Passgenau statt angepasst Kundenspezifische Antriebstechnik
Mit maßgeschneiderter Antriebstechnik ist das so eine Sache – nur wenige Anbieter können bei kundenspezifischen Lösungen Anforderungen und Wünsche losgelöst vom Katalog oder vom Produktportfolio konzipieren. Während ein Anpassen von Antrieben an eine Appl
Abschaltschrauber für den Schwerlasteinsatz, Transfereinheiten in der Glasherstellung, Gewindeformer in Stanzmaschinen und Arbeitsstationen in Hochgeschwindigkeits-Biegemaschinen sind nur einige Einsatzbeispiele, in denen die passgenaue Antriebskonzeption durch Wittenstein cyber motor den entscheidenden Unterschied macht. Die Anwender sind daher auch zufrieden. „Dank des High-End-Antriebssystems von Wittenstein cyber motor können wir unsere führende Position bei Abschaltschraubern weiter ausbauen“, sagt beispielsweise Alexander Kipfelsberger, Geschäftsführer und Inhaber der alki Technik GmbH. „Linearaktua
torik statt Pneumatik – gemeinsam mit Wittenstein haben wir den Technologiewechsel erfolgreich vollzogen“, vermeldet Klaus Lesche, Leiter Technischer Vertrieb Glasmaschinen bei der Iprotec GmbH. „Wittenstein verfügt über das Know-how und die Werkzeuge, um den Motor und die von uns beigestellten Teile fachmännisch zu montieren“, fasst Tobias Campe, Leiter Entwicklung/ Konstruktion bei EHRT Maschinenbau, zusammen. „Ohne die Motoren von Wittenstein wäre der Speedmax mit diesen Leistungsdaten nicht realisierbar gewesen“, bringt es Andreas Goseberg, Vertriebsleiter bei der Schmale Maschinenbau GmbH, auf den Punkt. Die positiven Beurteilungen der Anwender machen zugleich deutlich, wie unterschiedlich die Zielsetzungen der verschiedenen Unternehmen waren – und welche Mehrwerte mit den individuellen und passgenauen Antriebskonzeptionen erreicht wurden.
Der Anwender auf der Suche
Was treibt einen Maschinenbauer um, welche Mehrwerte erwartet er, wenn er sich mit der Auswahl mechatronischer Antriebslösungen beschäftigt? Ganz wesentlich sind sicher verbesserte Leistungsdaten für seine Maschinen – seien es kürzere Zykluszeiten durch mehr Geschwindigkeit oder mehr Qualität und ressourcenschonender Materialeinsatz durch eine verbesserte Präzision. Auch eine höhere Prozesseffizienz beispielsweise durch sowohl weg- als auch kraftgesteuertes Motion Control oder eine Verlängerung der Lebensdauer der Maschine durch spiel- und verschleißminimierte Antriebe können wichtige Zielsetzungen sein. Ein anderer Aspekt ist die Differenzierung von Marktbegleitern beispielsweise als Technologieführer oder Early Adopter – aktuell unter anderem beim Ersatz pneumatischer durch mechatronische Antriebstechnik oder auch beim Thema Einkabeltechnik zu beobachten. Oftmals ist der Grund der Suche auch ganz trivial: die Portfolios der Anbieter auf dem Markt haben zwar – mit Kompromissen – anpassbare Produkte, aber eben keine passgenauen Antriebslösungen für die gegebenen speziellen Anforderungen der Applikation.
Performance, Bauraum und Einsatzbedingungen
Anforderungen definieren, Machbarkeit prüfen, Konzept ausarbeiten, Prototypen aufbauen, Performance verifizieren und reif für die Serienfertigung machen – in diesen Schritten erfolgt gemeinsam mit dem Anwender die passgenaue Auslegung der kundenspezifischen Antriebe. Dabei werden grundlegend drei Anforderungsfelder angesprochen, die alle relevant sind – von denen in der Regel aber ein Bereich die Konzeption dominiert: Performance, Bauraum und Umgebungsbedingungen. Kürzere Taktzeiten, effizient optimierte Bewegungs- und Lastprofile sowie die sichere Vorausberechnung von Leistungsdaten mit Softwaretools unter Nutzung erweiterter Auslegungsspielräume sind die wesentlichen Einflussfaktoren für eine verbesserte Performance. Eine optimierte Integration einer Maschine wird erreicht durch die konsequente Anpassung der Antriebslösung an den vorhandenen oder konstruktiv vorgesehenen Bauraum. Hinzu kommt die Definition der optimalen an- und abtriebsseitigen Schnittstellen sowie die Minimierung technischer Risiken beispielsweise durch gemeinsam mit dem Kunden definierte Endprüfprozeduren. Passgenau erfolgt auch die Auslegung entsprechend den spezifischen Umgebungsbedingungen. So werden beispielsweise gesetzliche Vorschriften in Hygiene-, Strahlungs- oder Ex-Bereichen sicher umgesetzt oder auch die Standzeiten von Maschinen und Antrieben durch eine entsprechende Konstruktion und Materialauswahl verbessert. In bestimmten Fällen erhöhen sich zudem die konstruktiven Freiheitsgrade – unter anderem dann, wenn Antriebe dort eingesetzt werden können, wo dies bislang undenkbar war.
Was genau ist „passgenau“?
Konsequent kundenspezifisch ohne Kompromisse – so lässt sich der Begriff „passgenau“aus Sicht der Kunden von Wittenstein cyber motor prägnant beschreiben. Eines der wesentlichen Kompetenzfelder der Wittenstein- Gruppe ist hierbei die Auslegung und Ausführung elektrischer Motoren. So wird durch eine applikationsspezifische Statorausführung, das breite Spektrum von Zwischenkreisspannungen von 12 V bis 800 V, das individuelle Design des Statorblechschnitts oder die Optimierung von Elektroblechmaterialien eine Erhöhung der spezifischen Leistungsdaten eines Motors erreicht. Weitere Verbesserungen werden durch eine applikationsspezifische Wicklungsausführung erzielt. Die hochspezialisierte Kleinserienmanufaktur mit modernen Bearbeitungs- und Prüfverfahren eröffnet hierzu vielfältige Optionen. Verteilte Wicklung oder Einzelzahnwicklung, individuelle Windungszahlen und Kupferlackdrahtstärken, parallele Wicklungszweige oder die Wahl zwischen Verguss oder Imprägnierung mit Harz stehen für eine passgenaue Wick
lungsauslegung sowie optimale Füllfaktoren und Rastdrehmomente. Individualisierungspotenziale bietet schließlich auch die Rotorausführung. So können die Permanentmagnete vergraben, eingebettet oder auf der Oberfläche angeordnet werden – und dies in individuellen Packungsdichten. Eine weitere Optimierung lässt sich erreichen durch die Reduzierung von Massenträgheitsmomenten sowie die Vorbereitung des Rotors für eine geberlose Regelung – mit vollem Drehmoment aus dem Stillstand heraus.
Ebenso wichtig wie die Konzeption des Motors ist die im Sinne des Wortes „passgenaue“Integration des Antriebssystems in die mechanische und elektrische Umgebung der jeweiligen Maschinenund Steuerungstechnik. Die grundsätzliche Auslegung, die vom gehäuselosen Motor bis zum kompletten Antriebsmodul mit Getriebe, Spindel, Haltebremsen und anderen Komponenten reichen kann, die Adaption des Motors an vorhandene einbautechnische Bedingungen sowie die passende an- und abtriebsseitige Anbindung über geeignete Flanschmaße und die Wellenausführungen ermöglichen individuelle mechanische Integrationslösungen. Geberseitig reicht der Lösungsraum vom Resolver bis zum Motorfeedback-System in voll digitaler Einkabeltechnik. Der elektrische Anschluss kann über offene Kabelenden, Stecker oder im Klemmkasten erfolgen. Die Zahl der individuellen mechanischen und elektrischen Kombinationsmöglichkeiten – und damit auch passgenauer Auslegungsmöglichkeiten – ist also nahezu unbegrenzt.
Schließlich gilt es, die spezifischen Umgebungsbedingungen in die Konzeption der Motor- und Antriebslösung einfließen zu lassen. Die bei Wittenstein verfügbare Materialauswahl ermöglicht den Bau von Motoren in passenden IP-Schutzarten unter anderem für Hoch- und Tieftemperaturumgebungen, für den Einsatz unter Vakuum und in Reinräumen, für Anwendungen in explosionsgefährdeten und strahlungsbelasteten Bereichen oder in Lebensmittel verarbeitenden und Getränke abfüllenden Maschinen und Anlagen – hier bis hin zur hygienegerechten Auslegung. Entsprechend ihrer Ausführung und ihres Einsatzumfeldes erfüllen die Motoren die Voraussetzung für Zertifizierungen wie beispielsweise CE, UL oder IECEx / ATEX.
Technisches, logistisches und wirtschaftliches Optimum
Die Möglichkeit, Motoren in dieser technologischen Tiefe und Anwendungsbreite individuell und passgenau auszulegen, soll Wittenstein cyber motor von den meisten anderen Anbietern mechatronischer Antriebstechnik unterscheiden. Die technischen Vorteile, die sich hieraus ergeben, werden ergänzt um logistische und wirtschaftliche Mehrwerte für die Kunden. Das Know-how erfahrener Ingenieure und Techniker des technischen Vertriebs gerade auch im Projektgeschäft, abgestufte Softwaretools für die Antriebsauslegung und Simulationsmodelle ermöglichen ab dem frühestmöglichen Zeitpunkt im Projekt die Validierung technischer Parameter. Dies gewährleistet einen effizienten Entwicklungs- und Umsetzungsprozess. Gemeinsam mit dem Kunden wird die optimale Lieferschnittstelle abgestimmt – sei es der Motor pur zur Inhouse-Integration, die Montage kundenspezifischer Beistellteile oder das komplette Plug-andplay-Antriebsmodul. Partnerschaften mit Siemens, Schneider, B&R oder Rockwell sowie das Supportteam von Wittenstein bieten Sicherheit bei der Einbindung in Fremdanlagen sowie bei Inbetriebnahme und Service. Schließlich sind Entwicklung und Bau der passgenauen Antriebslösungen in die fertigungs- und logistisch optimierten Strukturen und Abläufe der Innovationsfabrik – dem Mechatronikzentrum für die Entwicklung und Fertigung von Produkten und Systemen von Wittenstein – eingebettet und profitieren dadurch auch von deren umfangreichen Prüfmöglichkeiten und Qualitätsstandards. Für die meisten Kunden ist die Möglichkeit der passgenauen Motorauslegung bei gleichzeitig individueller Abstimmung des Lieferumfangs und der Leistungsschnittstelle auch mit erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen verbunden – denn oftmals müssten sie sonst selbst erheblich in eigene Fertigungs- und Montagekapazitäten investieren und auch das Schnittstellen- und das Performancerisiko tragen, welches ihnen das Konzept des „Alles aus einer Hand“abnimmt.
Fazit und Ausblick
„Passgenau statt angepasst“wird sich auch weiterhin als zukunftssichere Strategie erweisen, denn neue Produkte, sich verändernde Prozesse und steigende Herausforderungen an die Leistungsdaten und aus dem Einsatzumfeld werden den Bedarf an echten kundenspezifischen Lösungen weiter (an)treiben. ( ■