antriebstechnik 4/2024
antriebstechnik 4/2024
antriebstechnik 4/2024
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19174<br />
04<br />
April <strong>2024</strong><br />
€ 16,50<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
MAINTENANCE 4.0<br />
Aktuellen Verschleiß an semi-elastischen<br />
Kupplungen digital überwachen<br />
<strong>antriebstechnik</strong>.de
Vollständig<br />
überarbeitet!<br />
Die Berechnung und Gestaltung von<br />
Wälzlagern erreicht eine neue Ära<br />
Wälzlagerpraxis<br />
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Das Standardwerk für Konstrukteure<br />
und Studenten in der 5. Auflage.<br />
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EDITORIAL<br />
HIDDEN CHAMPION<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
die Lage für die Industrie in Deutschland ist nicht so rosig<br />
wie sie einmal war. Aber sie ist auch nicht so schlecht,<br />
wie sie angesichts der herausfordernden Situation sein<br />
könnte. Immer noch ist die Forschung ein starkes Pfund<br />
hierzulande. Ein Beispiel ist Künstliche Intelligenz. Hier ist<br />
Deutschland, was Patentanmeldungen angeht, die<br />
weltweite Nummer zwei hinter den USA. Das zeigt eine<br />
Analyse des Deutschen Patent- und Markenamts.<br />
Demnach kommen 17 Prozent der weltweit registrierten<br />
KI-Patente aus Deutschland, deutlich mehr als aus Japan<br />
mit 12 Prozent auf Platz drei. Die USA stellt fast ein<br />
Drittel der Patente. KI ist folgerichtig ein Schwerpunkt der<br />
Hannover Messe in diesem Jahr. Viele Anwendungen,<br />
Entwicklungen und Diskussionen werden sich zumindest<br />
teilweise um dieses Thema drehen. Die Entwicklungen im<br />
Bereich KI wirken sich massiv auf den Maschinen- und<br />
Anlagenbau aus. Gerade im Bereich der Sensorik und des<br />
damit verbundenen Condition Monitoring gibt es schon<br />
jetzt viele Anwendungen mit KI. Unsere Titelgeschichte in<br />
dieser Ausgabe behandelt auch ein Sensor-Thema.<br />
In unserem Special zur Hannover Messe haben aber auch<br />
klassische Antriebsthemen Platz gefunden.<br />
Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen<br />
und auf der Messe,<br />
Mehr Präzision.<br />
Performante<br />
Wegmessung<br />
in rauer Umgebung<br />
eddyNCDT<br />
• Induktive Wegsensoren auf<br />
Wirbelstrombasis zur berührungslosen<br />
Messung von Weg, Abstand & Position<br />
auf allen Metallen<br />
• Hohe Grenzfrequenz für dynamische<br />
Messaufgaben<br />
• Höchste Genauigkeit & Stabilität<br />
• Robuste Bauformen für schwierige<br />
Umweltbedingungen (Öl, Schmutz,<br />
Hoch-Temperatur, Druck bis 2000 bar)<br />
Schlag / Rundlauf<br />
Ihr Miles Meier<br />
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micro-epsilon.de/eddy
EDITORIAL<br />
03 Hidden Champion<br />
SOFTSTARTER<br />
06 Hannover Messe: Konferenzen mit Mehrwert<br />
07 Menschen, Märkte, Unternehmen<br />
48<br />
ANZEIGE<br />
ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
18 Drehstrom-Spezialmotoren für Medizin<br />
und Labor<br />
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
20 Schnelle Werkzeugwahl per Touch<br />
TITELBILD<br />
Flender GmbH, Bocholt<br />
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
24 Präzise Motorregelung mit robuster<br />
Einkabeltechnologie<br />
MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
12 TITEL Upgrade your Uptime<br />
20 18<br />
4 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
28 Optimal vorspannen und Toleranzen ausgleichen<br />
30 Mehr Genauigkeit und Prozesssicherheit<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
32 Ein Eye darauf haben<br />
SPECIAL<br />
HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
36 Simulationsexperiment für<br />
Flugtechnologie der Zukunft<br />
40 INTERVIEW Nachhaltige Kraftentfaltung<br />
42 Präzision und Dynamik für komplexe<br />
Bauteilgeometrien<br />
44 INTERVIEW Schmierfrei Zukunft bewegen<br />
48 Steckgesicht für Industrie 4.0<br />
MEIN TIPP<br />
Hunderte, sehr unterschiedliche Werkstücke<br />
mit minimalen Umrüstzeiten verarbeiten<br />
zu können: Das verspricht ein neuartiger<br />
Pick-and-Place-Roboter eines Systemintegrators.<br />
Alle Komponenten sind in einer komfortablen<br />
Bedienoberfläche gebündelt. Das macht die<br />
flexible Handhabungslösung auch für kleine<br />
Losgrößen attraktiv und konkurrenzfähig zur<br />
manuellen Handhabung. Wie Tripod-Roboter,<br />
Steuerung und Bedieneinheit zu einer ganzheitlichen<br />
Lösung vereint wurden, lesen Sie<br />
ab Seite 20.<br />
Felix Berthold, Redakteur, F.Berthold@vfmz.de<br />
SERVICE<br />
27 Impressum<br />
22.– 26. APRIL <strong>2024</strong><br />
LET THE DATA<br />
DO THE WORK.<br />
Wie Sie Ihre Produktion mit IIoT effektiv steuern, vernetzen<br />
und überwachen? Erfahren Sie auf der HANNOVER MESSE!<br />
www.hannovermesse.de/maschinenbau<br />
WORLD. LEADING. INDUSTRYSHOW.
SOFTSTARTER<br />
HANNOVER MESSE<br />
KONFERENZEN MIT MEHRWERT<br />
Neben unzähligen Produkten bietet die Hannover Messe auch ein<br />
hochkarätiges Konferenzprogramm. Hier diskutieren Experten auf<br />
internationaler Ebene die aktuellen Herausforderungen der<br />
Industrie aus verschiedensten Blickwinkeln. Themen sind unter<br />
anderem aktuelle Ergebnisse aus der angewandten Forschung,<br />
Use-Cases aus den Bereichen Industrie 4.0 und Künstliche<br />
Intelligenz. Wir stellen die wichtigsten Conference Stages vor.<br />
www.hannovermesse.de<br />
INDUSTRIAL TRANSFORMATION CONFERENCE STAGE<br />
– HALLE 3<br />
Alle Trends der Industrie auf einer Bühne<br />
Die Bühne für den technologie- und branchenübergreifenden<br />
Austausch: An fünf Messetagen geht es um die Megatrends der<br />
Industrie. Partner und Experten aus unterschiedlichen Disziplinen<br />
gestalten ein hochkarätiges Forum und bieten Use-Cases, Insights<br />
und Lösungen. Unter den Sprechern sind Fabian Bause von Beckhoff<br />
Automation, Marcus Berret, Global Managing Director bei Roland<br />
Berger, Prof. Dr. Holger Borcherding, Leiter des Instituts für Future<br />
Energies bei Lenze, Russel Fadel, CEO bei Augmentir, Prof. Katharina<br />
Hölzle, Direktorin bei Fraunhofer IAO, Alireeza Tavakoli, Vice President<br />
Schunk Group und Andre Wenzel, Head of Plant Structure Projekts bei<br />
Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH.<br />
INDUSTRIE 4.0 CONFERENCE STAGE<br />
– HALLE 8<br />
Wertschöpfung in Netzwerken gedacht<br />
Die Bühne für Automatisierer, Softwareanbieter<br />
und Anwender. Hier geht es um das<br />
nächste Level von Industrie 4.0. Vordenker der<br />
Branche, Experten und Praktiker präsentieren<br />
die aktuellen Trends und Innovationen von der<br />
Verwaltungsschale über OPC UA, maschinellem<br />
Lernen, Cloud sowie Edge Computing bis<br />
zu Datenräumen. An diesem Format sind viele<br />
Personen beteiligt, darunter Christian Bittner,<br />
Senior Manager bei Pilz und Heiko Herden,<br />
Leitung OPC UA CS Harmonisierung beim<br />
VDMA.<br />
5G & INDUSTRIAL WIRELESS<br />
CONFERENCE STAGE – HALLE 14<br />
Kommunikationsstandard der Superlative<br />
Die Zukunft der industriellen Fertigung steckt<br />
in Industrie 4.0 mit der intelligenten Fabrik<br />
und dem Industrial Internet of Things (IIoT).<br />
Um Produktionsanlagen und Intralogistik noch<br />
flexibler, autonomer und effizienter zu<br />
gestalten, braucht es entsprechende Rahmenbedingungen<br />
und langfristige und nachhaltige<br />
Kommunikationslösungen für umfassende<br />
Konnektivität und ein industrielles Wireless-<br />
Ökosystem.<br />
TECH TRANSFER CONFERENCE STAGE – HALLE 2<br />
Zukunftsweisende Ideen aus der industriellen Forschung<br />
Die Kommunikations- und Kompetenzplattform für den Diskurs<br />
zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik: Hier werden die<br />
neuesten Projekte der angewandten Industrieforschung<br />
vorgestellt, hier präsentieren Wissenschaftler und Entwickler<br />
ihre neuesten Forschungsergebnisse aus allen relevanten<br />
Industriebereichen. Wie zu erwarten kommen viele der Sprecher<br />
aus der Wissenschaft, darunter Ulrich Ahle, CEO von Gaia-X und<br />
der Präsident der Fraunhofer Gesellschaft, Prof. Holger Hanselka.<br />
ENERGY 4.0 CONFERENCE STAGE – HALLE 12<br />
Wege zur CO 2<br />
-neutralen Produktion<br />
Die Kommunikations- und Kompetenzplattform für eine energieintelligente, klimafreundliche<br />
und nachhaltige Zukunft: Vordenker der Branche, hochkarätige Experten und<br />
Praktiker stellen die neuesten Trends vor und geben Antworten für die Green Transition<br />
der Industrie. Dabei sind unter anderem Guido Bachmann, Director Engineering R&D bei<br />
Schaltbau und der Geschäftsführer VDMA Power-to-X for Applications, Peter Müller-Baum.<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SOFTSTARTER<br />
ACHTKÖPFIGES TEAM IM MANAGEMENT<br />
Veit Brämer, Kai Heinemann und Tobias Kirschke sind seit Januar<br />
Prokuristen der Block Transformatoren-Elektronik GmbH. Das<br />
Unternehmen aus Verden hat sich seit der Gründung im Jahre 1939<br />
und der Übernahme durch Wolfgang Reichelt im Jahre 1971 zum<br />
starken Mittelständler entwickelt und beschäftigt heute 1.000<br />
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter – mit Vertretungen im euro -<br />
pä ischen und internationalen Raum sowie Schwesterunternehmen<br />
und zwei weiteren Produktionsstandorte in China und den USA.<br />
Die Leitung des Unternehmens ist über die Jahre mitgewachsen:<br />
Ein achtköpfiges Team bildet heute das Management. Die<br />
Geschäftsführung besteht aus CEO und Inhaber Wolfgang Reichelt,<br />
COO Udo Leonhard Thiel und CFO Lars Ullenboom. Ein weiterer Teil<br />
des Management-Teams ist die Geschäftsleitungsebene, bestehend<br />
aus Jens Scheffelmeier für den Bereich Produktion und Logistik,<br />
Michael Linke für den Einkauf und die Materialwirtschaft,<br />
Veit Brämer für den Vertrieb, Tobias Kirschke für das Personalwesen<br />
und Kai Heinemann für Entwicklung und Produktmanagement.<br />
www.block.eu<br />
REKORDE IM JUBILÄUMSJAHR<br />
Zehn Jahre ist<br />
die All About<br />
Automation<br />
Messereihe<br />
inzwischen<br />
jung und<br />
feierte in<br />
Friedrichshafen<br />
mit der bisher<br />
größten<br />
Ausgabe am<br />
5. und 6. März <strong>2024</strong> Jubiläum. Zwei Tage lang ging es am<br />
Bodensee um konkrete Lösungen, neue Konzepte und<br />
innovative Ideen der Industrieautomation, Robotik und<br />
Digitalisierung. 380 Aussteller (2023: 321) und<br />
5.018 Besucher (2023: 4.180) waren mit dabei. Während<br />
auf den Ständen rege über individuelle Anforderungen<br />
gesprochen wurde, liefen 30 Vorträge auf den beiden<br />
Talk Lounges in der Messehalle. Die meisten Zuhörer<br />
hatten in diesem Jahr Vorträge zu KI und Maschinellem<br />
Lernen, zu Condition Monitoring und Vorträge, bei<br />
denen es um die erfolgreiche Umsetzung von Robotikprojekten<br />
ging. Die nächste All About Automation in<br />
Friedrichs-hafen findet 2025 aufgrund der Lage der<br />
Faschingstage schon etwas früher statt: am 25. und<br />
26. Februar 2025. Der nächste Stopp der All About<br />
Automation Messereihe in diesem Jahr ist am 15. und<br />
16. Mai <strong>2024</strong> in Heilbronn.<br />
www.easyfairs.com<br />
Hol das Maximum heraus<br />
Unsere BLDC-Motoren sind auch als Frameless-<br />
Kits in fünf Leistungsstufen zwischen 30 W und<br />
260 W erhältlich. Rotor und Stator werden<br />
getrennt geliefert und erst beim Zusammenbau<br />
der Komponenten miteinander verbunden.<br />
Frameless-Motoren bieten ein Optimum an<br />
Drehmomentdichte und minimalem Volumen.<br />
Hohe Überlastbarkeit, geringes Rastmoment<br />
und genug Platz für Kabeldurchführungen.<br />
maxons Spezialisten beraten Sie gerne.<br />
www.maxongroup.de<br />
Hannover Messe<br />
22.–26. April <strong>2024</strong><br />
Halle 6, Stand C47<br />
Precision Drive Systems
SOFTSTARTER<br />
YASKAWA EUROPA UNTER<br />
NEUER FÜHRUNG<br />
In der Führungsspitze von<br />
Yaskawa EMEA gibt es einen<br />
Wechsel, wie die Yaskawa<br />
Electric Corporation mitteilte.<br />
Marcus Mead (53) wurde mit<br />
Wirkung zum 1. März <strong>2024</strong> zum<br />
Executive Officer Regional<br />
Manager Europe, Chairman und<br />
President der Yaskawa Europe<br />
GmbH ernannt. Er folgt auf<br />
Bruno J. Schnekenburger, der in<br />
den Ruhestand tritt. Der<br />
britische Manager kam im Jahr<br />
2018 als Vice President of<br />
Operations zu Yaskawa – nach<br />
einer Laufbahn in der Luft- und Raumfahrttechnik bei der<br />
British Aerospace (Commercial Aircraft) Airbus Division, in der<br />
Automobilindustrie bei Magna International und in der<br />
Automatisierungstechnik bei Parker Hannifin. Seit September<br />
2018 leitete er die europäische Robotics Division in Allershausen<br />
bei München. Zudem hatte Mead seit März 2023 die<br />
Position des President EMEA am Headquarter-Standort Hattersheim<br />
bei Frankfurt inne. Während seiner gesamten Amtszeit<br />
hat Mead die Entwicklung von Yaskawa in Europa aktiv vorangetrieben,<br />
besonders auf dem Gebiet der Robotik.<br />
www.yaskawa.eu.com<br />
NEUE SCHULUNGSTERMINE IN DER<br />
WÄLZLAGER-AKADEMIE<br />
Findling bietet auch<br />
dieses Jahr wieder<br />
Wälzlagerschulungen<br />
in seiner Wälzlager-<br />
Akademie an. Interessierte<br />
jedes Wissenstands<br />
können sich<br />
entweder vor Ort in der<br />
Karlsruher Zentrale<br />
oder online über<br />
technische Grundlagen<br />
und aktuelle Trends informieren. Mit seinen modular aufgebauten,<br />
herstellerunabhängigen Wälzlager-Schulungen richtet sich<br />
Findling an Mitarbeiter aus unterschiedlichen Unternehmensbereichen,<br />
Wissens- und Karrierestufen. Einen Schwerpunkt<br />
bildet die technisch und wirtschaftlich optimale Auswahl von<br />
Wälzlagern. Dabei werden theoretische Grundlagen der<br />
Wälzlagertechnik ebenso berücksichtigt wie Ratschläge und<br />
Erfahrungen aus der Praxis.<br />
www.findling.com<br />
UNTERNEHMENSNACHFOLGE BEI<br />
FRANZ WILD ÖLTECHNIK<br />
KISSsoft AG<br />
A Gleason Company<br />
T. +41 55 254 20 50<br />
info@kisssoft.com<br />
KISSsoft Features<br />
▪ Systemberechnungen mit KISSdesign<br />
▪ Entwicklungsumgebung für SKRIPT<br />
▪ Zusätzliche Stirnradfestigkeitsberechnungen<br />
▪ Neueste Kegelradnormen ISO 10300, DIN 3965<br />
▪<br />
Leistungsfähige 3D-FEM-Berechnung für<br />
Zahnfussspannungen<br />
NEU<br />
Release<br />
<strong>2024</strong><br />
Anfragen für eine Testversion über www.kisssoft.com<br />
Die Franz Wild Öltechnik GmbH aus Rheinhausen ist mit einem<br />
Geschäftsführungs-Trio ins neue Jahr gestartet. Zum Januar<br />
<strong>2024</strong> hat der Namensgeber Franz Wild (64) die Führungsspitze<br />
des Service- und Supportspezialisten für Hydraulik und<br />
Pneumatik erweitert. Im Management stehen ihm neuerdings<br />
Tochter Melissa Firat (31) und Schwiegersohn Sebastian<br />
Neininger (34) zur Seite. „Die Unternehmensnachfolge bleibt in<br />
der Familie, darüber bin ich sehr glücklich“, betont Senior<br />
Franz Wild, der das Unternehmen 1995 gegründet hat.<br />
Melissa Firat und Sebastian Neininger haben sich beide in<br />
einem dualen Studium als Wirtschaftsingenieure qualifiziert.<br />
Seit zwei Jahren arbeitet Melissa Firat im väterlichen Betrieb<br />
mit. Die junge Geschäftsführerin konzentriert sich auf Marketing<br />
und Personal. Ihr Schwager setzt seinen Schwerpunkt in<br />
den Bereichen Qualitätsmanagement und Vertrieb. Auch<br />
Neininger kennt den Familienbetrieb sehr gut. Er ist seit fünf<br />
Jahren dort beschäftigt. Auf der gemeinsamen Agenda stehen<br />
flache Hierarchien, die Förderung der Mitarbeitenden, die<br />
offene Kommunikation im Team und die Digitalisierung. Das<br />
Geschäftsführungs-Trio fokussiert sich darauf, Kernprozesse<br />
weiterzuentwickeln, um Ressourcen effizient zu planen.<br />
www.franz-wild-oeltechnik.de<br />
8 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
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AMA VERBAND VERÖFFENTLICHT<br />
SEMINARPROGRAMM <strong>2024</strong><br />
Der AMA Verband<br />
für Sensorik und<br />
Messtechnik<br />
veröffentlicht sein<br />
Seminarprogramm<br />
für das Jahr <strong>2024</strong>.<br />
Es beinhaltet<br />
Seminare zu<br />
verschiedenen Themen, darunter Ultraschallmesstechnik,<br />
optische Spektroskopie, Wegmessung, industrielle Bildverarbeitung<br />
und die Diskussion über „Chat-GPT – Hype oder<br />
Hysterie“. Die Seminare werden online oder als Präsenzveranstaltungen<br />
angeboten und stehen unter wissenschaftlicher<br />
Leitung. Sie bieten fundiertes Wissen über Sensoren,<br />
Sensorsysteme sowie deren Funktionen und Einsatzmöglichkeiten.<br />
Die Teilnehmer erhalten die Möglichkeit, die<br />
passenden Sensoren für ihren Anwendungsfall zu wählen<br />
und deren Vor- und Nachteile zu bewerten. Die Seminare<br />
möchten herstellerunabhängiges Wissen vermitteln und<br />
über den aktuellen Stand der Sensorik und Messtechnik<br />
informieren. Sie richten sich an Fachleute aus Entwicklung,<br />
Forschung, Fertigung und Vertrieb. Weitere Informationen<br />
zu den Themen, Terminen und Preisen finden Interessenten<br />
auf der Website des Verbands.<br />
www.ama-sensorik.de<br />
VERNETZEN SIE SICH MIT<br />
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www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
digital.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de/facebook<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de/twitter<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de/linkedin<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de/xing<br />
Zahnriemen!<br />
Wir lieben alle
SOFTSTARTER<br />
PLANMÄSSIGER FÜHRUNGSWECHSEL<br />
BEI ZEPPELIN<br />
Matthias Benz (2. v. r.),<br />
aktuell Geschäftsführer<br />
der Raufoss Technology,<br />
wird zum 1. Juli <strong>2024</strong><br />
Mitglied der Geschäftsführung<br />
des Zeppelin<br />
Konzerns. Am<br />
1. Oktober <strong>2024</strong> tritt er<br />
als Vorsitzender der<br />
Geschäftsführung die<br />
Nachfolge von Peter Gerstmann (2. v. l.) an. Das entschied der<br />
Aufsichtsrat der Zeppelin GmbH in seiner letzten Sitzung im<br />
Dezember 2023. Andreas Brand (r.), Aufsichtsratsvorsitzender von<br />
Zeppelin, Oberbürgermeister der Stadt Friedrichshafen und Vertreter<br />
der Gesellschafterin Zeppelin-Stiftung betont: „Wir freuen uns sehr,<br />
dass wir Matthias Benz als Nachfolger von Peter Gerstmann<br />
gewinnen konnten. Er bringt langjährige nationale und internationale<br />
Führungserfahrung mit und stellt sich unternehmerischen<br />
Herausforderungen strategisch, fokussiert und entschieden.“<br />
Benz zum Führungswechsel: „Gerstmann übergibt mir ein hervorragend<br />
aufgestelltes, engagiertes und motiviertes Team. Auf meine<br />
neue Aufgabe freue ich mich sehr und bedanke mich für das<br />
Vertrauen, das mir der Aufsichtsrat entgegenbringt.“ Im Bild links:<br />
Heribert Hierholzer, stellvertretender Vorsitzender des Aufsichtsrats<br />
von Zeppelin.<br />
www.zeppelin.com<br />
FLENDER ÜBERNIMMT EICKHOFF WIND<br />
ASIA FÜR WEITERES WACHSTUM<br />
Nach der Ankündigung, die Serienproduktion von Windanlagen<br />
Ende April 2023 einzustellen, hat der Flender<br />
eine Vereinbarung mit Eickhoff getroffen, um Eickhoff<br />
Wind Asia Pvt Ltd (EWA) mit seinem Montagewerk in<br />
Walajabad Taluk, Indien, zu übernehmen. EWA wurde<br />
am 1. Oktober 2020 in Indien gegründet und ist auf die<br />
Produktion von Windgetrieben spezialisiert.<br />
Der Standort verfügt derzeit über eine Prüfstandskapazität<br />
von 8 MW und befindet sich in der Nähe von<br />
Flenders vorhandenem Standort im Großraum Chennai.<br />
Eine der Hauptsäulen in Flenders globaler Standortstrategie<br />
ist die weitere Expansion und Lokalisierung<br />
von Antriebssystemen für Windturbinen in Indien.<br />
Neben Investitionen in eigene Produktionsstandorte<br />
in Kharagpur und Chennai ermöglicht die Übernahme<br />
Flender, das Tempo weiter zu erhöhen und das Wachstum<br />
zu beschleunigen.<br />
www.flender.com<br />
Zukunft. Gestalten.<br />
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Jahr DAS Highlight<br />
der Hannover<br />
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die Technologien von morgen zu entwickeln!<br />
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AUSZEICHNUNGSTRIO FÜR NSK<br />
Für NSK endete das Jahr 2023<br />
mit drei Auszeichnungen von<br />
renommierten Institutionen in<br />
drei ganz unterschiedlichen<br />
Bereichen: technische Innovation,<br />
ESG (Umwelt, Soziales und<br />
Unternehmensführung) sowie<br />
Diversität und Inklusion auf der<br />
Personalebene. Zur Freude von<br />
NSK hat Dr. Satoru Arai,<br />
Chefingenieur im NSK-Entwicklungszentrum<br />
für Werkzeugmaschinentechnologie,<br />
den „Manufacturing & Machine<br />
Tool Award for Technical Achievement“ von der<br />
Japanischen Gesellschaft der Maschinenbauingenieure<br />
(JSME) erhalten. Der Award geht an Ingenieure, die<br />
einen herausragenden Beitrag zur Weiterentwicklung<br />
von Fertigungsanlagen und Werkzeugmaschinen<br />
geleistet haben. Bereits zum 22. Mal wurde NSK zudem<br />
in den „Dow Jones Sustainability Asia Pacific Index“<br />
aufgenommen. Die dritte Auszeichnung honoriert die<br />
Bemühungen von NSK um Diversität und Integration:<br />
Beim Pride Index 2023 hat NSK zum dritten Mal in Folge<br />
eine Gold-Auszeichnung erhalten. Der Pride Index ist<br />
eine Bewertung von LGBTQ-Initiativen, die von der<br />
japanischen Organisation „work with pride“ vorgenommen<br />
wird.<br />
www.nskeurope.de<br />
www.vdi-wissensforum.de/<br />
maschinenbau-zukunft-gestalten
CAN IN AUTOMATION AKTUALISIERT<br />
SPEZIFIKATIONSREIHE FÜR ANTRIEBE<br />
CAN in Automation (CiA) hat neue Versionen der Profil-<br />
Serie für elektrische Antriebe (CiA 402), modulare I/O-<br />
Geräte (CiA 401) und Neigungssensoren (CiA 410) herausgegeben.<br />
Das teilte die internationale Anwender- und<br />
Herstellervereinigung Anfang März mit. Das CiA 402-Profil<br />
ist spezifiziert in der Standardreihe IEC 61800-7-201/301.<br />
Es umfasst Frequenzumrichter, Servoregler und Schrittmotoren.<br />
Die neue Version des CiA 402 unterstützt 64-Bit-<br />
Parameter und einige zusätzliche Referenzfahrt-Modi.<br />
Die Spezifikationsreihe CiA 402 ist nach eigenen Angaben<br />
das marktführende Profil für Antriebe und Motion Controller.<br />
Das Profil wurde auch von mehreren Nicht-CAN-Kommunikationssystemen<br />
übernommen. CiA hat mehr als<br />
100 Profilspezifikationen entwickelt. Sie ermöglichen es,<br />
plug-and-play-fähige Geräte oder Systeme herzustellen,<br />
die nicht konfiguriert werden müssen. Durch Konfiguration<br />
kann der Benutzer optionale Funktionen realisieren.<br />
CiA 401 ist eines der am häufigsten implementierten<br />
Profile. Es deckt modulare I/O-Geräte und spezielle<br />
I/O-Schnittstellen ab, wie zum Beispiel für Joysticks.<br />
www.can-cia.org<br />
VENTILATOR-RETROFIT IM EIGENEN HAUS<br />
Im Rahmen seiner Nachhaltigkeitsstrategie hat EBM-Papst<br />
seine eigenen Lüftungsanlagen unter die Lupe genommen.<br />
Der Ventilatoren-Profi hat sich für ein Upgrade auf neueste<br />
Ventilatorentechnologie entschieden. Dies betrifft seine<br />
vier deutschen Standorte – neben Mulfingen sind das<br />
Hollenbach, St. Georgen und das niederbayrische Landshut.<br />
Durch das Retrofit bei insgesamt 161 Anlagen will das<br />
Unternehmen zukünftig rund 10 Prozent Energie einsparen.<br />
Bei der Bestandsaufnahme wurden 136 raumlufttechnische<br />
Anlagen und 25 Kälteanlagen ermittelt, die für ein<br />
Retrofit infrage kamen. Viele der verbauten Ventilatoren<br />
arbeiteten bereits mit sehr effizienten EC-Motoren. Zum<br />
einen, weil die Anlagen im noch jungen Werk Hollenbach<br />
erst im Jahr 2007 in Betrieb gingen, zum anderen, weil<br />
einige ältere Anlagen bereits vor einigen Jahren auf die<br />
damals aktuelle EC-Technologie umgestiegen sind. Doch<br />
auch der Tausch von EC-zu-EC sei energetisch sinnvoll: Je<br />
nach Einbausituation können nach eigenen Angaben noch<br />
einmal bis zu zwölf Prozent Energie eingespart werden.<br />
Der Austausch kann einfach durchgeführt werden: Die<br />
Einbaugrößen sind in der Regel identisch und Anpassungen<br />
am Schaltschrank nicht erforderlich. Spannungsversorgung<br />
und Steuerleitungen können übernommen werden.<br />
www.ebmpapst.com
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
TITEL<br />
12 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
TITEL<br />
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
KUPPLUNGSSENSOR AIQ-DETECT<br />
UPGRADE YOUR UPTIME<br />
Aktuell führt Flender den<br />
Kupplungssensor AIQ Detect in den<br />
Markt ein. Es handelt sich dabei um<br />
eine bahnbrechende Neuerung zur<br />
Überwachung semi-elastischer<br />
Kupplungen von Flender. Der digitale<br />
Verschleißanzeiger revolutioniert die<br />
Wartungspraktiken: Er liefert Echtzeit-<br />
Einblicke in den Zustand dieser kritischen<br />
Komponenten und gewährleistet so<br />
optimale Leistung und Zuverlässigkeit.<br />
Benedikt Lipphard, Industry Manager Marine, Oil & Gas,<br />
Flender International GmbH, Bocholt<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 13
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
TITEL<br />
Für Anlagenbetreiber ist es der Worst-Case: ein ungeplanter<br />
Maschinenausfall. Wer mit dem digitalen Verschleißanzeiger<br />
AIQ Detect vorsorgt, kann nun sicherstellen, dass seine<br />
Flender-Kupplungen nicht die Ursache dafür sind. Die<br />
Kupplungen N-Eupex und Rupex werden digital!<br />
Mit dem Sensor AIQ Detect haben Betreiber den Zustand der<br />
Kupplung immer im Blick. Das spart Kosten, Zeit und Ressourcen.<br />
Weltweit sind zahllose Kupplungen von Flender im Einsatz. Entweder<br />
werden sie regelmäßig kontrolliert, was einen Stillstand für<br />
die Maschine bedeutet, oder oft einfach vergessen, bis ihre Elastomere<br />
versagen und es sogar zu einem ungeplanten Stillstand<br />
kommt. In letzterem Fall steht die Anlage so lange still, bis die<br />
Kupplung wieder instandgesetzt ist. Das ist oft ein längerer Prozess,<br />
da nicht immer Ersatz-Elastomere zur Hand sind. Mit AIQ<br />
Detect gehört diese Situation von nun an der Vergangenheit an.<br />
BEDARFSORIENTIERTE INSTANDHALTUNG<br />
Semi-elastische Kupplungen sind die Standard-Verbindung in<br />
der Industrie. Tausende Pumpen, Lüfter und Kompressoren, Antriebe<br />
in Minen und Zement-Anlagen und viele weitere Branchen<br />
setzen auf die Flender-Kupplungen, die sich weltweit in Betrieb<br />
befinden. Zur Sicherung der laufenden Prozesse in kritischen Applikationen<br />
und in Unkenntnis des Kupplungszustands werden<br />
die Kupplungen oft turnusmäßig geprüft oder sogar Elastomere<br />
gewechselt, was aufgrund ihres Zustands noch überhaupt nicht<br />
nötig wären. Diese Maßnahmen bedeuten Stillstände, kosten Zeit<br />
und Geld. Darüber hinaus werden wertvolle Rohstoffe verschwendet.<br />
FUNKTIONSWEISE DES AIQ DETECT<br />
N-Eupex und Rupex bestehen jeweils hauptsächlich aus zwei Nabenteilen.<br />
Sie verbinden die Abtriebswelle des Motors mit der<br />
Antriebswelle des Getriebes respektive der Arbeitsmaschine. Die<br />
Drehmomentübertragung erfolgt über Elastomere. Während der<br />
Rotation im Betrieb sorgen diese außerdem für den Ausgleich<br />
ANLAGENVERFÜGBARKEIT IST<br />
UND BLEIBT FÜR ANLAGEN<br />
BETREIBER OBERSTES ZIEL<br />
von Wellenverlagerungen, indem sie sich unter Last verformen.<br />
Im Laufe der Zeit entsteht durch dieses sogenannte Walken abrasiver<br />
Verschleiß, der dazu führt, dass sich die Verdreh-Positionen<br />
der beiden Kupplungsteile zueinander zunehmend verändern.<br />
Der Sensor AIQ Detect überwacht diese Veränderung. Dies geschieht<br />
durch permanente Erfassung von Magnetfeldern bei jeder<br />
Kupplungsumdrehung. Gleichzeitig werden Drehzahl und<br />
Drehrichtung gemessen. Hierfür werden in die beiden Kupplungshälften<br />
exakt gegenüber Bohrungen zur Aufnahme von<br />
Magneten eingebracht.<br />
Während mit wachsendem Verschleiß die Verdreh-Verlagerung<br />
der beiden Magnete zunimmt, wird diese vom AIQ Detect elektronisch<br />
erfasst und ausgewertet. Der Einsatz präziser Messtechnik<br />
verbunden mit einer smarten Auswertung macht dieses System<br />
äußerst sicher und stabil.<br />
IMMER INFORMIERT<br />
Es gibt mehrere Möglichkeiten, sich über den Zustand der Kupplung<br />
zu informieren oder die Drehzahl und Drehrichtung zu erfassen.<br />
01<br />
02<br />
n Sichtkontrolle durch Farbsignale<br />
Eine einfache Sichtkontrolle reicht zunächst aus, um sich über<br />
den Zustand der Kupplung zu informieren. Ein LED-Lichtband<br />
gibt hierfür die entsprechenden Farbsignale in Ampelfarben.<br />
Während eines Rundgangs durch die Anlage genügt ein schneller<br />
Blick unter den Eingriffsschutz der Kupplung. Hier zeigt ein helles<br />
LED-Licht den Verschleißzustand der Elastomere an. Grün<br />
zeigt einen guten Zustand der Elastomere und der Kupplung. Ein<br />
gelbes Licht gibt dem Anwender den Hinweis, die Elastomere bei<br />
der nächsten Abstellung auszutauschen, während ein rotes Licht<br />
eine kritische Warnung darstellt. In diesem Fall sollte der Antriebsstrang<br />
schnellstmöglich abgestellt werden, um Schäden<br />
und ungeplante Ausfälle zu vermeiden.<br />
n Monitoring in der SPS<br />
Alternativ können die Signale auch in der Leitwarte angezeigt<br />
werden. Hierfür können einfach der Analogausgang und die beiden<br />
Digitalausgänge für die SPS-Steuerung verwendet werden.<br />
Wichtig zu wissen: Die erfassten Daten verbleiben vollständig<br />
beim Betreiber. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit, die Signale<br />
mithilfe einer Bluetooth-Verbindung und einer App auf dem<br />
Smartphone zu konfigurieren. Ein Beispiel: Der Verschleiß wird<br />
über das analoge 4-20mA-Signal ausgegeben. Der Betreiber<br />
möchte aber die Drehzahl analog und nicht digital erhalten. Nach<br />
wenigen Klicks ist die Sensorausgabe auf die individuellen Bedürfnisse<br />
angepasst.<br />
n App: Vor-Ort-Kontrolle mit dem Smartphone<br />
Zusätzlich kann der Kupplungszustand auch in der Smartphone-<br />
App abgerufen werden. Hierfür muss lediglich eine Bluetooth-<br />
Verbindung vorliegen. Die App verbindet sich automatisch mit<br />
dem AIQ Detect, wenn sich das Handy in der Nähe des Antriebs<br />
befindet und zeigt den aktuellen Zustand der Elastomere, die aktuelle<br />
Drehzahl und die Drehrichtung des Systems. Die App gibt<br />
14 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
01 AIQ Detect ist eine digitale Sensor- und<br />
Auswerteeinheit und ermöglicht eine einfache<br />
Echtzeit-Zustandsüberwachung von semielastischen<br />
Kupplungen – auch zum Nachrüsten<br />
03<br />
02 Während mit wachsendem Verschleiß die<br />
Verdreh-Verlagerung der beiden Magnete<br />
zunimmt, wird diese elektronisch erfasst und<br />
ausgewertet; in beide Kupplungshälften<br />
werden hierfür Magnete eingebracht<br />
03 Zur Sichtkontrolle signalisiert AIQ Detect<br />
den Verschleißzustand vor Ort in Ampelfarben;<br />
darüber hinaus ist ein Condition Monitoring<br />
per SPS oder Smartphone-App möglich<br />
so einen schnellen Überblick über Zustand und<br />
Funktion der Kupplung. In Zukunft können Anwender<br />
auch Firmware-Upgrades durchführen<br />
oder die Konfiguration anpassen.<br />
AIQ DETECT NÜTZT ALLEN<br />
Von den Vorteilen des AIQ Detects können alle<br />
Anwender semi-elastischer Flender-Kupplungen<br />
profitieren, denn es gibt auch einen Retrofit-Kit<br />
für den Sensor. AIQ Detect eignet sich für nahezu<br />
alle N-Eupex und Rupex Kupplungen. Es profitieren<br />
Instandhalter, Anwender und alle, die mit<br />
dem Service rund um die Antriebstechnik betraut<br />
sind. Vor allem aber profitieren die Betreiber,<br />
denn sie vermeiden ungeplante Ausfälle und<br />
sparen viel Geld, Zeit und wertvolle Ressourcen.<br />
Eine aufwendige, regelmäßige Sichtprüfung der<br />
Kupplung entfällt. Ein Abstellen des Antriebsstrangs<br />
und eine Demontage von Anbauteilen<br />
und des Eingriffsschutzes nur zu Kontrollzwecken<br />
ist nicht mehr erforderlich. Trotzdem<br />
erhalten Betreiber regelmäßig einen zuverlässigen<br />
Überblick über den Kupplungszustand und<br />
die Funktionsweise, und zwar basierend auf<br />
Messwerten. Dieses einfache System funktioniert<br />
fast überall.<br />
NACHRÜST-KIT<br />
Der AIQ Detect kann ganz einfach nachträglich<br />
installiert werden. Hierfür stellt Flender ein<br />
Nachrüst-Kit bereit. Dieses enthält einen Schablonen-Aufkleber,<br />
der anzeigt, wo in die Kupplungshälften<br />
je eine Bohrung zur Aufnahme der<br />
Magnete eingebracht werden muss. Für die Retrofit-Lösung<br />
bietet Flender einen Spezialbohrer<br />
an: Er macht das Nachrüsten sehr einfach, denn<br />
er verhindert ein zu tiefes Bohren. Nach der Bohrung<br />
werden die Magnete eingesetzt. Ein Kleben<br />
ist nicht erforderlich. Die Wuchtung der Kupplung<br />
wird nicht beeinflusst. Es muss nur noch<br />
der Sensor montiert und die Spannungsversorgung<br />
hergestellt werden und der AIQ Detect<br />
nimmt seine Arbeit auf.<br />
Bilder: Flender<br />
www.flender.com<br />
DIE IDEE<br />
„Die semi-elastische Kupplung ist<br />
als preiswertestes Element die<br />
‚Sollbruchstelle‘ des Antriebs.<br />
Abrasiver Verschleiß erfordert aber<br />
zeitaufwendige Instandhaltungsmaßnahmen,<br />
wenn man ungeplante<br />
Ausfälle vermeiden möchte.<br />
AIQ Detect dient der kontinuierlichen<br />
Verschleißüberwachung und<br />
bildet den Kupplungsstatus einfach<br />
ab. Er vermeidet zuverlässig<br />
Anlagenausfälle, macht Service und<br />
Instandhaltung weniger aufwendig,<br />
reduziert Abfälle und ist darüber<br />
hinaus flexibel und komfortabel in<br />
der Anwendung.“<br />
Benedikt Lipphard, im Kupplungssegment<br />
verantwortlicher Industry<br />
Manager Marine, Oil & Gas, Flender<br />
International GmbH, Bocholt
MARKTPLATZ<br />
HOHE STROMQUALITÄT, GERINGE VERLUSTE<br />
Sieb & Meyer stellt<br />
einen kompakten<br />
Frequenzumrichter mit<br />
Drei-Level-Technologie<br />
vor. Der SD4M eignet<br />
sich zum Beispiel für<br />
HSC-Fräsmaschinen.<br />
Die SD4M-Varianten im<br />
Bereich von 70 bis<br />
490 kW oder 120 bis<br />
800 A Nennstrom<br />
wurden seitens der Leistungselektronik von der Vorgängerserie<br />
SD2M übernommen. In der neuen Leistungsklasse mit 70 kW<br />
und 120 A erweitert der SD4M das aktuelle Leistungsspektrum<br />
des SD2S respektive SD4S und schließt damit eine Lücke im<br />
Frequenzumrichter-Portfolio des Herstellers. Die innovative<br />
Drei-Level-Technologie des SD4M gepaart mit geräteabhängigen<br />
Schaltfrequenzen bis zu 32 kHz sorgt laut eigenen Angaben<br />
für eine hohe Stromqualität, sodass im Motor nur geringe<br />
Verluste entstehen und der Gesamtwirkungsgrad steigt. Auch<br />
ohne teure Sinusfilter oder Motordrosseln wird so eine<br />
übermäßige Rotorerwärmung verhindert. Außerdem wird die<br />
Motorisolation weniger beansprucht. Die Gerätevarianten mit<br />
DC-Versorgung lassen sich über ein externes rückspeisefähiges<br />
Netzteil betreiben. Auch Anwendungen im Rahmen der<br />
Energiewende profitieren von der Multi-Level-Technologie. So<br />
ermöglicht der SD4M zum Beispiel eine Effizienzsteigerung von<br />
rotierenden Energiespeichern (Flywheel).<br />
www.sieb-meyer.de<br />
PRÄZISE IN DER KURVE<br />
Norelem bietet jetzt<br />
Linearrollenführungen<br />
in vier Produktfamilien<br />
an. Dazu<br />
gehören gerade und<br />
gebogene Linearführungsschienen<br />
aus blankem,<br />
gehärtetem Stahl<br />
sowie zwei Varianten<br />
der passenden<br />
Rollenführungswagen. Die Linearrollenführungen gibt es in<br />
zwei Baugrößen, die sich in den Höhen- und Breitenmaßen der<br />
Linearführungsschienen unterscheiden. Verfügbar sind die<br />
Linearführungsschienen mit und ohne Nut. Bei der Variante mit<br />
zweiseitiger Nut können Schienen mittels einer versenkten<br />
Passfeder einfach zusammengesetzt werden. Dadurch können<br />
sie direkt auf einer ebenen Fläche angeschraubt werden.<br />
Zusätzlich ermöglicht das genaue Ausrichten mittels Passfeder<br />
das vereinfachte Überfahren der Stoßstelle. Sämtliche Linearführungsschienen<br />
mit Passfedernut lassen sich beliebig<br />
kombinieren und so auch komplexe Geometrien aus gebogenen<br />
und geraden Linearführungsschienen erstellen. Die geraden<br />
Schienen sind zusätzlich auch ohne Nut und in drei Standardlängen<br />
erhältlich: 500, 1.000 und 2.000 mm, oder auf Wunsch<br />
auch bis 4.000 mm. Die Schienen sind von oben anschraubbar<br />
und können mit einem oder mehreren Rollenführungswagen<br />
bestückt werden.<br />
www.norelem.de<br />
HYGIENISCHES MULTITALENT MIT B5-FLANSCH<br />
SEW-Eurodrive erweitert sein Edelstahl-Servomotoren-Portfolio um den B5-Flansch. Dieser bietet<br />
dem Maschinenbauer noch mehr hygienische Lösungsoptionen für sein Maschinendesign. Der<br />
B5-Flansch am Edelstahl-Servomotor erleichtert die Montage an unterschiedlichen Edelstahlgetrieben<br />
aus dem Automatisierungsbaukasten des Unternehmens. Daraus ergibt sich eine Vielzahl<br />
an neuen Kombinationsmöglichkeiten für unterschiedlichste Anwendungen. Ob Kegelradgetriebe<br />
(KES..), Stirnradgetriebe (RES..) oder Spiroplan-Winkelgetriebe (WES..): Durch die Verwendung<br />
hochwertiger Edelstähle sind die Getriebebaureihen auf die Anforderungen der hygienesensiblen<br />
und reinigungsintensiven Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie sowie auf permanent<br />
feuchte Umgebungen ausgerichtet. Wie bei den Edelstahl-Servomotoren ist auch ihre Oberfläche<br />
reinigungsfreundlich, hochgradig säurebeständig und laugenresistent. Vertiefungen im Gehäuse, in denen sich Flüssigkeiten<br />
oder Schmutz ablagern und sammeln könnten, werden weitestgehend vermieden.<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
Bremsentechnologie 4.0<br />
– jetzt upgraden!<br />
ROBA ® -brake-checker: Permanentes<br />
Bremsen-Monitoring von Schaltzustand,<br />
Temperatur und Verschleiß<br />
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe: Halle 6, Stand B57<br />
www.mayr.com
| AT22G |<br />
UMRICHTERTECHNIK FÜR HORIZONTALES<br />
Die dezentralen<br />
Nordac ON<br />
Frequenzumrichter<br />
von Nord<br />
Drivesystems<br />
wurden speziell<br />
auf die Anforderungen<br />
der<br />
horizontalen<br />
Fördertechnik<br />
ausgelegt. Der<br />
Nordac ON Pure im Washdown-Design verfügt über die<br />
Oberflächenveredelung nsd tupH und ist für Anwendungen<br />
in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie die richtige<br />
Wahl, vor allem wenn es um hohe Hygiene-Anforderungen<br />
geht. Die Nordac ON Frequenzumrichter zeichnen sich<br />
durch ein integriertes Multi-Protokoll-Ethernet-Interface,<br />
IIoT-Fähigkeit, vollständige Steckbarkeit sowie eine<br />
kompakte Bauweise aus. Als Bestandteil des Nord-<br />
Baukastens lassen sie sich mit dem Getriebemotorenportfolio<br />
des Herstellers kombinieren. Die Baureihe umfasst<br />
drei Varianten: Nordac ON für den Betrieb mit IE3 Asynchronmotoren,<br />
Nordac ON+ für die Kombination mit dem<br />
hocheffizienten IE5+ Synchronmotor und Nordac ON Pure<br />
im Washdown-Design. Alle Frequenzumrichter der Baureihe<br />
– Nordac ON, Nordac ON+ und Nordac ON Pure –<br />
verfügen über einen Temperaturtoleranzbereich von - 30 °C<br />
bis 40 °C. Sie sind für 60 s bis zu 150 Prozent überlastbar<br />
und für 5 s bis zu 200 Prozent. Die Antriebe sind über einen<br />
breiten Drehzahl- und Stellbereich nutzbar.<br />
www.nord.com<br />
Hochkompakt<br />
und integriert<br />
Der Servoantrieb AMI812x<br />
Nur eine Anschlussebene mit allen<br />
Interfaces: direkt am Servoantrieb<br />
und ohne vorgelagerte I/O-Ebene<br />
NEUE LEISTUNGSKLASSEN<br />
Hiwin erweitert<br />
den Leistungsbereich<br />
seiner<br />
elektrischen<br />
Antriebskomponenten.<br />
Neu im<br />
Programm sind<br />
ein 2 kW-<br />
Antriebsverstärker<br />
sowie Servomotoren mit 1,2 kW und 2 kW Leistung.<br />
Die EM1-Servomotoren decken mit den neuen Kassen nun<br />
den Leistungsbereich von 50 bis 2.000 W ab. Durch den<br />
speziellen Stator-Rotor-Aufbau erzielen die hochdynamischen<br />
AC-Synchron-Servomotoren eine sehr geringe<br />
Drehmomentwelligkeit und hohe Leistungsdichte – bei<br />
kompakter Bauform. Der neue kompakte ED1-Antriebsverstärker<br />
mit 2 kW schließt die Lücke zwischen 1 kW und<br />
5 kW. Das Unternehmen kann damit nach eigenen Angaben<br />
ein durchgehendes Leistungsspektrum von 400 bis<br />
7.500 W anbieten. Geschäftsführer Werner Mäurer sagt:<br />
„Unsere ED1 sind mit all unseren Servomotoren, Linearmotoren<br />
und Torquemotoren bedienerfreundlich kombinierbar.<br />
Mit den passenden Riemen- und Spindelachsen<br />
oder kompletten Bewegungssystemen ergibt sich daraus<br />
ein sehr wirtschaftliches Antriebs-Trio.“ Anwender können<br />
die elektrischen Antriebskomponenten auf der Website des<br />
Herstellers konfigurieren und CAD-Modelle herunterladen.<br />
www.hiwin.de<br />
Der Servoantrieb AMI812x:<br />
integrierter Servoantrieb für die kompakte Antriebstechnik (bis 48 V DC)<br />
kombiniert hochkompakt Servomotor, Endstufe und Feldbusanschluss<br />
für alle Motion-Anforderungen im Leistungsbereich bis 400 Watt<br />
für Einzelachsen oder auch mit Daisy-Chain Lösungen in der Maschine<br />
unterstützt schaltschranklose Maschinenkonzepte<br />
Schutzart IP65 mit Option Wellendichtring möglich<br />
Scannen und alle<br />
Servoantrieb-<br />
Vorteile erleben<br />
Halle 9,<br />
Stand F06
ELEKTROMOTOREN<br />
NAHEZU WARTUNGSFREI<br />
DREHSTROM-SPEZIALMOTOREN FÜR<br />
MEDIZIN UND LABOR<br />
Geringe Vibrationen und wenig Verluste trotz hoher Drehzahlen:<br />
Diese Anforderungen gelten oft bei Antriebsaufgaben in der<br />
Medizin- oder Labortechnik. Anwender haben in diesem<br />
Bereich zusätzlich oft einzigartige Bedingingungen und Ziele.<br />
Die Groschopp AG aus Viersen entwickelt für solche Einsatzfelder<br />
hochtourige Drehstrom-Spezialmotoren, die unter anderem in<br />
Tischzentrifugen zum Einsatz kommen.<br />
In einer Zentrifuge werden die Bestandteile von Suspensionen und Emulsionen<br />
durch Schleudern getrennt. Benötigt werden solche Geräte sowohl in medizinischen<br />
Laboren als auch in der Forschung zum Beispiel zur Untersuchung von Blutproben<br />
und Zellkulturen oder in der Mikro- und Molekularbiologie. „Wichtig ist, dass bei<br />
Anwendungen, die bei 10.000 bis 30.000 Umdrehungen pro Minute liegen, ein vibrationsarmer<br />
Betrieb gewährleistet ist und wenig Verluste entstehen“, weiß Wolf Meyer,<br />
Produktmanager bei Groschopp. „Denn trotz hoher Geschwindigkeiten dürfen die<br />
Antriebe nicht zu heiß werden, um das empfindliche Material nicht zu beschädigen.“<br />
Groschopp bietet hochtourige Drehstrom-Spezialmotoren für Anwendungen dieser Art.<br />
KOMPAKT UND VERSCHLEISSARM<br />
Die Viersener Antriebsexperten realisieren kundenspezifische Motoren – sowohl für<br />
größere Standzentrifugen als auch für Tischmodelle. Denn die Anforderungen sind<br />
vielfältig und lassen sich in den seltensten Fällen mit Motoren „von der Stange“ abdecken.<br />
Als etablierter Anbieter hochtouriger Drehstrom-Spezialmotoren verfügt<br />
Groschopp über das nötige Know-how und langjährige Erfahrung, um individuelle Antriebskonzepte<br />
erfolgreich umzusetzen.<br />
Für Tischzentrifugen mit geringer Stellfläche müssen die eingesetzten Motoren zum<br />
Beispiel kompakte Abmessungen aufweisen. Dabei ist vor allem die Gerätehöhe ein<br />
DIE IDEE<br />
„Bei Anwendungen, die bei 10.000<br />
bis 30.000 Umdrehungen pro<br />
Minute liegen, ist ein vibrationsarmer<br />
Antrieb sehr wichtig. Denn<br />
trotz hoher Geschwindigkeiten<br />
dürfen die Antriebe nicht zu heiß<br />
werden, um das empfindliche<br />
Material nicht zu beschädigen.<br />
Groschopp bietet hochtourige<br />
Drehstrom-Spezialmotoren<br />
für Anwendungen dieser Art.<br />
Wir entwickeln effiziente Antriebssysteme,<br />
die bei größtmöglicher<br />
Leistung leise arbeiten.<br />
Von Vorteil ist auch, dass hier<br />
die Wellenlager die einzigen<br />
Verschleißteile sind. Dadurch<br />
arbeiten die Induktions motoren<br />
nahezu wartungsfrei.“<br />
Wolf Meyer, Produktmanager bei<br />
Groschopp, Viersen<br />
18 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
ELEKTROMOTOREN<br />
Bei senkrechtem Einbau in<br />
Tischzentrifugen gilt: besser kurz<br />
und mit einem großen<br />
Durchmesser als lang und dünn<br />
kritischer Faktor, denn die<br />
Zentrifugen stehen oft erhöht<br />
auf einem Labortisch,<br />
damit sie sich bequem<br />
be- und entladen<br />
lassen. Für die Bauform der Motoren<br />
bei senkrechtem Einbau bedeutet<br />
das: besser kurz und mit einem großen<br />
Durchmesser als lang und dünn.<br />
Einige Zentrifugen sind luftgekühlt, andere verfügen über eine<br />
aktive Kompressorkü hlung. Durch eine individuelle Auslegung<br />
der Wicklung, die insbesondere die magnetischen Eigenschaften,<br />
den Wirkungsgrad und Leistungsfaktor des Motors sowie Umgebungstemperaturen<br />
berücksichtigt, lässt sich nicht nur die<br />
Motor erwärmung verringern, sondern auch der Energieverbrauch.<br />
„Wir entwickeln effiziente Antriebssysteme, die bei<br />
größtmöglicher Leistung leise arbeiten“, erklärt Meyer. „Von Vorteil<br />
ist auch, dass die Wellenlager die einzigen Verschleißteile<br />
sind, daher arbeiten die Induktionsmotoren nahezu wartungsfrei<br />
und sie lassen sich einfach mit einem Frequenzumrichter regeln.“<br />
LEISE UND VIBRATIONSARM<br />
Um Geräusche besser zu absorbieren, werden die Lagerschilde<br />
der Motoren in Grauguss gefertigt, das ist vor allem in klinischen<br />
oder wissenschaftlichen Anwendungen gewünscht. Eine hohe<br />
Masse des Motorgehäuses und schwere Lagerflansche bewirken<br />
ebenfalls einen ruhigen Betrieb durch geringe Eigenschwingungen.<br />
Hierbei spielt auch die Materialverteilung eine große Rolle.<br />
Hilfreich ist zudem eine geringe Wellendurchbiegung, die durch<br />
einen möglichst kleinen Lagerabstand erreicht wird. Durch eine<br />
definierte Wuchtgüte wird ein erhöhter Rundlauf erzeugt und<br />
eine minimierte Restunwucht sorgt dafür, dass der Motor nicht<br />
das System anregt. Groschopp realisiert auch Lösungen mit elektronisch<br />
kommutiertem Motor und integrierter Platine zur Drehzahl<br />
und Unwuchterkennung.<br />
In bestimmten Fällen setzt der Hersteller besonders verlustarme<br />
Elektrobleche ein. Je präziser und feiner diese gefertigt werden,<br />
desto genauer ist die Ausrichtung des Magnetfelds, das in<br />
den Läufer des Induktionsmotors induziert wird und desto höher<br />
fallen auch die Wirkung bzw. die zu erreichenden Drehzahlen<br />
aus. Verluste und Abwärme werden hingegen reduziert.<br />
derlich. Je nach Einsatz muss auch das Material angepasst werden,<br />
so realisiert Groschopp bei Bedarf auch Wellen aus nicht<br />
rostendem Edelstahl.<br />
TESTS IM HAUSEIGENEN LABOR<br />
„Bei allen Maßnahmen ist es wichtig, diese durch Messungen in<br />
der Zentrifuge zu verifizieren“, erklärt Meyer. „Nur so lässt sich der<br />
Motor in Abhängigkeit von der jeweiligen Zentrifuge optimieren.“<br />
Bei der Messung der Vibrationen ist zum Beispiel nicht nur die<br />
Höhe des Ausschlags aussagekräftig, sondern auch bei welcher<br />
Frequenz er auftritt. Die Zentrifuge muss im Drehzahl-Betriebsbereich<br />
ruhig laufen. Zudem sollten die kritischen Resonanzen<br />
möglichst weit davon entfernt sein und zügig durchfahren werden.<br />
Und auch bezüglich der Lautstärke gibt es einiges zu berücksichtigen:<br />
So achtet Groschopp nicht nur auf den absoluten Wert<br />
der Schwingungen, sondern auch auf die Amplitude um den Mittelwert.<br />
Um hier beste Ergebnisse zu erzielen, sind gegebenenfalls<br />
aufwändige Tests nötig. Da ist es hilfreich, dass die Entwicklungsabteilung<br />
des Unternehmens über modernste Tools, einen speziell<br />
eingerichteten Musterbau sowie ein eigenes Labor verfügt.<br />
Bilder: Groschopp<br />
www.groschopp.de<br />
Wolf Meyer, Produktmanager bei Groschopp, Viersen<br />
AUF DIE RICHTIGE SCHMIERUNG KOMMT ES AN<br />
Die Kugellager hochdrehender Induktionsmotoren sind besonders<br />
hohen Belastungen ausgesetzt. Eine unzureichende Schmierung<br />
könnte nicht nur zu einem hohen Geräuschpegel führen,<br />
sondern auch Schäden durch Hitze verursachen und damit die<br />
Lebensdauer der Komponenten signifikant verkürzen. Deshalb<br />
werden die Induktionsmotoren von Groschopp laufend getestet<br />
und die Auswahl der Fettqualität immer weiter verbessert.<br />
„Neben der Schmierung wirkt sich auch die Auswahl und die<br />
Qualität der Wälzlager direkt auf Lautstärke und Vibrationen aus“,<br />
so Meyer. „Durch auftretende Axial- und Radiallasten ist neben<br />
dem Einsatz Wälzlager auch die entsprechende Vorspannungseinstellung<br />
wichtig.“ Zudem spielt die Gestaltung der Lagersitze<br />
(Fest-/Loslager) sowie des Schiebesitzes eine entscheidende<br />
Rolle. Sollten immer noch Eigenschwingungen auftreten, sind<br />
gegebenenfalls Sonderlösungen beim Motorwellendesign erfor-<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 19
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
CMP-Servomotoren mit<br />
Servo-Präzisionsgetrieben der<br />
Baureihe PxG von SEW-Eurodrive<br />
bilden die „Muskeln“ des<br />
Tripod-Roboters<br />
STEUERUNG FÜR PICK-AND-PLACE-EINHEITEN<br />
SCHNELLE WERKZEUGWAHL PER TOUCH<br />
Wenn viele unterschiedliche Werkstücke auf einer Maschine verarbeitet werden<br />
sollen, spielen Umrüstzeiten eine wichtige Rolle. Großen Zeitgewinn verspricht<br />
der Pick-and-Place-Roboter „Seibot“ der Erfurter Firma Seitec. Er ist ausgerüstet<br />
mit Komponenten aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von<br />
SEW-Eurodrive. Das Besondere: für alle Robotergeometrien kommt immer die<br />
gleiche, standardisierte Schnittstelle zwischen der Robotersteuerung mit dem<br />
Softwaremodul Movikit Robotics und der übergeordneten Steuerung zum Einsatz.<br />
Ein Werkstück von der Zuführung nehmen und zur Weiterverarbeitung<br />
in die passende Halterung legen, ist ein monotoner<br />
Arbeitsschritt. Er eignet sich perfekt zur Automatisierung<br />
– und wird doch immer noch oft von Hand erledigt.<br />
Herkömmliche Pick-and-Place-Systeme wiederum bremsen sich<br />
meist selbst mit langen Umrüstzeiten, wenn die Verarbeitung unterschiedlicher<br />
Werkstücke gefragt ist.<br />
ALLES UNTER EINER BEDIENOBERFLÄCHE<br />
Der Erfurter Systemintegrator Seitec hat in Zusammenarbeit mit<br />
dem Antriebsspezialisten SEW-Eurodrive diesen Aufgabenbereich<br />
von Grund auf neu gedacht. Ergebnis ist eine äusserst flexible<br />
Handhabungslösung, die alle Komponenten eines Pick-and-<br />
Place-Systems in einer einzigen, komfortablen Bedienoberfläche<br />
Hans-Joachim Müller, Marktmanager, SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
bündelt. Die Maschine kann hunderte, sehr unterschiedliche<br />
Werkstücke mit minimalen Umrüstzeiten verarbeiten. Für das<br />
Verwalten und Verfolgen der Werkstücke in der Maschine wurde<br />
der IEC-Softwarebaustein Movikit ProductionLineControl von<br />
SEW-Eurodrive eingesetzt. Sie ermöglicht, Werkstücke von<br />
einem bewegten Band auf ein anderes bewegtes Band zu legen.<br />
„Die Rezepte sind im Kontrollsystem der Einheit gespeichert“,<br />
erläutert Daniel Pfeffer, Head of Operations bei Seitec. Mit nur<br />
wenigen Touchgesten am Bedienpanel kann ein Maschinenbediener<br />
innerhalb von Sekunden die Anlage auf ein neues<br />
Werkstück einstellen. Ist ein Greiferwechsel nötig, fordert die<br />
Maschine in derselben Oberfläche dazu auf und parkt den zentralen<br />
Roboter an der passenden Position. „Das dauert insgesamt<br />
vielleicht eine Minute“, betont Pfeffer, der auch der Projektleiter<br />
ist und das Konzept entwickelte. „Hieraus ergibt sich ein enormer<br />
Zeitgewinn gegenüber Anlagen, die bei Anpassungen einen<br />
Eingriff in verschiedene Bedieneinheiten an der Maschine erfordern<br />
– insbesondere bei der Handhabung kleiner Losgrößen.“<br />
Ein weiterer Wunsch des Kunden war, auch die Bedienung der<br />
Kamera über die Visualisierung der Gesamtanlage zu er mög-<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
01 Mit der integrierten Steuerung erfolgt auch die Bedienung der Kamera über die<br />
Visualisierung der Gesamtanlage; die Einzelkomponenten werden bei dem<br />
modularen Aufbau durchgehend über Standardschnittstellen miteinander<br />
verbunden, was letztlich zu einer höheren Anlagenlebensdauer beiträgt<br />
lichen. Somit sind zum Einfahren der Anlage mit neuen Teilen bzw. dem Einlernen<br />
neuer Konturen weder Laptop noch Software notwendig.<br />
REDUZIERTE KOMPLEXITÄT<br />
Das erste Exemplar dieser neuartigen Gesamtlösung „Seibot“ – eine Kombination<br />
aus den Wörtern Seitec und Roboter – wurde von einem großen mittelständischen<br />
Produktionsunternehmen für den Bereich der Verarbeitung<br />
und Fertigung bestellt. Auslöser für den Auftrag war ein gar nicht so seltenes<br />
Problem: Eine Teilanlage der Produktionsstraße, die erst seit zehn Jahren im<br />
Einsatz ist, wurde vom Hersteller bereits wieder abgekündigt. Die alte Maschine<br />
lässt sich nicht mehr mit vertretbarem Aufwand an neue Anforderungen<br />
anpassen und ist somit nicht mehr zukunftssicher.<br />
Als Lösung entwickelten Seitec und SEW-Eurodrive gemeinsam eine einheitliche<br />
Schnittstelle zwischen der Robotersteuerung mit dem Softwaremodul<br />
Movikit Robotics und der übergeordneten Anlagensteuerung. Diese Kombination<br />
eignet sich für alle Robotergeometrien vom Scara- bis zum 6-Achs-<br />
Knickarm roboter. So konnte die Komplexität – im Vergleich zu herkömmlichen<br />
Anlagen dieser Art – deutlich reduziert werden. Daniel Pfeffer betont:<br />
„Der ganz große Vorteil dieses Konzepts ist, dass die Positions- und Dynamikwerte<br />
des Roboters für den Pick-and-Place-Prozess über die Visualisierung<br />
der übergeordneten Steuerung einstellbar sind.“ Damit haben Einrichter der<br />
Maschine bzw. Instandhalter jederzeit die Möglichkeit, den Produktionsprozess<br />
zu optimieren. Ein gesondertes Bedienpanel oder spezielle Software<br />
sind nicht mehr notwendig. „Die Lösung von Seitec ermöglicht auch eine<br />
wesentlich höhere Anlagenlebensdauer“, unterstreicht Pfeffer. Gründe dafür<br />
seien ihr einfacher und modularer Aufbau aus industriellen Standardkomponenten<br />
sowie der durchgehende Einsatz von Standardschnittstellen.<br />
UNTERSCHIEDLICHE GEOMETRIEN VEREINZELN<br />
Herzstück der Anlage ist derzeit ein Tripod-Roboter mit zusätz licher Drehachse,<br />
der je nach Bedarf mit zwei verschiedenen Greifern ausgestattet wird.<br />
Er wird durch vier Servomotoren der Baureihe CMP mit PxG-Getrieben in<br />
der Ausführung P5 (für hohe Dynamik) von SEW-Eurodrive angetrieben. Die<br />
Werkstücke werden im Vorfeld mittels zwei verschiedener Methoden vereinzelt.<br />
Eine Kamera zur industriellen Bildverarbeitung, die über Ethernet/IP in<br />
das Gesamtsystem integriert ist, erfasst Form und Lage von derzeit rund 130<br />
unterschiedlichen Werkstücken auf dem Zuführband. Dieses muss – dem<br />
neuesten Stand der Technik entsprechend – nicht mehr transparent sein,<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 21
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
02<br />
03<br />
02 Das Herzstück der Anlage<br />
ist ein Tripod-Roboter; er wird<br />
durch Umrichter und<br />
Servomotoren mit Planetengetrieben<br />
von SEW-Eurodrive<br />
angetrieben<br />
03 Das Konzept der Firma<br />
Seitec ließ sich mit den<br />
Möglichkeiten des Automatisierungsbaukastens<br />
Movi-C<br />
umsetzen; die langfristige<br />
Verfügbarkeit und<br />
Kompa tibilität der<br />
Komponenten stellt eine<br />
lange Betriebsdauer sicher<br />
wodurch sich Handhabung und Service vereinfachen. Zudem<br />
können das Pick-Band und das Place-Band in einem beliebigen<br />
Winkel zueinander angeordnet sein.<br />
Das System liefert so die standardisierte Grundlage für die<br />
Kinematik des Pick-and-Place-Roboters mit vier Freiheitsgraden.<br />
„Wir mussten für die extrem unterschiedlichen Geometrien und<br />
Größen ein System finden, um die Teile zu vereinzeln und sie<br />
dann korrekt handzuhaben“, erläutert Daniel Pfeffer. Ziel des Kunden<br />
war es, in Vorbereitung auf den nächsten Arbeitsschritt, mehrere<br />
Werkstücke im Sekundentakt auf einem Warenträger zu platzieren.<br />
Diese Zielvorgaben habe man mit dem System erreicht.<br />
ZUKUNFTSSICHERE EINFACHHEIT<br />
„Wenn ein neues Werkstück eingelernt werden soll, wird die Anlage<br />
mit Hilfe des intelligenten Movi-C Controllers UHX65 von<br />
SEW-Eurodrive in wenigen Minuten über das Bedienpanel konfiguriert.<br />
Anschließend speichert man den Prozess als neues<br />
Rezept“, erklärt Christopher Kühn, der zweite Projektleiter für die<br />
Neuentwicklung. Benötigt der Roboter irgendwann mehr Freiheitsgrade<br />
oder eine andere Kamera, könnte jede Komponente<br />
dank der nichtproprietären Schnittstellen einfach gewechselt<br />
werden. Eine Integration der Komponenten ist mit Hilfe der bereits<br />
im Movi-C-Controller vorliegenden Kinematikdaten mit wenig<br />
Aufwand möglich. „Alles zwischen zwei und sechs Freiheitsgraden<br />
ist möglich“, ergänzt Daniel Pfeffer. Auch die Zuführbänder<br />
mit zehn weiteren Servomotoren von SEW-Eurodrive<br />
werden durch denselben Controller gesteuert, der auf diese Weise<br />
bereits intern ein Lagebild der gesamten Kinematik der Anlage<br />
hat. (Weil der Roboter sowie die Bänder mit den Teilen ein System<br />
bilden, gehen die Encoderinfos der Bänder direkt auf dem<br />
Controller UHX ein. Damit sind dem Roboter die Encoderwerte<br />
und die Positionen der Bänder bekannt.) Bis zu zehn Roboter,<br />
2.000 Produkte und 200 Ablageboxen können verwaltet werden.<br />
LANGFRISTIGE VERFÜGBARKEIT<br />
„Das Technische Büro Erfurt von SEW-Eurodrive begleitete den<br />
Entwicklungsprozess von Beginn an“, berichtet dessen Leiter<br />
Frank Buchholz. „Die langfristige Verfügbarkeit und Kompatibilität<br />
der Komponenten von SEW-Eurodrive stellt gegenüber herkömmlichen<br />
Anlagen dieser Art eine deutlich längere Betriebsdauer<br />
der Handhabungseinheit sicher.“ Und Seitec-Projektleiter<br />
Pfeffer ergänzt „Unser Konzept ließ sich nur mit den Möglichkeiten<br />
des Automatisierungsbaukastens Movi-C umsetzen.“ Die Entwickler<br />
heben die unkomplizierte und rasche Zusammenarbeit<br />
mit den Antriebsspezialisten aus Bruchsal hervor. So entstand<br />
eine schlanke und somit kostengünstige Gesamtlösung, die für<br />
zahlreiche Pick-and-Place-Anforderungen angepasst werden<br />
kann.<br />
Bilder: SEITEC, SEW-Eurodrive<br />
www.sew-eurodrive.de/movi-c<br />
DIE IDEE<br />
„Wir denken immer von vornherein<br />
ganzheitliche Lösungen. Dank<br />
unseres modularen Konzepts<br />
können wir den Roboter als Einzelprodukt<br />
oder Gesamtlösung mit<br />
Soft- und Hardware anbieten. Sie<br />
beinhaltet das Engineering und die<br />
kundenspezifische Prozessanpassung.<br />
In der minimalen Ausbaustufe<br />
ist eine kompakte Produktlösung<br />
mit Roboter, Steuerung und<br />
Bedieneinheit möglich.“<br />
Frank Seiferth, Gründer und Inhaber<br />
der Firma SEITEC<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
PROGRAMMIERBARE DREHGEBER<br />
Die inkrementalen<br />
Drehgeber IXARC von<br />
Posital können jetzt so<br />
konfiguriert werden,<br />
dass sie fraktionale<br />
Impulsraten (fractional<br />
PPR) liefern. Dabei<br />
lassen sich die Geräte<br />
so programmieren, dass<br />
sie einen einzigen Impuls für mehr als eine Wellenumdrehung<br />
übertragen. Für Systeme, die eine fraktionale PPR<br />
erfordern, wurden bisher spezielle optische Drehgeber<br />
verwendet. Jetzt bietet Posital seine robusten IXARC-Magnetgeber<br />
als kompatible, aber zuverlässigere Alternative zu<br />
dieser älteren Technologie an. Die IXARC-Drehgeber arbeiten<br />
mit magnetischer Abtastung und sind in der Schutzart<br />
IP66/67 erhältlich, wodurch sie weit weniger anfällig für<br />
Feuchtigkeit oder Staub sind als optische Geräte. Sie sind<br />
auch mechanisch robuster und verfügen über eine hohe<br />
Stoß- und Vibrationsfestigkeit. Ein besonderes Merkmal der<br />
Komponenten ist ihre Programmierbarkeit. Fraktionale<br />
Impulsraten von 0,125 bis 8 PPR lassen sich in Schritten von<br />
0,125 PPR einstellen. Push-Pull- (HTL) oder RS422- (TTL)<br />
Ausgänge stehen für die Kommunikation zur Verfügung.<br />
www.posital.de<br />
PUMPENREINIGUNG INTEGRIERT<br />
ABB präsentiert im Mai auf der IFAT in<br />
München (Halle C1, Stand 228)<br />
hocheffiziente Antriebstechnik und<br />
Services. Speziell für Anwendungen in<br />
der Wasser- und Abwasserbranche<br />
konzipiert ist der Frequenzumrichter<br />
ACQ580. Er reduziert den Energieverbrauch<br />
nicht nur durch die Drehzahlregelung<br />
von Motoren, sondern auch<br />
mithilfe integrierter Funktionen wie<br />
der Pumpenreinigung. Sie kann<br />
Anwendern zu größeren Energieeinsparungen<br />
verhelfen, indem sie<br />
Verstopfungen in Pumpen beseitigt. Dadurch können die<br />
Pumpen immer am optimalen Betriebspunkt laufen. Der<br />
Frequenzumrichter verfügt über eine integrierte Energie-<br />
Optimierung für ein maximales Drehmoment pro Ampere und<br />
senkt so ebenfalls den Energiebedarf. Er ist jetzt auch in der<br />
Schutzart IP66 verfügbar. Dieser Frequenzumrichter ist für den<br />
Betrieb bei Regen, Hitze, Kälte, Salzsprühnebel, Staub und<br />
anderen rauen Umgebungsbedingungen ausgelegt und<br />
vollständig abgedichtet. Typische Anwendungen sind Klärbecken,<br />
Belüftungsanlagen, Flockungsanlagen und Rücklaufschlammpumpen.<br />
www.abb.com<br />
SPANNTECHNIK FÜR VEREINFACHTE DREH- UND FRÄSPROZESSE<br />
Mehr Flexibilität in der spangebenden Fertigung und deutlich reduzierte Rüstzeiten – unter diesen<br />
Prämissen stellt Ringspann das neue Spannhülsen-Spannfutter HSFS 110 vor. Da das Spannsystem ohne<br />
Plananzug auskommt, eignet es sich für die Bearbeitung von Stangenmaterial und Materialabschnitten<br />
in der ersten oder von Werkstücken ab der zweiten Aufspannung. Die Konstruktion ermöglicht einen<br />
einfachen und schnellen Austausch der Spannhülsen. Mit seinem ausführbaren Spanndurchmesserbereich<br />
von 22 bis 80 mm präsentiert sich HSFS 110 zudem als vielseitiges Spannzeug. Zusätzliche<br />
Flexibilität verschafft es dem Nutzer, da eine Änderung des Spanndurchmessers bis 1,5 mm realisierbar ist. Das Spannsystem<br />
besteht aus einem Basisfutter, einer Spannhülse sowie einem Zugrohradapter und einem Adapterflansch.<br />
www.ringspann.de<br />
Ketten, Kabel, Konfektionen:<br />
Made in Germany<br />
Als Systemanbieter für elektrische Verbindungstechnik entwickeln und<br />
realisieren wir für Sie Standard- und Sonderlösungen im eigenen Haus –<br />
von der einzelnen Leitung bis zur einbaufertigen Energiekette.<br />
helukabel.com<br />
Hannover Messe <strong>2024</strong><br />
Halle 13, Stand D88
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
KONNEKTIVITÄT<br />
PRÄZISE MOTORREGELUNG MIT<br />
ROBUSTER EINKABELTECHNOLOGIE<br />
Drehgeberschnittstellen mit sechs Leitern zur Übertragung der<br />
Versorgung und der differentiellen Takt- und Datensignale sind<br />
immer noch weit verbreitet. Wer den Verkabelungsaufwand<br />
verringern möchte, kann von einer etablierten Encoder-<br />
Schnittstelle wie SSI oder BiSS C auf die robuste BiSS<br />
Line-Einkabeltechnologie umsteigen. Mit dem Open-Source-<br />
Protokoll BiSS Line hat iC-Haus eine Schnittstellentechnologie<br />
entwickelt, die den Umstieg besonders einfach macht.<br />
Brückenbausteine und VHDL IPs erschließen die erweiterten<br />
Features – auch in Bestandsprojekten.<br />
Bereits seit einigen Jahren sind Einkabeltechnologien in der Antriebstechnik in<br />
aller Munde. Es werden nur noch zwei Leiter zur Übertragung von Datensignalen<br />
und Versorgung eines Drehgebers benötigt. Dadurch können<br />
separate Motor- und Drehgeberkabel durch ein gemeinsam genutztes Kabel ersetzt<br />
werden. Mit dem eingesparten Material können bereits beim Einkauf mit jedem<br />
Meter Leitungslänge Kosten eingespart werden. Auch sinken die Produktions- und<br />
Wartungskosten, da der Aufwand für die Konfektionierung und den Kabeltausch bei<br />
Defekten reduziert wird. Die Verkabelung benötigt außerdem weniger Raum und bietet<br />
so mehr Flexibilität für den Aufbau kompakterer Systeme. Es lohnt sich also nicht nur<br />
bei Neuentwicklungen über eine Einkabeltechnologie wie BiSS Line nachzudenken.<br />
Auch für Bestandsprojekte ist eine Implementierung dank Brückenbausteinen und<br />
VHDL IPs eine Über legung wert.<br />
Den Verkabelungsaufwand zu reduzieren, das ist das Ziel derer, die von einer etablierten<br />
Encoder-Schnittstelle wie BiSS C und SSI auf eine Einkabeltechnologie wie BiSS<br />
Line umsteigen möchten. Denn nach wie vor sind in der Antriebstechnik Drehgeber-<br />
Schnittstellen mit sechs Leitern für die Übertragung der Versorgung und des differentiellen<br />
Takt- und Datensignals verbreitet.<br />
Marcel Reuter, Vertrieb und Applikation für BiSS-Komponenten und -Systeme,<br />
iC-Haus GmbH, Bodenheim am Rhein<br />
DIE IDEE<br />
„Verkabelung reduzieren, Kosten<br />
senken und gleichzeitig nicht auf<br />
die Leistungsfähigkeit etablierter<br />
Motor-Feedback-Kommunikationsprotokolle<br />
verzichten müssen.<br />
Das bietet die Einkabeltechnologie<br />
BiSS Line. Die Features des weltweit<br />
etablierten Sensor-/Aktor-Standards<br />
BiSS C werden für BiSS Line in ein<br />
differentiell übertragenes RS485-<br />
Signal gewandelt. Durch kombinierte<br />
Übertragung von Versorgung und<br />
Daten benötigt BiSS Line lediglich<br />
zwei Adern im Kabel. Dank Fehlerkorrektur<br />
wird die Datenverfügbarkeit<br />
auch in Umgebungen mit<br />
elektromagnetischen Störfeldern<br />
sichergestellt.“<br />
Marcel Reuter, Vertrieb und<br />
Applikation für BiSS-Komponenten<br />
und -Systeme, iC-Haus GmbH,<br />
Bodenheim am Rhein<br />
24 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
01 Konzept der<br />
Einkabeltechnologie<br />
BiSS Line: 2-Leiter-<br />
Übertragung mit<br />
RS485-Transceiver,<br />
Transformator sowie<br />
Kondensatoren und<br />
Spulen für die<br />
(Ent)Kopplung von<br />
Versorgungsspannung<br />
und Datensignalen<br />
Mit dem Open-Source-Protokoll BiSS Line hat iC-Haus eine<br />
Technologie entwickelt, die den Umstieg auf zwei Leiter besonders<br />
einfach macht. Das gilt nicht nur für BiSS C und SSI Sensoren,<br />
sondern auch für Sensoren, Aktoren und Controller, die über<br />
eine SPI- oder I2C-Schnittstelle eingebunden werden sollen.<br />
Die isochrone Datenübertragung mit 12,5 Mbit/s ist auf kurze<br />
Zyklen deutlich unter 31,25 μs und einen niedrigen Jitter optimiert<br />
und dadurch hervorragend für Anwendungen der Regelungstechnik<br />
geeignet. BiSS Line ist busfähig und ermöglicht beliebige<br />
Daten in bis zu acht Datenkanälen mit jeweils bis zu<br />
64 Bits und eigenem CRC bidirektional zu übertragen. Selbst in<br />
mehrachsigen Systemen können so Steuersignale des Antriebs<br />
und Daten von Sensoren vollständig in jedem Zyklus übertragen<br />
werden.<br />
EINFACHES KONZEPT<br />
Der Systemaufbau basiert bei BiSS Line und anderen Einkabeltechnologien<br />
grundsätzlich auf dem gleichen Konzept. So werden<br />
die Datensignale halbduplex gemäß RS485-Standard gesendet<br />
und empfangen. Mit einem Transformator werden die Komponenten<br />
geschützt und Rauschen durch Masseschleifen verhindert.<br />
Das hochfrequente Datensignal wird vor der Übertragung mittels<br />
Kondensatoren und Spulen auf die konstante Versorgung moduliert,<br />
sodass separate Versorgungsleitungen entfallen.<br />
GERINGER JITTER, PRÄZISE REGELUNG<br />
Ein BiSS Line Frame wir durch den BiSS Line Master gestartet und<br />
der BiSS Line Slave antwortet darauf. BiSS Line bietet die Möglichkeit,<br />
in einem Zyklus Sensordaten (SDATA) und Aktor daten<br />
(ADATA) zu übertragen. Zwischen den Frames wird ein IDLE-<br />
Signal übertragen, das aus High-Low-Pärchen besteht. So wird<br />
ein Aufladen der Leitungen verhindert und die Teilnehmer werden<br />
synchronisiert. Die Prozessdatenübertragung beginnt typischerweise<br />
mit einem Triggersignal eines Controllers (PDREQ)<br />
innerhalb des Antriebs. Um den Datenjitter zu minimieren, wird<br />
die Differenz zwischen PDREQ und dem IDLE-Signal mit einer<br />
Auflösung von 5 ns gemessen, als digitaler Wert TDLY innerhalb<br />
des REQDLY-Symbol via BiSS Line übertragen und der Datenerfassungszeitpunkt<br />
des Sensors (bei BiSS C Sensoren ist dies die<br />
erste steigende Taktflanke) entsprechend verzögert. Dadurch<br />
bleibt die Zeit zwischen Triggersignal und Datenerfassungszeitpunkt<br />
nahezu konstant und bietet eine wichtige Grundlage für<br />
Regelungsaufgaben, die eine hohe Präzision voraussetzen.<br />
ROBUSTE DATENÜBERTRAGUNG<br />
Die Umgebung von Motor-Feedback-Systemen ist durch elektromagnetische<br />
Störfelder geprägt, welche die Daten korrumpieren<br />
können. BiSS Line bietet diverse Features, um Daten auch unter
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
02 BiSS Line Datenübertragung:<br />
der Master beginnt den Frame (grün) und der<br />
Slave antwortet (blau); der Jitter wird durch<br />
Übertragung der Differenz zwischen Prozessdatentrigger<br />
(PDREQ) und IDLE-Signal minimiert<br />
03 In Umgebungen mit starken<br />
elektromagnetischen Störfeldern<br />
spielt BiSS Line seine Stärken aus<br />
und erhöht die Datenverfügbarkeit,<br />
hier am Beispiel einer Mikro -<br />
controller-Kommunikation in<br />
einer Baumaschine<br />
schwierigen Bedingungen zuverlässig ans Ziel zu bringen. Dazu<br />
gehören folgende Features:<br />
eine 8b10b-Kodierung der Symbole, um eine Aufladung der<br />
Leitung zu verhindern,<br />
die Auswahl geeigneter Startsymbole, um den Beginn der Kommunikation<br />
zuverlässig zu erkennen,<br />
CRCs zur Validierung der Datenkanäle sowie<br />
die Implementierung von Fehlerkorrekturmechanismen (Bose-<br />
Chaudhuri-Hocquenghem-Codes).<br />
Dadurch können dem Empfänger auch dann noch zuverlässig<br />
gültige Daten übergeben werden, wenn vier Datensymbole durch<br />
einen Burst zerstört werden.<br />
SPEICHERZUGRIFFE<br />
Bereits mit BiSS C wurde mittels In-Band-Protokoll eine Möglichkeit<br />
geschaffen, auf die Register der Sensoren zuzugreifen, unter<br />
anderem um sie zu konfigurieren, zu kalibrieren oder Temperaturwerte<br />
auszulesen. Dafür sendet der Master am Ende des<br />
Frames ein Control Data Bit an den Slave (CDM) und der Slave<br />
antwortet darauf im folgenden Frame mit einem Control Data Bit<br />
an den Master (CDS). Um einen vollständigen Control Data<br />
Frame zu übertragen und beispielsweise ein Register des Sensors<br />
zu schreiben oder zu lesen, werden 32 Prozessdaten-Frames<br />
benötigt. Dieses Konzept ist gleichermaßen in BiSS Line übernommen.<br />
Das CDM-Bit wird innerhalb des REQDLY-Symbols<br />
übertragen. Das CDS-Bit des Slaves folgt im RSPx-Symbol des<br />
folgenden Frames. Die Konfiguration des BiSS-C-Sensors kann<br />
daher genauso einfach über BiSS Line erfolgen.<br />
EINFACHE PROTOKOLL-IMPLEMENTIERUNG<br />
Um trotz der zahlreichen Features die Implementierung von BiSS<br />
Line einfach zu gestalten, bietet iC-Haus den beidseitig einsetzbaren<br />
Brückenbaustein iC-BL sowie eine BiSS Line Master IP zur<br />
Implementierung in FPGAs, MCUs und ASICs an.<br />
iC-BL bietet Master-Interfaces für BiSS C, SSI, SPI und I2C sowie<br />
ein SPI Slave Interface, um Prozessdaten auszutauschen. Der<br />
RS485-Transceiver für die BiSS-Line-Übertragung ist bereits implementiert.<br />
Praktisch ist außerdem der integrierte Spannungswandler,<br />
der aus einer Eingangsspannung von bis zu 30 V eine<br />
Sensorversorgung von 5 V, 3,3 V oder 2,5 V für bis zu 200 mA Last<br />
erzeugt. Für einfache Systeme mit bis zu drei Datenkanälen kann<br />
die Konfiguration des iC-BL im OTP-Speicher hinterlegt werden.<br />
Externe Transceiver, Level-Shifter und EEPROM werden damit<br />
überflüssig und ermöglichen ein kompaktes Platinen-Design.<br />
Zur schnellen Inbetriebnahme werden Demoboards, GUI-Software<br />
und MCU-Treiber angeboten.<br />
Bilder: iC-Haus<br />
www.ichaus.de<br />
26 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
FÜR HOHLWELLEN GRÖSSERER<br />
DURCHMESSER<br />
PWB Encoders<br />
präsentiert einen<br />
neuen Absolut-<br />
Drehgeber mit<br />
magnetischer<br />
Abtastung. Mit<br />
dem IMEA 64<br />
lassen sich<br />
Single- und<br />
Multiturn-Positionen<br />
selbst im<br />
spannungslosen Zustand exakt erfassen und bis zu 18 Jahre<br />
lang speichern. Den kompakten und lagerlosen IMEA 64 hat das<br />
Unternehmen speziell für kinematische Anwendungen mit<br />
durchgehenden Hohlwellen größerer Durchmesser entwickelt,<br />
die mit Drehzahlen von bis zu 9.000 U/min rotieren. Deren<br />
Steuerung stellt hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit,<br />
Flexibilität und Lebensdauer des Drehgebers. Hinsichtlich der<br />
Messgenauigkeit dringt der IMEA 64 in den Bereich einfacher<br />
optischer Drehgebersysteme vor. Maximale Auflösungen von<br />
bis zu 42 Bit absoluter Positionsdaten sind möglich. Die<br />
Auflösung lässt sich im Multiturn-Modus auf bis zu 16 Bit und<br />
im Singleturn-Modus auf bis zu 26 Bit einstellen. Die Datenrate<br />
beträgt 10 Mbit/s. Dank hoch performanter Hall-Sensoren und<br />
einer differentiellen Abtastung zeigt sich der neue Hohlwellen-<br />
Drehgeber unempfindlich gegenüber Fremdfeldern. Zudem<br />
ermöglichen umfangreiche Diagnosefunktionen ein optimales<br />
Monitoring des Winkelgebers. Das korrespondiert mit den<br />
stetig steigenden Safety- und MRO-Ansprüchen vieler Motorenbauer<br />
und Anlagenplaner.<br />
www.pwb-encoders.com<br />
HALL-DREHGEBER IN EXTRA<br />
FLACHER BAUFORM<br />
Der neue Hall-Effekt-Singleturn-Drehgeber<br />
HSM14F von<br />
Megatron ist mit einer<br />
Gehäusetiefe von 6,2 mm<br />
äußerst flach, auch das<br />
Gehäuse hat einen Durchmesser<br />
von nur 14 mm.<br />
Durch die kompakten<br />
Abmessungen eignet sich<br />
der Drehgeber für Applikationen<br />
mit geringem Einbauraum.<br />
Der HSM14F verfügt<br />
über eine Auflösung von<br />
12 Bit (4.096 Schritte) und hat einen elektrisch wirksamen<br />
Drehwinkel von 360 Grad. Drehwinkel von 90°,<br />
180° und 270° sowie kundenspezifische Werte sind<br />
ebenfalls möglich. Optional ist er auch mit redundanter<br />
Elektronik verfügbar, um höhere Anforderungen an die<br />
Betriebssicherheit erfüllen zu können. Der Drehgeber<br />
ist mit einer Flanschbefestigung ausgestattet. Durch<br />
den Betriebstemperaturbereich von −40 bis 105 °C und<br />
die Schutzart IP65 eignet er sich auch für Anwendungen<br />
mit erhöhten Umgebungsanforderungen. Das<br />
eingebaute Gleitlager hat eine Lebensdauer von<br />
100 Mio. Umdrehungen, die maximale Betätigungsgeschwindigkeit<br />
beträgt 400 1/min. Kundenindividuelle<br />
Anpassungen für Serien sind darüber hinaus möglich,<br />
wie zum Beispiel PWM-Ausgänge, individuelle Ausgangssignale,<br />
andere Wellengeometrien, eine Wellenabflachung<br />
oder Kabelkonfektionierungen.<br />
www.megatron.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2024</strong> im 63. Jahrgang,<br />
ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur: Miles Meier (mm),<br />
Tel.: 06131/992-208,<br />
E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteur:<br />
Felix Berthold, M.A. (be),<br />
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Redaktionsassistenz:<br />
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(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
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E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste <strong>2024</strong>, gültig ab 01.10.2023<br />
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(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />
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jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen<br />
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vorgenannten Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen,<br />
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www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 27
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
WELLENFEDERN IN WÄLZLAGER-BAUGRUPPEN<br />
OPTIMAL VORSPANNEN UND<br />
TOLERANZEN AUSGLEICHEN<br />
Das zielsichere Einstellen der<br />
Vorspannungen und der präzise<br />
Toleranzausgleich sind zentrale Aspekte bei<br />
der Konstruktion dynamischer Wälzlager-<br />
Baugruppen. Bei steigenden<br />
Qualitätsanforderungen können hier<br />
Wellenfedern aus gewalztem Flachdraht<br />
eine interessante Lösung darstellen.<br />
Welche Vorteile sie gegenüber anderen<br />
Federtypen bieten, erklärt ein führender<br />
Anbieter von Smalley-Sicherungsringen<br />
und Wellenfedern.<br />
Der Toleranzausgleich und das Anlegen von Vorspannungen geben eingebauten<br />
Lagern bei der Montage einen dauerhaft sicheren und passgenauen Sitz.<br />
Dies erfolgt durch Ausübung einer axial wirkenden Permanentlast auf das<br />
Lager. In Frage kommen hierfür statische Maßnahmen, wie zum Beispiel<br />
eine feste Verriegelung, oder das dynamische Vorspannen mittels Federn.<br />
Ein typisches Beispiel für die dynamische Lösung: Im Getriebebau werden vorgespannte<br />
Federn zum parallelen Einspannen mehrerer Kugellager eingesetzt, um die<br />
An- und Abtriebswellen zu lagern. Hier lohnt es sich allerdings genau hinzuschauen.<br />
Denn Federn aus Runddraht oder gestanzte Wellenfedern erweisen sich hier als suboptimal.<br />
Hochwertige Wellenfedern aus gewalztem oder gerolltem Flachdraht sind<br />
ihnen überlegen. „Sie ermöglichen die Realisierung sehr steifer, schwingungsarmer<br />
Verbindungen, vereinfachen die Montage und erlauben die Umsetzung höherer<br />
Genauigkeitsanforderungen“, erläutert Johannes Lambertz, Local Manager bei TFC.<br />
Im Produktsortiment des Unternehmens finden sich beispielsweise die Wellenfedern<br />
der Baureihen YSSB und YSSR von Smalley. Dabei handelt es sich um einlagige<br />
Wellenfedern. Viele Konstrukteure der Antriebstechnik nutzen sie, um Wälzlager-Vorspannungen<br />
zu realisieren. Lambertz erklärt: „Diese Wellenfedern haben kurze<br />
Federwege und arbeiten insbesondere in Anwendungen mit geringen bis mittleren<br />
Belastungen mit sehr hoher Präzision und Zuverlässigkeit.“<br />
Die Wellenfedern werden in Ausführungen mit Spalt oder überlappenden Enden<br />
angeboten. Sie lassen sich einfach radial in Bohrungen einspannen. Dort üben sie<br />
ihre Kraft gezielt auf den Außenring eines Wälzlagers aus – ohne zu verrutschen. Auch<br />
für eine einfache Über-Kopf-Montage sind die Wellenfedern geeignet.<br />
CLEVERE LÖSUNG FÜR DÜNNRINGLAGER<br />
Smalley-Wellenfedern bieten auch bei Anwendungen mit Dünnringlagern eine<br />
clevere Vorspannungslösung. Dünnringlager haben sehr schmale Außen- und Innenringe.<br />
Um Raum und Gewicht zu optimieren, werden sie häufig in Werkzeugkarussellen,<br />
Robotergelenken, Prüfanlagen oder optischen Systemen verwendet. Die schlanke<br />
DIE IDEE<br />
„Das Vorspannen von Wälzlagern<br />
erfolgt durch Aufbringen einer<br />
permanenten Axiallast auf das<br />
Lager. So lassen sich spezielle<br />
Funktionen realisieren oder montagebedingte<br />
Toleranzen ausgleichen.<br />
Es gibt zwei Methoden: Die feste<br />
Vorspannung, bei der Innen- und<br />
Außenring per Verriegelungsmechanik<br />
fixiert werden, und die dynamische,<br />
flexible Vorspannung. Hier übt<br />
eine Feder eine konstante Axiallast<br />
auf eine Seite des Lagers aus. Die<br />
ausgleichende Konstantkraft der<br />
Feder sorgt für einen sicheren, stets<br />
gleichstarken Kontakt zwischen<br />
Wälzkörpern und Lagerringen. Das<br />
Axial- und Radialspiel wird minimiert.<br />
Dies verbssert die Funktion<br />
und Lebensdauer von Wälzlagern.“<br />
Marco Sturm, Freier Fachjournalist, Darmstadt, im Auftrag von TFC Ltd., Bochum<br />
Johannes Lambertz, Local Manager<br />
bei TFC Ltd., Bochum<br />
28 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
TFC bietet im Standardprogramm Wellenfedern<br />
in Feder- und Edelstahl sowie mit<br />
Durchmessern von 9,0 bis 580 mm an<br />
Bauform dieser Wälzlager stellt allerdings höhere Anforderungen<br />
an die Konstruktion der Vorspannungslösung und die hierfür<br />
eingesetzten Wellenfedern.<br />
Lambertz erläutert: „Viele konventionelle Wellenfedern erweisen<br />
sich hier als zu breit. Sie drücken daher bei der radialen Ausdehnung<br />
in der Bohrung auf die Wälzkörper des Lagers. Das ist<br />
ein KO-Kriterium, da es zu Lagerschäden führen kann.“<br />
Mit einem Distanzring zwischen der überbreiten Wellenfeder<br />
und dem Dünnringlager lässt sich das Problem zwar konstruktiv<br />
lösen. Der Ring vermeidet den direkten Kontakt zwischen Feder<br />
und Wälzkörper, erhöht jedoch die Komplexität. Dem Wunsch<br />
nach Teilereduktion und Raumoptimierung wird dies mithin<br />
nicht gerecht.<br />
IMPROVISATION ÜBERFLÜSSIG<br />
Gewalzte Smalley-Wellenfedern mit Spalt oder überlappenden<br />
Enden eröffnen auch hier einen Ausweg. Denn TFC kann diese<br />
Wellenfedern mit sehr schmalem Flachdraht anbieten. Sie liegen<br />
optimal auf dem äußeren Ring des Dünnringlagers auf, stehen<br />
nach innen nur minimal über und berühren daher den Wälzkörper<br />
nicht.<br />
Eine Distanzring-Improvisation ist damit überflüssig. Der Konstrukteur<br />
spart so ein Bauteil, vereinfacht die Montage und<br />
schließt eine potenzielle Fehlerquelle aus. Lambertz erläutert:<br />
„Kraft und Federrate der Wellenfeder können exakt auf die Anforderungen<br />
abgestimmt werden, und für ihre Montage gilt auch<br />
hier: Einfach in die Bohrung klemmen.“<br />
vergessen: Wellenfedern beanspruchen bei gleichem Federweg<br />
und gleicher Belastbarkeit bis zu 50 Prozent weniger axialen Bauraum<br />
als konventionelle Runddraht- oder Spiralfedern. In der<br />
Baugruppen-Konstruktion eröffnen sich dadurch ganz neue Weg<br />
zur Raumoptimierung und Miniaturisierung.“<br />
Bilder: TFC<br />
www.tfc.eu.com<br />
FÜR HOHE LASTEN GEEIGNET<br />
Standardmäßig bietet TFC die Wellenfedern der Produktlinien<br />
YSSB/ YSSR in Feder- und Edelstahl an sowie mit Durchmessern<br />
von 9,0 bis 580 mm. In Sonderfällen können sie aber auch aus<br />
seltenen Werkstoffen und in Abmessungen von 5,0 bis 2.000 mm<br />
gefertigt werden. Wirken im Rahmen der Vorspannung größere<br />
Kräfte, lassen sich die Wellenfedern auch stapeln. Lambertz weist<br />
allerdings darauf hin, dass es für diese Aufgabe mit der Wellenfeder<br />
des Typs Nested Spirawave bereits eine einbaufertige Lösung<br />
gibt. „Die Flachdraht-Windungen dieser Wellenfeder liegen<br />
werkseitig parallel und vollflächig aufeinander“, sagt Lambertz.<br />
„Dabei gibt uns Smalley die Garantie, dass sie aus ein und demselben<br />
Stück Flachdraht bestehen. Eine solche Nested Spirawave<br />
stellt eine zwei bis drei Mal höhere Federkraft als eine einlagige<br />
Wellenfeder bereit.“<br />
Die gewalzten Flachdraht-Wellenfedern von Smalley sind eine<br />
innovative Alternative zu anderen Federtypen bei der Konstruktion<br />
von Wälzlager-Baugruppen. Sie können verwendet werden,<br />
um definierte Vorspannungen in Wälzlager-Baugruppen einzustellen,<br />
Lagerspiele auszugleichen und betriebsbedingte Toleranzen<br />
zu kompensieren. Gegenüber gestanzten Federprodukten<br />
bieten sie deutliche Vorteile: Die Belastbarkeiten, Toleranzen und<br />
Federkonstanten lassen sich genauer spezifizieren. Über weite<br />
Teile ihres Dehnbereichs steigt die Federkraft einer Smalley-<br />
Wellenfeder nämlich gleichmäßig an.<br />
Auch das ist zu beachten: Bei der Bearbeitung gestanzter Wellenscheiben<br />
kommt es nicht selten zu Ermüdungsrissen, Ungenauigkeiten<br />
bei der Federkraft und anderen Problemen. Smalley<br />
fertigt die Wellenfedern hingegen aus massivem, gehärtetem und<br />
temperiertem Stahl- oder Metalldraht. Bei der weiteren Wärmebehandlung<br />
können sie sich deshalb nicht verformen. Nicht zu<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 29
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
RUNDTISCHLAGER<br />
MEHR GENAUIGKEIT UND<br />
PROZESSSICHERHEIT<br />
RTB-ABS-Lager<br />
der neuesten<br />
Generation mit<br />
absolutem<br />
Messsystem<br />
Hohe Steifigkeit, große Belastbarkeit und sehr hohe Genauigkeit:<br />
Mit diesen Eigenschaften erfüllen Rundtischlager von Rodriguez die hohen<br />
Anforderungen im Werkzeugmaschinenbau. Die RTB-Lager sind Garant für<br />
stabile Produktionsprozesse und präzise Ergebnisse. Der Beitrag gibt<br />
Einblicke in aktuelle Wälzlagertechnologie. Insbesondere der Typ RTB-ABS<br />
überzeugt mit einer zukunftsweisenden Weiterentwicklung.<br />
Axial-Radial-Zylinderrollenlager oder RTB-Lager (Rotary<br />
Table Bearings) von Rodriguez eignen sich hervorragend<br />
für Dreh- und Positioniereinheiten von Werkzeugtischen.<br />
Aufgrund ihrer Kippsteifigkeit und Abrollgenauigkeit erfüllen<br />
sie die hohen Anforderungen der spanenden Bearbeitung.<br />
Oft werden die hochpräzisen Lager auch in Fräsköpfen eingesetzt,<br />
da sie auch bei hohen Geschwindigkeiten und starker Beanspruchung<br />
optimale Arbeitsergebnisse liefern.<br />
Die Wahl des passenden RTB-Lagers sei bei Werkzeugmaschinen<br />
wichtig, um Produktionsprozesse und die Leistung der Maschine<br />
zu optimieren, sagt Ulrich Schroth, Geschäftsbereichsleiter Value<br />
Added Products (VAP) bei Rodriguez. Gleichzeitig könnten so die<br />
Gesamtkosten reduziert werden.<br />
Julia Hartung, Assistant of Management & Marketing , Rodriguez GmbH<br />
RTB-Lager eignen sich besonders für den Einbau in Anwendungen<br />
mit kombinierten Belastungen und hohen Präzisionsanforderungen.<br />
Sie sind vorgespannt und können sowohl Radiallasten<br />
als auch bidirektionale Axiallasten und Kippmomente unter Beibehaltung<br />
der Vorspannungseigenschaften aufnehmen.<br />
Die Vorspannung sorgt dafür, dass die Lager geräuscharm laufen<br />
und nur geringe Schwingungs- und Wärmewerte erzeugen.<br />
Dafür werden die Rollen bei der Montage so kalibriert, dass beim<br />
Anziehen des Bauteils zwischen Rollen und Laufbahnen eine<br />
Spannung entsteht. Dadurch wird eine hohe Steifigkeit und Laufgenauigkeit<br />
erreicht.<br />
Die Standardausführung der RTB-Lager besteht aus einem geschmiedeten,<br />
L-förmigen Innenring, einem Außenring, zwei Axialrollenlagern,<br />
einem Zylinderrollenlager und einer Axialscheibe. Es<br />
handelt sich um Präzisionslager bis zur Toleranzklasse P4. Die<br />
kompakten Hochgenauigkeitslager sind einbaufertig erhältlich.<br />
Darüber hinaus bietet Rodriguez die Möglichkeit von kundenspezifischen<br />
Anpassungen.<br />
30 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
PRÄZISIONSLAGER, DIE PASSEN<br />
Rodriguez bezieht seine RTB-Lager vom Hersteller Unitec, einem<br />
erfahrenen Spezialisten für Präzisionslager für Werkzeugmaschinen<br />
und industrielle Anwendungen. Die Produkte werden aus<br />
hochwertigem Qualitätsstahl hergestellt und ihre Geometrien<br />
stetig optimiert. Sie halten damit selbst sehr hohen Beanspruchungen<br />
durch die Bearbeitungskräfte stand. Ein Beispiel sind<br />
kombiniert wirkende Lasten auf Positioniertische und Fräsköpfe.<br />
Das Sortiment umfasst unterschiedliche Präzisions-RTB-<br />
Lager: 1. RTB-Standard für verschiedenste Anwendungen,<br />
2. RTB-HSA für Anwendungen mit geringem Reibmoment und<br />
hohen Drehzahlen sowie 3. RTB-ABS mit absolutem Messsystem<br />
und 4. RTB-AMS mit induktivem Messsystem. Letztere eignen<br />
sich für den Betrieb unter anspruchsvollen Bedingungen wie<br />
hohen Lasten, Vibrationen oder schmutzigen Umgebungen.<br />
Dank der induktiven Messung sind diese Lager robust, temperaturstabil<br />
und einfach zu installieren. Das System ist speziell für<br />
den Einsatz in Rundtischen mit Torque-Antrieben ausgelegt und<br />
modular aufgebaut.<br />
ABSOLUTE POSITION OHNE NACHJUSTIEREN<br />
Innerhalb der RTB-Baureihe wurde der Typ ABS nun noch weiter<br />
optimiert. Die RTB-ABS-Lager der neuesten Generation sind in<br />
verschiedenen Größen mit Innendurchmessern von 150 bis<br />
580 mm Bohrung erhältlich. Sie zeichnen sich durch eine kompakte<br />
Bauweise aus: Die integrierte Messeinheit macht die Installation<br />
externer Positionssensoren überflüssig und vereinfacht die<br />
Montage. Sie sind außerdem so konstruiert, dass sich das Messsystem<br />
bei der Montage automatisch richtig positioniert und der<br />
Abtastkopf nicht mehr nachjustiert werden muss. In der Mitte der<br />
Drehachse gibt es darüber hinaus viel Raum für zusätzliche Werkzeuge<br />
oder auch Pneumatik-, Kühlmittel- oder Signalleitungen.<br />
Das Herzstück der RTB-ABS-Lager bildet das integrierte Messsystem.<br />
Es ist schnell und einfach abzulesen und lässt sich an die<br />
Numerische Steuerung anbinden. Es besteht aus einer ringförmigen<br />
Präzisionsskala, die als Maßbandring auf dem Außendurchmesser<br />
der Axialscheibe angebracht ist. Je nach Genauigkeitsanforderungen<br />
sind ein oder zwei Abtastköpfe auf dem Außenring<br />
positioniert und auf die Skala ausgerichtet. Der Abtastkopf<br />
erkennt den Drehwinkel des Skalenrasters. Die eingebaute Signalauswerte-Elektronik<br />
erzeugt ein Ausgangssignal für die CNC.<br />
BEWEGUNG OPTIMAL KONTROLLIEREN<br />
Die absolute Messung erfolgt direkt an der Drehachse. Mechanische<br />
Fehler und Störungen werden dadurch vermieden. Auch<br />
Verunreinigungen, Vibrationen oder Magnetfelder beeinflussen<br />
die Ermittlung des Positionswertes nicht. Damit eignen sich die<br />
Lager für die typischen Bedingungen von Werkzeugmaschinen<br />
wie hohe Drehzahlen, Schwingungen oder schmutzige Umgebungen.<br />
Der Absolutwertgeber sorgt für die Einhaltung enger<br />
Toleranzen und eine hohe Bauteilpräzision.<br />
Daneben überzeugen die Lager durch ihre Dynamik. Sie sind<br />
jetzt noch leistungsfähiger und verfügen über eine verbesserte<br />
Steifigkeit. Erreicht wurde dies unter anderem durch die Weiterentwicklung<br />
der Software und das verbesserte Zusammenwirken<br />
von Mechanik und Elektronik. Aufgrund der hohen<br />
Messgenauigkeit und Auflösung von bis zu 26 Bit kann die Bewegung<br />
optimal kontrolliert und gesteuert werden.<br />
Es gibt Treiber für folgende Schnittstellen: Heidenhain Endat<br />
2.2, Siemens Drive CLiQ, Fanuc αi, Mitsubishi, BiSS/C und SSI +<br />
1Vpp. Die integrierten Sensoren liefern außerdem Informationen<br />
zur Überwachung und Erfassung von Echtzeit-Leistungsdaten<br />
des Getriebesystems. Stillstände können so vermieden<br />
und Ausfälle minimiert werden. Mittels der Sensordaten lässt<br />
sich der Systemzustand beurteilen und eine vorausschauende<br />
Wartung umsetzen.<br />
Bild: Rodriguez/Unitec<br />
www.rodriguez.de<br />
DIE IDEE<br />
„Die Wahl des passenden RTB-Lagers<br />
für eine bestimmte Werkzeugmaschinenanwendung<br />
kann entscheidend<br />
sein, um Produktionsprozesse und<br />
Maschinenperformances zu optimieren,<br />
und gleichzeitig zu einer Reduzierung<br />
der Gesamtkosten beitragen.“<br />
Ulrich Schroth, Geschäftsbereichsleiter<br />
Value Added Products (VAP),<br />
Rodriguez GmbH, Eschweiler
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
CONDITION-MONITORING-SYSTEM<br />
EIN EYE DARAUF HABEN<br />
In der industriellen Fertigung ist die präventive Wartung von Maschinen und Anlagen<br />
von entscheidender Bedeutung. Durch die kontinuierliche Überwachung von<br />
Betriebsparametern vom Ölmonitoring bis zur Schwingungsanalyse können<br />
potenzielle Schäden frühzeitig erkannt werden, bevor sie zu kostspieligen<br />
Maschinenausfällen führen. Für Antriebssysteme bietet die Eye-Produktreihe von<br />
Sumitomo Drive Technologies eine integrierte Lösung zur Zustandsüberwachung und<br />
Optimierung von Maschinen und Anlagen.<br />
Eye verbindet drei entscheidende Aspekte der vorausschauenden<br />
Maschinenwartung in einer Serie: Schwingungsanalyse,<br />
Ölmonitoring und -filtration. Als einzelnes Produkt<br />
für die spezifische Wartungsanforderung oder als<br />
komplett integriertes System. Das ist laut Sumitomo Drive Technologies<br />
eine Neuheit im Bereich des Condition Monitorings von<br />
Antriebslösungen. Dabei ist die eye-Serie nicht nur mit sämtlichen<br />
Industriegetrieben kompatibel, sondern auch mit denen<br />
der Mitbewerber. Als „Standalone“-Lösung muss sie nicht in die<br />
Getriebesteuerung integriert werden und ist damit für eine Vielzahl<br />
unterschiedlicher Industriegetriebe geeignet.<br />
André Sitzmann, Ingenieur für Condition-Monitoring-Systeme bei<br />
Sumitomo Drive Technologies und Reza Golafshan, Teamleiter für<br />
Condition-Monitoring-Systeme bei Sumitomo Drive Technologies<br />
ÖLÜBERWACHUNG UND -FILTRATION<br />
Die Überwachung der Ölqualität, oft vernachlässigt in der Maschinenwartung,<br />
stellt lediglich etwa 14 Prozent des Marktes der<br />
Zustandsüberwachungssysteme dar – so eine Analyse des globalen<br />
Marken- und Beratungsunternehmens KBV Research. Die<br />
Monitoring-Lösung Eye erfasst zentrale Parameter wie die Öltemperatur<br />
und leitfähigkeit sowie Wasser- und Feststoffverunreinigung.<br />
Damit liefert Eye wichtige Hinweise auf Katalysatoren,<br />
welche die Ölalterung sowie -oxidation beschleunigen und die<br />
Lebensdauer eines Getriebes negativ beeinflussen. Im Vergleich<br />
zur reinen Schwingungsanalyse bietet die Überwachung der Ölqualität<br />
klare Vorteile, insbesondere wenn das Ziel darin besteht,<br />
potenzielle Schäden frühzeitig zu erkennen, bevor sie zu einem<br />
Systemausfall führen.<br />
Auf Basis jahrzehntelanger Erfahrung in der Entwicklung und<br />
Fertigung sowie der Expertise bezüglich der Lebensdauer von<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Antriebssystemen hat Sumitomo Drive Technologies die Ölüberwachung<br />
mit der Ölfiltration kombiniert. Eye bietet drei<br />
unterschiedliche Ölfilterelemente an: in den Filtergrößen 3 µm<br />
(µm: Mikrometer), 5 µm oder 10 µm, die unter Berücksichtigung<br />
des jeweiligen Einsatzbereichs ausgewählt werden. Für<br />
die optimale Filterleistung sind diese Tiefenfilterelemente mit<br />
den industriell weit verbreiteten und bekannten Oberflächen-<br />
Filterelementen, auch als „Spin-on“ bezeichnet, im Ölfilterwagen<br />
kombiniert. Mit der Kombination aus Tiefen- und Oberflächen-Filterelementen<br />
entfernt Eye effektiv schädigende Verunreinigungen<br />
wie zum Beispiel Feststoffe, Verschleißpartikel<br />
oder Wasser aus dem Öl.<br />
FORTSCHRITTLICHE SCHWINGUNGSANALYSE<br />
Die schwingungsbasierte Zustandsüberwachung von Antrieben<br />
ist eine gängige Methode in industriellen Anwendungen und<br />
bildet die Grundlage für Eye. Antriebssysteme, die E-Maschinen,<br />
Getriebe und andere Maschinenelemente enthalten, erzeugen<br />
während ihres Betriebs charakteristische mechanische<br />
Schwingungen. Das frühzeitige Erkennen von Auffälligkeiten in<br />
der Schwingungsanalyse ermöglicht es den Betreibern, präventive<br />
Maßnahmen zu ergreifen, bevor ernsthafte Schäden am<br />
Antriebssystem entstehen, die in Folge zu ungeplanten Ausfallzeiten<br />
führen.<br />
Die fortschrittliche Schwingungsanalyse innerhalb von Eye<br />
liefert über fünfzig verschiedene Schlüsselkennzahlen (KPIs,<br />
Key Performance Indicators) und Gesundheitsindikatoren (His)<br />
sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich, um damit eine<br />
ganzheitliche Schwingungsanalyse zu ermöglichen. Zusätzlich<br />
ist das Dashboard in der Lage, Basis- und Hüllkurvenspektren<br />
für detailliertere Analysen darzustellen, um Schwingungssignale<br />
zu erkennen und frühzeitig auf potenzielle Maschinenschäden<br />
eines Antriebssystems hinzuweisen.<br />
Obwohl mehr als drei Viertel aller Schadendiagnose-Techniken<br />
Schwingungsanalysen verwenden, kann die Effektivität bei<br />
der frühzeitigen Schadenserkennung stark variieren, wenn diese<br />
Methode isoliert eingesetzt wird. Laut einer Analyse von<br />
ATEK Access Technologies, einem internationalen Hersteller<br />
von Machine-to-Machine-Technologien, kann die Effizienz in<br />
01 Die Eye-Produktreihe über -<br />
wacht Antriebssysteme und sorgt<br />
für mehr Nachhaltigkeit durch<br />
kombinierte Schwingungs- und Ölanalyse<br />
und sauberes Öl, beispielsweise für Getriebe, sondern bietet<br />
gleichzeitig Echtzeit-Einblicke in den Zustand der Maschine.<br />
Eye Complete besteht aus einem Ölfilterwagen, ausgestattet mit<br />
Ölqualitätssensoren, die im Bereich der Öl-Einlasskupplung für<br />
die kontinuierliche Überwachung des Ölzustandes installiert<br />
werden. Beschleunigungssensoren, die direkt am Getriebe angebracht<br />
sind, nehmen das dynamische Schwingungsverhalten<br />
der Antriebseinheit auf.<br />
Hilger u. Kern<br />
Industrietechnik<br />
ANALYSE LIEFERT ÜBER<br />
50 SCHLÜSSELKENNZAHLEN<br />
bestimmten Ausfallbereichen auf bis zu 16 Prozent sinken. Die<br />
Kombination der fortschrittlichen Schwingungsanalyse im Zeitund<br />
Frequenzbereich mit der Ölüberwachung, wie es mit Eye<br />
möglich ist, steigert die Effizient erheblich und verbessert die<br />
Lebensdauer von Antriebssystemen nachhaltig.<br />
AUF WARTUNGSANFORDERUNGEN<br />
ZUGESCHNITTEN<br />
Die Eye-Serie umfasst drei neue Produkte: Eye Clean, Eye Connect<br />
und das Flaggschiff, Eye Complete. Jedes Produkt der Serie<br />
ist auf spezifische Wartungsanforderungen von Maschinen und<br />
Antriebssystemen zugeschnitten, wobei bei Eye Clean die Ölfiltration<br />
im Fokus steht. Eye Connect bietet fortschrittliche Zustandsüberwachung<br />
und Eye Complete vereint die Stärken<br />
beider in einer umfassenden Wartungslösung.<br />
Eye Complete ist dabei das erste Produkt auf dem Markt, das<br />
Ölfiltration im Mikrometerbereich mit einem schwingungsbasierten<br />
Condition-Monitoring-System (CMS) kombiniert.<br />
Dieser zweigleisige Ansatz gewährleistet nicht nur gepflegtes<br />
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Antriebsriemen
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
02<br />
SENSORDATEN IN DER CLOUD<br />
Sowohl die Beschleunigungs- als auch die Ölqualitätssensoren sind<br />
mit einem Edge-Computing-Gerät verbunden, das die Daten lokal<br />
verarbeitet. Die ausgewerteten Daten und berechneten KPIs, die sich<br />
unter anderem auf spezifische Maschinenelemente wie Wälzlager<br />
und Zahnräder des Getriebes beziehen, werden in die Cloud übertragen<br />
und in einem Dashboard visualisiert. Die Kommunikation mit<br />
der Cloud erfolgt entweder über ein 4G-Netzwerk oder eine lokale<br />
Internetverbindung. Auf Wunsch können Benutzer Rohdaten zusammen<br />
mit verschiedenen Signalverarbeitungswerkzeugen auf einem<br />
lokalen Dashboard abrufen und analysieren.<br />
Durch die Analyse der Daten lassen sich Wartungsstrategien optimieren<br />
und Betriebsparameter anpassen. Rückkopplungsschleifen<br />
ermöglichen eine kontinuierliche Verbesserung des Condition-<br />
Monitoring-Systems.<br />
Die Schwingungsüberwachung erkennt vor allem ungewöhnliche<br />
Schwingungsmuster, die auf sich entwickelnde Schäden wie Verschleiß<br />
oder andere Anomalien im Getriebe hinweisen können. Das<br />
Ölmonitoring erfasst Veränderungen in der Ölqualität und gibt unter<br />
anderem Auskunft über Öloxidation, Wasser- oder Feststoffverunreinigungen,<br />
die bei Nichtbeachtung zu Schäden am Getriebe führen<br />
können.<br />
CMS STEIGERT DIE NACHHALTIGKEIT<br />
Eye kombiniert nun erstmals die verschiedenen Überwachungsansätze<br />
in einem Condition-Monitoring-System. Dabei ist das Ganze<br />
mehr als die Summe seiner Teile. Der umfassende Ansatz ermöglicht<br />
es Unternehmen, ihre Antriebssysteme effizient zu überwachen, Instandhaltungsmaßnahmen<br />
präventiv durchzuführen und die Gesamtleistung<br />
ihrer Anlagen zu optimieren.<br />
Durch die Implementierung einer ganzheitlichen Lösung, die eine<br />
effektive Überwachung von Antriebssystemen ermöglicht und den<br />
Bedarf an Ölwechseln reduziert, kann auch die Nachhaltigkeit in der<br />
Industrie erheblich verbessert werden. Indem Unternehmen Maschinen<br />
länger nutzen und Ölverbrauch reduzieren, verringern sie<br />
ihren Ressourcenverbrauch und minimieren gleichzeitig ihre Umweltauswirkungen.<br />
Eine längere Lebensdauer der Antriebssysteme trägt dazu bei, den<br />
Bedarf an Neugeräten zu reduzieren und somit den ökologischen<br />
Fußabdruck der Produktion zu verringern. Dieser ganzheitliche Ansatz<br />
unterstützt die Bemühungen vieler Unternehmen, ihre Betriebsabläufe<br />
nachhaltiger zu gestalten und einen positiven Beitrag zum<br />
Umweltschutz zu leisten.<br />
Bilder: Sumitomo Drive Technologies; Gorodenkoff/Shutterstock.com<br />
www.sumitomodrive.com<br />
03<br />
02 Eye Connect kombiniert Schwingungs- und Ölanalyse<br />
03 Ganzheitliche Maschinenüberwachung:<br />
Eye Complete vereint Schwingungs- und Ölanalyse<br />
mit Filtration<br />
DIE IDEE<br />
„Auf Basis jahrzehntelanger Erfahrung<br />
bezüglich der Lebensdauer von<br />
Antriebssystemen haben wir ein<br />
Produkt entwickelt, das Ölfiltration<br />
mit einem schwingungsbasierten<br />
Condition-Monitoring-System<br />
kombiniert. Dieser zweigleisige<br />
Ansatz gewährleistet nicht nur<br />
gepflegtes und sauberes Öl für<br />
Getriebe, sondern bietet gleich -<br />
zeitig eine Echtzeit-Zustandsüber<br />
wachung der Maschine.“<br />
Reza Golafshan, Teamleiter für<br />
Condition-Monitoring-Systeme bei<br />
Sumitomo Drive Technologies<br />
34 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
NEIGUNGSWINKELSENSOREN MIT<br />
ANALOGAUSGANG<br />
Turck erweitert sein<br />
bestehendes Portfolio<br />
an QR20-Neigungswinkelsensoren<br />
mit IO-Link<br />
oder Schaltausgang um<br />
neue Geräte mit<br />
Analogausgang. Auch<br />
die neuen Sensoren<br />
sind als einachsige<br />
Geräte für statische<br />
(B1N) oder bewegte<br />
Applikationen (B1NF)<br />
sowie als zweiachsige<br />
Sensoren für statische (B2N) oder bewegte Applikationen<br />
(B2NF) erhältlich. Die QR20-Inklinometer generieren ihr<br />
Signal aus der Fusion zweier Messprinzipien: einem<br />
Gyroskopsignal und einer MEMS-Beschleunigungsmessung<br />
(Micro-Electro-Mechanical Systems). Durch die Kombination<br />
der Messprinzipien blenden sie Stöße und Vibrationen<br />
deutlich effektiver aus als Geräte mit herkömmlichen<br />
Signalfiltern. Daher liefern die Geräte eine bislang unerreichte<br />
Dynamik für bewegte Applikationen oder vibrierende<br />
Maschinen, unter anderem für Positionier- und Hebeapplikationen.<br />
Der Analogausgang der QR20-Sensoren ist<br />
auf unterschiedlichen Wegen konfigurierbar: Neben den<br />
klassischen Varianten mit 0…10 V oder 4…20 mA können<br />
die Signalbereiche 0…20 mA, 0,1…4,9 V; 0…5 V oder<br />
0,5…4,5 V per IODD-Konfigurator eingestellt werden.<br />
Alternativ lassen sich die Messbereiche pro Achse entweder<br />
durch Texteingabe des Winkelwerts oder durch Übernahme<br />
der jeweiligen Winkelposition einstellen. Zudem können<br />
die Sensoren über Pin 5 oder einen Easy-Teach-Adapter<br />
eingelernt werden. Durch Anpassen des Messbereichs<br />
können Anwender die volle Auflösung ihres Eingangs selbst<br />
auf einem schmalen Winkelausschnitt nutzen.<br />
www.turck.com<br />
DREHZAHL UND DREHRICHTUNG ERFASSEN<br />
Die Rheintacho Messtechnik GmbH stellt neue zweikanalige<br />
Hall-Differenzsensoren in den Größen M14 und M18 vor. Sie<br />
erfassen die Drehzahl und Drehrichtung an Zahnrädern mit hoher<br />
Auflösung und einem weiten Frequenzbereich von 0 bis 20 kHz. Mit<br />
Schutzart IP67, Medienbeständigkeit gegen viele Hydrauliköle und<br />
eine Auslegung für Betriebstemperaturen von - 40 bis 125 °C<br />
eignen sich die Sensoren für den flexiblen Einsatz unter widrigen<br />
Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel in Fahrzeugen und<br />
mobilen Arbeitsmaschinen, oder auch Prüfständen. Für einen<br />
unkomplizierte Integration in die Steuerung verfügen beide<br />
Sensoren über Push-pull-Ausgangsstufen. Schraubsensoren<br />
werden meist mit zwei Befestigungsmuttern ausgeliefert, sodass<br />
eine sitzfeste Montage mittels Kontern gewährleistet werden<br />
kann. Eine Standardbohrung ist ausreichend.<br />
www.rheintacho.de<br />
DRIVES FÜR PRÄZISION UND DYNAMIK<br />
Maxon zeigt auf der Hannover<br />
Messe Produktneuheiten im<br />
Katalog <strong>2024</strong>/25. Ab Messebeginn<br />
wird der neue Katalog online und<br />
druckfrisch am Stand C47 in Halle<br />
6 verfügbar sein. Mit dem ECX<br />
Prime 16L stellt das Unternehmen<br />
im Frühjahr eine zweite Baugröße seiner Motorenbaureihe vor.<br />
Ausgerüstet mit eisenlosen Wicklungen und 4-poligen Rotordesigns<br />
weisen die bürstenlosen Motoren ein außerordentlich<br />
steifes Drehmoment-Drehzahl-Verhalten auf. Das ermöglicht eine<br />
stabile Regelung in hochdynamischen Anwendungen. Auch bei den<br />
Flachmotoren gibt es Zuwachs: Der EC frameless DT 38 S und EC<br />
frameless DT 38 M ergänzen die vielseitige Produktreihe. Die EC<br />
frameless DT Motoren sind BLDC-Motor-Kits mit Innenläufertechnologie.<br />
Rotor und Stator werden getrennt geliefert (ohne Lagerung<br />
und Motorwelle) und erst beim Zusammenbau verbunden.<br />
www.maxongroup.de<br />
komplett<br />
zuverlässig<br />
ökonomisch<br />
Verschlussschrauben, Entlüftungsventile und Ölschaugläser – EIN Abdichtungssystem<br />
für alle Einschraub- und konstruktionsbedingten Bohrungen im Getriebegehäuse.<br />
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SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
DYNAMISCHE ANTRIEBE FÜR PRÄZISE BEWEGUNGEN<br />
SIMULATIONSEXPERIMENT FÜR<br />
FLUGTECHNOLOGIE DER ZUKUNFT<br />
Schon in zehn Jahren könnten elektrische Kipprotorflugzeuge als Flugtaxis oder<br />
Lieferdrohnen am Himmel verkehren. Ein technisches Problem sind nach wie vor<br />
dynamische Instabilitäten bei hohen Fluggeschwindigkeiten. Dieses Whirl-Flattern<br />
möchten Forschende an der Universität Bath nun mithilfe von Mini-Tabs lösen. Um die<br />
schnell ausfahrbaren, spoilerähnlichen Elemente der aktiven aerodynamischen<br />
Steuervorrichtungen experimentell zu untersuchen, haben sie ein bewegliches<br />
Tragflächenmodell gebaut – mit EC-Flachmotoren von Maxon.<br />
maxon Group UK in Zusammenarbeit mit Dr. Sam Bull,<br />
Institute for Propulsion and Mobility (IPM) at the University of<br />
Bath Maxon Motor GmbH, München<br />
Kipprotorflugzeuge können von einer Fläche aus starten,<br />
die nur so groß wie ein Hausdach ist – ähnlich wie ein Helikopter.<br />
Mit seinen herkömmlichen Tragflächen kann ein<br />
solcher senkrecht startender und landender Starrflügler<br />
dabei hohe Geschwindigkeiten erreichen. Man spricht auch von<br />
Vertical Take-off and Landing (VTOL). Eine Herausforderung für<br />
die Konstruktion von Kipprotorflugzeugen ist das Phänomen des<br />
Whirl-Flatterns. Dabei handelt es sich um eine Instabilität, die<br />
durch elastisch gelagerte Propellerrotoren entsteht und das gesamte<br />
Flügel-Rotor-System in Schwingung versetzt. Dieses Phänomen<br />
tritt auf, wenn eine design- und flugzeugspezifische<br />
Grenzgeschwindigkeit erreicht wird. Jenseits dieser Grenzgeschwindigkeit<br />
kann das Whirl-Flattern Vibrationen erzeugen,<br />
die stark genug sind, um die Tragflächen zu zerreißen.<br />
Bei heutigen Kipprotorflugzeugen wird die Steifigkeit des<br />
Flügel-Rotor-Systems in der Regel durch dicke Tragflächenprofile<br />
erhöht, was das Whirl-Flattern auf höhere Grenzgeschwindigkeiten<br />
verlagert. Der Preis für diese Lösung ist jedoch ein höheres<br />
Leergewicht und ein höherer Luftwiderstand. Im Helikoptermodus<br />
wird dadurch wiederum mehr Energie zum Starten benötigt<br />
und im Flugzeugmodus zur Überwindung des Luftwiderstands.<br />
AKTIVE STEUERUNG BEI WHIRL-FLATTERN<br />
Eine Lösung ist der Einsatz aktiver aerodynamischer Steuervorrichtungen,<br />
welche die Tragflächenbelastung in Echtzeit ändern<br />
36 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
01 Schwingungen in drei<br />
Freiheitsgraden:<br />
Bewegliches Tragflächenmodell<br />
im Windtunnel<br />
02 Tragflächenmodell mit<br />
Mini-Tabs, die von Maxon<br />
EC 60 Flachmotoren präzise<br />
und mit hoher Frequenz<br />
bewegt werden<br />
01 02<br />
und so den Vibrationen entgegenwirken können. Ein solches<br />
Steuersystem, sofern erfolgreich, würde die Notwendigkeit dicker<br />
Tragflächen verringern und es dem Flugzeug ermöglichen, die<br />
bisherige Grenzgeschwindigkeit zu überschreiten.<br />
Forschende am Institute for Propulsion and Mobility (IPM)<br />
an der University of Bath wollen eine neue aerodynamische<br />
Steuerungstechnik als Lösung für das Whirl-Flattern entwickeln.<br />
Dazu haben sie ein neuartiges Windkanalexperiment<br />
aufgebaut: Whirl-Flatter-Schwingungen können damit bei<br />
gleichzeitigem Einsatz einer aerodynamischen Steuerstrategie<br />
simuliert werden.<br />
Dr. Sam Bull erklärt: „Die Erprobung aerodynamischer Steuerstrategien<br />
für das Whirl-Flattern ist kein einfacher Prozess. Zum<br />
einen müssen wir deren Leistungsverhalten über einen großen<br />
Einsatzgeschwindigkeitsbereich hinweg beurteilen. Zum anderen<br />
müssen wir genau beobachten, wie sich dieses Leistungsverhalten<br />
auf einer vibrierenden Tragfläche verändert, ähnlich<br />
wie das bei einem echten Flugzeug unter Einwirkung von Whirl-<br />
Flattern geschehen würde.“<br />
DYNAMISCHE MINIATURSPOILER<br />
Am IPM wird eine aerodynamische Steuervorrichtung untersucht:<br />
Ein sogenanntes Mini-Tab lässt sich wie ein Miniatur spoiler oberund<br />
unterhalb der Tragfläche ausfahren und verändert die aerodynamische<br />
Last. Wenn ein Flugzeug seine Grenz geschwindigkeit<br />
erreicht, sollen diese Mini-Tabs in Hochgeschwindigkeit so positioniert<br />
werden, dass sie oberhalb und unterhalb des Flügels um<br />
bis zu 2 Prozent der Tragflächenbreite herausragen, um die Vibrationen<br />
zu mindern. In den Experimenten sind das 10 mm.<br />
Bei einem Flugzeug werden Steuerflächen, sogenannte<br />
Flaperons oder Querruder, eingesetzt, um die Belastung um die<br />
Trag fläche herum zu verändern. Aufgrund ihrer Größe und ihres<br />
Gewichts können diese Steuerflächen jedoch nicht sehr schnell<br />
bewegt werden. Mini-Tabs verfügen hingegen über eine relativ<br />
geringe Masse, sodass sie viel schneller ausgefahren werden und<br />
so potenziell den Whirl-Flatter-Effekten entgegenwirken können.<br />
Mit einem selbst entwickelten Tragflächenmodell mit integrierten<br />
Mini-Tabs können die instabilen Bedingungen im Wind-<br />
Mehr Höhe, mehr<br />
Breite, mehr Platz!<br />
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SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
03 Der Druck um die gesamte Tragfläche ändert sich,<br />
wenn ein Mini-Tab ausgefahren wird<br />
tunnel nachgebildet werden. Die Einwirkung von Whirl-Flattern<br />
auf die Tragfläche eines Kipprotorflugzeugs lässt sich so simulieren.<br />
Mit der Studie sollen Erkenntnisse über die Wirksamkeit<br />
von Maßnahmen gegen das Whirl-Flattern gewonnen<br />
werden.<br />
MINI-TAB-EXPERIMENTE<br />
Für die Experimente wurde die Mini-Tab-Vorrichtung im hinteren<br />
Teil des Flügels installiert, also vor der Scharnierlinie, an der<br />
bei einem realen Flugzeug ein Querruder angebracht wäre. Die<br />
Tragfläche wurde an der Decke des Windtunnels aufgehängt.<br />
Hydraulische Aktuatoren sorgen für Schwingungen in drei Freiheitsgraden:<br />
parallel zur Luftströmung (Surge), senkrecht zur<br />
Luftströmung (Plunge) sowie als Drehung (Pitch). Gleichzeitig<br />
wird das Leistungsverhalten der Mini-Tabs mittels Drucksensoren<br />
im Tragflächenmodell überwacht.<br />
Ein in der Tragfläche montierter Motor bewegt die Mini-Tabs.<br />
Die Bewegungslösung muss die Vorrichtung bei hohen Frequenzen<br />
höchst präzise und mit geringer Latenzzeit positionieren<br />
können. Hierfür kamen Motoren von Maxon zum Einsatz. Angetrieben<br />
wird die Mini-Tab-Vorrichtung von einem bürstenlosen<br />
Maxon EC 60 200W Motor mit integrierten Hall-Sensoren zur<br />
BENÖTIGEN GANZ KLARE FEED-<br />
BACK-SIGNALE FÜR EINE HOHE<br />
POSITIONIERGENAUIGKEIT<br />
Positionsrückmeldung. Die bürstenlosen EC-Flachmotoren<br />
eignen sich dank ihrer flachen Bauform für viele Anwendungen.<br />
Das Lüfterrad dient als aktive Kühlung während dem Betrieb.<br />
Dadurch können hohe Dauerdrehmomente erreicht werden.<br />
Bull berichtet: „Nachdem wir die Autotuning-Funktion ausgeführt<br />
hatten, was weniger als eine Minute dauerte, lieferte der<br />
Motor sofort die benötigte Steuerung.“ Das Bewegungssystem<br />
wird sowohl mit Vorsteuerung als auch mit Feedback-Regelung<br />
angetrieben. Diese Kombination sorgt für kürzere Verzögerungszeiten<br />
und wirkt den Beschleunigungseffekten der Tragflächenschwingungen<br />
entgegen, die sonst dazu führen würden, dass das<br />
Mini-Tab von der beabsichtigten Position abdriftet.<br />
Ihre größte Sorge sei eine genaue Positionsrückmeldung gewesen,<br />
erzählt Bull und erläutert: „Wir benötigen ganz klare<br />
Feedback-Signale, um eine hohe Positioniergenauigkeit bei der<br />
jeweiligen Einsatzfrequenz zu erreichen. Das Maxon Bewegungssystem<br />
liefert uns diese Leistung.“<br />
VIBRATIONEN IN ZUKUNFT ZÄHMEN<br />
Die Druckdaten aus den Experimenten zeigen: Der Druck um die<br />
gesamte Tragfläche ändert sich, wenn ein Mini-Tab ausgefahren<br />
wird. Die Vorrichtungen können auch eingesetzt werden, um den<br />
Druck und die Belastung um die Flügel herum zu verbessern und<br />
so den Vibrationen durch Whirl-Flattern entgegenzuwirken.<br />
„Das aerodynamische Verhalten der Mini-Tabs ist nicht linear<br />
und damit schwer voraussagbar. Dies erschwert zusätzlich die<br />
Entwicklung einer Steuerung, die die Mini-Tabs effektiv positionieren<br />
kann, um dem Whirl-Flattern entgegenzuwirken“, erklärt<br />
Bull und beschreibt die nächsten Schritte: „Derzeit entwickeln wir<br />
ein Verständnis für die Aerodynamik und ihre Charakteristiken,<br />
doch wenn es uns möglich wäre, in Zukunft ein Modell davon zu<br />
entwickeln, könnten wir möglicherweise eine Steuerung konzipieren,<br />
mit der die Whirl-Flatter-Vibrationen gezähmt werden<br />
können.“ Dies macht die Forschung am Institute for Propulsion<br />
and Mobility für die nächste Generation von eVTOL-Flugzeugen<br />
interessant.<br />
Bilder: Maxon; chesky – stock.adobe.com<br />
www.maxongroup.de<br />
DIE IDEE<br />
„EC-Flachmotoren von Maxon<br />
überzeugen in wissenschaftlichen<br />
Anwendungen. Das zeigt auch ihr<br />
Einsatz in einem Experiment zur<br />
Erprobung aerodynamischer<br />
Steuerstrategien, um bei Kipprotorflugzeugen<br />
dynamische Instabilitäten<br />
durch Whirl-Flattern zu vermeiden.<br />
Unsere bürstenlosen Motoren<br />
für Drehzahlen bis zu 20.000 U/min<br />
erfüllen hier die hohen Anforderungen<br />
an die Präzision und minimale<br />
Latenzzeiten. In einem beweglichen<br />
Tragflächenmodell werden Mini-<br />
Tabs wie kleine Spoiler sehr schnell<br />
ein- und ausgefahren. Dadurch<br />
ändert sich der Druck um die<br />
Tragflächen. Die Erkenntnisse<br />
können dazu beitragen, Tragflächenbelastungen<br />
künftiger eVTOL-Flugzeuge<br />
zu optimieren und Vibrationen<br />
entgegenzuwirken.“<br />
Patrik Britschgi, Product Manager<br />
EC Flat Motoren, Maxon Group,<br />
Sachseln (Schweiz)<br />
38 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
FLACHMOTOREN ALS ANTRIEBE IN EXOSKELETTEN<br />
Die bürstenlosen Servotecnica Flachmotoren der Serie SVTM F in Verbindung mit<br />
den Planetengetrieben SVTG eignen sich gut für medizinische Anwendungen und<br />
Spezialanfertigungen wie Exoskelette. Die Herausforderung beim Entwickeln<br />
eines modernen medizinischen Exoskeletts besteht unter anderem darin, es<br />
möglichst kompakt zu halten – hier spielen die bürstenlosen Flachmotoren der<br />
Serie SVTM F ihre Stärken aus. In Verbindung mit den Planetengetrieben der<br />
Baureihe SVTG oder mit Harmonic Drives dynamisieren sie die tragbare Konstruktion<br />
in der gewünschten Weise. Mit ihrer flachen Bauweise und den geringen<br />
Abmessungen fügen sie sich gut in Robotergelenke ein. Nicht zuletzt haben sie<br />
einen Kostenvorteil, denn durch die Serienfertigung tragen die Flachmotoren und<br />
Planetengetriebe dazu bei, die noch immer hohen Kosten eines medizinischen<br />
Exoskeletts auf lange Sicht zu senken. Weitere technische Details der bürstenlosen<br />
Flachmotoren der Serie SVTM F sind die Durchmesser von 20 bis 90 mm und die Leistung bis 200 W. Bei den Planetengetrieben<br />
SVTG A sind es Durchmesser von 3 bis 44 mm und eine Leistung bis 300 W.<br />
www.servotecnica.de<br />
INTELLIGENT UND<br />
KOMMUNIKATIV<br />
Cybertronische und mechatronische<br />
Antriebstechnik steht im<br />
Zentrum des Auftritts von<br />
Wittenstein auf der Hannover<br />
Messe. Im Kontext der Digitalisierung<br />
spielt „Cybertronic<br />
Motion“ in allen wichtigen<br />
industriellen Innovationssegmenten<br />
eine Rolle. So zeigt<br />
Wittenstein alpha auf der<br />
Industriemesse unter anderem<br />
Getriebe mit der zukunftsweisenden<br />
Cynapse-Funktionalität:<br />
Intelligent und kommunikationsfähig<br />
ermöglichen die<br />
Getriebe Smart Services, neue<br />
digitale Geschäftsmodelle und<br />
innovative Technologien. Ein<br />
Anwendungsbeispiel sind Kite<br />
Hydrogen Ships der Oceanergy<br />
AG, die grünen Wasserstoff<br />
gewinnen können. Dank<br />
Cynapse können die Getriebe<br />
auf See online überwacht<br />
werden. Ausgewählte mechatronische<br />
Produkte und Systeme<br />
– mit integrierter Elektronik,<br />
Sensorik und Firmware –<br />
überführt Wittensein in ihrer<br />
Funktionalität in cybertronische<br />
Produkte und Systeme. Sie<br />
können so zusätzlich untereinander<br />
kommunizieren und sich<br />
vernetzen.<br />
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Präzise und sichere Bremsen-Technologien .<br />
speziell für die Robotik<br />
Könnten Cobots und Industrieroboter selbst<br />
entscheiden, würden sie Kendrion als Partner wählen!<br />
Unsere elektromagnetischen Bremsen schützen<br />
im Störungsfall sicher und zuverlässig Mensch<br />
und Maschine. Wir bieten neben Standard auch<br />
maßgeschneiderte Lösungen: schlank und trotzdem<br />
so stark – genau das, was Roboter lieben!<br />
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SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
Herr Bründler, oftmals werden Finanzen und Nachhaltigkeit als<br />
Gegensätze wahrgenommen. Sie verantworten bei Eichenberger<br />
Gewinde in Burg als Leiter Finanzen in der Geschäftsführung<br />
und Standortverantwortlicher für Nachhaltigkeit<br />
beide Bereiche – ist das schwierig?<br />
Daryl Bründler,<br />
CFO Eichenberger<br />
Gewinde AG<br />
LINEARANTRIEBE<br />
NACHHALTIGE<br />
KRAFTENTFALTUNG<br />
Nachhaltigkeit und Energieeffizienz sind in<br />
allen Abschnitten des Antriebsstrangs ein<br />
wichtiges Thema. Das Schweizer Unternehmen<br />
Eichenberger hat sich zum Ziel gesetzt,<br />
nicht nur die eigene Nachhaltigkeit<br />
voranzutreiben, sondern auch seine Kunden<br />
dabei zu unterstützen, ihren Ausstoß an<br />
Klimagasen zu verringern. Die <strong>antriebstechnik</strong><br />
sprach mit Daryl Bründler, CFO und<br />
Standortverantwortlicher für das<br />
Thema CO 2<br />
/Nachhaltigkeit<br />
bei Eichenberger in Burg/CH.<br />
Im Gegenteil! Das Prinzip der Nachhaltigkeit ist sowohl im ökologischen<br />
als auch im ökonomischen Sinne das gleiche – der<br />
schonungsvolle Umgang mit Ressourcen. Als mittelständisches<br />
Unternehmen, verwurzelt in seiner Schweizer Region, ist Nachhaltigkeit<br />
für uns keine Frage des Geldes, sondern der Verantwortung.<br />
Dass der Stellenwert unserer natürlichen Ressourcen<br />
ansteigt, wird auch dazu führen, dass diese auch in unseren<br />
Wirtschaftssystem stärker gewichtet wird. Ich bin überzeugt,<br />
dass nachhaltiges Denken und Handeln im ökologischen Sinne<br />
für Unternehmen auch zu ökonomischer Nachhaltigkeit führen<br />
wird. Der CO 2<br />
-Preis wird stark steigen und damit wird sich die<br />
Vermeidung von CO 2<br />
-Emissionen auch auf finanzieller Seite<br />
auszahlen. Wir wollen diese Entwicklung antizipieren und es<br />
unseren Kunden leichter machen, ebenfalls diesen Weg zu beschreiten.<br />
Als Teil der Festo Gruppe, die als ganzes diese Ziele<br />
verfolgt, profitieren wir da von Synergieeffekten.<br />
Wie sieht das genau aus?<br />
Für Festo hat Nachhaltigkeit eine strategische Bedeutung. Die<br />
Gruppe hat sich einer Corporate Sustainability verpflichtet, die<br />
an den Zielen der Vereinten Nationen angelehnt ist. Festo wird<br />
in den nächsten Jahren seinen CO 2<br />
-Fußabdruck massiv verringern.<br />
Seit 2023 sind alle unsere Gebäude in Deutschland sowie<br />
unsere weltweiten Produktions- und Logistikstandorte bezüglich<br />
unserer Scope 2-Emissionen CO 2<br />
-neutral und wir kompensieren<br />
unsere Scope 1-Emissionen. <strong>2024</strong>, bereits zwei Jahre<br />
früher als geplant, gilt dies für die gesamte Festo Gruppe. Das<br />
Engagement von Festo in diesem Bereich wurde bereits durch<br />
Preise honoriert. Im November erhielt das Unternehmen den<br />
Deutschen Nachhaltigkeitspreis. Zudem wurde Festo vor Kurzem<br />
als Successful-Practice-Unternehmen im Bereich Nachhaltigkeit<br />
von der RWTH Aachen und der Complexity Management<br />
Academy benannt. In der Festo Gruppe denken wir stets an die<br />
beste und effizienteste Lösung auch im Hinblick auf Nachhaltigkeit.<br />
Wir stellen ein Lernangebot bereit, um unsere Mitarbeiter<br />
in dieser Richtung zu schulen. Wir sehen die nachhaltige Transformation<br />
deswegen als gemeinsame Reise mit allen unseren<br />
Mitarbeitern, Kunden und Lieferanten. Eichenberger Gewinde<br />
als Teil der Festo Gruppe zieht bei dieser Reise voll mit.<br />
Wie unterstützt Eichenberger Gewinde seine Kunden dabei,<br />
nachhaltige Ziele zu verfolgen und zu erreichen?<br />
Zuerst sorgen wir für Transparenz. Die Festo Gruppe lässt sich<br />
regelmäßig auditieren und ist auf diversen Plattformen, u. a. bei<br />
Eco Vadis gelistet. Eco Vadis misst die Qualität des Nachhaltigkeitsmanagementsystems<br />
eines Unternehmens. Das unterstreicht<br />
unsere Ernsthaftigkeit in diesem Bereich. Für unsere<br />
Kunden ist es ein großer Vorteil, dass wir unsere Treibhausgas-<br />
Emissionen in Scope 1 und Scope 2 sehr gut quantifizieren<br />
können. Auch bei Scope 3 sind wir auf einem guten Weg.<br />
Können Sie kurz die genannten Scope 1 bis 3 differenzieren?<br />
Die Begriffe Scope 1 bis 3 entstammen dem sogenannten GHG<br />
Protocol, eine privat organisierte und international anerkannte<br />
Standardreihe zur Bilanzierung von Treibhausgasemissionen<br />
und zum dazugehörigen Berichtswesen für Unternehmen.<br />
Darin bezeichnet Scope 1 alle direkten Emissionen eines Unter-<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
01 Für spezielle Anwendungen stellt Eichenberger spezielle<br />
Gewindetriebe her: u.a. für die grafische Industrie, mit großer<br />
durchgehender Bohrung oder für Maschinenelemente<br />
02 Die Produktionstechnologie des Rollens vermeidet viel Abfall<br />
nehmens. Diejenigen also, auf die am einfachsten Einfluss genommen<br />
werden kann. Scope 2 sind die Emissionen aus eingekaufter<br />
Energie und Scope 3 schließlich beinhaltet alle sonstigen<br />
indirekten Emissionen, die aus Herstellung und Transport<br />
eingekaufter Güter und ähnlichem erwachsen. Die sogenannte<br />
Corporate Sustanabilitiy Reporting Directive (CRSD) formuliert<br />
eindeutige Regeln für das Nachhaltigkeitsreporting von Unternehmen<br />
vor und beinhaltet Scope 1 bis 3. Ab 2026 müssen auch<br />
KMU diese Pflicht erfüllen und für 2025 Zahlen vorlegen.<br />
Wie weit ist Eichenberger Gewinde schon gekommen, um die<br />
Emission zu verringern und zu quantifizieren?<br />
Was plant Eichenberger Gewinde für die kommenden Jahre?<br />
Unsere Scope 1-Emissionen werden wir kontinuierlich durch<br />
eine Technologietransformation reduzieren, um planmäßig<br />
2040 einen Net Zero zu erreichen. Darüber hinaus werden wir<br />
unseren Scope 3 durch verschiedene Maßnahmen schrittweise<br />
reduzieren, wobei der Schwerpunkt auf der effizienten Produktion<br />
und Nutzung unserer Produkte liegt .<br />
Bilder: Eichenberger Gewinde<br />
www.eichenberger.com<br />
Die für uns direkt steuerbaren und messbaren Emissionen unter<br />
Scope 1 haben wir gut im Griff. Wir achten bei allem, von der<br />
Beleuchtung bis zum Fuhrpark sehr genau auf die Nachhaltigkeit.<br />
Wir haben einen modernen Maschinenpark mit geringen<br />
Emissionen und hohen Standzeiten. Scope 2 gehen wir durch<br />
die Installation von Photovoltaikanlagen und die Nutzung von<br />
lokal produzierter Energie aus der Schweiz, zum großen Teil aus<br />
Wasserkraft, an. Wir achten auch auf die Werkstoffauswahl und<br />
haben selbst die Entwicklung und Konstruktion nach Nachhaltigkeitsgesichtspunkten<br />
organsiert. Schließlich ist unsere Produktionstechnologie,<br />
das Rollen, auch besonders effektiv u. a.<br />
hinsichtlich der Vermeidung von Abfall. Scope 3 ist natürlich<br />
der schwierigste Aspekt, denn Emissionen entlang der Lieferkette<br />
können wir kaum beeinflussen. Wir setzen wann immer es<br />
geht auf lokale Zulieferer und nutzen weitere Ansätze, um die<br />
CO 2<br />
-Werte für unsere Produktion bestmöglich zu kalkulieren.<br />
Inwiefern profitieren die Kunden von Eichenberger Gewinde<br />
von diesen Nachhaltigkeits-Initiativen?<br />
Nun, wir sind das Scope 3 unserer Kunden. Je bessere Zahlen<br />
wir haben, desto besser sind auch die Zahlen unserer Kunden.<br />
Neben dem, dass wir für unsere Produkte den Verbrauch an CO 2<br />
kalkulieren können, spielt auch das Recycling unserer Produkte<br />
und die wenigen Abfälle durch unsere Produktionsweise eine<br />
Rolle. Ein grundsätzlicher Vorteil von Gewindetrieben ist, dass<br />
sie eine sehr energieeffektive und daher nachhaltige Antriebslösung<br />
darstellen. Durch unsere Möglichkeiten zur Anpassung<br />
unserer Produkte an die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden,<br />
schaffen wir es, Produkte anzubieten, die nicht nur ideal in<br />
das Produkt und den Prozess unserer Kunden hineinpassen,<br />
sondern auch nur so viel Material und Energie verwenden,<br />
wie nötig. Dabei setzen wir unter anderem auf wirkungsvolle<br />
Schmierlösungen bis hin zu einer Lebensdauerschmierung, welche<br />
die Lebensdauer von Eichenberger-Produkten stark erhöht.<br />
So reduzieren Anwender auch ihre Werte im Scope 1 und 2.
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
ADDITIVE FERTIGUNG MIT CNC-TECHNOLOGIE VERBINDEN<br />
PRÄZISION UND DYNAMIK FÜR KOMPLEXE<br />
BAUTEILGEOMETRIEN<br />
Laserauftragschweißen wird häufig zum<br />
Beschichten rotationssymmetrischer<br />
Bauteile eingesetzt. Mit dem 5-achsigen<br />
pE3D-System erweitert Ponticon nun<br />
das Einsatzspektrum, sodass eine<br />
Beschichtung und additive Fertigung<br />
beliebiger Geometrien möglich wird.<br />
Die Ansteuerung und Koordination von<br />
Tripod, Dreh-/Schwenktisch und Laser<br />
erwies sich als besonders anspruchsvoll<br />
und konnte mit Technologien von<br />
Beckhoff realisiert werden.<br />
DIE IDEE<br />
Die pE3D-Anlage der Ponticon GmbH aus Wiesbaden ist nicht nur<br />
im Hinblick auf die möglichen industriellen Anwendungen ein<br />
echtes Schwergewicht: Aus massiven, bis zu 20 cm dicken Granitplatten<br />
aufgebaut, bringt das über 3 m hohe Grundgestell über 7 t<br />
auf die Waage. „Wer große Bauteile mit hoher Dynamik und Präzision aufbauen<br />
oder hauchdünn beschichten will, braucht eine steife Konstruktion“,<br />
erklärt Geschäftsführer Thomas Horr.<br />
Konkret können auf der Anlage Bauteile bis 700 mm Durchmesser und<br />
bis zu 800 mm Höhe mit 50 bis 200 µm dünnen Materialstärken beschichtet,<br />
komplett neu aufgebaut oder repariert werden. Für letzteres Einsatzgebiet<br />
hat Ponticon kürzlich eine Fertigungszelle einschließlich pE3D-Anlage an<br />
das Institut für Produktionstechnik am KIT in Karlsruhe geliefert – finanziert<br />
aus Mitteln der EU und des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung<br />
und Kunst Baden-Württemberg.<br />
Mit dem von Ponticon entwickelten 3DMD-Verfahren (Dynamic Material<br />
Deposition) kann das Laserauftragschweißen zur hochproduktiven<br />
Fertigung komplexer Bauteilgeometrien aus nahezu beliebigen Material-<br />
„Gerade in der Anfangsphase, wenn<br />
die Aufgabenstellung noch nicht so<br />
deutlich formulierbar ist, braucht es<br />
in der Automatisierung innovativer<br />
Anwendungen die Flexibilität wie<br />
sie TwinCAT von Beckhoff bietet.<br />
Wir waren überrascht, wie schnell<br />
wir die anspruchsvolle 5-Achs-<br />
Anwendung in Betrieb nehmen<br />
konnten. Das Laserauftragsschweißen<br />
für komplexe Geometrien<br />
erfordert höchste Präzision<br />
und Dynamik. TwinCAT und die<br />
eXtreme Fast Control Technology<br />
(XFC) sowie EtherCAT haben sich<br />
hier als sehr leistungsfähig und<br />
innovationsoffen erwiesen, von den<br />
harten Echtzeitanforderungen bei<br />
der Ansteuerung des Lasers über die<br />
Bahngenauigkeit bis zur nativen<br />
Unterstützung der kinematischen<br />
Transformation für unseren Tripod.“<br />
Stefan Ziegler, Editorial Management PR, Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl<br />
Thomas Horr, Geschäftsführer der<br />
Ponticon GmbH, Wiesbaden<br />
42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
kombinationen genutzt werden. Dazu sind hohe Vorschubgeschwindigkeiten<br />
bei kleinsten Abweichungen unabdingbar. Mit<br />
einer Bahngenauigkeit von wenigen Hundertstel Millimetern arbeitet<br />
die pE3D-Anlage nicht nur präzise, sondern mit bis zu<br />
200 m/min Vorschubgeschwindigkeit und bis zu 5 g Beschleunigung<br />
laut Horr auch außerordentlich dynamisch.<br />
Die Verwendung einer Parallelkinematik ermöglicht die hohe<br />
Vorschubgeschwindigkeit. Üblicherweise sind Parallelkinematiken<br />
zwar sehr schnell, aber nicht unbedingt präzise. Durch spezielle<br />
mechanische Elemente konnte dieses Manko bei dem Tripod<br />
beseitigt werden. Die Dreh-/Schwenkeinheit als vierte und fünfte<br />
Achse sorgt für zusätzliche Flexibilität bei der Bearbeitung komplizierter<br />
Geometrien.<br />
Zum Bearbeiten wird das Bauteil in der Standard-Betriebsart<br />
auf dem Tripod eingespannt und unter der feststehenden Lasereinheit<br />
bewegt (3-Achs-Betrieb). In der zweiten Konfiguration als<br />
5-Achs-CNC ist dagegen der komplette Laserkopf auf dem Tripod<br />
befestigt. „Dazu nutzen wir einfach den vorher als Werkstückträger<br />
genutzten Rahmen“, erklärt Horr. Das Bauteil wird dann<br />
auf der darunterliegenden Dreh-/Schwenkeinheit eingespannt<br />
und kann zusätzlich gedreht und geneigt werden. Somit lassen<br />
sich pulverförmige Metalle und Legierungen auf beliebig geformten<br />
Oberflächen auftragen. Der Tisch wird benötigt, wenn beispielsweise<br />
die Geometrie des Werkstücks eine Umorientierung<br />
verlangt, um Überhänge oder bestimmte Winkel zu erreichen<br />
oder um rotationssymmetrische Teile aufzubauen. Die drehende<br />
Rotationsachse erlaubt auch in dieser Betriebsart Vorschubgeschwindigkeiten<br />
von bis zu 200 m/min.<br />
Diese Eckdaten stellen nicht nur hohe Ansprüche an den mechanischen<br />
Aufbau. Auch die Steuerung muss die Dynamik der<br />
Anlage unterstützen können, besonders was die Ansteuerung der<br />
Peripheriegeräte betrifft. Horr stellt heraus, das Wichtigste seien<br />
die exakten Schaltzeitpunkte des Lasers, damit er an der richtigen<br />
Position schalte und das Material aufschmelze.<br />
LASER EXAKT ANSTEUERN<br />
Hier setzt Ponticon auf XFC von Beckhoff, in Verbindung mit den<br />
Oversampling-Klemmen EL2262. XFC basiert auf einer optimierten<br />
Steuerungs- und Kommunikationsarchitektur, die aus einem modernen<br />
Industrie-PC, ultraschnellen I/O-Klemmen mit erweiterten<br />
Echtzeiteigenschaften, EtherCAT und der Automatisierungssoftware<br />
TwinCAT besteht. Mit XFC ist es möglich, I/O- Response-Zeiten<br />
unter 100 μs zu realisieren.<br />
Den Tripod dynamisch verfahren zu können, setzt voraus, dass<br />
sich die Achs-Sollwerte mit hoher Frequenz vorgeben lassen und<br />
die Istwerte entsprechend schnell zurückgeliefert werden. Dafür<br />
bietet EtherCAT die nötige Performance. Safety-over-EtherCAT<br />
erleichtert zudem die Umsetzung der Sicherheitsvorgaben.<br />
Die Bahnregelung von Tripod und Dreh-/Schwenktisch erfolgt<br />
über TwinCAT CNC. Die Achsregler sind dazu auf maximale Dynamik<br />
getrimmt und arbeiten mit sehr geringen Schleppabständen.<br />
„In den entsprechenden Funktionsbausteinen, mit denen<br />
wir die Ansteuerung optimieren, steckt viel Entwicklungsarbeit<br />
von uns“, betont Horr.<br />
TwinCAT und ein<br />
Schaltschrank-Industrie-PC<br />
C6930 übernehmen die<br />
Bahnsteuerung und<br />
Koordi nation aller Achsen<br />
nicht so deutlich formulierbar ist, braucht es Flexibilität wie sie<br />
TwinCAT und das Lizenzmodell von Beckhoff bieten. Wir waren<br />
überrascht, wie schnell wir alles in Betrieb nehmen konnten.<br />
Und wenn einmal Hürden zu überwinden waren, war der Support<br />
schnell zur Stelle, etwa bei Fragen zur Implementierung der<br />
Oversampling-Klemmen. Die Zusammenarbeit mit den Experten<br />
von Beckhoff war und ist so, wie wir es uns bei der Wahl unseres<br />
Systempartners gewünscht hatten.“<br />
Prof. Frederik Zanger leitet das Institut für Fertigungs- und<br />
Werkstofftechnik am KIT, über die Kooperation mit Ponticon sagt<br />
er: „Das Projekt begann während einer wirtschaftlich unsicheren<br />
Phase. Niemand wusste, wie sich die Lieferzeiten der unterschiedlichen<br />
Komponenten entwickeln werden. Wir sind heute<br />
sehr froh, dass in der Zusammenarbeit mit Ponticon alles äußerst<br />
professionell ablief und reibungslos funktioniert hat.“<br />
INNOVATIONSOFFEN<br />
Die Flexibilität von PC-based Control wird auch in künftigen Projekten<br />
von Nutzen sein. Denn das Laserauftragschweißen ist<br />
nicht an eine bestimmte Kinematik gebunden. Die bisherigen<br />
Entwicklungen auf der Beckhoff-Plattform kann Ponicon auch<br />
auf andere Kinematiken portieren, etwa auf einen 6-Achsroboter.<br />
Die entsprechenden kinematischen Modelle stehen in TwinCAT<br />
bereits zur Verfügung.<br />
Bilder: Beckhoff<br />
www.beckhoff.com<br />
SOFTWARE UNTERSTÜTZT TRIPODS<br />
Die in der Automatisierungssoftware TwinCAT bereits vorhandene<br />
kinematische Transformation des Tripods war ein weiteres<br />
Argument für Ponticon, PC-basierte Steuerungstechnik und insbesondere<br />
TwinCAT CNC zu nutzen. So brauchten die Entwickler<br />
die Kinematik nur zu konfigurieren und hatten keinen zusätzlichen<br />
Entwicklungsaufwand.<br />
Eine flexible und modulare Plattform ist Horr ganz wichtig:<br />
„Gerade in der Anfangsphase, wenn die Aufgabenstellung noch<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/03 43
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
SCHMIERFREI ZUKUNFT BEWEGEN<br />
WIR WOLLEN DIE ANTRIEBSTECHNIK<br />
MASSIV PUSHEN<br />
Spritzgussteile aus technischen Kunststoffen sind äußerst vielseitig einsetzbar.<br />
Wenn es um Motion Plastics geht, setzen Konstrukteure und Entwickler weltweit<br />
auf die schmierfreien Kunststoff-Lösungen von Igus. Im Bereich der Linear- und<br />
Antriebstechnik bietet das Unternehmen ein umfassendes und stetig wachsendes<br />
Portfolio. Über technische Möglichkeiten und Zukunftspläne sprach die<br />
<strong>antriebstechnik</strong> im Februar mit Drylin-Produktmanager Michael Hornung und<br />
Vice President Stefan Niermann.<br />
44 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
Guten Tag, Herr Hornung. Sie sind Produktmanager International<br />
für Drylin Linear- und Antriebstechnik. Was fasziniert Sie<br />
an der Technologie?<br />
HORNUNG: Nach wie vor fasziniert mich die enorme Anwendungsvielfalt.<br />
Die Drylin Linearführungen sind die Basis<br />
für unsere Antriebstechnik und auch für unsere Low-cost-<br />
Automation.<br />
Die Lineartechnik spricht nahezu jeden Industriezweig an, wie<br />
zum Beispiel Möbelbau, Medizintechnik, Verpackungstechnik<br />
oder die Automobilindustrie. Das geht bis hin zur Verstellung<br />
eines Beamers, der Kopfstütze im Auto oder auch einer kundenspezifischen<br />
Prismenführung für einen Kaffeevollautomaten.<br />
Was sind die wesentlichen Komponenten einer Lösung?<br />
HORNUNG: Igus bietet in der Lineartechnik unter anderem<br />
Schienenführungen an. Die Drylin T-Schienenführungen etwa<br />
haben die gleichen Abmessungen wie Kugelumlaufführungen.<br />
Baugleich in Anschluss- und Bohrmaßen eignen sie sich für die<br />
schnelle Umstellung bestehender Systeme, etwa in einer Abfüllanlage<br />
in der Lebensmittelindustrie. Außerdem haben wir<br />
KUNSTSTOFFGLEITELEMENTE<br />
SIND DAS HERZ DER BEWEGUNG<br />
Rundwellen- und Vierkantführungen sowie Teleskopschienen<br />
im großen Lineartechnik-Portfolio. Gemeinsam ist allen<br />
Systemen: Sie sind schmierfei und hygienisch. Kunststoffgleitelemente<br />
sind das Herz der Bewegung. Ergänzend bieten wir<br />
auch die zugehörige Antriebstechnik an. Die Bewegung der<br />
Linearmodule wird dabei entweder über Spindeln, Zahnriemen<br />
oder Zahnstangen realisiert. Die passenden Motoren und<br />
Motor steuerungen liefern wir selbstverständlich auch.<br />
Welche spezifischen Vorteile bietet Kunststoff im Vergleich zu<br />
Kugelumlaufführungen oder Laufrollenführungen?<br />
HORNUNG: Unsere Technologie ist schmiermittelfrei oder genauer<br />
gesagt selbstschmierend. Wartungsarbeiten wie Fetten<br />
und Nachschmieren entfallen also. Die Kunststoffelemente, die<br />
auf Schienen oder Wellen aufliegen, haben alle eine breite Auflagefläche,<br />
also keine punktuelle wie bei Kugelumlaufführungen.<br />
Bei einer Kugelumlaufführung kommt als Gegenlaufpartner nur<br />
eine gehärtete Stahlwelle in Frage oder eine hartverchromte<br />
oder andere gehärtete, geschliffene Oberfläche. Dadurch ist<br />
man an bestimmte Materialien gebunden. Unsere Lineartechnik<br />
01 Stefan Niermann, Felix Berthold und Michael Hornung; im<br />
Hintergrund der mit dem Fraunhofer Institut zusammen betriebene<br />
Reinraum für Produktqualifizierungen<br />
verfährt vollflächig und wir können daher auch mit leichteren<br />
Materialien arbeiten, wie etwa Aluminium, Kunststoffen, Carbon<br />
oder sogar Holz. Was gefettet und geschmiert ist, ist anfällig<br />
für Staub und Schmutz. Auch hier bietet Kunststoff klare Vorteile.<br />
Wie sieht es mit der Reibung aus?<br />
HORNUNG: Man braucht schon mehr Kraft für ein Gleiten auf<br />
der Fläche. Die Gleitreibung ist im Vergleich zur Rollreibung<br />
höher, etwa um den Faktor 10. Systeme mit Rollreibung sind<br />
daher leichtgängiger und unter Berücksichtigung des Schwerpunkts<br />
kann der Antrieb flexibler positioniert werden. Wir forschen<br />
permanent an Materialien, um die Gleitreibung weiter zu<br />
verringern.<br />
Was sollten Konstrukteure über Iglidur-Kunststoffe wissen,<br />
aus denen die Gleitfolien und Gleitflächen bestehen?<br />
HORNUNG: Alle Kunststoffe in unserer Lineartechnik sind<br />
selbstschmierend. Die Festschmierstoffe sind im Polymer integriert.<br />
Während des Spritzvorgangs wird ein definierter Schmierstoffanteil<br />
homogen eingebracht. Dies bewirkt, dass die Folien<br />
und Gleitlager sich auf den Gegenlaufpartnern mit einem möglichst<br />
geringen Reibwert bewegen können. Eine zusätzliche<br />
Schmierstoffzuführung ist nicht notwendig, was einiges wesentlich<br />
vereinfacht – von der Schmierstofflogistik bis zur Wartungsvorschrift.<br />
Teilbares Flanschgehäuse<br />
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Erleben Sie innovative<br />
Kabeleinführungssysteme<br />
live auf der Hannover Messe.<br />
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die Einführung von Leitungen im 90° Winkel<br />
zum Gehäuse. Durch die integrierte Dichtung<br />
wird eine Schutzart von bis zu IP65 erreicht.<br />
IP65<br />
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SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
03<br />
02 Stefan Niermann<br />
und Michael Hornung<br />
erklären Drylin-<br />
Komponenten; für das<br />
haptische Kennenlernen<br />
stellt Igus Konstrukteuren<br />
Muster zur Verfügung<br />
02<br />
03 Blick in eine<br />
„Muckibude“ für<br />
Linear- und Antriebstechnik,<br />
hier simuliert<br />
Igus anwendungsspezifische<br />
Lastbedingungen in<br />
Dauertests<br />
Unsere Online-Konfiguratoren schlagen dem Konstrukteur geeignete<br />
Komponenten für seine Einsatzbedingungen vor – und<br />
zwar zertifizierte Komponenten für seinen Anwendungsbereich<br />
und nach internationalen Normen. Nehmen Sie zum Beispiel<br />
unseren letztes Jahr vorgestellten Drylin W-Linearschlitten im<br />
Hygienic Design, er besteht aus FDA- und EU10/2011-konformen<br />
Komponenten.<br />
Wie unterstützt Igus Konstrukteure bei der Komponentenauswahl<br />
und der Integration in ihren Workflow?<br />
HORNUNG: In unseren frei zugänglichen Konfiguratoren beschreibt<br />
der Konstrukteur seine Anwendung, also Parameter wie<br />
Maße, Ausrichtung, Lasten, Antriebspunkte, Geschwindigkeit<br />
und Beschleunigung … Dies ist die Basis für Produktvorschläge,<br />
die auch empirische Daten aus unzähligen Tests berücksichtigen.<br />
Der Konstrukteur kann die CAD-Daten jeder konfigurierten<br />
Komponente in unserem Konfigurator direkt herunterladen.<br />
Nun können wir in unserem Konfigurationstool sogar eine<br />
Lebensdauergarantie für die Lineartechnik geben. Dies zeigen<br />
wir erstmals auf der Hannover Messe.<br />
Ganz wichtig ist aber auch das haptische Kennenlernen unserer<br />
Komponenten. Wir stellen Konstrukteuren deshalb Muster zur<br />
Verfügung. Darüber hinaus beraten wir Kunden persönlich –<br />
virtuell oder schauen uns die Anwendung live vor Ort an.<br />
Kunststoff verschleißt. Wie lässt sich dies überwachen –<br />
etwa für Predictive Maintenance?<br />
NIERMANN: Wir können den Verschleiß mit Sensoren erfassen,<br />
die in den Kunststoff integriert werden. Die einfachste Form der<br />
Signalisierung ist eine LED. Wird ein vorein gestellter Verschleißwert<br />
erreicht, leuchtet sie auf. Aber auch die Ein bindung via<br />
Bluetooth oder in die Steuerungsumgebung ist möglich.<br />
Welche technischen Grenzen sollten Konstrukteure kennen?<br />
NIERMANN: Bei all den Vorteilen der schmierfreien Technologie<br />
gibt es bekannte Nachteile: Die Präzision ist durch das<br />
Spritzgussverfahren limitiert. Hier gehen wir bis in den Hundertstel-Bereich.<br />
Für das Hohnen mit einer Werkzeugmaschine,<br />
das in den Bereich von Mikrometern geht, ist das nicht genug.<br />
Der Aufwand, den man in der Kunststoffverarbeitung und -bearbeitung<br />
treiben müsste, um diese Präzision zu erreichen, wäre<br />
unverhältnismäßig. Im Herz der Werkzeugmaschine sehe ich<br />
aber sowieso nicht unsere Anwendungen. In der Peripherie ist<br />
unsere Technik allerdings vielfach anzutreffen, seien es Werk<br />
zeugwechsler, Maschinentüren, Werkstückzuführungen oder<br />
Transportsysteme. Ein anderer Punkt ist der Verschleiß, der<br />
Einfluss auf die Präzision und Wiederholgenauigkeit hat. Hierfür<br />
haben wir mit Vorspannmechanismen und Spieleinstellungen<br />
viele patentierte Lösungen. Außerdem forschen wir an tribolo<br />
gischen Eigenschaften, denn der Reibwert hat Einfluss auf die<br />
benötigte Antriebsleistung. Auch bei extrem hohen Lasten und<br />
extrem hohen Geschwindigkeiten gibt es technische Grenzen.<br />
An welchen Themen arbeitet Igus aktuell?<br />
NIERMANN: Das Thema PFAS sorgt gerade für viel Unsicherheit<br />
und Diskussionsstoff in der Kunststoffbranche. Wir nehmen<br />
unsere Verantwortung als kunststoffverarbeitendes Unternehmen<br />
ernst und bieten hier schon jetzt Lösungen an. Ein Großteil<br />
unserer Kunststoffe wurde bereits auf die 100 als kritisch geltenden<br />
PFAS getestet. Neben den kritischen Substanzen geht es<br />
aber auch um das weit verbreitete und oft alternativlose PTFE,<br />
das bis heute nicht als gesundheitsschädlich gilt. Aus diesem<br />
Grund bieten wir zusätzlich PTFE- und silikonfreie Produkte an,<br />
die dennoch vergleichbar gute Eigenschaften aufweisen.<br />
Wir wollen die Antriebstechnik massiv pushen und haben viel<br />
investiert. In unserem jüngsten Neubau auf einer Fläche von<br />
20.000 m² entsteht eine Produktion für Linear- und Antriebstechnik<br />
mit ganz neuen Möglichkeiten. Zur Hannover Messe werden<br />
wir eine neue Generation von Zahnriemenachsen und einen<br />
neuen Lineartisch mit Spindelantrieb vorstellen. In Sachen<br />
Schwerlast und Präzision werden wir unser Portfolio auch erweitern.<br />
Es wird dieses Jahr noch ein angetriebenes Teleskop geben.<br />
Miniaturantriebslösungen sind ein weiterer Schwerpunkt.<br />
Inwiefern spielt Nachhaltigkeit im Produktdesign eine Rolle?<br />
NIERMANN: Unser Ziel ist es, Produkte mit einem besonders<br />
niedrigen Carbon Footprint herzustellen. Im besten Fall ist der<br />
Null. Das erreichen wir durch komplett regranulierte Kunststoffmaterialien<br />
bis hin zu Holzwellen, die wir auch schon als Studie<br />
vorgestellt haben und an denen wir weiter arbeiten. Nachhaltigkeit<br />
ist in unseren Entwicklungsplänen fest verwurzelt. Ein weiterer<br />
Aspekt ist die sortenreine Trennbarkeit der Materialien in<br />
unseren Produkten. Das Trennen ist bei uns kinderleicht und<br />
mit einfachsten Mitteln möglich. Der Re-use-Gedanke ist uns<br />
besonders wichtig. Wenn uns jemand eine Achse zurückschickt,<br />
können wir Teile einfach austauschen. Für einen Lagerwechsel<br />
in der Lineartechnik muss ich nur das Inlay austauschen.<br />
Bilder: Berthold; Igus<br />
www.igus.de<br />
DER RE-USE-GEDANKE<br />
IST UNS BESONDERS WICHTIG<br />
46 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
INTEGRIERTE<br />
TEMPERIERUNG<br />
Höhere Prozessstabilität und<br />
kürzere Zykluszeiten: Bosch Rexroth<br />
stellt eine integrierte Temperierung<br />
für Profilschienenführungen, Gewindetriebe und das<br />
integrierte Messsystem IMS vor. Durch die Temperierung<br />
kann – bei gleichem Bauraum – das thermische Verhalten<br />
der linearen Führungs- und Antriebskomponenten<br />
verbessert werden. Davon profitieren zum Beispiel das<br />
Hochgeschwindigkeits- und das Präzisionsfräsen. Durch<br />
die Lösung lassen sich Bearbeitungsprozesse in Werkzeugmaschinen<br />
stabilisieren, Ausschuss vermeiden und<br />
Material einsparen. Produktionsstarts und Taktzeiten<br />
können verkürzt werden. Bei Profilschienenführungen<br />
und Gewindetrieben mit der optionalen Temperierung<br />
kommen Rohrsysteme zum Einsatz, die direkt in die<br />
Führungsschiene oder in die Spindel des Gewindetriebs<br />
integriert werden. Das System wird an den zentralen<br />
Kühlkreislauf angeschlossen. So lässt sich Verlustenergie<br />
durch Reibung aus der Linearführung abführen. Durch<br />
Vorwärmen kann die optimale Betriebstemperatur schnell<br />
erreicht werden: Die Maschine ist ohne Einlaufzeit verfügbar<br />
und kann schon das erste Teil fehlerfrei bearbeiten.<br />
www.boschrexroth.de<br />
EINER DER KLEINSTEN<br />
Etwa so groß wie eine Bleistiftspitze<br />
sind die miniaturisierten Beschleunigungsmesser<br />
der Serien 3224x<br />
und 3225x von Disynet. Es handelt<br />
sich um die einachsige Version des<br />
Triax IEPE Schwingungssensors<br />
3133xx. Die Sensoren mit integrierter<br />
IEPE-Elektronik sind für die<br />
Montage an Stellen konzipiert worden, die für viele andere Beschleunigungsmesser<br />
unzugänglich sind. Nach eigenen Angaben gehören<br />
sie zu den kleinsten Schwingungssensoren der Welt. Miniaturisierung<br />
und geringes Gewicht sind vor allem bei sehr kleinen Strukturen<br />
wichtig, um zu vermeiden, dass die Schwingung der zu prüfenden<br />
Struktur durch die Montage des Sensors an ihr beeinflusst wird. Der<br />
Mass-Loading-Effekt, also die Beeinflussung der Schwingung durch<br />
die Masse des Sensors, wird so minimiert. Bei Satellitenanwendungen<br />
zählt jedes Mikrogramm, auch hier bietet der Sensor durch sein<br />
geringes Gewicht Vorteile. Der 3224AX misst zum Beispiel<br />
3 × 3,5 × 5 mm und wiegt < 0,2 g. Durch den weiten Messbereich von<br />
100 mV/g bis 0,2 mV/g, der den Messbereichen von 50 g und 25.000 g<br />
entspricht, und einem Frequenzbereich bis 60 kHz können die<br />
Sensoren vieltätig eingesetzt werden. Sie arbeiten bei Temperaturen<br />
bis 149 °C, mit Ladungsausgang sogar bis 177 °C. In der E-Mobilität<br />
besonders beliebt sind laut Hersteller die isolierten Versionen.<br />
www.sensoren.de<br />
DYNAMISCH UND PRÄZISE<br />
Das Zahnstangengetriebe Lifgo hp von Leantechnik erlaubt lange Hübe mit hoher Präzision und<br />
Dynamik. Seine Positioniergenauigkeit beträgt 2 µm. Ein Grund für diese Exaktheit ist die Schrägverzahnung<br />
der Zahnstangengetriebe. Sie sorgt zudem dafür, dass sich die Stange sehr leise bewegt<br />
und gleichmäßig belasten lässt. Das verlängert die Lebensdauer. Zur Präzision trägt zudem das<br />
stufenlos einstellbare Zahnflankenspiel bei. Neben der hohen Positioniergenauigkeit bietet die<br />
Komponente auch bei langen Hüben große Steifigkeit. Die Zahnstangengetriebe der Serie sind in<br />
Ausführungen mit Hubkräften zwischen 1.800 und 22.600 N verfügbar. Sie erreichen eine Hubgeschwindigkeit von bis zu 3 m/s<br />
und bauen sehr kompakt, maximal 180 × 156 × 160 mm.<br />
www.leantechnik.com<br />
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Die ROTEX-ZRS kann mit allen Nabenvarianten der drehelastischen ROTEX- und spielfreien ROTEX-GS-Baureihen<br />
ausgestattet werden und ist drehsteifer als vergleichbare Zwischenrohrkupplungen mit Stahlrohr.
SPECIAL: HANNOVER MESSE <strong>2024</strong><br />
SINGLE PAIR ETHERNET – DNA DES IIOT<br />
STECKGESICHT FÜR INDUSTRIE 4.0<br />
Single Pair Ethernet gilt als Enabler für digitale Infrastrukturen in der Industrie.<br />
Daten und Energie können parallel mit nur einem Adernpaar übertragen werden.<br />
Das Industrial IoT ist der wichtigste Treiber. Komponenten zur Implementierung<br />
von SPE sind bereits verfügbar, wie etwa in der Verbindungstechnik.<br />
Ein einheitliches Steckgesicht vereinfacht dabei die Integration. Mit neuen<br />
M12-Hybrid-Steckverbindern geht das nun auch in der Robotik.<br />
Single Pair Ethernet ermöglicht eine IP-basierte Kommunikation<br />
bis hin zur Feldebene. Neben der Datenübertragung<br />
unterstützt die SPE-Technologie auch die simultane<br />
Stromversorgung von Endgeräten über die sogenannte<br />
„Power over Data Line“ (PoDL). Dadurch eignet es sich besonders<br />
für IoT-Geräte, Sensoren, Steuerungen und andere<br />
Anwendungen, bei denen Effizienz, Kostenreduzierung und Einfachheit<br />
im Vordergrund stehen.<br />
VON IP20 BIS M12<br />
Phoenix Contact hat Steckverbinder für SPE gemäß der Norm IEC<br />
63171-2 entwickelt: für Umgebungen mit IP20 und IEC 63171-5<br />
für M8- und M12-Ausführungen in IP67. Das Sortiment wird<br />
Fabian Peper, Produktmanager Produktmarketing Industrial Field<br />
Connectivity, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg<br />
ständig erweitert und konzentriert sich auf Querschnitte im Bereich<br />
von AWG 26 bis AWG 22. Diese Steckverbinder sind benutzerfreundlich<br />
gestaltet und stehen sowohl als Patch-Kabel als<br />
auch als frei konfektionierbare Varianten zur Verfügung.<br />
Hinsichtlich Impedanz, Spannungsfestigkeit, Rückfluss- und<br />
Kopplungsdämpfung erfüllen die Steckverbinder alle Anforderungen,<br />
die in industriellen Umgebungen gefordert werden.<br />
Durch seine Hochfrequenz-Performance kann das Steckgesicht<br />
unabhängig von der Anwendung genutzt werden, wie zum Beispiel<br />
am Arbeitsplatz, in Rechenzentren, in der Industrieverkabelung<br />
oder bis hin zur Cloud.<br />
EINFACHES DESIGN-IN<br />
Die IP20- und IP65/67-Steckverbinder erfüllen die Normen IEC<br />
63171-2 und -5 und besitzen ein einheitliches Steckgesicht. Ein<br />
IP20-Patchkabel nach -2 kann ohne Adapter in einen M8- oder<br />
M12-Anschluss passen, wie er in -5 beschrieben ist. Dies vereinfacht<br />
die Handhabung für Anwender und erleichtert sowohl<br />
48 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/04 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
01<br />
02<br />
01 Breites Portfolio an SPE-Steckverbindern und Verkabelung<br />
02 M12-Hybridsteckverbinder für Single Pair Ethernet können<br />
auch in der Robotik eingesetzt werden<br />
Service- als auch Installationsarbeiten. Die robusten feldkonfektionierbaren<br />
IP20-Steckverbinder ermöglichen dank des<br />
IDC-Anschlusses eine einfache Konfektionierung, sogar direkt<br />
im Anlagenfeld.<br />
Dank standardisierter M8- und M12- Gehäuseverschraubungen<br />
lassen sich vorhandene Gehäuseformen weiter nutzen, was den<br />
Design-in-Prozess erheblich vereinfacht. Dies erleichtert den<br />
Übergang von bisherigen Ethernet- oder Bussystemen zum aktuellen<br />
Standard. Die Steckverbinder sind für Datenübertragungsraten<br />
bis in den Gigabit-Bereich geeignet und erfüllen auch die<br />
Anforderungen zukünftiger SPE-Standards. Dadurch befördert<br />
Phoenix Contact den Einsatz von SPE in Industrie-4.0-Umgebungen<br />
und vielen anderen Anwendungsbereichen.<br />
SCHIRMUNG DER ZUKUNFT<br />
Die „Advanced Shielding Technology“ von Phoenix Contact ermöglicht<br />
eine innovative Art der Schirmanbindung mit flüssigem<br />
Metall und löst den traditionellen Zinkdruckguss für Crimphülsen<br />
ab. Eine Vorumspritzung verbindet den konfektionierten<br />
Steckbereich mit den einzelnen Adern, wobei das Polyamid die<br />
mechanische Robustheit erhöht und Kurzschlüsse zwischen<br />
Schirmumspritzung und Kontaktträger verhindert. Die stoff-<br />
schlüssige Verbindung zwischen dem Leitungsschirm und dem<br />
Spezialzinn ermöglicht eine 360-Grad-Schirmanbindung am<br />
M8-/M12-Kopf.<br />
Die steigenden Anforderungen an die Feldverkabelung erfordern<br />
fortlaufende Entwicklungen bei Steckverbindern, insbesondere<br />
im Bereich der Schirmanbindung. Die Advanced Shielding<br />
Technology trägt zur weiteren Verbesserung der M8-/M12-Steckverbinder<br />
bei, indem sie Robustheit, Verfügbarkeit, Langlebigkeit<br />
und Widerstandsfähigkeit bei Überlastung bietet. Dies legt den<br />
Grundstein für die Verkabelung der Zukunft, die den Anforderungen<br />
von Industrie 4.0 und dem Industrial Internet of Things<br />
gerecht wird. Diese Technologie ist für die Daten-, Signal- und<br />
Leistungsübertragung verfügbar und zeichnet sich durch optimierte<br />
EMV- und Übertragungseigenschaften aus. Dies macht sie<br />
zukunftsfähig und unterstützt die zunehmende Miniaturisierung<br />
in der Feld- und Geräteverkabelung.<br />
HYBRIDE ANWENDUNGEN<br />
Die PNO-Richtlinie „Profinet Cabling and Interconnection Technology<br />
– Guideline for Profinet Version 5.3“ definiert das hybride<br />
M12 Single Pair Ethernet gemäß der IEC 63171-7 als neues Steckgesicht<br />
für hybride Anwendungen. Zum ersten Mal hat sich eine<br />
Ich will einen BEN.<br />
BEN ist Spezialist für maßgearbeitete Elektromotoren<br />
und passt jeden Motor an meine<br />
Wünsche, die Umgebungsbedingungen und<br />
die jeweilige Einbausituation an.<br />
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03 Steckverbinder für die<br />
Automatisierung von morgen<br />
Nutzerorganisation für ein SPE-Steckgesicht entschieden. Die<br />
veröffentlichte Guideline stellt Profinet-Nutzern eine verlässliche<br />
Grundlage für die industrielle Verkabelung bereit.<br />
ENERGIE UND DATEN<br />
Ein großer Vorteil von Single Pair Ethernet (SPE) ist die Möglichkeit,<br />
sowohl die Energieversorgung der angeschlossenen Geräte<br />
als auch die Datenübertragung über dieselbe Leitung zu realisieren.<br />
Durch Power over Data Line (PoDL) können bis zu 52 W<br />
Leistung am Power Device (PD) bereitgestellt werden. Auch unter<br />
beengten Verhältnissen können Sensoren so mit Energie und<br />
einer Datenschnittstelle versorgt werden, ohne dass eine separate<br />
Zuleitung benötigt wird.<br />
Mit der 52-Watt-Marke ist noch nicht das Ende der Fahnenstange<br />
erreicht: Die Phoenix Contact-Gruppe und TE Connectivity<br />
haben gemeinsam an der Entwicklung neuer SPE-M12-<br />
Hybridsteckverbinder gemäß IEC 63171-7 gearbeitet. Die im Mai<br />
2023 veröffentlichte Norm spezifiziert hybride Schnittstellen mit<br />
SPE- und Power-Kontakten im M12-Format, das von allen Marktbegleitern<br />
unterstützt wird. Sie umfasst sieben Kodierungen für<br />
verschiedene Anwendungen mit Leistungsklassen von 8 bis 16 A<br />
und von 50 bis 600 V. Die Fokussierung liegt zunächst auf der<br />
Kodierung 2 (2 x 8 A / 63 V DC).<br />
MASCHINEN INTELLIGENT VERNETZEN<br />
SPE eröffnet völlig neue Möglichkeiten bei der Kommunikation<br />
von Maschine zu Maschine, da es intelligente Maschinen optimal<br />
vernetzen kann. Es ermöglicht wirtschaftliche Visualisierung und<br />
Optimierung von Prozessen über die gesamte Anlage hinweg, ohne<br />
Gateways oder verschiedene Kommunikationsarten. Besonders<br />
in der Robotik zeigt SPE seine Vorteile, da es flexible und<br />
platzsparende Verdrahtung mit schnellen Reaktionszeiten verbindet.<br />
SPE-M12-Hybridschnittstellen integrieren sich nahtlos in<br />
bestehende Ethernet-Infrastrukturen und bieten einfache Plugand-play-Verbindungen.<br />
Getrennte Pins für Daten- und Stromübertragung<br />
tragen zu höherer Leistung bei.<br />
WEGBEREITER FÜR SINGLE PAIR ETHERNET<br />
Phoenix Contact bietet ein umfangreiches Programm an Single<br />
Pair Ethernet (SPE) Verkabelungslösungen gemäß den Standards<br />
IEC 63171-2/5/7. Dieses Portfolio erstreckt sich von IP20<br />
bis IP65/67. Das einheitliche Steckgesicht erleichtert die Integration.<br />
Mit der Einführung des neuen M12-Hybrid-Steckgesichts<br />
wird zudem die Robotik als ein neues Anwendungsgebiet erschlossen.<br />
Ein breites Angebot an Steckverbindern ermöglicht den Zugang<br />
zum Single Pair Ethernet und ebnet den Weg für das Industrial<br />
Internet of Things in der Automatisierung. Phoenix Contact baut<br />
damit seine Position als Lösungsanbieter für die zukünftige Vernetzung<br />
und Automatisierung weiter aus.<br />
Bilder: Phoenix Contact<br />
www.phoenixcontact.com<br />
DIE IDEE<br />
„Mit dem leistungsstarken M12-<br />
Hybridsteckverbinder der Serie<br />
Onepair für Single Pair Ethernet (SPE)<br />
schafft Phoenix Contact die Basis für<br />
anspruchsvolle IIoT-Anwendungen<br />
und die nächste Stufe der industriellen<br />
Automatisierung. Mit zwei Stromkreisen<br />
von zweimal 8 A und bis zu<br />
63 V sind Übertragungsraten bis zu<br />
1 GBit/s möglich. Der neue Steckverbinder<br />
wurde gemäß dem internationalen<br />
Standard IEC 63171-7 entwickelt<br />
und bietet Anwendern damit<br />
Zukunftssicherheit beim Design-In.“<br />
Fabian Peper, Produktmanager<br />
Produktmarketing Industrial Field<br />
Connectivity, Phoenix Contact GmbH<br />
& Co. KG, Blomberg<br />
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