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DER KONSTRUKTEUR 4/2020

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DER KONSTRUKTEUR 4/2020

ANTRIEBSTECHNIK PRODUKTE

ANTRIEBSTECHNIK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Abteilung verlassen, in Maxon-Antrieben eingesetzt. Besonders begehrt sind die Keramikspindeln für Linearantriebe, da sie leichtgängig und verschleißfest sind. „Wir sind das einzige Unternehmen, dass dem Kunden Motor, Getriebe und Keramikspindel aus einer Hand bieten kann“, sagt Produktmanager Walter Kuhn. Die Entwicklung und Produktion von präzisen Keramikbauteilen ist aufwändig und nicht ganz billig. Die Prozesse sind komplex und für die Hartbearbeitung werden Diamantwerkzeuge oder – wie bereits erwähnt – Lasermaschinen benötigt. Deshalb wird Keramik meistens nur aufgrund von sehr spezifischen Anforderungen gewählt, die mit anderen, gängigeren Werkstoffen nicht erfüllt werden können. Oder wie es Philipp sagt: „Keramik kommt zum Einsatz, wenn alle anderen Materialien versagt haben.“ ZWEI TAGE IN DEN OFEN Am Anfang des Produktionsprozesses steht das Granulat, auch Feedstock genannt. Dieses beinhaltet einen bestimmten Anteil an Bindemittel, damit das Material überhaupt in Gussformen gepresst werden kann. Nachdem die Teile dann die Spritzgussmaschine verlassen haben, können sie bereits leicht bearbeitet werden, mit fertigen Keramikkomponenten haben sie aber noch nicht viel gemein. Diese sogenannten Grünlinge sind spröde, leicht brechbar und viel größer als das SO EINFACH WIE MÖGLICH In Zeiten der additiven Fertigung entstehen am Kon-struktionstisch immer komplexere Designs. Keramik-gerechtes Konstruieren wirkt dagegen fast rudimentär. Denn hier müssen Bauteile so einfach wie möglich gestaltet werden, um mögliche Spannungsspitzen und daraus resultierende Risse zu verhindern. Das setzt bereits vor Beginn der Konstruktion eine enge Zusammenarbeit mit dem Keramikherstellter und umfassendes Werkstoffwissen voraus. Zudem ist es eine regelrechte Kunst, bereits vor dem Sintern das Schwinden des Bauteils auf die gewünschten Endmaße mit einzuberechnen und so kostenintensive Nacharbeiten zu minimieren. Keramik ist ein spannender Werkstoff, der durch seine hohe Härte, seine gute thermische und elektrische Isolationsfähigkeit sowie seine hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit anderen Werkstoffen in manchen Anwendungen überlegen ist. INGA RONSDORF, Redakteurin Endprodukt. Damit sie die herausragenden Eigenschaften von Keramik erhalten, wird ihnen zuerst in einem chemischen Verfahren das Bindemittel wieder entzogen. Danach geht’s für zwei Tage in den Ofen zum Sintern, wo die Bauteile bei maximal 1 500 °C um bis zu 30 % schrumpfen. Dieser Volumenverlust ist schwierig zu kalkulieren, besonders wenn Toleranzen im Mikrometerbereich das Ziel sind. Aus diesem Grund geht es für viele Bauteile nach dem Ofen in die Nachbearbeitung, wo durch Schleifen die geforderten Toleranzen erreicht werden. Bei manchen Bauteilen reicht dagegen ein einfaches Polierverfahren, danach sind sie bereit zur Auslieferung. SCHNELLE BEARBEITUNG VON PROTOTYPEN Die besonderen Eigenschaften von Keramik sorgen dafür, dass Maxon nicht nur Bauteile für Getriebe anfertigt. Zu den gefertigten Produkten zählen kleinste Düsen für die Industrieautomation, Klinken für die Uhrenindustrie, aber auch Gehäuse für Kopfhörer. Das Grundprinzip in der Pulverspritzguss-Verarbeitung ist in den letzten Jahren gleich geblieben. Trotzdem sind gewisse Veränderungen spürbar. Laut Philipp wird wohl in Zukunft die Bearbeitung von Grünlingen abnehmen. Stattdessen geht man vermehrt dazu über, einfache Grundformen zu spritzen und diese danach mit Hightech-Maschinen zu bearbeiten, bis sie die perfekte Form haben. „Dadurch erhalten die Kunden viel schneller einen Prototypen“, sagt Philipp. Auch Kleinserien können rascher ausgeliefert werden. Was sich nicht verändert, ist die Faszination für Pulverspritzguss, die durch die ganze Abteilung spürbar ist. „Jeder Auftrag ist anders, nichts ist Standard. Keramik ist ein massiv herausforderndes Material und genau das macht es so spannend.“ Bilder: Maxon www.maxongroup.de 03 Zu den gefertigten Produkten zählen kleinste Düsen für die Industrieautomation, Klinken für die Uhrenindustrie, aber auch Keramikachsen für die Plattentellerlagerung eines Plattenspielers 24 DER KONSTRUKTEUR 2020/04 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK NEUE GERÄTEFAMILIE FÜR AKTIVES ENERGIE- MANAGEMENT ELEKTRISCHER ANTRIEBE Die Michael Koch GmbH stellt die Geräte PxtFX, PxtEX und PxtRX vor, die neue Möglichkeiten für das aktive Management von Energie elektrischer Antriebe eröffnen. Sie zeichnen sich durch einen Weitspannungsbereich sowie Unabhängigkeit vom Hersteller der Antriebselektronik aus. Die Anwendungsmöglichkeiten sind zahlreich, dabei bauen sie alle darauf auf, die überschüssige oder notwendige elektrische Energie weitgehend netzunabhängig zwischenzuspeichern. Die Auswahl der Speichermedien erfolgt ebenfalls anwendungsabhängig, so werden bei Koch spezielle Aluminium-Elektrolytkondensatoren bei kurzen und sehr häufigen Zyklen genutzt, bei höheren Energien und weniger häufigen Zyklen Doppelschicht-Kondensatormodule und bei seltenen Zyklen kommen Batterien zum Einsatz. Das Verbindungsteil zwischen Antrieb und Speicher ist das aktive Energiemanagementgerät oder -system. Seit 2010 ist Koch mit solchen Geräten auf dem Markt aktiv. Die neue Produktfamilie erreicht mit deutlich höherer Funktionalität eine neue Dimension. Der Name Pxt, der auch „P mal t“ ausgesprochen werden darf, geht zurück auf die Formel Pxt=E (Power x time = Energy). Zwei aktive Geräte mit der Bezeichnung PxtFX und PxtRX werden ergänzt durch den PxtEX, der modularen Speichereinheit mit einem oder mehr Aluminium-Elektrolytkondensatoren. www.bremsenergie.de EFFIZIENTES MOTOR-UMRICHTER-PAKET ÜBERTRIFFT VORGABEN DER IE5-NORM MINIATURISIERTER MULTITURN-ENCODER Klein, kleiner, am kleinsten. Posital hat den Prototyp eines energieautarken Multiturn-Encoders vorgestellt, der einen Durchmesser von nur 22 mm und eine Bauhöhe von 23 mm aufweist. Die neuen Mini-Kits eigenen sich für kompakte Servo- und Schrittmotoren, sind aber auch für den Einsatz in Cobots prädestiniert. „Während das Elektronikpaket unserer klassischen Servo- und Stepper-Kits auf einer 36 mm-Platine verbaut ist, kommen die neuen 22-mm-Kits mit rund 40 % weniger Platz aus“, sagt Jörg Paulus, Europa-Chef von Posital. Die elektronische Auflösung liegt bei 17 Bit, im Multiturn- Betrieb bis 32 Bit. Ein Permanentmagnet sowie Selbstkalibrierung vereinfachen die Montage der Winzlinge. Der Rollout der 22-mm- Kits mit integriertem Temperatursensor erfolgt nach Abschluss und Auswertung von Tests bei Motorherstellern und wird im Laufe des Sommers erwartet. In Planung sind auch spezielle Wellenversionen mit integriertem Lager, die zusätzliche Anwendungen ermöglichen können. www.posital.de NEU Beta Release 2020 Baldor-Reliance EC Titanium von ABB kombiniert die „Ferrite Assisted Synchronous Reluctance“-Technologie (FASR) mit Magnetwerkstoffen ohne Seltene Erden. Resultat ist eine um bis zu 16 % erhöhte Energieeffizienz. Mit dieser Steigerungsrate werden die Vorgaben der IE5-Norm übertroffen. EC Titanium eignet sich für Anwendungen mit konstantem und variablem Drehmoment und erzielt im Drehzahl- und Lastbereich sowie oberhalb der Grunddrehzahl Performancewerte ohne Einbuße, auch im Teillastbetrieb. Die Produktlinie ist als integriertes Motor-Umrichter-Paket oder als autarker Motor erhältlich. Sie weist einen Leistungsfaktor nahe 1 auf lässt den Einsatz kleiner Antriebe zu, sodass Baugröße und Gewicht des einzubindenden Systems reduziert werden können. Auch die Motorsteuerung beansprucht wenig Platz. Da der Frequenzumrichter auf dem Motor oder an der Antriebsseite montiert wird, fallen zudem weiniger Verdrahtungskosten an. Erhältlich ist EC Titanium in IEC- und Nema-Standardmaßen. www.abb.com KISSsoft AG A Gleason Company T. +41 55 254 20 50 info@KISSsoft.com KISSsoft Highlights ▪ Rainflow-Verfahren zur Lastdatenanalyse ▪ ▪ ▪ Zuverlässigkeitsbewertung mit AGMA 6006, VDMA 23904 und Bertsche Überarbeitete Zahnfuss- und Flankenberechnung nach ISO 6336:2019 Skriptsprache zur Automatisierung und Erweiterung von Berechnungen ▪ Getriebedatenaustausch mit REXS Werden Sie Beta-Tester unter www.KISSsoft.com www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/04 25 Antriebstechnik_KISSsoft_BetaRel2020_90x130mm.indd 1 05.03.2020 13:33:59