Der Konstrukteur 05/2024
Der Konstrukteur 05/2024
Der Konstrukteur 05/2024
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<strong>05</strong><br />
19073<br />
Mai <strong>2024</strong><br />
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AM PULS DER TECHNIK<br />
SCHMIERFREIE<br />
POLYMERGLEITLAGER<br />
Studie zeigt ökonomische<br />
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Know-how können wir unseren Kunden eine Vielzahl von Lösungen und<br />
Produkten aus einer Hand anbieten. In enger Zusammenarbeit mit Ihnen<br />
konzentrieren wir uns auf die Überwindung Ihrer Herausforderungen.<br />
Von Einzelkomponenten für Antrieb, Kraftübertragung und<br />
Bewegungssteuerung bis hin zu integrierten Komplettlösungen – wir helfen<br />
Ihnen bei der Zukunftsgestaltung Ihres Unternehmens.<br />
Creating A Better Tomorrow<br />
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EDITORIAL<br />
GEMEINSAM<br />
VIEL BEWEGEN<br />
Forschung und Produktentwicklung sind für den Erfolg eines<br />
Unternehmens unverzichtbar. Darüber hinaus brauchen<br />
Unternehmen oft auch objektive, empirisch belastbare und<br />
repräsentative Daten, um beispielsweise die Nachhaltigkeit<br />
von Produkten bestätigen zu können. Doch gerade kleine und<br />
mittelständische Firmen sitzen oft auf dem Trockenen und<br />
haben kaum die finanziellen Mittel für eine eigene Forschungsabteilung.<br />
Ein Netzwerk aus Forschungsgemeinschaften,<br />
Industriepartnern und Instituten ist das Mittel der Wahl und<br />
für alle Seiten ein Gewinn. So hat ein Spezialist für Hochleistungspolymere<br />
die WBA Werkzeugbau Akademie mit einer<br />
Studie zum Thema „Ökologiebewertung des Einsatzes von<br />
Kunststoffgleitlagern“ beauftragt und war vom Ergebnis<br />
verblüfft: Mit dem Einsatz von schmierfreien Polymergleitlagern<br />
lassen sich jährlich zwischen 7.000 und 14 Millionen<br />
Euro sparen. Und das ist nicht alles, wie unsere Titelstory<br />
zeigt. Polymere gibt es in vielen weiteren Anwendungen und<br />
Designs. Sie lassen sich in ihrer Oberflächenstruktur individuell<br />
anpassen und eröffnen vielfältigste Einsatzmöglichkeiten,<br />
beispielsweise in der Verpackungsindustrie (Seite 16).<br />
Es lohnt sich also bereits in der Konstruktionsphase über<br />
Alternativen zu klassischen Werkstoffen und Komponenten<br />
nachzudenken, insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeit,<br />
Recyclingfähigkeit und CO 2<br />
-Bilanz.<br />
Ihre<br />
Mehr Präzision.<br />
Hochpräzise Wegund<br />
Dickenmessung<br />
für alle Oberflächen<br />
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Weg- & Abstandsmessung von matten<br />
& glänzenden Oberflächen<br />
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transparenten Objekten<br />
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Erfassung kleinster Teile<br />
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Neue<br />
Sensorgeneration<br />
• Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis: ideal<br />
für Maschinenbau & Automatisierung<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
Feinstrukturen<br />
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INHALT<br />
08<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
03 Editorial: Gemeinsam viel bewegen<br />
06 Aktuelles<br />
08 Whiteboard: Kommunikativ<br />
Faszination Kupplung – Ralf Epple gewährt<br />
Einblicke in die smarte Welt der Antriebstechnik<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
16<br />
WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
10 Fasergewebe-Halbzeuge: <strong>Der</strong> Stoff,<br />
der durch die Hitze geht<br />
12 Reaktionsschnelle Infrarot-Systeme<br />
15 Produktinformationen<br />
16 Oberflächenstrukturen – Vom Gecko inspiriert<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
18 TITELSTORY<br />
Schmierfreie Polymergleitlager statt Metalllager<br />
22 Positionssensoren: Einfach mit dreifach<br />
24 Optimierte Gehäuselösung für den Raspberry Pi<br />
27 Produktinformationen<br />
28 Akkubetriebene Synchronsteuerung:<br />
Weniger Kabel – mehr Flexibilität<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
32 Automatisierungsbaukasten – Das Grundpaket<br />
für mehr Nachhaltigkeit<br />
35 Produktinformationen<br />
40<br />
24<br />
4 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL<br />
MIKRO-DESIGN<br />
36 Hydraulische Leitungssysteme für Müllfahrzeuge<br />
40 Kompakte Drehgeber bringen Dynamik in die Logistik<br />
42 Perspektiven: Klein und dennoch präzise –<br />
Bauteile, Verfahren und Trends<br />
SERVICE<br />
31 Impressum<br />
43 Vorschau<br />
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Stauff Deutschland, Werdohl<br />
36<br />
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TITELBILD<br />
Igus GmbH, Köln<br />
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Components
MINITEC ÜBERNIMMT SCHULZ FÖRDERTECHNIK<br />
MiniTec hat zum 1.1.<strong>2024</strong> die Schulz Fördertechnik GmbH in Waldmohr<br />
übernommen. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten bei<br />
Förderanlagen sowie der Zugang zu attraktiven Märkten. Schulz<br />
Fördertechnik ist seit nahezu 30 Jahren im Bereich fördertechnischer<br />
Komponenten und Anlagen tätig. <strong>Der</strong> Fokus des Unternehmens liegt<br />
auf der Lieferung und Montage von Fördergurten sowie der Konstruktion<br />
individueller Förderanlagen mit Stahl- und Edelstahl-Gestellen.<br />
Für die Übernahme sprachen mehrerer Gründe: Schulz beliefert seit<br />
vielen Jahren auch Anwender aus dem Lebensmittel- und Pharmabereich<br />
– Branchen, die MiniTec aufgrund der besonderen Hygieneanforderungen bislang nur mit Einschränkungen bedienen<br />
konnte. Auch generell sind Synergieeffekte für die MiniTec-Produkte und -Lösungen im Bereich Fördertechnik zu erwarten. Neben<br />
Vorteilen für den Anlagenbau ergeben sich für MiniTec zudem interessante Perspektiven im Produkt- und Servicebereich. Die<br />
Firmierung und der Firmensitz bleiben bis auf weiteres bestehen. Auch der langjährige Geschäftsführer Wolfgang Wasemann wird<br />
diese Rolle beibehalten und sich die Leitung mit Sandra Geyer-Altenkirch als Co-Geschäftsführerin teilen.<br />
www.minitec.de<br />
MICHAEL KOCH GMBH BEZIEHT<br />
NEUE WERKHALLE<br />
Mehr Platz für die Montage<br />
von kunden- und maschinenspezifischen<br />
sicheren Bremswiderständen<br />
steht der<br />
Michael Koch GmbH jetzt im<br />
sogenannten Fabrikle in<br />
Ubstadt-Weiher zur Verfügung.<br />
<strong>Der</strong> moderne Hallenneubau<br />
bietet nicht nur Platz für einen<br />
effizienten Produktionsablauf,<br />
sondern auch für eine zeitsparende<br />
und sichere Logistik. An anderer Stelle entsteht zudem Platz<br />
für die Produktion und Endmontage aktiver Energiemanagementgeräte<br />
sowie kundenspezifischer Schaltschranklösungen. Beides<br />
ist Ergebnis von Planungen, die auch im virtuellen Raum unter<br />
Einbeziehung der direkt Betroffenen in der Produktion stattgefunden<br />
haben. Das Projekt mit Unterstützung des Instituts<br />
für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) am KIT<br />
(Karlsruher Institut für Technologie) erleichterte die Werkplanung<br />
deutlich. Die Mitarbeiter konnten dadurch schon zu einem sehr<br />
frühen Zeitpunkt in die virtuelle Arbeitsumgebung eintauchen,<br />
ihre Arbeitsplätze passend gestalten und im direkten Austausch<br />
miteinander optimieren. <strong>Der</strong> Einzug in die neue Werkhalle war auf<br />
dieser Grundlage gut planbar und wurde schnell umgesetzt.<br />
www.bremsenergie.de<br />
VEGA-MESSTECHNIK AUF DEM<br />
WORLD HYDROGEN SUMMIT <strong>2024</strong><br />
Die Wasserstoffwelt grüner machen – das ist<br />
erklärtes Ziel des World Hydrogen Summit in<br />
Rotterdam. Als weltweit führende Plattform bringt<br />
der Technikgipfel auch <strong>2024</strong> wieder Hersteller und<br />
Regierungen zusammen, um die Herausforderungen<br />
und Chancen gemeinsam anzupacken. Weil es<br />
zentral darum geht, die Produktionsprozesse<br />
effizient, sicher und fit für die Zukunft zu machen,<br />
ist auch Vega mit neuester Füllstand- und<br />
Druckmesstechnik in Rotterdam mit am Start.<br />
„Vega verfügt über eine jahrzehntelange Erfahrung<br />
und spezifische Kompetenzen, die wir gezielt in<br />
den Umbau der Wasserstoffindustrie einbringen<br />
können,“ kündigt Sebastian Harbig, Vega-Global<br />
Projects Manager, den Messeauftritt an. So stehen<br />
in zahlreichen Demo-Anwendungen Themen wie<br />
Leistung unter Hochdruck, optimale Materialauswahl<br />
– wie etwa die Goldbeschichtung von Druckmittlern<br />
– und die Passgenauigkeit der<br />
Sensoren für ihre Anwendung im Mittelpunkt.<br />
Es sind genau diese Faktoren, die dazu beitragen,<br />
Wasserstoff wettbewerbsfähiger und skalierbarer<br />
zu machen. Auf dem World Hydrogen Summit<br />
<strong>2024</strong> bietet Vega die passenden Lösungen für die<br />
Herausforderungen der gesamten Branche: Für<br />
den Ausbau der Produktionsanlagen, für den<br />
sicheren und wirtschaftlichen Transport und für<br />
einen zuverlässigen Betrieb der Elektrolyseure.<br />
www.vega.com<br />
6 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de<br />
LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39
3.600 EURO FÜR DREI LOKALE PROJEKTE<br />
Die Erwin Halder KG in Achstetten-Bronnen<br />
unterstützt<br />
regelmäßig gemeinnützige<br />
Projekte in der Region. Diesmal<br />
teilte das Unternehmen die<br />
Spenden in Höhe von insgesamt<br />
3.600 Euro auf und unterstützt<br />
die Friedrich-Adler-Realschule in<br />
Laupheim bei der Reparatur<br />
einer Tischtennisplatte, hilft zwei Familien in Not und sorgt für<br />
neue Schuhe an den Füßen der Römergruppe des Laupheimer<br />
Heimatfestes. Dieser lebendige Teil der Firmenkultur ist<br />
sowohl der Geschäftsführung als auch den Mitarbeitern ein<br />
Herzensanliegen. Dazu wird unter anderem auf den firmeninternen<br />
Feiern eine Benefiz-Tombola veranstaltet. Den von der<br />
Belegschaft gesammelten Erlös verdoppelt dann die Geschäftsleitung.<br />
So erbrachte die jüngste Weihnachtsfeier insgesamt<br />
einen Spendenbetrag von 3.600 Euro. Diesmal lagen der<br />
Geschäftsführung von Halder drei Projekte besonders am<br />
Herzen, sodass die gesammelten Gelder aufgeteilt wurden:<br />
600 Euro erhält die Friedrich-Adler-Realschule, mit 1.000 Euro<br />
hilft das Unternehmen Familie Pelzer aus Dietenheim nach<br />
einem Hausbrand, und mit 2.000 Euro wird der Förderkreis<br />
Laupheimer Kinder- und Heimatfest e.V. unterstützt.<br />
www.halder.com<br />
IFM STEIGERT 2023 UMSATZ<br />
Die ifm-Unternehmensgruppe hat<br />
ihre Bilanzzahlen für das Jahr<br />
2023 vorgelegt und dabei erneut<br />
eine Umsatzsteigerung erreichen<br />
können. Im vorläufigen Konzernabschluss<br />
(Stand 10.04.2023) wird<br />
mit einem Umsatz von über<br />
1,4 Mrd. Euro ein neuer Umsatzrekord<br />
und einem Wachstum von<br />
3 Prozent ausgewiesen. Die regionalen Schwerpunkte des<br />
Wachstums lagen dabei in den USA sowie in Südwest-Europa.<br />
Das Ergebnis (EBIT) liegt bei 5,8 Prozent (Vorjahr 7,6 Prozent).<br />
Bei der Gesamtzahl der Beschäftigten wurde im Jahr 2023<br />
ebenfalls ein neuer Höchststand erreicht: Innerhalb der<br />
Gruppe sind es über 9.000. Für das laufende Geschäftsjahr<br />
sind die Aussichten etwas verhalten, wie Christoph von<br />
Rosenberg (Bild), Finanzvorstand der Ifm-Gruppe betont:<br />
„Die verschieden weltweiten Konflikte, Krisen und inflationseindämmenden<br />
Maßnahmen der Zentralbanken führen zu<br />
einer Eintrübung des weltweiten Maschinenbaus. Davon<br />
bleiben auch wir nicht verschont und müssen entsprechend<br />
umsichtig planen. Speziell im zweiten Halbjahr erwarten wir<br />
jedoch Wachstumsimpulse, sodass wir derzeit von einem<br />
leichten Wachstum im Jahr <strong>2024</strong> ausgehen.“<br />
www.ifm.com<br />
NEUE AUSGABE DES MOTION JOURNALS “MO<br />
Dunkermotoren veröffentlicht die neue Ausgabe der “mo. Unter dem Titel „Check-in to the Future<br />
of Automation“ berichtet der Antriebstechnikhersteller im Detail über die umfassenden Einsatzmöglichkeiten<br />
von Antriebs- und Servicelösungen im Bereich der Flughafenautomation. Flugreisen<br />
spielen eine entscheidende Rolle dabei, Menschen miteinander zu verbinden. Sie ermöglichen einen<br />
effizienten Warentransport und dienen als wichtige Plattform für die Entwicklung von Geschäftsbeziehungen,<br />
wodurch sie maßgeblich zu wirtschaftlichem Wachstum und Wohlstand beitragen.<br />
Diese Plattform kann nur mithilfe automatisierter Systeme wie Zutrittskontrollsysteme oder<br />
Gepäckförderanlagen funktionieren. Antriebe von Dunkermotoren sind seit vielen Jahren Teil<br />
dieser Systeme. Im neuen Motion Journal erklärt das Unternehmen, wie elektrische Antriebe den<br />
Flughafenbetrieb unterstützen, worauf es bei der Antriebsauslegung für flughafenspezifische Anlagen ankommt und wie<br />
die Zukunft der Flughafenautomatisierung aussehen könnte.<br />
www.dunkermotoren.de<br />
27. ENGELSKIRCHENER<br />
KUNSTSTOFF-TECHNOLOGIE-TAGE<br />
am 20. & 21. Juni <strong>2024</strong><br />
„Nachhaltige Entwicklung<br />
und Produktion<br />
im digitalen Zeitalter“<br />
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WHITEBOARD<br />
KOMMUNIKATIV<br />
FASZINATION KUPPLUNG –<br />
RALF EPPLE GEWÄHRT<br />
EINBLICKE IN DIE SMARTE<br />
WELT DER ANTRIEBSTECHNIK<br />
Was fasziniert Sie an<br />
der Antriebstechnik?<br />
Woher nehmen Sie<br />
Ihre Ideen?<br />
Was treibt Sie an, im<br />
wahrsten Sinne des Wortes?<br />
Können Kupplungen<br />
sprechen?<br />
Was bewegt Sie privat?<br />
Kann Ihre Technik zu mehr<br />
Nachhaltigkeit beitragen?<br />
Mich fasziniert die Vielseitigkeit. In jeder<br />
Maschine steckt irgendeine Art Antriebs-<br />
technik. So bekomme ich Einblicke in die<br />
unterschiedlichsten Maschinen unterschiedlichster<br />
Größen und Bauarten – über alle Branchen hinweg.<br />
Das Thema ist ständig in Bewegung und ich kann<br />
permanent etwas Neues dazulernen.<br />
Gegenseitiges<br />
Inspirieren schafft<br />
neue Ideen. Wir<br />
haben bei Mayr<br />
ein Innovations-<br />
management. Hier<br />
bringt jeder seine<br />
Gedanken ein, die<br />
wir hinterfragen und zusammen daran arbeiten. Daraus<br />
entstehen Ideen. Inspirieren lasse ich mich aber auch auf<br />
Messen, durch Fachartikel in Zeitschriften oder z. B.<br />
durch interessante Neuentwicklungen auf Kundenseite.<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Bilder: 01 Mayr Antriebstechnik/Karl-Josef<br />
Hildenbrand, 02 Rido – stock.adobe.com, 03<br />
stock.adobe.com, 06 tobago77 – stock.adobe.com<br />
sonstige Mayr Antriebstechnik<br />
Wenn ich<br />
sehe, dass<br />
ich mit meiner<br />
Arbeit etwas<br />
bewegen kann.<br />
8 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
Ja, sie können sogar sagen,<br />
wie sie sich fühlen – z. B. über-<br />
belastet, unterbelastet etc. Mit<br />
unserer intelligenten Kupplung, dem<br />
Roba-drive-checker erhalten wir neben<br />
dem Drehmoment auch Aufschluss über<br />
Schwingungsmuster, Drehzahl oder<br />
Temperatur. Das Monitoring hilft dabei,<br />
Fehler und Ausfallzeiten zu reduzieren oder<br />
ganz zu vermeiden. Wartung erfolgt damit<br />
gezielt, nur wo nötig, geplant und effizient.<br />
Wartungszyklen werden größer bzw.<br />
individueller, Stillstandszeiten kürzer.<br />
Auch in meiner Freizeit bin<br />
ich in Bewegung – z. B. beim<br />
Mountainbike- oder Rennradfahren,<br />
beim Skifahren oder Skitouren-Gehen.<br />
Das geht bei uns im Allgäu wunderbar.<br />
Ja, denn Kupplungen<br />
und Bremsen von Mayr<br />
Antriebstechnik kommen in<br />
vielen Bereichen zum Einsatz,<br />
die direkt zu nachhaltiger<br />
Energie beitragen, zum Beispiel<br />
in Windkraftanlagen oder in<br />
Wasserkraftwerken. Die<br />
Elektrifizierung der Antriebs-<br />
technik trägt dem Trend<br />
hin zu energieeffizienteren<br />
Anwendungen ebenfalls<br />
Rechnung. Generell werden<br />
gerade im Bereich der Prüf-<br />
standtechnik neue Technologien<br />
erprobt. Hier kommen ebenfalls<br />
unsere Produkte zum Einsatz.<br />
Außerdem haben wir intelligente<br />
Ansteuermodule wie z. B.<br />
den Roba-brake-checker im<br />
Programm, die unsere Bremsen<br />
energiesparend betreiben.<br />
RALF EPPLE<br />
LEITER PRODUKTMANAGEMENT<br />
BEI MAYR ANTRIEBSTECHNIK IN MAUERSTETTEN
WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
DER STOFF,<br />
DER DURCH DIE<br />
HITZE GEHT<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Halbzeuge aus E-Glas- und Silikatfaser-Geweben gehören zu jenen<br />
Spezialtextilien, die in Industrie und Handwerk eingesetzt werden,<br />
um Menschen, Maschinen und anderen Materialien vor hohen<br />
thermischen Belastungen zu schützen. Kager hat seine Auswahl<br />
an Spezialtextilien für Hochtemperatur-Anwendungen nun durch<br />
weitere Fasergewebe-Halbzeuge ergänzt.<br />
Wenn es um Aufgabenstellungen in der Hochtemperaturtechnik<br />
geht, gehört das Handels- und Beratungsunternehmen<br />
Kager für viele Geräte- und<br />
Apparatebauer zu den ersten Adressen im Lande.<br />
Denn in seinem stetig wachsenden Sortiment an Spezial- und Nischenprodukten<br />
zum Dichten, Kleben und Isolieren finden sich<br />
auch für viele thermisch heikle Anwendungen Problemlösungen.<br />
Neu mitaufgenommen in seine Auswahl an hitzebeständigen<br />
Alexander Regenhardt, Freier Fachjournalist, Darmstadt<br />
Textilien hat das Unternehmen nun mehrere Halbzeuge aus<br />
E-Glas- und Silikatfaser-Geweben. Je nach konkreter Aufgabe<br />
können sie sowohl Funktionen des Produktschutzes und der<br />
Qualitätssicherung übernehmen als auch im Dienst der Arbeitssicherheit<br />
stehen. Mit Blick auf die große Bandbreite der Anwendungen<br />
bietet Kager sie vorrangig als Matten und Bänder an, bei<br />
denen glatte oder texturierte Garne in verschiedenen Bindungen<br />
verwebt sind.<br />
10 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Die High-Temp-Halbzeuge<br />
eignen sich für Umgebungen<br />
mit Temperaturen von<br />
bis zu 1.300 ° C und werden<br />
mit Atlasbindung (Bild),<br />
Leinwandbindung oder<br />
Kreuzkörperbindung<br />
angeboten<br />
Die neuen High-Temp-Halbzeuge im Kager-Portfolio haben unterschiedliche<br />
Oberflächen-Beschichtungen und eignen sich für<br />
Umgebungen mit Temperaturen von bis zu 1.300 ° C. Dabei kann<br />
der Anwender zwischen sechs E-Glasfaser-Varianten und einem<br />
Silikatfaser-Gewebe wählen. Zu den Vorteilen der organischen<br />
E-Glasfaser gehört – neben ihrer Beständigkeit gegen hohe Temperaturen<br />
75 Gummi.qxp_Layout – ihre Fähigkeit 1 28.02.23 zur elektrischen 08:48 Seite Isolation. 2 Die AZ_210 x Silikatfaser<br />
besteht hingegen aus anorganischen Stoffen, enthält keine<br />
toxischen Anteile und ist wegen ihrer sehr hohen thermischen<br />
(und mechanischen) Festigkeit häufig eine Alternative zu<br />
Keramik faser-Produkten.<br />
Ein Blick in die neue Auswahl der E-Glasfaser-Gewebe zeigt,<br />
dass sich der unterschiedliche Grad der Temperaturfestigkeiten<br />
der einzelnen Varianten vorrangig in der Art ihrer Beschichtung<br />
begründet. Beidseitig mit lebensmittelverträglichem Silikon beschichtet,<br />
erreicht beispielsweise das E-Glasfaser-Gewebe eine<br />
Temperaturbeständigkeit von bis zu 400 ° C, während es mit einer<br />
beidseitigen, nicht brennbaren Vermiculite-Beschichtung für<br />
eine kurzfristige Belastbarkeit mit bis zu 1.300 ° C geeignet ist.<br />
Daneben bietet Kager eine Variante mit einer grauen Alufix-<br />
Beschichtung (bis 1.000 ° C) an sowie mit einer Ausführung mit<br />
einer schwer entflammbaren, graphitierten Hochtemperatur-<br />
Beschichtung (bis 750 ° C), die sich durch eine hohe Schiebe- und<br />
Schnittfestigkeit auszeichnet. Die Silikatgewebe-Halbzeuge verfügen<br />
ebenfalls über eine Vermiculite-Beschichtung (bis 1.300 ° C).<br />
ES STEHEN SECHS<br />
E-GLASFASER-VARIANTEN<br />
UND EIN SILIKATFASER-<br />
GEWEBE ZUR AUSWAHL<br />
WIE HEISS DARF ES WERDEN?<br />
WIE DICHT MUSS ES SEIN?<br />
Allen neuen High-Temp-Geweben im Kager-Programm ist eigen,<br />
dass sie entweder aus Glattgarn oder aus texturiertem Garn bestehen.<br />
Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass der Anwender die<br />
Wahl hat zwischen drei verschiedenen Webarten: <strong>Der</strong> hochfesten,<br />
sehr dichten Atlasbindung oder der verzugsfesten, geschlossenen<br />
Leinwandbindung oder der Kreuzköperbindung, die vor allem<br />
mit ihrer isolierenden Luftspeicherung und einer exzellenten<br />
Dimensionsstabilität punktet.<br />
Bei den neu ins Kager-Angebot aufgenommenen Hochtemperatur-Fasergeweben<br />
handelt es sich um qualitativ hochwertige<br />
Produkte. Ihre technischen Werte entsprechen fast durchgehend<br />
den einschlägigen DIN-Normen und sind von der Materialprüfungsanstalt<br />
Dresden (MPA) bestätigt. Damit Anwender darüber<br />
hinaus stets die passende Problemlösung mit der bestgeeigneten<br />
Beschichtung, der optimalen Garnbeschaffenheit und der idealen<br />
Bindungsart erhält, stehen bei Kager kompetente Berater als<br />
Gesprächspartner bereit.<br />
Bilder: Kiefer Industriefotografie<br />
www.kager.de<br />
PERFEKTION NACH WUNSCH UND MASS:<br />
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GUMMI-METALLVERBINDUNGEN<br />
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Flexible Technologie
WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
REAKTIONSSCHNELLE INFRAROT-SYSTEME<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Um beim Trocknen bahnförmiger Materialien einen Wärmeabfall an den<br />
Rändern der Warenbahnen oder Hitzeschäden bei einem plötzlichen<br />
Bandstopp zu vermeiden, werden als Wärmequelle moderne Infrarot-Systeme<br />
eingesetzt. Diese können auch in bestehende Anlagen nachgerüstet werden<br />
und den Energieverbrauch reduzieren.<br />
Dicke, reißfeste und witterungsbeständige Folien machen<br />
Flachdächer dicht. Besonders bei mehrlagigen<br />
Folien ist äußerste Sorgfalt bei der Herstellung nötig,<br />
denn die Lagen müssen stabil und schlüssig miteinander<br />
verbunden sein. Eine einfache Nachrüstung mit einem<br />
Marie-Luise Bopp, Head of Marketing,<br />
Excelitas Noblelight GmbH, Kleinostheim<br />
Noblelight Infrarot-System ermöglicht einem britischen Hersteller<br />
für Bedachungssysteme wesentlich zuverlässigere Produktionsprozesse.<br />
IKO, britischer Marktführer in der Konstruktion,<br />
Herstellung und Montage von Dach- und Abdichtungssystemen,<br />
produziert in Clay Cross hauptsächlich Ein- und Mehrschicht-<br />
12 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
Systeme für Flachdächer. Dabei wird eine erste Lage Polymermaterial mit einem textilen<br />
Grundgewebe verbunden. Diese Anordnung kann dann unter Zugabe weiterer<br />
Schichten aus Polymer in einem kontinuierlichen Verfahren vervollständigt werden.<br />
IR-SYSTEM SORGT FÜR STARKE POLYMER-VERBINDUNG<br />
Eine Bahn aus gittergestütztem Polymer wird bei Geschwindigkeiten von bis zu<br />
10 m/min auf einer Trommel mit einer weiteren Polymerbahn in Kontakt gebracht.<br />
Die Oberfläche des gittergewebten Polymers wird erwärmt, damit sie anschmilzt. Die<br />
Erwärmung erfolgt durch ein Infrarot-System, das in einem speziell konstruierten<br />
Reflektor sitzt. Dieser folgt der Krümmung der Trommel, um so eine homogene Wärmeübertragung<br />
zu erreichen. Das Infrarot-System enthält sechs schnelle mittelwellige<br />
Strahler und zwei Carbon Infrarot-Strahler (CIR). Die CIR-Strahler sorgen dafür, dass<br />
sämtliche Feuchtigkeit aus dem Polymer getrieben wird, während die kürzere Wellenlänge<br />
der schnellen mittelwelligen Strahler stärker eindringt und tiefer erwärmt.<br />
Das von Excelitas Noblelight entwickelte und gebaute System ersetzt ein IR-System,<br />
das sich im Betrieb als unzuverlässig erwies. Andrew McArthur, Produktionsingenieur<br />
bei IKO, betont: „Die Nachrüstung des neuen Systems war ganz einfach, obwohl wir<br />
wenig Platz zum Rangieren hatten. Und jetzt erhalten wir an dieser wichtigen Stufe der<br />
Produktion eine zuverlässigere und bessere Polymerhaftung.“<br />
GEMEINSAM ZUM<br />
MASSGESCHNEIDERTEN<br />
WÄRMEPROZESS<br />
Excelitas Noblelight macht<br />
Infrarot- und UV-Strahlung seit<br />
vielen Jahren für Industrie und<br />
Wissenschaft nutzbar. Das<br />
hauseigene Anwendungszentrum<br />
bietet die Möglichkeit,<br />
praxisnahe Tests mit kompetenter<br />
technischer Betreuung durchzuführen.<br />
Die Tests werden zusammen mit den Kunden ausgewertet<br />
und diskutiert. Unser Ziel ist es, den besten Strahlertyp und die beste<br />
Konfiguration für die jeweilige Anwendung zu finden. Wir wollen den<br />
Wärmeprozess so abstimmen, dass er präzise und effizient zu den<br />
Anforderungen passt.<br />
CÜNEYT ÖZER, Anwendungsspezialist bei Excelitas Noblelight, Kleinostheim<br />
PRÄZISE STEUERUNG DER ERWÄRMUNG IM PRÄGEPROZESS<br />
Renolit stellt in Cramlington in Großbritannien Laminate für Möbel sowie Folien für die<br />
Laminierung auf Außenfensterprofilen und -türen her. Ein wichtiges Element des Produktionsprozesses<br />
ist die Prägeanlage, denn viele dieser auf PVC basierenden Laminate<br />
sind mit einer Holzmaserung geprägt.<br />
Dafür läuft die Kunststoff-Folienbahn durch eine Wärmestation. Danach werden<br />
Strukturen für die gewünschte Haptik und Optik in die weiche Oberfläche eingedrückt,<br />
indem die Folie zwischen Stahlwalzen und einer Gummiwalze als Gegenlager hindurchgeführt<br />
wird. Hier zahlt es sich aus, wenn die Erwärmung möglichst nahe am Prägespalt/Prägekalander<br />
erfolgt. Denn je länger der Wärmeprozess dauert, desto mehr erwärmt<br />
sich die komplette Folienbahn auch in die Tiefe. Das kann dazu führen, dass die<br />
weiche Folie beim Weiterlaufen unerwünscht gezogen oder gestreckt wird.<br />
Bei der Modernisierung der bestehenden Prägeanlage ersetzte Renolit das bestehende<br />
Heizsystem aus Keramik durch kurzwellige Infrarot-Strahler. Diese sind in einzelnen<br />
Kassetten angeordnet, sodass Heizzonen entstehen, die unabhängig voneinander regu-<br />
VERBINDUNGSELEMENTE & BEFESTIGUNGSTECHNIK<br />
Mit über 130 Jahren Erfahrung zählt<br />
REYHER zu den führenden Handelsunternehmen<br />
für Verbindungselemente<br />
und Befestigungstechnik in Europa und<br />
beliefert Kunden weltweit.<br />
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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
01<br />
01 Die Verbindung von Materialien<br />
bei der Herstellung von Dachfolien<br />
wird durch Infrarot-Wärme optimiert<br />
02<br />
02 Infrarotsysteme werden an verschiedenen<br />
Stellen einer Produktionslinie<br />
für Vinyl-Bodenbeläge eingesetzt<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
lierbar sind. Die Kassetten folgen der Kontur der Anlage und dadurch<br />
erfolgt die Erwärmung immer im gleichen Abstand zur Folie<br />
und so erheblich gleichmäßiger als bisher.<br />
Das maßgeschneiderte System ermöglicht eine präzise Steuerung<br />
der Wärme, sodass die Energie effizient verwendet wird. Die<br />
Folie wird schnell auf die eingestellte Temperatur erwärmt, wodurch<br />
höhere Produktionsgeschwindigkeiten erreicht werden<br />
können. Darüber hinaus minimiert die sekundenschnelle Reaktionszeit<br />
der kurzwelligen Strahler die Gefahr einer Beschädigung<br />
der Warenbahn, da die Heizelemente im Fall eines unerwarteten<br />
Bandstillstands augenblicklich abgeschaltet werden können.<br />
EFFEKTIVE AUSHÄRTUNG VON PVC-SCHICHTEN<br />
Infrarot-Systeme von Excelitas Noblelight werden an verschiedenen<br />
Stellen einer Produktionslinie für Vinyl-Bodenbeläge im<br />
Werk von Tarkett Ltd. in Maidstone, Großbritannien, eingesetzt.<br />
Sie ermöglichen dem Unternehmen eine bessere Kontrolle der<br />
Produktion und verbessern die Flexibilität der Anlage.<br />
Zur Herstellung der Bodenbeläge wird bei Tarkett Ltd. eine<br />
PVC-Paste in verschiedenen Dicken auf eine PVC-Trägerschicht<br />
aufgetragen, die mit einer Glasfasermatte versehen ist. Durch die<br />
Einbringung von Siliziumkarbid und Aluminiumoxid in die<br />
oberste Schicht wird der Bodenbelag rutschfest; für eine ansprechende<br />
Optik können zudem noch PVC-Flocken sorgen.<br />
Die Anwendung von Wärme ist ein wichtiger Teil des Prozesses,<br />
sowohl um die Trägerschicht zu trocknen als auch um eine effektive<br />
Aushärtung der aufgetragenen PVC-Pasten zu gewährleisten.<br />
Früher wurde dies durch langwellige Infrarot-Metallfolienstrahler<br />
erreicht, die jedoch inzwischen durch moderne mittelwellige<br />
Infrarot-Strahler ersetzt wurden. Die Trägerschicht wird mithilfe<br />
eines Infrarot-Moduls in der Bahnbreite und durch zwei Carbon<br />
IR-Module am Rand erhitzt. Das sorgt für eine homogene Erwärmung<br />
und minimiert Randzonenverluste. Die Wärme entzieht<br />
dem Trägermaterial die Feuchtigkeit, was eine gute Haftung der<br />
PVC-Paste ermöglicht und Blasenbildung verhindert.<br />
BESCHÄDIGUNGEN AN DER<br />
WARENBAHN WERDEN DURCH<br />
DIE SCHNELLE REAKTIONSZEIT<br />
DER IR-STRAHLER MINIMIERT<br />
Unmittelbar nach dem ersten Pastenauftrag trocknen IR-Strahlern<br />
die Oberfläche, bevor mit einer ölbeheizten Walze volumetrische<br />
Wärme aufgebracht wird. Die PVC-Bahn erhält dann eine<br />
zweite Schicht Paste, wird durch ein drittes IR-System erwärmt<br />
und schließlich zur endgültigen Aushärtung transportiert. Die<br />
Installation hat sich als äußerst erfolgreich erwiesen, wie<br />
Terry Guy, Produktionstechniker bei Tarkett Marley, erklärt: „Das<br />
neue System gibt uns die Flexibilität, verschiedene Produktlinien<br />
mit unterschiedlich dicken PVC-Schichten zu bedienen, und seine<br />
Regelbarkeit bedeutet, dass wir die Erwärmung an die jeweilige<br />
Liniengeschwindigkeit anpassen können.“<br />
Bilder: Excelitas Noblelight <strong>2024</strong><br />
www.noblelight.com<br />
14 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
MASSGESCHNEIDERTE DICHTUNGS-<br />
LÖSUNGEN FÜR COBOTS<br />
Flexibel und verschleißfest<br />
bei minimalen<br />
Reibungsverlusten – so<br />
die Anforderungen an<br />
Freudenberg Sealing<br />
Technologies bei der<br />
Entwicklung einer neuen,<br />
alle Gelenke zuverlässig<br />
schützenden Dichtung<br />
für Cobots. Zunächst wurde ein Nutring aus Polyurethan<br />
vorgestellt. Im Praxistest erwiesen sich die Reibkräfte jedoch<br />
als zu hoch. Im nächsten Schritt änderten die Dichtungsexperten<br />
daher die Geometrie auf ein Z-Profil und brachten eine<br />
zweite Nut ein. Dadurch reduzierte sich der Anpressdruck und<br />
die Forderung nach einem Reibmoment von weniger als 1 Nm<br />
war erfüllt. Doch der Verschleiß war weiterhin hoch. Dies war<br />
bedingt durch die Leichtbauweise der Cobots, da Aluminium<br />
eine recht hohe Oberflächenrauigkeit aufweist. Dem wirkt<br />
eine Drei-Komponenten-Gleitlackbeschichtung mit hohem<br />
Kohlenstoffgehalt entgegen. <strong>Der</strong> verwendete Werkstoff<br />
92 AU 21101 ist mit einer Shore-Härte von 92 sehr weich und<br />
flexibel. Die Zugfestigkeit liegt mit 59 MPa dennoch über dem<br />
geforderten Mindestwert von 50 MPa. Ausgelöst durch eine<br />
Designänderung des Cobots musste auch die Dichtungsgeometrie<br />
noch einmal überarbeitet werden. Für diese finale<br />
Version wählte der Serviceanbieter eine Z-Geometrie mit<br />
weiter optimierter, dynamischer Dichtlippe. <strong>Der</strong> statische<br />
Bereich mit Nut wurde außen liegend konstruiert.<br />
www.fst.com<br />
HOCHLEISTUNGSCOMPOUND<br />
FÜR SENSIBLE PROZESSE<br />
Für die hochsensiblen Produktionsprozesse in der Lebensmittel-<br />
und Pharmaindustrie, Biotechnologie und Medizintechnik<br />
hat der unahängige Dichtungshersteller C. Otto<br />
Gehrckens den EPDM-Compound „AP 307“ entwickelt. <strong>Der</strong><br />
Spezial-Werkstoff aus der COG Hygienicseal-Serie verfügt<br />
über die wichtigsten Zulassungen für die Anwendungen<br />
in diesen hoch anspruchsvollen Branchen. Neben der<br />
Unbedenklichkeitsprüfung gemäß FDA 21. CFR 177.2600<br />
besitzt der AP 307 die Freigabe nach USP Chapter 87 und<br />
USP Chapter 88 Class VI bis<br />
+ 121 °C. Auch den Test auf<br />
Zytotoxizität (nach ISO<br />
10993-5:2009) hat der<br />
EPDM-Compound erfolgreich<br />
bestanden. Die niedrigen<br />
Migrationswerte dieses<br />
Verbundwerkstoff sind<br />
insbesondere in Anwendungen<br />
gefordert, wo das Risiko einer<br />
Kontamination mit den<br />
abzudichtenden Medien besteht, zum Beispiel bei der<br />
Zellkultivierung oder Insulinproduktion. Darüber hinaus<br />
beweist der Hochleistungswerkstoff höchste Widerstandsfähigkeit<br />
im Kontakt mit CIP- und SIP-Medien und ist zudem<br />
in Anwendungen mit aggressivem WFI-Wasser geeignet.<br />
<strong>Der</strong> Einsatztemperaturbereich von - 40 °C bis + 150 °C<br />
macht den AP 307 zur flexiblen Größe für die besonderen<br />
Anforderungen im Produktionsprozess.<br />
www.cog.de<br />
FLACHDRAHT-WELLENFEDERN VEREINFACHEN<br />
KONSTRUKTION FLUIDTECHNISCHER BAUGRUPPEN<br />
TFC bietet in seinem Produktsortiment eine große Auswahl an Wellenfedern in vielen Durchmessern<br />
und aus verschiedenen Werkstoffen. Bei den Varianten der Baureihen YCM und YCMS<br />
handelt es sich beispielsweise um mehrlagige Wellenfedern aus Feder- und Edelstahl, die sehr<br />
häufig bei der Konstruktion von Ventilen zum Einsatz kommen. Diese Wellenfedern laufen<br />
auch unter der Bezeichnung Crest-to-Crest und stehen in Durchmessern von 5 bis 400 mm<br />
zur Verfügung. Sie verfügen über durchgängig gewickelte Mehrfachwindungen und sind in<br />
Varianten mit gewellten oder parallelen Enden lieferbar. Hergestellt werden diese Wellenfedern in einem Verfahren, das als<br />
No-Tooling-Cost oder auch Circulair-Grain bezeichnet wird. Hierbei handelt es sich um eine Variante der Kantenwindungstechnik<br />
des US-amerikanischen Herstellers Smalley, mit der sich Wellenfedern in vielen verschiedenen Durchmessern fertigen lassen.<br />
Dabei spielt gerade für die Realisierung miniaturisierter Ventile eine große Rolle, dass es das Verfahren ermöglicht, kleine Wellenfedern<br />
mit Durchmessern von 4 mm zu fertigen. Wellenfedern lassen sich aus Federstahl, nichtrostenden Edelstählen, Super- und<br />
Kupferlegierungen, Phosphorbronze sowie Titan herstellen. Sie eignen sich für viele verschiedene Medien und Umgebungen.<br />
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Das Ganze ist die Summe seiner Teile<br />
Klebstoffe, Coatings und Vergussmassen zum Einsatz in der<br />
industriellen Verbindungs-, Oberflächen- und Elektrotechnik<br />
Klebstoffe zum Verbinden von Keramik-/Graphit-Bauteilen in der Hochvakuumtechnik<br />
High Temperature-Epoxies für Klebeverbindungen unter Hochtemperatur-Bedingungen<br />
Low Temperature-Epoxies für Klebeverbindungen in Niedrig-Temperatur-Umgebungen<br />
Temperaturfeste Klebstoffe zum Kleben und Beschichten polykristalliner Wollen,<br />
Keramikfasern und Glasfasertextilien<br />
Hochtemperaturbeständige Coatings zum Beschichten von Metallen, Keramiken, Glas<br />
Vergussmassen für die Elektrotechnik und zur Reparatur temperaturkritischer Bauteile<br />
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WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK<br />
VOM GECKO INSPIRIERT<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Mit einem patentierten Verfahren zur Mikro-Nano-Strukturierung, bei dem<br />
strukturierte Oberflächen mittels Heißprägens oder Spritzgusses erzeugt werden,<br />
hat das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen<br />
IMWS in Halle (Saale) signifikante Verbesserungen der Haftungseigenschaften<br />
von Polymeren erzielt.<br />
Wenn ein Gecko die Wände hochklettert, gelingt das<br />
durch die große Kontaktfläche der hierarchischen<br />
und fibrillären Strukturen seiner Füße mit dem Untergrund.<br />
Einen ähnlichen Ansatz hat das Fraunhofer<br />
IMWS für die Oberflächen von Polymeren umgesetzt. Diese werden<br />
durch Heißprägen in eine hierarchische Struktur gebracht,<br />
wobei Prägewerkzeuge aus Aluminiumoxid eingesetzt werden, die<br />
zuvor mit einem Laser und durch ein selbstorganisierendes elektrochemisches<br />
Verfahren mikro- und nanostrukturiert wurden.<br />
PRÄGEWERKZEUGE MIT FEINSTER STRUKTUR<br />
Das Verfahren eignet sich für die Strukturierung unterschiedlicher<br />
Kunststoffe wie thermoplastische Elastomere (TPE), thermoplastische<br />
Polyurethane (TPU), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat<br />
(PMMA), Polypropylen (PP) oder Polyethylen<br />
(PE). Die Prägewerkzeuge aus Aluminiumoxid lassen sich einfach<br />
in bestehende Produktionsverfahren der Kunststoffverarbeitung<br />
integrieren. Das Abformen erfolgt bei hohen Temperaturen<br />
und niedrigem Druck. Nach dem Auskühlen unter Belastung erfolgt<br />
die Entformung durch Abziehen des Polymermaterials vom<br />
Prägewerkzeug.<br />
DIE OBERFLÄCHENSTRUKTUR<br />
DES WERKZEUGS LÄSST SICH<br />
ZIELGERICHTET ANPASSEN<br />
Um den Prozess zu optimieren, wurden vom Fraunhofer-Team<br />
die passenden Verarbeitungstemperaturen auf Basis der durch<br />
Differenzialkalorimetrie (DSC) erhaltenen Glasübergangsund<br />
Schmelztemperaturen ermittelt. Die Mikro-/Nanostruktur<br />
der Prägewerkzeuge und die damit erzeugte Invers-Struktur<br />
der Polymeroberfläche mit feinsten Nanofilamenten wurde mit<br />
Rasterelektronenmikroskopie (SEM) untersucht. Auf nassen<br />
16 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
HIERARCHICHE STRUKTUR<br />
Rasterelektronenmikroskop-Darstellung der hierarchischen<br />
Struktur in einer Polycarbonat-Oberfläche<br />
Oberflächen (Keramik, Glas, Metall) konnte mit der Gecko-<br />
Methode eine Erhöhung der Haftkraft um bis zu 85,4 Prozent<br />
erreicht werden.<br />
BESSERE HAFTUNG, GERINGERES<br />
BESCHLAGEN<br />
Die Oberflächenstrukturen lassen sich durch entsprechend gefertigte<br />
Werkzeuge individuell und zielgerichtet anpassen, was<br />
eine große Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.<br />
Naheliegend sind neue Lösungen für die Verpackungsindustrie<br />
zur Verbesserung der Haftung von Klebern und Druckfarben auf<br />
Folien, ebenso wie neue Ansätze, mit denen sich das Beschlagen<br />
Ein großer Vorteil ist, dass wir unterschiedliche<br />
Oberflächenstrukturen und damit<br />
neue Materialeigenschaften erzielen<br />
können, ohne zusätzliche Elemente wie<br />
Additive oder Beschichtungen einzubringen.<br />
So können die Werkstoffe sortenrein<br />
bleiben, was das spätere Recycling erheblich<br />
vereinfacht. Auch langwierige und kostspielige<br />
Zulassungsverfahren werden<br />
vermieden, weil die Mikro-Nano-Strukturierung<br />
auf bereits zugelassenen und chemisch<br />
nicht veränderten Materialien erfolgt. So<br />
können Unternehmen viel Zeit und hohe<br />
Kosten bei der Einführung verbesserter<br />
Produkte sparen.<br />
DR.-ING. ANDREA FRIEDMANN,<br />
Gruppenleiterin Biofunktionale Materialien<br />
für Medizin und Umwelt am Fraunhofer IMWS,<br />
Halle (Saale)<br />
von Kunststoffoberflächen verhindern lässt, etwa in der optischen<br />
Industrie. Auch für die Benetzbarkeit, optische Reflexion,<br />
Hydrophobie sowie die Recyclingfähigkeit bringt das Verfahren<br />
erhebliche Vorteile.<br />
Bilder: Aufmacher parkerspics – stock.adobe.com, sonstige Fraunhofer IMWS<br />
www.imws.fraunhofer.de<br />
FRAUNHOFER IMWS<br />
Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) bietet mikrostrukturbasierte<br />
Diagnostik und Technologieentwicklung für innovative Werkstoffe, Bauteile und Systeme. Aufbauend auf den Kernkompetenzen<br />
in leistungsfähiger Mikrostrukturanalytik und im mikrostrukturbasierten Materialdesign erforscht das Institut<br />
Fragen der Funktionalität und des Einsatzverhaltens sowie der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer von Werkstoffen,<br />
die in unterschiedlichen Markt- und Geschäftsfeldern mit hoher Bedeutung für die gesellschaftliche und wirtschaftliche<br />
Entwicklung zur Anwendung kommen. Für seine Partner in der Industrie und für öffentliche Auftraggeber verfolgt das<br />
Fraunhofer IMWS das Ziel, zur beschleunigten Entwicklung neuer Werkstoffe beizutragen, Materialeffizienz und Wirtschaftlichkeit<br />
zu steigern sowie Ressourcen zu schonen. Damit leistet das Institut einen Beitrag zur Sicherung der Innovationsfähigkeit<br />
wichtiger Zukunftsfelder sowie zur Nachhaltigkeit als zentraler Herausforderung des 21. Jahrhunderts.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 17
TITELSTORY<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
SCHMIERFREIE<br />
POLYMERGLEITLAGER<br />
STATT METALLLAGER<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Stefan Loockmann-Rittich, Leiter Forschung<br />
und Entwicklung iglidur Gleitlager, igus GmbH<br />
Vom Pflug in der Landwirtschaft bis zum Transportband eines Bierbrauers:<br />
Klassische Gleitlager aus Metall verursachen aufgrund der notwendigen<br />
Nachschmierarbeiten Kosten und Zeitaufwand. Um Budget, Personalressourcen und<br />
Umwelt zu schonen, steigen deshalb immer mehr Industriebetriebe auf schmierfreie<br />
Polymerlager des Kölner Kunststoffspezialisten Igus um. Wie viel sie dadurch<br />
tatsächlich sparen und wie es um die Umweltvorteile bestellt ist, zeigt eine<br />
gemeinsame Studie von Igus und Wissenschaftlern der RWTH Aachen sowie<br />
der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie.<br />
18 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
zu schonen und gleichzeitig die Produktivität zu verbessern.<br />
Denn diese Gleitlager nutzen einen Selbstschmiereffekt. Bedeutet:<br />
In den Hochleistungskunststoff sind mikroskopisch kleine<br />
Festschmierstoffe integriert, die während des Betriebs einen<br />
reibungsarmen Trockenlauf ermöglichen – ohne dass zusätzliches<br />
Schmieren erforderlich ist. „Kunden berichten uns, dass<br />
der Wechsel für sie ein Gamechanger ist, da sie Einkaufs- und<br />
Personalkosten signifikant reduzieren“, sagt Lars Butenschön,<br />
Geschäftsbereichsleiter Iglidur Gleitlager bei Igus. „Allerdings<br />
fehlten bislang wissenschaftliche Daten, welche die Vorteile der<br />
Polymergleitlager schwarz auf weiß quantifizieren und deren<br />
Auswirkung auf die Umwelt sowie die Effizienz von Maschinen<br />
und Anlagen im Ganzen darstellen. Wir haben uns deshalb entschlossen,<br />
eine unabhängige Studie in Auftrag zu geben. Und<br />
erstmals Zahlen gewonnen, die uns selbst überraschen.“ Mit der<br />
Durchführung beauftragt war die WBA Werkzeugbau Akademie,<br />
ein Forschungsunternehmen, dass auf dem RWTH Aachen Campus<br />
als Teil eines der größten Forschungslabore Europas im Bereich<br />
Produktionstechnik mit dem Werkzeugmaschinenlabor<br />
WZL und dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik (IPT)<br />
zusammenarbeitet.<br />
EINE UNABHÄNGIGE STUDIE<br />
QUANTIFIZIERT DIE VORTEILE<br />
DER GLEITLAGER<br />
Klassische Gleitlager aus Metall sind aus der Industrie<br />
nicht wegzudenken. Das Problem: Sie verursachen erhebliche<br />
Kosten. Betriebe müssen nicht nur Schmiermittel<br />
nachkaufen, sondern auch Zeit und entsprechende<br />
Personalressourcen für Wartungseinsätze einplanen. Zudem geraten<br />
viele Schmierstoffe und somit Hersteller von Maschinen<br />
und Anlagen, die auf sie angewiesen sind, aufgrund steigender<br />
Sensibilität der Öffentlichkeit für Umwelthemen in die Kritik. So<br />
enthalten einige Produkte umweltschädliche Additive, welche<br />
die Leistung der Schmiermittel verbessern – unter anderem Antioxidationsmittel,<br />
Korrosionsschutzmittel und Detergentien. <strong>Der</strong><br />
Kölner Kunststoffspezialist Igus unterstützt Hersteller bereits seit<br />
vielen Jahren dabei, geschmierte Gleitlager durch schmierfreie<br />
Iglidur und Igutex Gleitlager zu ersetzen – und somit die Umwelt<br />
EXPERTEN ANALYSIEREN DIE ERFOLGE<br />
VON NEUN INDUSTRIEUNTERNEHMEN<br />
Fundament der Studie sind Experteninterviews mit neun Unternehmen<br />
aus den Bereichen Automationstechnik, Baumaschinen,<br />
Agrarindustrie, Lebensmittelindustrie sowie Verpackungs- und<br />
Abfüllindustrie. Zu den Teilnehmern zählen der Landtechnikhersteller<br />
Lemken, der die Igus Gleitlager in Grubbern einsetzt, die<br />
Firma Rockinger, welche die Lager aus Hochleistungskunststoff<br />
in Anhängersystemen für Nutzfahrzeuge verwendet, der Landmaschinenhersteller<br />
CNH Industrial mit Iglidur Lagern in Scharniergelenken<br />
einer Säh-Schar und das Unternehmen KettenWulf,<br />
das die Lager in Fahrtreppen verbaut. Ebenso Teil der Studie ist<br />
die Niederlassung des Bierherstellers Heineken in Brasilien, die<br />
Gleitlager aus Hochleistungspolymeren in Transportbändern<br />
einsetzt, der Baumaschinenhersteller Huppenkothen mit Gleitlagern<br />
von Igus in Baggerschaufelhalterungen, Krones, ein Produzent<br />
von Abfüllsystemen, der die Lager in Anlagen für den Behältertransport<br />
nutzt, die Firma Wacker Neuson, die schmierfreie<br />
Gleitlager in Armsystemen von Baggern einbaut, und der Hersteller<br />
GMG, der die Polymergleitlager in Greifersystemen einsetzt.<br />
Die Befragten schilderten den unabhängigen Experten der<br />
WBA Werkzeugbau Akademie, welche Einsparungen sie durch<br />
den Wechsel von geschmierten Gleitlagern auf schmierfreie<br />
Iglidur Lager erreichten.<br />
BUDGET UND UMWELT SCHONEN MIT<br />
SCHMIERFREIEN POLYMERGLEITLAGERN<br />
Das Ergebnis: Da Unternehmen und ihre Kunden, etwa Käufer<br />
von Landmaschinen, keinen Schmierstoff mehr kaufen müssen,<br />
sparen sie jährlich zwischen 7.000 Euro und 14 Millionen Euro.<br />
Hinzu kommen zwischen 8.000 und zwei Millionen Stunden, die<br />
sich für das manuelle Nachschmieren von Lagerstellen einsparen<br />
lassen. „Die Zahlen beweisen eindrucksvoll, wie sich durch<br />
eine vermeintlich kleine Umstellung unterm Strich enorme<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 19
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
01<br />
01 Schmiermittelfreie Polymergleitlager sind günstiger<br />
als Metalllager und bergen hohe CO 2<br />
-Einsparpotentiale<br />
02 Landtechnikhersteller Lemken setzt schmiermittelfreie<br />
Gleitlager in seinen Grubbern ein<br />
03 Im Hochleistungskunststoff sind mikroskopisch kleine<br />
Festschmierstoffe integriert, die während des Betriebs einen<br />
reibungsarmen Trockenlauf ermöglichen – ohne, dass<br />
zusätzliches Schmieren erforderlich ist<br />
02<br />
Wie sich die Kosteneinsparungen zusammensetzen, zeigt die<br />
niederländische Brauerei Heineken. In der Niederlassung in<br />
Brasilien ist das Unternehmen bei Transportbändern von Abfüllanlagen<br />
an 600 Lagerstellen von klassischen Metalllagern auf<br />
schmierfreie Radiallager von Igus umgestiegen. Dank des Wechsels<br />
spart das Unternehmen bei vier Gramm Schmierstoff pro<br />
Lagerstelle und wöchentlicher Wartung 124,8 kg Material pro<br />
Jahr und somit 2.815,49 Euro. Weit mehr ins Gewicht fallen allerdings<br />
die eingesparten Personalkosten. Mussten in der Vergangenheit<br />
jedes Jahr Mitarbeiter die 600 Lagerstellen wöchentlich<br />
nachschmieren, spart der Betrieb dank des Selbstschmiereffekts<br />
der Polymergleitlager nun 1.560 Arbeitsstunden pro Jahr. Noch<br />
beeindruckender werden die Zahlen hochgerechnet auf mehr<br />
als 160 Heineken Standorte weltweit. Sie würden durch den Umstieg<br />
auf schmierfreie Lager aus Hochleistungskunststoff rund<br />
20 t Schmierstoff pro Jahr und somit Kosten in Höhe von 450.478<br />
Euro sparen. Die eingesparten Personalkosten würden sich auf<br />
rund 5,4 Millionen Euro belaufen.<br />
03<br />
GLEITLAGER AUS HOCH-<br />
LEISTUNGSKUNSTSTOFF NUTZEN<br />
EINEN SELBSTSCHMIEREFFEKT<br />
STUDIE ZU UMWELTAUSWIRKUNGEN<br />
BEI VERZICHT AUF SCHMIERMITTEL<br />
TITELSTORY<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Summen und Ressourcen einsparen lassen“, so Lars Butenschön.<br />
Ein weiterer Vorteil: Anwender von Maschinen, Anlagen und<br />
Fahrzeugen können durch Mangelschmierung keine Schäden<br />
mehr verursachen. Eine Gefahr, die bei geschmierten Metalllagern<br />
allgegenwärtig ist. So bestätigen 45 Prozent der Befragten,<br />
dass Mangelschmierung zu Produktversagen führen kann. Und<br />
ein solches Versagen zu teuren Stillstandzeiten ganzer Produktionslinien.<br />
So zeigt die Studie „True Cost of Downtime“ von<br />
Senseye, ein Hersteller von Analysesoftware aus Großbritannien:<br />
Industrieunternehmen weltweit verlieren durch Anlagenausfälle<br />
zwischen 39.000 und zwei Millionen US-Dollar pro<br />
Stunde. In den 500 umsatzstärksten Unternehmen der Welt summiert<br />
sorgen Ausfälle für einen Schaden von fast 1,5 Billionen<br />
US-Dollar pro Jahr.<br />
BRAUEREI SPART 1.560<br />
ARBEITSSTUNDEN PRO JAHR<br />
Die Studie offenbart allerdings nicht nur die Kostenvorteile der<br />
schmierfreien Polymergleitlager im Vergleich zu herkömmlichen<br />
Metalllagern, sondern auch die positiven Umweltauswirkungen.<br />
„Immer mehr Hersteller von Maschinen, Anlagen und<br />
Fahrzeugen spüren den Druck, die CO 2<br />
-Bilanz ihrer Produkte<br />
ausweisen zu müssen“, erklärt Butenschön. Eine enorme Herausforderung<br />
besonders bei Produkten, die sich aus hunderten<br />
Bauteilen zusammensetzen. „Entsprechend froh sind unsere<br />
Kunden, dass es nun eine wissenschaftlich belegte Einschätzung<br />
für die Umweltvorteile des Selbstschmiereffekts unserer Gleitlager<br />
gibt.“ Dafür führten die unabhängigen Experten eine ökologische<br />
Bewertung auf Basis eines Life Cycle Assessments nach<br />
der Norm DIN EN ISO 14040/44 durch. Das Ergebnis am Beispiel<br />
von Heineken Brasil: Dank des Austauschs von Metalllagern<br />
durch Polymergleitlager an 600 Lagerstellen spart der Betrieb<br />
jährlich CO 2<br />
-Äquivalente in Höhe von 180 kg – das entspricht einer<br />
Flugstrecke eines Airbus A320 neo von 20 km. Hinzu kommen<br />
jährliche Einsparungen von Öl-Äquivalenten in Höhe von<br />
155 kg, was einer 461 km langen Fahrt eines durchschnittlichen<br />
Diesel-Lkw entspricht. Je mehr Lagerstellen im Spiel sind, desto<br />
größer der Umwelteffekt. „Würden alle Niederlassungen von<br />
Heineken auf Polymergleitlager umsteigen, könnte das Unternehmen<br />
CO 2<br />
-Äquivalente in Höhe von 28.814 kg einsparen. Und<br />
das ist für eine so kleine Stellschraube ein beachtlicher Wert“, so<br />
Butenschön abschließend.<br />
Bilder: Igus<br />
www.igus.de<br />
20 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
WAS DER VERZICHT AUF SCHMIERSTOFFE<br />
IN DER INDUSTRIE WIRKLICH BRINGT<br />
Kosteneffizienz ist in Industriebetrieben der treibende<br />
Faktor. Aber auch ökologische Aspekte gewinnen<br />
immer mehr an Bedeutung. Wie Industrie und<br />
Umwelt gleichermaßen von schmierfreien Gleitlagern<br />
profitieren können, berichtet uns Lars Butenschön,<br />
Geschäftsbereichsleiter Iglidur Gleitlager bei Igus.<br />
1. Wie kam es zu der gemeinsamen Studie zum<br />
Thema „Ökologiebewertung des Einsatzes von<br />
Kunststoffgleitlagern“ mit der RWTH Aachen?<br />
Seit vielen Jahren beraten wir Kunden bei der Auslegung und<br />
Umsetzung von Lagerstellen und anderen beweglichen<br />
Teilen für alle möglichen Anwendungen in Maschinen und<br />
Produkten. Häufig geht es darum, die Einsparpotenziale<br />
durch den Wechsel von metallischen und in der Regel<br />
geschmierten Gleitlagern oder Führungen aufzuzeigen.<br />
Trotz der dabei gesammelten Erfahrungen und Erfolgsgeschichten<br />
fehlten uns jedoch objektive, empirisch belastbare<br />
und repräsentative Daten und Beweise, die insbesondere die<br />
Nachhaltigkeit unserer Produkte bekräftigen. Entsprechend<br />
haben wir uns an die Werkzeugbauakademie (WBA) als<br />
Forschungsunternehmen aus dem Cluster der Produktionstechnik<br />
auf dem Campus der RWTH Aachen gewandt und<br />
mit der Studie beauftragt.<br />
2. Wie wichtig ist für den Hersteller heutzutage<br />
die CO 2<br />
-Bilanz seiner Produkte?<br />
Immerhin wichtig genug, als dass sich auch Hersteller großer<br />
Maschinen und Anlagen mit dem CO 2<br />
-Fußabdruck der<br />
verbauten Gleitlager beschäftigen, die teilweise nur einen<br />
absolut geringen Anteil an der Gesamtsumme aller verbauten<br />
Teile haben. Wir weisen seit einigen Jahren das CO 2<br />
-<br />
Äquivalent für einzelne Gleitbuchsen aus und bekommen<br />
häufig positive Rückmeldungen zu dieser Transparenz. Auch<br />
die Senkung dieses CO 2<br />
-Äquivalents und das Einsparen<br />
von Schmierfett durch den Einsatz unserer schmierfreien<br />
Gleitlager spielt eine nicht unerhebliche Rolle.<br />
3. Lohnt sich der Wechsel auf schmierfreie<br />
Polymerlager denn auch aus ökonomischer Sicht?<br />
Die Verbesserung der Nachhaltigkeit von Produkten wird<br />
häufig mit höheren Kosten oder Investitionen assoziiert. Mit<br />
dem Einsatz unserer Gleitlager muss das aber nicht so sein.<br />
Besonders die Einsparung von Schmierfett bietet viele<br />
ökonomische Synergieeffekte. Die Notwendigkeit der<br />
Schmierung einer Lagerstelle zieht natürlich in erster Linie<br />
Beschaffungskosten für Schmierfett nach sich. Aber dahinter<br />
hängen noch viele weitere Kosten. Da ist der Aufwand zu<br />
nennen, der für die Sicherstellung der Schmierung in der<br />
Lagerstelle notwendig ist. Von teuren automatischen<br />
Schmiersystemen bis zum händischen Abschmieren nach<br />
jedem Arbeitstag. Unsere Kunden beklagen immer öfter,<br />
dass sie für diese Wartungsarbeiten keine Fachkräfte mehr<br />
finden. <strong>Der</strong> Fachkräftemangel gibt Produktivitätssteigerungen<br />
einen neuen Stellenwert. Und der andere große Aspekt<br />
sind Ausfallkosten. Es gibt Studien dazu, wie groß die<br />
Schäden und ungeplanten Ausfälle in Folge von Mangelund<br />
Falschschmierung sind. Die Ausfälle sind nicht nur für<br />
Endkunden ein Problem, sondern auch für die Gerätehersteller,<br />
für die Reklamationen – egal ob selbst verschuldet<br />
oder nicht – schnell ein Imageproblem darstellen können.<br />
4. In der Industrie sind raue Umgebungsbedingungen<br />
keine Seltenheit. Wie belastbar<br />
sind die Kunststoffgleitlager?<br />
Die alte Maschinenbauerweisheit „Wer Kunststoff kennt,<br />
nimmt Stahl“ hört man auch heute noch – aber immer seltener.<br />
Natürlich erreichen Kunststoffe nicht alle mechanischen<br />
Kennwerte von Metall. In den meisten Fällen müssen sie das<br />
aber auch nicht. In den Fällen, wo es wirklich zur Sache geht,<br />
wie Anwendungen in Bau-, Land-, Forstmaschinen oder<br />
anderen Großgeräten ist natürlich trotzdem Einfallsreichtum<br />
gefragt. Gerade hier haben unsere Kunden und wir allerdings<br />
sehr gute Erfahrungen mit sogenannten fasergewickelten<br />
Igutex Gleitlagern gemacht. Sie bestehen nicht aus den<br />
üblichen thermoplastischen Kunststoffen, die im Spritzguss<br />
hergestellt werden, sondern aus speziell miteinander<br />
verwobenen und extrem zugfesten Fasern. Getränkt mit<br />
Harzen und gleitoptimierten Stoffen erreichen wir hier die<br />
dynamische Lagerung von Flächenpressungen über<br />
150 MPa. Das entspricht ungefähr einem Gewicht von 3<br />
SUVs auf der Fläche einer 1-Euromünze. In der Praxis lauern<br />
aber auch bei deutlich geringeren Lasten tückische Kantenlasten<br />
oder Schläge, sowie wechselnde Lastprofile. Hier<br />
schneiden Lager aus Kunststoffen nicht selten besser ab als<br />
geschmierte Lager aus Metall.<br />
DIE FRAGEN STELLTE DIPL.-ING. (FH) INGA RONSDORF,<br />
REDAKTEURIN DER KONSTRUKTEUR.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 21
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
EINFACH MIT<br />
DREIFACH<br />
Heutzutage werden<br />
Steuerungskomponenten aus<br />
Gründen der Sicherheit oder<br />
einer erhöhten Verfügbarkeit<br />
in vielen Fällen redundant<br />
ausgeführt. Dies erfordert, dass<br />
auch die Sensoren zur Erfassung<br />
einer Messgröße auf diese Weise<br />
ausgeführt und installiert werden.<br />
Im folgenden Beitrag lesen Sie,<br />
wie Sie mit geringem Aufwand<br />
drei Positionssensoren in einen<br />
Zylinder integrieren.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die Kolbenbewegung eines Hydraulikzylinders wird kontinuierlich<br />
gemessen, um jederzeit die Position des<br />
Elements, das durch den Zylinder bewegt wird, in der<br />
Steuerung abbilden zu können. Im Stahlwasserbau werden<br />
zum Beispiel Schleusentore mithilfe von Hydraulikzylindern<br />
geöffnet und geschlossen. Zur Überwachung und Steuerung der<br />
Tore aus dem Leitstand muss kontinuierlich die Position erfasst<br />
werden. Für die Messung der Kolbenbewegung eines Zylinders<br />
werden magnetostriktive Sensoren verwendet. Ein solcher Sensor<br />
wird in einen Hydraulikzylinder integriert und erfasst jederzeit<br />
die Position der Kolbenstange. Dabei taucht ein starrer,<br />
druckfester Stab in die Tieflochbohrung der Kolbenstange ein,<br />
während sich die Sensorelektronik am Zylinderboden außerhalb<br />
des Zylinders befindet.<br />
PRÄZISE MESSUNGEN SELBST BEI RAUEN<br />
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />
Im Bereich Stahlwasserbau sind laut Bundesanstalt für Wasserbau<br />
etwa 30 Prozent der Schleusen älter als 100 Jahre. Solche<br />
Bauwerke erfordern eine Instandsetzung oder einen Ersatzneubau.<br />
Dabei werden vielfach redundante Messsysteme eingesetzt,<br />
um die Anforderungen entsprechend der Maschinenrichtlinie<br />
2006/42/EG zu erfüllen. Dies bedeutet, dass auch die integrierten<br />
Sensoren redundant ausgeführt werden müssen.<br />
Um die Kolbenbewegung eines Hydraulikzylinders redundant<br />
zu erfassen, kann der magnetostriktive Sensor G-Serie GT3 von<br />
Temposonics eingesetzt werden. Bei diesem Sensor sind drei<br />
unabhängige Sensoren (Einheiten) in einem Gehäuse verbaut.<br />
Im Fall eines Austauschs muss der komplette Sensor ausgebaut<br />
Dr.-Ing. Olaf Kissing, Produktmanager für den Bereich Industriesensoren<br />
bei der Temposonics GmbH & Co. KG in Lüdenscheid<br />
werden. Es ist nicht möglich, nur eine der drei Einheiten innerhalb<br />
des Sensors zu ersetzen. Zudem wird hinter dem Zylinder<br />
viel Platz benötigt: <strong>Der</strong> starre Sensorstab ist so lang wie der<br />
Kolbenhub. Um den Sensor aus dem Zylinder herauszunehmen<br />
und einen Ersatzsensor einzusetzen, ist hinter dem Zylinder der<br />
Platz eines kompletten Kolbenhubs erforderlich.<br />
MEHRERE POSITIONSSENSOREN<br />
IN EINEM GEHÄUSE<br />
Mit der Zielsetzung, den Austausch von Sensoren unter beengten<br />
Platzverhältnissen zu optimieren, entwickelte Temposonics<br />
ein redundantes Messsystem, bestehend aus drei einzelnen<br />
Positionssensoren. Um drei separate Sensoren bei kleinem<br />
Platzbedarf in einen Zylinder zu integrieren, müssen sie wie in<br />
einem Trichter zusammengeführt werden. Dazu sind Sensoren<br />
erforderlich, deren Messstäbe gebogen werden können wie bei<br />
dem Temposonics Sensor R-Serie V RFV.<br />
Diese Sensoren erlauben aufgrund der Biegsamkeit ihrer<br />
Messstäbe eine Anordnung wie in Bild 01 dargestellt. Ein Halter<br />
beziehungsweise Sensorträger dient zur Aufnahme der drei RFV-<br />
Sensoren und führt die flexiblen Messstäbe der Sensoren zusammen.<br />
Die drei Messstäbe werden im Zylinder in einem<br />
gemeinsamen druckfesten Sensorrohr geführt. Dieser Aufbau<br />
weist zwei wesentliche Vorteile auf:<br />
Das Sensorrohr, das in die aufgebohrte Kolbenstage des Zylinders<br />
eingeschoben wird, hat einen Außendurchmesser von nur<br />
25 mm. Somit ist eine kleine Tieflochbohrung in der Kolbenstange<br />
erforderlich, um drei einzelne Sensoren zu integrieren.<br />
Falls erforderlich, können die Sensoren einzeln getauscht werden.<br />
UMSETZUNG AN ZWEI MAIN-SCHLEUSEN<br />
Hydrosaar hat diese Variante zum Aufbau eines redundanten Messsystems<br />
in einem Hydraulikzylinder bei zwei Schleusen am Main<br />
22 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
01 Ausschnitt aus der Zeichnung zur<br />
Integration von drei RFV-Sensoren mit einem<br />
Sensorrohr im Zylinder<br />
01<br />
02 Gehäuse teilweise geöffnet mit<br />
Sensorträger und Sensoren<br />
03 Hydraulikzylinder mit drei einzelnen<br />
Positionssensoren zur Bewegung eines<br />
Schleusentors<br />
02<br />
03<br />
umgesetzt. Die vorhandenen Hydraulikzylinder zur Bewegung der<br />
Schleusentore wurden überarbeitet und mit drei einzelnen RFV-<br />
Sensoren in einem Sensorrohr ausgestattet. Dazu wurden bei den<br />
Bestandszylindern folgende Anpassungen vorgenommen:<br />
n Einbringen der Tieflochbohrung in die Kolbenstange beziehungsweise<br />
Vergrößern der vorhandenen Tieflochbohrung, da<br />
bei einer Schleuse bereits einfach-ausgeführte Positionssensoren<br />
im Zylinder verwendet wurden<br />
n Gestalten der Aufnahme des Positionsmagneten<br />
n Anpassen des Zylinderbodens zur Befestigung des Sensorrohrs<br />
Zur Führung der drei RFV-Sensoren im Zylinder wurde das<br />
Sensorrohr H3 von Temposonics verwendet. <strong>Der</strong> von Hydrosaar<br />
entwickelte Halter dient zur Aufnahme und Zusammenführung<br />
der drei RFV-Sensoren. Dieser Halter ermöglicht ein einfaches<br />
Einführen der Messstäbe und sorgt für einen sicheren Halt bei<br />
Schwingung des Zylinders.<br />
Das Gehäuse schützt die drei Sensorelektroniken außerhalb<br />
des Zylinders bei Überflutung vor Treibgut. Die Besonderheit<br />
dieses Gehäuses ist der zweiteilige Aufbau. <strong>Der</strong> Sensorträger<br />
trennt den oberen Teil vom unteren Bereich und dient zur Aufnahme<br />
der Sensoren. Um die Kabel an die Sensoren anzuschließen,<br />
muss lediglich der Deckel demontiert werden. <strong>Der</strong> untere<br />
Teil des Gehäuses enthält die Zusammenführung der drei RFV-<br />
Sensoren. Beide Teile des Gehäuses können separat oder als eine<br />
Einheit demontiert werden. Aufgrund des geringen Gewichts des<br />
Gehäuses von weniger als 4 kg kann das Gehäuse bei der Montage<br />
wie auch bei der Demontage von einem Mitarbeiter mit einer<br />
Hand gehalten werden. Die Besonderheit der flexiblen Messstäbe<br />
bietet bei der Demontage beziehungsweise Montage vor Ort<br />
einen enormen Vorteil: Aufgrund der Biegsamkeit der Messstäbe<br />
kann das Gehäuse mit den Sensoren seitlich weggekippt und abgenommen<br />
respektive aufgesetzt werden. Dadurch wird hinter<br />
dem Zylinder ein Platz von nur etwa 500 mm benötigt.<br />
Wie erwähnt bietet der Aufbau den Vorteil, die Sensoren einzeln<br />
auszutauschen. Aufgrund des modularen Gehäuses kann<br />
ein Sensor an einer Schleuse vor Ort in etwa 30 Minuten aus- und<br />
wieder eingebaut werden. Dies ist eine deutliche Zeitersparnis<br />
im Vergleich zu dem Aufwand, der erforderlich ist, wenn der Zylinder<br />
für den Austausch eines Sensors ausgebaut werden muss.<br />
Die Umsetzung beweist, dass es mit minimalem Aufwand möglich<br />
ist, in einem Zylinder drei einzelne magnetostriktive Positionssensoren<br />
in einem Rohr zu integrieren: Einfach mit dreifach!<br />
Bilder: Aufmacher Bosch Rexroth, 03 Kraeft, Infokasten Temposonics,<br />
sonstige Hydrosaar<br />
www.temposonics.com<br />
INTEGRATION EINES POSITIONSSENSORS<br />
IM HYDRAULIKZYLINDER<br />
Ein magnetostriktiver Positionssensor wird in einen Hydraulikzylinder integriert,<br />
indem der Sensorstab in die aufgebohrte Kolbenstange eintaucht. Über den<br />
Flansch wird der Zylinder abgedichtet, sodass keine Hydraulikflüssigkeit austritt.<br />
<strong>Der</strong> Positionsmagnet, welcher die zu erfassende Position markiert, wird am<br />
Boden der Kolbenstange montiert und bewegt sich mit der Kolbenstage. Diese<br />
Position wird von der Sensorelektronik kontinuierlich erfasst und ausgegeben.<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 23
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
OPTIMIERTE GEHÄUSELÖSUNG<br />
FÜR DEN RASPBERRY PI<br />
Bislang waren Visualisierungslösungen an Maschinen unflexibel, aufwändig<br />
und in der Funktionalität eingeschränkt. Durch die Verwendung eines flexiblen<br />
Gehäusesystems, das auf einem Raspberry Pi Single-Board-Computer basiert,<br />
können solche Lösungen einfacher umgesetzt werden. Dies ermöglicht nicht nur<br />
eine Vielzahl von Varianten, sondern bietet auch Kostenvorteile.<br />
Dipl.–Ing. (FH) Ralf Bißmeier, Manager Produktmarketing Elektronikgehäuse,<br />
Business Unit Device Connector Systems, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg<br />
24 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
KOSTENEFFIZIENTE VISUALISIERUNG<br />
Auf Basis eines Raspberry Pi Single-Board-Computers (SBC), der<br />
in der Nähe der Bildschirme angebracht ist, gibt es nun eine Alternative<br />
zur Visualisierung an Anlagen. Dieser SBC kommuniziert<br />
über Ethernet mit dem zentralen Rechner zur Bildübertragung.<br />
Im Vergleich zur bisherigen Lösung überwiegen die Vorteile<br />
deutlich. <strong>Der</strong> nun verwendete Aufbau, basierend auf dem<br />
Raspberry Pi, gestaltet sich sehr flexibel in der Anwendung.<br />
Neben der Möglichkeit, mit diesem SBC verschiedene Bildschirmgrößen<br />
anzusteuern, lassen sich mit je einem SBC auch<br />
zwei Monitore betreiben. Diese Bildschirme lassen sich zudem<br />
an jeder Stelle der Maschine installieren.<br />
Eine abschließende Gegenüberstellung der Kosten beider<br />
Konzepte zeigt einen klaren Vorteil zugunsten der Raspberry Pi<br />
basierten Lösung. Mit einer Halbierung des Aufwands kann kalkuliert<br />
werden.<br />
ERFOLGREICHE ERPROBUNG<br />
Die Kosten sind ein wesentlicher Faktor, betrachtet man verschiedene<br />
Konzepte. Die Ausfallsicherheit in solch sensiblen<br />
Systemen ist ebenso wichtig. Die Tauglichkeit des Konzepts gilt<br />
es daher zu prüfen: Diese Anwendung muss keine kritischen Anlagenteile<br />
steuern. <strong>Der</strong> Fokus liegt nur auf der Bildübertragung,<br />
welche wichtig für den Betreiber der Maschine ist. Somit ist<br />
nicht mit einer Überlastung des SBC zu rechnen. Um elektrische<br />
oder mechanische Beeinflussungen auszuschließen, wurde die<br />
Raspberry Pi basierte Applikation an einer Maschine einer dauerhaften<br />
Erprobung unterzogen.<br />
Mit Ein-/Ausschaltzyklen wurde das Langzeitverhalten simuliert.<br />
Das Ziel von 3650 Zyklen – entspricht 10 Jahre à 365 Tage –<br />
wurde mit 6550 Zyklen deutlich übertroffen: Raspberry Pi und<br />
die notwendige SD-Karte sind intakt. Wurde die herkömmliche<br />
Lösung im Rahmen einer Stoßspannungsprüfung der Maschine<br />
gestresst, kam es immer wieder zu Ausfällen bei der Signalübertragung<br />
an den Monitoren. Die Raspberry Pi basierte Lösung<br />
zeigte dieses Verhalten nicht. Auch ein an der Maschine durchgeführter<br />
Rütteltest konnte die Funktionalität nicht beeinflussen.<br />
Typischerweise werden Visualisierungen in den Maschinen<br />
von einem Leitrechner gesteuert. Gängig ist die Verwendung<br />
von mehreren Bildschirmen unter Einsatz von<br />
VGA/DVI-Splittern. In Maschinen größeren Ausmaßes ist<br />
der Einsatz von Super-Long-Distance-Kabeln notwendig, deren<br />
maximale Leitungslänge begrenzt ist. Die bisher eingesetzte<br />
Technik ist aufwendig zu installieren, in der Funktionalität eingeschränkt<br />
und unflexibel bei Anpassungen in der Visualisierung.<br />
VOM STANDARD ZUR LÖSUNG<br />
Das Thema Single-Board-Computer (SBC) ist nicht neu und wurde<br />
vor dem Erfolg von Raspberry Pi und weiteren schon im industriellen<br />
Umfeld eingesetzt. Eines ist jedoch allen SBC gemein:<br />
Diese bilden häufig die Basis für durch den Anwender erstellte<br />
Lösungen mit unterschiedlichsten Ausprägungen, insbesondere<br />
im Bereich der Anschlusstechnik. Hier ist hohe Flexibilität gefragt.<br />
Einerseits durch unterschiedlichste Interfaces und deren<br />
Positionierung. Am Markt sind SBC mit Anschlüssen auf mehreren<br />
Ebenen und auch verschiedenen Seiten gängig. Um diesen<br />
bewegen spannen heben<br />
bewegen spannen heben<br />
TOSS GmbH & Co. KG PNEUMATIC<br />
TOSS Dresdener Str. GmbH 4 - D-35418 & Co. Alten-Buseck KG PNEUMATIC<br />
Dresdener Tel. +49 / (0) Str. 6408-9091-0 4 - D-35418 - Alten-Buseck<br />
www.toss-gmbh.de<br />
Tel. +49 / (0) 6408-9091-0 - www.toss-gmbh.de<br />
PNEUMATIC-BAUSTEIN<br />
PNEUMATIC-BAUSTEIN<br />
Pneumatic-Baustein mit Kugelführung<br />
Pneumatic-Baustein oder als Schlittenführung mit Kugelführung<br />
mit Spindel<br />
oder als Schlittenführung mit Spindel
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
01<br />
01 Anwenderspezifisch angepasstes Gehäuse<br />
der Serie UCS für Raspberry Pi<br />
02 Bedieneinheit zu Maschinenbedienung auf UCS-Basis<br />
03 Wandbefestigte Visualisierung im Gebäude<br />
mit Einspeisung über Hohlraumdose<br />
02<br />
03<br />
modulare Aufbau unterstützt in diesem Fall die einfache Anpassung.<br />
Und genau dort stoßen die üblichen Gehäuse am Markt an<br />
ihre Grenzen. Neben dem modularen Aufbau unterstützt auch<br />
die Materialauswahl bei UCS den Einsatz im industriellen Umfeld.<br />
Die verwendeten Kunststoffe bringen neben der mechanischen<br />
Stabilität auch ein hohes Maß an Widerstandsfähigkeit<br />
gegen über Umwelteinflüssen mit.<br />
Zusammengefasst ergeben sich folgende Anforderungen an<br />
das Gehäuse: Materialien sollten industrietauglich sein, eine Anpassung<br />
der Schnittstellen lässt sich leicht umsetzen, eine individuelle<br />
Erweiterung der Schnittstellen ist möglich, das Gehäuse<br />
genügt verschiedensten Einbausituationen und ist robust. Als<br />
ebenso zentraler Punkt für ein erfolgreiches Gerät erweist sich<br />
immer mehr ein gelungenes Design. Mit dem Gehäusesystem<br />
UCS können Anwender schnell auf kundenspezifische Wünsche<br />
reagieren. Die modulare Bauweise unterstützt sie dabei, die richtige<br />
Lösung für ihre Elektronik, für ihr Gerät zu finden.<br />
Jedes UCS-Gehäuse setzt sich aus zwei identischen Halbschalen,<br />
herausnehmbaren Seitenwänden und farblich abgesetzten<br />
Eckeinlegern zusammen. Sollte mehr Bauraum notwendig sein,<br />
macht es das UCS einfach, die Seitenwände und die Schrauben<br />
durch eine 20 mm höhere Variante zu ersetzen und mittels Höhenadapter<br />
eine neue Gehäusegröße zu generieren. Ebenso einfach<br />
lässt sich das Design durch andere Farben bei Eckeinlegern<br />
und Seitenwänden anpassen. Seitenwände aus Aluminium sind<br />
verfügbar, andere Materialien machbar. Das System ist so konzipiert,<br />
dass jeweils die längere Seitenwand als kürzere Seitenwand<br />
in der nächstgrößeren Variante eingesetzt werden kann. <strong>Der</strong> Vorteil:<br />
Die für die entsprechenden Interfaces leicht zu bearbeitete<br />
Seitenwand steht für verschiedene Applikationen zur Verfügung.<br />
VORGEFERTIGTE SETS ODER INDIVIDUELLE<br />
LÖSUNGEN PER GEHÄUSEKONFIGURATOR<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Anforderungen gerecht zu werden, bedarf es einer hohen Flexibilität.<br />
Und genau hier spielt die Gehäuseserie Universal Case<br />
System (UCS) einen der vielen Vorteile aus. Vereinzelt werden<br />
auch sogenannte System-On-Modules (SOM) Boards verwendet,<br />
welche im Zusammenspiel mit den Motherboards (Kundenentwicklungen)<br />
ein Team bilden.<br />
In der zuvor beschriebenen Anwendung erwies sich ein Gehäuse<br />
der Serie Universal Case System UCS als ideale Lösung.<br />
Dem Anwender ist es besonders wichtig, den Raspberry Pi in unterschiedlichsten<br />
Applikationen in verschiedenen Maschinen<br />
einzusetzen. Die Anwendung auf Montageplatte, auf der Tragschiene<br />
und am Maschinenbauprofil sollten möglich sein. Darüber<br />
hinaus ist es wichtig, dass nicht alle Schnittstellen immer zur<br />
Verfügung stehen. Das heißt, die Schnittstellen sollen bedarfsgerecht<br />
erreichbar sein. <strong>Der</strong> modulare Aufbau mit einzeln zu bearbeitenden<br />
Seitenwänden unterstützt die einfache und damit<br />
auch kostengünstige Umsetzung dieser Anforderung.<br />
RASPBERRY-PI-GEHÄUSE FÜR DIE INDUSTRIE<br />
Das UCS lässt sich neben den verschiedenen Raspberry Pi Varianten<br />
ebenso an weitere Single-Board-Computer anpassen. <strong>Der</strong><br />
<strong>Der</strong> Raspberry Pi findet bereits Anwendung in vielen Gebäuden,<br />
öffentlich, aber auch privat. Gepaart mit smarten Displaylösungen<br />
lassen sich schnell und unkompliziert Visualisierungs- und<br />
Bedienlösungen realisieren. Weitere Vorteile des Gehäusesystems:<br />
Es gibt vorgefertigte Sets, aber auch die Möglichkeit, via<br />
Housing Service Center individuelle Ausschnitte für seine Standarddisplays<br />
an der bevorzugten Stelle einbringen zu lassen. Das<br />
Beste daran: Die individuelle Lösung lässt sich per Gehäusekonfigurator<br />
erstellen. In Verbindung mit dem umfangreichen<br />
Zubehör lassen sich diese ohne großen Aufwand an die Anforderungen<br />
anpassen und per Lösungs-ID anfragen.<br />
FAZIT<br />
Das flexible Gehäusesystem UCS hat nicht nur die Profis im Maschinenbau<br />
bei Phoenix Contact überzeugt. <strong>Der</strong> Variantenreichtum<br />
bietet auch in vielen anderen Anwendungsfällen die richtige<br />
Basis für Geräte basierend auf SBC aber natürlich auch jeder<br />
Eigenentwicklung.<br />
Bilder: Phoenix Contact<br />
www.phoenixcontact.de<br />
26 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
DAS UNSICHTBARE SICHTBAR MACHEN<br />
Mit moderner<br />
Radartechnologie<br />
durchleuchtet<br />
Balluff Verpackungen<br />
auf Vollständigkeit<br />
und Unversehrtheit.<br />
Kunden<br />
profitieren dabei<br />
von mehr Durchblick<br />
bei der Qualitätssicherung<br />
und<br />
-kontrolle. <strong>Der</strong> Radarimager, ein industrielles 3D-Bildgebungssystem,<br />
basiert auf einer Radartechnologie und durchleuchtet<br />
verschiedene Verpackungen. Hierfür sendet der Radarimager<br />
elektromagnetische Wellen aus. Diese werden reflektiert<br />
beziehungsweise absorbiert und mit einer Software in Bilder<br />
übersetzt. Über ein Gigabit-Ethernet-Vision-Protokoll gelangen<br />
die Bildstapel – eine Zusammensetzung einzelner Bildlagen – in<br />
die Auswertungssoftware. Die dabei gewonnenen Daten bilden<br />
die Grundlage, um Unregelmäßigkeiten und Fremdkörper<br />
zu erkennen. <strong>Der</strong> Vorteil des Verfahrens: Im verwendeten<br />
Frequenzbereich können elektromagnetische Wellen sämtliche<br />
nicht-leitfähige Materialien wie zum Beispiel Folien, Kartonagen<br />
und Kunststoffe durchleuchten. Metallische Gegenstände und<br />
Partikel werden weiterhin detektiert. Zudem stellt die Radartechnologie<br />
ein robustes Sensorprinzip dar, das selbst bei Staub,<br />
Rauch, Feuchtigkeit, widrigen Lichtbedingungen und rauen<br />
Oberflächen für optimale Ergebnisse sorgt.<br />
www.balluff.com<br />
LASERSCANNER MIT HÖHERER<br />
PERFORMANCE<br />
Micro-Epsilon hat die Leistungsfähigkeit seiner<br />
Scancontrol-3000-Laserscanner gesteigert: Verbesserte<br />
Algorithmen und Komponenten erhöhen die Datenerfassung<br />
und -ausgabe auf bis zu 10 Millionen Messpunkte<br />
pro Sekunde. Die Smart Scanner von Micro-<br />
Epsilon verfügen nun laut Angaben des Herstellers über<br />
eine der schnellsten Profilauswertungen weltweit. Die<br />
Geschwindigkeitserhöhung<br />
wird für alle<br />
aktuellen<br />
Scancontrol-<br />
Smart-Modelle<br />
mit Update auf<br />
Scancontrol<br />
Configuration<br />
Tools 6.8<br />
wirksam.<br />
Smarte<br />
Sensoren der Scancontrol 30xx erreichen eine Steigerung<br />
der Auswertegeschwindigkeit um bis zu 60 Prozent. Die<br />
neue Firmware V54 für die Scancontrol 30xx-Serie erhöht<br />
zudem die Punkterate auf bis zu 10 Millionen Messpunkte<br />
pro Sekunde gegenüber bisher 7,5 Millionen – dies<br />
steigert die Geschwindigkeit um rund 33 Prozent,<br />
unabhängig davon, ob es sich um einen Smart oder einen<br />
Compact Sensor handelt.<br />
www.micro-epsilon.com<br />
HOCHPRÄZISE BEWEGUNGS- UND<br />
POSITIONIERSYSTEME<br />
Hiwin, Hersteller<br />
für Antriebstechnik,<br />
stellt sechs<br />
Antriebslösungen<br />
im Bereich<br />
hochpräziser<br />
Bewegungs- und<br />
Positioniersysteme<br />
vor. Diese<br />
Präzisions-Kreuztische<br />
und<br />
Präzisions-Gantry<br />
kommen immer<br />
dann zum Einsatz, wenn neben einer hohen Absolutund<br />
Wiederholgenauigkeit (im Bereich ±0,5 bis ±2 µm)<br />
auch eine möglichst geradlinige Bewegung (Geradheit<br />
und Ebenheit im Bereich 5 – 50 µm/300 mm) gefordert<br />
sind. So zum Beispiel bei hochpräzisen Inspektionsanlagen,<br />
Lasermikrobearbeitungen, in Hochgeschwindigkeits-Bestückern<br />
oder auch beim großformatigen<br />
Dosieren oder Teileprüfen. Die Lösungen sind in einer<br />
Art Baukastensystem verfügbar. Durch die Standardisierung<br />
sollen Kunden Zeit und Kosten im Engineering<br />
sparen und dennoch weitreichende Möglichkeiten für<br />
Optionen und spezifische Anpassungen haben. Hiwin<br />
greift für seine umfangreichen Positionier- und<br />
Bewegungslösungen auf die eigenen Antriebskomponenten<br />
zurück.<br />
www.hiwin.de<br />
Zukunft. Gestalten.<br />
Hier gibt es das<br />
Upgrade für<br />
dein Engineering<br />
Know-how!<br />
Vom kompakten Seminar bis zum umfang-<br />
reichen Zertifikatslehrgang oder -kurs,<br />
vor Ort und online, bei uns findest du die<br />
Weiterbildung, die zu dir passt!<br />
Finde deine VDI-Weiterbildung<br />
www.vdi-wissensforum.de/<br />
maschinenbau-zukunft-gestalten
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
WENIGER KABEL – MEHR FLEXIBILITÄT<br />
An die Flexibilität, Sicherheit und Ergonomie von Arbeitsplätzen<br />
werden in der modernen Produktion hohe Anforderungen gestellt.<br />
RK Rose+Krieger hat eine akkubetriebene Synchronsteuerung<br />
entwickelt, durch die sich sowohl stationäre als auch mobile<br />
Arbeitsplätze und Transportwagen sicher und effektiv in der Höhe<br />
und Neigung einstellen lassen.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Moderne Produktionsprozesse benötigen flexibel<br />
und ergonomisch einstellbare Arbeitsplätze und<br />
Transportlösungen, um Mitarbeitende von körperlich<br />
belastenden oder nicht ergonomischen Tätigkeiten<br />
zu entbinden und damit Arbeitsabläufe sicher und fehlerfrei<br />
umgesetzt werden können. So können durch Hubsäulen<br />
und Elektrozylinder problemlos Arbeitshöhe, -neigung oder<br />
auch Griffweiten an den jeweiligen Mitarbeiter und somit die<br />
gesamte Arbeitsumgebung angepasst werden. Auch die Wirtschaftlichkeit<br />
dieser Arbeitsplätze ist dabei ein wichtiger<br />
Aspekt: Mit modernen Steuerungen können beispielsweise<br />
nach einem Wechsel der Werker die Arbeitstische schnell neu<br />
eingestellt werden – Umrüstzeiten oder gar separate Arbeitstische<br />
für andere Prozessschritte lassen sich somit minimieren.<br />
Bernd Klöpper, Leiter Marketing, RK Rose+Krieger<br />
AKKUBETRIEBENE SYNCHRONSTEUERUNG<br />
Bei der Realisierung von mobilen, einstellbaren Arbeitstischen<br />
und Transportlösungen störten bisher allerdings die oftmals<br />
sehr langen Energieversorgungsleitungen. Diese sind nicht nur<br />
eine erhebliche Stolpergefahr, sondern bei Beschädigung der<br />
Kabel können erhebliche Gefahren für Menschen und Maschinen<br />
entstehen. Bei den Systemen mit Kabeln muss daher für das<br />
Fahren von Punkt A zu Punkt B die Spannungsversorgung aus<br />
Sicherheitsgründen unterbrochen werden. Sie sind dabei weder<br />
in der Höhe noch in der Neigung einstellbar. Dies ist für die Bediener<br />
umständlich und kostet Zeit. Abhilfe schafft hier die<br />
MultiControl II Duo Accu. Diese Synchronsteuerung wurde speziell<br />
für das kabellose Verfahren von Hubsäulen und Elektrozylindern<br />
entwickelt. Das Besondere: Die Steuerung besitzt einen<br />
eigens konzipierten Akkuadapter zur Aufnahme standardisierter<br />
Lithium-Ionen-Akkus. Anwender können somit im Idealfall<br />
schon vorhandene Akkus für die Energieversorgung der Steuerung<br />
und der daran angeschlossenen Antriebe nutzen. Das<br />
System funktioniert folglich autark von der stationären, kabelgebundenen<br />
Spannungsversorgung und ermöglicht dadurch<br />
neue Anwendungsbereiche.<br />
28 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Montagetische und<br />
-vorrichtungen lassen sich<br />
flexibel mithilfe der<br />
MultiControl II duo accu<br />
sowohl in der Höhe als auch<br />
der Neigung ergonomisch<br />
der Arbeit anpassen<br />
DIE STEUERUNG BESITZT<br />
EINEN ADAPTER ZUR<br />
AUFNAHME STANDARDISIERTER<br />
LITHIUM-IONEN-AKKUS<br />
STEUERUNGSKONFIGURATION<br />
Die Software RKX von RK Rose+Krieger ermöglicht eine<br />
komfortable Konfiguration der Steuerungen über den<br />
PC. Sie bietet neben der geführten Inbetriebnahme aber<br />
noch weitere Funktionalitäten: So kann der Anwender<br />
sich beispielsweise schnell und einfach über die aktuelle<br />
Temperatur der Steuerung, die Anzahl der realisierten<br />
Verfahrbewegungen, die Fehlerhistorie und den Motorstrom<br />
informieren. Darüber hinaus können verschiedene<br />
Konfigurationen gespeichert werden.<br />
Die Handhabung der Steuerung ist denkbar einfach, wie am Beispiel<br />
eines Montagearbeitsplatzes deutlich wird: In der Fertigung<br />
wechselt der Werker oftmals zusammen mit seinem Arbeitstisch<br />
den Standort. Hierbei muss auch die Höhe und Neigung des<br />
Arbeitstisches an die neuen Arbeitsbedingungen angepasst werden.<br />
Die Stromversorgung kann dabei einfach über einen vorhandenen<br />
Akku beispielsweise aus einer Bohrmaschine erfolgen.<br />
Nachdem dieser in den Akkuadapter der Steuerung gesteckt wurde,<br />
lässt sich der Arbeitstisch über einen Handschalter auf die gewünschte<br />
Höhe verfahren. Anschließend wird der Akku aus dem<br />
Adapter entnommen und wieder in die Bohrmaschine integriert.<br />
Danach kann in der optimalen ergonomischen Position weitergearbeitet<br />
werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, Akkus<br />
dauerhaft in den Adaptern zu belassen.<br />
BASIC- UND PREMIUMVERSION<br />
Die MultiControl II Duo Accu ergänzt das Produktprogramm der<br />
MultiControl II-Steuerungen von RK Rose+Krieger um eine kompakte<br />
kabellose Version. Sie verfügt über den gleichen Funktionsumfang<br />
wie die kabelgebundenen Modelle. Wie die bisherigen<br />
Modelle ist auch die neue Steuerung in einer Basic- und einer<br />
Premiumversion mit zusätzlichen Softwarefunktionen erhältlich.<br />
Mit der Synchronsteuerung sind auch größere Systeme problemlos<br />
realisierbar: So können bis zu acht Steuerungen mit maximal<br />
16 Antrieben vernetzt werden. Dies gestattet die Realisierung<br />
komplexer mobiler Systeme beziehungsweise besonders<br />
leistungsstarker Anforderungen. Sollte es dabei doch einmal zu<br />
einem Fehler kommen, lässt sich dieser mittels der in der Steuerung<br />
hinterlegten Historie genau analysieren: Hierfür werden die<br />
letzten 20 Fehlermeldungen gespeichert. So können beispielsweise<br />
systematische Fehler erkannt und abgestellt werden.<br />
Die Premium-Variante bietet unter anderem die Smart Product<br />
Protection (SPP) Technologie. Diese von RK Rose+Krieger entwickelte<br />
Technologie sorgt für eine deutliche Reduzierung des Risikos<br />
von Produktschäden. SPP erkennt beispielsweise bei der Höhenverstellung<br />
von Arbeitstischen über den Motorstrom eine Kollision<br />
beim Anheben oder Absenken einer Last. Die Steuerung stoppt<br />
dann den Prozess unverzüglich und schützt so unter anderem die<br />
Antriebe vor Überlastung. Ein weiterer Vorteil der SPP-Technologie<br />
ist: Die Empfindlichkeit – also bei welcher Kraft die Steuerung auslöst<br />
– lässt sich an die jeweilige Anwendung anpassen.<br />
Mit der Premium-Steuerung können auch eine relative sowie<br />
eine absolute Positionierung der Antriebe realisiert werden. Die<br />
relative Positionierung verfährt den Antrieb zu einem über das<br />
Bedienfeld vorgegeben Wert – zum Beispiel 80 mm beziehungsweise<br />
50 Prozent weiter einfahren. Die absolute Positionierung<br />
bezieht sich dagegen auf den kompletten Maßstab des Verstellbereichs.<br />
Diese Funktion ist beispielsweise eine große Arbeitserleichterung<br />
bei Anwendungen in der Qualitätssicherung, in denen<br />
Bauteile vermessen werden müssen.<br />
Last but not least zeichnet die Premium-Variante auch noch<br />
der Key-Lock aus. Mit dieser Tastensperre kann bei sensiblen Anwendungen<br />
oder beim Arbeiten mit Menschen mit Lernschwäche<br />
die Bedienung der Steuerung nur für einen bestimmten Personenkreis<br />
zugänglich gemacht werden.<br />
01 Die kabellose Synchronsteuerung<br />
MultiControl II Duo Accu (rechts)<br />
mit Akkuadapter (links) sorgt für<br />
mehr Flexibilität und Komfort bei<br />
mobilen Verstellaufgaben<br />
01<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 29
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
02<br />
02 Höhenverstellbare Materialhubwagen lassen sich durch<br />
die Synchronsteuerung flexibel an verschiedene Arbeitshöhen<br />
anpassen, sodass beispielsweise schwere Kisten über Rollenbahnen<br />
ergonomisch auf den Hubwagen gezogen werden können<br />
03 Mit der in der Premium-Version der MultiControl II duo accu<br />
integrierten Funktion „absolute Positionierung“ können in<br />
der Qualitätssicherung Bauteile einfach vermessen werden<br />
Die Bedienung erfolgt intuitiv über einen Handschalter mit grafikfähigem<br />
Design oder des I/O-Interfaces, zur Anbindung an<br />
übergeordnete Steuerungen. <strong>Der</strong> Standby-Verbrauch des energieeffizienten<br />
Gesamtsystems aus Steuerung und Handschalter<br />
beträgt
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
DATENLEITUNG AUS BIOBASIERTEN<br />
MANTELMATERIAL<br />
Im vergangenen Jahr hat Lapp erste<br />
Prototypen von Kabeln mit biobasierten<br />
Ummantelungen vorgestellt. Das<br />
Interesse war groß. Jetzt geht der<br />
Hersteller mit der Etherline FD bioP<br />
Cat.5e in Serienproduktion. Die nachhaltige<br />
Variante mit biobasiertem<br />
Außenmantel besteht zu 43 Prozent aus<br />
nachwachsenden Wertstoffen (nach<br />
ASTM D6866). Die Produkteigenschaften<br />
sind gleich wie bei der Standardvariante<br />
aus rein fossilen Rohstoffen. Damit wird<br />
der CO₂-Fußabdruck um 24 Prozent<br />
gegenüber des fossil-basierten TPU-<br />
Mantels reduziert. Sowohl die fossile als<br />
auch die biobasierte Variante eignen sich<br />
für die Patchkabel-Konfektion bis 60 m Kabellänge bei besonders<br />
anspruchsvollen Verwendungen: zum Beispiel für den dauerbewegten<br />
Einsatz in Schleppketten, in beweglichen Maschinenteilen<br />
oder auch für EtherCAT- und EtherNet/IP-Anwendungen.<br />
Dank der Cat.5e-Performance bis 1.000 Mbit/s ermöglicht die<br />
neue Leitung einen schnellen Informationsaustausch und dient<br />
zur Übertragung analoger und digitaler Signale im Frequenzbereich<br />
bis 100 MHz. Zudem ist durch das Kupferabschirmgeflecht<br />
mit hohem Bedeckungsgrad laut Hersteller ein<br />
optimaler Schutz vor elektromagnetischer Störung garantiert.<br />
Halogenfreie und flammwidrige Materialien reduzieren die<br />
möglichen Gefahren im Brandfall. Außerdem ist der Bio-TPU-<br />
Außenmantel unempfindlich gegenüber mineralölbasierten<br />
Schmiermitteln und vielfach chemisch beständig. Die hochflexible<br />
Cat.5e-Ethernet-Leitung wurde im Lapp-eigenen Testzentrum<br />
auf über 1 Mio. Biegezyklen in der Schleppkette getestet.<br />
www.lapp.com<br />
AUTOMATISCHES GREIFEN<br />
SCHWIERIGER BAUTEILE<br />
Das 2D-Grasping-<br />
Kit erlaubt<br />
Unternehmen,<br />
ihre Greif- und<br />
Sortieraufgaben<br />
leicht zu<br />
automatisieren.<br />
Für Einrichtung,<br />
Teaching und<br />
Anwendung ist<br />
dank offline<br />
KI-Unterstützung und einfacher Bedienoberfläche kein<br />
Fachpersonal nötig. Die Greiflösung besteht aus einer<br />
Kamera mit Objektiv, einem Industrie-PC, der Schunk<br />
KI-Software und den benötigten Kabeln. Alle Komponenten<br />
sind aufeinander abgestimmt und aufgrund einer offenen<br />
TCP/IP-Schnittstelle mit jedem Roboter oder auch einer<br />
übergeordneten Steuerung, zum Beispiel einer Siemens SPS,<br />
kombinierbar. Die Kamera blickt von oben auf ein Zuführband,<br />
ein Tray oder einen Bereitstellungstisch. Die KI-Software<br />
erkennt und unterscheidet die Bauteile anhand vorher<br />
trainierter Bilder und gibt die optimale Greifposition aus.<br />
Dafür nimmt die Kamera zuerst den Hintergrund auf, auf<br />
dem die Bauteile später liegen. Im Anschluss fotografiert sie<br />
mehrfach die zu greifenden Teile. Im nächsten Schritt<br />
markiert und benennt der Bediener die Bauteile. Die<br />
KI-Software schneidet automatisch die Kontur eines<br />
Objektes vor dem Hintergrund aus, stellt sie frei und<br />
errechnet Varianzen für Blickwinkel, Belichtungssituation<br />
und andere Parameter. Sind die beiden ersten Schritte<br />
erledigt, trainiert die KI sich selbst. Dies dauert ein bis zwei<br />
Stunden. Dann ist das 2D-Grasping-Kit bereit loszulegen.<br />
www.schunk.com<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2024</strong> im 55. Jahrgang,<br />
ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />
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www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 31
ANTRIEBSTECHNIK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
DAS GRUNDPAKET FÜR MEHR<br />
NACHHALTIGKEIT<br />
Nachhaltigkeit ist mehr als nur ein Trend, an dem moderne Unternehmen<br />
nicht mehr vorbeikommen. Gemeinsam haben SEW-Eurodrive und der<br />
Verpackungsmaschinenhersteller Hugo Beck mit einer horizontalen<br />
Schlauchbeutelmaschine eine Automatisierungslösung geschaffen.<br />
Sie zeichnet sich durch einen deutlich geringeren Energiebedarf aus<br />
und ist gleichzeitig ausfallsicher und fit für die Zukunft.<br />
Hans-Joachim Müller, Marktmanager für Antriebselektronik<br />
bei SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
32 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Gerade im Maschinenbau, wo Energieverbrauch und Effizienz<br />
den ökologischen Fußabdruck maßgeblich beeinflussen,<br />
steht das Thema Nachhaltigkeit im Fokus. Hier<br />
sind innovative Lösungen gefragt, die Wirtschaftlichkeit<br />
mit Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit verbinden. Die<br />
Umstellung auf modernere Prozesse, Technologien und neue<br />
Denkweisen ist unabdingbar, um die Effizienz zu steigern, den<br />
Energieverbrauch zu senken – und somit die Wettbewerbsfähigkeit<br />
von Firmen zu verbessern. <strong>Der</strong> gezielte Austausch und die<br />
Bündelung von Wissen über Unternehmensgrenzen hinweg<br />
schaffen hier neue Perspektiven und Raum für Innovationen.<br />
GEMEINSAM LÖSUNGEN ENTWICKELN<br />
Ein anschauliches Beispiel für Innovationskraft und nachhaltiges<br />
Denken im Maschinenbau ist die Partnerschaft der beiden Familienunternehmen<br />
SEW-Eurodrive und Hugo Beck. <strong>Der</strong> Verpackungsmaschinenhersteller<br />
Hugo Beck aus Dettingen an der Ems schafft<br />
durch gezielten Austausch und Kooperationen mit Partnern neue<br />
Perspektiven. „Mit SEW-Eurodrive haben wir einen verlässlichen<br />
Partner an unserer Seite, der unsere Vision von zukunftsfähigen<br />
Maschinen mit uns teilt“, so Curt-Jürgen Raiser, Geschäftsführer<br />
von Hugo Beck. Und auch bei SEW-Eurodrive ist man sich der Verantwortung<br />
bewusst, neue Lösungen für eine umweltbewusstere<br />
HARD- UND SOFTWARE-<br />
KOMPONENTEN SORGEN FÜR DIE<br />
KONTROLLE UND REDUZIERUNG<br />
DES ENERGIEBEDARFS<br />
Zukunft zu kreieren: „Wir haben einen Partner gesucht, mit dem<br />
wir eine von Grund auf nachhaltige und gleichzeitig effiziente<br />
Maschine entwickeln können“, sagt Alexander Hack, Projektleiter<br />
und Strategic Portfolio Manager bei SEW-Eurodrive. „Mit Hugo<br />
Beck haben wir diese Vision zum Leben erweckt und konnten<br />
gemeinsam eine wegweisende Lösung in Form einer horizontalen<br />
Schlauchbeutelmaschine für die Verpackungsindustrie entwickeln<br />
– die druckluftfrei und energieeffizient arbeitet.“<br />
23 PROZENT GERINGERER ENERGIEBEDARF<br />
Ziel der Zusammenarbeit war es, den Energieverbrauch und<br />
damit den CO 2<br />
-Fußabdruck einer horizontalen Schlauchbeutelmaschine<br />
zu reduzieren. Das Ergebnis: die Verpackungsmaschine<br />
Flowpack X, ausgestattet mit Antriebs- und Steuerungskomponenten<br />
von SEW-Eurodrive. Die Schlauchbeutelmaschine zeigt,<br />
dass ein nachhaltiger Ansatz in der Verpackungstechnik auch<br />
große wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt – und dass es sich<br />
lohnt umzudenken. Diese außergewöhnliche Lösung entstand<br />
durch den intensiven Austausch zwischen SEW-Eurodrive und<br />
Hugo Beck und ist ein gelungenes Beispiel für die organische<br />
Verbindung von Innovation und Nachhaltigkeit. Beide Familienunternehmen<br />
brachten dabei nicht nur ihre jahrzehntelange<br />
Erfahrung ein, sondern auch eine gemeinsame Vision: den CO 2<br />
-<br />
ENERGIESPARBAUKASTEN<br />
Power and Energy Solutions von SEW-Eurodrive setzen<br />
neue Maßstäbe im Energiemanagement. Sie reduzieren<br />
Lastspitzen und ermöglichen Kosteneinsparungen bei der<br />
Anschlussverkabelung und im Schaltschrank. Sie helfen,<br />
die Oberwellenbelastung im Versorgungsnetz zu verringern<br />
und einen optimalen Leistungsfaktor zu erzielen.<br />
Darüber hinaus sorgen sie für einen unterbrechungsfreien<br />
Betrieb bei kurzzeitigem Netzausfall. Hierfür<br />
nutzen sie die Rotationsenergie des Motors als auch<br />
einen Kondensatorspeicher im Umrichter-Zwischenkreis.<br />
Fußabdruck zu reduzieren und den Status quo zu hinterfragen.<br />
Das Ziel des Projekts war, traditionelle Pneumatik durch modernste<br />
elektromechanische Antriebstechnik zu ersetzen – und<br />
damit Energie und Kosten zu sparen. Mit dem Starterset 616 und<br />
den Erweiterungen von SEW-Eurodrive konnte nicht nur die<br />
Pneumatik der horizontalen Schlauchbeutelmaschine substituiert,<br />
sondern auch der Gesamtenergiebedarf um 23 Prozent<br />
reduziert werden. Zudem sanken die Wartungskosten und der<br />
CO 2<br />
-Fußabdruck deutlich.<br />
FLEXIBLER AUTOMATISIERUNGSBAUKASTEN<br />
Ein Blick auf die technologische Seite verdeutlicht: Vom Servomotor<br />
über Getriebe, Umrichter, Steuerungstechnik, Speichertechnik<br />
bis hin zum Stepper konnte die gesamte Technik der<br />
Maschine aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von<br />
SEW-Eurodrive umgesetzt werden. Darüber hinaus ermöglicht<br />
das Starterset 616 eine modulare Lösung. Dieses Automatisierungsgrundpaket<br />
legt mit seinen enthaltenen Komponenten und<br />
den maschinentypspezifischen Movi-C-Softwaremodulen die<br />
01<br />
02<br />
01 Die erfolgreiche Entwicklung der horizontalen Schlauchbeutelmaschine<br />
hat gezeigt, wie man mit der richtigen Kombination aus<br />
Technik, Partnerschaft und Vision nachhaltige Lösungen erzielt<br />
02 Vom Servomotor über Getriebe, Umrichter, Steuerungstechnik,<br />
Speichertechnik bis hin zum Stepper konnte die gesamte Technik der<br />
Maschine aus dem Automatisierungsbaukasten umgesetzt werden<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 33
ANTRIEBSTECHNIK<br />
03 04<br />
03 Ein Versorgungsmodul ist über<br />
den DC-Zwischenkreis mit Achsmodulen<br />
verbunden, die die Motoren speisen<br />
04 <strong>Der</strong> Movi-C Controller steuert<br />
die komplexen Bewegungen<br />
in der Schlauchbeutelmaschine<br />
Basis für die Maschinenautomatisierung. Für den vollständigen<br />
Verzicht auf Druckluft wurden alle pneumatischen Komponenten<br />
durch effiziente elektrische Aktuatoren ersetzt.<br />
Erweiterungen zum Starterset 616 waren die Power and Energy<br />
Solutions sowie Sicherheitstechnik von SEW-Eurodrive. „Das Ergebnis<br />
ist ein deutlich gesenkter Energieeinsatz. Zudem lässt sich<br />
die Verpackungsmaschine Flowpack X sowohl für papierbasierte<br />
Packstoffe als auch für Folienverpackungen einsetzen und erfüllt<br />
damit flexibel unterschiedliche Kundenanforderungen“, betont<br />
Alexander Hack. Das ist ein wichtiger Punkt für Hugo Beck in einem<br />
schnelllebigen Markt wie der Verpackungsindustrie und<br />
den sich ständig ändernden Marktanforderungen.<br />
werden. Die Umstellung führt zu einer erheblichen Reduzierung<br />
der Wartungskosten und des CO 2<br />
-Fußabdrucks. Sie ermöglicht eine<br />
flexiblere Integration der Maschine in den Produktionsprozess<br />
durch Wegfall der Druckluft. Diese Vorteile und Weiterentwicklungen<br />
machen die Maschine zukunftssicher und ermöglichen im<br />
täglichen Betrieb signifikante Kosten- und Zeiteinsparungen.<br />
„Wir waren wirklich sehr positiv überrascht, wie schnell das<br />
Projekt umgesetzt wurde und mit welchem Einsatz wir von SEW-<br />
Eurodrive unterstützt wurden“, resümiert Curt-Jürgen Raiser.<br />
„Ich habe bislang keinen Tag bereut, mit SEW-Eurodrive zusammenzuarbeiten.“<br />
Tatsächlich konnte die komplette Maschine mit<br />
Lösungen von SEW-Eurodrive automatisiert werden.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
SPEICHERSYSTEM STABILISIERT<br />
ENERGIEVERSORGUNG<br />
Das neue und smarte Energiemanagementsystem, das das Starterset<br />
ergänzt, ermöglicht die vollständige Energiekontrolle und<br />
-steuerung. Dieses System vermeidet Lastspitzen, stabilisiert die<br />
Energieversorgung und reduziert die Anschlussleistung der Maschine.<br />
Zu den herausragenden Vorteilen dieser Technologie gehört<br />
die Möglichkeit, die horizontale Schlauchbeutelmaschine<br />
netz- und spannungsunabhängig zu betreiben und selbst Netzausfälle<br />
bis 9,5 Sekunden zu überbrücken. Bei längerem Stromausfall<br />
wird die horizontale Schlauchbeutelmaschine durch einen kontrollierten<br />
Halt gestoppt, was die Maschine zusätzlich schützt.<br />
Statt Pneumatik kommen jetzt mit einer Starterset-Erweiterung<br />
Schrittmotoren zum Einsatz, die über die neue Busklemme aus<br />
dem Movi-PLC-I/O-System C von SEW-Eurodrive angesteuert<br />
KOMPETENZ, VERANTWORTUNG<br />
UND INNOVATIONSGEIST<br />
Die Technologiepartnerschaft zwischen SEW-Eurodrive und Hugo<br />
Beck ist ein gutes Beispiel für das Potenzial, das in der Kombination<br />
aus Zusammenarbeit, Vision und Engagement steckt. Die<br />
horizontale Schlauchbeutelmaschine Flowpack X ist das Ergebnis<br />
dieser fruchtbaren Kooperation und zeigt, wie Kompetenz,<br />
Verantwortung und Innovationsgeist zu einer zukunftsfähigen<br />
Lösung führen können. Die partnerschaftliche Zusammenarbeit<br />
legte den Grundstein für eine effizientere Verpackungstechnik<br />
und weist den Weg in eine ressourcenschonende Zukunft.<br />
Bilder: SEW<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
ENERGIEBEDARF REDUZIERT<br />
Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit gehen bei diesem Projekt Hand<br />
in Hand. Umweltbewusstes Handeln bringt weitere positive Effekte<br />
mit sich, in diesem Fall eine deutliche Senkung der Energiekosten.<br />
ALEXANDER HACK, Projektleiter und Strategic Portfolio Manager bei SEW-Eurodrive<br />
34 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
ALLES IN EINEM KABEL<br />
Wie lassen sich Motoren und Antriebsregler bei einem<br />
Abstand von 100 m mit einem einzigen Kabel zuverlässig<br />
verbinden? Gibt es leichtere, kleinere und energieeffizientere<br />
Antriebslösungen als Asynchronmotoren? Eine effektive<br />
Lösung bietet Stöber mit seiner One Cable Solution (OCS).<br />
Diese hat der Antriebsspezialist zusammen mit dem<br />
Encoder-Hersteller Heidenhain weiterentwickelt und als<br />
nächste Generation auf den Markt gebracht. Mit dem<br />
zukunftssicheren Protokoll Heidenhain EnDat 3 kann das<br />
Kabel aber nicht nur diese Distanz sicher überbrücken,<br />
sondern auch ohne teure Ausgangsdrossel Signale störungsfrei<br />
vom Motor zum Antriebsregler bei einem Abstand von<br />
50 m übertragen. <strong>Der</strong> encoderlose Lean-Motor ist kleiner,<br />
leichter und schlanker als ein Asynchronmotor und mit der<br />
Klassifizierung IE5 dazu noch energieeffizienter. Damit<br />
hat Stöber eine kompakte Antriebslösung auf den Markt<br />
gebracht, die günstiger und robuster ist als ein Standard-<br />
Servomotor. <strong>Der</strong> Antriebsregler SC6 eignet sich insbesondere<br />
für die Kombination mit diesem Motor – beispielsweise für<br />
energieeffiziente Transportsysteme. Lean-Motor und<br />
Antriebsregler arbeiten komplett encoderlos.<br />
www.stoeber.de<br />
ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />
FÜR DIE INTRALOGISTIK<br />
In der Intralogistik müssen Pakete unterschiedlichen Gewichts<br />
im Dauerbetrieb über teilweise relativ lange Strecken transportiert<br />
werden. An das Leistungsvermögen, die Zuverlässigkeit<br />
und Energieeffizienz der eingesetzten Antriebstechnik<br />
stellt das besondere Anforderungen. Speziell für die Intralogistik<br />
hat Nord Drivesystems die Getriebemotoreinheit Duodrive<br />
entwickelt. Für einen hohen Wirkungsgrad ist hier ein effizienter<br />
IE5+-Synchronmotor in ein Stirnradgetriebe integriert.<br />
Über einen weiten Drehzahlbereich leistet der Duodrive ein<br />
konstantes Drehmoment.<br />
<strong>Der</strong> Anwender kann so die<br />
Zahl unterschiedlicher<br />
Antriebsvarianten in einer<br />
Anlage deutlich reduzieren.<br />
Minimierte Verwaltungskosten<br />
und gestraffte<br />
Serviceprozesse sind die<br />
Folge. Für die Anforderungen<br />
der horizontalen<br />
Fördertechnik hat der<br />
Hersteller auch die dezentralen Frequenzumrichter der<br />
Baureihe Nordac ON optimiert. Mit ihrer kompakten Bauweise,<br />
Wartungsfreundlichkeit und vollständigen Steckbarkeit eignen<br />
sie sich besonders für große Intralogistikanlagen mit zahleichen<br />
Antriebseinheiten. In der Ausführung als Nordac ON+<br />
sind sie speziell für das Zusammenspielt mit dem IE5+-Motor<br />
ausgelegt.<br />
www.nord.com<br />
KOMPAKT GEBAUT UND AUF<br />
VIELSEITIGKEIT GETRIMMT<br />
Mit SD4B stellt Sieb &<br />
Meyer den Nachfolger<br />
des SD2B plus vor.<br />
Das Gerät kommt bei<br />
rotativen und linearen<br />
Niedervolt-Servomotoren<br />
sowie hochdrehenden<br />
Niedervolt-<br />
Synchron- und Asynchronmotoren<br />
zum<br />
Einsatz. Mit einer Breite von 25 mm benötigt der SD4B mit<br />
IP20-Gehäuse nur wenig Bauraum. <strong>Der</strong> Frequenzumrichter<br />
ist standardmäßig mit der Sicherheitsfunktion Safe Torque<br />
Off (STO) und Schnittstellen für CANopen und Modbus TCP<br />
ausgerüstet. Optional wird eine Multiprotokoll-Echtzeit-<br />
Ethernet-Schnittstelle angeboten, sodass eine flexible<br />
Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung via<br />
EtherCAT (CoE), Profinet IO und Powerlink möglich ist. Neben<br />
dem TTL-Encoder-Ein- und -Ausgang stehen je fünf digitale<br />
Ein-/Ausgänge sowie eine Ethernet-Schnittstelle<br />
für die einfache Parametrierung bereit. Im Hochgeschwindigkeitsbereich<br />
lässt der SD4B als Frequenzumrichter neben<br />
dem sensorlosen Betrieb von Synchronmotoren bis<br />
240.000 U/min und Asynchronmotoren bis 360.000 U/min<br />
auch eine sensorbehaftete Regelung auf Basis von TTL-<br />
Gebern zu. So können mehrere Motoren im Master-/Slave-<br />
Betrieb winkelsynchron betrieben werden. Die robuste<br />
Drehzahlregelung erlaubt auch hohe Massenträgheitsverhältnisse<br />
zwischen Motor und Werkzeug bis 1∶100.<br />
www.sieb-meyer.de
SPECIAL<br />
MIKRO-DESIGN<br />
SPECIAL<br />
Boris Mette, Stauff,<br />
Leitung Marketingkommunikation, Werdohl<br />
36 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />
HYDRAULISCHE<br />
LEITUNGSSYSTEME<br />
FÜR MÜLLFAHRZEUGE<br />
Während immer mehr Städte dazu<br />
übergehen, Pkw und Fahrzeuge mit hohem<br />
Schadstoffausstoß aus den Innenstädten<br />
fernzuhalten, müssen Müllfahrzeuge<br />
nach wie vor mitten rein in Wohngebiete<br />
und Innenstädte. In Deutschland sind<br />
jeden Tag geschätzt zwischen 15.000<br />
und 18.000 Müllwagen unterwegs. Die<br />
Hersteller liefern beeindruckende neue<br />
Konzepte: emissionsarm, sicher, wendig und<br />
geräuscharm sollen die Fahrzeuge sein.<br />
Hydraulische Leitungssysteme von Stauff<br />
leisten hierzu einen wichtigen Beitrag.<br />
Rund 40 Meter hydraulische Rohrleitungen, 60 Meter<br />
Schlauchleitungen und 100 Meter Elektrokabel müssen<br />
in einem einzigen Standard-Hecklader, dessen Aufbau<br />
rund sieben Tonnen wiegt und elf Tonnen Abfall aufnehmen<br />
kann, platzsparend geführt, leckagefrei verbunden<br />
und sicher befestigt werden. Die Branche steht mitten in der öffentlichen<br />
Diskussion über den Verkehr in Städten und Wohngebieten:<br />
Die Fahrzeuge sollen emissionsarm oder nach Möglichkeit<br />
emissionsfrei sein, sicher durch den Auto-, Fahrradund<br />
Fußgängerverkehr in teils beengten Straßenverhältnissen<br />
navigieren können, geräuscharm zum Schutz der Anwohner<br />
und keinesfalls umweltgefährdend durch austretendes Öl oder<br />
Fahrzeugbrände sein.<br />
Autorenvor- und zunamen, inkl. Titel und Posistion im<br />
Unternehmen mit Firmenadresse hier noch ergänzen.<br />
01 Das Rohrverbindungssystem<br />
Form EVO hält starken<br />
Vibrationen und<br />
permanenten<br />
Druckschlägen stand<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 37
SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />
02<br />
02 <strong>Der</strong> zweiteilige Elastomer-Einsatz der NRC-Schelle<br />
wirkt vibrations- und geräuschdämpfend<br />
03 MLC-Schellen können bis zu sechs Leitungen<br />
identischen oder unterschiedlichen Durchmessers<br />
aufnehmen und sind für Rohre, Schläuche oder<br />
Kabel geeignet<br />
03<br />
Bereiche an Unternehmen mit entsprechender Expertise abzugeben.<br />
Stauff, Hersteller sämtlicher Komponenten hydraulischer<br />
Leitungssysteme aus eigener Entwicklung und Fertigung, bietet<br />
hierzu ein eigenes Konzept: Das Programm „Stauff Line“ beinhaltet<br />
das komplette Portfolio an Leitungs-, Verbindungs- und<br />
Befestigungskomponenten inklusive der gebogenen Rohrleitungen<br />
und bietet Kundenbetreuung von der Konzeption bis zur<br />
Umsetzung hydraulischer Leitungssysteme. Dazu gehören<br />
Liefermodelle, die auf die komplexen Prozesse beim Hersteller<br />
abgestimmt sind. Auch Baugruppen haben sich als sinnvoll<br />
erwiesen, weil sie nicht nur den Aufwand und die Komplexität<br />
vor Ort reduzieren, sondern auch die Sicherheit erhöhen. Denn<br />
die meisten Leckagen entstehen durch Montagefehler.<br />
DIE MEISTEN LECKAGEN<br />
ENTSTEHEN DURCH<br />
MONTAGEFEHLER<br />
SPECIAL<br />
HYDRAULIK VON ANFANG AN GEDACHT<br />
Hersteller müssen dem hydraulischen Leitungssystem viel Aufmerksamkeit<br />
entgegenbringen, während der Trend im Maschinenbau<br />
gleichzeitig dahin geht, sich auf die eigenen Kernkompetenzen<br />
zu konzentrieren und die Verantwortung für fachfremde<br />
„PAY PER USE“ FÜR<br />
UMFORMSYSTEME<br />
Für die Verbindung von Rohrleitungen, die unter starken<br />
Vibrationen eingesetzt werden, wie in vielen mobilen<br />
Anwendungen, empfiehlt Stauff sein Umformsystem<br />
Stauff Form Evo. Herzstück dieser besonders robusten<br />
Rohrverbindung ist die Umformmaschine. Für OEMs<br />
mit zunächst geringem oder schwer kalkulierbarem<br />
Auftragsvolumen werden mehrere Nutzungsmodelle<br />
angeboten: Es besteht die Möglichkeit einer Gebühr pro<br />
Umformvorgang (Pay Per Use) oder einer pauschalen<br />
Wochenmiete als Flatrate.<br />
<strong>Der</strong> Slogan der internationalen Stauff Group „Connect with<br />
Stauff“ fokussiert noch stärker die Engineering-Kompetenz des<br />
Unternehmens und lädt <strong>Konstrukteur</strong>e und Projektmanager der<br />
Erstausrüster ausdrücklich zur noch engeren Zusammenarbeit<br />
ein. Mehrere internationale namhafte Hersteller von Müllfahrzeugen<br />
schätzen bereits die Kooperation mit dem Stauff Engineering<br />
am Stammsitz in Werdohl, zumal die Belieferung und Betreuung<br />
durch die internationalen Niederlassungen der Stauff<br />
Group gewährleistet sind. Die wichtigsten hydraulisch angetriebenen<br />
Funktionen sind die Seiten- oder Hecklifter, mit denen<br />
Mülltonnen oder Container angehoben und gekippt werden, sowie<br />
die Müllpressen im Inneren des Aufnahmebehälters. Hier<br />
können die Hydraulikexperten ansetzen.<br />
ROHRVERBINDUNGSSYSTEM FÜR<br />
GARANTIERTE LECKAGEFREIHEIT<br />
Das Stauff Engineering empfiehlt angesichts starker Vibrationen<br />
und permanenter Druckschläge das stärkste Rohrverbindungssystem<br />
Stauff Form EVO. Bis zu 1000mal wird der Lift in einer<br />
8-Stunden-Schicht in einem Wohngebiet betätigt, wobei die<br />
meisten Vibrationen beim Ausschlagen der Tonnen entstehen.<br />
Das Verbindungskonzept: Mit der Stauff Form EVO Maschine<br />
wird das Rohrende so umgeformt, dass beim Verschrauben<br />
mit einem herkömmlichen Verschraubungskörper und einer<br />
Überwurfmutter eine sogenannte formschlüssige Verbindung<br />
entsteht. <strong>Der</strong> einzige denkbare Leckageweg wird mit einer Viton-<br />
Dichtung zusätzlich abgesichert.<br />
38 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />
04 Die Stauff Form EVO Maschine formt das Rohrende so<br />
um, dass beim Verschrauben mit einem herkömmlichen<br />
Verschraubungskörper und einer Überwurfmutter eine<br />
sogenannte formschlüssige Verbindung entsteht<br />
<strong>05</strong> Namhafte Hersteller von Müllfahrzeugen schätzen die<br />
Komponenten ebenso wie die Zusammenarbeit<br />
mit dem Stauff Engineering<br />
04<br />
Im Unterschied zum Umformsystem entsteht eine Schneidringverbindung<br />
dadurch, dass ein metallener Ring mit zwei Kanten<br />
beim Anzug einer Überwurfmutter in die Rohroberfläche – wie<br />
der Name schon sagt – einschneidet. Durch diesen Materialeinschnitt<br />
wird die Vibrationsresistenz begrenzt. Demgegenüber hat<br />
das Umformsystem eine höhere Ausreißfestigkeit, die unter extremen<br />
Bedingungen – starken Druckschlägen und vibrierenden<br />
Belastungen wie in den Müllfahrzeugen – einen Sicherheitsvorteil<br />
darstellt. Hersteller setzen, um durch auslaufendes Öl verursachte<br />
Brände oder Ölspuren, die Anwohner und Auftraggeber<br />
verunsichern und für negative Aufmerksamkeit sorgen, zunehmend<br />
auf die ausdrückliche Empfehlung der Stauff-Experten.<br />
SCHELLEN REDUZIEREN<br />
VIBRATIONEN UND LÄRM<br />
Um den Lärmpegel in den hydraulischen Leitungssystemen der<br />
Fahrzeuge zu senken, empfiehlt Stauff NRC-Schellen, Noise Reduction<br />
Clamps. Diese Spezialschellen, mit denen Rohrleitungen<br />
beispielsweise am Maschinengehäuse befestigt werden, haben<br />
einen speziell geformten zweiteiligen Elastomereinsatz, der in<br />
den Schellenkörper aus Polypropylen oder Polyamid integriert<br />
ist. Er entkoppelt die Rohrleitung von der Umgebungskonstruktion,<br />
reduziert damit die Übertragung von Vibrationen in beide<br />
Richtungen und reduziert merklich den Geräuschpegel. Die<br />
NRC-Schellen sind mit dem herkömmlichen, normenkonformen<br />
Befestigungszubehör aus Stahl und Edelstahl kompatibel. Das<br />
Zubehör muss also bei der Umstellung auf NRC-Schellen in der<br />
Fertigung nicht ausgetauscht werden.<br />
<strong>Der</strong> Beitrag dieser Schellen zur Lärmreduzierung erscheint<br />
angesichts der vielfach schweren und großen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor<br />
eher unbedeutend. Doch zum einen sprechen<br />
wir bei 40 Metern Hydraulikrohr und 60 Metern Schlauchleitungen<br />
von grob geschätzt bis zu 100 Befestigungen. Zum anderen<br />
stellen Entsorgungsbetriebe ihre Fuhrparks zunehmend auf<br />
elektrisch oder hybrid angetriebene Fahrzeuge um, sodass jedes<br />
Dezibel, das eingespart werden kann, noch mehr ins Gewicht<br />
fällt. In engen Altstädten, Fußgängerbereichen oder Parkanlagen<br />
sind längst kleine wendige Wagen im Einsatz, die kaum zu<br />
hören sind.<br />
LEITUNGEN KOMPAKT UND<br />
SICHER BEFESTIGEN<br />
Während mit Standard-Schellen in der Doppel-Baureihe maximal<br />
zwei Leitungen pro Schellenkörper befestigt werden können,<br />
wurden Stauff MLC-Schellen (Multi-Line Clamps) für die Aufnahme<br />
von bis zu sechs Leitungen konzipiert. Besonders interessant<br />
für den Einsatz in Müllfahrzeugen: MLC-Schellen sind für<br />
Rohre, Schläuche oder Kabel geeignet. Wie oben erwähnt kann<br />
das elektrische „Nervensystem“ eines Standard-Müllwagens bis<br />
zu 100 m lang sein. Rohre und Schläuche werden oftmals parallel<br />
geführt. Auf Anfrage liefert Stauff auch Multi-Line Schellen für<br />
bis zu sechs Leitungen unterschiedlichen Durchmessers. Kleinere<br />
Auflagen können schnell und kostengünstig im 3-D-Druck<br />
produziert werden.<br />
SPEZIALSCHELLEN TRAGEN<br />
ZUR REDUKTION VON<br />
LÄRM UND BAURAUM BEI<br />
Mit MLC-Schellen wird für die Befestigung der gleichen Anzahl<br />
an Leitungen erheblich weniger Bauraum oder Befestigungsfläche<br />
gebraucht. Beispiel: Die Gesamtlänge einer Schelle für<br />
sechs Leitungen in Baugröße 3 beträgt nur 216 mm. Sechs nebeneinander<br />
angeordnete DIN-Schellen der Standard-Bau reihe<br />
benötigen 300 mm. Die Anzahl an notwendigen Komponenten<br />
ist geringer, nicht nur die Menge der erforderlichen Schellen.<br />
Auch alle weiteren Komponenten, die zur sicheren Befestigung<br />
hydraulischer Leitungen gebraucht werden, sind reduziert:<br />
Deckplatten beziehungsweise Schweißplatten, Schienenmuttern,<br />
Sicherungsplatten, Aufbauschrauben, sonstige Adapter<br />
und weiteres Zubehör. Je weniger Komponenten angebracht, geschraubt<br />
und geschweißt werden müssen, umso kürzer ist die<br />
Montagezeit und umso geringer die Gefahr von Montagefehlern.<br />
Bilder: Aufmacher Jan Kliment – stock.adobe.com, <strong>05</strong> Zoeller,<br />
sonstige Stauff<br />
www.stauff.com<br />
<strong>05</strong><br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 39
SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />
KOMPAKTE DREHGEBER BRINGEN<br />
DYNAMIK IN DIE LOGISTIK<br />
SPECIAL<br />
Ob Lenkwinkelerfassung oder<br />
Geschwindigkeitsüberwachung – Sensoren<br />
spielen bei der exakten Steuerung autonomer<br />
Transportsysteme eine zentrale Rolle. Wir<br />
stellen Ihnen neue Drehgeber vor, die sich<br />
flexibel in verschiedensten fahrerlosen<br />
Transportfahrzeugen einsetzen lassen.<br />
Automated Guided Vehicles (AGV) werden mittlerweile<br />
in zahlreichen Branchen eingesetzt – zum Beispiel für<br />
die Reinigung und Behandlung von Sportböden. Hier<br />
präparieren autonome Spezialfahrzeuge den Boden für<br />
den jeweiligen Zweck, denn die Anforderungen an dessen<br />
Oberflächen eigenschaften variieren je nach Sportart erheblich.<br />
Menschen werden bei diesem Vorgang kaum noch benötigt –<br />
lediglich zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs definiert ein Bediener<br />
das Reinigungs- und Pflegeprogramm. <strong>Der</strong> Antrieb des<br />
Fahrzeugs erfolgt durch vier an den Rädern montierten Elektromotoren,<br />
deren Drehzahlen von einem Drehgeber erfasst und an<br />
Matthias Herrmann, Marketing Manager,<br />
MEGATRON Elektronik GmbH & Co. KG<br />
die Steuereinheit des AGVs übermittelt werden. Auf diese Weise<br />
kann das Fahrzeug zentimetergenau navigieren.<br />
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet für fahrerlose Transportsysteme<br />
(FTS) ist die Intralogistik. FTS bewegen in Lagerhallen<br />
Komponenten und fertige Produkte von einem Ort zum anderen.<br />
Damit der Transport so effizient wie möglich abläuft, müssen die<br />
Fahrzeuge sehr präzise gesteuert werden. Encoder des Drehgeber-Spezialisten<br />
Megatron übernehmen die Erfassung der Lenkwinkel<br />
sowie der Geschwindigkeit und sorgen für den optimalen<br />
Betrieb der Fahrzeuge.<br />
MODERNE ENCODER SORGEN<br />
DAFÜR, DASS AUTONOME MOBILE<br />
FAHRZEUGE ZENTIMETERGENAU<br />
NAVIGIEREN KÖNNEN<br />
LENKWINKELERFASSUNG – BESSER<br />
INKREMENTAL ODER ABSOLUT?<br />
Die exakte Steuerung eines FTS hängt maßgeblich von der Präzision<br />
der verbauten Drehgeber ab. Moderne Hall-Encoder wie die<br />
HTx-Serie von Megatron bieten verschiedene Schnittstellen für die<br />
Ausgabe eines absoluten Winkelwerts an – von einfachen analogen<br />
über serielle bis hin zu multifunktionalen CAN-Bus-Schnittstellen.<br />
<strong>Der</strong> FTS-Hersteller bekommt einen genau auf sein Fahrzeug abgestimmten<br />
Drehgeber mit einem vorprogrammierten Winkelbereich.<br />
40 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
01<br />
01 Die Drehgeber-Serie ETx25K<br />
zeichnet sich durch eine flache<br />
Bauweise mit einer Gehäusetiefe<br />
von gerade einmal 8 mm aus<br />
02 Die Drehgeber-Serie HTx25K ist<br />
besonders kompakt designt und eignet<br />
sich vor allem für den Einsatz in<br />
Anwendungen mit beengten Bauräumen<br />
02 Technik<br />
die bewegt<br />
Das spart Kosten in der Fertigung und bei der<br />
Programmierung der Elektronik. Manche<br />
AGV-Produzenten setzen für die Winkelmessung<br />
auch Inkrementalgeber ein, die<br />
Relativinformationen an die Elektronik des<br />
Fahrzeugs übertragen. Um trotzdem den momentanen,<br />
absoluten Lenkwinkel zu kennen,<br />
wird dieser durch die Auswerteeinheit des<br />
Fahrzeugs errechnet, wofür Referenzfahrten<br />
der Lenkmechanik implementiert werden.<br />
Ein Vorteil dieses Prinzips ist, dass der tatsächliche,<br />
komplette Lenkwinkel jedes einzelnen<br />
Fahrzeugs von der Elektronik erlernt<br />
wird und so Abweichungen durch mechanische<br />
Toleranzen in der Lenkmechanik eliminiert<br />
werden. Durch dieses Teach-In kann<br />
beispielsweise ein und dieselbe Drehgeber-<br />
Variante für verschiedene Fahrzeuge eingesetzt<br />
werden, da die Elektronik den jeweiligen<br />
Winkel erlernt.<br />
MEHR PRÄZISION DURCH<br />
TEACH-IN-DREHGEBER<br />
Megatron hat für solche Fälle eine besondere<br />
Elektronik im Programm, die eine Teach-<br />
In-Lösung für Absolutwertgeber bietet. Die<br />
programmierbare Multiturn-Elektronik (PM)<br />
ermöglicht es dem Kunden, den Anfangsund<br />
Endwert für das Ausgangssignal durch<br />
ein einfaches Programmiergerät direkt beim<br />
Einbau des Drehgebers zu setzen. Durch dieses<br />
Teachen lassen sich mechanische Toleranzen<br />
eliminieren, die es bei jedem AGV gibt.<br />
Darüber hinaus kann der Drehgeber bis zu<br />
200 Umdrehungen zählen, ist also als Multiturn-Drehgeber<br />
einsetzbar und daher auch<br />
für Anwendungen mit Getriebeübersetzung<br />
nutzbar. Die Lösung vereint die Vorteile von<br />
Absolutwertgebern mit denen der oben genannten<br />
Teach-In-Methode. Alle Drehgeber<br />
können mit der PM-Elektronik ausgestattet<br />
werden – sowohl die kompakten Ausführungen<br />
mit Kunststoffgehäuse (ETA25PM) und<br />
Gleitlager als auch die robusten Metallbauformen<br />
mit Kugellager (HTA25PM).<br />
JEDER MILLIMETER ZÄHLT<br />
Für Anwendungen mit wenig Bauraum<br />
stehen zusätzlich zu den klassischen Drehgebern<br />
auch Kit-Varianten zur Verfügung. Die<br />
Serie ETx25K ist beispielsweise ein Hallgeber<br />
mit Kunststoffgehäuse, der eine Einbauhöhe<br />
von gerade einmal 8 mm aufweist. Diese Encoder<br />
eignen sich deshalb besonders für sehr<br />
kleine AGVs, denn hier zählt jeder Millimeter.<br />
Für Anwendungen in rauen Umgebungen<br />
bietet Megatron mit dem HTx25K eine Variante<br />
aus Metall und Kabelverschraubung an<br />
(Einbauhöhe < 20 mm). Bei beiden Drehgebern<br />
positioniert der Kunde den mitgelieferten<br />
Magneten in definiertem Abstand zum<br />
Encoder und dieser sorgt dann für die berührungslose<br />
und verlässliche Winkelerfassung.<br />
Auch die Kit-Encoder sind als programmierbare<br />
(Teach-In-) Versionen erhältlich.<br />
Bilder: Aufmacher Vanitjan – stock.adobe.com,<br />
sonstige Megatron<br />
www.megatron.de<br />
Exakte Positioniergenauigkeit,<br />
geringe<br />
Geräuschentwicklung<br />
und ein hoher Wirkungsgrad<br />
sind wichtige<br />
Features für präzisionsgeschliffene<br />
Kugelgewindetriebe.<br />
Steinmeyer ist ihr<br />
verlässlicher Partner für<br />
Kugelgewindetriebe und<br />
bietet maßgeschneiderte<br />
Lösungen an.<br />
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SPECIAL MIKRO-DESIGN<br />
3PERSPEKTIVEN<br />
KLEIN UND DENNOCH PRÄZISE – BAUTEILE, VERFAHREN UND TRENDS<br />
2<br />
KOMPAKTES DESIGN<br />
FÜR MEHR<br />
NACHHALTIGKEIT<br />
1<br />
MIKROSTRUKTUREN<br />
MIT 3D-DRUCK<br />
<strong>Der</strong> Trend der Miniaturisierung geht<br />
weiter und immer mehr Neuentwicklungen<br />
in verschiedenen Industriebereichen<br />
erfordern einen hohen<br />
Grad an Details, Präzision und<br />
schneller Lieferzeit. Genau hier<br />
unterstützen wir als Sondermaschinenhersteller<br />
im 3D-Druck die<br />
Industrie. Und zwar immer dann,<br />
wenn möglichst CAD exakte, bestmögliche<br />
Oberflächen, hohe und<br />
filigrane Details und Wiederholbarkeit<br />
gefordert sind. Ein Beispiel ist<br />
hier die Projektions-Mikro-Stereolithografie<br />
(PµSL). Bauteile, die<br />
bisher aufwendig etwa im Mikro-<br />
Spritzguss hergestellt wurden,<br />
kommen nun aus dem 3D-Drucker.<br />
Steffen Hägele, Sales Manager Europe bei BMF<br />
Boston Micro Fabrication, Boston, USA<br />
Die Miniaturisierung ist der beste Weg,<br />
um Effizienz- und Nachhaltigkeitsziele zu<br />
erreichen. Leichtere und kleinere Geräte,<br />
Maschinen und Fahrzeuge benötigen<br />
weniger Energie für den Betrieb, sparen<br />
aber auch Ressourcen in der Produktion.<br />
Miniaturisierte Fluid-Control-Lösungen<br />
ermöglichen zudem innovative bislang<br />
nicht realisierbare Systemdesigns, die<br />
sowohl die Konstruktionskomplexität<br />
reduzieren, aber auch den Nutzungskomfort<br />
erhöhen können – gerade auch<br />
in tragbaren Geräten, beispielsweise in<br />
der Medizin- und Labortechnik.<br />
Jürgen Prochno, Geschäftsführer der Lee<br />
Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH,<br />
Sulzbach<br />
3<br />
INTEGRIERBARE MESSTECHNIK KANN FÜR DIE<br />
ELEKTRONIK ZUM KRAFTAKT WERDEN<br />
Automaten und Roboter benötigen integrierbare Messtechnik auf kleinem<br />
Bauraum, ein Anwendungsfeld mit Herausforderungen für die Elektronik.<br />
Kleiner und preiswerter werden, kann inakzeptable Abstriche an die<br />
Messgenauigkeit mit sich bringen und<br />
auch den Mikrocontroller mit fremden<br />
Aufgaben belasten. Ein geeignetes IC<br />
nimmt der Sensorentwicklung Zeit und<br />
Risiken und ist seinen Preis Wert dank<br />
Zusatzfunktionen. Moderne Prozesse<br />
erlauben uns diese höhere Komplexität<br />
ohne große Chipfläche – trotz ungünstigen<br />
Designzeiten und Kosten ein für uns<br />
nachhaltiger Ansatz für langlaufende<br />
Industrie-ICs.<br />
SPECIAL<br />
Dipl.-Ing. Joachim Quasdorf, studierte an<br />
der TH-Darmstadt Elektrotechnik und ist heute<br />
im ASSP-Vertrieb und -Marketing unter anderem<br />
für die technische Kundenbetreuung bei iC-Haus<br />
in Bodenheim zuständig<br />
42 DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> www.derkonstrukteur.de
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 06/<strong>2024</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 03. 06. <strong>2024</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 15. <strong>05</strong>. <strong>2024</strong><br />
01<br />
03<br />
02<br />
04<br />
01 Ein Türgriffsystem kombiniert nicht nur<br />
Bedienelemente und Schutztürüberwachung,<br />
es ermöglicht auch eine von Weitem sichtbare<br />
Anzeige des Betriebszustandes<br />
Bild: Schmersal<br />
02 Ressourcenknappheit: 64 Prozent der<br />
deutschen Industrieunternehmen wollen ihre<br />
Investitionen in Initiativen zur Förderung der<br />
Kreislaufwirtschaft erhöhen<br />
Bild: ABB<br />
DER DIREKTE WEG<br />
INTERNET:<br />
www.<strong>Der</strong><strong>Konstrukteur</strong>.de<br />
E-PAPER:<br />
digital.derkonstrukteur.de<br />
REDAKTION:<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
WERBUNG:<br />
sales@vfmz.de<br />
SOZIALE NETZWERKE:<br />
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www.twitter.com/derkonstrukteu<br />
03 Wenn Späne herumfliegen und das<br />
Kühlschmiermittel kräftig spritzt, gewährt ein<br />
Drehfenster die freie Sicht in den Arbeitsraum<br />
der Maschine<br />
Bild: Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH<br />
04 Da auch in den Endlagen von Trainingsgeräten<br />
hohe Kräfte walten, setzten Sportwissenschaftler<br />
auf Industriestoßdämpfer zum Schutz von Mensch<br />
und Maschine<br />
Bild: Universität Tübingen<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2024</strong>/<strong>05</strong> 43
FÜHL DEN<br />
DER<br />
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