- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12
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Zusammenfassung
Die „Konstruktion“ ist eine Fachzeitschrift für Konstruktionsleiter, Konstrukteure, Versuchs- und Entwicklungsingenieure im Maschinen-, Apparate- und Gerätebau sowie Fahrzeugbau. Ziel der Zeitschrift ist es, Konstruktionsideen zu vermitteln – eine Brücke zu schlagen von Forschung und Lehre einerseits zum Anwender in der Praxis andererseits. Das redaktionelle reicht von der Entwicklung und Konstruktionsmethodik bis hin zu konkreten Anwendungen und Produktideen im Maschinenbau.
- 12–14 Titelthema 12–14
- 16–75 Berichte 16–75
- 24–27 Spiegelkontakte – die sichere Lösung im Rückführkreis? Enrico Fischbach Enrico Fischbach 24–27
- 28–30 Sichere Bedienerführung bei der Formatverstellung Michaela Wassenberg Michaela Wassenberg 28–30
- 52–53 Topologieoptimierte Faserverbundstrukturen Till Quadflieg, Max Schmidt, Waldmar Biche, Thomas Gries, Gianluca Brandino Till Quadflieg, Max Schmidt, Waldmar Biche, Thomas Gries, Gianluca Brandino 52–53
- 70–75 Vom Vogelflügel zum Multiwingpropeller für Schiffsantriebe Gerhard Wächter Gerhard Wächter 70–75
- 76–89 Fachaufsatz 76–89
- 76–83 Informationsqualität in der Produktentwicklung: Modellbasiertes Systems Engineering mit expliziter Berücksichtigung von Unsicherheit/Information Quality in Product Engineering: Model-Based Systems Engineering in Explicit Consideration of Uncertainty Jens Pottebaum, Iris Gräßler Jens Pottebaum, Iris Gräßler 76–83
- 84–89 Security und Safety im Systems Engineering für autonome Fahrzeuge/Security and Safety in Systems Engineering for Autonomous Vehicles Aschot Kharatyan, Julian Tekaat, Harald Anacker, Roman Dumitrescu Aschot Kharatyan, Julian Tekaat, Harald Anacker, Roman Dumitrescu 84–89
- IW2–IW15 Ingenieur-Werkstoffe IW2–IW15
- IW14–IW14 Spritzguss für den Kompost IW14–IW14
- IW15–IW15 Chirurgischer Saugansatz IW15–IW15
Titelei/Inhaltsverzeichnis
DOI
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Intelligente Sicherheit für Roboter
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Zusammenfassung
Ob in Industrie-Robotern, Medizin-Robotern, oder generell in vertikalen Achsen – bewegte Lasten dürfen nach Ausschalten des Stroms, bei Stromausfall oder Not-Halt nicht unkontrolliert absinken oder abstürzen. Dafür sorgen Sicherheitsbremsen, die die Achsen zuverlässig abbremsen und sicher in ihrer Position halten. Ganz aktuell hat mayr Antriebstechnik neue Baureihen solcher Bremsen entwickelt. Diese sind mit ihrer extrem schlanken Bauform und dem geringen Gewicht auf die Anforderungen der Robotik zugeschnitten. Der Standard- Baukasten deckt eine Vielzahl an Lösungen für anspruchsvolle Einsatzbedingungen ab.
Linksanreihungssystem macht die Steuerung zum Alleskönner
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Zusammenfassung
Mit der Markteinführung der „PLCnext Control AXC F 2152“ Ende 2017 hat Phoenix Contact den Grundstein für eine offene Steuerungsarchitektur gelegt. Die entsprechende Plattform basiert auf dem Linux-Betriebssystem und eröffnet damit „grenzenlose“ Möglichkeiten. Doch was tun, wenn der Funktionsumfang der Steuerung nicht ausreicht? Für solche Fälle stellt das Unternehmen jetzt eine links an die Steuerung anreihbare Lösung zur Verfügung.
Gedruckte Elektronik für die Bedieneinheit
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Zusammenfassung
In der Medizintechnik werden oft robuste Bedieneinheiten benötigt, die besonders hohen hygienischen Anforderungen gerecht werden, aber auch eine gute taktile Rückmeldung gewährleisten – mit und ohne Handschuhe. Intelligent konstruierte Systeme aus Gehäuse und Folientastatur für die sichere Bedienung medizintechnischer Geräte und Komponenten sind gefragt. Dabei ist die Verwendung von Kupfer als Leitmedium für gedruckte Elektronik auf Folie bei vielen Anwendungen von Vorteil.
Spiegelkontakte – die sichere Lösung im Rückführkreis?
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Zusammenfassung
Spiegelkontakte sind eine Möglichkeit, die Sicherheit in elektrotechnischen Anlagen, in denen elektromechanische Schaltgeräte zum Einsatz kommen, zu garantieren. Der Beitrag zeigt auf, wie Spiegelkontakte funktionieren und welche Grenzen sie haben. Mit Lösungen, die den Normen aus dem Bahnbereich entsprechen, lässt sich die Sicherheit weiter erhöhen.
Sichere Bedienerführung bei der Formatverstellung
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Wenn Firmen für ihre Produkte Verpackungsmaschinen benötigen – ob für Kaffeekapseln, Hustenbonbons, Batterien oder Pflaster, kommt es bei der Investition nicht zuletzt darauf an, eine möglichst flexible Lösung zu finden, auf der verschiedenste Packungsgrößen und -formate gefahren werden können. Dies erfordert jedoch eine intelligente Formatverstellung, um eine solche Flexibilität auch abbilden zu können. Elektronische Positionsanzeigen von Siko erleichtern den Umstellungsprozess bei Somic-Verpackungsmaschinen und sorgen für eine einfache Bedienerführung und mehr Prozesssicherheit.
Industriegetriebe in der Prozesstechnik
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Zusammenfassung
Rühren und Mischen sind in der Prozess- und Verfahrenstechnik wichtige Operationen, die oft im Großmaßstab durchgeführt werden müssen. Die erforderlichen kraftvollen Antriebssysteme erfordern robuste Industriegetriebe, die als speziell ausgelegte Getriebe-Motor-Kombination auch sehr große axiale und radiale Kräfte sicher aufnehmen können. Das hier vorgestellte Baukastensystem sorgt für große Gestaltungsflexibilität und ermöglicht maßgeschneiderte Lösungen.
Hochpräzise positionieren
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Kommerziell verfügbare Antriebssysteme positionieren beispielsweise Wafer in der Halbleiterfertigung hochpräzise innerhalb einer Ebene. Nanometergenau anheben können sie Objekte aber oft nur dank kaskadierter Grob-Fein-Antriebsstrukturen. Für gesamte 150- oder 300-mm-Wafer liegen derzeit erzielte Messunsicherheiten meist nur im Bereich von ±0,5 bis ±1 Mikrometer. Das IMMS hat mit der SIOS Meßtechnik GmbH und der TU Ilmenau einen luftgeführten 6-DOF-Direktantrieb entwickelt, der Objekte in den drei Raumachsen und der jeweiligen Rotation um diese Achsen frei im Raum in einem Verfahrbereich von ø 100 mm in einem Hebe- bzw. Senkbereich von 10 mm nanometergenau und aktiv geregelt positioniert (Bild 1).
Umrichter für ein breites Einsatzspektrum
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Bonfiglioli kündigte jetzt die Markteinführung seiner Premium-Frequenzumrichterreihe „AxiaVert“ an. Mit einer Kombination aus Flexibilität, Modularität und Konnektivität zielen die Umrichter darauf ab, Antwort auf spezifische industrielle Anwendungsanforderungen in einem breiten Spektrum von Branchen und mit unterschiedlichen Komplexitätsgraden zu bieten. Zunächst decken vier Größen den Leistungsbereich von 0,25 kW bis 15 kW ab.
Nachhaltiger Kaffeegenuss
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Zusammenfassung
Egal ob runde oder eckige Verpackungen – die Verpackungsmaschine der italienischen Firma Forpac umwickelt unterschiedlichste Produkte zu kompakten Gebinden. Mit dieser neuesten Entwicklung ermöglicht das Unternehmen hohe Energie- und Rohstoffeinsparungen. Hierbei setzen die Italiener auf Antriebs- und Automatisierungstechnik von SEW-Eurodrive.
Sichere Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern
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Zusammenfassung
Im Bereich der Automation und Antriebstechnik geht es unter anderem darum, schon in der Entwicklung und Konstruktion der Maschinen und Anlagen eine einsatzgerechte Auslegung von Wälzlagern abzusichern. Früher waren speziell bei komplexen Anforderungen an die Wälzlager umfangreiche und zeitaufwendige Versuche notwendig. Durch die fortschreitende Verbesserung von Simulationssoftware und stetig steigende Rechenleistung der Computer lassen sich Zeit und Kosten für viele Versuche einsparen.
Topologieoptimierte Faserverbundstrukturen
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Zusammenfassung
Leichtbau ist eine Schlüsseltechnologie, wenn es um Ressourcen- und Energieeffizienz geht. Mit zunehmender Verwendung in massentauglichen Anwendungen steigt der Bedarf nach kostengünstigen Produktionsmethoden. Der vorgestellte Ansatz kombiniert neue Möglichkeiten der additiven Fertigung mit der Produktion von faserverstärkten Sandwichbauteilen. Dadurch wird die Prozesskette verkürzt, der Materialaufwand für Halbzeuge und Werkzeuge reduziert und somit die Herstellung von Leichtbauteilen einen großen Schritt wettbewerbsfähiger.
Steter Tropfen oder Wasserfall?
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Zusammenfassung
Engineeringprozesse immer stärker zu parallelisieren ist längst erzwungene Realität. Die Aucotec AG will mit „agilem Engineering“ Planer befähigen, die simultane Kooperation verschiedener Gewerke und Disziplinen in Maschinen- oder Anlagenbauprojekten deutlich effizienter und effektiver zu gestalten. Denn bislang büßen Unternehmen viel Zeit und Datenqualität in der Änderungsfalle ein, die dadurch entsteht, dass die notwendige Parallelisierung der Prozesse mit Toolketten versucht wird, die eigentlich nur für „Wasserfall-Prozesse“ geeignet sind.
Hoch sicherheitsrelevante Wälzlager
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Zusammenfassung
Auch in der neuesten Generation des japanischen Hochgeschwindigkeitszugs Shinkansen sind extrem leistungsfähige Wälzlager im Einsatz. Beim Zug mit der Bezeichnung N700S, der seit Juli 2020 auf der Verbindung zwischen Tokio und Osaka verkehrt, handelt es sich um die erste echte Neuentwicklung seit 2007. Die Wälzlager im Antriebsstrang leisten einen Beitrag zum sicheren und komfortablen Betrieb der Züge, die mit bis zu 285 km/h fahren.
Einsatz am Limit
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Zusammenfassung
Sicherheitsrelevante Bauteile gibt es in den meisten technischen Produkten. Wie das Bild des Mountainbikers (Bild 1) zeigt, bewegen sich Mensch und Maschine am Limit. Der Biker vertraut auf die Funktion und Haltbarkeit seines Gefährts. Zuverlässig und widerstandsfähig sollen die Teile des Sportgerätes sein, grenzwertige Belastungen vertragen und den Biker nicht gefährden. Gesetzliche und normierte Vorgaben bestimmen den Orientierungsrahmen. Sie sind zum größten Teil den technischen Vorschriften und Regelwerken des Gesetzgebers und den internationalen Normen, wie der ISO 4210, EN 15194, zu entnehmen. Weiterhin werden die Anforderungen in den von Herstellern selbst entwickelten Prüfstandards beschrieben. Das Risiko seiner Sportart trägt der Nutzer jedoch selbst. Verantwortungsvoller Umgang damit ist empfehlenswert.
Wie steht es mit der Ausblassicherheit?
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Zusammenfassung
„Stelle mer uns mal janz dumm – wat is´n Dampfmaschin?“ der Satz aus dem Film „Die Feuerzangenbowle“, ist sicher jedermann bekannt. Dampfmaschinen sind auch heute noch in Betrieb, ja werden sogar neu gebaut. Dabei wird auf den heutigen Stand der Technik zurückgegriffen – gerade auch in der Dichtungstechnik.
Smarte Regelungstechnik für hochgenaue Dosierungen
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Zusammenfassung
Weltmarktführer Kärcher nutzt für die nächste Generation seiner Bodenreinigungsmaschinen kombinierte Sensoren in einem kompakten Regelventil. Das Ganze funktioniert ohne bewegte Teile, intelligent und präzise. Genaues Dosieren ist damit gewährleistet.
Vom Vogelflügel zum Multiwingpropeller für Schiffsantriebe
Autoren
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- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-70
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Zusammenfassung
Vom Achterdeck eines fahrenden Schiffes kann man in dessen Nachstrom sehr starke Wirbel beobachten. Diese lassen vermuten, dass die konstruktiven, strömungstechnischen Gestaltungsmöglichkeiten der Propeller zur Verbesserung des Wirkungsgrades nicht ausgeschöpft sind.
Informationsqualität in der Produktentwicklung: Modellbasiertes Systems Engineering mit expliziter Berücksichtigung von Unsicherheit/Information Quality in Product Engineering: Model-Based Systems Engineering in Explicit Consideration of Uncertainty
Autoren
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- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-76
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Zusammenfassung
Inhalt Unscharfe Anforderungen, verschiedene Lösungs-alternativen oder eingeschränkt gültige Simulationsmodelle sind Beispiele für inhärente Unsicherheit in der Produktentwicklung. Im vorliegenden Beitrag wird ein modellbasierter Ansatz vorgestellt, der das industriell etablierte Denken in Sicherheitsfaktoren um qualitative Aspekte ergänzt. Modelle der Informationsqualität helfen, die Unsicherheit von Ent- wicklungsartefakten beschreibend zu charakterisieren. Mittels semantischer Technologien wird Unsicherheit so wirklich handhabbar – nicht im Sinne einer Berechnung, sondern im Sinne einer qualitativen Interpretation. Dadurch entsteht wertvolles Wissen für die iterative Anforderungsanalyse, die Bewertung alternativer System-Architekturen oder für die Rekonfiguration von Simulationen.
Abstract
Abstract Unclear requirements, diverse solution alternatives or limited validity of simulation models are examples of inherent uncertainty in product engineering. The article at hand contributes a model-based approach complementing established focus on safety coefficients by qualitative aspects. Models of Information Quality are available to characterise uncertainty of engineering artefacts in a descriptive way. Applying semantic technologies, uncertainty becomes feasible – not in a numerical sense, but as a qualitative interpretation. Thus, valuable knowledge is created for iterative requirements analysis, evaluation of system architecture alternatives or for the reconfiguration of simulations.
Security und Safety im Systems Engineering für autonome Fahrzeuge/Security and Safety in Systems Engineering for Autonomous Vehicles
Autoren
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-84
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Zusammenfassung
Inhalt Autonomie, Vernetzung und zukunftsträchtige Mobilitätskonzepte führen zu disruptiven Veränderungen in der Automobiltechnik. Insbesondere das Autonome Fahren resultiert in faszinierenden Potenzialen, aber auch erheblichen Risiken. Diese gilt es möglichst frühzeitig im Rahmen des Entwicklungsprozesses sowohl hinsichtlich Security als auch Safety zu identifizieren und mit geeigneten Maßnahmen abzusichern. Es ist ein systemisches Vorgehen erforderlich, welches ebenfalls Herausforderungen wie die Dezentralisierung und fehlende Transparenz der Entwicklung adressiert. Der Beitrag zeigt die Handlungsbedarfe für ein zukunftsfähiges Engineering im Automotive auf.
Abstract
Abstract Autonomy, networking and promising mobility concepts lead to disruptive changes in automotive engineering. Autonomous driving in particular results in fascinating potentials, but also in considerable risks. This must be iden- tified as early as possible in the development process with regard to both security and safety and secured with suitable measures. A systemic approach is required, which also addresses challenges such as decentralization and a lack of transparency in development. The article shows the need for action for sustainable engineering in the automotive industry.
Programmierbare Dämmstoffe
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-92
- ISSN print: 0720-5953
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Zusammenfassung
Neuartige Dämmstoffe aus Formgedächtnispolymeren werden derzeit von drei Fraunhofer-Instituten entwickelt und getestet. Die High-Tech-Schäume sollen als funktionale Materialien beispielsweise im Bauwesen Anwendung finden.
Partikelfreie, hochfeste Verbindungen
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-94
- ISSN print: 0720-5953
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Zusammenfassung
Insbesondere in der Automobilindustrie sind Systeme wie der Motorraum, Bremsen oder das Getriebe anfällig gegen Verschmutzungen. Wenn es um partikelfreie Verbinden verschiedener Komponenten sowie um eine hohe Festigkeit geht, setzen die Unternehmen unter anderem auf das Heiß-Gas-Schweißen.
Verbundmaterial für Extrusionsblasformen
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-98
- ISSN print: 0720-5953
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Zusammenfassung
Die mechanische Leistungsfähigkeit blasgeformter Bauteile kann durch ein Verbundmaterial lokal deutlich gesteigert werden. Das Verfahren bietet sich zur Herstellung blasgeformter Strukturbauteile an, so für Hohlprofile zur Karosserieverstärkung. Zudem wird eine Gewichts- und Materialersparnis erreicht, da die Grundwanddicke des Bauteils reduziert werden kann.
Neues für Spritzgießer und Werkzeugbauer
Autoren
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-100
- ISSN print: 0720-5953
- ISSN online: 0720-5953
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Zusammenfassung
Ein Systemcenter für industrielle Temperiertechnik bietet Fachleuten aus der Kunststofftechnik und dem Werkzeugbau die Möglichkeit, sich aus erster Hand und in vollem Umfang über die Leistungsfähigkeit des Z-Systems zu informieren und das High-Speed-Verfahren für die partiell-zyklische Kavitäten-Temperierung in Aktion zu erleben.
Spritzguss für den Kompost
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-104
- ISSN print: 0720-5953
- ISSN online: 0720-5953
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Zusammenfassung
Ein neuer Ansatz in der Kunststoffbranche ist die Verarbeitung von Spritzgussmaterial aus Papier − einem Material, das aufgrund seiner Haptik und Optik konventionellen Kunststoffprodukten sehr ähnelt. Dieses spritzgussfähige Biomaterial ist sogar hauskompostierbar.
Chirurgischer Saugansatz
DOI
- doi.org/10.37544/0720-5953-2020-11-12-105
- ISSN print: 0720-5953
- ISSN online: 0720-5953
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Zusammenfassung
Ein patentierter chirurgischer Saugansatz eignet sich für die Behandlung von Knochendefekten nach Unfällen, durch Tumorerkrankungen, bei Infektionen oder gelockerten Kunstgelenken.