antriebstechnik 6/2024
antriebstechnik 6/2024
antriebstechnik 6/2024
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19174<br />
06<br />
Juni <strong>2024</strong><br />
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Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
WÄLZLAGER<br />
EXAKTER BERECHNEN<br />
Methode zur Tragzahl-Modifizierung<br />
<strong>antriebstechnik</strong>.de
WISSEN SCHAFFT IDEEN<br />
TITEL<br />
10 Anwendungsneutrale<br />
Mobilrobotik<br />
14 Elektrifizierungskonzepte<br />
für Bagger & Co.<br />
SONDERAUSGABE MARKTÜBERSICHT<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
34<br />
Positions- und Neigungssensoren<br />
für AGVs<br />
5445<br />
SONDERAUSGABE<br />
MOBILITY<br />
MOBILE LÖSUNGEN FÜR DEN BETRIEBLICHEN EINSATZ<br />
FLUIDTECHNIK<br />
19174<br />
INNOVATION<br />
SCOUT 2023<br />
Oktober 2023<br />
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19174<br />
Die gesamte Antriebstechnik<br />
auf xx Seiten<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
Von Antriebselementen<br />
und Motoren bis hin zu<br />
Wälzlagern LINEARTECHNIK<br />
& Co.<br />
Große Lineareinheiten für<br />
komplexe Bewegungen<br />
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Das Jahresabonnement umfasst 11 Ausgaben + 2 Sonderausgaben und kostet € 160,- (Ausland € 175,- netto) inkl. Versandkosten.<br />
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Name/Vorname<br />
Position<br />
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PLZ/Ort<br />
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Vereinigte Fachverlage GmbH . Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz . Telefon: 06131/992-200<br />
E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.vereinigte-fachverlage.de<br />
„<strong>antriebstechnik</strong>“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz
EDITORIAL<br />
DER SENSOR HÖRT<br />
AUFS WORT<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
nicht nur, aber auch in der Antriebstechnologie sind Sensoren<br />
wichtige Elemente. Und sie werden wohl immer wichtiger, je<br />
größer die Bedeutung der durch sie gewonnenen Daten wird.<br />
Eine Fehlerquelle bei Sensoren kann aus unzuverlässiger<br />
Energieversorgung erwachsen. Eine neue Lösung für dieses<br />
Problem haben jetzt Wissenschaftler der ETH Zürich erdacht.<br />
Marc Serr-Garcia und Johan Robertsson haben einen Sensor<br />
entwickelt, der aus Umgebungsschall Energie gewinnen kann.<br />
Hunderte kleine, miteinander verbundene Plättchen werden<br />
von der mechanischen Energie des Schalls bewegt und ernten<br />
die Energie mithilfe eines piezoelektrischen Materials. Damit<br />
nicht genug: die Mikrostruktur im Inneren schwingt nicht bei<br />
allen Wörtern mit. So schwingt die Struktur, wenn man „vier“<br />
sagt, nicht aber wenn man „drei“ sagt, wie einer der Wissenschaftler<br />
anmerkt.<br />
Nicht alle Sensoren sind so intelligent, dass man mit ihnen<br />
sprechen kann. Aber Sensorik und Messtechnik machen<br />
große Fortschritte, die man auf der Sensor + Test Anfang Juni<br />
beobachten kann. Wir haben unser Special diesem Thema<br />
gewidmet und dabei von hochpräzisen Robotern bis zur<br />
Drehgeberproduktion und dem Condition Monitoring einige<br />
Themen eingefangen.<br />
Ich persönlich bin gespannt, wo sich Sensoren noch überall<br />
durchsetzen werden und an welchen Stellen man eher sagen<br />
wird: Keep it simple. Unsere Redaktion wird hier auch in<br />
Zukunft ihre Sensoren ausstrecken…<br />
Viel Vergnügen beim Lesen wünscht<br />
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EDITORIAL<br />
03 Der Sensor hört aufs Wort<br />
SOFTSTARTER<br />
06 Menschen, Märkte, Unternehmen<br />
MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
26<br />
ANZEIGE<br />
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
10 TITEL Lebensdauervorhersage von Wälzlagern<br />
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
16 Auf Tempo 100 in unter 3 Sekunden<br />
ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
18 Lebensdauerverlängerung von Elektromotoren<br />
TITELBILD<br />
NSK<br />
Ratingen<br />
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
22 Schwere Roboterzellen leicht verschieben<br />
24 Ausgewählt: Hannover Messe<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
26 Volle Transparenz bei der Instandhaltung<br />
36 30<br />
4 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
30 GIPFELTREFFEN: Mehr Intelligenz auf dem Chip<br />
36 Messgenauigkeit steigert Robotereffizienz<br />
38 Für den richtigen Dreh und schnelle Daten<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
40 Einfluss von unterschiedlich starken Stromdurchgängen<br />
auf Wälzlager<br />
Mehr erfahren<br />
SERVICE<br />
34 Impressum<br />
Keine Grenzen in Sicht<br />
Vision kann mehr.<br />
MEIN TIPP<br />
Ob magnetisch, optisch oder induktiv: Encoder-<br />
ICs sind so etwas wie die heimlichen Stars in der<br />
Antriebstechnik und stecken als Positionssensoren<br />
in Drehgebern, Motor-Feedback-Systemen<br />
oder Robotern. Die hochintegrierten System-on-<br />
Chips erreichen nicht nur immer höhere Auflösungen<br />
und erobern neue Anwendungen,<br />
sondern bieten auch eine beeindruckende<br />
On-Chip-Intelligenz. Mit Innovation und Kontinuität<br />
hat ein Familienunternehmen aus Bodenheim<br />
am Rhein diese Entwicklungen mit Halbleiterlösungen<br />
maßgeblich mitgestaltet. Anlässlich<br />
des 40-jährigen Firmenjubiläums sprachen<br />
wir mit dem Gründer und Geschäftsführer. Das<br />
ausführliche Interview lesen Sie ab Seite 30.<br />
Felix Berthold, Redakteur, F.Berthold@vfmz.de<br />
Hell<br />
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B&R bietet ein einzigartiges Vision-System bestehend<br />
aus Kameras, Objektiven, Beleuchtung und Software.<br />
Alle Komponenten sind nahtlos in das B&R-Automatisierungssystem<br />
integriert. Durch kompromisslose<br />
Leistungsstärke und Skalierbarkeit entstehen noch nie<br />
dagewesene Fähigkeiten für Maschinen und Anlagen.<br />
br-automation.com<br />
B&R | A member of the ABB Group
SOFTSTARTER<br />
IGUS ÜBERNIMMT SENSOR-SPEZIALISTEN<br />
Igus hat im März<br />
<strong>2024</strong> die mehrheitlichen<br />
Anteile am<br />
portugiesischen Atronia<br />
Tailored Sensing<br />
erworben. Der<br />
Sensor-Spezialisten<br />
bringt bereits seit<br />
fünf Jahren den<br />
Kunststoffprodukten<br />
aus Köln das Fühlen bei. Mit diesem strategischen Schritt will igus<br />
auf dem Markt der vernetzten Kunststoffbauteile weiter expandieren.<br />
Ziel ist es, Industrie-4.0-Produkte in Serie herzustellen und<br />
auch kleinen mittleren Unternehmen zugänglich zu machen. Igus<br />
investiert deshalb seit Jahren in Forschung und Entwicklung, um<br />
neuartige smart plastics zu entwickeln – Gleitlager, Energieketten<br />
und Leitungen, die mit Sensoren ausgestattet und ins Internet of<br />
Things eingebunden sind. Kooperationspartner bei der Entwicklung<br />
dieser smart plastics ist seit rund fünf Jahren der portugiesische<br />
Atronia Tailored Sensing. Der Sensor-Spezialist sorgt für die<br />
Ermittlung des IST-Zustand der Igus Produkte. Er bringt ihnen das<br />
Fühlen bei. Kennengelernt haben sich igus und Atronia 2019 als<br />
Standnachbarn auf der Fachmesse Sensor + Test in Nürnberg. So<br />
kam es zu einem ersten gemeinsamen Projekt. Atronia baute die<br />
Elektronik für einen Sensor namens EC.W. Montiert an Öffnungsstege<br />
von Energieketten erfassen die Sensoren den IST-Zustand<br />
und die restliche Lebensdauer der Kettenseitenteile.<br />
www.igus.de<br />
EMO 2025 NUR NOCH FÜNF TAGE<br />
Die Laufzeit der EMO Hannover 2025 wird künftig von sechs auf<br />
fünf Tage verkürzt. Die Entscheidung basiert auf dem klaren<br />
Wunsch der Aussteller, die Messe noch mehr zu fokussieren und<br />
zu komprimieren. „Die Verkürzung um einen Tag ist eine<br />
strategische Entscheidung, die darauf abzielt, die EMO Hannover<br />
noch effizienter und zielgerichteter zu gestalten“, begründet<br />
Dr. Markus Heering, Geschäftsführer beim EMO-Veranstalter<br />
VDW (Verein Deutscher Werkezugmaschinenfabriken), die<br />
Veränderung. In den vergangenen Jahren haben sich die<br />
Gewohnheiten signifikant verändert. Die durchschnittliche<br />
Dauer liegt laut Besucherbefragung bei etwas über einem Tag.<br />
Internationale Gäste bleiben etwas länger.<br />
www.emo-hannover.de<br />
DESTACO WIRD TEIL DER STABILUS-GRUPPE<br />
Die Stabilus-Gruppe hat<br />
den Erwerb des Industrial-<br />
Automation-Spezialisten<br />
Destaco abgeschlossen.<br />
Stabilus SE übernimmt<br />
Destaco mit Hauptsitz in<br />
Auburn Hills, Michiga/USA.<br />
Nach intensiver Prüfung<br />
und Analyse der strategischen Übereinstimmung hatten<br />
beide Unternehmen am 11. Oktober 2023 den Kaufvertrag<br />
unterzeichnet. Auf Basis der zwischenzeitlich erfolgten<br />
behördlichen Genehmigungen wird Destaco zu 100 Prozent<br />
durch die Stabilus SE übernommen. Das Angebotsspektrum<br />
beider Partner ist komplementär und lässt sich vor allem für<br />
Industriekunden zu ganzheitlichen Lösungen verbinden.<br />
Während die Produkte der Stabilus-Gruppe kontrollierte<br />
Bewegungsabläufe und exakte Vibrationsisolierung ermöglichen,<br />
liegen die Stärken von Destaco bei manuellen Spannern,<br />
Kraftspannern und End-of-Arm-Tools für Robotik sowie<br />
Greifern und Indexern für die Automatisierung. Destaco<br />
erzielte 2022 rund 213 Millionen US-Dollar Umsatz (rund<br />
200 Millionen Euro). Das 1915 gegründete Unternehmen<br />
entwickelt und produziert an 13 Standorten weltweit<br />
Komponenten und Lösungen in den Bereichen Automatisierung,<br />
Spanntechnik und Remote-Handling.<br />
www.stabilus.com<br />
SIEMENS ÜBERNIMMT SPARTE FÜR<br />
INDUSTRIELLE ANTRIEBSTECHNIK<br />
Die Siemens AG<br />
hat eine<br />
Vereinbarung<br />
über den Kauf<br />
des Geschäfts<br />
für industrielle<br />
Antriebstechnik<br />
(IDT) von<br />
ebm-papst<br />
unterzeichnet.<br />
Dieses Geschäft<br />
mit rund 650 Mitarbeitern umfasst intelligente, integrierte<br />
mechatronische Systeme im Schutzkleinspannungsbereich<br />
sowie Fahrlenksysteme, die in freibeweglichen, fahrerlosen<br />
Transportsystemen zum Einsatz kommen. Die Akquisition<br />
ergänzt das Siemens Xcelerator-Portfolio. Die Transaktion soll<br />
bis Mitte 2025 abgeschlossen sein und unterliegt den<br />
erforderlichen außenwirtschaftlichen und fusionskontrollrechtlichen<br />
Freigaben. Das IDT-Geschäft von ebm-papst<br />
befindet sich an den deutschen Standorten St. Georgen und<br />
Lauf an der Pegnitz sowie dem rumänischen Oradea. Über<br />
den Kaufpreis wurde Stillschweigen vereinbart. Cedrik Neike,<br />
Mitglied des Vorstands der Siemens AG und CEO von Digital<br />
Industries sagt: „Das innovative Portfolio von ebm-papst an<br />
mechatronischen Antriebssystemen und seine hochqualifizierten<br />
Mitarbeitenden passen hervorragend zu Siemens. Wir<br />
erschließen uns mit dieser Akquisition neue Geschäfts- und<br />
Kundenpotenziale in dem schnell wachsenden Markt<br />
intelligenter, batteriebetriebener Antriebslösungen in der<br />
Intralogistik sowie mobiler Roboterlösungen.“<br />
www.siemens.com<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SOFTSTARTER<br />
MASCHINENEXPORTE IM ERSTEN QUARTAL WEITER RÜCKLÄUFIG<br />
Die Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus in Deutschland verzeichneten<br />
im ersten Quartal <strong>2024</strong> einen weiteren Rückgang ihrer Ausfuhren: Nach vorläufigen<br />
Berechnungen des Statistischen Bundesamtes betrug das Minus nominal<br />
4,6 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Preisbereinigt lag das Ergebnis sogar 7,0 Prozent<br />
unter dem Vorjahreswert. Damit setzte sich die bereits im vergangenen Jahr<br />
zu beobachtende deutliche Abschwächung der Exporte fort. Insgesamt wurden<br />
Maschinen und Anlagen im Wert von 50 Milliarden Euro aus Deutschland in alle<br />
Welt exportiert. Die Exporte in die Partnerländer der Europäischen Union gingen<br />
im ersten Quartal nominal um 7,1 Prozent und damit stärker als in die übrige Welt zurück. Bei der Nachfrage aus den USA erreichte<br />
das Wachstum im ersten Quartal <strong>2024</strong> nur noch einen kleinen Zuwachs von nominal 2,1 Prozent. Das China-Geschäft der Maschinenexporteure<br />
ist nach wie vor schwach. Im ersten Quartal <strong>2024</strong> blieben die Maschinenexporte aus Deutschland um nominal<br />
2,1 Prozent unter dem ohnehin schon nicht allzu hohen Vorjahresergebnis zurück.<br />
www.vdma.org<br />
IFM STEIGERT 2023<br />
UMSATZ<br />
Ifm gab einen<br />
Umsatzrekord<br />
gemäß vorläufigem<br />
Konzernabschluss<br />
bekannt.<br />
Erstmals<br />
gibt es weltweit<br />
über 9.000<br />
Beschäftigte. Im<br />
vorläufigen<br />
Konzernabschluss<br />
(Stand<br />
10.04.2023) wird mit einem<br />
Umsatz von über 1, 4 Mrd. Euro<br />
wiederum ein neuer Umsatzrekord<br />
und einem Wachstum von<br />
3 Prozent ausgewiesen. Die<br />
regionalen Schwerpunkte des<br />
Wachstums lagen dabei in den<br />
USA sowie in Südwest-Europa.<br />
Das Ergebnis (EBIT) liegt bei<br />
5,8 Prozent (Vorjahr 7,6 Prozent).<br />
Bei der Gesamtzahl der<br />
Beschäftigten wurde im Jahr<br />
2023 ebenfalls ein neuer<br />
Höchststand erreicht: Innerhalb<br />
der Gruppe sind es über 9.000.<br />
Für das laufende Geschäftsjahr<br />
sind die Aussichten etwas<br />
verhalten, wie Christoph von<br />
Rosenberg (Bild), Finanzvorstand<br />
der Ifm-Gruppe betont:<br />
„Die verschieden weltweiten<br />
Konflikte, Krisen und inflationseindämmenden<br />
Maßnahmen<br />
der Zentralbanken führen zu<br />
einer Eintrübung des weltweiten<br />
Maschinenbaus. Speziell im<br />
zweiten Halbjahr erwarten wir<br />
jedoch Wachstumsimpulse,<br />
sodass wir derzeit von einem<br />
leichten Wachstum im Jahr<br />
<strong>2024</strong> ausgehen.“<br />
www.ifm.com<br />
MEHR VERBINDUNG<br />
MEHR-VERBINDUNG.DE<br />
MEHR-VERBINDUNG.DE<br />
WENIGER<br />
WENIGER<br />
STECKER<br />
STECKER<br />
DURCH AS-INTERFACE<br />
DURCH AS-INTERFACE<br />
IIoT Tour Köln<br />
19.06.<strong>2024</strong><br />
Motorworld Köln<br />
Gebäudetechnik Tour Köln<br />
20.06.<strong>2024</strong><br />
Motorworld Köln<br />
26.06.<strong>2024</strong> - 27.06.<strong>2024</strong><br />
Messe Straubing<br />
Stand M-155
SOFTSTARTER<br />
HELUKABEL WÄCHST INTERNATIONAL STARK<br />
Die Helukabel-Gruppe blickt auf ein erfolgreiches Geschäftsjahr 2023 zurück:<br />
Mit knapp 1,1 Mrd. Euro erzielte der Systemanbieter für elektrische Verbindungstechnik<br />
den zweithöchsten Umsatz der Unternehmensgeschichte. Ein<br />
Grund für den Erfolg ist das starke internationale Wachstum des Unternehmens.<br />
Helukabel ist mittlerweile an 69 Standorten in 40 Ländern präsent,<br />
darunter seit neuestem auch Marokko, Irland und Kolumbien. Im chinesischen<br />
Changzhou wurde erst kürzlich ein neues Fertigungswerk für Kabel und<br />
Leitungen fertiggestellt – die größte Einzelinvestition in der Geschichte des<br />
Unternehmens. Auch in Deutschland baut Helukabel seine Produktionskapazitäten<br />
kontinuierlich aus und entwickelt sein Portfolio immer stärker in<br />
Richtung einbaufertiger Systemlösungen weiter. „Unser nachhaltiger Erfolg trotz zunehmender wirtschaftlicher Unsicherheiten ist<br />
für uns Bestätigung und Ansporn zugleich“, betont Helukabel-Geschäftsführer Marc Luksch.<br />
www.helukabel.com<br />
PARTNERSCHAFT ZWISCHEN FESTO UND<br />
PHOENIX CONTACT<br />
Festo, Hersteller<br />
pneumatischer und<br />
elektrischer Automatisierungstechnik,<br />
wird<br />
PLCnext Technology,<br />
das offene Ecosystem<br />
von Phoenix Contact<br />
für die moderne<br />
Automation, in<br />
zukünftigen intelligenten<br />
Geräten einsetzen.<br />
Dadurch wird die<br />
Innovationskraft beider<br />
Unternehmen mit dem<br />
Ziel gebündelt, die industrielle Automatisierung auf eine neue<br />
Stufe zu heben. Das gemeinsame Ziel von Festo und<br />
Phoenix Contact ist, die Anforderungen, die sich aus dem<br />
Zusammenwachsen von IT und OT (Information Technology und<br />
Operations Technology) in der Industrie ergeben, durch offene<br />
Automatisierungslösungen zu erfüllen. Mit Festo setzt ein<br />
führendes Unternehmen der Branche auf PLCnext Technology.<br />
Festo hat für die zukünftige Ausrichtung einen Partner mit<br />
offenem Systemansatz gesucht, der ein entsprechendes<br />
Betriebssystem zur Verfügung stellt, dieses weiterentwickelt<br />
und breit in den Markt bringen will. „Mit PLCnext Technology<br />
nutzen wir die technologisch führende Plattform in der<br />
Automatisierungstechnik. Wir sind überzeugt, dass die Offenheit<br />
von PLCnext Technology unseren Kunden viele Vorteile<br />
verschafft“, hebt Gerhard Borho, Vorstand Information Technology<br />
and Digitalisation bei Festo, hervor.<br />
www.phoenixcontact.com<br />
DATASPACE FOR EVERYBODY<br />
Anfang Mai fand die offizielle Eröffnungsfeier des AAS Dataspace<br />
for Everybody statt – einer Plattform, die auch kleinen und<br />
mittleren Unternehmen den Zugang zu Datenräumen, Digitalen<br />
Zwillingen und Verwaltungsschalen (engl. Asset Administration<br />
Shell, kurz AAS) erleichtert. Am Fraunhofer IESE in<br />
Kaiserslautern waren über 60 Vertreter aus Wissenschaft und<br />
Wirtschaft zusammengekommen. Das Fraunhofer IESE und die<br />
Industrial Digital Twin Association (IDTA) gemeinsam mit der<br />
NetApp Deutschland GmbH, der Plattform Industrie 4.0, der<br />
Xitaso GmbH sowie der congatec GmbH haben mit dem AAS<br />
Dataspace for Everybody eine Software-as-a-Service-Lösung<br />
entwickelt. Der AAS Dataspace for Everybody bietet Unternehmen<br />
eine benutzerfreundliche Plattform zum Teilen von Daten<br />
sowie vorkonfigurierte Softwarelösungen auf Basis der Open-<br />
Source-Middleware Eclipse BaSyx. Mit diesem Tool können die<br />
Unternehmen Digitale Zwillinge ihrer Fertigungslinien erstellen,<br />
ihren CO2-Fußabdruck berechnen und digitale Produktpässe<br />
umsetzen.<br />
www.industrialtwin.org<br />
NEUER CTO BEI BOGE<br />
Neuzuwachs an der<br />
Führungsspitze von<br />
Boge: Dr. Sebastian<br />
Göbel (Bild re.)<br />
übernahm ab dem<br />
ersten Quartal <strong>2024</strong><br />
die technische<br />
Geschäftsführung des<br />
Bielefelder Druckluftspezialisten.<br />
Er<br />
verstärkt damit das<br />
Führungsteam um Olaf Hoppe, der weiterhin die kaufmännische<br />
Geschäftsführung verantwortet. Mit mehr als 13 Jahren<br />
Führungserfahrung im Maschinen- und Anlagenbau soll Göbel<br />
das Unternehmen strategisch und operativ weiter voranbringen.<br />
Göbel studierte Werkstoffwissenschaften an der TU Berlin<br />
und Maschinenbau an der RWTH Aachen. In den vergangenen<br />
15 Jahren sammelte er Praxis- und Führungserfahrung – unter<br />
anderem bei Procter und Gamble, AHT Cooling Systems und<br />
Weiss Technik. Er tritt die Nachfolge des Geschäftsbereichsleiters<br />
Michael Rommelmann an.<br />
www.boge.com<br />
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WACHSTUM IM GESCHÄFTSJAHR<br />
Die Fraba Gruppe, ein<br />
führendes Unternehmen<br />
in der Branche der<br />
industriellen Bewegungssensoren,<br />
konnte im Jahr<br />
2023 ein Wachstum von<br />
16 % im Gesamtgeschäft<br />
verzeichnen. Der Jahresumsatz<br />
stieg auf 46 Millionen<br />
Euro. Zudem eröffnete<br />
die Gruppe ein neues Büro und Forschungs- und Entwicklungszentrum in<br />
Cluj, Rumänien. Das Jahr brachte ebenfalls bedeutende Fortschritte bei der<br />
Einführung einer neuen Produktgeneration in den Geschäftseinheiten<br />
Posital und Ubito. Ein weiterer Höhepunkt des Jahres 2023 war die<br />
Steigerung der Produktion in der Fraba-Fabrik in Johor Bahru, Malaysia.<br />
Diese Anlage verfügt über ein halbautomatisiertes, computergesteuertes<br />
Produktionssystem, das für die Massenfertigung konzipiert ist. Sie adressiert<br />
die wachsende Nachfrage nach Wiegand-Komponenten für Ereigniserfassung<br />
und Energiegewinnung sowie die Beliebtheit der Kit-Encoder von<br />
Posital. Die Produktion von Wiegand-Sensoren verdoppelte sich im<br />
Vergleich zu 2022, während die Produktion von Kit-Encodern fast verdreifacht<br />
wurde.<br />
www.fraba.com<br />
Zahnriemen<br />
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Der neue<br />
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Zahnriementechnik aus Porta Westfalica. Das ist Bewegung.<br />
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WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
TITEL<br />
10 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
TITEL<br />
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
NEUES VERFAHREN<br />
LEBENSDAUERVORHERSAGE<br />
VON WÄLZLAGERN<br />
Die Ermittlung der Lebensdauer von Wälzlagern basiert<br />
auf der ISO-Norm 281∶2007. Diese Norm erlaubt unter<br />
bestimmten Voraussetzungen die Modifikation<br />
(sprich: Erhöhung) der Lebensdauer. Bisherige<br />
Modifikationen mussten allerdings durch weitere<br />
Testreihen gestützt werden oder sie bezogen sich auf<br />
äußere Randbedingungen wie die Bewertung der<br />
Schmierfähigkeit. Nun hat NSK ein zerstörungsfreies<br />
Prüfverfahren zur Modifikation der dynamischen<br />
Tragzahl entwickelt. Dieses Verfahren erlaubt den<br />
Verzicht auf weitere Testreihen und der Anwender der<br />
Wälzlager profitiert von einer grundsätzlichen<br />
Steigerung ihrer Lebensdauer.<br />
Waldemar Sosnowski, Teamleader Application Engineering,<br />
NSK Deutschland GmbH, Ratingen<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 11
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
TITEL<br />
Seitdem die Lebensdauerberechnung von Wälzlagern<br />
durch Empirie untermauert wurde, haben sich Werkstoffreinheit<br />
und die Fertigungsmöglichkeiten deutlich<br />
verbessert. Die Konsequenz: Die tatsächliche Lebensdauer<br />
der eingesetzten Lager hat sich gegenüber einer initialen<br />
Dimensionierung auf Basis von ISO 281 (mit der Lebensdauer<br />
L10 als Zielgröße) deutlich erhöht.<br />
Meistens nutzen Konstrukteure für die Berechnung der<br />
Lagerlebensdauer die Katalogwerte der Hersteller. Oder sie geben<br />
die äußeren Lasten und die Lager komfortabel in einem Berechnungsprogramm<br />
ein. In diesen Programmen sind teilweise<br />
die in den Herstellerkatalogen angegebenen Tragzahlen der einzelnen<br />
Lagerbaureihen hinterlegt.<br />
Die Ausführung der grundlegenden Berechnung erfolgt aber<br />
immer noch nach ISO 281. Aus Einflussgrößen wie zum Beispiel<br />
Temperatur und Schmierung können sich Modifikationen ergeben<br />
(„mod. L10”), die zu Lebensdauererhöhungen führen. Die<br />
neueste allgemein bekannte Modifikation ist in der ISO/TS<br />
16281:2008 („Wälzlager – Dynamische Tragzahlen und nominelle<br />
Lebensdauer-Berechnung der modifizierten nominellen Referenz-Lebensdauer<br />
für Wälzlager) festgehalten.<br />
DISKREPANZ ZWISCHEN ERRECHNETER UND<br />
TATSÄCHLICHER LEBENSDAUER WÄCHST<br />
Diese Art der Berechnung ist bewährt und zuverlässig und hat<br />
sich weltweit zum Standard entwickelt. Weil die Hersteller die Lager<br />
aber immer einheitlicherer und in immer höherer Qualität<br />
fertigen können und die verwendeten Werkstoffe ebenfalls einheitlicher<br />
und reiner sind, liegt die tatsächliche Lebensdauer der<br />
Lager im Einsatz meist höher als berechnet. Man geht sogar dazu<br />
über, die Bedeutung der L10-Aussage zu ignorieren und die berechnete<br />
Lebensdauer für 100% der Lager und nicht nur für 90%<br />
anzusehen.<br />
Für eine Korrelation mit der tatsächlichen Lebensdauer können<br />
Modifikationen helfen. Man kann entweder die Umgebungsbedingungen<br />
bewerten oder durch Resultate aus aufwendigen<br />
Testreihen die Werkstoffeigenschaften anheben.<br />
01 Aus der Größe und Menge nichtmetallischer Einschlüsse lassen<br />
sich Rückschlüsse auf die Lebensdauer von Wälzlagern ziehen<br />
02 Nichtmetallische Einschlüsse im Material der Lagerringe sind<br />
eine zentrale Ursache für Abblätterungen<br />
03 Das von NSK entwickelte Micro-UT Messverfahren ermöglicht<br />
eine genaue Ermittlung der dynamischen Tragzahl von Wälzlagern –<br />
Messgröße ist dabei die Anzahl von nichtmetallischen Einschlüssen<br />
im Lagerstahl<br />
ENTWICKLUNG EINES NEUEN PRÜFVERFAHRENS<br />
Dieses Verfahren – so die Überlegung von NSK – sollte dahingehend<br />
vereinfacht werden, dass neben den empirischen Tests<br />
auch rechnergestützte Modelle zum Einsatz kommen, die als „digitaler<br />
Zwilling“ verwendet werden. Das Ziel sollte es sein, letztlich<br />
auf weitere Lebensdauer-Testreihen mit realen Lagern<br />
verzichten zu können und die Modifikation der dynamischen<br />
Tragzahl durch digitale Auswertungen zu ermitteln. Dafür musste<br />
jedoch zunächst ein geeignetes Prüfverfahren und ebenso das<br />
passende Prüfkriterium gefunden bzw. entwickelt werden.<br />
Ausgangsbasis der Verfahrensentwicklung ist das empirisch gewonnene<br />
Forschungsergebnis, dass die Zusammensetzung des<br />
Lagerstahls und seine Qualität – insbesondere der Anteil an<br />
nichtmetallischen Verunreinigungen im Stahl – ein guter Indikator<br />
für die Lebensdauer eines Wälzlagers unter den gegebenen<br />
bzw. definierten Bedingungen ist (Bild 01). Diese Verunreinigungen<br />
beeinflussen die Rissentstehung im Material, und dies<br />
wiederum ist die Hauptursache für die Ermüdung der Funktionsflächen<br />
des Lagers bzw. für das Erreichen des Endes seiner<br />
Lebensdauer.<br />
GEFÜGEVERÄNDERUNGEN<br />
DURCH NICHTMETALLISCHE EINSCHLÜSSE<br />
Der Schadensmechanismus ist folgender: Nichtmetallische Einschlüsse<br />
führen beim Betrieb des Lagers, d. h. bei permanentem<br />
Überrollen, zu Spannungen und ungleichförmigen Belastungen<br />
im Material. Als Folge entsteht eine Veränderung der kristallinen<br />
Struktur, die Ermüdungsrisse begünstigt. Diese Risse breiten sich<br />
aus und entwickeln sich zu Abblätterungen, die neben dem<br />
(durch Abrieb entstehenden) Lagerverschleiß zu den zentralen<br />
Faktoren für die Ermüdung des Lagers bzw. dessen Lebensdauer<br />
gehören. (Bilder 02 und 04).<br />
Eben diesen Faktor – die Ermüdung durch Gefügeveränderung –<br />
kann man durch reinere Werkstoffe beeinflussen. Da NSK hochreine<br />
Werkstoffe verwendet, ist ein Korrekturfaktor für die Lebensdauerberechnung<br />
nötig und sinnvoll. Dieser Korrekturfaktor<br />
sollte ermittelt werden.<br />
ERMITTLUNG DER DYNAMISCHEN TRAGZAHL<br />
MIT ULTRASCHALLPRÜFUNG<br />
Um dieses Ziel zu erreichen, hat NSK zunächst in Zusammenarbeit<br />
mit der Universität Kyushu ein Verfahren zur Ermittlung der<br />
tatsächlichen Lebensdauersteigerung entwickelt. Die Forscher<br />
und Entwickler stellten mit einer quantitativen Bewertungsmethode<br />
fest, welche Faktoren bzw. welche Anzahl und Größe von<br />
Verunreinigungen den Prozess der Rissausbreitung in einem<br />
02<br />
01<br />
12 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
04 Nichtmetallische<br />
Einschlüsse im Lagerstahl können<br />
zu Abblätterungen führen und<br />
die Lebensdauer des Lagers<br />
beeinflussen<br />
05 Die dynamischen Tragzahlen<br />
vieler Baureihen konnten auf der<br />
Basis des neuen Prüfverfahrens<br />
erhöht werden<br />
04 05<br />
Wälzlagerstahl beeinflussen und in welchem Ausmaß. Dabei kamen<br />
Computer mit extremer Rechenleistung zum Einsatz, um Simulationen<br />
zu fahren und zu analysieren.<br />
Diese Grundlage wird jetzt für die Bewertung der Ergebnisse<br />
eines neu und eigens für diese Anwendung entwickelten Ultraschallprüfverfahrens<br />
genutzt, das nichtmetallische Einschlüsse<br />
im Stahl detektiert. Damit lässt sich – in Verbindung mit entsprechender<br />
Analysetechnik – nachweislich die Lebensdauer von<br />
Wälzlagern mit sehr viel höherer Genauigkeit bestimmen<br />
(Bild 03).<br />
SCHNELLERE UND PRÄZISERE<br />
ZERSTÖRUNGSFREIE MESSUNG<br />
Im Vergleich zu den bisher verwendeten mikroskopischen Verfahren<br />
zur Werkstoffuntersuchung ermöglicht das Ultraschallprüfverfahren<br />
Micro-UT, das im Rahmen des Projektes entwickelt<br />
wurde, die Prüfung von 3.000fach größeren Rohlingen in<br />
der Messung. Dafür muss nur 20 % der Zeit aufgewendet werden,<br />
weil das Verfahren zerstörungsfrei arbeitet und somit keine Prüfkörper<br />
aufgeschnitten und geschliffen werden müssen.<br />
Um dieses Verfahren zur Praxistauglichkeit zu entwickeln, war<br />
ein hoher Forschungs- und Entwicklungsaufwand notwendig.<br />
Ziel war es dabei, aus der Anzahl und Größe der nichtmetallischen<br />
Einschlüsse genaue Rückschlüsse auf eine Tragzahlerhöhung<br />
zu erzielen. Auf dieser Basis kann der tatsächliche Einfluss<br />
des Werkstoffs im Vergleich zur Tragzahl nach ISO 281 ermittelt<br />
werden. Daraus wiederum lässt sich ein Modifikationsfaktor errechnen,<br />
der eine höhere dynamische Tragzahl ergibt.<br />
NSK setzt diese innovativen Prüfsysteme, die Fremdkörper<br />
und Verunreinigungen im Wälzlagerstahl „zählen“ und bewerten,<br />
inzwischen in seinen Technologiezentren auf der ganzen<br />
Welt ein. In Verbindung mit den Rechenmodellen, die ebenfalls<br />
gemeinsam mit der Universität Kyushu entwickelt wurden und<br />
die einen „digitalen Zwilling“ des jeweiligen Wälzlagers repräsentieren,<br />
kann der Modifikationsfaktor der jeweiligen Lagerbaureihe<br />
ermittelt werden.<br />
03<br />
GENAUERES PRÜFVERFAHREN – LÄNGERE<br />
LEBENSDAUER<br />
Die Werte einiger Baureihen wurden bereits nach oben korrigiert.<br />
Die Kunden können sich dabei darauf verlassen, dass die Ermittlung<br />
der neuen Werte für die Lagerlebensdauer auf der Grundlage<br />
einer sorgfältig untersuchten Methodik erfolgt, die durch eine<br />
umfangreiche empirische Datenbasis gestützt wird. Alle neuen –<br />
und grundsätzlich höheren – Werte werden innerhalb des sicheren<br />
Bereichs liegen.<br />
Aus Sicht der Endanwender bietet das neue, von NSK entwickelte<br />
Prüfverfahren und als Konsequenz die entsprechende Anpassung<br />
des Korrekturfaktors für die Lagerlebensdauer deutliche<br />
Vorteile. Weil die Intervalle für Service und Lageraustausch verlängert<br />
werden können, sparen sie Kosten für Wälzlager, Personalaufwand<br />
und ggfs. Maschinenstillstand, und es werden auch<br />
weniger Ressourcen verbraucht. Gegebenenfalls kann auch ein<br />
kleineres Lager eingesetzt und somit Bauraum gespart werden.<br />
Bilder: NSK, Shutterstock<br />
www.nskeurope.de<br />
DIE IDEE<br />
„Durch die Verwendung von angemessenen<br />
Tragzahlen bietet sich<br />
dem Konstrukteur schon bei der<br />
Dimensionierung eines Lagers ein<br />
besserer Vergleich der Leistungsfähigkeit.<br />
Denn Modifikationen aus<br />
dem Umgebungseinfluss einer<br />
Anwendung sollten dann unabhängig<br />
vom Wälzlagerhersteller gleich<br />
bewertet werden können. Allerdings<br />
muss man sich dann neu darauf<br />
einstellen, dass die erhöhte Lebensdauervorhersage<br />
womöglich nicht<br />
mehr die gewohnte Reserve bietet.“<br />
Waldemar Sosnowski,<br />
Teamleader Application Engineering,<br />
NSK Deutschland GmbH<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 13
MARKTPLATZ<br />
FIFTY-FIFTY AUS HOLZ UND KUNSTSTOFF<br />
Nachwachsende<br />
Rohstoffe in die<br />
industrielle Fertigung<br />
integrieren: Wie das<br />
geht, zeigt Igus mit<br />
seinem neuen<br />
Drehkranzlager aus<br />
Wood-Plastic-Composite<br />
(WPC). Das neue<br />
PRT besteht aus WPC:<br />
einer Mischung aus<br />
50 Prozent Holzfasern und 50 Prozent Iglidur-Hochleistungskunststoffen.<br />
In den Werkstoffen sind inkorporierte Festschmierstoffe,<br />
welche das Drehkranzlager leichtgängig,<br />
schmier- und wartungsfrei machen. Der Holzanteil verleiht ihm<br />
ein natürliches Aussehen. Sowohl das Gehäuse als auch das<br />
Bauteil bestehen aus dem Material. Lediglich vier Schrauben<br />
verbinden die beiden Teile miteinander. Das Ergebnis ist ein<br />
kostengünstiges und schmierfreies Drehkranzlager. Speziell für<br />
die gängige PRT 02 Baugröße entwickelt, stellt das Drehkranzlager<br />
eine preisgleiche Alternative zum Low-Cost-PRT aus<br />
Vollkunststoff dar – ohne Kompromisse bei der Leistung. Es<br />
ermöglicht einfache Verstellungen, etwa in der Möbeltechnik,<br />
und bietet gleichzeitig eine robuste Konstruktion, die den<br />
Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht wird.<br />
www.igus.de<br />
VOLLSTÄNDIGES MECHANISCHES SYSTEM<br />
Stöber präsentiert eine<br />
neue hochwertige<br />
Zahnstange. Damit rundet<br />
der Antriebsspezialist sein<br />
Portfolio nach unten ab.<br />
Die Komponente ergänzt<br />
die Zahnstangentriebe als<br />
kompaktes, prozesssicheres<br />
Easy-to-use-System.<br />
Laut Unternehmen erhält<br />
der Anwender so ein optimal aufeinander abgestimmtes<br />
System aus einer Hand. Das Besondere an den neuentwickelten<br />
Zahnstangen ist die doppelte Anzahl an Befestigungsbohrungen.<br />
Statt wie üblich alle 125 mm befindet sich nun alle<br />
62,5 mm eine Bohrung für die Verschraubung. Damit erhöht<br />
sich die Anpresskraft der Komponente am Maschinenkörper um<br />
das Doppelte. Ein Verstiften erübrigt sich, ist aber dank<br />
vorhandener Stiftbohrungen möglich. Das sorgt für ein hohes<br />
Maß an Sicherheit. Der Anwender profitiert zudem von der<br />
Montagefreundlichkeit. Mit der neuen Zahnstange führt der<br />
Hersteller seinen Systemgedanken konsequent weiter: So wie<br />
der Kunde nun ein vollständiges mechanisches System erhält,<br />
liefert der Antriebsspezialist bei Bedarf auch die komplette<br />
Automatisierungslösung aus Getriebe, Motor, Elektronik – und<br />
nicht zuletzt den Kabeln.<br />
www.stoeber.de<br />
TATSÄCHLICHE ANTRIEBSAUSLASTUNG<br />
VISUALISIEREN<br />
Baumüller hat sein Inbetriebnahmetool ProDrive um eine<br />
Antriebskennlinien-Analyse erweitert. Dank der neuen Funktion<br />
können Ingenieure die tatsächliche Auslastung ihres<br />
Antriebssystems nun schnell und unkompliziert visualisieren.<br />
So kann während der Inbetriebnahme festgestellt werden, ob<br />
das System optimal dimensioniert ist oder ob Anpassungen<br />
nötig sind, um die Leistungsfähigkeit der Komponenten<br />
optimal auszunutzen. Die innovative Analysefunktion kann bei<br />
der Neuentwicklung von Maschinen oder im Service genutzt<br />
werden. Die Antriebskennlinie vereint dabei alle relevanten<br />
Informationen zu Motor, Umrichter und Regelung. ProDrive<br />
stellt die Nenn- und die Grenzkennlinie des Motors übersichtlich<br />
dar und visualisiert die Antriebskennlinie abhängig von den<br />
relevanten Betriebsbedingungen und Reglereinstellungen.<br />
Ingenieure können entweder einen bestimmten Betriebspunkt<br />
eingeben oder Daten aus einer Messung einlesen.<br />
www.baumueller.com<br />
FREQUENZUMRICHTER – LEISTUNGSTRÄGER<br />
DER ENERGIEWENDE<br />
Hochgeschwindigkeits-Antriebslösungen<br />
sind vielfach<br />
Schlüsseltechnologien<br />
zur weltweiten<br />
Reduktion von CO 2<br />
.<br />
Ein wesentlicher<br />
Baustein bei der<br />
Umsetzung dieser<br />
Applikationen sind<br />
Frequenzumrichter,<br />
wie die SD4x-Produktfamilie von Sieb & Meyer. Diese leistet<br />
einen direkten Beitrag, den Wirkungsgrad verschiedener<br />
klimafreundlicher Anwendungen deutlich zu verbessern und<br />
Energie zu sparen. Wie das in der Praxis aussieht, zeigt unter<br />
anderem das Beispiel einer Abwasseraufbereitungsanlage, die<br />
mit Turboverdichtern oder Turbokompressoren belüftet wird.<br />
Die Hauptcharakteristik dabei ist der Rund-um-die-Uhr-Betrieb<br />
der Verdichter und Kompressoren an 365 Tagen im Jahr.<br />
Entsprechend ist die Anlageneffizienz ein wichtiges Thema,<br />
eine möglichst geringe Motorerwärmung die große Herausforderung.<br />
Sieb & Meyer löst diese Anforderungen durch den<br />
Einsatz der 3-Level-Endstufen-Technologie. Das ist zwar im<br />
Vergleich zu der klassischen 2-Level- Endstufe aufwändiger und<br />
teurer, kann jedoch den Wirkungsgrad der Turboverdichter oder<br />
Turbokompressoren um mehrere Prozentpunkte erhöhen. Ein<br />
weiteres Anwendungsbeispiel für Multi-Level-Umrichter von<br />
Sieb & Meyer sind spezielle Schnellladestationen für Regionen<br />
mit schwacher Netzstruktur.<br />
www.sieb-meyer.de<br />
14 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
NUR 18 MILLIMETER LÄNGER<br />
Faulhaber stellt einen neuen, sehr kompakten integrierten Motion Controller vor: Der<br />
22xx…BX4 IMC ist in die leistungsstarken bürstenlosen Motoren der 22xx… BX4-Familie<br />
bereits integriert. Die Einheit verlängert den einzelnen Motor nur um 18 mm und beinhaltet<br />
einen vollwertigen Servocontroller sowie eine 12-Bit-Encoder. Die Ausführung mit<br />
RS232-Schnittstelle eignet sich zur Einbindung vom PC oder über Embedded-Master. Die<br />
CANopen-Ausführung kann für industrielle Automatisierungsnetzwerke eingesetzt werden.<br />
Durch die vollständige Konformität mit dem CiA 402 Servo Drive Standard werden gängige<br />
SPSen direkt unterstützt. Mit der RS232-Version können jedoch auch mehrere Antriebe über<br />
einen einzigen Master-Port gesteuert werden. Der integrierte Motion Controller kann<br />
typische Aufgaben wie das Homing eines Antriebs direkt übernehmen, und zwar über seine lokalen digitalen und analogen I/Os.<br />
Alternativ können beide Ausführungen auch stand alone, das heißt ohne Master betrieben werden. Seine digitalen und analogen I/<br />
Os können in diesem Fall sehr flexibel für lokale Steuerungsaufgaben oder für diskrete Soll- und Istwerte genutzt werden.<br />
www.faulhaber.com<br />
EFFIZIENZ STEIGERN, EMISSIONEN SENKEN<br />
ABB unterstützt Unternehmen mit einem neuen Online-Rechner<br />
bei den ersten Schritten auf dem Weg zu mehr Energieeffizienz.<br />
Er bietet einen einfachen Zugriff auf Daten – basierend<br />
auf der Energieeffizienz motorbetriebener Systeme. Durch die<br />
Eingabe von Informationen zu den verbauten Motoren,<br />
Betriebsstunden und der durchschnittlichen Betriebsleistung<br />
kann der Kunde Energie- und Emissionseinsparungen sowie die<br />
Amortisationszeit abschätzen. Der Online-Rechner ist eine<br />
Light-Version des umfassenden Energieeffizienz-Audits durch<br />
Fachleute von ABB und basiert auf demselben Algorithmus. Der<br />
Rechner ermöglicht eine erste Schätzung der potenziellen<br />
Energie- und Kosteneinsparungen, welche durch die Nachrüstung<br />
von Pumpen- und Lüftersystemen mit Niederspannungs-<br />
DOL-Motoren erzielt werden können. Diese laufe ohne einen<br />
Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung. Der Rechner berücksichtigt<br />
Niederspannungsmotoren der Effizienzklasse IE3 und<br />
kleiner. Er beziffert die Energieeinsparungen, die durch ein<br />
Upgrade auf die neueste Motor- und Antriebstechnologie – das<br />
IE5-SynRM-Paket – erzielt werden könnten.<br />
https://global.abb/<br />
VON STANDARD BIS EXTREM<br />
Findling bietet die ABEG extreme-<br />
Serien für harte Umgebungsbedingungen<br />
an. Die Anforderungen<br />
an Wälzlager bei sehr hohen oder<br />
niedrigen Temperaturen erfordern<br />
nicht nur spezielle Wälzlagerwerkstoffe,<br />
sondern auch sorgfältig<br />
entwickelte Dichtungen und<br />
Schmiermittel. Für das Sortiment<br />
der Xtemp-Serie wurden Werkstoffe<br />
aus hochwertigem Wälzlagerstahl, Keramik oder PEEK<br />
gezielt mit ausgewählten Dichtungsmaterialen respektive<br />
Deckelmaterialen und Befettungsvarianten kombiniert.<br />
Hierdurch stehen Rillenkugellager für Temperaturen von −70 °C<br />
bis 1000 °C zur Verfügung. Speziell für hohe Drehzahlen sind<br />
die Rillenkugellager der Xspeed-Serie ausgelegt. Kombiniert<br />
wurde hierfür bewährte Lagertechnik mit Dichtungen für<br />
Anwendungen im hohen Drehzahlbereich und speziellen Fetten<br />
zur Minderung der Reibung.<br />
www.findling.com<br />
Ein Plus<br />
an Performance:<br />
Gehäuselose Motoren<br />
revolutioniert.<br />
Flexibilität<br />
Konnektivität<br />
Hohes Drehmoment<br />
Integrierbarkeit<br />
Dynamik<br />
Unsere cyber ® kit line eröffnet<br />
Ihnen neue Freiheiten bei<br />
der Maschinenkonzeption:<br />
+ Eine Vielzahl an Baulängen<br />
+ 60 V bis 750 V Design<br />
+ Verschiedene Hohlwellenvarianten<br />
+ Integrierte Temperatursensoren<br />
+ Wicklungstemperatur<br />
bis zu 155°C<br />
Erfahren<br />
Sie mehr:<br />
cyber motor
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
BERECHNUNGSSOFTWARE<br />
AUF TEMPO 100 IN UNTER 3 SEKUNDEN<br />
Komplette Getriebe und Antriebsstränge modellieren und optimieren: Dafür<br />
ist die Berechnungssoftware Kisssoft bekannt. Das studentische Team von<br />
TU Wien Racing konnte damit nun auch das Getriebe und die Lenkung ihres<br />
aktuellen Rennwagens für die Formula Student erfolgreich weiterentwickeln.<br />
Der Rennwagen heißt „Edge“ und ist das Herzstück von<br />
TU Wien Racing. Der Verein wurde im Jahr 2007 von Studierenden<br />
der Technischen Universität Wien gegründet.<br />
Sie wollten ihr theoretisches Wissen durch die Entwicklung<br />
und Konstruktion eines eigenen Rennwagens in die Praxis<br />
umsetzen. Seitdem kann das Team auf eine wachsende Mitgliederzahl<br />
und 15 Rennwagen zurückblicken. Über 100 Studierende<br />
von 4 Hochschulen aus 30 Fachrichtungen sind heute an dem<br />
Projekt beteiligt, wobei unter den Rennsportbegeisterten nicht<br />
nur Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik vertreten sind,<br />
sondern zum Beispiel auch Wirtschaft und Orientalistik. Jeden<br />
Sommer misst sich TU Wien Racing auf Wettbewerben der Formula<br />
Student mit internationalen Hochschulteams. Der erste Bolide<br />
ging 2008 an den Start, seit 2014 fährt er nachhaltig mit Elektroantrieb.<br />
Von Beginn an lieferten viele Podiumsplätze und Top-<br />
10-Platzierungen wertvolle Punkte für die Weltrangliste.<br />
Bei der Entwicklung erhalten die Studierenden Unterstützung<br />
von zahlreichen namhaften Sponsoren aus der Industrie und set-<br />
Der Antriebsstrang des aktuellen<br />
Edge Rennwagens wurde mithilfe<br />
von Kisssoft optimiert<br />
zen auch professionelle Berechnungssoftware ein. Die Programme<br />
Kisssoft und Kisssys haben dem Team bei der Auslegung des<br />
Getriebes geholfen. Die Software der Kisssoft AG ermöglicht<br />
einen sehr starken Detailgrad für die akkurate Berechnung der<br />
Komponenten und berücksichtigen dabei die relevanten Einflussund<br />
Umgebungsfaktoren. Zusätzlich ist die Berechnung von<br />
Verzahnungen mit Nicht-Norm-Modulen wichtig und hier besonders<br />
die vielen Verzahnungseigenschaften, die ausgelegt und<br />
berechnet werden können. Dazu gehören etwa auf das optimale<br />
Gleitverhalten angepasste Profilverschiebungen. Ein anderes<br />
Beispiel sind angepasste Flankenprofile mit eigenen Höhenund<br />
Radien-Faktoren. Die resultierenden Sonderverzahnungen<br />
werden durch Drahterodieren hergestellt. Die Festigkeit der Verzahnung<br />
wurde mit Lastkollektiven geprüft, welche den tatsächlichen<br />
Betrieb besser abbilden. Die Modifikationen führen zu<br />
einer verbesserten Temperatur- und Lastverteilung über den<br />
Zahn, damit wird die Fressneigung reduziert.<br />
HERAUSFORDERUNG GETRIEBE<br />
In der Saison 2021/2022 folgte der Wechsel auf einen Allradantrieb.<br />
Das erforderte eine erneute Anpassung an den Motor,<br />
eine veränderte Lastenverteilung und andere Randbedingungen,<br />
16 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
wie etwa die Position des Querlenkers. Aufgrund der Anbindung des Querlenkers am<br />
Radträger ist der Bauraum begrenzt. Darüber hinaus sollen die Kräfte auf den Querlenker<br />
durch das kleinere Getriebe verringert werden, da die ungefederten Massen<br />
reduziert werden. Vorteilhaft für ein verkleinertes Getriebe sind ein geringeres Gewicht<br />
und weniger Massenträgheit durch den kleinen Durchmesser.<br />
Die Überarbeitung der Motoren brachte eine neue Herausforderung mit sich: Das<br />
Getriebe benötigt eine hohe Übersetzung, da der Motor eine hohe Nenndrehzahl hat<br />
und über wenig Moment verfügt. Aufgrund der höheren Drehzahl am Eingang des<br />
Getriebes und damit einer erhöhten Anzahl an Lastzyklen liegt der Fokus darauf, die<br />
Dauerfestigkeit der Verzahnung des Getriebes zu erhöhen.<br />
Für die aktuelle Saison 2023/24 wurde das Getriebe weiterentwickelt. Das Ziel ist<br />
eine verbesserte Übersetzung von 11:1 bis 12:1, um die Beschleunigung zu optimieren<br />
und eine höhere Höchstgeschwindigkeit zu erreichen. In Verbindung damit soll<br />
der Durchmesser der Verzahnung auf unter 100 mm verkleinert und an den ebenfalls<br />
kleinen Motor angepasst werden. Dadurch wird der Kraftfluss durch die gesamte Baugruppe<br />
verbessert.<br />
Kisssys unterstützt das Team bei der Modellierung der Verzahnungen und Lager sowie<br />
bei der Berechnung der Planetenachsen, während der unterschiedliche Härteund<br />
Festigkeitsgrad der Materialien im Bereich der Steckverbindung zwischen Sonne<br />
und Rotor von Kisssoft automatisch berücksichtigt wird.<br />
AUSLEGUNG DER LENKUNG<br />
Auch in anderen Bereichen konnte das Team von TU Wien Racing mit der Software<br />
von Kisssoft technische Herausforderungen überwinden. Die Aluminiumteile der<br />
Radnabe werden unter Last elastisch verformt, was zu einer Schiefstellung der Achsen<br />
der Verzahnung führt. Diese kann in der Berechnungssoftware berücksichtigt<br />
werden, wodurch entsprechende Veränderungen der Flankenlinienmodifikationen<br />
berechnet werden können. Zusätzlich fokussiert sich die Arbeit mit Kisssoft auch auf<br />
das Lenkgetriebe und dessen Ritzel und Zahnstange, die sich in einem Aluminium-<br />
CFK-Gehäuse befinden. Wichtig für das Design des Lenkgetriebes waren das Moment<br />
der Lenkung, der maximale Lenkwinkel der Räder sowie der maximale Lenkwinkel<br />
des Lenkrads. Mit der Software konnten die Studierenden die Verzahnung berechnen,<br />
um diese durch optimale Geometrien bei gegebener Last möglichst kompakt und<br />
leicht zu gestalten. Dies bedeutet: Auch bei Verwendung anderer Werkstoffe als Stahl<br />
wird die höchste Kompaktheit der Zahnräder erreicht.<br />
Bilder: Kisssoft, TU Wien Racing<br />
www.kisssoft.com<br />
DIE IDEE<br />
„Kisssoft bietet Ingenieuren<br />
Lösungen und Werkzeuge für die<br />
Aus legung, Optimierung und<br />
Beurteilung von einzelnen Zahnrädern<br />
bis hin zu kompletten<br />
Antriebssträngen. Mit dem Kisssoft-<br />
Release <strong>2024</strong> gibt es unter anderem<br />
das neue System modul Kissdesign.<br />
Es beschleunigt die Berechnung von<br />
Antriebs strängen und löst die<br />
bisherige Software Kisssys ab.<br />
Wir unter stützen das studentische<br />
Team von TU Wien Racing gerne und<br />
sind stolz, dass mithilfe unserer<br />
Software Getriebe und Lenkung des<br />
Edge15 für die Formula Student-<br />
Saison 2023/24 optimiert werden<br />
konnten.“<br />
Hanspeter Dinner, Deputy General<br />
Manager, Kisssoft AG, Bubikon (CH)<br />
Tim Sautter, CTO; Patricia Reisinger, Marketing,<br />
beide TU Wien Racing
ELEKTROMOTOREN<br />
EMV UND ENTSTÖRUNG<br />
LEBENSDAUERVERLÄNGERUNG VON<br />
ELEKTROKLEINMOTOREN<br />
Sintertechnik entwickelt und fertigt seit den<br />
1960er Jahren Bauelemente für die<br />
Funkentstörung und Lebensdauerverlängerung<br />
von Kleinmotoren. Die Bauelemente haben<br />
ihre Zuverlässigkeit unter extremen<br />
Bedingungen bewiesen – sogar auf dem Mars.<br />
Neben der Reduzierung elektromagnetischer<br />
Emissionen tragen die Bauelemente<br />
maßgeblich zur Verlängerung der Lebensdauer<br />
bestimmter Motoren bei, sei es im Automobil,<br />
Flugzeug oder in der Medizintechnik.<br />
Die Auswirkungen des Klimawandels treiben die Bestrebungen<br />
zur Energiewende weltweit massiv voran, was<br />
mit einer Umstellung auf elektrische Energieversorgung<br />
einhergeht. Die rasante Umstellung vom Verbrennungsmotor<br />
zur Elektromobilität, die sich insbesondere in<br />
China vollzieht, belegt diesen Wandel eindrücklich.<br />
Damit gewinnen auch elektrische Antriebe immer mehr an Bedeutung:<br />
Ihre Optimierung in allen Leistungsbereichen ist integraler<br />
Bestandteil der derzeitigen Entwicklungen. Der nachhaltige<br />
Umgang mit Ressourcen stellt eine weitere Herausforderung dar,<br />
womit auch eine Verlängerung der Lebensdauer von Produkten<br />
und Komponenten immer wichtiger wird.<br />
Auch die zunehmende elektromagnetische Empfindlichkeit<br />
von elektronischen Produkten und Komponenten (EMV-Verträglichkeit)<br />
verlangt technologische Lösungen, wenn die Leiterbahnstrukturen<br />
auf Mikrochips in allen Bereichen des täglichen<br />
Lebens immer dichter werden – etwa durch die Einführung von<br />
3-nm-Chips. Dass der steigenden elektromagnetischen Empfindlichkeit<br />
seitens des Gesetzgebers entsprechend Rechnung<br />
getragen wird, zeigt die Überarbeitung zum Beispiel der Norm<br />
CISPR25:2021 (Fahrzeuge, Boote und von Verbrennungsmotoren<br />
angetriebene Geräte – Funkstöreigenschaften – Grenzwerte<br />
und Messverfahren für den Schutz von an Bord befindlicher<br />
Empfänger): Die obere Grenzfrequenz wurde in der aktuellen<br />
Version 2021 von 2,45 GHz (Version 2016) auf 5,95 GHz (Version<br />
2021) deutlich erweitert. Hinzu kommt der Wunsch, Kosten zu<br />
Dr. Jochen Langguth, Geschäftsführer, Sintertechnik GmbH, Pretzfeld<br />
senken, insbesondere im Automotive-Bereich, um dem immer<br />
stärker werdenden Wettbewerb aus Fernost standhalten zu können<br />
– nicht nur in der Elektromobilität.<br />
KOSTENOPTIMIERUNG UND VEREINFACHUNG<br />
Aus diesen Forderungen heraus wurden zwei Aufgaben an die<br />
Firma Sintertechnik GmbH mit Sitz in Nordbayern herangetragen.<br />
Bei beiden Aufgaben sollten kostenintensive Motoren durch<br />
mechanisch kommutierte DC-Motoren ersetzt werden, die kostengünstig<br />
und einfach anzusteuern sind. Zum einen betrifft dies<br />
einen Schrittmotor in einer Klappenverstellung (HVAC), zum anderen<br />
einen BLDC-Motor (elektronisch kommutiert) für eine<br />
Pumpe, bei dem in diesem Anwendungsfall die komplexe Ansteuerung<br />
des Motors deutlich vereinfacht werden sollte.<br />
Sintertechnik hat im Bereich der Funkentstörung (EMV) von<br />
Elektrokleinmotoren und insbesondere der Verlängerung der<br />
Lebensdauer von sehr hochwertigen eisenlosen Motoren seit<br />
Jahrzehnten Erfahrung und beliefert führende Unternehmen<br />
mit Lösungen. Der erste Marsrover „Sojourner“ wurde mit<br />
Motoren ausgerüstet, deren Lebensdauer mit einer Lösung des<br />
Unternehmens deutlich verbessert werden konnte. Es war das<br />
erste radgetriebene Fahrzeug, das jemals auf einem anderen<br />
Planeten unterwegs war. Komponenten von Sintertechnik<br />
trugen somit zum Erfolg der Marsmission bei.<br />
Aufgrund der anspruchsvollen Anforderungen in beiden Anwendungen<br />
wurde ein Motor mit Edelmetallbürstenkommutierung<br />
(EB) gewählt. Wichtige waren unter anderem eine geringe<br />
Geräuschentwicklung, geringe Anlaufspannung, keine Kontaminationen<br />
(etwa durch Abrieb), hoher Wirkungsgrad, geringe elektromagnetische<br />
Emissionen (EMV) und eine hohe Lebensdauer.<br />
18 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
ELEKTROMOTOREN<br />
Bei den Anwendungen im Automobilbereich war der Einsatz eines<br />
eisenlosen Motors aus Kostengründen von Anfang an nicht<br />
in Frage gekommen.<br />
ELFFACHE LEBENSDAUER<br />
Es wurde letztlich ein besonders kostengünstiger Eisenkernmotor<br />
mit EB-Kommutierung und 12 V Betriebsspannung aus dem<br />
Standardprogramm eines renommierten Motorenherstellers<br />
gewählt. Er wird weltweit in großen Stückzahlen in vielfältigen<br />
Anwendungsbereichen eingesetzt, unter anderem Automotive,<br />
und verfügt über eine hohe Qualität. Allerdings ist die Lebensdauer<br />
dieses Motors in der heute verfügbaren Standardausführung<br />
auf knapp 900 h und circa 200.000 Drehrichtungswechsel<br />
(CW/CCW) unter Last limitiert. Aufgabe war es somit, die Vorzüge<br />
dieses EB-kommutierten Motors mit der geforderten Lebensdauer<br />
von circa 4.500 h und 1 Mio. CW/CCW-Zyklen zu<br />
vereinen.<br />
Sintertechnik hat sich dieser Aufgabe in Zusammenarbeit mit<br />
dem Hersteller der Motoren angenommen. Nach einer Vielzahl<br />
von Vorversuchen wurden die Verbesserungsmaßnahmen evaluiert.<br />
Das Ergebnis: Durch diese Modifikationen des Motors<br />
konnte eine Lebensdauer von über 10.000 h und über 2,3 Mio.<br />
Drehrichtungswechsel (CW/CCW) unter Last und unter Normalbedingungen<br />
im Labor erzielt werden. Damit wurde die Vorgabe<br />
der Kunden deutlich übertroffen. Diese enorme Steigerung<br />
der Lebensdauer lässt eine erhebliche Erweiterung des heutigen<br />
Anwendungsspektrums dieses Motors erwarten: Wesentlich kostenintensivere<br />
Motoren in dieser Leistungsklasse können so kostengünstig<br />
substituiert werden.<br />
WEITERE BETRIEBSSPANNUNGEN<br />
Aufgrund der verschiedenen Anforderungen weiterer Kunden<br />
wurde der Motor und die Methode zur Lebensdauerverlängerung<br />
zwischenzeitlich so weiterentwickelt, dass der Motor auch<br />
mit Betriebsspannungen von 24 V, 36 V und 48 V geliefert werden<br />
kann. Entsprechende Stückzahlen vorausgesetzt können<br />
auch davon abweichende Betriebsspannungen realisiert werden.<br />
Für EMV-kritische Anwendungen können die Motoren kundenspezifisch<br />
modifiziert und mit entsprechender Entstörung geliefert<br />
werden, zum Beispiel gemäß der Norm CISPR25:2021.<br />
Ein weiteres Projekt mit einem Motor mit höherteiligem Anker<br />
ähnlicher Baugröße hat ebenfalls die geforderten 1 Mio. CW/<br />
CCW-Zyklen und circa 4.500 h bereits überschritten. Er zeichnet<br />
sich durch eine besonders hohe Laufruhe aufgrund eines verringerten<br />
magnetischen Rastmoments aus. Wegen der günstigeren<br />
Motoreigenschaften in Hinblick auf EMV und Lebensdauer sollte<br />
dieser Motor die Lebensdauer des ersten Motors noch einmal<br />
deutlich übertreffen.<br />
HOHE STÜCKZAHLEN MÖGLICH<br />
Die Motoren können auf Anfrage und bei entsprechenden Stückzahlen<br />
in Zusammenarbeit mit dem Kunden auch mit Getriebe<br />
geliefert werden. Darüber hinaus können anwendungsbezogene<br />
Aktuatorsysteme entwickelt und geliefert werden. Aufgrund der<br />
vorhandenen Produktionslinien für die kostengünstige Basisversion<br />
dieses Motors beim Hersteller der Motoren eignet er sich<br />
nicht nur für kleinere, sondern auch für mittlere bis große Serien<br />
– bis hin zu Stückzahlen von mehreren Millionen per annum.<br />
Bilder: Sintertechnik<br />
www.sintertechnik.com<br />
DIE IDEE<br />
DC-Motor mit Aktuator<br />
„Sintertechnik befasst sich bereits<br />
seit Mitte der 1960er-Jahre mit der<br />
kundenspezifischen Entwicklung<br />
und Herstellung von Bauelementen<br />
für die Funkentstörung und Lebensdauerverlängerung<br />
von Kleinmotoren.<br />
Diese Bauelemente<br />
werden zum Teil seit über 40 Jahren<br />
von den Weltmarktführern in der<br />
Antriebstechnik in Serie eingesetzt<br />
und haben ihre Tauglichkeit unter<br />
den ungewöhnlichsten Einsatzbedingungen<br />
bewiesen, in Luftund<br />
Raumfahrt, Automotive oder<br />
Medizintechnik. Neben einer<br />
deutlichen Reduzierung der elektromagnetischen<br />
Emissionen kann<br />
durch den Einsatz von Sintertechnik-<br />
Bauelementen die Lebensdauer von<br />
bestimmten Motoren erheblich<br />
verlängert werden.“<br />
Dr. Jochen Langguth,<br />
Geschäftsführer der<br />
Sintertechnik GmbH, Pretzfeld<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 19
MARKTPLATZ<br />
HYGIENISCHES<br />
EDELSTAHL-SCHNECKENGETRIEBE<br />
Boston Gear stellt die nächste<br />
Generation seines Schneckengetriebes<br />
der Serie 700 vor. Das<br />
Edelstahlgetriebe SS700 Gen2<br />
ist eine Weiterentwicklung der<br />
ersten Generation, die seit<br />
über 10 Jahren in der Lebensmittel-<br />
und Getränkeindustrie<br />
zum Einsatz kommt. Das<br />
NSF-zertifizierte SS700 Gen2<br />
verfügt über innovative neue<br />
Funktionen: Ein optimiertes, abgerundetes Domed Crown-Design<br />
verhindert praktisch alle Flüssigkeitsansammlungen beim<br />
Abspülen. Hinsichtlich Haltbarkeit und Hygiene bietet die<br />
Konstruktion aus Edelstahl 316 verbesserte Vorteile für<br />
Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie – im<br />
Vergleich zu lackierten, beschichteten und aluminiumlegierten<br />
Getrieben. Das neue Schneckengetriebe verfügt über ein<br />
Edelstahlgehäuse der Schutzart IP69K gemäß IEC 60529 und<br />
hält einem Düsendruck von bis zu 1450 psi (circa 100 bar) bei<br />
vier Zoll ohne Wassereintritt stand. Neue FSMA- und OSHA-konforme<br />
und vor Ort installierbare Wellenabdeckungen schützen<br />
vor möglichen Schmutznestern und eliminieren Sicherheitsrisiken,<br />
die mit rotierenden Elementen einhergehen.<br />
www.bostongear.com<br />
SERVOREGLER MIT<br />
PROFISAFE-SCHNITTSTELLE<br />
Wittenstein präsentiert den<br />
neuen sicherheitszertifizierten<br />
Servoregler Cyber Simco Drive<br />
2 mit Profisafe-Interface.<br />
Verfügbar ist die sichere<br />
Feldbusschnittstelle für die<br />
Leistungsvarianten SIM2050<br />
und SIM2100 mit integrierter<br />
Sicherheitskarte.<br />
Diese werden, kombiniert mit dem Antriebsaktuator, im<br />
kompakten Servoantriebssystem Cyber iTAS System 2 für<br />
fahrerlose Transportsysteme (FTS) eingesetzt. Die Profisafe-<br />
Schnittstelle leistet einen wichtigen Beitrag zur „Next Level<br />
Safety Architecture“ des kompakten FTS-Antriebssystems: Sie<br />
reduziert die sicherheits- und steuerungstechnische Komplexität<br />
in den Fahrzeugen, verringert den Zeit- und Kostenaufwand<br />
bei Inbetriebnahme und Service. Zudem erleichtert sie die<br />
Konfiguration und Dokumentation der Sicherheitsarchitektur.<br />
Mit einer integrierten Sicherheitskarte verfügt der Regler<br />
bereits in der Grundvariante über eine zweikanalige STO-Funktion<br />
(Safe Torque Off). Optional können die Sicherheitsfunktionen<br />
SBC (Safe Brake Control) sowie eine sichere Encoder-Emulation<br />
für den Safety-Encoder im Radantrieb und die Sicherheitsfunktion<br />
SP (Safe Position) ergänzt werden.<br />
www.wittenstein.de<br />
NACHHALTIG: BIO-KABEL GEHT IN SERIE<br />
Im vergangenen Jahr hat Lapp erste<br />
Prototypen von Kabeln mit biobasierten<br />
Ummantelungen vorgestellt.<br />
Jetzt geht der Hersteller mit der<br />
Etherline FD bioP Cat.5e in Serienproduktion.<br />
Die nachhaltige Variante<br />
mit biobasiertem Außenmantel<br />
besteht zu 43 Prozent aus nachwachsenden<br />
Rohstoffen (nach ASTM<br />
D6866). Die Produkteigenschaften<br />
sind gleich wie bei der Standardvariante<br />
aus rein fossilen Rohstoffen.<br />
Damit wird der CO₂-Fußabdruck laut<br />
eigenen Angaben um 24 Prozent<br />
gegenüber des fossil-basierten TPU-Mantels reduziert. Sowohl<br />
die fossile als auch die biobasierte Variante eignen sich für die<br />
Patchkabel-Konfektion bis 60 m Kabellänge bei anspruchsvollen<br />
Verwendungen: zum Beispiel für den dauerbewegten Einsatz in<br />
Schleppketten, in beweglichen Maschinenteilen oder auch für<br />
EtherCAT- und EtherNet/IP-Anwendungen. Dank der Cat.5e-<br />
Performance bis 1.000 Mbit/s ermöglicht die neue Leitung<br />
einen schnellen Informationsaustausch und dient zur Übertragung<br />
analoger und digitaler Signale im Frequenzbereich bis<br />
100 MHz. Die hochflexible Datenleitung wurde im eigenen<br />
Testzentrum auf über 1 Mio. Biegezyklen in der Schleppkette<br />
getestet.<br />
www.lapp.com<br />
ANOMALIEN IM ANTRIEBSSTRANG ERKENNEN<br />
Siemens präsentiert<br />
eine cloud- und eine<br />
PC-basierte Lösung für<br />
das Condition Monitoring<br />
des Antriebsstrangs,<br />
die sich<br />
ergänzen. Mit Drivetrain<br />
Analyzer Cloud<br />
werden die beiden<br />
Applikationen Analyze<br />
MyDrives und Sidrive IQ<br />
Fleet in einer App zusammengeführt. Drivetrain Analyzer Cloud<br />
kommt mit einer neuen Benutzeroberfläche. Ob Frequenzumrichter,<br />
Motoren oder andere rotierende Maschinen, Anwender<br />
können verschiedene Antriebskomponenten zu einem Antriebsstrang<br />
verbinden und dessen Zustand zu überwachen. Eine<br />
weitere Produktneuheit ist das Connection Module IOT (CM<br />
IOT). Laut eigenen Angaben kann es in wenigen Minuten<br />
montiert und in Betrieb genommen werden. Hervorzuheben<br />
sind die verbesserte und zusätzliche Sensorik und das neue<br />
alternative Energiekonzept über einen externen 24V-Anschluss.<br />
Das Modul misst Rohdaten und überträgt diese automatisch in<br />
die Cloud. Drivetrain Analyzer Cloud informiert sofort über<br />
Anomalien und spezifische Fehlerbilder wie Lagerschäden,<br />
Unwuchten oder Fehlausrichtungen und hilft so, ungeplante<br />
Ausfällen zu vermeiden.<br />
www.siemens.com<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
FASEROPTISCHE DREHDURCHFÜHRUNGEN<br />
Servotecnica bietet faseroptische<br />
Drehdurchführungen auch<br />
für sehr anspruchsvolle Anforderungen<br />
an – von kompakten<br />
Einkanal- und koaxialen FORJs<br />
bis hin zu komplexen Mehrkanal-Drehdurchführungen<br />
für<br />
optische Leiter. Als optisches<br />
Äquivalent eines elektrischen Schleifrings sorgt ein Fibre Optic<br />
Rotary Joint (FORJ) für die unterbrechungsfreie Übertragung<br />
eines optischen Signals zwischen statischem und rotierendem<br />
Abschnitt. Das Portfolio enthält neben robusten Einkanal-FORJs<br />
ebenso Koaxial-FORJs für Anwendungen, bei denen zwei Kanäle<br />
erforderlich sind. Die komplexeste Bauform bilden die Mehrkanal-FORJs,<br />
die der italienische Hersteller für bis zu zwölf<br />
Standardkanäle realisieren kann. Die Einkanal-FORJs haben<br />
üblicherweise eine Einfügungsdämpfung (Insertion Loss, IL) von<br />
0,5 dB; bei Doppel- und Mehrkanal-Schleifringen steigt sie auf<br />
3 dB an. Die Variation (Insertion Loss Variation, wow) ermittelt<br />
Schwankungen in der Dämpfung, die entstehen, sobald sich ein<br />
FORJ dreht. Sie soll möglichst klein ausfallen, um zu verhindern,<br />
dass sich das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert. Ist die<br />
Variation bei einer Anwendung eine kritische Spezifikation, sind<br />
Einkanal-FORJs laut eigenen Angaben die beste Wahl. Sie haben<br />
bei Servotecnica einen wow-Wert von weniger als 0,25 dB<br />
www.servotecnica.de<br />
STAUBFESTE EX-MOTOREN ZERTIFIZIERT<br />
Elektromotoren von BEN<br />
Buchele wurden nach<br />
IBExU22ATEX1087 X als<br />
staubfest für den Einsatz<br />
in explosionsgefährdeten<br />
Bereichen zertifiziert. Sie<br />
eignen sich für Anwendungen<br />
in der Lebensmittelbranche,<br />
bei Futtermitteln,<br />
in der Chemie- und Pharmaindustrie oder im Recyclingbereich.<br />
Das Unternehmen konnte seine jahrelange Erfahrung aus<br />
der Offshore-Industrie für die Auslegung von staubgeschützten<br />
Motoren adaptieren. Im Offshore-Bereich müssen Motoren zum<br />
Beispiel für Windenanatriebe ex-geschützt und wasserfest sein.<br />
Mit geringen Anpassungen konnte so die Typenreihe tKD..71..-<br />
./. bis tKD..315..-./. in oberflächengekühlter Graugussausführung<br />
im Leistungsbereich von 0,37 kW bis 120 kW zertifiziert<br />
werden. Die Motoren genügen den Anforderungen des Explosionsschutzes<br />
der Gruppe II, Kategorie 2D in der Zündschutzart<br />
Staubexplosionsschutz durch Gehäuse „tb“: II 2D Ex tb IIIC T* °C<br />
Db. Wichtig dabei ist eine aktive Temperaturüberwachung des<br />
Motors, beispielsweise durch einen integrierten Thermofühler.<br />
Bei Überhitzung der Wicklung wird der Motor abgeschaltet.<br />
Alternativ kann ein Überstromabschaltgerät eingesetzt werden,<br />
das den Motor bei Überlastung ebenfalls deaktiviert.<br />
www.benbuchele.de<br />
AUTOMATISCHE LASTERKENNUNG<br />
Mit dem neuen Kapazitätsmodul PC-0424-010-00 erweitert Block sein Portfolio im Bereich der 24VDC<br />
kapazitiven USVen. Die Module vereinen die automatische Umschaltung bei einem Netzausfall und einen<br />
langlebigen und wartungsfreien Energiespeicher auf Basis von Ultrakondensatoren. Bis zu 20 A werden<br />
Unterbrechungen der Versorgungsspannung bis in den Sekundenbereich überbrückt. Durch das kompakte<br />
Design werden dafür nur 55 mm Baubreite auf der Hutschiene benötigt. Die automatische Lasterkennung<br />
vereinfacht das Handling und macht nutzerseitige Einstellungen überflüssig.<br />
www.block.eu<br />
RG_Fit Zukunft_Antriebstechnik_<strong>2024</strong>-6-2 29.04.<strong>2024</strong> 11:10 Uhr Seite 1<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 21
Jede Zelle<br />
befindet sich auf<br />
einer Verschiebe-<br />
Einheit und lässt sich<br />
daher bei einem<br />
Ausfall des Roboters<br />
schnell zur Seite<br />
bewegen<br />
01<br />
ZAHNSTANGENGETRIEBE<br />
SCHWERE ROBOTERZELLEN<br />
LEICHT VERSCHIEBEN<br />
Ein Spezialist für die Automatisierung von Fertigungs- und Logistikprozessen setzt<br />
für kundenspezifische Lösungen Roboterzellen ein. Das Besondere: Die Roboterzellen<br />
lassen sich schnell und leicht verschieben. In einer Handling-Einheit zur Beschickung<br />
von CNC-Maschinen übernehmen Zahnstangengetriebe diese Aufgabe. Der Beitrag<br />
stellt die Lösung vor.<br />
Das Dienstleistungsangebot der Alexander Bürkle Robotic<br />
Solutions GmbH aus Singen (Hohentwiel) beinhaltet<br />
neben der Modernisierung und Wartung von Anlagen<br />
auch die Entwicklung schlüsselfertiger Systeme. Zu den<br />
Kunden der Automatisierungsexperten zählen nicht nur Maschinenbauer<br />
und Automatisierer, sondern auch produzierende Unternehmen.<br />
In einem Gewerbegebiet unweit des Bodensees arbeitet ein<br />
Team aus hochspezialisierten Ingenieuren und Technikern an<br />
Lösungen, um Prozesse zu optimieren und Mitarbeiter in Fertigung<br />
und Logistik von körperlich anstrengenden, monotonen<br />
Arbeiten zu entlasten. Die Anlagen tragen zudem zur Effizienzsteigerung<br />
bei und ermöglichen es den Auftraggebern, trotz hoher<br />
Lohnkosten am Standort Deutschland weiter zu produzieren.<br />
KURZE RÜSTZEITEN<br />
Mittlerweile haben die Spezialisten mehr als 250 Automatisierungssysteme<br />
entwickelt und installiert. Das Herzstück jeder An-<br />
Sven Schürmann, Teamleitung Marketing, Leantechnik AG, Oberhausen<br />
lage ist eine verschiebbare Zelle, in der sich ein Industrie- oder<br />
Leichtbauroboter befindet. Dieser kann für die verschiedensten<br />
Anwendungen eingesetzt werden: für Pick-and-Place-Aufgaben<br />
ebenso wie für die Durchführung von Schweißfügungen, Qualitätskontrollen<br />
oder das Beschicken von CNC-Maschinen in der<br />
Metallverarbeitung.<br />
Die flexible Handlingzelle hat für den Maschinenbetreiber einen<br />
großen Vorteil: „Falls der Roboter einmal ausfallen sollte,<br />
lässt sie sich einfach zur Seite bewegen, sodass die Maschine manuell<br />
bestückt werden kann“, erklärt Simon Potzkai, Vertriebsingenieur<br />
bei Alexander Bürkle Robotic Solutions. „Würde man eine<br />
statische Anlage konstruieren, müsste man sie so planen, dass<br />
der Werker an jeden Ort der Maschine gelangen kann. Das wäre<br />
viel aufwendiger als die Entwicklung einer anwendungsspezifischen<br />
Verschiebe-Vorrichtung.“<br />
Bei der Automatisierung einer CNC-Fräsmaschine zur Metallbearbeitung<br />
war die Konstruktion der beweglichen Roboterzelle<br />
allerdings nicht ganz so einfach. Die Herausforderung bestand<br />
vor allem im Gewicht der Handling-Einheit. Herkömmliche<br />
Lineartechnik, welche das Unternehmen ansonsten für seine Anlagen<br />
verwendet, eignete sich für die hohe Traglast von 1.650 kg<br />
nicht. Auf der Suche nach einer Alternative stießen die Ingenieure<br />
auf die hochgenauen und robusten Zahnstangengetriebe von<br />
Leantechnik.<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
03<br />
02<br />
01 Die Roboterzellen kommen unter anderem in Pick-and-<br />
Place-Anwendungen zum Einsatz<br />
02 Die Lifgo 5.1 linear-Zahnstangengetriebe ermöglichen<br />
Anwendungen mit langen Hub- oder Verfahrbewegungen<br />
03 Lifgo-Zahnstangengetriebe gibt es in verschiedenen<br />
Ausführungen und Baugrößen<br />
HOHE TRAGLASTEN PRÄZISE POSITIONIEREN<br />
Die Zahnstangengetriebe der Lifgo-Serie wurden für Anwendungen<br />
entwickelt, die eine hohe Positioniergenauigkeit und Querkraftaufnahme<br />
erfordern. Das Besondere an den Getrieben ist<br />
die 4-fache-Rollenführung der Zahnstange: Sie sorgt für einen<br />
präzisen Hub und ermöglicht hohe Traglasten. Deshalb eignen<br />
sie sich hervorragend für den Einsatz in Handling- oder Verpackungsanlagen.<br />
Leantechnik fertigt die Getriebe in unterschiedlichen Baureihen<br />
mit Hubkräften zwischen 2.000 N und 25.000 N und einer<br />
Hubgeschwindigkeit von 3 m/s. Varianten für Anwendungen mit<br />
langen Verfahrwegen oder für Greif- und Zentrierbewegungen<br />
werden angeboten. Besonders laufruhig sind die Zahnstangengetriebe<br />
der Reihe Lifgo SVZ, da ihre schräggestellten Zähne nur<br />
sehr wenig Reibung verursachen.<br />
BEWEGLICHE ROBOTERZELLE<br />
Für die Verschiebe-Einheit der CNC-Maschine wurde das Zahnstangengetriebe<br />
der Lifgo-Baureihe 5.1 verwendet. Diese Getriebe<br />
weisen eine statische Tragzahl von 51.200 N und eine Hubkraft<br />
von 3.800 N auf und halten dem hohen Gewicht der Roboterzelle<br />
deshalb zuverlässig stand. Da die Verschiebe-Einheit einen Verfahrweg<br />
von 1,2 m bewältigen muss, entschieden sich die Automatisierungsspezialisten<br />
für die Baureihe Lifgo 5.1 linear. Durch<br />
die Aneinanderreihung beliebig vieler Zahnstangen kann diese<br />
Variante auch sehr lange Hübe ausführen.<br />
Der Kunde hatte für seine CNC-Maschinen mehrere Verschiebe-<br />
Einheiten bestellt. Jede der Roboterzellen ruht auf einer Stahlplatte,<br />
unter der sich drei Holme mit den Abmessungen 80 x 80 mm befinden.<br />
An die Holme sind Führungsschienen und Führungswägen<br />
angebaut sowie pro Zelle drei Zahnstangengetriebe des Typs<br />
Lifgo 5.1 linear. Die Führungsschienen sind über 10 mm starke<br />
Metallplatten mit dem Hallenboden verbunden, für den Antrieb<br />
der Verschiebe-Einheit sorgt ein Drehstrom-Getriebemotor.<br />
Die Roboterzelle sollte in maximal 30 s verfahren werden können.<br />
Außerdem war zu berücksichtigen, dass die Zelle durchschnittlich<br />
zwei bis dreimal pro Schicht hin und her bewegt wird.<br />
Diese wichtigen Vorgaben des Maschinenbauers und alle weiteren<br />
Anforderungen konnten mithilfe des ausgewählten Getriebes<br />
problemlos erfüllt werden.<br />
AUCH LÖSUNGEN FÜR EINFACHE<br />
HUBAUFGABEN<br />
Neben den Lifgo-Zahnstangengetrieben fertigt Leantechnik auch<br />
Ausführungen mit rundgeführter Zahnstange. Die lean SL-Getriebe<br />
eignen sich für einfache synchrone Hubaufgaben ohne<br />
Querkraftaufnahme. Sie verfügen über eine rundgeführte Zahnstange,<br />
die einen großen Durchmesser sowie eine breite Verzahnung<br />
aufweist und daher besonders biegesteif ist.<br />
Lean SL-Zahnstangengetriebe gibt es in verschiedenen Größen<br />
mit Hubkräften von 300 N bis 25.000 N. Die Getriebe erzielen<br />
Hubgeschwindigkeiten von bis zu 0,6 m/s und können in den unterschiedlichsten<br />
Anwendungen eingesetzt werden – in Hubtischen<br />
ebenso wie in Transfer- oder Shuttle-Anlagen.<br />
Da die Lifgo- und Lean SL-Serie im Baukastensystem gefertigt<br />
werden, lassen sie sich beliebig miteinander kombinieren. Anwender<br />
können deshalb mit den Zahnstangengetrieben nahezu<br />
jedes denkbare Handling- oder Positioniersystem konstruieren.<br />
Darüber hinaus plant und fertigt Leantechnik aber auch teil- und<br />
funktionsfertige Anlagen nach Vorgaben des Kunden.<br />
Bilder: Alexander Bürkle robotic solutions, Leantechnik<br />
www.leantechnik.com<br />
DIE IDEE<br />
„Wir verbauen die Zahnstangen<br />
getriebe von Leantechnik seit drei<br />
Jahren in Verschiebe-Einheiten. Wir<br />
sind sowohl mit dem Produkt als<br />
auch mit dem Service sehr zufrieden.<br />
Wenn das nächste Automatisierungsprojekt<br />
mit hohen Tragzahlen<br />
ansteht, werden wir sie wieder<br />
verwenden.“<br />
Simon Potzkai, Vertriebsingenieur<br />
bei Alexander Bürkle robotic<br />
solutions GmbH, Singen (Hohentwiel)<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 23
Miles Meier, Chefredakteur<br />
DAS THEMA:<br />
HANNOVER MESSE<br />
DIE HARDWARE<br />
NICHT VERGESSEN<br />
Die Hannover Messe <strong>2024</strong> hatte sich KI und<br />
Datenverarbeitung auf die Fahnen geschrieben.<br />
Aber auch bei der profanen Hardware<br />
gab es für die Besucher viele gute Ideen zu<br />
bewundern. Wir haben hier ein paar zusammengetragen,<br />
die uns auf der Messe Spaß<br />
gemacht haben. Es sind nicht alles Weltneuheiten,<br />
zeigen aber doch den Wunsch von<br />
Unternehmen, sich und die Antriebe immer<br />
weiter in alle Richtungen zu verbessern.<br />
DREIPHASIGER<br />
HYBRIDUMRICHTER<br />
KRAFT FÜR DIE TIEFE<br />
Wittenstein motion control zeigte unter vielem anderem auch seine<br />
Subsea-Antriebssysteme und elektrische Subsea-Aktuatoren für den<br />
Einsatz in Wassertiefen bis zu 3.000 Metern und darüber hinaus. Die<br />
Produkte zeichnen sich durch Zuverlässigkeit und Haltbarkeit aus<br />
und werden in der Subsea-Exploration, -Verarbeitung und -Produktion<br />
eingesetzt. Im Bild ist der hochverfügbare, zweikanalige SSEAC,<br />
der eine vollständige Selbstüberprüfung bietet.<br />
www.wittenstein.de<br />
Am Stand des Elektrotechnischen Institut<br />
(ETI) des KIT war ein leistungsfähiger<br />
Hybridumrichter mit neuartigem Schaltungskonzept<br />
zu sehen. Hierbei sind ein<br />
konventioneller Umrichter mit einem<br />
Multilevelumrichter entkoppelt aufgebaut<br />
und beide Einheiten werden über eine<br />
separate Kopplungsinduktivität zu einem<br />
dreiphasigen Hybridumrichter miteinander<br />
kombiniert. Durch diese Kombination<br />
entsteht ein Hybridumrichter mit hoher<br />
Spannungsqualität, guter Skalierbarkeit<br />
und bisher unerreichter Leistungsdichte.<br />
Der neue Frequenzumrichter ist für<br />
Nieder- und Mittelspannungsanwendungen<br />
einsetzbar und zeichnet sich durch<br />
frequenzunabhängiges Filterverhalten<br />
sowie geringere Baugröße und Kosten<br />
verglichen mit konventionellen Umrichtertechnologien<br />
aus, wie uns Dr. Aude<br />
Pélisson-Schecker (Bild) erklärte.<br />
www.kit-technology.de<br />
CUSTOMIZED GEWINDETRIEBE<br />
Am Stand von Eichenberger Gewinde war eine Auswahl von<br />
besonders stark nach Kundenwünschen produzierte Gewindetriebe<br />
zu sehen. Das Unternehmen entwickeltt dabei Geometrie,<br />
Werkstoff und Härteverfahren gemäß der Anforderungen in der<br />
Anwendung. Die nötige Flexibilität in der Produktion erreichen<br />
die Schweizer durch Produktion im eigenen Haus. Dadurch kann<br />
auch die Endenbearbeitung der Spindeln kundenspezifisch sein.<br />
www.eichenberger.com<br />
24 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
AUSGEWÄHLT<br />
ROBUSTE MOTOREN<br />
GETRIEBEMOTOR PUR<br />
Cantoni Motor präsentierte eine breite Palette von<br />
Sicherheitsmotoren in verschiedenen Leistungsbereichen<br />
und Sicherheitsstufen. Darunter auch<br />
explosionsgeschützte Motoren im Leistungsbereich<br />
von 0,55 kW bis 3200 kW, die für den Betrieb in der<br />
chemischen Industrie und im Bergbau geeignet sind,<br />
wo eine explosive Atmosphäre von Gasen, Dämpfen<br />
oder Staub auftreten kann. Im Bild ist ein IE4-Motor<br />
für den Einsatz in Minen oder Tunneln mit außenliegender<br />
Kühlung.<br />
www.cantonigroup.com<br />
SEW-Eurodrive hat beschichtungsfreie Getriebemotoren<br />
vorgestellt. Ganz im Zeichen der Nachhaltigkeit<br />
unterstützen diese und weitere Lösungen des Unternehmens<br />
Branchen bei der Effizienzsteigerung. So<br />
lassen sich für Applikationen in geschlossenen und gut<br />
vor Hitze, Kälte oder Nässe geschützten Räumen mit<br />
nicht lackierten Getriebemotoren (ECO2) wertvolle<br />
Ressourcen sparen. Ohne Beschichtung wird das<br />
Recyceln einfacher und das energieintensive Nachlackieren<br />
nach Reparaturen entfällt.<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
HYGIENISCHE NORMELEMENTE<br />
Da bereits kleinste Schwachstellen zur Kontamination kompletter<br />
Produktionslinien führen können, hat sich Ganter entschlossen,<br />
eine spezielle Serie von Normelementen zu entwickeln, die den sehr<br />
hohen Anforderungen der EHEDG und des 3-A Sanitary Standard<br />
gerecht werden. Momentan bietet Ganter unter dem Label „Hygienic<br />
Design“ Teile an, die allesamt konstruktiv auf minimale Verschmutzung<br />
sowie einfache Reinigung optimiert sind. Als Material<br />
kommt in allen Fällen nichtrostender Edelstahl zum Einsatz, dessen<br />
Oberflächen gleitgeschliffen oder poliert sind. Ein hygienisch<br />
sicheres Dichtungskonzept, das per Softwaresimulation verifiziert<br />
wurde, garantiert, dass die FDA-konformen Elastomer-Dichtungen<br />
montiert überall flächenbündig anliegen und ihre Funktion<br />
langfristig erfüllen.<br />
www.ganternorm.com<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 25
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Sebastian Mergler,<br />
Head of Product<br />
Marketing Schaeffler<br />
Lifetime Solutions<br />
CONDITION MONITORING<br />
VOLLE TRANSPARENZ BEI DER<br />
INSTANDHALTUNG<br />
Daten spielen bei der Instandhaltung heute eine große Rolle.<br />
Immer öfter ist auch Künstliche Intelligenz beteiligt. Aber die Bedeutung<br />
des menschlichen Faktors ist gerade bei der Instandhaltung nicht zu<br />
unterschätzen. Schaeffler hat nun ein System geschaffen, welches<br />
digitalen und persönlichen Service kombiniert. Die <strong>antriebstechnik</strong><br />
sprach darüber mit Sebastian Mergler, Head of Product Marketing<br />
Schaeffler Lifetime Solutions.<br />
26 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Auf der Messe Maintenance in Dortmund haben Sie gesagt,<br />
dass sich Unternehmen für die Instandhaltung einen „echten<br />
Partner“ an der Seite wünschen. Was denken Sie, warum das<br />
so ist?<br />
Die von digitalen Assistenten empfohlenen Maßnahmen haben<br />
häufig weitreichende Konsequenzen für den Kunden. Beispielsweise<br />
kann die Maßnahme einen geplanten Maschinenstillstand<br />
erfordern oder die Anschaffung einer neuen Maschine.<br />
Je größer die Auswirkungen der Entscheidung sind, desto größer<br />
muss das Vertrauen in die digitale Empfehlung sein. Viele unserer<br />
Lifetime Solutions-Kunden sind daher vor allem am Anfang<br />
skeptisch und wünschen sich Unterstützung und Bestätigung<br />
bei der Entscheidungsfindung. Dafür suchen sie einen erfahrenen<br />
menschlichen Partner. Mit der Zeit wächst das Vertrauen in<br />
die digitale Analyse und Entscheidungen werden schneller und<br />
selbstständig getroffen.<br />
Was ist das Besondere an den Schaeffler Lifetime Solutions?<br />
Im Geschäftsbereich Lifetime Solutions bietet Schaeffler ein<br />
umfassendes Angebot an Produkten, Dienstleistungen und Lösungen<br />
zur industriellen Instandhaltung über die Lebensdauer<br />
der Maschinen und Anlagen hinweg. Das Portfolio basiert auf<br />
der langjährigen Wälzlager-Expertise von Schaeffler. Es reicht<br />
von Anwärm- und Ausrichtwerkzeugen, die bei der Montage<br />
benötigt werden, über Lösungen zur Maschinenüberwachung<br />
bis hin zu einer stetig wachsenden Auswahl an Schmierstoffen<br />
und intelligenten Schmierstoffgebern. Unsere Produkte und<br />
Dienstleistungen sind darauf ausgelegt, die Instandhaltung von<br />
Maschinen so einfach wie möglich zu gestalten, deren Lebensdauer<br />
zu verlängern und Ausfälle fast vollständig zu vermeiden.<br />
In puncto Ressourcenmanagement unterstützt unser Portfolio<br />
Unternehmen dabei, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und<br />
ihre CO 2<br />
-Bilanz langfristig zu verbessern. So reduzieren die<br />
Lösungen des Optime Ecosystems durch Lagerausfälle verursachte<br />
ungeplante Downtimes um bis zu 100 Prozent, senken<br />
den Energieverbrauch um bis zu drei Prozent und sparen bis zu<br />
60 Prozent Schmierstoffabfall ein.<br />
Auch die Wiederaufbereitung von Lagern ist Teil der Lifetime<br />
Solutions. Damit können bis zu 95 Prozent der CO 2<br />
-Emissionen<br />
gegenüber einem neuen Lager eingespart werden. Dieser Service<br />
wird noch durch Dienstleistungen wie der Zustandsüberwachung<br />
vor Ort oder Remote mithilfe von Augmented Reality<br />
sowie individuellen Schulungen ergänzt. So ergibt sich ein branchenübergreifendes<br />
Produkt- und Lösungsangebot aus einer<br />
Hand für die gesamten Instandhaltungsanforderungen unserer<br />
Kunden.<br />
Die drei Säulen, so nenne ich die Aspekte Schmierung,<br />
Zustandsüberwachung und Montage mal, sind miteinander<br />
verwoben? Profitiert die Qualität der Zustandsüberwachung<br />
davon, dass die Schmierstoffe und Applikationswege von<br />
Schaeffler sind?<br />
Generell profitiert die Zustandsüberwachung von der Transparenz<br />
über die Schmierstoffversorgung oder von der Kenntnis der<br />
Montageparameter. Schließlich sind eine unzureichende<br />
Schmierung oder eine fehlerhafte Lagermontage die häufigsten<br />
Ursachen für einen Lagerausfall. Die Besonderheit bei Schaeffler<br />
ist, dass vor allem der Anwender, also der Kunde, von der<br />
Verschmelzung der Lösungen profitiert.<br />
Am Beispiel des Optime Ecosystems lässt sich das sehr gut veranschaulichen.<br />
Hier ist es möglich, die Schmierung und den<br />
Zustand einer Maschine in einer Lösung zu überwachen. Der<br />
Kunde kann den Status und alle Alarme in nur einer gemeinsamen<br />
Benutzerschnittstelle ablesen. Er kann neue Messpunkte<br />
01<br />
02<br />
01 Einfach zu implementierende und kabellose Zustandsüberwachung<br />
ist ein wichtiger Bestandteil der Lifetime Solutions<br />
02 Auch die Vereinfachung der Schmierung rotierender Maschinenelemente<br />
ist ein zentraler Schritt, um ungeplante Ausfälle zu<br />
verhindern<br />
und Schmierstellen mit einer erlernten und sehr einfachen Methodik<br />
integrieren und einrichten. Alle Geräte, ob für die<br />
Schmierung oder Zustandsüberwachung, kommunizieren über<br />
dasselbe Netzwerk und übermitteln die Daten an das gleiche<br />
Gateway. Das macht die Arbeit mit der Lösung sehr einfach und<br />
kosteneffizient.<br />
Wie wichtig ist optimale Maschinenschmierung und was wird<br />
dabei häufig übersehen?<br />
Die richtige Schmierung von Industriemaschinen, insbesondere<br />
von Wälzlagern ist entscheidend für deren Lebensdauer, Effizienz<br />
und Betriebssicherheit.<br />
Manuelles Nachschmieren ist zeitaufwendig und komplex. Bei<br />
Hunderten bis Tausenden von Schmierstellen ist eine optimale<br />
Maschinenschmierung manuell nur schwer umzusetzen. Dabei<br />
ist diese essenziell, denn bis zu 80 Prozent der vorzeitigen Lagerausfälle<br />
werden durch unsachgemäße Schmierung verursacht.<br />
Automatische Schmiersysteme wie der intelligente Schmierstoffgeber<br />
Optime C1 können den manuellen Prozess nicht nur ersetzen,<br />
sondern sicherer, zuverlässiger und präziser machen. Sie<br />
sind so konzipiert, dass sie die Schmierstelle zum richtigen Zeitpunkt<br />
mit der richtigen Fettmenge versorgen. So wird der<br />
Schmierungsprozess für die Instandhaltungsteams vereinfacht<br />
und das Risiko von Maschinenausfällen minimiert. Die Möglichkeit<br />
der Fernüberwachung von einem beliebigen Standort<br />
aus macht die Schmierungsaufgabe dabei noch einfacher.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 27
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
03 Der Virtual Fitter ist eine kosteneffiziente<br />
Lösung für Montagearbeiten an Wälzlagern unter<br />
Einsatz von Augmented Reality<br />
Wie funktioniert das Optime Ecosystem?<br />
Das Optime Ecosystem besteht aus Schwingungssensoren und<br />
intelligenten Schmierstoffgebern, die mit einem zentralen Gateway<br />
verbunden sind. Dieses Gateway empfängt die Daten der<br />
Sensoren und Schmierstoffgeber und leitet sie an die Cloud<br />
weiter. Dort werden sie automatisch analysiert. Kunden können<br />
dann über den Optime Digital Service auf diese Informationen<br />
zugreifen.<br />
Das Optime Ecosystem ermöglicht so die drahtlose Überwachung<br />
einer Vielzahl von Elektromotoren, Pumpen, Lüftern und<br />
Schmierstellen für Anlagenbetreiber. Diese Komponenten sind<br />
in der Prozessindustrie weit verbreitet. Aufgrund fehlender kostengünstiger<br />
Technologien werden sie oft nur manuell oder gar<br />
nicht überwacht.<br />
Das System erleichtert die tägliche Arbeit von Anlagenbetreibern<br />
und Instandhaltungsmanagern. An einem einzigen Tag<br />
lassen sich mehrere Hundert Mess- und Schmierstellen ausstatten<br />
und überwachen. Zudem unterstützt das Ecosystem unsere<br />
Kunden der Prozessindustrie bei der Verbesserung der Nachhaltigkeit<br />
durch die Minimierung von Ausfallzeiten, Materialverschwendung<br />
und Energieverbrauch.<br />
KI oder ML ist ein sehr dynamischer Faktor. Wie häufig sind da<br />
Softwareaktualisierungen notwendig?<br />
Die betroffenen Modelle laufen in der Cloud und entwickeln<br />
sich kontinuierlich weiter. Eine Aktualisierung der Geräte beim<br />
Kunden ist hierfür nicht erforderlich. Aber auch die Software auf<br />
den Geräten werden circa jeden zweiten Monat mit Verbesserungen<br />
und neuen Funktionalitäten aktualisiert. Diese Softwareaktualisierungen<br />
werden over the air durchgeführt. So entsteht<br />
kein manueller Aufwand für den Anwender. Er erhält eine<br />
Benachrichtigung, welche zusätzlichen Möglichkeiten und<br />
Funktionen hinzugekommen sind. Darüber hinaus stehen unsere<br />
Service-Experten jederzeit zur Verfügung, falls Unterstützung<br />
benötigt wird.<br />
Könnte man das Lifetime Solutions-Angebot auch nutzen,<br />
wenn man schon andere Condition-Monitoring-Systeme<br />
verwendet?<br />
Ja, das ist möglich. Unsere Produkte kann man einfach in bestehende<br />
Condition Monitoring-Systeme integrieren. Die kabelgebundenen<br />
Lösungen SmartCheck und ProLink CMS arbeiten<br />
mit den branchenüblichen Schnittstellen und Kommunikationsstandards.<br />
Auch das cloudbasierte Optime Ecosystem<br />
bietet die Bereitstellung der Ergebnisse und Daten über eine<br />
REST-API-Schnittstelle an. So kann jeder Anwender die Lösungen<br />
von Schaeffler mit bereits existierenden Systemen und<br />
Dashboards integrieren. Auch andersherum bieten wir unsere<br />
Experten Services für die Daten aus nicht-Schaeffler-Geräten<br />
an. Die Lösung der Herausforderungen des Kunden steht hier<br />
immer an erster Stelle.<br />
Angenommen, ein Kunde bucht das komplette Programm der<br />
Lifetime Solutions. Inwieweit kann der Kunde die Instandhaltung<br />
kontrollieren oder gar Fristen beeinflussen?<br />
Nehmen wir als Beispiel das Optime Ecosystem, bestehend aus<br />
Optime Condition Monitoring, dem intelligenten Schmierstoffgeber<br />
Optime C1 und dem Optime Digital Service: Damit hat<br />
der Kunde volle Transparenz über den Zustand seiner Maschinen<br />
und die Schmierstellen. Er erhält die Information, welche<br />
Maßnahme wann und wo durchgeführt werden muss, um ungeplante<br />
Stillstände zu vermeiden. So kann die Instandhaltung<br />
fast alle Maßnahmen in geeigneten Zeiträumen einplanen.<br />
Auch das Verschieben geplanter Termine ist möglich, wenn der<br />
„Gesundheitszustand“ und die Schmierstoffversorgung noch<br />
gewährleistet sind.<br />
Wie ist es mit dem Einsatz von Augmented Reality?<br />
Widerspricht das dem persönlichen Gedanken oder entfaltet<br />
sich die Wirkung auch über den Datenkanal?<br />
Dienstleistungen werden immer digitaler, aber viele Kunden<br />
wünschen sich Expertenwissen und Einschätzungen auch über<br />
KI-basierte Vorschläge hinaus. Der Virtual Fitter ist beispielsweise<br />
ein Remote-Montage-Service, der Augmented Reality mit<br />
persönlicher Beratung kombiniert.<br />
Mithilfe einer Augmented-Reality-Brille unterstützen Schaeffler-<br />
Experten weltweit in Echtzeit bei der Montage von Wälzlagern,<br />
ohne selbst vor Ort zu sein. Der Kunde kann bei Bedarf entscheiden,<br />
ob er den Remote-Montage-Service anstelle eines<br />
Vor-Ort-Services nutzen möchte und erhält umgehend eine<br />
AR-Brille leihweise zur Verfügung gestellt, die er während der<br />
Maschineninspektion trägt.<br />
Über die Live-Übertragung erhält der Schaeffler-Monteur ein<br />
umfassendes Bild vom Zustand der Maschine, kann konkrete<br />
Handlungsanweisungen geben und wichtige Informationen in<br />
das Sichtfeld des Kunden einblenden. Das Remote-Angebot<br />
spart bis zu 50 Prozent der Kosten gegenüber einem Vor-Ort-<br />
Service und ermöglicht einen schnellen Wissenstransfer zum<br />
Kunden.<br />
Eine enge Betreuung ist somit auch über die digitale Verbindung<br />
möglich und gleichzeitig kosten- und zeiteffizienter als ein<br />
Vor-Ort-Service.<br />
Bilder: Schaeffler<br />
www.schaeffler.com<br />
28 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
KABELEINFÜHRUNG FÜR GEHÄUSE<br />
Die neuen<br />
UT-Tüllen von<br />
Icotek erlauben<br />
die einfache und<br />
effiziente<br />
Einführung von<br />
Leitungen mit<br />
und ohne Stecker<br />
in Gehäuse. Die einseitig geschlitzte Tülle in U-Form ermöglicht<br />
es, einzelne Leitungen mit einem variablen Klemmbereich von<br />
2 mm sicher und werkzeuglos einzuführen. Der Durchmesserbereich<br />
reicht von 4 bis 11 mm. Die UT-Tülle eignet sich für den<br />
Einbau am Gehäuseunterteil. Sie wird einfach um die Leitung<br />
herum montiert. Nach dem Bestücken wird sie in den empfohlenen<br />
Ausbruch eingeschoben und der Gehäusedeckel aufgesetzt.<br />
Der verschraubte Deckel sorgt für eine Abdichtung bis zu<br />
IP54. Der Einsatz der Tülle in das Gehäuseunterteil erfolgt<br />
rahmen- sowie werkzeuglos. Die Wandstärke des Gehäuses<br />
kann 1 bis 4 mm betragen. Die UT-Tülle ist aus einem Elastomer<br />
gefertigt und eignet sich für Einsatztemperaturen von - 40 bis<br />
100 °C.<br />
www.icotek.com<br />
KUGELNUTWELLENFÜHRUNGEN MIT<br />
HOHER PRÄZISION<br />
VIELSEITIG EINSETZBARE DC-MOTOREN<br />
Die DC-Einbaumotoren<br />
der KE-Baureihe<br />
von Groschopp<br />
erreichen hohe<br />
Drehzahlen und lassen<br />
sich einfach über die<br />
Spannung regeln. Ein<br />
zusätzlicher Regler ist<br />
somit nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil der bürstenbehafteten<br />
Motoren ist, dass sich die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien<br />
unterschiedlich gestalten lassen. Der Aufbau als Neben-,<br />
Reihen- oder Doppelschlussmotor kann somit anwendungsspezifisch<br />
realisiert werden. Außerdem bietet das Unternehmen<br />
Gleichstrommotoren mit Permanentmagnet statt Statorwicklung<br />
in verschiedenen Leistungsklassen an. „Permanenterregte<br />
DC-Motoren verhalten sich ähnlich wie Nebenschlussmotoren“,<br />
sagt Produktmanager Wolf Meyer. „Sie werden über einen Kommutator<br />
bestromt, sind drehzahlsteif, bieten allerdings ein<br />
höheres Anlaufmoment.“ Die PGK-Baureihe überzeugt durch<br />
ihren geräuscharmen Betrieb, das hohe Drehmoment (Nenndrehzahlen<br />
bis 5.000 U/min) und den hohen Wirkungsgrad.<br />
Selbst bei hoher Belastung ist der Drehzahlabfall gering. In<br />
Kombination mit einem Regler ist zudem ein hoher Drehzahlstellenbereich<br />
möglich. Die modularen Motoren sind auch mit<br />
Schneckengetriebe in Fuß- oder Flanschausführung sowie mit<br />
einem zweiten Wellen-Ende erhältlich.<br />
www.groschopp.de<br />
Die Kugelnutwellenführungen<br />
von Rodriguez<br />
sind verdrehgesicherte<br />
Wellenführungen,<br />
bei<br />
denen Linearkugellager<br />
auf einer<br />
Welle aus<br />
gehärtetem<br />
Präzisionsstahl<br />
angebracht sind. Mit Kugelnutwellenführungen können hohe<br />
Drehmomente übertragen und gleichzeitig Linearbewegungen<br />
ausgeführt werden. Rodriguez bietet die Kugelnutwellenführungen<br />
speziell für Anwendungen an, die lineare Bewegungsabläufe<br />
unter Aufnahme definierter Drehmomente erfordern.<br />
Die speziell geschliffenen Nuten ermöglichen im Zusammenspiel<br />
mit den Linearkugellagern die Aufnahme hoher radialer<br />
Kräfte bei gleichzeitiger Torsionsbeanspruchung. Im Vergleich<br />
zu einem üblichen Wellensystem bieten sie auch eine höhere<br />
Präzision und Spielfreiheit sowie eine bessere Aufnahme von<br />
Stoßbelastungen. Eine zusätzliche Drehmomentstütze ist<br />
unnötig, da die Welle selbst als tragendes Element fungiert.<br />
Ermöglicht wird das durch die Anordnung der Kugeln in den<br />
Laufbahnen der Nut, hier in Form einer Gotikbogenlaufrille, die<br />
von einem Kugelkäfig umschlossen wird. Den Käfig wiederum<br />
umschließt eine Wellenmutter, die gegen Verdrehen gesichert<br />
ist. Die einzelnen Muttern an der Kugelnutwellenführung<br />
können zur Verdrehsicherung vorgespannt werden. Der große<br />
Vorteil: sie sind auch für schwierige Betriebsbedingungen<br />
geeignet.<br />
www.rodriguez.de<br />
KISSdesign<br />
FAST<br />
INTUITIVE<br />
VERSATILE<br />
KISSsoft AG<br />
A Gleason Company<br />
T. +41 55 254 20 50<br />
info@kisssoft.com<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 29<br />
Ad-Antriebstechnik_KISSsoft_KISSdesign_1_90x130mm-de-v00-cs-public.indd 1 22.04.<strong>2024</strong> 11:02:15
INNOVATION UND KONTINUITÄT<br />
MEHR INTELLIGENZ<br />
AUF DEM CHIP<br />
30 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
Mitte der 80er-Jahre eroberten integrierte<br />
Halbleiter-Schaltkreise immer mehr<br />
Anwendungen in der Industrie. In dieser<br />
frühen Wachstumsphase gründeten<br />
Dr. Heiner Flocke und Manfred Herz im<br />
Jahr 1984 in Bodenheim bei Mainz die<br />
iC-Haus GmbH als Hersteller von ICs und<br />
Mikrosystemen. Mit seinen magnetischen<br />
und optischen Encoder-ICs für Drehgeber,<br />
Motorfeedback und die Robotik ist das<br />
Unternehmen heute international führend<br />
in der industriellen Positionssensorik.<br />
Anlässlich des 40-jährigen Jubiläums im<br />
Juni sprach die <strong>antriebstechnik</strong> mit<br />
Dr. Heiner Flocke über Innovation und<br />
Kontinuität.<br />
Herzlichen Glückwunsch zum 40-jährigen Firmenjubiläum von<br />
iC-Haus! Sie produzieren winzige Chips und Mikrosysteme.<br />
Wie haben Sie Ihre mittelständische Fabless Company hier im<br />
schönen Bodenheim am Rhein aufgebaut?<br />
Wie wir uns entwickelt haben, sieht man in der Tat am besten an<br />
den Bauten. Zu dritt haben wir iC-Haus 1984 in Bodenheim gegründet.<br />
Dann sind wir 1993 in eigene Räume gezogen. Mit einem<br />
Erweiterungsbau im Jahr 1997 kamen Flächen für Produktion und<br />
F&E dazu, im Jahr 2006 dann ein Gebäude mit Reinraum, in dem<br />
wir heute das Packaging durchführen. Für Test, Logistik und Schulung<br />
haben wir 2012 einen Erweiterungsbau bezogen. Im Jahr<br />
2023 hatten wir 350 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und erwirtschafteten<br />
einen Umsatz von über 100 Mio. Euro. Der Anteil der<br />
Produktion ist neben Forschung und Entwicklung über die Jahre<br />
stark gewachsen. Von Anfang an wollten wir als iC-Haus an der<br />
Wertschöpfung von integrierten Schaltkreisen teilhaben, also<br />
Chips nicht nur entwickeln, sondern auch produzieren und vermarkten.<br />
Wir sind ein fabless Unternehmen, machen aber alles,<br />
was mittelständisch möglich ist.<br />
Alles lief glatt, wenn Sie das so erzählen. Hatten Sie auch<br />
Bedenken?<br />
Man hat natürlich auch als junger Mensch mit Anfang dreißig gewisse<br />
Verpflichtungen. Da hat man auch schlaflose Nächte<br />
und überlegt sich gut, ob man aus einem gesicherten Anstellungsverhältnis<br />
bei einem Halbleiterhersteller die Chancen der Selbständigkeit<br />
ergreift. Die technischen Risiken, dass etwas nicht<br />
funktioniert, sind groß. Einen Chip kann man nicht reparieren, der<br />
muss 100-prozentig arbeiten. Die anfänglichen Chips, die wir gebaut<br />
haben, haben eben funktioniert. Hätte es nicht geklappt: Ich<br />
denke, als junger Ingenieur mit Promotion im Bereich Halbleiter<br />
hätte ich mich wieder bei einem Unternehmen bewerben können.<br />
Man muss den Mut haben, die Dinge auf sich zu nehmen.<br />
Heute werden Start-ups gefördert. Hatten Sie damals auch Hilfe?<br />
Die Unterstützung durch ein staatliches Förderprogramm für technologieorientierte<br />
Unternehmensgründungen hat uns in dieser<br />
Phase doch sehr geholfen. So konnten wir vernünftiges Erst-<br />
Equipment anschaffen, zum Beispiel ein Mikroskop und Testgeräte.<br />
Und heute?<br />
Venture Capital haben wir nie in Anspruch genommen und konnten<br />
unsere Entwicklungen immer aus den Erträgen finanzieren. Wir<br />
sehen uns heute immer noch als mittelständisches Familienunternehmen,<br />
auch wenn wir mit über 100 Mio. Euro Umsatz der Definition<br />
nach kein KMU mehr sind. Der mittelständische Geist und Stil<br />
leben noch. Von Anfang an haben wir uns auf Industrieapplikationen<br />
konzentriert und bedienen hier heute mittlere, aber auch höhere<br />
Stückzahlen. Später kam auch der Bereich Automotive dazu,<br />
wo ähnliche Produkte benötigt werden. Wir waren hier sehr erfolgreich<br />
und haben unter anderem Chips für Airbags gebaut.<br />
Ihre optischen und magnetischen Encoder-ICs kommen in<br />
Dreh gebern, Motorfeedback-Systemen oder Robotern zum<br />
Einsatz. Wie hat sich die Technologie weiterentwickelt und<br />
welche Rolle spielte iC-Haus dabei?<br />
Mit Alleinstellungsmerkmalen und Patenten können wir uns hier<br />
im Markt differenzieren. iC-Haus hat circa 40 Patente – das ist<br />
ganz typisch für den Mittelstand. Das sind 1 bis 2 Patentanmeldungen<br />
pro Jahr, mittlerweile auch immer weltweit in den Industrieländern.<br />
Die Positionssensorik ist einer unserer Schwerpunkte.<br />
Die Robotik hat in den letzten Jahren sehr stark an Bedeutung für<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 31
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
01 02<br />
uns gewonnen. Wir fühlen uns als Weltmarktführer in der<br />
optischen Positionssensorik. Innerhalb der Positionssensorik<br />
decken wir alle Technologien ab. Die Sensorik ist als System-on-<br />
Chip integriert, analog und digital. Wir sind einer der ganz wenigen<br />
Hersteller, die einen magnetischen Off-axis-Absolutwertgeber<br />
bauen. Das bedeutet mit einem magnetischen Target kann<br />
man die Position abtasten. Inkremental, Absolut und Multiturn<br />
decken wir ab. Für Multiturn haben wir auch eine Energy-<br />
Harvesting-Lösung mit Wiegand-Technologie entwickelt, für die<br />
wir 2012 den AMA Innovationspreis erhielten.<br />
Welche Innovationen stellen Sie dieses Jahr vor?<br />
Zum Jubiläumsjahr kommen wir auch mit Neuheiten heraus:<br />
mit einer Noniusabtastung von bis zu 24 Bit und auch neu mit<br />
ersten induktiven Sensoren. Die induktive Sensorik hat Potential<br />
auch hinsichtlich der Kosten, weil wir hier ein relativ einfaches<br />
Target haben. Die Targetpreise etwa bei einer magnetischen<br />
Noniusabtastung darf man nicht vernachlässigen. Im induktiven<br />
Bereich hat man Spulen auf einer Leiterplatte. Technologisch ist<br />
man unabhängig von Licht und Staub, auch Feuchtigkeit wie bei<br />
den optischen oder Fremdmagnetfelder wie bei den magnetischen<br />
Encodern spielen keine Rolle. Ich glaube der Dreiklang<br />
optisch, magnetisch und induktiv tut uns gut.<br />
iC-Haus entwickelt und stellt auch Treiber-ICs zur schnellen<br />
Ansteuerung von Laserdioden her. Wie passt beides<br />
zusammen?<br />
Das ist ein bisschen historisch entstanden. Wir haben einen<br />
ASiC für einen Kunden in der Lasertechnik einen Laserdiodentreiber<br />
realisiert und so erstes Know-how in diesem Bereich<br />
aufgebaut. Hier geht es um Stoßströme im Bereich weniger Ampere.<br />
Heute geht es auch um Kurzpulse von bis zu 40-50 Ampere.<br />
Es gibt aber auch eine sehr interessante Applikation, wo sowohl<br />
Lasertreiber als auch Positionssensoren vorkommen: Lidar-<br />
Anwendungen im Automotive-Bereich und für AGVs. Im Lidar<br />
dreht sich ein Spiegel und ein Laserbeam wird geschossen. Das<br />
entwickelt sich und wir setzen sehr stark auf die AGVs.<br />
Welche Halbleiter-Technologien setzen Sie ein und wie weit<br />
geht die Wertschöpfung?<br />
Ohne eigene Fab ist man nicht an eine Techno logie gebunden.<br />
Dies ist ein Vorteil der mittelständischen Größe. Die Investition<br />
in eine Wafer-Fab wäre eine Milliarden-Investition. Wir arbeiten<br />
mit CMOS-Prozessen und stellen Chips mit Strukturgrößen von<br />
180 bis 600 nm her, wie sie in der Industrie und im Automotive-<br />
Bereich eingesetzt werden. Unsere anwendungsspezifischen ICs<br />
erweitern wir zu Mikrosystemen, also zum Beispiel mit Chipon-Board-Technologie.<br />
Für Kunden hat das den Vorteil, dass wir<br />
für Mikrosysteme mit unseren Chips auch intensive Testleistungen<br />
erbringen können. Für uns bedeutet dies eine Wertschöpfungs-<br />
und Fertigungserweiterung.<br />
Worin sehen Sie die zentralen Trends bei optischen und<br />
magnetischen Encoder-ICs?<br />
Wichtige Themen sind hier Multischnittstellen für Predictive<br />
Maintenance, Condition Monitoring und Industrie 4.0. Hierfür<br />
setzen wir auch auf Machine Learning. Eine Möglichkeit für die<br />
Zukunft ist, dass man Machine Learning mit der On-Chip-<br />
Sensorik erreicht, wie zum Beispiel durch einen auf dem Encoder-Chip<br />
integrierten Sensor zur Verschleissbewertung. Es geht<br />
um mehr Intelligenz auf dem Chip.<br />
Wie muss man sich Machine Learning bei Encoder-ICs konkret<br />
vorstellen?<br />
Das könnte zum Beispiel ein Offset-Wert sein, der sich mit der<br />
Zeit vergrößert oder auch eine LED, die altert. Wenn sich der<br />
Arbeitspunkt gegenüber dem Anfangsstadium verschiebt, können<br />
wir dies On-Chip registrieren und den Verschleiss und die<br />
Alterung bestimmen. Die Regelalgorithmen gleichen alterungsbedingte<br />
Veränderungen bis zu einem gewissen Grad aus. Über<br />
eine bidirektionale Schnittstelle wie BiSS können wir dann der<br />
Steuerung sagen, dass die Lebensdauer bald erreicht ist und der<br />
Encoder oder der ganze Motor ersetzt werden muss. Das wäre<br />
ein Beispiel für Predictive Maintenance. Da sehen wir viel Potential<br />
für die Zukunft. Wir haben für Entwicklungen in diesem<br />
Bereich auch Förderungen durch das BMBF erhalten. Die Ergebnisse<br />
sind teilweise schon in neuartige IC-Kalibrierungen und<br />
Predictive Maintenance-Anwendungen eingeflossen.<br />
Im Jahr 2002 hat iC-Haus das BiSS Interface als Open Source<br />
Standard offengelegt. Seit dem Jahr 2017 wird der Schnittstellenstandard<br />
für die bidirektionale Sensor-Aktor-<br />
Kommunikation von der BiSS Association betreut.<br />
Was waren die Gründe für die Offenlegung des Standards?<br />
Es gab früher nur die unidirektionale SSI-Schnittstelle. Wir<br />
haben also nur Sensor-Daten nach außen gegeben, aber nicht<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
01 Dr. Heiner Flocke, Gründer und Geschäftsführer des<br />
Familienunternehmens<br />
02 Wafer: Basis für die Herstellung integrierter Schaltkreise<br />
03 Produktion und Testautomatisierung sind über die Jahre<br />
gewachsen<br />
04 Chip-Entwicklung und Produktion in Bodenheim am Rhein: links<br />
das erste eigene Gebäude (1993) und rechts der jüngste Erweiterungsbau<br />
für Produktion und Test (2019)<br />
03<br />
hinein, etwa zum Programmieren oder Kalibrieren. BiSS ist eine<br />
elegante Art, einen Sensor anzuschließen, steht jedoch nicht in<br />
Konkurrenz zu Feldbusprotokollen. Ein Mitarbeiter bei iC-Haus<br />
hat das BiSS-Protokoll erfunden. Wenn man einen Standard<br />
setzen will, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder man ist der<br />
Marktführer und setzt den Standard durch oder man bietet<br />
Open Source. Heute gibt es über 600 BiSS Lizenznehmer. Die<br />
Lizenz sorgt dafür, dass kein Wildwuchs und Dialekte entstehen.<br />
Durch die Benutzerorganisation können Anwender aktiv die<br />
Weiterentwicklung des Protokolls mitgestalten. BiSS ist zwar<br />
immer das gleiche Protokoll, es gibt aber Profile, wie zum Beispiel<br />
BiSS Safety, das TÜV-zertifiziert ist. Mit BiSS Line steht nun<br />
auch eine robuste Zweidrahttechnologie zur Verfügung. Durch<br />
das Alleinstellungsmerkmal der Forward-Error-Correction sind<br />
die Anforderungen an das Kabel minimal; im Prinzip reicht ein<br />
Lautsprecherkabel für die Datenübertragung.<br />
Auf welche Weise unterstützt iC-Haus Anwender bei der<br />
Evaluation und Implementierung der Encoder-ICs?<br />
Jeder Chip von uns ist wie ein Unikat mit Alleinstellungsmerkmalen.<br />
Gerade in der Positionssensorik sind sie nicht selten<br />
stark erklärungsbedürftig. Die Spezifikation eines einzigen<br />
Chips kann schon einmal 100 Seiten umfassen. Mittlerweile<br />
bauen daher rund 30 Fachleute bei uns Tools für die Evaluation<br />
unserer Chips. Sie entwickeln DLLs, Software und auch Hardware.<br />
Dem Entwickler steht so schnell ein funktionierender<br />
Testaufbau für den Chip zur Verfügung, den er einfach per USB<br />
mit seinem PC verbinden kann. Auch bei der applikationsnahen<br />
Validierung des Chips unterstützen wir Kunden. Unsere Mitarbeiter<br />
im Bereich Sales & Applications gehen übrigens selbstverständlich<br />
selbst mit ins Labor, denn das Eindesignen beim<br />
Kunden ist bei unseren Encoder-ICs ganz wichtig. Das ist dann<br />
quasi der letzte Schritt in der Wertschöpfung. Das machen zwar<br />
alle Halbleiterhersteller, aber es kann eine besondere mittelständische<br />
Tugend sein, sich in dieser Form der Applikation des<br />
Kunden anzunehmen. Da machen wir sehr viel und das liegt<br />
uns und darin zeichnen wir uns auch im Vergleich aus.<br />
Auch weltweit?<br />
Ja. Und das war übrigens schon bei der Gründung so und spiegelt<br />
sich in der Namensgebung iC-Haus. Wir wollten mit der<br />
Gründung von iC-Häusern international vor Ort Expertise bieten<br />
und den Design-in-Prozess beim Kunden begleiten. Heute<br />
sind wir ein Netzwerk von iC-Häusern, die auch mal House oder<br />
Casa heißen. So sind wir heute in den USA, Spanien, China und<br />
Japan sehr erfolgreich. Enge Beziehungen und Freundschaften<br />
sind so entstanden. Auch die Kontinuität ist hier ganz wichtig.<br />
Innovation and continuity … auch dafür steht iC in unserem<br />
Jubiläumsjahr und darüber hinaus. Das sagt es in zwei Worten,<br />
wofür wir stehen.<br />
Wie schätzen Sie die Perspektiven angesichts der aktuellen<br />
Wirtschaftsentwicklung ein?<br />
Die deutsche Industrie befindet sich gegenüber zwei Boom-<br />
Jahren in einem Abschwung – manche Unternehmen reduzieren<br />
ihre Umsatzerwartungen deutlich bis 2025. Ich bin immer Optimist,<br />
aber Deutschland wird sich anstrengen müssen. Die Asiaten<br />
sind busy und gut. Die ersten Musteranfragen für unsere<br />
neuen Chips kommen heute oft aus Asien, während deutsche<br />
Hersteller auf Innovationen vorsichtiger reagieren. Das ist erstaunlich.<br />
iC-Haus ist ganz solide aufgestellt und wir waren trotz<br />
gestörter globaler Lieferketten stets lieferfähig, wofür uns unsere<br />
Kunden dankbar sind.<br />
Bilder: Miles Meier; iC-Haus<br />
www.ichaus.de<br />
04<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 33
MARKTPLATZ<br />
MESSRATE BIS 2 KILOHERTZ<br />
Klein, präzise<br />
und schnell:<br />
Micro-Epsilon<br />
präsentiert<br />
den kompakten<br />
Lasersensoren<br />
optoN-<br />
CDT 1220. Mit<br />
doppelter<br />
Messrate bis<br />
2 kHz messen<br />
die Sensoren<br />
jetzt noch<br />
schneller. Die Lasersensoren sind für Serienanwendungen in der<br />
Automatisierung und im Maschinenbau konzipiert worden.<br />
Weg, Abstand und Position messen sie mit hoher Genauigkeit.<br />
Die neuen Modelle bieten ab sofort Messbereiche bis 500 mm<br />
und doppelte Messraten mit bis zu 2 kHz und eine 16 Bit<br />
Digital-/Analog-Wandlung. Die Ausführung ist mit einem<br />
Gewicht von nur 60 g und Maßen von 46 x 30 x 20 mm äußerst<br />
kompakt und eignen sich daher besonders zur Integration in<br />
beengte Bauräume. Mit stabilem Aluminiumgehäuse und<br />
Schutzart IP67 ist der Sensor auf industrielle Umgebungen<br />
ausgelegt und überzeugt mit einer hohen Schock- und Vibrationsbeständigkeit.<br />
Eingesetzt werden die Sensoren daher in der<br />
Automatisierungstechnik und dem Maschinenbau, in 3D-Druckern<br />
oder Verfahranlagen.<br />
www.micro-epsilon.de<br />
FLACH UND KOMPAKT<br />
Die Wegsensoren der<br />
Serie CLP13 von Megatron<br />
sind hochgenau, robust<br />
und benötigen sehr wenig<br />
Bauraum. Diese Eigenschaften<br />
machen die<br />
Linearpotentiometer zum<br />
idealen Weggeber für<br />
Anwendungen mit<br />
beengten Platzverhältnissen.<br />
Linearpotentiometer der Serie CLP13 sind für Messlängen<br />
von 13 mm, 25 mm, 50 mm und 100 mm erhältlich. Herzstück<br />
der Wegsensoren ist ein Leitplastik-Widerstandselement, das<br />
eine nahezu unendliche Auflösung bietet. Damit sind die<br />
Linearpotentiometer prädestiniert für präzise Wegmessungen<br />
zum Beispiel in der Medizintechnik, Automatisierungstechnik,<br />
Robotik oder im Fahrzeugbau. Megatron bietet die Linearpotentiometer<br />
auch in einer Ausführung mit Rückstellfeder an<br />
(CLPR13). Diese Variante kehrt nach Wegnahme der äußeren<br />
Einwirkung oder Bewegung immer in die Ausgangslage zurück.<br />
In der Ausführung mit zusätzlicher Tastspitze ermöglicht sie in<br />
entsprechenden Anwendungen eine zuverlässige und reproduzierbare<br />
Weg- und Positionsmessung. Die mechanische<br />
Erfassung der linearen Bewegung erfolgt sowohl beim CLP13<br />
als auch beim CLPR13 über eine einseitig geführte Schubstange.<br />
Durch diese Bauform ist der Wegaufnehmer auch für<br />
Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen geeignet.<br />
www.megatron.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2024</strong> im 63. Jahrgang,<br />
ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur: Miles Meier (mm),<br />
Tel.: 06131/992-208,<br />
E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteur:<br />
Felix Berthold, M.A. (be),<br />
Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Anette Fröder, Sonja Daniel, Conny Grothe<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste <strong>2024</strong>, gültig ab 01.10.2023<br />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />
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Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
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Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
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Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />
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34 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
MARKTPLATZ<br />
SICHERHEIT UND PRÄZISION IN DER<br />
VERANSTALTUNGSTECHNIK<br />
TR Electronic ist ein<br />
zuverlässiger Partner in<br />
der professionellen<br />
Veranstaltungstechnik.<br />
Drehgeber des Unternehmens<br />
erfassen die<br />
Position von Bühnenpodien,<br />
Drehscheiben,<br />
Prospekt- und Beleuchtungszügen.<br />
Lineargeber,<br />
direkt in Hydraulikzylinder eingebaut, melden präzise den<br />
Stand von Untermaschinen. Funktional sichere Drehgeber der<br />
Serie CD_582 und CD_75 bieten eine sehr hohe Stufe der<br />
Integration von Sicherheitsfunktionen direkt in den Sensor.<br />
Zwei unabhängige Messsysteme in einem Gehäuse erfassen<br />
den Ist-Wert. Dieser wird innerhalb des Drehgebers per<br />
Kreuzvergleich in seiner Gültigkeit überprüft. Bussysteme wie<br />
Profisafe, CIPsafety, open-Safety oder FSoE und jetzt neu<br />
Canopen safety übertragen die als sicher gelten Positions- und<br />
Geschwindigkeitsdaten. Entwicklung und Produktion der KAT-4<br />
Drehgeber sind zertifiziert, sie lassen sich direkt in Anwendungen<br />
einsetzen, die SIL 3 oder PL e erfordern.<br />
www.tr-electronic.de<br />
TORQUE-SENSOREN FÜR<br />
ROBOTIK-ANWENDUNGEN<br />
Die Firma Inelta Sensorsysteme<br />
fertigt kompakte statische<br />
Torque-Sensoren. Die kundenspezifischen<br />
Sensoren für<br />
verschiedene namhafte<br />
Robotik-Hersteller dienen zur<br />
genauen Drehmomenterfassung<br />
mittels Dehnungsmessstreifen.<br />
Die Messsensorik<br />
kann mit zweikanaliger,<br />
galvanisch getrennter Signalübertragung<br />
redundant aufgebaut werden. Integrierte Schnittstellen<br />
ermöglichen eine Direktabfrage des aktuell anliegenden<br />
Drehmoments. Über einen zusätzlichen Diagnosekanal lässt<br />
sich per Optokoppler ein Widerstand zur gezielten Verstimmung<br />
der Brücke zuschalteten. Messempfindlichkeit, relative<br />
Abweichungen und Umkehrspanne ergeben sich aus der<br />
kundenseitig gewünschten Kalibrierung. Statische Torque-Sensoren<br />
werden zur Erfassung von Drehmomenten an Messkörpern<br />
eingesetzt, die unter Krafteinwirkung selbst nicht bewegt<br />
werden. Das vereinfacht die Installation, da sich der Sensor mit<br />
dem Messobjekt direkt mechanisch verbinden lässt.<br />
www.inelta.de<br />
MESSRAD UND DREHGEBER KOMBINIERT<br />
Mit neuen Messrädern und dem passenden Zubehör erweitert Posital das Spektrum der<br />
Möglichkeiten für präzise Linearmessungen. Die Kombination aus Messrad und Drehgeber<br />
erlaubt eine direkte Erfassung von Geschwindigkeit und Position auf bewegten Oberflächen.<br />
Fehler, die durch Spiel oder Hysterese entstehen könnten, wenn die Drehgeber direkt mit<br />
Antriebselementen verbunden sind, werden so verhindert. Darüber hinaus bietet das Unternehmen<br />
eine Reihe von federbelasteten Montagelösungen und schwenkbaren Armen an, die<br />
für eine gleichbleibende Andruckkraft sorgen. Diese Flexibilität stellt auch bei großen seitlichen Bewegungen eine optimale<br />
Anpassung und Druckeinstellung sicher. Je nach Radgröße bieten die Systeme Auflösungen bis zu 0,1 mm pro Impuls. Programmierbare<br />
IXARC Inkrementaldrehgeber sind die Kernstücke dieser Systeme.<br />
www.posital.de<br />
INKREMENTALGEBER MIT HOHER<br />
WINKELGENAUIGKEIT<br />
Oriental Motor bringt<br />
einen kompakten<br />
Inkrementalgeber mit<br />
hoher Winkelgenauigkeit<br />
auf den Markt. Die<br />
Inkrementalgeber sind<br />
mit Auflösungen von<br />
1.000 oder 2.000 Impulsen<br />
pro Umdrehung<br />
erhältlich und messen mit einer Winkelgenauigkeit von<br />
± 0,36 Grad. Mit einem Außendurchmesser von 30 mm und eine<br />
Bautiefe von 22 mm lassen sich die Geber selbst in Anwendungen<br />
mit beengten Platzverhältnissen leicht integrieren. Alle<br />
Ausführungen verfügen über einen Spannungs- und einen<br />
Line-Driver-Ausgang. Der Line-Driver-Ausgang eignet sich<br />
besonders für Anwendungen mit längeren Signalleitungen,<br />
denn er verstärkt das Ausgangssignal.<br />
www.orientalmotor.de<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 35<br />
MH_90x60_DEU_<strong>2024</strong>.indd 1 24/04/24 12:41
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
HOCHGENAUE WINKELMESSGERÄTE<br />
MESSGENAUIGKEIT STEIGERT<br />
ROBOTEREFFIZIENZ<br />
Industrieroboter werden inzwischen häufig zur Materialbearbeitung<br />
eingesetzt und müssen dabei hochpräzise Bewegungen ausführen<br />
können. Die Positionserfassung der integrierten Drehgeber ist dafür<br />
bisweilen nicht exakt genug. Roboter-Hersteller verbauen deshalb als<br />
Secondary Encoder hochgenaue Winkelmessgeräte von AMO.<br />
Noch vor ein paar Jahren war die absolute Positioniergenauigkeit<br />
bei Robotern kein großes Thema. Die stählernen<br />
Kollegen arbeiteten damals noch vorwiegend in<br />
Handling-Anwendungen, in denen die Wiederholgenauigkeit<br />
wichtiger ist als die millimetergenaue Bewegung des<br />
Tool Center Point (TCP). Mittlerweile übernehmen Industrieroboter<br />
aber auch immer mehr Aufgaben in der Fertigung: Sie<br />
bohren, fräsen und schweißen Materialien oder schneiden sie<br />
per Laserstrahl. Diese Tätigkeiten erfordern eine hochpräzise<br />
Führung des TCP am Werkstück.<br />
Die gestiegenen Anforderungen der Industrie an die Positioniergenauigkeit<br />
von Knickarmrobotern stellen deren Hersteller<br />
vor große Herausforderungen. Bisher reichte es aus, jedes Robotergelenk<br />
mit einem Drehgeber als Motorfeedback auszustatten.<br />
Der Encoder liefert dann der übergeordneten Steuerung die Informationen<br />
zur Position „seiner“ Achse, die diese zur erfolgreichen<br />
Koordinierung des Handlingvorgangs benötigt. Die<br />
Drehgeber erfassen die tatsächliche Position der Achsen allerdings<br />
nicht mit der erforderlichen Genauigkeit, um auch hochge-<br />
Gerhard Schuy, Leiter Vertriebsinnendienst, AMO GmbH,<br />
St. Peter am Hart, Österreich<br />
naue Bewegungen in der Materialbearbeitung präzise genug umsetzen<br />
zu können.<br />
Die Zuverlässigkeit der vom Motorfeedback-Geber ermittelten<br />
Positionsdaten variiert stark, denn die Messwertermittlung der<br />
Drehgeber wird durch diverse Faktoren negativ beeinflusst. Dazu<br />
zählen neben Nulllage-Abweichungen des Robotergelenks auch<br />
Umkehrfehler des Getriebes und die Elastizität der Roboterarme<br />
unter Last.<br />
HOHE PRÄZISION FÜR MATERIALBEARBEITUNG<br />
Neben dem Nulllagenfehler ist auch das Umkehrspiel in der<br />
Getriebeeinheit ein wesentlicher Einflussfaktor in Bezug auf die<br />
absolute Positioniergenauigkeit.<br />
So kann es bei der Umkehr der Antriebsrichtung durch das mechanische<br />
Spiel zwischen den Komponenten des Antriebsstrangs<br />
zu Abweichungen bei der Positioniergenauigkeit des Werkzeugs<br />
am TCP kommen. Bei Robotern mit langen Gelenken können<br />
diese Ungenauigkeiten zu einem deutlich schlechteren Bearbeitungsergebnis<br />
führen. Zu diesen inneren Einflüssen kommen<br />
noch die Krafteinwirkung sowie dynamische Effekte während des<br />
Bearbeitungsprozesses hinzu. Sie können ebenfalls auf die Steifigkeit<br />
der Roboter-Mechanik wirken und so zu Bewegungsabweichungen<br />
führen.<br />
36 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
01 02<br />
01 Industrieroboter müssen<br />
eine hohe Positioniergenauigkeit<br />
am Tool Center Point<br />
aufweisen, um sehr gute<br />
Bearbeitungsergebnisse<br />
erzielen zu können<br />
02 Absolute Winkelmessgeräte<br />
können die Positioniergenauigkeit<br />
von Industrie -<br />
robotern um bis zu 80 Prozent<br />
erhöhen<br />
Es gibt aber eine einfache Möglichkeit, diese Abweichungen zu<br />
kompensieren: Durch den Einsatz sogenannter Secondary Encoder.<br />
Diese Messgeräte werden zusätzlich zu den bereits installierten<br />
Drehgebern hinter dem Getriebe der Roboterachse montiert.<br />
Sie erfassen die tatsächliche Position jedes Robotergelenks im<br />
dreidimensionalen Raum, sodass der Roboter das Werkzeug mit<br />
der gewünschten Präzision führt. Darüber hinaus messen die<br />
Winkelmessgeräte an jeder Achse die Kräfte, die durch den Bearbeitungsvorgang<br />
am Werkstück auf den Roboter zurückwirken.<br />
Insgesamt lässt sich die absolute Positioniergenauigkeit am Tool<br />
Center Point so um 70 bis 80 Prozent steigern.<br />
Die Secondary Encoder sollten allerdings eine deutlich höhere<br />
Genauigkeit als die im Servomotor verbauten Drehgeber aufweisen,<br />
damit ihre Messwerte exakt sind und die von den Drehgebern<br />
„produzierten“ Abweichungen vollständig ausgleichen<br />
können. Hochgenaue Winkelmessgeräte vom Typ WMFA/WMRA<br />
von AMO erfüllen diese Anforderungen und werden deshalb von<br />
führenden Roboter-Herstellern verbaut.<br />
HOCHGENAUE PERIODISCHE TEILUNG<br />
Sämtliche absoluten WMFA-/WMRA-Winkelmessgeräte bestehen<br />
aus hochentwickelten Sensoren sowie einer integrierten<br />
Auswerteelektronik (ASIC). Die Geräte arbeiten nach dem rein<br />
induktiven AMOSIN-Abtastprinzip: Dabei tastet eine planare<br />
Spulenstruktur ein Edelstahlband ab, in das eine hochgenaue periodische<br />
Teilung eingebracht wurde. Diese sogenannte Maßverkörperung<br />
wird in einem speziellen Herstellungsprozess zu einem<br />
geschlossenen Messring geformt, der entweder auf einem<br />
Teilungsträger als Winkelmessflansch oder als dünnwandiger<br />
Messring erhältlich ist. Die absoluten Maßverkörperungen von<br />
AMO bestehen aus einer inkrementellen Spur mit einer Teilungsperiode<br />
von 1.000 μm und einer zusätzlichen Absolut-Spur mit<br />
einer seriellen Kodierung.<br />
Die Ausführung der Sensoreinheit im Abtastkopf als planare<br />
Spulenstruktur ist ein Alleinstellungsmerkmal der Winkelmessgeräte<br />
von AMO. Da in der Sensoreinheit mehrere Spulenelementen<br />
in Messrichtung angeordnet sind, kann eine Abtastung<br />
bzw. Mittelung über mehrere Teilungsperioden realisiert werden.<br />
In Kombination mit der hochgenauen Maßverkörperung lässt<br />
sich so eine sehr hohe Signalgüte mit geringsten Abweichungen<br />
in der Positionsinformation erzielen.<br />
Die Winkelmessgeräte eignen sich sowohl für große Wellendurchmesser<br />
als auch für schwierige Einbausituationen. Raue<br />
Umgebungsbedingungen sind für sie ebenfalls kein Problem: Die<br />
Geräte widerstehen Schmutz (IP67) ebenso wie magnetischen<br />
Störfeldern.<br />
Ein weiterer Vorteil ist die Schnittstellenvielfalt der Winkelmessgeräte:<br />
Sie verfügen über ein EnDat 2.2-Interface von<br />
Heidenhain und einen DRIVE-CLiQ-Anschluss von Siemens –<br />
beide sind auch in einer funktional sicheren Ausführung erhältlich.<br />
Darüber hinaus bietet AMO die Messgeräte auch mit Fanuc-,<br />
Mitsubishi-, BiSS/C- und SSI+1Vss-Schnittstelle an. Die große<br />
Auswahl an Schnittstellen gibt Roboter-Herstellern die Freiheit,<br />
verschiedenste Steuerungssysteme zu verwenden – und AMO<br />
baut das Angebot an Interfaces kontinuierlich aus.<br />
ROBOTER ERHÖHEN EFFIZIENZ<br />
Mit den Winkelmessgeräten von AMO lässt sich die Positioniergenauigkeit<br />
am Tool Center Point also deutlich steigern. Durch<br />
diesen Gewinn an Präzision erweitert sich das Einsatzgebiet von<br />
Robotern um eine Vielzahl von Fertigungsprozessen. Von dieser<br />
Entwicklung profitieren Unternehmen zahlreicher Branchen, die<br />
so ihre Produktion automatisieren und damit deutlich effizienter<br />
gestalten können.<br />
Bilder: AMO Automatisierung Messtechnik Optik, Heidenhain,<br />
DNY3D – stock.adobe.com<br />
www.amo-gmbh.com<br />
DIE IDEE<br />
„Durch den modularen Aufbau mit<br />
Messring und separater Abtasteinheit<br />
sind die Winkelmessgeräte von<br />
AMO nicht nur flexibel an jede<br />
Anwendung anpassbar. Sie können<br />
auch sehr leicht in Industrieroboter<br />
integriert werden, ohne dafür<br />
umfangreiche Änderungen an den<br />
Achsen vornehmen zu müssen.<br />
Unsere Winkelmessgeräte sollen<br />
weltweit in möglichst vielen Anwendungen<br />
einsetzbar sein, weshalb die<br />
Schnittstellenvielfalt der Geräte<br />
außergewöhnlich groß ist.“<br />
Engelbert Hager, Kaufmännischer<br />
Leiter, AMO GmbH<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 37
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
DREHÜBERTRAGER UND SCHLEIFRINGE<br />
FÜR DEN RICHTIGEN DREH UND<br />
SCHNELLE DATEN<br />
Schleifringe können Daten, optische und Hochfrequenz-Signale sowie Energie<br />
von einem statischen Bauteil auf ein bewegliches Teil übertragen.<br />
Unterbrechungsfrei und ohne Kabelsalat: Das sind die Stärken des Prinzips.<br />
In vielfältigen Anwendungen kommen sie zum Einsatz. Der italienische<br />
Schleifring-Hersteller Servotecnica bietet eine Fülle an Produkten und Systemen<br />
an. Bewährte Standardmodelle können auch individuell angepasst werden.<br />
Elektrische Schleifringe sind über klassische Kupferleitungen<br />
verbunden; optische Schleifringe verwenden Glasfaserkabel,<br />
etwa wenn eine besonders hohe Datenrate und<br />
Bandbreite gefragt ist. Auch für Flüssigkeiten und Gase<br />
gibt es eine Lösung: Drehübertrager, die den Transfer von einem<br />
festen auf ein bewegliches, rotierendes Teil leisten, teils sogar unter<br />
extrem hohem Druck bis über 1.300 bar. Auch Kombinationen<br />
von elektrischen oder optischen Schleifringen mit Drehübertragern<br />
für Flüssigkeiten und Gase sind möglich.<br />
Drehübertrager und Schleifringe von Servotecnica eignen sich<br />
für verschiedenste Branchen – vom Werkzeugmaschinenbau<br />
über den Verpackungssektor und die Medizin- und Pharmaindustrie<br />
bis hin zu Windenergieanlagen, der Luft- und Raumfahrt<br />
und der Robotik. Sie kommen in Reinräumen ebenso zum<br />
Einsatz wie unter rauen Bedingungen, zum Beispiel für Offshore-<br />
Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie. Die Serien modelle<br />
gibt es bereits in den verschiedensten Baugrößen und Ausführungen,<br />
von sehr kompakt bis besonders robust, mit Hohlwellen<br />
und durchgehenden Bohrungen verschiedener Durchmesser,<br />
aus Kunststoff, Aluminium oder Edelstahl, mit einer Schutzart<br />
bis zu IP65. Sie sind darüber hinaus mit allen gängigen Schnittstellen<br />
und Anschlussarten erhältlich.<br />
Servotecnica entwickelt und produziert die meisten Produkte<br />
selbst, greift aber auch auf das Know-how anderer namhafter<br />
Hersteller zurück. So werden etwa die kombinierten Drehübertrager<br />
oder Drehverbinder selbst produziert und vertrieben, die<br />
darin integrierten Flüssigkeitsverbinder stammen jedoch vom<br />
US-Partner DSTI.<br />
FÜR KABELGEBUNDENE DROHNE OPTIMIERT<br />
Für ein Start-up aus Niedersachsen liefert Servotecnica einen<br />
hochspezialisierten optischen Schleifring in geringer Stückzahl.<br />
Er soll in eine Kabeltrommel für ein Glasfaserkabel integriert<br />
werden, an dessen Ende eine Drohne angeschlossen ist.<br />
Die Kabeltrommel ist in der robusten Bodenstation der kabelgebundenen<br />
Drohne verbaut. Die für den Außeneinsatz konzipierte<br />
Bodenstation sollte dabei dennoch kompakt, leicht und<br />
38 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
Transportable Bodenstationen eines Fesseldrohnen-<br />
Systems mit kundenspezifisch angepasstem optischem<br />
Schleifring für hohe Datenraten und Bandbreiten<br />
transportabel bleiben. Solche Kabel-Drohnen werden zum Beispiel<br />
für unterbrechungsfreie Videostreams oder stabile Funkverbindungen<br />
über Funkrelais (Repeater) eingesetzt. Technisches<br />
Hilfswerk, Feuerwehr oder Polizei können so zum Beispiel Schadensereignisse<br />
besser überblicken. Auch bei Großveranstaltungen<br />
oder für Inspektionsaufgaben etwa an Brückenbauwerken<br />
kommt die Technologie zum Einsatz.<br />
Das Schleifring-Modell für das Drohnen-System basiert auf<br />
der Serie SVTS C und ist elektrisch vergleichsweise einfach konstruiert.<br />
Mechanisch stellten die gewünschten Spezifikationen<br />
jedoch besonders hohe Anforderungen: begrenzter Bauraum in<br />
der Länge, optische Durchführung für Glasfaser mit axialer<br />
Kabelführung auf der einen und radialer Kabelführung auf der<br />
anderen Seite.<br />
Zunächst eingesetzte Schleifringe eines asiatischen Herstellers<br />
erfüllten nicht alle Erwartungen. Außerdem gab es hier keinen<br />
Kundensupport, um die nötigen Nachjustierungen zu übermitteln.<br />
Gemeinsam mit Servotecnica entwickelt das Unternehmen<br />
schließlich schrittweise die optimalen Modifikationen für das Modell,<br />
das alle Bedingungen erfüllt. „Unser Know-how, die fundierten<br />
Lösungsvorschläge und die klare Kommunikation waren bei<br />
diesem Projekt die eine Seite“, erzählt Christian Becker, Geschäftsführer<br />
von Servotecnica Deutschland. „Sehr gut angekommen ist<br />
beim Kunden aber, dass wir uns voll engagiert haben, obwohl es<br />
erst einmal nur um eine überschaubare Stückzahl ging.“<br />
STANDARD FÜR KABELTROMMELN<br />
Mit höheren Schleifring-Stückzahlen beliefert Servotecnica einen<br />
großen deutschen Hersteller von Kabeltrommeln. Vorwiegend<br />
sind es Standardausführungen der Serie SVTS A: gekapselte elektrische<br />
Schleifringe mit kompakten Abmessungen, die vor allem<br />
für die Übertragung von Schwachstrom und Hochfrequenzsignalen<br />
mit hoher Datenrate konzipiert sind. Dieser Kunde verbaut<br />
die Lösungen vor allem in Aufrollern für LAN-Kabel, mit denen<br />
mobile Arbeitsplätze oder auch Maschinen, Prüfstände oder mobile<br />
Geräte an ein Netzwerk angeschlossen werden. Aufgespult<br />
werden handelsübliche Patch-Kabel mit Datendurchsatzraten<br />
von bis zu 1 GBit/s über Ethernet (100Base-TX).<br />
In einer weiteren, spezielleren Variante eines LAN-Kabelaufrollers<br />
werden Stromversorgung und Ethernet-Anschluss kombiniert:<br />
ein Würfel mit drei Maschinensteckdosen (230 V/16 A) und<br />
einer RJ45-Buchse an einem ausziehbaren Hybridkabel. Dementsprechend<br />
ist der Schleifring kein Standardmodell, sondern<br />
eine Modifikation: ein 3-poliger Flachschleifring und ein Datenschleifring,<br />
über den die Ethernet-Verbindung mit bis zu 1 GBit/s<br />
realisierbar ist.<br />
INDIVIDUELLE MECHATRONISCHE LÖSUNGEN<br />
Allein das Standardangebot von Servotecnica umfasst über 3.000<br />
verschiedene Produkte, die meisten davon direkt auf Lager. So<br />
kann das Mailänder Unternehmen mit Niederlassung im hessi-<br />
schen Raunheim seine Lieferzeiten kurz halten. Gleichzeitig<br />
bilden die Serienmodelle eine breit gefächerte Basis für modifizierte<br />
Modelle, welche die Anforderungen der Kunden genau<br />
erfüllen. „Mit unserem Wissen im Bereich Maschinenbau und<br />
Automatisierung sind wir einer der führenden Anbieter mechatronischer<br />
Lösungen weltweit“, sagt Christian Becker. „Wir sehen<br />
uns bestens aufgestellt, auch für aktuelle Entwicklungen in so<br />
zukunftsträchtigen Branchen wie E-Mobilität, erneuerbare<br />
Energien oder der Robotik.“ Für die passgenauen, kostenoptimierten<br />
Lösungen steht ein Team von rund 50 erfahrenen Ingenieuren<br />
und Experten bereit.<br />
Bilder: Servotecnica, ValoFly<br />
www.servotecnica.de<br />
DIE IDEE<br />
„Wir legen großen Wert auf Merkmale<br />
wie Präzision, Zuverlässigkeit<br />
und die lange Lebensdauer unserer<br />
Produkte. Unsere Schleifringe<br />
erreichen Zyklen von bis zu 50 Mio.<br />
Umdrehungen, um ein Beispiel zu<br />
nennen. Der Kundenservice ist für<br />
uns ebenso wichtig. Man schätzt<br />
uns im Maschinenbau als kompetenten<br />
Ansprechpartner, der auch<br />
komplexe Problemstellungen<br />
versteht und schnell pragmatische<br />
Lösungen liefern kann.“<br />
Christian Becker, Geschäftsführer<br />
von Servotecnica Deutschland,<br />
Raunheim<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 39
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
VDI WISSENSFORUM<br />
EINFLUSS VON UNTERSCHIEDLICH<br />
STARKEN STROMDURCHGÄNGEN<br />
AUF WÄLZLAGER<br />
Kontinuierliche Stromdurchgänge in Wälzlagern können zu kritischen Schäden bis<br />
hin zum Ausfall führen. Das ist lange bekannt. Weniger klar sind die Folgen in Fällen,<br />
in denen die Stromdurchgänge nur kurzfristig auftreten oder für unterschiedliche<br />
starke elektrische Belastungen für die Wälzlager. Durchgeführte Untersuchungen<br />
zeigen, dass derartige Vorschädigungen einen signifikanten Einfluss auf die<br />
Lebensdauer von Wälzlagern haben.<br />
Stromdurchgang in Wälzlagern ist kein völlig neues Phänomen,<br />
sondern wird bereits seit der Entwicklung der ersten<br />
Elektromotoren beobachtet [1]. In den letzten Jahren ist<br />
dieses Thema wieder in den Fokus der Forschung gerückt.<br />
Grund dafür ist der Einsatz moderner, schnell schaltender Frequenzumrichter,<br />
welche verschiedene Arten von Lagerströmen<br />
induzieren können. Diese werden unter anderem in der Elektromobilität<br />
und Windenergie eingesetzt [2].<br />
Durch einen kapazitiven Spannungsteiler im Elektromotor<br />
liegt ein Anteil der, von den Frequenzumrichtern hervorgerufenen,<br />
Common-Mode-Spannung zwischen dem mit dem Gehäuse<br />
verbundenen Außenring und dem auf der Welle sitzenden<br />
Innenring vor. Je nach Betriebsbedingungen kann der dadurch<br />
induzierte elektrische Strom das Wälzlager allerdings nicht ungehindert<br />
passieren. Grund dafür ist der trennende Schmierfilm in<br />
den Kontaktstellen des Wälzlagers. Die Kontakte können wie in<br />
Abbildung 1 dargestellt idealisiert als Kapazitäten mit parallelem<br />
ohmschen Wiederstand betrachtet werden. Dabei wird zwischen<br />
den Kapazitäten des Hertzschen Kontakts CHertz und der außenliegenden<br />
Bereiche COutside unterschieden [3], [4], [5].<br />
Liegen Vollschmierungsbedingungen vor, so ist der parallele<br />
Widerstand RP sehr groß. Es findet nun eine Aufladung des Kontakts/Kondensators<br />
statt – die anliegende Spannung steigt an.<br />
Wird eine spezifische Durchschlagspannung überschritten, so<br />
kommt es jedoch zu einer Entladung über den Schmierspalt.<br />
Dann fließt ein Strom über den variablen Widerstand REDM und<br />
die Kapazität entlädt sich schlagartig. Dies geschieht innerhalb<br />
kürzester Zeit und kann lokal sehr hohe Temperaturen hervorrufen.<br />
Dies führt zu einem Aufschmelzen oder sogar einer Verdampfung<br />
des Materials und ruft infolgedessen Schäden hervor.<br />
Dabei sind drei typische Schadensbilder zu beobachten, das<br />
Grey Frosting, die Riffelbildung sowie Schädigungen des<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
01 Hertzscher Kontakt mit Ersatzschaltbild<br />
Schmierstoffs. In Bild 02 ist das Grey Frosting am Beispiel eines<br />
Wälzkörpers als für die Untersuchungen relevantes Schadensbild<br />
gezeigt [4], [6].<br />
Am Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie<br />
(IMKT) wurde der Einfluss einer Vorschädigung in Form von<br />
Grey Frosting auf die Lebensdauer von Wälzlagern untersucht.<br />
Das Grey Frosting ist gekennzeichnet durch eine Aufrauhung<br />
der Oberfläche infolge der Aufschmelzung und Neuhärtung<br />
oberflächennaher Bereiche. Das Grey Frosting wird wie in<br />
Bild 02 dargestellt durch eine Mattierung der Oberfläche optisch<br />
erkennbar.<br />
UNTERSUCHUNGEN ZUM EINFLUSS AUF<br />
DIE LEBENSDAUER<br />
In den durchgeführten Untersuchungen wurden in mehreren<br />
Versuchsreihen unterschiedlich stark ausgeprägte Vorschädigungen<br />
durch Grey Frosting erzeugt. Dabei wurden diverse<br />
Parameter variiert, wie beispielsweise die Zahl der Stahl-Wälzkörper<br />
im Vergleich zu den übrigen aus elektrisch isolierender<br />
Keramik ausgeführten Wälzkörpern des Versuchslagers. Außerdem<br />
wurden die Höhe der elektrischen Belastung, die Dauer<br />
der Bestromung und die mechanische Last variiert.<br />
Im Anschluss an die Vorschädigung wurden die Wälzlager im<br />
Versuchsstand bis zum Ausfall gefahren und so auf ihre Gebrauchsdauer<br />
hin getestet. Die dabei entstandenen Schäden<br />
weisen eine hohe Ähnlichkeit zwischen den Versuchsreihen auf.<br />
In Bild 03 ist beispielhaft ein solcher Schaden dargestellt. Nach<br />
Auswertung der Ergebnisse der Versuchsreihen zeigen sich allerdings<br />
deutliche Unterschiede in der Gebrauchsdauer der Lager.<br />
STÄRKERE STROMDURCHGÄNGE BEDEUTEN<br />
VERRINGERTE GEBRAUCHSDAUER<br />
Um nun Erkenntnisse aus den Versuchen ziehen zu können,<br />
werden die Versuchsreihen miteinander verglichen. Zusätzlich<br />
kann ein Vergleich mit ungeschädigten Wälzlagern aus Referenzversuchen<br />
erfolgen. Um die Versuchsreihen vergleichen zu<br />
können, muss die Stärke des Stromdurchgangs quantifiziert<br />
werden. Dazu wird hier die sogenannte Scheinleistung genutzt,<br />
welche von Tischmacher [6] eingeführt wurde. Dabei werden<br />
Stromstärke und Spannung während der Durchschläge aufgezeichnet<br />
und die jeweiligen Maxima betrachtet. Aus diesen<br />
wird die Scheinleistung mit der Einheit VA bestimmt. Da die<br />
Maxima nicht zeitgleich auftreten stellt dies keine tatsächliche,<br />
sondern eben nur eine scheinbare Leistung dar. Sie ist aber gut<br />
geeignet, um die elektrischen Belastungen zu vergleichen und<br />
02 Grey Frosting am Beispiel eines Rillenkugellagers<br />
03 Beispielhafter Ermüdungsschaden nach elektrischer<br />
Vorschädigung<br />
FÖRDERHINWEIS<br />
Das IGF-Vorhaben 20496 N (FVA 863 I) der<br />
Forschungsvereinigung für Antriebstechnik<br />
(FVA) wurde über die Allianz industrieller<br />
Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur<br />
Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung<br />
(IGF) vom Bundesministerium für<br />
Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines<br />
Beschlusses des Deutschen Bundestages<br />
gefördert.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 41
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
04 Vergleich der berechneten und experimentell ermittelten<br />
Lebensdauern<br />
DIE AUTOREN<br />
Marius Krewer, M.Sc.,<br />
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am<br />
Institut für Maschinenkonstruktion<br />
und Tribologie (IMKT) der Leibniz<br />
Universität Hannover<br />
in Bezug auf ihr Schädigungspotential einzuordnen, wie es auch<br />
Tischmacher in seiner Arbeit schon gemacht hat [6].<br />
In den Versuchen zeigt sich, dass die Versuchsreihe mit der<br />
höchsten Scheinleistung die geringste Lebensdauer aufweist.<br />
Dies zeigt sich auch in einer deutlich stärker aufgerauten Oberfläche<br />
nach der Vorschädigung. Die Versuchsreihen mit eher geringen<br />
Scheinleistungen dagegen weisen eine deutlich höhere<br />
Lebensdauer auf. Wenn man nun einen Vergleich mit der theoretisch<br />
berechneten Lebensdauer nach DIN ISO 281 [7] anstellt, so<br />
ergibt sich die Verteilung wie sie in Abbildung 4 zu sehen ist. Hier<br />
ist in Blau die berechnete Lebensdauer über dem Viskositätsverhältnis<br />
K dargestellt. In Rot sind die Ergebnisse der Versuchsreihen<br />
gekennzeichnet, wobei Versuchsreihe 1 die höchste und Versuchsreihe<br />
3 die niedrigste elektrische Belastung erfahren hat.<br />
Dabei wurden die Viskositätsverhältnisse der Versuchsreihen um<br />
die Rauheit korrigiert, damit sie ins Verhältnis zur Referenz zu<br />
setzen sind. Im Vergleich mit Referenzversuchen reduziert sich<br />
die Lebensdauer der stromgeschädigten Lager jedoch stark bei<br />
sonst ähnlichen Viskositätsverhältnissen. In grün ist ein Ergebnis<br />
aus Referenzversuchen eines vorangegangenen Projekts eingetragen.<br />
Es ist zu erkennen, dass dieser Referenzversuch deutlich<br />
über der Linie der berechneten Lebensdauer, sowie den Ergebnissen<br />
aus den Versuchen mit Vorschädigung liegt.<br />
UMGANG MIT STROMDURCHGANGSSCHÄDEN<br />
Um die Schäden durch Stromdurchgang zu minimieren, gibt es<br />
diverse Ansätze. Dazu gehören die Nutzung von isolierenden<br />
Hybridlagern (beispielsweise mit keramischen Wälzkörpern),<br />
Erdungsbürsten oder einer Anpassung der Gesamtkonstruktion,<br />
um Stromdurchgänge an einzelnen Bauteilen zu minimieren.<br />
Diese Abhilfemaßnahmen bringen jedoch auch immer Nachteile,<br />
wie beispielsweise hohe Kosten, Verschleiß oder eine Verlagerung<br />
des Problems in andere Bereiche, mit sich. Es kann<br />
daher sinnvoll sein, einen möglichen Stromdurchgang und die<br />
daraus resultierende Verringerung der Lebensdauer von vornherein<br />
in der Auslegung zu berücksichtigen. Bei der VDI-Fachkonferenz<br />
„Schadensmechanismen an Lagern“ wurden genauere<br />
Untersuchungsergebnisse sowie ein Ansatz zur Berücksichtigung<br />
des Stromdurchgangs bei der Lebensdauerberechnung präsentiert.<br />
Die genauere Untersuchung von Abhilfemaßnahmen sowie<br />
weiterer Einflussfaktoren, wie beispielsweise eines Größeneinflusses,<br />
ist Gegenstand aktueller Untersuchungen am IMKT.<br />
Bilder: IMKT<br />
www.vdi-wissensforum.de<br />
Volker Schneider, M.Sc.,<br />
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am<br />
Institut für Maschinenkonstruktion<br />
und Tribologie (IMKT) der Leibniz<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. Gerhard Poll,<br />
Leiter des Instituts für Maschinenkonstruktion<br />
und Tribologie (IMKT)<br />
der Leibniz Universität Hannover<br />
Literaturverzeichnis:<br />
1. P. L. Alger and H. W. Samson, “Shaft Currents in Electric<br />
Machines,” Transactions of the American Institute of Electrical<br />
Engineers, vol. XLIII, pp. 235–245, Jan. 1924, doi:<br />
10.1109/T-AIEE.1924.5060981.<br />
2. V. Hausberg, “Elektrische Lagerbeanspruchung Umrichtergespeister<br />
Induktionsmaschinen,” Leibniz Universität<br />
Hannover, Hannover, 2001.<br />
3. A. Furtmann, “Elektrisches Verhalten von Maschinenelementen<br />
im Antriebsstrang,” Dissertation, Leibniz Universität<br />
Hannover, Hannover, 2017.<br />
4. V. Schneider, H.-C. Liu, N. Bader, A. Furtmann, and G. Poll,<br />
“Empirical Formulae for the Influence of Real Film Thickness<br />
Distribution on the Capacitance of an EHL Point Contact and<br />
Application to Rolling Bearings,” 2021.<br />
5. Y. Gemeinder, “Lagerimpedanz und Lagerschädigung bei<br />
Stromdurchgang in umrichtergespeisten elektrischen<br />
Maschinen.,” TU Darmstadt, Darmstadt, 2016.<br />
6. H. Tischmacher, “Systemanalysen zur elektrischen Belastung<br />
von Wälzlagern bei umrichtergespeisten Elektromotoren,”<br />
Dissertation, Leibniz Universität Hannover, Hannover, 2017.<br />
7. “DIN ISO 281: Wälzlager – Dynamische Tragzahlen und<br />
nominelle Lebensdauer.” 2007.<br />
42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/06 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
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