
matt gestrahlt wählen. Abschlussscheiben können auch hier separat<br />
bestellt werden – sie sind zusätzlich in blank poliert verfügbar.<br />
Bügelgriffe dienen zum Öffnen und Schließen von Abdeckungen,<br />
Verkleidungen und Hauben. Verwendung finden sie im Maschinen-,<br />
Anlagen-, Werkzeug- und Vorrichtungsbau oder im IT-Bereich an<br />
Server-Racks und Rackschränken. Aber auch für den Einsatz an<br />
Möbeln und in der Reha- beziehungsweise Medizintechnik werden<br />
Bügelgriffe benötigt.<br />
Bidirektionales Dichtsystem<br />
Rückwärts wie vorwärts<br />
Elektrische Antriebe benötigen bekanntermaßen Dichtsysteme,<br />
die an der Antriebsmaschine drehrichtungsunabhängig<br />
funktionieren. Die bisher bekannten Systeme<br />
haben jedoch eine Vorzugsdrehrichtung für Vorwärtsfahrt<br />
(V-max) und eine entsprechend ausreichend gute Performance<br />
in Bezug auf Rückwärtsfahrtgeschwindigkeitsprofile.<br />
Da zum einen die Anforderungen an die Rückwärtsfahrt<br />
tendenziell gestiegen sind, und vor allem „Back-toback“<br />
E-Maschinen-Anordnungen auf einer Achse vermehrt<br />
Anwendung finden, hat Kaco ein Dichtsystem entwickelt,<br />
welches einen beidseitigen Verbau zulässt. Das<br />
bedeutet, die Dichtung erfüllt ohne Vorzugsrichtung in<br />
beiden Drehrichtungen das Lastkollektiv der Vorwärtsfahrt,<br />
wodurch auch die Rückwärtsfahrt bezüglich Geschwindigkeit<br />
und Dauer analog Vorwärtsfahrt realisierbar<br />
ist.<br />
Das Dichtsystem wurde bereits erfolgreich skaliert und in<br />
Anwendungsgebieten bis 45 m/s bei einem Wellendurchmesser<br />
von 60 mm erfolgreich erprobt. Dies deckt laut<br />
Anbieter bereits mehr als 90 % aller bekannten Kundenprofile<br />
gesichert ab.<br />
Heißkanalverteiler von Hasco<br />
Mehrkomponentenspritzguss auf neuem Niveau<br />
Der Streamrunner von Hasco ist ein additiv<br />
gefertigter Heißkanalverteiler mit<br />
höchsten Freiheitsgraden in der <strong>Konstruktion</strong>.<br />
Die Fließkanäle können mit dieser<br />
Technologie rheologisch optimal ausgelegt<br />
werden, indem scharfe Kanten sowie<br />
schlecht durchströmte Bereiche komplett<br />
vermieden werden. Diese materialschonende<br />
Schmelzeführung führt zu einer<br />
deutlich niedrigeren Scherbelastung im<br />
Kunststoff und in weiterer Folge zu einer<br />
besseren Qualität der Spritzgießteile.<br />
Durch die freie dreidimensionale Gestaltung<br />
der Massekanäle ergeben sich auch<br />
völlig neue Möglichkeiten im Mehrkomponentenspritzguss.<br />
Verschiedene Kunststoffkomponenten<br />
beziehungsweise Farben<br />
können auf engstem Raum verteilt<br />
und die Kanäle ineinander verschlungen<br />
werden. Dies ermöglicht Produktdesignern,<br />
bisherige Einschränkungen bei der<br />
94 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023<br />
Gestaltung von Kunststoffformteilen zu<br />
überwinden und neue Designoptionen zu<br />
nutzen. Da der additiv gefertigte Heißkanal<br />
ohne separate Umlenkelemente auskommt,<br />
können sehr enge Düsenabstände<br />
Bild: Hasco<br />
realisiert werden. Abhängig von der eingesetzten<br />
Düsengröße, sind Nestabstände<br />
ab 18 mm möglich. Auch die Bauhöhe<br />
kann um 20 bis 30 mm niedriger ausgeführt<br />
werden als bei konventionelle Verteilerblöcken.<br />
Wie alle anderen Heißkanalsysteme<br />
von Hasco kann der Streamrunner<br />
nicht nur in Form und Größe individuell<br />
für den jeweiligen Einsatzzweck<br />
angepasst werden. Auf Wunsch ist dieser<br />
auch als vollverdrahtetes Einbausystem<br />
oder als komplett montierte Heiße Seite<br />
mit exakt abgestimmter Regeltechnik erhältlich.<br />
Nun können Spritzgießteile kosteneffizient<br />
hergestellt werden. Die kompakte<br />
Bauform erfordert geringere Formgrößen<br />
und somit kleinere Spritzgießmaschinen<br />
für die Produktion. Zudem reduziert<br />
die geringe Masse des Verteilerblocks<br />
den Energiebedarf, wodurch eine<br />
zusätzliche Kostenersparnis erzielt wird.
Niederzugspanner von Ganter<br />
Werkstücke einfach bearbeiten<br />
Wälzlager von Hecht<br />
Für die Lebensmittelindustrie<br />
Bild: Otto Ganter<br />
Der Normteilspezialist Ganter erweitert<br />
sein Spannelemente-Portfolio<br />
um neue Niederzugspanner in<br />
Ausführungen mit Spannschraube,<br />
Klemmhebel oder Spirale. Die Niederzugspanner<br />
mit Spanngewinde<br />
GN 9190.1 können mittels T-Nuten<br />
an einem Maschinentisch oder einer<br />
Vorrichtung fixiert werden. Die<br />
Spannkraft der drehbar gelagerten<br />
Spannbacken wirkt dabei sowohl<br />
seitlich als auch von oben mit Niederzugseffekt<br />
auf das Werkstück<br />
ein und spannt dieses gegen Festanschläge<br />
sowie die Auflagefläche.<br />
Wegen der geringen Spannhöhe der<br />
Niederzugspanner ist eine vollflächige<br />
Bearbeitung des Werkstücks<br />
möglich. Je nach Anwendungsfall<br />
stehen dafür geriffelte oder Prismen-Spannbacken<br />
bzw. Niederzugspanner<br />
mit oder ohne integrierte<br />
Auflage zur Verfügung. Die<br />
Niederzugspanner sind zusätzlich<br />
entweder mit Kugelspannschraube<br />
oder mit verstellbarem Klemmhebel<br />
inklusive integrierter Kugelschraube<br />
erhältlich. Letzterer ermöglicht eine<br />
werkzeugfreie Betätigung des<br />
Spannelements. Beim Lösen der<br />
Spannschraube wird die Backe per<br />
Federkraft automatisch in ihre Ausgangsposition<br />
zurückgezogen und<br />
das Werkstück freigegeben. Für<br />
häufiges und schnelles Spannen<br />
bietet Ganter zudem den Niederzugspanner<br />
GN 9190 mit einem<br />
Spiral-Spannhebel. Die Spannkraft<br />
wird dabei durch eine Spirale erzeugt,<br />
die selbsthemmend für stets<br />
gleichbleibende Kräfte sorgt. Die<br />
Niederzugspanner sind aus einsatzgehärtetem<br />
Vergütungsstahl gefertigt<br />
und damit sehr hochwertig und<br />
belastbar. Als passendes Zubehör<br />
bietet der Hersteller die Auflageleisten<br />
GN 9190.3 in seinem Portfolio<br />
an. Mit ihnen lassen sich Niederzugspanner<br />
auch quer zur T-Nut<br />
in beliebiger Position an Maschinentischen<br />
befestigen.<br />
Wälzlager, die in der Lebensmittelindustrie eingesetzt<br />
werden, müssen hohen hygienischen Anforderungen<br />
gerecht werden. Sie zeichnen sich daher<br />
durch korrosionsfreie Werkstoffe wie<br />
Edelstahl, Keramik oder durch<br />
spezielle Beschichtungen, eine<br />
abgedichtete Bauweise<br />
und Langzeitschmierung<br />
aus. In den Förderbändern<br />
der Produktionsund<br />
Abfüllanlagen kommen<br />
oft Rillenkugellager<br />
zum Einsatz. Diese sind oft<br />
einer feuchten Umgebung<br />
ausgesetzt.<br />
Für diese Anwendungen führt Hecht<br />
Kugellager beidseitig abgedichtete Edelstahlausführungen<br />
mit niedrigem Reibmoment und optimaler<br />
Lastführung für hohe Drehzahlen im Programm. Als<br />
besonders verschleiß- und korrosionsbeständige Lösung<br />
für Pumpen und Kompressoren, aber auch die<br />
Verpackungs- und Fördertechnik sind bei Hecht doppelreihige<br />
Schräg- und Pendelkugellager aus Niro-<br />
Stahl (AISI 440 C) erhältlich. Alternativ zu Edelstahlausführungen<br />
bietet der Wälzlager-Spezialist viele<br />
Lagertypen auch kostenoptimiert mit spezieller<br />
SZN80-Beschichtung an. Bei Applikationen, die hohe<br />
Drehzahlen und elektrisches Isolationsvermögen erfordern,<br />
empfiehlt der Anbieter den Einsatz von Hybridkugellagern.<br />
Diese mit Lagerringen aus Stahl und<br />
Keramik-Wälzkörpern ausgestatteten Einheiten werden<br />
beispielsweise für Spindellager und in Elektromotoren<br />
verbaut.<br />
Bild: Hecht Kugellager<br />
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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 95
KOMPONENTEN » News<br />
Mehtode von FST zur Bestimmung des CO 2 -Fußabdrucks<br />
Dichtungen nachhaltig produzieren<br />
Bild: Freudenberg Sealing Technologies<br />
Freudenberg Sealing Technologies hat eine Methode erarbeitet,<br />
mit der sich der CO 2 -Fußabdruck aus der Produktion von Dichtungen<br />
und anderen Bauteilen bestimmen lässt und die Ergebnisse<br />
auf zwei Musterprodukte übertragen: einen Simmerring<br />
aus Fluorkautschuk (FKM) sowie ein Gehäuseteil aus Polyamid<br />
6.6, das mit einer Funktionsbeschichtung für elektromagnetische<br />
Abschirmung versehen ist. Dabei zeigten sich deutliche Unterschiede:<br />
Bei dem Simmerring verursachen Formgebung und<br />
Vulkanisation rund die Hälfte des gesamten fertigungsbedingten<br />
Energieaufwands. Die CO 2 -Emissionen können insgesamt um ein<br />
Drittel verringert werden, wenn ein optimiertes Formgebungsverfahren<br />
verwendet wird. Bei dem Gehäuseteil hat die Herstellung<br />
des Kunststoff-Materials einen deutlich höheren Anteil von<br />
rund 40% am Energieaufwand, rund ein Zehntel entfällt auf die<br />
Beschichtung. Auch in der Herstellung von Polyamid-Bauteilen<br />
entfällt ein wesentlicher Anteil der Gesamtemission auf das Material<br />
und eventuell die technischen Abfälle. Fazit: In der Abfallvermeidung<br />
während der Produktion liegt der größte Hebel, um<br />
Bauteile klimafreundlicher herzustellen, zumindest solange<br />
noch fossile Energie genutzt wird.<br />
Normbolzen von mbo Oßwald online konfigurieren<br />
Fertigung und Versand per Express<br />
Linearkomponenten von Rodriguez<br />
Individuell fertigen<br />
Pünktlich zur Hannover Messe 2023 startet mbo Oßwald neue Bolzen-<br />
Konfiguratoren mit Expressfertigung samt Expresslieferung. An der intuitiven<br />
Bedienung hat sich nichts geändert. Passen bei der Eingabe die<br />
Parameter, spuckt der Konfigurator automatisch die Option „Expressfertigung“<br />
aus. Jetzt entscheidet der Nutzer, ob er gegen Aufpreis den<br />
Auftrag direkt auf die Maschine schicken möchte. Das reduziert die<br />
Lieferzeit enorm, zum Beispiel von 2-3 Wochen auf 3-5 Tage. Im Hintergrund<br />
laufen dann alle Prozessschritte automatisiert ab und der<br />
Lohnfertiger unterbricht hierfür extra die geplante Maschinenbelegung.<br />
Dadurch wird die sofortige Herstellung der Bolzen sichergestellt.<br />
Aus Sicht des Produzenten stellt diese Neuerung einen Schritt Richtung<br />
lückenloser Transparenz dar und bietet dem Nutzer maximale<br />
Handlungsfähigkeit. Der Service im Bereich der Bolzen-Konfiguratoren<br />
steht ab sofort allen Kunden in Deutschland zur Verfügung. Weitere<br />
Länder werden folgen.<br />
Hannover Messe: Halle 3, Stand K28<br />
Bild: mbo Oßwald<br />
Kauft ein Kunde Führungswellen bei Rodriguez, kann<br />
er dort zusätzlich auch alle Umbauteile beziehen, die<br />
er für die Integration der Wellen in die jeweilige Anlage<br />
benötigt. Er muss dafür nur einen Bestellvorgang<br />
auslösen und hat nur einen Ansprechpartner<br />
für den kompletten Prozess. Spezielle Bauteile jenseits<br />
des Standardsortiments kann das Unternehmen<br />
dank der Eigenfertigung jederzeit auf Anfrage fertigen.<br />
Das können Sondergehäuse sein oder angepasste<br />
Kugelbuchsen, aber auch komplette Schlitteneinheiten,<br />
bei denen alle Komponenten bereits zu einer<br />
Baugruppe kombiniert wurden. Gleiches gilt für<br />
Kugelgewindetriebe: Der Hersteller kann nicht nur<br />
diese Komponenten, sondern auch die passenden Lagereinheiten<br />
nach individuellen Vorstellungen herstellen<br />
und liefern.<br />
Bild: Rodriguez<br />
96 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Schnellspann-Klemmringe von Ruland<br />
Ohne Werkzeug zu montieren<br />
Ruland hat sein Angebot an Schnellspann-Klemmringen<br />
mit Exzenterspanner um Varianten mit Bohrungsgrößen<br />
bis zu 80 mm erweitert. Diese Wellenringkonstruktion<br />
ermöglicht es, den Klemmring ganz<br />
ohne Werkzeug zu montieren, justieren und demontieren.<br />
Durch Drehen des Exzenterspanners kann der<br />
Klemmring einfach von der Welle gelöst oder an ihr<br />
befestigt werden. Schnellspann-Klemmringe mit Exzenterspanner<br />
bestehen aus einem Standardklemmring<br />
und einem einstellbaren Exzenterspanner. Sie<br />
ersetzen bisher verwendete Klemmringe in Schraubenausführung.<br />
Der werkzeuglose Schnellspann-<br />
Klemmring kann rasch eingestellt werden. Er ist ideal<br />
für Anwendungen, die häufige Einstellarbeiten und<br />
Justierungen erfordern, wie zum Beispiel in der Verpackungs-<br />
und Druckindustrie. Der Exzenterspanner<br />
aus Stahl hat eine strukturierte, verzinkte Oberflä-<br />
Bild: Ruland<br />
che. So lässt sich der Griff selbst bei verschmierten<br />
oder verschmutzten Händen greifen. Der Bolzen aus<br />
rostfreiem Stahl sorgt in Kombination mit dem verzinkten<br />
Griff für erhöhte Korrosionsbeständigkeit.<br />
Vierpunkt-Kugellager von NSK<br />
Für hohe Axiallasten<br />
Wichtiges konstruktives Merkmal der neuen QJ-Vierpunkt-Kugellager<br />
ist ein außenringgeführter Messingkäfig,<br />
der laut Anbieter NSK hohe Drehzahlen und eine verbesserte<br />
Laufgenauigkeit erreicht. Der 35°-Eingriffswinkel<br />
ermöglicht eine hohe axiale Belastbarkeit und damit eine<br />
längere Lebensdauer. Zudem zeichnen sich die Vierpunktlager<br />
durch geteilte Innenringe aus. So können Anwender<br />
den Außenring dieser einreihigen Schrägkugellager von<br />
den Hälften des Innenrings (der entlang einer Ebene senkrecht<br />
zur Wellenmitte geteilt ist) trennen. Das vereinfacht<br />
die Handhabung. Die Lager können hohe Axiallasten in<br />
beiden Richtungen aufnehmen. Daher eignen sie sich ideal<br />
für die Aufnahme von reinen Axiallasten oder von kombinierten<br />
Lasten mit hohem Anteil axialer Last. Ein weiterer<br />
Vorteil der neuen Lagerbaureihe ist die kompakte Baugröße.<br />
Ein einziges QJ-Lager kann eine Face-to-face- oder<br />
Back-to-back-Anordnung herkömmlicher Lager ersetzen<br />
und spart so Bauraum. Zu den Anwendungen<br />
gehören ölfreie Schraubenkompressoren,<br />
Industriepumpen,<br />
Getriebe von Landmaschinen,<br />
Robotergetriebe und Servomotoren.<br />
Weitere Anwendungen<br />
in der petrochemischen,<br />
chemischen und pharmazeutischen<br />
Industrie können ebenfalls<br />
profitieren.<br />
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Brillante Ringe für alle<br />
Herausforderungen.<br />
Präzisions-O-Ringe für unterschiedlichste<br />
Industriebereiche und höchste Ansprüche.<br />
Bild: NSK<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> www.COG.de<br />
» 04 | 2023 97
TRENDS » Perspektiven » Werkstoffe<br />
Trends bei Keramikwerkstoffen<br />
Ungekannte Optimierungspotentiale<br />
Für Industriekeramik wachsen die Einsatzgebiete – auch, weil immer mehr technische Probleme<br />
gelöst werden. Umso wichtiger ist es, die Materialien in der <strong>Konstruktion</strong> auf dem Schirm zu haben.<br />
Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
Häufig habe man bei Keramik das spröde Wasch -<br />
becken oder empfindliches Geschirr im Kopf, „aber<br />
wir zeigen interessierten Kunden gerne handfest mit<br />
dem Hammer, dass es sich bei unseren Keramiken um<br />
widerstandsfähiges Maschinenbaumaterial handelt“,<br />
sagt Stefan Veltum, Chief Technology Officer (CTO)<br />
der Moeschter Group, zu der unter anderem Doceram<br />
gehört. Einen großen Schritt machte man hier 2020<br />
mit der duktilen Keramik Evocera: Sie kann einen gewissen<br />
Teil eingebrachter Verformungsenergie aufnehmen,<br />
ohne zu brechen. „Das sind nur wenige Hundertstel<br />
Millimeter, was aber in vielen Fällen ausreicht,<br />
um eine Anwendung ausfallsicher zu machen“,<br />
so Veltum. Denn bis dato sei es für Keramiken<br />
nicht möglich gewesen, die Bruchfestigkeit auf den<br />
Punkt genau zu berechnen, die statistische Unsicherheit<br />
war im Vergleich zu Stahl sehr hoch. Mit Evocera<br />
dagegen könne nun per FEM jeder Anwendungsfall<br />
sauber simuliert werden. Bei Siliziumnitrid geht man<br />
ebenfalls einen Schritt in Richtung bessere mechanische<br />
Eigenschaften: Volcera verbindet wenig Gewicht<br />
(an Aluminium reicht man nicht ganz heran,<br />
98 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
Elektrische Isolatoren in der Hochspannungs -<br />
technik sind lange als Keramikbauteile bekannt.<br />
Inzwischen ist das Einsatzspektrum für die<br />
Werkstoffklasse aber sehr viel breiter geworden.<br />
Titan allerdings schlägt man deutlich) mit einer<br />
ge ringen Haftung sowie hohen Temperaturschock -<br />
beständigkeit und guten Gleiteigenschaften.<br />
Mehr Flexibilität bei der Herstellung<br />
Bild: ARVD73/stock.adobe.com<br />
Der fränkische Hersteller MLC hat ebenfalls einen<br />
eigenen Werkstoff entwickelt, der die Vorteile von<br />
Stahl und Keramik zusammenführt. Der Werkstoff sei<br />
im Vergleich zu Stahl robuster, gewichtsreduziert<br />
und verschleißbeständiger, lasse sich aber gleichzeitig<br />
im Rahmen der Herstellung und Formgebung<br />
leichter bearbeiten als herkömmliche Keramik. So<br />
sollen die Produktions- und Anschaffungskosten<br />
deutlich geringer ausfallen als bei klassischen Hybrid-<br />
und Vollkeramiken. „Bei der klassischen Keramikherstellung<br />
erfolgt eine aufwändige Produktion<br />
durch die eingesetzte Pulvertechnologie, die nur begrenzte<br />
Möglichkeiten in der Geometrie- und Formgebung<br />
bietet und nachfolgende Sinterprozesse<br />
erfordert. Die Grünkörperfertigung wird so zu einem<br />
relativ teuren Produktionsschritt, so dass der Einsatz<br />
vollkeramischer Bauteile wohl überlegt sein will“, erklärt<br />
Michael Schubert, Leiter Produkt- und Prozess -<br />
entwicklung bei MLC. Die fränkische Firma stellt den<br />
namensgleichen Werkstoff hingegen in einem ersten<br />
Schritt aus einem Kunststoff-Grundmaterial her, das<br />
mit aktiven und passiven Füllstoffen angereichert<br />
wird. Diese Masse kann dann durch bewährte Verfahren,<br />
wie etwa Extrusion oder Spritzguss, kostengünstig<br />
verarbeitet und in eine erste Vorform gebracht<br />
werden. Das polymere Material dient dabei als<br />
plastisches Matrixmaterial für die Füllstoffe.<br />
Mit Hilfe einer ersten Wärmebehandlung wird die<br />
Vorform in einen bearbeitbaren Grünkörper verwandelt.<br />
Dieser besitzt eine plexiglasähnliche Beschaffenheit,<br />
wodurch ein endkonturnahes Bauteil mit nur geringem<br />
maschinellen Aufwand herausgearbeitet werden<br />
kann. Durch diese leichte Bearbeitung lassen sich<br />
nahezu alle gewünschten Geometrien realisieren und<br />
der Werkzeugverschleiß ist im Vergleich zur Bearbeitung<br />
anderer Werkstoffe gering. Zum Abschluss wird<br />
das Bauteil, das aus dem Grünkörper geformt wurde,<br />
in einem Hochtemperaturschritt final gefestigt, wodurch<br />
es seine stahlähnliche Härte von 1000 HV bekommt.<br />
Dabei wird das Silikonharz vollständig umgesetzt<br />
und Rückstände bleiben aus. Für hochgenaue<br />
Bauteile kann das keramische Material deshalb ohne<br />
großen Aufwand und den Einsatz teurer Werkzeuge<br />
wie Diamantschleifer nachbearbeitet werden.<br />
Verschweißfeste Getriebeteile<br />
Auch maxon fertigt in Verfahren, die auf Spritzguss<br />
und Extrusion basieren: „Wir sehen zunehmend steigende<br />
Nachfragen nach Keramik, da wir immer mehr<br />
Anforderungen aus dem Markt erfüllen können“, sagt<br />
Stefan Zilm, Business Developer bei maxon. Der Antriebstechnikspezialist<br />
hat für eigene Bauelemente<br />
die Keramikkompetenz selbst aufgebaut. Inzwischen<br />
fertigt man auch für externe Kunden. Die Branche ist<br />
überschaubar, da es sich einerseits nachfragetechnisch<br />
um eine Nische handelt, gleichzeitig aber viel<br />
Know-how erforderlich ist. „Daher hat jeder Hersteller<br />
sein eigenes Spezialgebiet etabliert was Prozesse,<br />
Materialien, Losgrößen und Toleranzen angeht“,<br />
weiß Zilm. Neben bekannten Branchen wie der Medizintechnik<br />
beliefert man zunehmend etwa auch Hersteller<br />
von hochwertigen Uhrwerken, da Keramikbauteile<br />
deren Performance noch erhöhen und damit ein<br />
Alleinstellungsmerkmal bieten können: „Durch unsere<br />
langjährige Kompetenz in der Herstellung von Getriebe-<br />
und Verzahnungsbauteilen für unsere eigenen<br />
Produkte konnten wir hier schnell punkten.“<br />
Bild: Moeschter Group<br />
Bei Doceram setzt man<br />
sich inzwischen nicht<br />
mehr nur mit dem reinen<br />
Material auseinander,<br />
sondern entwickelt<br />
auch darauf basierende<br />
Produkte, etwa für die<br />
Schweißtechnik in der<br />
Automotiveproduktion.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 99
TRENDS » Perspektiven » Werkstoffe<br />
Auch der Technologiekonzern Kyocera ist in<br />
der Keramikbranche aktiv: Ein Wärmetauscher<br />
aus Siliziumoxid kann etwa bei anspruchsvollen<br />
Medien wie Wasserstoff punkten.<br />
Bild: Kyocera Europe<br />
jede Toleranz oder Form in Kombination mit Stabilität<br />
ist mit jedem Material möglich. Gleichzeitig sei<br />
Keramik nicht sofort immer teurer als metallische<br />
Werkstoffe. Daher herrsche laut maxon noch größerer<br />
Aufklärungsbedarf.<br />
Bild: maxon<br />
Bild: maxon<br />
maxon bearbeitet Keramiken auch per Laser.<br />
Aber auch viele Standardteile wie Buchsen, Wellen<br />
oder Düsen können immer öfter aus Keramik gefertigt<br />
werden. Denn bei den bisherigen Kritikpunkten<br />
Genauigkeit und Preis habe sich laut maxon in den<br />
letzten Jahren einiges getan. Dennoch können aber<br />
nicht immer alle Wünsche erfüllt werden: Denn nicht<br />
Whitepaper-Tipp<br />
Wer sich für den Einsatz<br />
von Keramik in technischen<br />
Systemen interessiert<br />
und wissen will,<br />
was konzeptionell mit<br />
Blick auf Effizienz und<br />
Nachhaltigkeit bei sinnvoller<br />
Verwendung möglich<br />
ist, findet weitere<br />
Whitepaper Keramik<br />
Tipps in dem Whitepaper ‚Wie ein einzigartiger Werkstoff<br />
technische Systeme optimieren kann‘ der maxon motor GmbH.<br />
Es enthält Infos zu:<br />
• Was technische Keramik ist und ihre Einsatzmöglichkeiten<br />
• Wann der Einsatz von technischer Keramik sinnvoll ist<br />
• Welche drei Herausforderungen es bei der <strong>Konstruktion</strong> von<br />
technischer Keramik zu beachten gilt<br />
Das Whitepaper lässt sich hier kostenlos herunterladen<br />
hier.pro/h99bc<br />
Verschleißfestigkeit gesteigert<br />
Neben Zirkonoxid, das bei maxon in den Motoren vor<br />
allem auf Grund seiner Verschleiß- und Gleiteigenschaften<br />
gefragt ist, fertigt man auch Produkte aus<br />
Aluminiumoxid: Es ist härter, aber mechanisch weniger<br />
belastbar und meist als elektrischer Isolator sowie<br />
für die gute Wärmeleitfähigkeit gefragt. Daneben<br />
erweitern immer öfter auch spezielle Materialien<br />
wie Siliziumnitrit das Spektrum, wenn besonders hohe<br />
Bruchzähigkeit gefordert ist: In Wendeschneidplatten<br />
kommt die Keramik bereits zum Einsatz, es<br />
werden aber immer mehr Anwendungsgebiete erschlossen<br />
und erforscht, etwa im Motorenbau. Sind<br />
dagegen extreme Härte und Temperaturresistenz gefragt,<br />
kann Siliziumcarbid die Lösung sein. In der Liste<br />
der härtesten Materialien steht es nach Diamant<br />
und Borcarbid an dritter Stelle. Bisher kommt diese<br />
Keramik vor allem als Läppmittel, etwa zum Polieren<br />
von Optiken zum Einsatz. Das Fraunhofer-Institut für<br />
Keramische Technologien und Systeme IKTS hat zudem<br />
einen keramischen Werkstoff aus Siliziumkarbid<br />
und Diamant entwickelt, der die Testverfahren für<br />
Verschleißfestigkeit an seine Grenzen brachte: In den<br />
bisherigen, zur Vergleichbarkeit fest definierten<br />
Zyklenzeiten konnte schlicht kein Verschleiß festgestellt<br />
werden. Das Material eignet sich daher für<br />
extrem schwer zugängliche Bauteile, wie etwa unter<br />
Wasser in Offshore-Anlagen.<br />
„Solche Spezialfälle haben wir dann nicht vollständig<br />
im Haus, sondern kaufen beispielsweise Halbzeuge<br />
zu und fertigen daraus kundenindividuelle Produkte.<br />
So ergänzen sich viele mittelständische Unternehmen<br />
gegenseitig“, erklärt Zilm. Entsprechende Partner<br />
würden aber zunehmend rarer, was den Einkauf<br />
komplizierter mache. Denn größere Konzerne sind an<br />
solchen Kooperationen häufig weniger interessiert,<br />
sie kaufen stattdessen die Geschäftsbereiche komplett<br />
auf: So hat beispielsweise Kyocera im Jahr 2019<br />
100 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
die beiden Firmen Friatec und H.C. Starck Ceramics<br />
übernommen und schlussendlich als eine Einheit in<br />
den Konzern integriert. Die zunehmende Konsolidierung<br />
der Keramikbranche zeigt aber auch, dass das<br />
Thema immer wichtiger wird.<br />
Vielseitige Fertigungsmöglichkeiten<br />
Neben den reinen Materialwissenschaften hinsichtlich<br />
neuer keramischer Werkstoffe werden auch die<br />
Fertigungsprozesse immer weiter optimiert. maxon<br />
fertigt vor allem mit auf hohe Losgrößen ausgelegten<br />
Spritzguss- und Extrusionsanlagen, aber auch Einzelteile<br />
und Kleinserien per additivem Verfahren: „Um<br />
die Genauigkeit weiter zu verbessern, fahren wir im<br />
3D-Druck auch Parameterstudien bis hinein in den<br />
Maschinencode des Herstellers“, so Stefan Zilm. „Bevor<br />
das Ganze wirklich vollständig stabil für den<br />
breiten Massenmarkt ist, wird es wohl aber noch<br />
einige Jahre dauern.“ Denn hochpräzise Bauteile<br />
können zwar bereits sehr genau gedruckt werden –<br />
theoretisch einzelne Keramikkörner im Mikrometerbereich<br />
– was aber sehr lange dauert. Das ist eher für<br />
das Prototyping oder spezielle Einzelteile geeignet.<br />
Auch die Kombination von verschiedenen Materialien<br />
ist additiv inzwischen möglich, wie etwa mit den<br />
Maschinen vom AIM3D: Sie drucken eine Verbindung<br />
verschiedener Keramiken, aber auch mit Metall oder<br />
Kunststoffen, um bestimmte Eigenschaften in einem<br />
Bauteil abzubilden. Ebenfalls möglich werden Bauteile,<br />
die als volumiger Grundkörper im Spritzguss<br />
entstehen und mit einer kleineren Komponente bedruckt<br />
werden. Interessant ist auch die Kombination<br />
von Keramik zur elektrischen Isolation und Metall für<br />
die Leitfähigkeit, was MID-Ansätze (Multi Integrated<br />
Devices) ermöglicht.<br />
Die Laserbearbeitung ist eine weitere Möglichkeit,<br />
die maxon inzwischen für hochpräzise Keramikbauteile<br />
für jährliche Losgrößen von etwa 10.000 inhouse<br />
etabliert. Da die Prozesse sehr gut automatisierbar<br />
seien, könnten damit künftig auch größere<br />
Serien gefahren werden. Klassisch spanend wird in<br />
der Branche größtenteils der Grünling vor dem Gang<br />
in den Sinterofen bearbeitet. maxon entwickelt aber<br />
auch immer mehr Verfahren zur Hartbearbeitung,<br />
wobei neben dem Schleifen auch spezielle Werkzeuge<br />
zum Einsatz kommen. Der Vorteil: Präzision bis in<br />
den Mikrometerbereich.<br />
Auch die Moeschter-Group hat die Anforderung an<br />
hohe Präzision im Markt erkannt und in entsprechende<br />
konventionelle Bearbeitung investiert. Die eingesetzten<br />
Bearbeitungszentren sind für die Serienfertigung<br />
im Mikrometer-Bereich geeignet. Bei den additiven<br />
Verfahren will man demnächst final entscheiden,<br />
welches Verfahren in Dortmund einziehen wird.<br />
Bild: Moeschter Group/Gorodenkoff/stock.adobe.com<br />
Bisher galt Keramik als schwer berechenbar. Mit Evocera bietet Doceram ein Produkt, das<br />
auch per FEM ausgelegt und in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt werden kann.<br />
Entsprechende Experimente und Arbeitsgruppen bestehen<br />
bereits seit längerem. „Ein immer größerer Teil<br />
unserer Arbeit ist die Systembetrachtung: Denn<br />
meist lässt sich nicht einfach ein Stahlteil durch Keramik<br />
ersetzen, vielmehr müssen alle Komponenten<br />
und Prozesse drum herum ebenfalls in Augenschein<br />
genommen werden. Das kann der Kunde durch mangelnde<br />
Fachkompetenz selbst meist nicht leisten,<br />
weshalb wir das übernehmen“, erklärt Doceram-Vertriebsleiter<br />
Carmelo Montalto. Heute sei man häufig<br />
gefordert, Innovation auch proaktiv einzubringen –<br />
einfach nur Material liefern reiche nicht mehr aus.<br />
Teilweise kommen die gleichen Anforderungen von<br />
unterschiedlichen Kunden, weshalb man dafür dann<br />
bereits einen Standard entwickelt hat. Denn die so<br />
durch diverse Projekte aufgebaute Kompetenz bietet<br />
Doceram dann auch anderen Firmen an. „Viele kennen<br />
die Möglichkeiten nicht, die ihnen offen stehen –<br />
weshalb es sich lohne, nachzufragen. So konnten wir<br />
etwa schon eine Lösung bieten, die eine Standzeit<br />
von acht Wochen auf anderthalb Jahre erweiterte.“<br />
Moeschter-CTO Veltum resümiert abschließend:<br />
„Keramik wird in vielen Bereichen wichtiger, der<br />
Trend ist klar auch abseits der bisher typischen Einsatzgebiete<br />
erkennbar. Es ist aber<br />
nicht bei jedem alles zu bekommen,<br />
wie es der Konstrukteur<br />
häufig von den Metallen gewohnt<br />
ist. Für Keramik muss man<br />
den richtigen Partner finden.“<br />
www.aim3d.de<br />
www.ikts.fraunhofer.de<br />
www.maxongroup.de<br />
www.ml-ceramics.com<br />
www.moeschter-group.com<br />
INFO<br />
Mehr zu Werkstoffen für den Maschinen-<br />
und Anlagenbau finden<br />
Sie auf unserer Werkstoffseite:<br />
kem.industrie.de/<br />
werkstoffe<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 101
WERKSTOFFE & VERFAHREN » Werkstoffe<br />
Servohydraulische Prüfmaschine von ZwickRoell für die Materialprüfung<br />
Prüfen unter Wasserstoffeinfluss<br />
Wasserstoff kann unter bestimmten Bedingungen in metallische Werkstoffe diffundieren und die<br />
Materialeigenschaften nachhaltig beeinflussen. Daher muss das Verhalten von Werkstoffen und<br />
Bauteilen unter Wasserstoffatmosphäre bei unterschiedlichen Temperaturen, Drücken und schwingender<br />
Beanspruchung genau untersucht werden. Hierzu bietet ZwickRoell mit servohydraulischen<br />
Prüfmaschinen in unterschiedlichen Ausführungen besonders effiziente Lösungen an.<br />
Dr. Peter Stipp, Fachjournalist, awikom gmbh, Lorsch<br />
Wasserstoff gilt als Energieträger der<br />
Zukunft. Um ihn effizient einsetzen<br />
zu können, ist eine möglichst hohe spezifische<br />
Energiedichte in Speicher- und Verteilungssystemen<br />
unabdingbar. Das wiederum<br />
erfordert eingehende Untersuchungen über<br />
die Auswirkungen von Wasserstoff auf metallische<br />
Materialien. Diese verspröden unter<br />
direktem Wasserstoffeinfluss, was eine<br />
Reduktion der Duktilität und damit auch<br />
der Bruchdehnung bedeutet. So kann der<br />
Werkstoff bei Beanspruchung plötzlich<br />
spröde versagen. Materialprüfungen, zum<br />
Teil bei extremen Temperaturen und Druckverhältnissen,<br />
sind eine Herausforderung<br />
und gehen über Standardtests hinaus.<br />
Servohydraulische Prüfmaschine<br />
mit Druckwasserstoffbehälter<br />
Die Rosen-Gruppe, spezialisiert auf Forschung,<br />
Entwicklung, Herstellung sowie den<br />
Einsatz von Inspektionsgeräten für Pipelines,<br />
errichtet am Standort Lingen (Ems) das erste<br />
eigene Wasserstoff-Prüflabor. Ziel sind Untersuchungen<br />
der Bruchmechanik, statische<br />
Zugversuche und SSRT-Versuche (slow<br />
strain rate tests) an CT-Proben, Gewindeproben<br />
und gekerbten Gewindeproben. Dazu<br />
setzt das Unternehmen unter anderem eine<br />
servohydraulische Prüfmaschine der HA-<br />
Baureihe von ZwickRoell mit F max von 100<br />
kN und einem Druckwasserstoffbehälter bis<br />
400 bar ein. Die Wasserstoffdruckaufbereitung<br />
erfolgt über einen Wasserstoffkompressor.<br />
Die Ulmer haben das komplette<br />
Prüfsystem inklusive dem Wasserstoffdruckbehälter<br />
geliefert. „Das hat den Vorteil“, erklärt<br />
Dr. Marion Erdelen-Peppler, Leiterin der<br />
Wasserstoff-Fokusgruppe bei Rosen, „dass<br />
der Druckbehälter genau auf die Anforderungen<br />
der Materialprüfung abgestimmt ist<br />
und prüfrelevante Themen wie Ausrichtung,<br />
Kraftmessung sowie Dehnungsmessung berücksichtigt<br />
werden.“<br />
Bei den Ermüdungsprüfmaschinen der HA-<br />
Baureihe in vier Standardbaugrößen von<br />
50, 100, 250 und 500 kN ist der Zylinder in<br />
der unteren Traverse montiert und liegt damit<br />
unterhalb des Prüfraums. Diese Anord-<br />
»Der Druckbehälter ist genau<br />
auf die Anforderungen der<br />
Materialprüfung abgestimmt<br />
und es werden prüfrelevante<br />
Themen wie Ausrichtung,<br />
Kraftmessung sowie Dehnungsmessung<br />
berücksichtigt.«<br />
Dr. Marion Erdelen-Peppler<br />
Servohydraulische<br />
Prüfmaschine HA<br />
100 mit Wasserstoffbehälter.<br />
Bild: MPA<br />
102 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
EJOT. Bringing it together.<br />
Bild: MPA<br />
Servohydraulische Prüfmaschine HC-Kompakt 25.<br />
nung eignet sich besonders für Versuchsanordnungen,<br />
bei denen Temperierkammern<br />
oder Öfen im Prüfraum montiert werden.<br />
Sie verhindert, dass erhitzte Luft nach oben<br />
steigt und den Zylinder aufheizt. Außerdem<br />
kann kein Öl in den erhitzten Prüfraum<br />
tropfen. Die Lastrahmen der HA-Baureihe<br />
zeichnen sich zudem durch eine extrem hohe<br />
Steifigkeit aus und sind speziell für Dauerschwingversuche<br />
sowie für die Bestimmung<br />
der Kurzschwingfestigkeit bei niedrigen<br />
Schwingspielen ausgelegt.<br />
Beim Dauerschwingversuch (High Cycle Fatigue-HCF)<br />
nach DIN 50100 / ASTM<br />
E466–15 / ISO 1099 wird ein Werkstoff<br />
oder ein Bauteil mit einer sich periodisch<br />
ändernden (zyklischen) Last beansprucht.<br />
Ziel ist die Bestimmung der Zeitfestigkeit<br />
und Dauerfestigkeit für Zug-, Druck, Biegeund<br />
Torsionsbeanspruchung. Speziell bei<br />
Bauteilen können so Schwachstellen ermittelt<br />
und durch <strong>Konstruktion</strong>s- oder Werkstoffänderungen<br />
beseitigt werden. Die Materialermüdung<br />
unterhalb von ca. 10 4 bis<br />
10 5 Schwingspielen wird im Low-Cycle-Fatigue-Versuch<br />
(LCF) ermittelt. In diesem<br />
Bereich werden Werkstoffe und Bauteile so<br />
stark beansprucht, dass im Zyklus plastische<br />
Verformungen auftreten und das Material<br />
frühzeitig versagt. Speziell hierbei<br />
sind Prüfmaschine und Regler besonders<br />
gefordert. So ändert sich beim Übergang<br />
von der elastischen zur plastischen Verformung<br />
die Steifigkeit der Probe dramatisch<br />
und der Regler muss sehr schnell reagieren,<br />
um beispielsweise eine konstante Anpassung<br />
der Geschwindigkeit an die Zunahme<br />
der Dehnung zu garantieren. Die besonders<br />
hohe Steifigkeit der Prüfmaschine spielt<br />
auch hier eine entscheidende Rolle.<br />
Materialprüfung bis -269 °C<br />
Ebenfalls langjährige Erfahrungen auf dem<br />
Gebiet der Materialprüfung hat die Materialprüfanstalt<br />
(MPA) der Universität Stuttgart.<br />
Das Prüfspektrum umfasst unter anderem<br />
das Werkstoffverhalten in Druckwasserstoff<br />
sowie in Flüssigwasserstoff bei<br />
Temperaturen von 563 K bis hin zu 4 K und<br />
damit nahe dem absoluten Nullpunkt. Untersucht<br />
werden Verformungs- und Versagensverhalten<br />
einschließlich Rissinitiierung<br />
und -fortschritt bei statischer und schwingender<br />
Beanspruchung. Für die Prüfungen<br />
werden servohydraulischen Prüfmaschinen<br />
der HA- und HC-Baureihe mit einer dynamischen<br />
Nennkraft von bis zu 100 kN eingesetzt.<br />
In die Prüfmaschinen sind als Standard<br />
Druckwasserstoff- Behälter bis 400 bar<br />
integriert. Für Sonderausführungen sind<br />
auch 1.000 bar möglich. Die Wasserstoffdruckaufbereitung<br />
erfolgt über einen Wasserstoffkompressor.<br />
Mit den Prüfmaschinen<br />
werden u.a. Untersuchungen der Bruchmechanik<br />
an CT-Proben, des Slow Strain Rate<br />
Verhaltens (SSRT), oder der Ermüdungseigenschaften<br />
mittels gekerbter Gewindeproben<br />
durchgeführt.<br />
Die Prüfmaschinen der Baureihe HC-Kompakt<br />
bieten einen sehr geringen Platzbedarf<br />
und sind in zwei Baugrößen verfügbar. Die<br />
erste Variante mit wahlweise 10 oder 25 kN<br />
ist für Ermüdungsversuche an kleineren<br />
Bauteilen ausgelegt und mit einer T-Nutenplatte<br />
ausgestattet. Mit der zweiten 50/100<br />
kN Variante können sowohl statische als<br />
auch dynamisch Prüfungen durchgeführt<br />
werden. Auch bei der HC Baureihe lässt sich<br />
bei Bedarf eine Temperierkammer ohne<br />
großen Montageaufwand einbauen. (jg)<br />
www.zwickroell.com<br />
INFO<br />
Details zu den servohydraulischen<br />
Prüfmaschinen von<br />
ZwickRoell:<br />
hier.pro/SbmLT<br />
EJOT<br />
EVO PT ®<br />
Die Evolution der Kunststoff-<br />
Direktverschraubung. Nur die<br />
EVO PT ® Schraube bietet eine<br />
FEM-gestützte Bauteilanalyse<br />
und den digitalen Berechnungsservice<br />
EVO CALC ® .<br />
• Gewindeformgang für ein<br />
einschraubtiefenunabhängiges<br />
Eindrehmoment<br />
• Ansetzgewinde für eine<br />
gleichmäßige Belastung<br />
der Gewindeflanken<br />
• Digitale Vorausberechnung<br />
nach Bauteilanforderungen<br />
www.ejot.de/industrie<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 103
WERKSTOFFE & VERFAHREN » Verbindungstechnik<br />
Technologievergleich bezüglich CO 2 -Footprint: Clinchen vs. WPS<br />
Clinchen verbraucht<br />
80 bis 90 % weniger Energie<br />
Mit Blick auf die Emissionen lohnt sich in der Verbindungstechnik ein Vergleich von Widerstands-Punktschweißen<br />
(WPS) und Clinchen. Eine Untersuchung des Laboratoriums für Werkstoff- und Fügetechnik der<br />
Uni Paderborn kommt zu dem Schluss, dass die Clinch-Technologie weniger Emissionen verursacht als das WPS.<br />
Bild: Tox Pressotechnik<br />
Beim Clinchen fällt nach Untersuchungen<br />
des Laboratoriums<br />
für Werkstoff- und Fügetechnik<br />
der Uni Paderborn ein deutlich<br />
geringerer Energieverbrauch an<br />
als beim Widerstands-Punktschweißen.<br />
Zunehmend wird auch an die Lieferanten<br />
in der Wertschöpfungskette der<br />
Anspruch gestellt, energieeffiziente Lösungen<br />
einzusetzen und den CO 2 -Footprint zu<br />
reduzieren. Auch bei der Wahl der Verbindungstechnik<br />
sei das wichtig, betont die<br />
TOX Pressotechnik GmbH & Co. KG in Weingarten.<br />
Es lohnt damit ein Technologievergleich<br />
zwischen dem Widerstands-Punktschweißen<br />
(WPS), einem gängigen Verbindungsverfahren,<br />
das viele Unternehmen seit<br />
Jahrzehnten nutzen, und dem Clinchen.<br />
Im Auftrag von TOX Pressotechnik hat das<br />
Laboratorium für Werkstoff- und Füge-<br />
Beim Clinchen wird eine druckknopfartige,<br />
formschlüssige Fügeverbindung von zwei<br />
oder mehr Lagen in einem einstufigen Umformprozess<br />
hergestellt.<br />
Bild: TOX Pressotechnik<br />
Das Ergebnis der Untersuchung mit Blick auf die aufzubringende Energie bei einer Stahl- und einer<br />
Aluminiumverbindung (in Wh): Zwischen 80 und 90 % Energie lassen sich mit dem Clinchen einsparen.<br />
Bild: TOX Pressotechnik<br />
technik der Uni Paderborn eine Energieverbrauchsmessung<br />
für das Widerstands-<br />
Punktschweißen und das Clinchen durchgeführt.<br />
Das Institut untersuchte eine<br />
artreine Stahl- und eine artreine Alumi -<br />
nium-Verbindung.<br />
Das Ergebnis: Das Clinchen hat bei beiden<br />
Materialkombinationen die Nase vorn. Es<br />
lassen sich je nach Fügeverbindung im Vergleich<br />
zwischen 80 und 90 % Energie einsparen.<br />
„Ein Unternehmen reduziert seinen<br />
CO 2 -Fußabdruck also deutlich, wenn es<br />
clincht statt schweißt“, fasst Dr. Marcus<br />
104 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
News « WERKSTOFFE & VERFAHREN<br />
Dichtungen<br />
Rundschnüre aus verschiedenen Materialien<br />
Matzke zusammen, Leiter Technologie bei<br />
TOX Pressotechnik. „Zumal beim Clinchen<br />
ein zusätzlicher Energieverbrauch durch<br />
Lüften oder Absaugen komplett entfällt.“<br />
Clinchen punktet<br />
mit weiteren Vorteilen<br />
Das Clinchen punktet aber nicht nur beim<br />
Energieverbrauch. Die Unternehmen sparen<br />
auch noch an anderer Stelle: Da eine<br />
Clinchverbindung allein durch die Umformung<br />
der Fügeteile hergestellt wird, sind<br />
keine Hilfsfügeteile wie Schrauben, Muttern<br />
oder Nieten notwendig. Auch das<br />
Investment für eine etwaige Zuführeinrichtung<br />
entfällt damit.<br />
Da weder Kühlmittel noch Gas benötigt<br />
werden, fallen beim Clinchen auch keine<br />
Chemikalien und sonstigen Schadstoffe<br />
zur Entsorgung an. Vor allem entstehen<br />
keine giftigen Dämpfe, die dem Bedienpersonal<br />
schaden könnten. Und der Geräuschpegel<br />
im Betrieb ist deutlich niedriger.<br />
„Und was den finanziellen Aufwand<br />
angeht, rechnen wir im direkten Vergleich<br />
mit 40 % geringeren Investitions-, Betriebs-<br />
und Werkzeugkosten“, fasst der<br />
Technologieleiter zusammen.<br />
Das Clinchen bietet sich also als Alterna -<br />
tive zum Widerstands-Punktschweißen<br />
(WPS) in mehrfacher Hinsicht an – und ist<br />
damit die nachhaltigere und effizientere<br />
Technologie. „Das Verfahren ist die technologische<br />
Lösung, um einen energieeffizienten<br />
Fügeprozess sowohl für die hochautomatisierte<br />
Großserienproduktion als auch<br />
für die Einzelteilfertigung am Handarbeitsplatz<br />
anzubieten“, so Matzke abschließend.<br />
„Das Clinchen ist eine Schlüsseltechnologie,<br />
mit der Anwender ihre gesteckten<br />
CO 2 -Ziele erreichen können.“ (co)<br />
https://de.tox-pressotechnik.com<br />
INFO<br />
Weitere Informationen<br />
zum Clinchen:<br />
hier.pro/6Cfgr<br />
Bild: Reichelt Chemietechnik<br />
Vollkommen plane und auf den Nanometer<br />
genau gefertigte Bauteile<br />
sind großindustriell nicht realisierbar.<br />
Fertigungsbedingte Toleranzen<br />
von <strong>Konstruktion</strong>steilen aus Metallen<br />
oder harten Kunststoffen werden<br />
deshalb durch Dichtungen ausgeglichen.<br />
So lässt sich der ungewollte<br />
Stofftransfer zwischen zwei<br />
Räumen verhindern und der reibungslose<br />
Betrieb von Maschinen<br />
und Anlagen sicherstellen. Zudem<br />
verhindern Dichtungen den Austritt<br />
gefährlicher Substanzen wie korrosiver<br />
Säuren oder gesundheits -<br />
gefährdender Lösungsmittel.<br />
Man unterscheidet zwischen dynamischen<br />
Dichtungen wie Wellendichtringen,<br />
bei denen translatorische<br />
oder rotatorische Bewegung<br />
zwischen den Dichtstellen<br />
stattfindet, und statischen Dichtungen,<br />
zu denen neben O-Ringen<br />
auch Dichtungsprofile und Rundschnüre<br />
zählen. Letztgenannte<br />
sind Stränge aus extrudierten<br />
Poly meren mit endlicher Länge.<br />
Sie weisen einen kreisrunden<br />
Querschnitt auf, ähnlich eines<br />
aufgeschnittenen O-Rings, und<br />
kommen in zahlreichen Anwendungsgebieten<br />
zum Einsatz. Reichelt<br />
Chemietechnik hat eine große<br />
Auswahl an Rundschnüren aus<br />
Moosgummi oder elastomerem<br />
Vollmaterial auf Lager.<br />
Legierter Kohlenstoff-Stahl<br />
Ausgelegt für Wasserstoffapplikationen<br />
Komponenten für den Einsatz in<br />
Wasserstoffanwendungen werden<br />
oftmals aus austenitischen Edelstählen<br />
gefertigt. Jedoch weist<br />
Edelstahl nur eine geringe Festigkeit<br />
auf. Folge: Bauteile aus Edelstahl<br />
müssen mit größeren Wandstärken<br />
ausgelegt werden. Das führt zu<br />
einem erhöhten Gewicht und zu<br />
einem Anstieg der Kosten.<br />
Poppe + Potthoff hat speziell für<br />
Leitungen und Rails in Wasserstoff -<br />
applikationen eine Alternative konzipiert:<br />
PPH2, einen legierten Kohlenstoff-Stahl<br />
mit hohen mechanischen<br />
Eigenschaften, die durch die<br />
PPSH-Glühbehandlung weiter gesteigert<br />
werden. Diese speziellen<br />
Eigenschaften ermöglichen die Fertigung<br />
von dünnwandigeren und<br />
damit leichteren Komponenten (im<br />
Vergleich zu Edelstahl) bei gleichzeitiger<br />
Erhöhung der Verfügbarkeit<br />
von Wasserstoff-Leitungen und<br />
Rails. PPH2 erfüllt in seiner Zusammensetzung<br />
die Anforderungen der<br />
EIGA (European Industrial Gases<br />
Association) an Rohre und Behälter<br />
für den Transport von Wasserstoff.<br />
Den äußeren Korrosionsschutz gewährleistet<br />
eine Zink-Nickel-<br />
Beschichtung.<br />
Bild: Poppe + Potthoff<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 105
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl 108<br />
C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG, Pinneberg 97<br />
Chr. Mayr GmbH + Co. KG Antriebstechnik,<br />
Mauerstetten 33<br />
Conta-Clip Verbindungstechnik GmbH, Hövelhof 21<br />
DELTA LOGIC Automatisierungstechnik GmbH,<br />
Schwäbisch Gmünd 77<br />
Deutsche Messe AG, Hannover 25<br />
EJOT SE & Co.KG, Bad Berleburg 103<br />
EMERSON Automation Solutions, Augsburg 11<br />
Heidrive GmbH, Kelheim 57<br />
HELU KABEL GmbH, Hemmingen 55<br />
Höhl & Westhoff GmbH, Wuppertal 95<br />
ifm electronic GmbH, Essen 9<br />
Michael Koch GmbH, Ubstadt-Weiher 47<br />
Köhler + Partner GmbH, Buchholz 35 – 43<br />
Layher AG, Kirchberg 17<br />
LEE-Hydraulische Miniatur-Komponenten GmbH,<br />
Sulzbach 23<br />
Friedrich Lütze GmbH, Weinstadt 5<br />
maxon motor GmbH, München 2<br />
mbo Oßwald GmbH & Co.KG, Külsheim 91<br />
VORSCHAU<br />
Bild: Andreas Wegelin/Konradin Mediengruppe<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Der kompakte Frequenzumrichter SD4B von<br />
Sieb & Meyer erweitert das Portfolio der Baureihe.<br />
Der Nachfolger des SD2B plus eignet<br />
sich vor allem für den optimierten Betrieb von<br />
schnelldrehenden Niedervolt-Synchron- und<br />
Asynchronmotoren und ist die ideale Wahl für<br />
Mikro-Werkzeugmaschinen.<br />
Messe Düsseldorf GmbH, Düsseldorf 15<br />
MICRO-EPSILON-MESS- TECHNIK<br />
GmbH & Co. KG, Ortenburg 3<br />
ODU GmbH & Co. KG, Mühldorf 49<br />
Optris GmbH, Berlin 79<br />
Rodriguez GmbH, Eschweiler 19<br />
Rose Systemtechnik GmbH, Porta Westfalica 69<br />
J.Schmalz GmbH, Glatten 91<br />
K.A. Schmersal Holding GmbH & Co. KG, Wuppertal 29<br />
Smalley Steel Ring Company, US-Lake Zurich, IL 13<br />
Stäubli Electrical Connectors GmbH, Weil am Rhein 85<br />
Telemeter Electronic GmbH, Donauwörth 87<br />
Hans Turck GmbH & Co. KG, Mülheim 107<br />
Wöhner GmbH & Co. KG, Rödental 7<br />
Dieser Ausgabe liegt ein Prospekt folgender<br />
Firma bei:<br />
Bihl + Wiedemann GmbH, Mannheim<br />
Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.<br />
<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />
Franke ist Erfinder des Drahtwälzlagers.<br />
Warum der Unternehmensfokus<br />
auf der Entwicklung<br />
und Herstellung kundenspezifischer<br />
Wälzlager liegt<br />
und welche Neuheiten zu<br />
erwarten sind, erläutert Geschäftsführer<br />
Sascha Eberhard<br />
im exklusiven Interview mit<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>.<br />
SYSTEMS ENGINEERING<br />
Im Mai lädt die Konferenz system:ability zum<br />
Erfahrungsaustausch zwischen Wissenschaft<br />
und Wirtschaft über die intelligente und<br />
nachhaltige Produktentwicklung. Vorgestellt<br />
werden Ergebnisse der Initiative Advanced<br />
Systems Engineering sowie ein KI-Marktplatz<br />
von it‘s OWL und Fraunhofer IEM.<br />
ISSN 1612–7226<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag:<br />
Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Redaktion:<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417<br />
Stellvertretende Chefredakteure:<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />
Korrespondent:<br />
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />
Redakteure:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 711 7594–4653;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Carmelina Weber<br />
Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />
carmelina.weber@konradin.de<br />
Layout:<br />
Helga Nass, Phone +49 711 7594–278<br />
Gestaltungskonzept:<br />
Katrin Apel<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />
Auftragsmanagement:<br />
Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />
Leserservice:<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
Phone +49 711 7252–209<br />
E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />
nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />
Ausland: 84,90 € / 92,70 CHF inkl. Versandkosten.<br />
Einzelverkaufspreis: 8,60 € / 16,00 CHF inkl. MwSt., zzgl.<br />
Versandkosten. Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals<br />
vier Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine<br />
Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info<br />
USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn<br />
Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,<br />
Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,<br />
detleffox@comcast.net<br />
Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />
nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />
eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />
<strong>Konstruktion</strong> erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich<br />
geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten.<br />
Reproduktionen gleich welcher Art, nur mit schriftlicher<br />
Genehmigung des Verlages.<br />
Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />
Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
Printed in Germany.<br />
© 2023 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Leinfelden-Echterdingen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 05/2023 erscheint am 02.05.2023<br />
EDA<br />
106 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023
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108 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023