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antriebstechnik 3/2019

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INTEGRATED AUTOMATION,

INTEGRATED AUTOMATION, MOTION & DRIVES I SPECIAL Unmagnetisch, ungeschmiert, unkompliziert Einbaufertige Carbon-Zahnriemenachse ermöglicht genaue Messungen in der Sensorproduktion Wo gefertigt wird, muss auch geprüft werden. Und wo Sensoren geprüft werden, die Metall erkennen und darauf reagieren, muss ein störungsfreies Messergebnis in der Qualitätsprüfung garantiert werden. Aus diesem Grund setzt die Werner Turck GmbH & Co. KG mit Sitz in Halver bei ihrem neuesten Prüfmittel in der Qualitätssicherung auf komplett metallfreie Carbon-Zahnriemenachsen von Igus. Stück für Stück nähert sich die Metallplatte dem Sensor, einem berührungslosen Endschalter. Plötzlich gibt es eine Meldung auf dem Monitor neben der Prüfeinheit. Die Vorrichtung mit der Metallplatte bleibt stehen. Test bestanden. Nächster Sensor zur Prüfung. Unter anderem so läuft es in der Qualitätssicherung der Werner Turck GmbH & Co. KG ab. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Halver ist in der Turck-Gruppe für Entwicklung und Produktion verantwortlich, während Vertrieb und Marketing bei der Hans Turck GmbH & Co. KG in Mülheim an der Ruhr liegen. Als Spezialist für Sensor-, Feldbus-, Anschluss- und Interfacetechnik sowie HMI und RFID bietet Turck effiziente Lösungen für die Fabrik- und Prozessautomation. Unter anderem fertigt das Unternehmen verschiedenste Sensoren, darunter z. B. kapazitive, Magnetfeld-, Ultraschallsowie induktive Sensoren. Letztere erfassen berührungslos und verschleißfrei metallische Objekte. Dazu benutzen die Sensoren ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld. „Neben Hunderten anderer Anwendungen kommen diese Sensoren zum Beispiel häufig in Pressen in der Automobil industrie zum Einsatz, wo sie in der automatisierten Fertigung erkennen, ob die Presse befüllt ist oder nicht“, erklärt Michael Kind, Bereichsleiter Betriebsmittelkonstruktion/ -bau bei Turck. „Natürlich prüfen wir die Sensoren direkt nach der Fertigung zu 100 Prozent auf die entscheidenden Kenngrößen wie etwa den Schaltabstand. Darüber hinaus werden zur Qualitätssicherung weiterführende Tests mittels genau definierter Stichproben durchgeführt. Bei einer Losgröße von beispielsweise 250 Sensoren werden fünf Sen soren am Anfang der Produktion weiter führend getestet, fünf Stück in der Mitte sowie zehn Stück am Ende.“ Bei diesen stichprobenartigen Tests wird ein Sensor nach dem anderen in einer Prüfvorrichtung befestigt und angeschlossen. Nach Initiierung über einen kapazitiven Sensor – natürlich aus eigener Produktion – bewegt sich eine senkrecht zum Sensor stehende Metallplatte auf den Sensor zu, womit der Schaltabstand sowie die Hysterese des Sensors im Hundertstelmillimeter- Bereich gemessen und automatisch im Q-System gespeichert werden. Für die genaue Messung und Auswertung des Weges kommt ein induktiver Linearwegsensor zum Einsatz, der ebenfalls aus dem Hause Turck stammt. „Dieser Linearwegsensor kann Wege im μm-Bereich genau messen“, erklärt Michael Kind. „Für die Messung 01 Verantwortlich für das Projekt (v. l.): Nico Naujoks (Turck), Christof Meurer (Igus), Michael Kind (Turck) und Stefan Ehls (Turck) der Funktion unserer Endschalter reichen jedoch zwei Nachkommastellen.“ Unbedingt erforderlich: Absolute Metallfreiheit Von ein paar Schrauben und festen Metallteilen abgesehen, war bei der Entwicklung der neuen Prüfeinheit notwendig, dass sämtliche Komponenten absolut unmagnetisch sind, um die Messergebnisse nicht zu verfälschen und den Sensor ausschließlich auf die Metallplatte reagieren zu lassen. „Bei der Suche nach einer passenden Lösung stieß ich auf die Carbon-Zahnriemenachse von Igus“, erinnert sich Kind. „Mit der Firma Igus arbeiten wir bereits knapp 18 Jahre sehr gut zusammen.“ Die Zahn riemenachse aus der Baureihe Drylin ZLW besteht aus einer tribologisch optimierten Drylin W-Linearführung aus Carbon sowie Hochleistungskunststoffen in Schlitten und Umlenkung. Sie machen die Drylin ZLW Carbon zur 38 antriebstechnik 3/2019

SPECIAL I INTEGRATED AUTOMATION, MOTION & DRIVES 02 Jeweils ein Sensor wird links an der Prüfeinheit befestigt und angeschlossen ersten komplett metallfreien Zahnriemenachse. Durch den konsistenten Vollkunststoffaufbau innerhalb der Umlenkstationen u. a. durch den Einsatz von Xiros Kugellagern mit Kugeln aus Kunststoff oder Glas ist das System extrem leicht und schmiermittelfrei. „Die Schmiermittelfreiheit ist natürlich fast genauso wichtig“, erklärt Michael Zeipert, Leiter Entwicklung Automation Products bei Turck. Schließlich würden Schmiermittel den Wartungsaufwand an den bewegten Bauteilen erhöhen. Außerdem müssen so keine Schmierstoffe vorgehalten werden. Dass sämtliche Igus Produkte komplett auf externe Schmierung verzichten, ist daher auch hier ein großer Vorteil und Grund, warum man bei Turck auf diese setzt. „Wir setzen sowohl Linear lager als auch Ketten und Gleitlagerbuchsen ein“, erklärt Michael Kind. „Früher setzten wir metallische Alternativen ein, sind dann aber auf Igus gestoßen. So konnten wir auch schon so manches Metall-Kugel lager einsparen.“ „Leichter Lauf“ dank Carbon Durch den Einsatz der Zahnriemenachse Drylin ZLW Carbon ergibt sich neben der Metallfreiheit und des Trockenlaufs noch ein weiterer Vorteil: „Carbon ist ein sehr leichter Werkstoff. Gegenüber einer baugleichen Schiene aus Aluminium können wir hier bis zu 40 Prozent Gewicht sparen und sogar bis zu 60 Prozent Gewicht gegenüber einer Stahlschiene“, erklärt Christof Meurer, zuständiger Technischer Verkaufsberater. Dazu ergänzt Michael Kind: „Von der reinen Gewichtsersparnis abgesehen, müsste die Prüfeinheit erheblich größer sein und die Linearachse – zum Beispiel ein Spindel-Linearantrieb – entsprechend weit vom Sensor entfernt sein, damit es keine Stör signale gibt.“ Der derzeitige Aufbau mit der Carbon-Zahnriemenachse von Igus ist handlich und kann von den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bei Turck einfach zwischen den unterschiedlichen Prüffeldern hin- und hergetragen werden. Einfach war ebenfalls die Einbindung der Achse in die digitale Zeichnung der Prüfeinheit: „Bei der Planung am Computer konnten wir die 3D-Daten der Zahnriemenachse einfach übernehmen – ein toller Service“, so Michael Kind. Ebenso leicht fällt anschließend der tatsächliche Einbau. Igus liefert die Zahnriemenachsen komplett vormontiert als Einheit, sodass sie direkt verbaut und eingesetzt werden können. Derzeit befindet sich die neue Prüf einheit noch in der Prototypen-Phase. Bei Turck ist man jedoch schon jetzt von dem Konzept überzeugt und plant den Bau weiterer Einheiten. Dann ebenfalls mit dabei: die leichte, unkomplizierte und vor allem unmagnetische Carbon-Zahnriemenachse von Igus. Fotos: Igus www.igus.de www.turck.de 03 In der Prüfeinheit sorgt eine komplett metallfreie Drylin ZLW Carbon Zahnriemenachse für leichtgängige Bewegungen antriebstechnik 3/2019 39

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