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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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Nico Schröder<br />

Korrespondent<br />

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

nico.schroeder@konradin.de<br />

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Besuchen Sie uns<br />

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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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 />

mit extrem schnellem Kurzschluss-Handling<br />

www.motus-c14.de<br />

<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 />

hier eine VR-Brille gewinnen. Einfach den<br />

QR-Code scannen und online registrieren.<br />

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 />

Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe 2023<br />

Stand C57, Halle 6<br />

<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 />

www.lenze.com<br />

www.weidmüller.com<br />

Sie sind<br />

Spiraldruckfedern<br />

leid?<br />

Wir auch.<br />

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 />

tfcdeutschland.com<br />

Fordern Sie telefonisch +49<br />

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

(0)<br />

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

234 97849-011 » 04 | 2023<br />

oder 13 auf<br />

unserer Website smalley.com/de kostenlose Muster an


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 />

worldwide<br />

Go for Metallurgy!<br />

The Bright World of Metals. Das<br />

Top-Event rund um Gießereitechnologie,<br />

Metallerzeugung und -verarbeitung<br />

sowie Thermoprozesstechnik. Technologien<br />

für eine klimaschonende und<br />

nachhaltig erfolgreiche Metall industrie.<br />

Mit ecoMetals und ecoMetals Trails –<br />

Pfade zu Dekar bo nisierung + Circular<br />

Economy.<br />

Synergie im Verbund<br />

Schnittstellen für Know-how-Transfer:<br />

Die Technologieforen auf GIFA, METEC,<br />

THERMPROCESS und NEWCAST.<br />

See you in Düsseldorf!<br />

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 />

www.layher-ag.de<br />

<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 />

„Career“ und „New Work“.<br />

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INFO<br />

Details zum Konferenzprogramm<br />

der Hannover Messe<br />

2023, online unter:<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 />

www.emerson.com<br />

22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023


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Medizintechnik (EFS)<br />

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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 />

www.inneo.de<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 />

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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 />

Energizing Productivity<br />

Aktive Energiemanagement-Geräte und sichere<br />

Bremswiderstände für die elektrische Antriebstechnik<br />

Mehr Produktivität,<br />

Sicherheit und Effizienz<br />

Stets der optimale Energiehaushalt für Ihre elektrischen Antriebe:<br />

Gesteigerte Energieeffizienz, höhere Dynamik, bessere Verfügbarkeit<br />

und längere Lebensdauer. Dazu geringere Netzrückwirkungen,<br />

einfach zu realisierende Lastspitzenreduktion und insgesamt stabilere<br />

Versorgung. Das alles oftmals sogar als Win-Win-Situation.<br />

Sie setzen elektrische Antriebe ein? Melden Sie sich!<br />

Michael Koch GmbH, Zum Grenzgraben 28, 76698 Ubstadt-Weiher<br />

Tel. +49 7251 9626-200, www.bremsenergie.de, mail@bremsenergie.de<br />

<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 />

STECK-<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 />

Elektrische<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 />

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und Ihre Branche:<br />

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<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 />

auf Ihre Anforderungen zugeschnitten werden. Vertrauen Sie auf unser<br />

umfassendes Know-how, um ein Höchstmaß an Leistung und Individualität<br />

zu realisieren.<br />

Besuchen Sie uns an der:<br />

EV Tech Expo / Battery Show Stuttgart<br />

23. – 25. Mai 2023, Halle 10 Stand A10<br />

www.staubli.com<br />

E-MOBILITY<br />

Leistungsstark und bahnbrechend.<br />

Unsere wegweisenden<br />

Onboard-Lösungen.<br />

<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 />

Hannover Messe: Halle 09, Stand D09<br />

Kundenspezifische PTFE-Kabel<br />

• UV-beständig<br />

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gegen Öle und Benzine<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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oder versionierten Kataloge sind wir<br />

bestens gerüstet – speziell wenn es um das<br />

Know-how beim Projektmanagement<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 />

17. bis 21. April<br />

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Sie suchen einen innovativen und zuverlässigen<br />

Lohnfertiger für Drehteile? Dann ist mbo Oßwald der<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 />

COG SETZT ZEICHEN:<br />

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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<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023 107


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108 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 04 | 2023

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